矿井瓦斯抽采达标能力核定报告
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通风科
2016年10
山西长治郊区三元南耀小常煤业有限公司
矿井瓦斯抽采达标能力核定报告
第一章 矿井概况及瓦斯赋存情况
一、矿井概况
山西长治郊区三元南耀小常煤业有限公司（以下称小常煤业）为地方国有企业。位于长治市郊区侯北庄镇，行政区划属长治市郊区。根据《煤矿生产能力核定标准》要求，煤矿各主要生产系统及环节其能力应当满足煤矿核定生产能力的需要，以煤矿最薄弱的生产系统能力为最终的核定生产能力。按照实事求是、保障安全、有效利用的原则，结合标准档次，就近下靠。根据山西省煤炭工业厅《关于山西长治郊区三元南耀小常煤业有限公司核定生产能力的批复》（晋煤行发〔2013〕1862号）文件，该矿井核定生产能力为210万t/a。
根据山西省煤炭工业厅文件晋煤瓦发〔2012〕1239号文件《关于山西长治郊区三元南耀小常煤业有限公司3号煤层矿井瓦斯涌出量预测的批复》，小常煤业以180万t/a产量开采3号煤层时，矿井最大相对瓦斯涌出量为19.99m³/t，最大绝对瓦斯涌出量为75.74m³/min，批复结论为高瓦斯矿井。
二、矿井开拓及开采
矿井为立井开拓。井田内共有三个井筒：主立井、副立井、回风立井。
主立井，井口坐标X=4011157.81，Y=19681399.57，Z=922.09。净直径5m，净断面19.625m2，混凝土浇筑，垂深320m。担负全矿井的提煤、回风任务，井筒内设梯子间。为矿井一个安全出口。
副立井：X=4011217.10、Y=19681367.97、Z=922.38。井筒净直径5.5m，净断面23.746m2，混凝土浇筑，垂深342.78m。担负全矿井矸石提升和升降人员、材料、设备、大件的任务，为矿井的一个进风井，井筒内安设有梯子间，兼做矿井另一个安全出口。
新建回风立井：X=4009673.777、Y=19681291.07、Z=922。新建风井井筒垂深320m，投入使用后担负矿井的回风任务。
全井田共布置1个水平，标高分别为＋600m。
矿井现有两个生产采区，分别为301采区和302采区。301采区位于井底车场东部附近，走向长3200m，倾斜宽1500m。302采区位于井底车场西部附近，走向长3000m，倾斜宽2800m。目前，东部301采区30113综采工作面处于回撤状态；矿井西部布置两个回采工作面30222工作面和30215工作面。30222工作面目前处于安装状态，主采工作面为30215工作面。另有两个掘进工作面，分别为30225运输顺槽掘进工作面和30225回风顺槽掘进工作面。
采煤工作面接续情况： 30215工作面→30222工作面→30225工作面。
现开采的3号煤层采用长壁式布置，综合机械化放顶煤开采，支护方式采用液压支架支护，落煤方式为机械落煤，全部垮落法管理顶板。掘进工作面采用机掘工艺，锚网支护顶板。
三、煤层瓦斯含量
能力核定报告中涉及的瓦斯含量数据取自《山西长治郊区三元南耀小常煤业有限公司3号煤层瓦斯涌出量预测报告》（煤炭科学研究总院沈阳研究院，2012.9）。
表2-1 3号煤层瓦斯含量及工业分析表
| 测点位置 | 底板标高(m) | 埋深 (m) | a (m3/t.r) | b (Mpa－1) | 灰 分 (%) | 水 分 (%) | 煤的 容重 (t/m3) | 孔 隙 率 (%) | 瓦斯 含量 (m3/t) |
| 302总回710m处 | +581.65 | 344.03 | 29.404 | 1.016 | 10.93 | 0.73 | 1.38 | 3.02 | 5.24 |
| 30223回风巷218m处 | +514.65 | 406.22 | 29.404 | 1.016 | 10.93 | 0.73 | 1.38 | 3.02 | 6.48 |
| 30221回风巷1125m处 | +498.65 | 414.95 | 29.404 | 1.016 | 10.93 | 0.73 | 1.38 | 3.02 | 6.82 |
煤炭科学研究总院沈阳研究院于2012年5月在小常煤业井下对本矿3号煤层透气性系数、百米钻孔初始瓦斯涌出量和瓦斯涌出量衰减系数进行实测，相关基础参数测定结果如下表所示。
表2-2 3号煤层透气性系数和百米钻孔初始瓦斯涌出量结果表
| 煤层 | 煤层透气性系数 m2/(MPa2·d) | 百米钻孔初始瓦斯涌出量q0(m3/min·hm) | 瓦斯涌出量衰减系数(d-1) |
| 3 | 3.354 | 0.1118 | 0.0438 |
五、煤尘爆炸性
根据2016年9月9日山西煤矿矿用安全产品检验中心出具的检验报告晋煤检〔2016〕0501－MB-D0039，3号煤层火焰长度为15mm，抑制煤尘爆炸最低加岩粉用量40％，煤尘有爆炸危险性。
六、煤的自燃倾向性
根据2016年9月9日山西煤矿矿用安全产品检验中心出具的鉴定报告晋煤检〔2016〕0501－MR-D0039，煤层自燃倾向性等级均为Ⅲ级，属不易自燃煤层。
