煤矿2105里工作面瓦斯抽采达标评判报告.doc

0 xx 集团集团 xx 煤矿煤矿 21052105 里工作面瓦斯抽采达里工作面瓦斯抽采达 标评判报告标评判报告 1 XX 集团集团 XX 煤矿煤矿 21052105 里工作面瓦斯抽采达标评判报告里工作面瓦斯抽采达标评判报告1 第一章第一章 2105 里工作面概况里工作面概况1 一、2105 里工作面基本情况1 二、地质构造.1 三、通风状况.1 第二章第二章 工作面瓦斯赋存及涌出量预测工作面瓦斯赋存及涌出量预测.2 一、煤层瓦斯赋存条件.2 二、煤层瓦斯基础参数.2 三、回采工艺.3 四、瓦斯涌出量预测.5 第三章第三章 工作面瓦斯抽采设计概况工作面瓦斯抽采设计概况.8 一 、分源抽采方法.8 二、抽采系统及设备.11 三、抽采参数监测、监控.12 第四章第四章 工作面瓦斯抽采工程完成情况工作面瓦斯抽采工程完成情况.14 一、瓦斯抽采工程量.14 二、抽采工程全覆盖评价.15 第五章第五章 工作面预抽煤层瓦斯达标评判工作面预抽煤层瓦斯达标评判.17 一、基础条件评价.17 二、达标指标计算.18 三、瓦斯参数验证.21 四、评判结论.22 第六章第六章 工作面回采期间抽采达标效果验证工作面回采期间抽采达标效果验证.24 一、瓦斯治理能力评估.24 二、瓦斯参数指标验证.24 三、抽采效果指标验证.25 四、瓦斯抽采动态达标评价.25 第七章第七章 工作面安全技术措施工作面安全技术措施.26 一、回采工作面遇初次来压、周期来压等变化环节过程中采取安全保障措施.26 二、过地质构造的安全保障措施.26 0 第一章第一章 2105 里工作面概况里工作面概况 一、一、2105 里工作面基本情况里工作面基本情况 工作面北接 470 东翼辅运大巷及 470 东翼进风大巷、东邻 S3-9 工作 面、南邻 S3 采区轨道下山延伸段、西邻 S3-13 工作面。地面标高 +935.5+941.4，煤层底板标高+429+445，埋藏深度为 456.3512.5m 之间。工作面采用 U+抽采巷布置方式，抽采巷与轨顺水平距离 25m，由破 岩 3 米至位于煤层顶板上方 15-31m，于工作面回采前进行封闭抽采。工作 面可采长度 849m，倾斜长 275m，斜面积 233475m2,平均煤厚 5.96m，煤炭 可采储量 181.1 万 t。总体构造形态为单斜构造、东低西高，煤层倾角 06，煤层无自燃倾向、煤尘具有爆炸性。 二、地质构造二、地质构造 该工作面周边 50m 范围内无影响生产的地质构造。 三、通风状况三、通风状况 1、本工作面采用全压通风系统，即：工作面皮顺进风，轨顺回风。 回采期间配风量 3000m3/min。 新鲜风流： 470 辅运巷2105 材料斜巷2105 皮顺2105 里切眼。 东翼胶带巷2105 皮顺2105 里切眼。 回采时污风： 2105 里切眼2105 轨顺2105 轨顺回风通道一二水平瓦斯抽放管 路巷东翼 2#回风巷东翼 1#回风巷王村回风立井。 2105 里切眼2105 抽采巷470 一二水平瓦斯抽放管路联巷470 东 翼 2#回风巷470 东翼总回风通道王村回风立井。 1 第二章第二章 工作面瓦斯赋存及涌出量预测工作面瓦斯赋存及涌出量预测 一、煤层瓦斯赋存条件一、煤层瓦斯赋存条件 根据 xx 煤矿 3#煤层瓦斯地质图显示 5 m3/t、8 m3/t 瓦斯含量等值线 分布情况以及 2105 里工作面的标高、埋深情况预计 2105 里工作面最大原 始瓦斯含量为 6.8m3/t， 2105 里工作面回采期间瓦斯来源有：巷道涌出、 回采落煤瓦斯涌出及采空区瓦斯涌出。 二、煤层瓦斯基础参数二、煤层瓦斯基础参数 1、2105 里工作面瓦斯基本概况 2105 里工作面在掘进期间掘进瓦斯涌出量为 5-8 m3/min，掘进期间实 测瓦斯含量最大值为 6.8m3/t，瓦斯压力为 0.26MPa，实测回采前煤层瓦斯 含量为 6.12m3/t，残存瓦斯含量为 1.8871 m3/t。 2206 工作面煤层瓦斯参数表 煤层瓦斯含量 m/t 6.8 吸附常数 a （m/t） 35.3608 残存瓦斯含量 m/t 1.8871 吸附常数 b （MPa-1） 0.9100 坚固性系数0.692孔隙率（%） 4.29 瓦斯放散初速度 mmHg 15.26 水分（%） 1.31 煤层透气性系数 m2/Mpa2.d0.0032370.2419灰分（%） 10.25 抽采半径 m 1.5 以上数据来源于xx 环能股份 xx 矿井煤层瓦斯参数测试研究报告 （华北科技学院 2014 年 2 月） 2105 里工作面掘进期间严格按照xx 煤矿煤与瓦斯突出管理制度 进行瓦斯参数测定，现选取具有代表性的测点如下： 2105 里工作面皮顺 测点孔深 （m） 可解吸瓦斯含量 （m3/t） 瓦斯含量（m3/t） 200 米204.956.83 400 米204.636.51 600 米204.456.33 2 800 米204.246.12 2、评价单元的划分 根据 2105 里工作面瓦斯地质条件及煤矿瓦斯抽采达标暂行规定 第二十六条，将预抽时间差异系数小于 30%的区域划分为一个评价单元。 