13采区抽采设计(2)

负压或低负压瓦斯抽采系统：

⑴采用采空区抽采等抽采方法的矿井宜采用低负压抽采系统。

⑵采用本煤层预抽、边采边抽、临近层卸压抽采等抽采方法的宜采用高负压抽采系统。

⑶符合上述两条的抽放方法均采用的矿井，且矿井设计抽采量大于或等于10m/min时，宜采用两套管路分别建立高、低负压抽采瓦斯系统。

13采区符合上述条件，应建立地面固定式高、低负压抽采瓦斯系统。

二、瓦斯抽采设计参数 （一）、瓦斯储量计算范围

瓦斯储量计算范围包括井田范围内各可采煤层、可采煤层开采影响范围内的不可采煤层及围岩所赋存的瓦斯总量，其中：围岩瓦斯储量据测定资料取或按煤层瓦斯储量的10%～15%概算。 （二）、矿井瓦斯储量及可抽瓦斯量

（1）瓦斯储量计算

瓦斯储量系指煤田开发过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤岩层赋存的瓦斯总量。其计算公式为：

3

6

瓦斯储量计算公式为： Wk=W1+W2+W3 W1=∑A1iX1i W2=∑A2iX2i

式中： W1—可采煤层瓦斯储量的总和，万m；

3

A1i—每一个可采煤层的煤炭储量，万t； X1i—每一个可采煤层相应的瓦斯含量，m3/t；

W2—可采煤层采动影响范围内的不可采邻近煤层的瓦斯储量总和，万m； 3

A2i—可采煤层采动影响范围内每一个不可采邻近煤层的煤

炭储量，万t；

X2i—可采煤层采动影响范围内每一个不可采邻近煤层相应

的瓦斯含量，m/t；

W3—围岩瓦斯储量，万m。根据测定资料取，或按煤层瓦斯储量的10%～15%概算。

⑵可抽瓦斯量概算

可抽瓦斯量是指瓦斯储量中在当前技术水平能被抽出来的最大瓦斯量。

可抽瓦斯量=瓦斯储量×抽放率（该采区抽放率取40％）

3

3

7

经计算，13采区瓦斯储量：10808.621万m，可抽量：4323.448万m。瓦斯储量及可抽量见表1—1—1。

表1—1—1 瓦斯储量及可抽瓦斯量表

煤层 编号 3 5 12 15 17 18 ######3

3

煤炭储量(10t) 215 81.4 199.2 10.7 91.7 117.5 715.5 4瓦斯储量(m/t) 14.60 14.46 15.91 14.45 15.45 14.91 3瓦斯储量(10m) 3139 1177.044 3169.272 154.615 1416.765 1751.925 10808.621 43抽放率(%) 40 40 40 40 40 40 瓦斯可抽量备 注 (10m) 1255.6 470.8176 1267.709 61.846 566.706 700.77 4323.448 43

（三）瓦斯涌出量计算

1、困难时期瓦斯涌出量 ⑴回采工作面瓦斯涌出量

回采面瓦斯涌出来源于开采层瓦斯涌出、邻近层瓦斯涌出。根据预测，采煤工作面相对瓦斯涌出量为12.89m/t。

⑵掘进工作面瓦斯涌出量为2.19m/min ⑶采区总的瓦斯涌出量

根据对回采工作面、掘进工作面瓦斯涌出量的计算，最后得

8

3

3

到预计矿井的绝对瓦斯涌出量为27.23m/min，相对瓦斯涌出量为17.68m/t。

三、瓦斯抽采系统和方法

（一）、瓦斯抽采系统的选择及合理性分析

（1）必要性

该矿按煤与瓦斯突出矿井设计，根据《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》（AQ1055-2008）第3.4.4.1条规定，必须进行瓦斯抽采。

（2）可能性

衡量煤层可抽性的指标主要有三项：煤层的透气性系数（λ）、钻孔瓦斯流量衰减系数（β）、钻孔瓦斯极限抽放量（Qj）。

1）煤层的透气性系数（λ）

煤层透气性是煤层对于瓦斯流动的阻力，是衡量煤层瓦斯预抽难易程度的重要标志。在测压钻孔压力稳定后，卸掉压力表，利用煤气表测定煤层钻孔在不同时间间隔的流量，根据钻孔瓦斯不稳定径向流动理论，采用如下公式进行试算和验算：

A=qr/p0-p1, B=4p0/αr

2

2

1.5

2

3

3

α=x/ p01/2 F0=10～1，λ=100A

-2

1.610.613

B

9

F0=10～10，λ=100A

2

1.390.389

B

F0=10～10，λ=109.5A

2

3

1.250.25

B BB

F0=10～10，λ=182.8A

3

5

1.1360.136

F0=10～10，λ=210.4AF0=10～10，λ=313.1A

5

7

1.1110.111

1.070.0695

B

式中：x—原始瓦斯含量，m/t；

p0、p1—煤层原始瓦斯压力及巷道大气压，MPa； r—钻孔半径，m；

q—钻孔排放时间为t时的煤孔段单位面积的瓦斯流量，q=Q/2πrL 3

Q—钻孔排放时间为t时流量，m3/d； L—煤孔段长度，m。

2）钻孔瓦斯流量衰减系数（β）

在测压结束后卸下压力表，安上流量计测定钻孔的自然瓦斯流量及其随时间的变化，根据测定结果的最大瓦斯流量和钻孔见煤长度，计算钻孔瓦斯流量及其衰减系数。

钻孔瓦斯流量衰减系数可以作为评估开采煤层瓦斯预抽的难易程度的一个标志。钻孔瓦斯流量衰减系数的具体测定方法是：选择具有代表性的地点打钻孔，先测定初始流量q0，经时间

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