井下瓦斯抽采课程设计-新安矿14151工作面瓦斯抽采设计精选.docxVIP

井下瓦斯抽采课程设计新安矿14151工作面瓦斯抽采设计学院能源学院班级煤层气10-02姓名学号指导教师1.14151工作面概况1.1工作面位置范围14151工作面位于新安煤矿14采区下山东翼上部，上邻14采区运输大巷保护煤柱，下邻14171工作面，东邻14与12采区保护煤柱，西邻14采区皮带下山保护煤柱，地面无建筑物和水体。14151工作面走向长度655m，里段倾向长度80m，外段倾向长度120m，地面标高+520—+600m，工作面标高+21—+48m，回采面积76600m2。工作面地质储量50.83万吨，可采储量47.27万吨。该工作面于2007年3月掘进完毕，计划于2007年5月开始回采。回采时采用走向长壁采煤方法，顶板采用全部垮落法管理。1.2水文地质构造该工作面煤厚变化较大，原因是底板起伏。在工作面掘进过程中未发现断层。但根据三维地震资料显示工作面有三条底部正断层。工作面水文地质条件简单，主要充水水源为顶板砂岩裂隙水，预计回踩过程中涌水量为10-15t/h。1.3顶底板岩性伪顶为炭质泥岩，不稳定，局部发育，平均厚度0.4m，直接顶为泥岩，砂质泥岩，厚4.0m，老顶为大占砂岩厚9.5m，为本矿区主要标志层之一。该工作面伪底较发育，伪底为炭质泥岩平均厚0.6m,直接底为泥岩、砂质泥岩，厚度3.8m老底为硅质泥岩厚4m左右，为本矿区主要标志层之一。图1-1 新安矿综合柱状图1.4 煤层瓦斯情况14151工作面煤层厚度变化较大，厚度在0-14.5m之间，平均厚度4.5m，煤层倾角6-11°。煤层原生结构受构造作用，煤层破坏，层理不清，结构紊乱。煤层结构简单，偶见夹矸，含FeS2结核。煤质为贫瘦煤。表1-1新安矿14下山采区煤层瓦斯参数序号孔号埋深(m)瓦斯含量(m3/t)瓦斯压力(MPa)1瓦斯孔4478.479.840.862瓦斯孔5478.479.840.923瓦斯孔6516.3110.051.0041007554.149.230.8651107560.1910.481.19工作面煤层构造软煤普遍发育，绝大多数属于典型的Ⅲ～Ⅴ类构造软煤。硬煤分布仅局部可见，根据现场取样测定结果，坚固性系数f为0.19-0.42，平均为0.25，瓦斯放散初速度ΔP为6.95-26.51，平均为13.27。根据河南理工大学2003年12月提交的《豫西－义煤集团新安煤矿二1煤瓦斯赋存规律及矿井瓦斯防治技术研究》，新安矿14下山采区煤层底板标高在+25m以深，实际控制的瓦斯参数测点有5个，瓦斯参数见表1-2。14下山采区为突出危险采区，14151工作面位于14下山采区内，为突出危险工作面。2.矿井瓦斯抽放的必要性2.1瓦斯抽放的必要性瓦斯抽放的目的有两个：①为了确保矿井安全生产，防止或减少采、掘工作面瓦斯浓度超限；②为了开发利用瓦斯资源，减少瓦斯排空导致的大气环境污染，变害为利。因此，对于一个矿井或采区（工作面）是否必要抽放瓦斯，首先应从保证安全生产的角度来考虑，即当采用通风方法解决瓦斯超限问题不可能实现或方案不合理时，就应该采取抽放措施。其次，还应从充分利用瓦斯资源和改善职工劳动、生活条件等方面综合考虑瓦斯抽放的必要性和经济上的合理性。所以，在具体进行瓦斯抽放设计时，一般通过如下方面的指标来衡量。2.2 工作面可以供给的风量 (2-1)式中：—工作面可以供给的风量，；—最小控顶距，m，此处取;—采高，设计采高；—有效断面系数，;—《规程》允许的最高风速，。经计算可得：2.3 通风方法可以解决的瓦斯含量通风可以解决的瓦斯含量是根据产煤量、供风量和煤的残存瓦斯量来估算煤层瓦斯的应抽指标。 (2-2)式中：—通风方法可以解决的瓦斯量，;—《规程》允许的最高瓦斯浓度，；—工作面可以供给的风量。—工作面日产煤量，3500 t；—残存瓦斯量，m3/t，取；—瓦斯涌出不均衡系数，取；经计算可得：=5.25计算结果表明，用通风方法可解决的瓦斯含量是5.25，而煤层本身的瓦斯含量是9.89。故而仅用通风方法无法解决瓦斯问题，因此有必要采取预抽煤层瓦斯措施。2.4 采面瓦斯涌出预测（1）工作面绝对瓦斯涌出量计算按煤层瓦斯含量计算共作面的绝对瓦斯涌出量，其计算式如下： (2-3)式中：—本开采层涌入工作面的瓦斯量，；—开采层原始瓦斯含量，，=含量容量=9.891.45=14.34—煤的残存瓦斯含量，，=1.71.45=2.46；—煤层采厚，m，=4.5 m；—工作面平均推进速度，，=5.0 ；—工作面采长，m，=120 m；—进、回风巷道排放瓦斯带的总宽度m，当煤的挥发分大于27%时，取=26 m。经计算可得，=17.45。（2）工作面相对瓦斯涌