由于工作面不具备按抽采时间差异系数小于 30%划分单元，根据工作面瓦 斯地质条件将 2105 工作面划分为两个评价单位，具体情况如下表： 评价单元单元范围煤层原始瓦斯含量 一单元里停采线往里 300 米 7-9 二单元里停采线往里 300 米至里切眼 5-8 三、回采工艺三、回采工艺 2105 里工作面煤炭可采储量 181.1 万 t，采用走向长壁后退式、低位 放顶煤、全部垮落的综合机械化采煤方法，采用端部割三角煤的斜切进刀 方式，采高为 3.30.1m，循环进尺 0.8m，循环产量 1707.2 吨，每天回 采 4.5 刀，工作面最大日产量为 7682.3t。 根据实测 2105 里工作面的瓦斯可解吸量为 4.53m/t，根据开采层相 对瓦斯涌出量计算公式： q1=k1k2k3m/M（W0-WC）=1.31.08（275-36） /27514.535.53m/t 式中：q1开采层相对瓦斯涌出量，mt； k1围岩瓦斯涌出系数,K1值选取范围 1.1-1.3，取 1.3； k2工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算，取 1.08； k3采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数； m开采层厚度，m； M工作面采高，m； W0煤层原始瓦斯含量，mt； 3 Wc运出矿井后煤的残存瓦斯含量，mt。 根据邻近层相对瓦斯涌出量计算公式： q2= =0m/t i i n i cii M m WW)( 1 0 = 式中：mi第 i 个邻近层煤层厚度，m； M工作面采高，m； i第 i 个邻近层瓦斯排放率，%；i=100-0.47hi/M- 84.04 hi/L(其中 hi:第 i 邻近层与开采层垂直距离，m；) W0i第 i 个邻近层煤层原始瓦斯含量，m3t，如无实测值 可参照开采层选取； Wci第 i 个邻近层煤层残存瓦斯含量，m3t，如无实测值 可参照开采层选取。 根据 2105 工作面综合柱状图显示，该工作面上方 137.5 米及下方 50 米范围内无临近煤层，故 q2=0 m/t。 根据开采层相对瓦斯涌出量计算公式： Q采=q1+q2=5.53mt 2）工作面切眼最低实际有效风量确定 以 2105 里工作面切眼内最低有效风量部位确定，采用 U+抽采巷通风 的工作面，需核抽采巷风量，实际有效配风量为 Q有效3000m/min 3）瓦斯治理能力计算 按工作面切眼瓦斯浓度 0.8%报警，工作面风排瓦斯能力： q 排Q有效/125/k =3000/125/1.1=21.8182 m/min。 式中：q排工作面风排瓦斯能力； Q有效工作面实际有效配风量，m/min； k瓦斯涌出不均衡系数； 根据 2105 里工作面抽采能力以及已采工作面实际抽采情况，预测工 作面抽采瓦斯纯量 q抽15.3m3/min。 4 则 2105 里工作面的绝对瓦斯治理能力为: q瓦=q排+ q抽=21.8182 +15.3=37.1182m/min。 4) 工作面日产量（A）、日循环数核定(n)： (1)工作面日产量核定 Aq瓦T/q采 =37.31821200/5.53=8097 吨 式中：A工作面最大日产量，t； T工作面日有效生产时间，min； q采工作面相对瓦斯涌出量，mt。 (2)工作面日循环数核定 nA/a=8097/1707.8=4.74 式中：n工作面最大日循环数； a工作面单循环产量， t 5）结论 2105 里工作面回采期间工作面配风 3000m/min，最大日产量为 4.7 个循环，根据生产安排，确定每日产量为 4.5 个循环。 四、瓦斯涌出量预测四、瓦斯涌出量预测 1、回采瓦斯涌出预测 q1=k1k2k3m/M（W0-WC）=1.31.08（275-36） /27514.535.35m/t 式中：q1开采层相对瓦斯涌出量，mt； k1围岩瓦斯涌出系数,K1值选取范围 1.1-1.3，取 1.3； k2工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算，取 1.08； k3采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数； m开采层厚度，m； M工作面采高，m； 5 W0煤层原始瓦斯含量，mt； Wc运出矿井后煤的残存瓦斯含量，mt。 根据邻近层相对瓦斯涌出量计算公式： q2= =0m/t i i n i cii M m WW)( 1 0 = 式中：mi第 i 个邻近层煤层厚度，m； M工作面采高，m； i第 i 个邻近层瓦斯排放率，%；i=100-0.47hi/M- 84.04 hi/L(其中 hi:第 i 邻近层与开采层垂直距离，m；) W0i第 i 个邻近层煤层原始瓦斯含量，m3t，如无实测值 可参照开采层选取； Wci第 i 个邻近层煤层残存瓦斯含量，m3t，如无实测值 可参照开采层选取。 根据 2105 工作面综合柱状图显示，该工作面上方 137.5 米及下方 50 米范围内无临近煤层，故 q2=0 m/t。 