瓦斯抽采能力核查计算

13.86 59
6.59
6.55 49
15.85 20.58 56
36.43
⑸矿井瓦斯抽采监测监控系统
矿井现采用 KJ70N 型瓦斯抽放监测系统，井下管路采用人工检测
监控方法。
2、矿井瓦斯抽采能力核查计算
依据《煤矿瓦斯抽采指标（AQ1026-2006）》和《煤矿瓦斯抽放规
范（AQ1027-2006）》所确定的指标及测算方法，瓦斯抽采达标核查主
第九节 瓦斯抽放系统能力核查
（一）矿井瓦斯抽采能力核查 1、瓦斯抽采系统概况 ⑴瓦斯抽采系统设计概况 矿井生产能力为 60 万吨/年时，曾委托山西国辰建设工程勘察设 计有限公司编制《XXXX 责任公司矿井瓦斯抽放工程设计》，2009 年 2 月 6 日，山西省煤炭工业局以晋煤安发［2009］90 号文予以批复， 该矿严格按照批准的设计进行施工建设，同年竣工并投入运行。目前 矿井瓦斯抽采系统已按 150 万吨/年矿井能力进行了完善。 ⑵矿井瓦斯赋存特点、各煤层瓦斯含量，矿井及采掘工作面瓦斯 涌出量 依据该矿《瓦斯涌出量预测报告》，2、3 号煤层瓦斯含量具有随 埋深增加而加大，井田范围内的 2、3 号煤层均处于瓦斯带；2 号煤 层瓦斯含量增长梯度为 1.23m3/t/100m；3 号煤层瓦斯含量增长梯度 为 0.96m3/t/100m。 依据该矿《瓦斯涌出量预测报告》得出，矿井达产后，矿井最大 绝对瓦斯涌出量为 41.32 -51.25m3/min，其中，回采工作面瓦斯涌出 为 22.02-26.47m3/min，约占全矿井瓦斯涌出的 50.28-53.29%；五个 掘进工作面瓦斯涌出为 2.43-3.85m3/min，约占全矿井瓦斯涌出的 5.88-8.88%，采空区瓦斯涌出为 16.87~20.93m3/min，约占全矿井瓦 斯涌出的 40.83~40.84%。 2 号煤层回采工作面瓦斯涌量为 11.63-14.00m3/min，其中开采 层瓦斯涌出为 6.68-8.05m3/min，约占整个回采工作面瓦斯涌出的 57.46%－57.53%，邻近层瓦斯涌出为 4.94-5.94m3/min，约占整个回 采工作面瓦斯涌出的 42.47%－42.53%。 3 号煤层回采工作面瓦斯涌量为 10.39-12.47m3/min，其中开采
Qz=Q 泵 Xη/K 式中：Qz—瓦斯抽放泵最大抽采瓦斯总量（纯量），m3/min；
Q 泵—瓦斯抽放泵额定流量，m3/min； X—瓦斯抽放泵入口处瓦斯浓度，%； K—瓦斯抽采的综合系数，取 K=1.2-1.8；
η—瓦斯抽放泵机械效率，一般取 80%；
2BE3-420 抽放泵抽采量：Qz =185×40%×0.8/1.5=39.47 m3/min
钻孔总进尺为：72×160=11520m
工作面煤炭总储量为：720×1.01×200×1.35=196433t
则：吨煤钻孔量为 11520÷196433=0.06m/t，满足吨煤钻孔量表
中相关的规定要求，可见回采工作面开采层抽放钻孔布置是合理的。
3 号煤回采工作面开采层抽放钻孔量计算： 3 号煤回采工作面实际采用单侧顺层平行钻孔抽放，钻孔间距为 7m，工作面长度为 200m，钻孔长度 160m，工作面平均走向长度为 760m。 则工作面共布置钻孔数为： 760÷7=109 个。 钻孔总进尺为：109×160=17440m 工作面煤炭总储量为：760×1.8×200×1.35=369360t 则吨煤钻孔量为 17440÷369360=0.05m/t，满足吨煤钻孔量表中 相关的规定要求，可见回采工作面开采层抽放钻孔布置是合理的。 根据：采区抽采钻孔量=采区产量/采区回采率×吨煤钻孔量系数 所以矿井年产量 150 万吨时 2#煤回采面年度抽采钻孔量应为： 年度瓦斯抽采钻孔量=60 万吨/90%×0.063m/t=42000m 矿井年产量 150 万吨时 3#煤采面年度抽采钻孔量应为： 年度瓦斯抽采钻孔量=90 万吨/90%×0.05m/t=40500m 其中：吨煤钻孔量系数依据《煤矿瓦斯抽采指标（AQ1026-2006）》 取得；采区产量根据实际生产过程中采区产量取得。