银星二号煤矿初步设计通风与安全

银星二号煤矿初步设计通风与安全

第六章通风与安全

第一节瓦斯资源分析及瓦斯涌出量计算

一、瓦斯资源分析

（一）本矿井瓦斯赋存状况

各煤层瓦斯含量测定成果汇总见表6-1-1。

各煤层瓦斯含量测定成果汇总表

表6-1-1

煤层瓦斯含量（ml/g可燃质）自然瓦斯成分（％)

自然瓦斯分带CO2CH4C2-4N2CO2CH4C2-4

3 0.02～

0.20

0～0.05 0

79.63～

98.31

1.66～

14.33

0～

6.04

0～

0.03

二氧化碳～氮气带

10 0.03～

0.07

0～0.05 0～微量

80.86～

99.42

0.58～

10.34

0～

8.80

0 二氧化碳～氮气带

11 0.04～

0.34

0～0.07 0

87.29～

98.90

1.10～

12.71

0～

2.76

0 二氧化碳～氮气带

12 0.1 0.01 0 83.4 14.56 2.04 0 二氧化碳～氮气带

18下0.02～

0.06

0～微量0

91.48～

98.44

1.51～

8.50

0～

0.82

0 二氧化碳～氮气带

根据各煤层的瓦斯自然成分确定，本井田各可采煤层CH

4

含量为0.00～8.80%（指

标CH

4

＜10%）。属于低瓦斯矿井。但是瓦斯的赋存与运移条件、围岩特征、埋藏深度等因素都有密切的关系，在空间上不是均匀分布于煤层之中。所以、尽管测试结果瓦斯含量极微弱，但在生产时，仍需加强对瓦斯的监测，以免发生事故。

（二）相邻矿井瓦斯等级

本矿区银星一井已开工建设，根据资料可知其也是低瓦斯矿井。

二、瓦斯涌出量计算

本矿井各煤层瓦斯含量较低，但煤炭产量很大。为确保矿安全生产，综合考虑矿井首采煤层埋藏深度及赋存条件、矿井开拓方式、开采工艺、生产规模及通风方式等因素，设计10煤层瓦斯含量取最大值0.07ml/g·燃，来预测本矿井开采时的最大瓦斯涌出量，并以此作为矿井瓦斯等级、通风系统设计及瓦斯管理的依据。

设计采用分源法预测回采及掘进工作面瓦斯涌出量。

1、回采工作面瓦斯涌出量q

采

回采工作面瓦斯涌出量q

采由开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量q

采1

和回采工作面

邻近煤层瓦斯涌出量q

采2两部分组成，即q

采

=q

采1

+q

采2

。

（1）开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量q

采1

q

采1=K

1

·K

2

·K

3

·M

m

(W

-W

c

)

式中:

q

采1

——开采煤层（包括围岩）相对瓦斯涌出量，m3/t；

K

1——围岩瓦斯涌出系数，取K

1

=1.2；

K

2——工作面丢煤瓦斯涌出系数，K

2

=1/η，η=为工作面回采率，10煤综采值

均为0.95；

K

3

——准备巷道预排瓦斯影响系数；

K

3

=（L-2h）/L ；

式中：L——回采工作面长度； 240m；

h——掘进巷预排等值宽度，h=0.808T0.55；

T——巷道煤壁暴露时间，500d；

经计算h=25m；

m——开采层厚度，10煤3.96m；

M——工作面采高，10煤3.96m；

W

0——煤层原始瓦斯含量，m3/t；W

=100

Wad

-

Aad

-

100

·W

′

W

C ——煤层残存瓦斯含量，m3/t，W

C

=100

Wad

-

Aad

-

100

·W

c

′

式中：W

0′——纯煤原始瓦斯含量，10煤取W

′=0.07m3/t·燃；

W c ′——纯煤残存瓦斯含量，m 3/t·燃，W C ′=10.385e - 7.207/ W 0 Aad ——原煤中灰份含量；10煤取平均值9.48%； Mad ——原煤中水分含量；10煤取平均值6.47%；

故10煤：W 0=100

6.47-9.48-100×0.12=0.101

W C ′=10.385 e - 7.207/0.101=0.076 W C =

100

6.34

-9.51-100×0.076=0.064

10煤工作面瓦斯涌出量q 采1分别为：

10煤：q 采1=1.20×(1/0.95)×240

252-240⨯×96

.33.96×(0.101-0.064)=0.037m 3/t ；

（2）回采工作面邻近煤层瓦斯涌出量q 采2

首采采区10煤层之下的11煤层与开采煤层平行分布，对10煤开采影响较大。 q 采2=∑

=n

i i

M

m 1 ×K i ×(W 0i - W ci ) 式中:

q 采2——回采工作面邻近煤层瓦斯涌出量，m 3/t ； m i ——第i 个邻近煤层的厚度，11煤1.34m ； M ——开采煤层的厚度，10煤平均为2.87m ；

W oi ——第i 个邻近煤层的瓦斯含量，11煤为0. 41m 3/t ；

W ci ——第i 个邻近煤层的残存瓦斯含量，按全部放出考虑，即W ci ＝0； K i ——第i 个邻近煤层受采动影响的瓦斯排放率。K i =1-h i /h p ； h i ——第i 个邻近煤层距开采层的垂直距离。根据地质报告为6.82m ； h P ——受开采层采动影响，临近层能向工作面涌出卸压瓦斯的岩层破坏范围，

m 。根据《煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册》，h p =35～60，取平均值48。

10煤邻近煤层瓦斯涌出量q 采2： q 采2=

87.234

.1×（1-48

82.6）×0.41=0.164m 3/t 由上可得回采工作面的瓦斯涌出总量为： 10煤：q 采=q 采1+ q 采2=0.037+0.164=0.201 m 3/t ； 2、掘进工作面瓦斯涌出量预测q 掘