根据开采层相对瓦斯涌出量计算公式： Q采=q1+q2=5.35+0=5.35mt 根据计算 2206 工作面相对瓦斯涌出量为 5.35m3/t，按照以风定产计 算允许工作面日循环刀数为 4.5 个，计算得出 2105 里工作面日循环产量 为 7682.3t， 预计工作面绝对瓦斯涌出量最大为： Q绝=5.357682.3/（2060）=34.25m3/min 根据计算预测结果，则 2105 里工作面日产 7682.3t 时瓦斯涌出量为 34.25m3/min。 2、通风、抽采系统概况 2105 里工作面回采期间预计配风 3000m/min，风排瓦斯能力为 3000/125/1.1=21.8182m/min。 2105 里工作面采前预抽、边采边抽、裂隙带抽采、抽采巷抽采相结合 6 的抽采方案，各顺槽敷设管路及带抽系统情况如下表： 巷道名称管路趟数管路直径管路材质带抽系统带抽钻孔类型 2105 里工作面皮 顺 1 趟 325mm 不锈钢加强筋螺旋焊管 地面泵站 高负压 煤层预抽钻孔 1 趟 325mm 不锈钢加强筋螺旋焊管 地面泵站 高负压 煤层预抽钻孔 2105 里工作面轨 顺 1 趟 325mm 不锈钢加强筋螺旋焊管 470 移动泵站 低负压 裂隙带钻孔 2105 里工作面预测回采时皮顺预抽钻孔可以抽采 2.8 m3/min，轨顺预 抽钻孔可以抽采 2.5 m3/min；轨顺裂隙带钻孔可以抽采 4m3/min，抽采巷 可以抽采 6m3/min，2105 里工作面抽采纯量最大可以达到 15.3m3/min(见下 表)。 表：2105 里工作面各顺槽预计抽采能力 抽采方式预计抽采量（ m3/min) 序 号 巷道名称高负压顺 层预抽 低负压裂 隙带抽采 高负压 （m3/min) 低负压 （ m3/min) 1 2105 里工作面皮顺 2.8 2 2105 里工作面轨顺 2.54 3 2105 抽采巷采空区抽采 6 4 2105 里 工作面总抽放量 15.3 抽采能力：预测 2105 里工作面回采期间绝对瓦斯涌出量最大时达到 34.25 m3/min，其中抽采量 15.3m3/min，风排瓦斯量 21.82m3/min，抽采 率达到 44.7%。 7 第三章第三章 工作面瓦斯抽采设计概况工作面瓦斯抽采设计概况 一一 、分源抽采方法、分源抽采方法 根据预测瓦斯涌出量及工作面巷道布置情况，2105 里工作面皮顺布置 单排斜平行本煤层预抽钻孔，轨顺布置单排斜平行本煤层预抽钻孔及裂隙 带钻孔，2105 里工作面皮顺布置一趟高负压抽采管路，轨顺布置一趟高负 压抽采管路、一趟低负压抽采管路，抽采巷埋管进行封闭抽采，实现分源 抽采，钻孔参数设计如下： 1、本煤层顺层预抽钻孔： （1）2105 里工作面皮顺布置单排斜平行煤层预抽钻孔，钻孔倾角根 据煤层自然坡度定，方位角为向工作面垂直煤墙偏向切眼方向 10，开孔 高度为 1.8m，钻孔间距,停采线往工作面方向 300 米为 2m、剩余钻孔为 3m，钻孔深度为 150m，共施工 307 个。 （2）皮顺靠近切眼附近钻孔： 在靠近切眼位置施工钻孔的参数调整为方位角垂直煤墙，钻孔倾角根 据煤层自然坡度定，开孔高度为 1.8m，钻孔间距为 3m，深度为 150m。从 靠近切眼 20m 开始向外施工，共施工 13 个。 （3）2105 里工作面轨顺布置斜平行煤层预抽钻孔，钻孔倾角根据煤 层自然坡度定，方位角为向工作面垂直煤墙偏向切眼方向 10，开孔高度 为 1.6m，钻孔间距为 3m，钻孔深度为 150m，共施工 268 个。 （4）轨顺靠近切眼附近钻孔： 在距离切眼 50 米处往里布置垂直煤墙钻孔，倾角根据煤层自然坡度 定，开孔高度为 1.8m，钻孔间距为 3m，深度为 150m，共施工 13 个。 8 2105里工作面煤层预抽钻孔示意图 2105里工作面轨顺 2105里工作面皮顺 图一：2105 里工作面预抽钻布置示意图 2105轨顺 2105抽采巷 2105皮顺 3#煤层 图二：2105 里工作面预抽钻孔剖面示意图 2105 里工作面预抽钻孔参数表 地点钻孔类型 孔间距 （m） 开孔高 度（m） 方位角 （） 倾角 （） 孔 深 （m） 钻孔个数 （个） 钻孔总进 尺（m） 垂直煤墙偏向工作面 10 150307 2105 里工 作面皮顺 斜平行预抽2、3 1.8 垂直煤墙 1-6 15013 48000 垂直煤墙偏向工作面 10 150268 2105 里工 作面轨顺 斜平行预抽 31.8 垂直煤墙 1-6 15013 42150 小计 60190150 2、高位裂隙带钻孔 （1）2105 里工作面轨顺高位裂隙带钻孔钻孔倾角为 23，方位角 45，开口高度为 2.2m，钻孔间距为 2m，钻孔深度为 150m，共施工 255 个。 （2）切眼附近高位裂隙带钻孔： 9 2105 里工作面轨顺靠近切眼处呈扇形布置高位裂隙带钻孔，距切眼 109m 处开始向里施工裂隙带钻孔，施工 10 个钻孔，倾角为 23，开孔高 度为 2m，钻孔间距为 2m，1#-10#钻孔方位角 47-67（垂直煤墙偏向 工作面，递增系数为 2），1#-3#孔深 150m，4#-6#孔深 120m，7#-10#孔 深 100m。 