（矿井核定产量 为 150 万吨，2 号煤层年产量约 60 万吨，3 号煤层年产量约为 90 万 吨） ⑵实际矿井年度抽采钻孔量 2 号煤 2222 工作面年度抽采钻孔量=月平均抽放钻孔量×12 所以，年度抽采钻孔量=4067×12=48812m 其中：月平均抽放钻孔量根据最近三个月的瓦斯抽放钻孔工程月 报表平均计算得到。 3 号煤 2329 工作面年度抽采钻孔量=月平均抽放钻孔量×12 所以，年度抽采钻孔量=3488×12=41860m 其中：月平均抽放钻孔量根据最近三个月的瓦斯抽放钻孔工程月 报表平均计算得到。
⑷矿井及采掘工作面平均瓦斯抽采量、抽采率 矿井达产时，全矿最大绝对瓦斯涌出量为 51.25m3/min，其中， 2222 回 采 工 作 面 瓦 斯 涌 出 为 14.00m3/min ， 平 均 瓦 斯 抽 采 量 为 5.6m3/min，抽采率 40%；2329 回采工作面瓦斯涌出为 12.47m3/min，
2BEC-670 抽放泵抽采量：Qz =465×52%×0.8/1.5=128.96m3/min
2BE3-253 抽放泵抽采量：Qz =60×40%×0.8/1.5=12.8m3/min
2BE1-303 抽放泵抽采量：Qz =90×40%×0.8/1.5=19.2m3/min
矿 井 正 常 生 产 时 高 负 压 运 行 一 台 2BE3-253 抽 放 泵 和 一 台 2BE3-420抽放泵，所以矿井高负压抽放泵最大抽放量为：
3、计算结果验证 根据计算结果，矿井实际年度抽采量达到《煤矿瓦斯抽采基本指 标（AQ1026-2006）》要求。 1183 万 m3（实际年度抽采量）＞1077.48 万 m3（规定矿井年度抽 采量） 所以矿井年度瓦斯抽采量达标。 按矿井瓦斯抽采能力计算矿井产量： 矿井最大年产量＝330×24×60×矿井瓦斯抽采量／(规定矿井 最小瓦斯抽采率×矿井相对瓦斯涌出量) ＝330×24×60×20.58／ (40％×16.24)＝150.5 万吨。 矿井抽采能力能够达到 150 万吨矿井生产能力的要求。 ⑶抽采系统能力核查 矿井现有瓦斯抽放泵 6 台： 2BE3-420 两台（一用一备）额定流量为 185m3/min，功率 315kw； 2BEC-670 两台（一用一备）额定流量为 465m3/min，功率 630kw； 2BE1-253 一台（工作），额定流量为 60m3/min，功率 75kw； 2BE1-303 一台（备用）额定流量为 90m3/min，功率 110kw。 矿井正常生产时高负压系统运行 1 台 2BE3-253 抽放泵和一台 2BE3-420 抽放泵；低负压系统运行 1 台 2BEC-670 抽放泵。 1、抽放泵能力核查 ①抽放泵流量核查
高负压抽放系统管路敷设路径为：工作面顺槽(选用φ219×9 无 缝钢管)→回风大巷(选用φ219×9 镀锌铁管)→回风立井井筒(选用 φ219×9 镀锌铁管)
低负压抽放管路系统为：工作面回风顺槽(选用φ600×9 镀锌钢 管)→905m 水平回风大巷(选用φ600×9 镀锌钢管)→回风立井井筒 (选用φ600×9 镀锌钢管)→泵站。
换算为标准状态下纯瓦斯量为：
9525.4万m3×40%=3810.16万m3 浓度）
（其中：40%为最低瓦斯抽放
其中瓦斯浓度按最低抽放瓦斯浓度计算
所以抽放泵能力为3810.16万m3。
②抽放泵压力核查
高负压 H 泵=( H 入+ H 出)K =[（h + 入摩 h + 入局 h 钻负）+（h + 出摩 h + 出局 h 出正）] K =（h 摩+ h 局+h + 钻负 h ） 出正 K =（h 管总+h + 钻负 h ） 出正 K
要应从年度瓦斯抽采钻孔量、年度瓦斯抽采量和抽采系统能力三方面
进行核查。
⑴年度瓦斯抽采钻孔量
2 号煤回采工作面开采层抽放钻孔量计算：
2 号煤回采工作面实际采用单侧顺层平行钻孔抽放，钻孔间距为
10m，工作面长度为 200m，钻孔长度 160m，2 号煤回采工作面走向长
