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矿井可行性研究报告 瓦斯抽采及利用方案
第十三章 瓦斯抽采及利用方案
第一节 瓦斯抽采
一、矿井瓦斯灾害程度及抽采的必要性 （一）矿井瓦斯灾害程度 根据勘探地质报告及ΙΙ
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煤层瓦斯含量等值线示意图，矿井可采煤层为
煤层，Ι
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煤层瓦斯含量一般13~19 ml/g·r，在钻孔N21-3局部瓦斯含
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量大于19 ml/g·r。本矿井Ι主。
煤层瓦斯含量普遍偏高，瓦斯成分以沼气为
经预测，矿井绝对瓦斯涌出量47.35m3/min，相对瓦斯涌出量46.79m3/t，Ι
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工作面绝对瓦斯涌出量20.48m3/min，相对瓦斯涌出量22.27m3/t，本矿
井瓦斯涌出量较大。
本矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计，Ι大。
（二）瓦斯抽放的必要性
从以下几个方面来分析本矿井瓦斯抽采的必要性。 1、从煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量的大小来看
根据勘探地质报告，煤层瓦斯含量大，经预测，+50m水平矿井最大绝对瓦斯涌出量为47.35m3/min，相对瓦斯涌出量为46.79m3/t，Ι
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煤层煤与瓦斯突出危险性较
煤层工作
面最大绝对瓦斯涌出量为20.48m3/min，相对瓦斯涌出量为22.27m3/t。按《煤矿安全规程》第145条规定，本矿井必须建立瓦斯抽采系统。
2、从工作面需风量和最大通过风量来看 本矿井Ι
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煤层为中厚煤层，工作面采高1.91m，有效过风断面不大，工
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作面稀释瓦斯所需风量大于工作面的实际通过能力，如不考虑本煤层预抽和采空区抽放，难以保证工作面瓦斯不超限。因此，为保证安全生产，确保保护层工作顺利推进，必须抽放。
3、从防突的角度
本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计，煤层瓦斯含量普遍较高，Ι与瓦斯突出危险性大，在开采Ι
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煤层煤煤层的
煤层前先预抽本煤层瓦斯，解除Ι
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煤与瓦斯突出的潜在威胁，同时可以有效地解决Ι煤层开采时采掘工作面
及回风巷等处瓦斯浓度超限问题，降低瓦斯爆炸的风险，因此从井下安全的角度考虑，也有必要进行瓦斯抽采。
4、从资源利用和环保的角度看
据初步估算，本井田的瓦斯储量约821Mm，可抽瓦斯量约410.5Mm，矿井瓦斯资源非常丰富。抽出的瓦斯是一种优质、清洁、高效的能源，用途较广。同时又减少矿井瓦斯排放量，减轻温室效应，达到保护矿区环境的目的。因此，从资源利用和环保的角度看也有必要进行瓦斯抽采。
二、煤层瓦斯抽采基本参数 （一）煤层瓦斯含量
在本井田范围内对Ι1煤层钻孔中采瓦斯样12 件，瓦斯压力测试6 层次，对3 层次煤芯样进行瓦斯突出参数测试。区内背斜轴部及东翼瓦斯含量高，西翼瓦斯含量较低。根据地质报告提供的Ι1煤层瓦斯含量等值线示意图，瓦斯含量一般为13～19 m3/t。
测得煤层瓦斯含量普遍较高，瓦斯自然成分中以沼气为主，其次为H2、
N2、C2～ C6、CO2所占百分比很小。
井田位于华蓥山背斜北端，是井田的主体构造，东翼地层倾角在15～45°，西翼地层倾角在10～50°。区内未发现有次级小褶曲，地表未见断层，
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钻孔中有隐伏断层4 条，对煤层有一定的破坏作用，故构造复杂程度属中等偏简单。勘探区内为一近似对称背斜，按常规煤层中的瓦斯一般应沿倾斜面由深部向浅部运移，在倾向上瓦斯含量应由浅至深逐渐增高，在走向同标高点的瓦斯含量应大致相等。但在勘探区内出现了异常区，位于西翼焦煤区的N20-3 瓦斯中CH4 含量低于平均值，仅为9.86 m3/t，N21-2、N21-5 瓦斯压力值分为1.80MPa、1.56 MPa，远低于轴部及东翼的瘦煤区。影响该区瓦斯赋存和导致异常的主要地质因素为煤层的变质程度。地质报告中提供的瓦斯含量需要在生产实践中进一步检验。
（二）煤层瓦斯压力
根据地质报告，勘探的 6 个钻孔进行了瓦斯压力的测试，压力值为1.56～5.07MPa，平均值1.79 MPa。区内瓦斯压力在背斜两翼及轴部均有一定的变化，在轴部及东翼瓦斯压力值为2.20～5.07MPa，在背斜西翼瓦斯压力值均在2 MPa 以下。根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》(MT 637-1996)，当瓦斯压力大于0.74MPａ时，煤层有突出危险。
（三）煤层瓦斯吸附常数
在地质勘探期间，未采样进行工业分析，也未提供各煤层瓦斯吸附常数a、b值、各煤层孔隙率、瓦斯放散初速度和煤的坚固性系数等参数。有待于在下一步工作中补充完善。
（四）煤层透气性系数
地质报告未提供各煤层透气性系数、百米钻孔自然瓦斯涌出量及其衰减系数等参数。有待于在下一步工作中补充完善。
三、矿井瓦斯储量 （一）矿井瓦斯储量
根据《煤矿瓦斯抽采规范》（AQ1027-2006），矿井瓦斯储量系指煤田开
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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，包括可采煤层、不可采煤层以及围岩中所赋存的瓦斯，其计算公式如下：
Wk＝W1 + W2 + W3
式中：Wk——矿井瓦斯储量，Mm3； W1——可采煤层瓦斯储量总和，Mm3； W1＝?A1i·X1i
A1i——每一可采煤层的煤炭储量，Mt； X1i——每一可采煤层的瓦斯含量，m3/t；
W2——采动影响范围内不可采邻近层的瓦斯储量总和，Mm3； W2＝?A2i·X2i
A2i——可采煤层采动影响范围内每一不可采煤层的煤炭储量，Mt； X2i——可采煤层采动影响范围内每一不可采煤层瓦斯含量，m3/t； W3——围岩瓦斯储量，Mm3； W3＝K（W1 + W2）
K——围岩瓦斯储量系数，一般取K=0.05～0.20； 根据地勘报告，本矿井可采煤层仅有Ι43.351Mt。可采煤层瓦斯储量总和为714Mm3。
根据地勘报告，龙潭组地层均含2～3层煤层（线），除Ι
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煤层，煤炭地质储量为
煤层可采外，
其余均为煤线，厚度很薄，地勘报告未提供各不可采煤层煤炭储量，更未提供不可采煤层瓦斯含量，本次设计将其视同围岩。
根据相关规范，围岩瓦斯储量K取0.15，围岩瓦斯储量107Mm3。 故本井田瓦斯储量总和为： W3＝714 + 0 + 107 =821Mm3 （二）矿井瓦斯可抽量
可抽瓦斯量系指矿井瓦斯储量中在目前的开采条件和技术水平下能被
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