里工作面轨顺 里工作面皮顺 切 眼 抽采巷 停 采 线 2m 80m 高抽巷 图三：2105 轨顺高位裂隙带钻孔平面示意图 3#煤层 2105轨顺2105皮顺 2105抽采巷 150m 1.8m 45m 图四：2105 轨顺高位裂隙带钻孔剖面图 10 2105 里工作面裂隙带钻孔设计参数 巷 道 钻孔类 型 开孔高 度 （m） 方位角 （） 倾角 （） 钻孔间距 （m） 孔深 （m） 钻孔个 数（个） 钻孔总进 尺（m） 2105 里工作 面轨顺 高位裂 隙带钻 孔 24523215025037500 2105 里工作 面轨顺 扇形裂 隙带钻 孔 （切眼） 247-67232 150、120 、100 101210 小计 26038710 3、抽采巷封闭抽采 2105 里工作面初采前将抽采巷封闭进行抽采，闭前埋设 1 趟 710 瓦 斯管，由 470 移动泵站带抽。 470 瓦斯移动泵站装备四台 2BEC52 型及两台 2BEC60 型水环式真空泵， 电机功率 315KW，高负压泵额定抽放量为 266m3/min，低负压泵额定抽放 量为 245m3/min。高负压系统为二用二备，负责 23 采区预抽，低负压系统 为一用一备，负责 2105 工作面裂隙带抽采。 二、抽采系统及设备二、抽采系统及设备 1、抽采系统布置方式及现状： 工作面顺槽共布置有 3 趟 325mm 管路： 2105 皮顺一趟 325mm 管路接抽接抽本工作面煤层预抽钻孔，由地面 泵站高负压带抽； 2105 轨顺共布置有两趟 325mm 管路，其中一趟 325mm 管路接抽本 工作面煤层预抽钻孔，由地面泵站高负压带抽；另一趟 325mm 管路接抽 裂隙带钻孔，由 470 移动泵站低负压带抽； 11 2105 抽采巷进行封闭抽采，敷设一趟 710m 瓦斯管,由 470 移动泵站 低负压带抽。 2、服务系统配备能力： 地面瓦斯泵站装备五台 2BEC-72 型水环式真空泵。高负压泵电机功率 710KW，额定抽放量为 525m3/min，高负压系统为两用一备，负责带抽 2105 工作面煤层预抽钻孔。 470 瓦斯移动泵站装备两台 2BEP60 型及四台 2BEP52 型水环式真空泵。 低负压泵电机功率 315KW，额定抽放量为 245m3/min，低负压系统为二用二 备，负责带抽 2105 工作面裂隙带钻孔和抽采巷封闭抽采。 管道井管道井 管道井 S1水仓 S3专用回风巷 2管道井3管道井 1管道井 2管道井3管道井 1管道井 管道井管道井 管道井 2管道井3管道井 1管道井 2管道井3管道井 1管道井 管道井管道井 管道井 王村回风立井 回风立井与王村风井措施巷 470东翼1回风大巷 470东翼胶带大巷回风联络巷 王村副立井 470总回风通道 检修斜巷 变电所水泵房 材料换装站 470北翼辅助运输巷 回风联络巷 5号钻场 消防材料库 机电硐室 470南翼胶带大巷 内水仓 水仓回风联巷 470东翼总回风通道 爆炸材料库 470南翼进风大巷 470北翼2回风大巷 470南翼辅助运输大巷 470南翼2回风大巷 水仓配水巷 皮带机头硐室 蓄电池车检修及充电硐室 配电硐室检修通道 爆炸材料库回风通道 王村副井底1联巷 王村水仓煤泥清理硐室 外水仓 470南翼1#回风大巷 470北翼2#回风大巷联络巷 470北翼1回风巷 23采区出煤措施巷 工具房 硐室 联络巷 移变硐室 电气硐室 电机硐室 470北翼胶带巷 胶辅联巷 470北翼辅运巷 470东翼总回风通道联巷 王村回风立井 王村副立井 920管 920管 450管 450管 315管 315管 920管 315管 450管 169.073.1238.0420284 2BEP-52 m3/min %Kpa r/min 抽气量 抽放浓度负压转速 实际 功率（KW） 抽放泵型号 抽 放 泵 运 行 参 数 141.303.1645.0420284 m3/min %Kpa r/min实际 2BEP-60 152.783.4141.0420284 2BEP-52 m3/min %Kpa r/min实际 2105辅助运输顺槽联络巷 2105外切眼 2105内切眼 2105胶带运输顺槽联络巷 2#置仓硐室 2#置仓硐室 2 停 采 线 30 470东翼机头变电所 470东翼1回风大巷 470东翼辅助运输大巷 470东翼胶带输送机大巷 硐室 储水 470东翼进风大巷 机头行人通道 S3专用回风巷 一二水平瓦斯抽放管路 钻场 出煤联巷 图五：2105 工作面抽采管路布置图 三、抽采参数监测、监控三、抽采参数监测、监控 1、管路敷设及附属装置 为了便于管路系统负压的调节，掌握各抽采地点瓦斯抽出量、瓦斯浓 度的变化情况以及保证管网系统的正常抽采，且保证 2105 里工作面抽采 12 系统与主干管路相对独立，在 2105 皮顺轨顺管道每 500 米安设蝶阀一个， 在巷道变坡点安设自动放水器，并在顺槽支管端头处及皮顺单元划分出各 安装一套孔板流量计，然后根据评价单元的实测抽采总量计算各单元的残 余瓦斯含量。 