度为 720m。则工作面共布置钻孔数为： 720÷10=72 个。
12.8m3/min+39.47m3/min=52.27m3/min 年度抽放量为：52.27m3/min×1440×365=2747.3万m3
矿井正常生产时低负压运行一台 2BEC-670 抽放泵，所以矿井低
负压抽放泵最大抽放量为：128.96m3/min
年度抽放量为：128.96m3/min×1440×365=6778.1万m3 总抽放量：2747.3万m3+6778.1万m3=9525.4万m3`
%
2 号煤
8.4
Leabharlann Baidu
5.6 40 0.86
3 号煤
5.92
6.55 53 0.67
合计
14.32
12.15 47 1.53
瓦斯涌出 量(m3/min)
26.47
1.53
老采空区 抽采量 (m3/min)
8.43
8.43 8.43
全矿井
抽 风排量 抽采量 采 (m3/min) (m3/min) 率
%
9.26
平均瓦斯抽采量为 6.55m3/min，抽采率 53%；
矿井及采掘工作面、老采空区瓦斯平衡见表3-8-4。
表 3-8-4 矿井及采掘工作面、老采空区瓦斯现状平衡表
回采工作面
掘进工作面
抽
开采煤层
风排量 抽采量 采 风排量 抽采量 (m3/min) (m3/min) 率 (m3/min) (m3/min)
风井场地设立地面瓦斯抽放泵站一座，站内装备有 2BE3-420 型 水环真空泵 2 台（用于高负压抽放系统，一用一备）和 2BEC-670 型 水环真空泵 2 台（用于低负压抽放系统，一用一备）；工作面移动瓦 斯抽放系统装备有 2BE1-253 和 2BE1-303 型水环真空泵 2 台，用于高 负压抽放系统，一用一备；
层瓦斯涌出为 6.01-7.26m3/min，约占整个回采工作面瓦斯涌出的 57.88%－58.22%，邻近层瓦斯涌出为 4.37-5.21m3/min，约占整个回 采工作面瓦斯涌出的 41.78%－42.12%。
⑶矿井瓦斯抽采方法，抽采系统设备及管路参数，抽采设备工作 方式、抽采管路布置
该矿采用回采工作面开采层抽采、邻近煤层抽采和采空区抽采相 结合的综合抽采方式。即对 2 号煤层回采工作面开采层采用单侧顺层 平行钻孔进行抽放，邻近层采用倾斜穿层钻孔进行卸压抽放，采空区 采取在采空区横贯密闭插管抽采和采后闭墙插管进行全封闭抽放；3 号煤层回采工作面开采层采用单侧顺层平行钻孔进行抽放，邻近层和 采空区利用上部 2 号煤层采空区瓦斯抽放系统解决。
⑶计算结果验证 根据计算结果，矿井实际年度抽采钻孔量达到《煤矿瓦斯抽放规 范（AQ1027-2006）》要求。 2 号煤层 2222 工作面年度抽采钻孔量 48812 m（实际抽采钻孔量） ＞42000m（规定抽采钻孔量） 3 号煤层 2329 工作面年度抽采钻孔量 41860m（实际抽采钻孔量） ＞40500m（规定抽采钻孔量） 所以矿井年度瓦斯抽采钻孔量达标。 ⑵年度瓦斯抽采量 1、规定矿井年度瓦斯抽采量 根据实际情况，矿井年度瓦斯抽采量计算方式选择方法二即按矿 井瓦斯抽采率计算（适用于矿井瓦斯涌出主要来源于邻近层或本煤 层）： 年度瓦斯抽采量=矿井绝对瓦斯涌出量×矿井相对应的矿井抽采 率×1440×365 所以矿井最大年度瓦斯抽采量应为： 51.25m3/min×40%×1440×365=1077.48 万 m3 其中：矿井绝对瓦斯涌出量据山西省煤炭工业厅文件晋煤瓦发 [2011]1631 号文《关于关于临汾市 2011 年度矿井瓦斯等级和二氧化 碳涌出鉴定结果的批复》和矿井瓦斯涌出量预测相比取较大值；矿井 相对应的矿井抽采率依据《煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）》 取得。 2、矿井年度瓦斯实际能达到的抽采量 年度瓦斯抽采量=月平均瓦斯抽采量×12 所以：年度瓦斯抽采量=98.58×12=1183 万 m3 其中：月平均瓦斯抽采量取新安装瓦斯泵最近月抽采量平均值