采煤工作面瓦斯抽放技术设计

采煤工作面瓦斯抽放技术设计

专业：通风与安全系

班级：09通风（2）班

姓名：张学伟

指导老师：姚向荣

淮南职业技术学院通风与安全系

2011年6月

1地质概况：

本工作面走向长度1500m 、倾向长度120m ，停采线至回风上山距离150m ，采区回风上山长度1800m 。局部弯头长度100m ，工作面日产量3000t 。本煤采区开采某煤层（2号），煤层厚度为5m ；赋存稳定，倾角为15°顶板为砂质泥岩，岩层不能致密，上覆1号煤层50m ，煤厚2m 。本区域本区有小断层，对开采影响不大。

2煤层瓦斯参数和抽放瓦斯参数：

2.1煤层瓦斯参数：

1号煤层瓦斯含量为12m3/t.r ，煤的密度为1.45t/m3，水分0.2%、灰分21%、挥发份15%；2号煤层瓦斯含量为11.5m3/t.r ，煤的密度为1.32t/m3，水分1.2%、灰分18%、挥发份17%。

2.2抽放瓦斯参数：

2号煤层透气性系数λ＝0.0276（m2/MPa2.d)，如用未卸压长钻孔预测抽煤层瓦斯，百米钻孔瓦斯抽和量为0.01m3/min·hm。

3瓦斯储量计算：

3.1煤层瓦斯储量计算：

根据已知条件：2号煤层瓦斯含量为11.5m3/t.r ，煤的密度为1.32t/m3，水分1.2%、灰分18%、挥发份17%； 1号煤层瓦斯含量为12m3/t.r ，煤的密度为1.45t/m3，水分0.2%、灰分21%、挥发份15%。可以得到原始瓦斯含量，公式如下：

100/100A M Q Q d ad ）（可燃基原--⨯=

式中：Q 原——矿井原始瓦斯含量，m ³/t;

Q 可燃基——可燃基瓦斯含量，m ³/t.r;

Mad ——水分；

Ad ——灰分。

可得： 292.9100/182.11005.11Q 2=--⨯=）（原

可采层瓦斯储量：ρ⨯⨯⨯⨯=D H L Q W 22原

式中：Q 原2——2号煤原始瓦斯含量，m ³/t ；

L ——2号煤工作面走向长度，m ；

H ——煤层厚度，m ；

D ——2号煤倾向长度，m ；

ρ——2号煤的密度，t/m ³。

可得： ρ⨯⨯⨯⨯=D H L Q W 2

2原 =9.292×1500×5×120×1.32

=1104（万t ）

3.2工作面可抽量计算：

相对瓦斯涌出量q 可由以下公式求得：

100/100A M Q d ad ）（原---=W c q

式中：W C ——可燃基残存量，m ³/t

可燃基残存量可根据表2-1查取

表2-1

q=9.292-3.2× (100-1.2-18)/100=6.7064

可采抽瓦斯总含量W 可： W 可=q ×L ×H ×D ×ρ

=6.7064×1500×5×120×1.32

=7967203.2（m ³）

预抽纯量Q 纯: Q 纯=W 可/(24×60×330)= 16.766(m ³/min)

抽放量Q: Q= Q

/0.4= 41.915(m³/min)

纯

4瓦斯抽放的必要性可行性论证：

4.1瓦斯抽放的必要性：

根据供风量为1500m³/min,工作面瓦斯浓度按0.6％计算风排瓦斯量Qp=Q×C=1500×0.6/100=9m3/min。而工作面绝对瓦斯涌出量为16.766m3/min，如不可抽

-Qp=16.766-9=7.766m3/min 放瓦斯，则工作面的瓦斯浓度将超限，尚需抽放瓦斯量＝Q

CH4

工作面瓦斯浓度才能维持0.6％

4.2、瓦斯抽放的可行性：

本煤层瓦斯抽放的可行性是指在自然透气条件下进行预抽的可能性，衡量本煤层瓦斯预抽可行性指标有三个：煤层透气性系数（λ），钻孔瓦斯流量衰减系数（α）和百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系数（Qj）。

按λ、α和Qj判断本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2-2示。

表2-2 本煤层预抽瓦斯难易程度分类表

根据已知条件，2号煤层透气性系数λ=0.0276（㎡/MPa2·d）,2号煤属于较难抽采煤层，如不采取其他技术措施，基本不具备预抽本煤层瓦斯的可能性，因此，我们要选取合适的抽采方法来治理工作面的瓦斯超限。

5瓦斯抽放方法设计：

5.1、瓦斯抽放方法分类与选择规定：

a.按抽出瓦斯来源分：本煤层抽采、邻近层抽采、采空区抽采。

b.按被抽采煤层的卸压状况分：原始煤体未卸压预抽瓦斯；煤层卸压后抽瓦斯。

c.按抽采瓦斯源的汇集工程方法分：抽采瓦斯钻孔法、抽采瓦斯巷道法和抽采瓦斯钻孔巷道综合法。

根据《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计规范》第4.1.1条规定：选择抽放瓦斯方法，应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素经技术经济比较确定。并应符合下列要求：

a)尽可能利用开采巷道抽放瓦斯，必要时可设专用抽放瓦斯巷道；

b)适应煤层的赋存条件及开采技术条件；

c)有利于提高瓦斯抽放率；

d)抽放效果好，抽放的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求；

e)尽量采用综合抽放；

f)抽放瓦斯工程系统简单，有利于维护和安全生产，建设投资省，抽放成本低。

根据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范》第7.1.2条规定：按矿井瓦斯来源实施开采煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放；第7.1.3条规定：多瓦斯来源的矿井，应采用综合瓦斯抽放方法。

瓦斯抽放系统选择还应注意以下问题：

（a）分期建设、分期投产的矿井，抽放瓦斯工程可一次设计，分期建设、分期投抽。（b）抽放瓦斯站的建设方式，应经技术经济比较确定。一般情况下，宜采用集中建站方式。当有下列情况之一时，可采用分散建站方式：

——分区开拓或分期建设的大型矿井，集中建站技术经济不合理。

——矿井抽放瓦斯量较大且瓦斯利用点分散。

——一套抽放瓦斯系统难以满足要求。

根据本煤层的特点，我们选取抽采瓦斯钻孔法，而钻孔抽采瓦斯的方法又有穿层钻孔抽采瓦斯、顺层钻孔抽采和边采边抽。