2、观测、检查制度 2105 工作面各支管路的孔板前 30 米处安装一氧化碳、温度、负压、 浓度、流量传感器进行在线监测，并定时间、定人员进行各个参数曲线分 析，对变化超过 30%时及时落实原因采取有效措施。 2105 工作面执行每班放水和漏气检查制度、每天观测孔板流量计一次。 对报废的钻孔要将其与抽采管路断开并完全封闭，以保证瓦斯抽采的顺利 进行。 13 第四章第四章 工作面瓦斯抽采工程完成情况工作面瓦斯抽采工程完成情况 一、瓦斯抽采工程量一、瓦斯抽采工程量 1、工作面瓦斯抽采情况 2105 里工作面皮顺布置一趟高负压抽采系统，2105 里工作面轨顺布 置一趟高负压抽采系统及一趟低负压抽采系统。皮顺布置单排斜平行预抽 钻孔，抽采钻孔间距 2-3 米，孔深 150 米，轨顺布置单排斜平行预抽钻孔， 抽采钻孔间距 3 米孔深 150 米，2105 里工作面本煤层预抽钻孔 2016 年 5 月开始施工，2016 年 9 月施工完成，预计 2017 年 11 月中旬进行初采,预 抽时间约 14 个月，每天抽采队观测工对大孔板测定的数据，瓦斯抽采报 表显示截至 9 月 25 日 2105 工作面预抽瓦斯量为 159.49 万 m3，在施工预 抽钻孔时未出现喷孔、顶钻、夹钻等异常瓦斯动力现象。 2、抽采达标工程完成情况 设计有效无效 地点 设计孔数设计进尺有效钻孔有效进尺无效钻孔无效进尺 2105 里工作 面皮顺 32048000318472352167 2105 里工作 面轨顺 28142150275409706411 2105 里工作 面轨顺岩 26038710255379605750 本煤层预抽钻孔：2105 里工作面皮顺预抽钻孔设计 320 个钻孔，实际 施工有效钻孔 318 个，进尺 47235 米，无效钻孔 2 个，无效进尺 167 米， ；2105 里工作面轨顺预抽钻孔设计 281 个钻孔，实际施工有效钻孔 275 个， 进尺 40970 米，无效钻孔 6 个，进尺 411 米。对两巷无效预抽钻孔进行封 闭处理。2105 里工作面可采储量 181.1 万吨，2105 里工作面吨煤钻孔量 为 0.049m/t。 裂隙带钻孔：2105 里工作面轨顺设计裂隙带钻孔 260 个，实际施工有 14 效裂隙带钻孔 255 个，进尺 37960 米，无效钻孔 5 个，无效进尺 750 米， 无效预抽钻孔进行封闭处理。 吨煤钻孔量表 煤层类别薄煤层中厚煤层厚煤层 容易抽放 0.050.040.01 可以抽放 0.050.10.030.050.010.03 较难抽放0.10.050.03 二、抽采工程全覆盖评价二、抽采工程全覆盖评价 1、钻孔控制范围界定 2105 里工作面预抽钻孔开孔位置于巷道中部，预抽钻孔施工至停采线 往外 5m，在切眼向工作面方向施工垂直预抽钻孔，可以保证整个回采范围 内有效抽采。见下图 470东翼1回风大巷 机电硐室 470东翼辅助运输大巷 470东翼胶带输送机大巷 +470水平东翼进风大巷 470东翼胶带大巷回风联络巷 470东翼2回风大巷 470东翼进风大巷联络巷 2101反风联络巷 一二水平瓦斯抽放管路 2105丁字联巷材料斜巷 2105辅助运输顺槽联络巷 1 2105外切眼 2105内切眼 189,76 137.6 135,12 6 2105胶带运输顺槽联络巷 5 防火门硐室 工具房 2#置仓硐室 2#置仓硐室 2 2 16 8 停 采 线 14700 2000 102030270280405060290 80706090 261270280290300100310320110120130140150160170430 588 590 600 610 440450 460 483490 6 483490500510520 530540550560570580 590600610620 670 1020 304050 606666-27080 90100 680 650 548 630640660 110120 130137 图八：2105 里工作面抽采钻孔竣工图 按照界定原则，2105 里工作面的预抽钻孔均控制整个开采块段的煤层， 并超出停采线外 5 米，钻孔控制范围合格。 2、钻孔均匀程度评价 经过实地测量，2105 里工作面皮顺预抽钻孔间距里停采线向里 300 米 为 2m，其余为 3 米。2105 里工作面轨顺预抽钻孔间距 3m，煤层厚度为 5.96m，皮顺预抽钻孔采用单层钻孔布置，轨顺预抽钻孔采用单层钻孔布 置。现场查验，施工开工位置均匀，检查各钻孔施工记录，钻孔角度和方 15 位角符合设计要求，抽采钻孔影响半径为 1.5m，判定回采区域在预抽钻孔 影响半径之内。 工作面内不存在钻孔未覆盖的区域面积，因此判定抽采钻孔布孔均匀 程度合格。 3、瓦斯抽采全覆盖效果评价 根据钻孔控制范围界定和钻孔均匀程度评价均符合要求，工作面预抽 钻孔间距为皮顺 2-3 米、轨顺 3 米，实际施工钻孔间距与设计相同，回采 工作面内预抽钻孔没有空白区，根据临近工作面 S3-13 工作面抽采情况， 预计 2105 里工作面皮顺预抽钻孔可以抽采 2.8m3/min，2105 里工作面轨顺 预抽钻孔可以抽采 2.5m3/min，符合预计抽采情况，抽采效果良好。 16 第五章第五章 工作面预抽煤层瓦斯达标评判工作面预抽煤层瓦斯达标评判 一、基础条件评价一、基础条件评价 认真填写下表，对是否符合作出评判。 瓦斯抽采基础条件 序号规 定 项 目具体情况 是否符合 1 建立瓦斯抽采系统，且瓦斯抽采系统正常、连 续运行 建立地面泵站，并在 S5、S3、N3、470 水平、22 采区建立井下移动泵站，以 上泵站运行正常。 符合 2 制定瓦斯抽采规划和年度计划，满足煤矿瓦 斯抽采达标暂行规定第 11 条规定 已规划 2017 年抽采量及钻孔 进尺规划，并逐月分解 符合 3 编制矿井瓦斯抽采达标工艺方案设计、工作面 瓦斯抽采施工设计，达到煤矿瓦斯抽采达标 暂行规定第 18 条要求 已编制2206 工作面瓦斯治 理设计 符合 4 瓦斯抽采工程必须严格按设计施工，并应当进 行验收，有齐全完整的验收资料，竣工验收资 料真实、可靠，并由相关责任人签字 有钻孔验收记录表、竣工图 等资料 符合 5 建立矿井瓦斯抽采达标自评价体系和瓦斯抽采 管理制度 已编制符合 6 瓦斯抽采泵站能力和备用泵能力、抽采管网能 力满足煤矿瓦斯抽采达标暂行规定要求 泵站配备同等能力的备用泵符合 7 抽采计量测点、计量器具符合计量标准和规范 要求，无超期使用，计量准确 配备光干式瓦斯检测仪（每 年进行一次调校）、U 型压差 计等计量工具 符合 8 瓦斯参数测定人员的配备是否满足要求，要求 具备完成瓦斯基础参数测试的基础素质 具备符合 17 二、达标指标计算二、达标指标计算 1、评价单元划分 2105 里工作面评价单元划分主要依照钻孔间距基本相同和预抽时间基 本一致，预抽时间差异系数小于 30%划分成一个单元，地质构造单独划分 一个单元，由于工作面不具备按抽采时间差异系数小于 30%划分单元，根 据里工作面瓦斯地质情况将 2105 里工作面巷道圈定的区域划分为 2 个评 价单元。 评价单元单元范围煤层原始瓦斯含量 一单元里停采线往里 300 米 7-9 二单元里停采线往里 300 米至里切眼 5-8 2、瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算 Wcy=（WoG-Q）/G （1） 式中：Wcy煤的残余瓦斯含量，m3/t； Wo煤的原始瓦斯含量，m3/t； Q评价单元钻孔抽排瓦斯总量，m3； G评价单元参与计算煤炭储量,t。 评价单元参与计算煤炭储量 按公式（2）计算： G=（L-H1-H2+2R）（l-h1-h2+R）m (2) 式中：L评价单元煤层走向长度，m； l评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度，m； H1、H2分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度，m。如果 无巷道则为 0； h1、h2分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽 度，m。如果无巷道则为 0； R抽采钻孔的有效影响半径，m； 18 m评价单元平均煤层厚度，m； 评价单元煤的密度，t/m3； H1、H2、h1、h2应根据矿井实测资料确定，如果无实测数据，可参照 附表 1 中的数据或计算式确定。 附表 1 巷道预排瓦斯等值宽度 不同煤种巷道预排瓦斯等值宽度(m)巷道煤壁暴露时间 （t/d）无烟煤瘦煤及焦煤肥煤、气煤及长焰煤 256.59.011.5 507.410.513.0 1009.012.416.0 16010.514.218.0 20011.015.419.7 25012.016.921.5 300 13.018.023.0 预排瓦斯等值宽度亦可采用下式计算方法： 低变质煤：0.808t0.55 高变质煤：（13.850.0183t）/（1+0.0183t） 由于 2105 里工作面可采走向长度 849m，倾向长度 275m，通过上表可 知 H1、H2各为:18.0m、10.5m，h1、h2各为：10.5m、0，抽采钻孔有效影响 半径为：1.5m，评价单元平均煤层厚度为：5.96m，煤的密度为 1.40t/m3。 2105 里工作面两巷掘进期间测定的原始瓦斯含量最大值为 6.8m3/t ，2105 里工作面经过采取两巷本煤层预抽瓦斯或自然排放瓦斯措施后，截 止到 2017 年 9 月 25 日评价单元内瓦斯抽放量共计 159.49 万 m3，评价单 元参与计算煤炭储量 181.1 万吨。 评价单元 煤炭储量 G (万 t) 瓦斯储量 Q (万 m3) 瓦斯抽采量 Q (万 m3) 原始瓦斯含量 Wo （m3/t） 煤的残余瓦斯 含量 Wcy（m3/t） 一单元 61.27416.6356.236.85.9 19 二单元 116.85677.71103.266.54.9 3、抽采后煤的残余瓦斯压力计算方法： 煤的残余相对瓦斯压力（表压）按下式计算： Wcy=ab（Pcy+0.1）/1+b（Pcy+0.1） （100-Ad-Mad）/100 1/(1+0.3Mad)+(Pcy+0.1)/ Pa （3） 式中：Wcy残余瓦斯含量，m3/t； a，b 吸附常数； Pcy煤层残余相对瓦斯压力，MPa； Pa标准大气压力，0.101325MPa； Ad煤的灰分，%； Mad煤的水分，%； 煤的孔隙率,m3/ m3； 煤的容重（假密度），t/m3； 根据煤炭科学研究总院重庆分院的报告可知：吸附常数和孔隙率测定 结果表： 吸附常数煤质分析煤的容重孔隙率 a (m3/ t) b (MPa-1) 水分 （Mad%） 灰分 （Ad%） t/m3 （%） 35.36080.911.3110.251.44.29 综上可计算出煤层残余相对瓦斯压力如下表： 评价单元 煤的残余瓦斯含量 （m3/t） 煤层残余相对瓦斯压力 （MPa） 一单元 5.90.27 二单元 4.90.25 4、可解吸瓦斯量计算方法： 按公式（4）计算： Wj=Wcy-Wcc (4) 式中：Wj煤的可解吸瓦斯量，t/m3； 20 Wcy抽采瓦斯后煤层的残余瓦斯含量，t/m3； Wcc煤在标准大气压力下的残余瓦斯含量，按公式（5）计 算。 Wcc=0.1ab/(1+0.1b)(100-Ad-Mad)/1001/(1+0.31 Mad)+ / (5) 综上可计算出煤的可解吸瓦斯量： 评价单元 煤的残余瓦斯含量 （m3/t） 标准大气压下残存瓦斯含 量（m3/ t） 煤的可解吸瓦斯量 （m3/t） 一单元 5.91.884.02 二单元 4.91.883.02 5、各评价单元可解析瓦斯含量 按照上述计算方法，各评价单元可解吸瓦斯量详见下表： 评价单元 煤炭储量 （t） 瓦斯抽 采量 （m3） 标准大气 压下残存 瓦斯含量 （m3/t） 原始最大 瓦斯含量 （m3/t） 煤的残余 瓦斯含量 （m3/t） 计算可解 析瓦斯量 （m3/t） 实测最大 残余瓦斯 含量 m3/t 实测可解吸 瓦斯量 （m3/t） 一单元 61.2756.231.886.85.94.026.834.95 二单元 116.85103.261.886.54.93.025.514.63 三、瓦斯参数验证三、瓦斯参数验证 由于 2105 里工作面不具备按抽采时间差异系数小于 30%划分单元，根 据里工作面瓦斯地质情况将 2105 里工作面巷道圈定的区域划分为 2 个评 价单元。在 2105 里工作面评价单元内按照每 50 米布置一个测点进行瓦斯 含量测定，同时使用套筒在切眼及两顺槽各取两个深孔煤样，测试孔孔深 60 米，共取 6 个深孔煤样进行瓦斯含量测定，测定结果如下表： 2105 里工作面可解吸瓦斯含量和瓦斯压力汇总表 四、评判结论四、评判结论 采样地 点 采样 孔深 （m） 可解吸瓦 斯含量 （t/m3） 残存 瓦斯 含量 （t/m3 ） 瓦斯 含量 （t/m 3） 瓦斯 压力 （MPa ） 采样地 点 采样 孔深 （m） 可解吸 瓦斯含 量 （t/m3） 残存 瓦斯 含量 （t/m3 ） 瓦斯 含量 （t/m 3） 瓦斯 压力 （MPa ） 21 皮顺距 停采线 处 203.3129 1.887 1 5.20.22 轨顺顺 距停采 线 100 米 204.8229 1.887 1 6.710.26 皮顺距 停采线 50 米 204.6729 1.887 1 6.560.25 轨顺顺 距停采 线 150 米 204.2329 1.887 1 6.120.25 皮顺距 停采线 100 米 204.8329 1.887 1 6.720.26 轨顺顺 距停采 线 200 米 204.0729 1.887 1 5.960.24 皮顺距 停采线 150 米 204.4729 1.887 1 6.360.22 轨顺顺 距停采 线 250 米 604.3829 1.887 1 6.270.27 皮顺距 停采线 200 米 604.9429 1.887 1 6.830.27 轨顺顺 距停采 线 300 米 204.1229 1.887 1 6.010.26 皮顺距 停采线 250 米 204.6329 1.887 1 6.520.28 轨顺顺 距停采 线 350 米 203.9629 1.887 1 5.850.25 皮顺距 停采线 300 米 204.2229 1.887 1 6.110.26 轨顺顺 距停采 线 400 米 204.1929 1.887 1 6.080.26 皮顺距 停采线 350 米 204.4429 1.887 1 6.330.23 轨顺顺 距停采 线 450 米 604.0929 1.887 1 5.980.25 皮顺距 停采线 400 米 604.6229 1.887 1 6.510.21 轨顺顺 距停采 线 500 米 203.0929 1.887 1 4.980.23 皮顺距 停采线 450 米 203.8729 1.887 1 5.760.26 轨顺顺 距停采 线 550 米 203.2329 1.887 1 5.120.24 皮顺距 停采线 500 米 203.3229 1.887 1 5.210.23 轨顺顺 距停采 线 600 米 203.7929 1.887 1 5.680.24 皮顺距 停采线 550 米 203.9929 1.887 1 5.880.24 轨顺顺 距停采 线 650 米 603.2229 1.887 1 5.110.23 皮顺距 停采线 600 米 604.4429 1.887 1 6.330.26 轨顺顺 距停采 线 700 米 203.3929 1.887 1 5.280.23 皮顺距 停采线 650 米 204.3229 1.887 1 6.210.25 轨顺顺 距停采 线 750 米 202.6929 1.887 1 4.580.22 皮顺距 停采线 700 米 204.2829 1.887 1 6.170.23 轨顺顺 距停采 线 800 米 203.0729 1.887 1 4.960.22 22 皮顺距 停采线 750 米 204.1929 1.887 1 6.080.24 切眼 50 米 204.2429 1.887 1 6.130.26 皮顺距 停采线 800 米 604.2329 1.887 1 6.120.26 切眼 100 米 204.0229 1.887 1 5.910.25 轨顺停 采线处 204.8629 1.887 1 6.750.27 切眼 150 米 604.5029 1.887 1 6.390.27 轨顺顺 距停采 线 50 米 204.6429 1.887 1 6.530.26 切眼 200 米 204.0629 1.887 1 5.950.25 2105 里工作面正常回采，日循环确定为 4.5 刀，日产量：Z日 =4.51707.2=7682.4t，根据 2105 里工作面布置瓦斯含量测定表可知， 经实际抽采后，2105 里工作面第一评价单元实测最大可解吸瓦斯含量为 4.14m3/t 工作面日产量为 800110000t，2105 里工作面第二评价单元实 测最大可解吸瓦斯含量为 4.22m3/t，工作面日产量为 800110000t，符合 下表要求，同时满足本矿要求，综上所述该工作面瓦斯预抽效果判定为达 标。 表 3 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标 工作面日产量（t） 可解吸瓦斯量（m 3/t） j W 10008 10012500 7 25014000 6 40016000 5.5 60018000 5 800110000 4.5 100004 23 第六章第六章 工作面回采期间抽采达标效果验证工作面回采期间抽采达标效果验证 一、瓦斯治理能力评估一、瓦斯治理能力评估 根据回采前每 50 米测定的最大瓦斯含量，预测 2105 里工作面回采期 间最大绝对瓦斯涌出量为 34.25m3/min，工作面回采期间预计配风 3000m/min，风排瓦斯能力为 21.82m/min，预计 2105 里工作面回采期间 抽采最大纯量为 15.3m3/min，轨顺设计有效断面为 16.8m2，风速为 3000/60/16.8=2.97m/s，轨顺回风口均按 0.8%报警管理，回风口的最大 瓦斯浓度为 21.82/3000*100%=0.72%，工作面同时满足风速不超过 4m/s， 回风流中瓦斯浓度低于 1%时，判定 2206 工作面瓦斯抽采效果达标。 二、瓦斯参数指标验证二、瓦斯参数指标验证 沿工作面回采推进方向，每 50m 划分为一个验证区段，地质构造及瓦 斯异常区域每 30 米划分一个验证区段，从工作面切眼方向布置测点，每 次验证时布置三个测点，测定瓦斯含量和 K1 值。 1、根据瓦斯参数测定结果，依照表 1 指标规定，调整工作面回采产 量和工作面割煤速度； 表 1 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标 工作面日产量（t） 可解吸瓦斯量（m 3/t） j W 10008 10012500 7 25014000 6 40016000 5.5 60018000 5 800110000 4.5 100004 2、 2105 里工作面在回采前实际测定瓦斯参数结果，最大可解吸瓦斯 含量为 4.22m3/t，日循环确定为 4.5 刀，日产量为 7682.4t，符合表 1 要 求，评价该工作面瓦斯参数指标达标。. 24 三、抽采效果指标验证三、抽采效果指标验证 2105 里工作面日产 7682.4t 时，预测 2105 里工作面回采期间绝对瓦 斯涌出量为 34.25m3/min，当 2105 里工作面回采期间瓦斯涌出量最大时， 抽采量达到 15.3m3/min，风排瓦斯量 21.82m3/min，抽采率达到 44.7%，符 合表 2 要求，评价该工作面瓦斯率指标达标。 表 2 采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标 工作面绝对瓦斯涌出量 Q（m3/min）工作面瓦斯抽采率（%） 5Q10 20 10Q20 30 20Q40 40 40Q70 50 70Q100 60 100Q70 四、瓦斯抽采动态达标评价四、瓦斯抽采动态达标评价 结合实测瓦斯含量参数、瓦斯压力计算值、回采期间工作面通风瓦斯 情况对区段瓦斯抽采进行动态达标评判，并根据工作面回采区段验证评 判报告单如实填写相关信息，每月 27 日前上报至集团公司瓦