七、瓦斯抽采系统
小常煤业有限公司矿井工业场地内建有地面瓦斯抽放泵站，泵站内稳设有2BEC72型瓦斯抽放泵4台，为“两用两备”设置，单台瓦斯抽放泵额定抽放量为510m3/min，额定功率为630KW，抽放主管路为φ630mm，通过回风立井直通井下，矿井总回风量为9450m3/min，抽放率为43%。
第二章 矿井瓦斯抽采达标能力核定
根据安监总煤行【2014】61号文件要求，我公司矿井符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的相关要求，现进行瓦斯抽采达标生产能力核定。
一、根据矿井瓦斯抽采系统能力核定
1．按矿井瓦斯抽采泵站装机能力核定
A、高负压
按式（1）计算核定年产量：
（1）
式中 A1—按矿井瓦斯抽采系统能力核定的年产量，万t/a；
Qbe—单台矿井瓦斯抽采泵装机抽采混合量的能力，取510m3/min；
q—矿井相对瓦斯涌出量，取3.94m3/t;
C1—矿井总回风巷瓦斯浓度，取0.4%；
C2—单台矿井瓦斯抽采泵年平均抽采瓦斯浓度，高负压取3.1%；低负压取3.6%
—当地大气压力，取94kPa；
—标准大气压力，取101kPa；
—单台运行泵的年均运行负压，取45kPa；
Qf —矿井最大总回风风量。有多个回风系统的，取所有回风巷风量的总和，取9450m3/min；
2.0—抽采泵富裕系数；
k —抽采系统工况系数。按实际考察取值，一般取≤0.8，本次核定取0.8。
即：A1高≤535.81万t/a ；
2．按矿井瓦斯抽采主管道系统能力核定
按式（2）计算核定年产量：
（2）
式中 D—每套抽采主管道系统瓦斯管实际内径，取0.63m；
v—每套管道中混合瓦斯的经济流速，m/s，一般取v =5～12m/s。本次核定取12m/s。
k—富余系数，一般取1-.2～1.8。按照实际考察管道内气体的流速取值，管道内流速大时取大值，流速小时取小值。本次核定取1.8。
即：A1≤502.46万t/a
矿井瓦斯抽采泵站装机能力核定与矿井瓦斯抽采主管道系统能力核定相比较，取最小值：即：A1≤390.98万t/a
二、按矿井瓦斯抽采率核定
按式（3）计算核定年产量：
（3）
式中 A4—按矿井瓦斯抽采率核定年产量，万t/a；
Q—瓦斯抽采达标允许最大矿井绝对瓦斯涌出量，m3/min；
按表2-1，瓦斯抽采达标允许的最大矿井绝对瓦斯涌出Q取值为79。
表2-1 达标允许最大矿井绝对瓦斯涌出量
| 矿井瓦斯抽采率η/% | 达标允许最大矿井绝对瓦斯涌出量Q/m3/min |
| η＜35 | Q＜20 |
| 35≤η＜40 | 20≤Q＜40 |
| 40≤η＜45 | 40≤Q＜80 |
| 45≤η＜50 | 80≤Q＜160 |
| 50≤η＜55 | 160≤Q＜300 |
| 55≤η＜60 | 300≤Q＜500 |
| η≥60 | Q≥500 |
三、按矿井满足防突要求预抽瓦斯量核定
根据矿井瓦斯涌出量预测报告及瓦斯抽采基础参数测定报告，并结合相邻矿井实际揭露煤层瓦斯赋存情况，井田范围内无瓦斯突出现象。
四、矿井实际抽采瓦斯量核定
矿井上年度实际抽采瓦斯量核定年产量按式（3）计算：
（3）
式中 A2—按矿井实际抽采瓦斯量核定年产量，万t/a；
Qs—矿井上年度实际抽采瓦斯量，取2676900m3；
k—矿井超前抽采系数，取1.2—1.5，本次计算取1.2。
q0—预开采区域瓦斯含量最大煤层应抽瓦斯吨煤含量，取1.84m3/t。
计算结果：A1≤1107.42万t/a
五、矿井瓦斯抽采系统核定生产能力结论
根据山西省煤炭工业厅办公室文件，晋煤办发[2014]号关于转发《监督总局、国家煤矿安监局、国家发展改革委、国家能源局关于印发煤矿生产能力管理办法和核定标准的通知》的通知，分别按矿井瓦斯抽采泵站能力、矿井抽采主管道系统能力、矿井实际瓦斯抽采量、矿井瓦斯抽采率进行核定，其中：
按矿井瓦斯抽采泵站装机能力核定为：535.81万t/a
按矿井瓦斯抽采主管道系统能力核定为：502.46万t/a
按矿井实际瓦斯抽采量核定为：1107.42万t/a
按矿井瓦斯抽采率核定为：314.85万t/a
经上述计算，取小值，确定矿井瓦斯抽采达标能力核定为314.85万t/a。
第三章 矿井瓦斯抽采达标能力验证
一、瓦斯抽采达标生产能力验证
（一）采煤工作面日产量计算
按式（4）计算:
（4）
式中 lbi —采煤工作面平均长度，取162m；
hbi —采煤工作面煤层平均采高，取6.82m。放顶煤开采时为采放总厚度；
ρbi —采煤工作面的原煤视密度，取1.39t/m3；
vbi —采煤工作面平均日推进度，取4.5m/d；
ηbi —采煤工作面回采率，取93%。按矿井实际回采率取值。
即：Bbi=27.02t
（二）采煤工作面瓦斯抽采达标生产能力计算
对瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面，瓦斯抽采达标生产能力Bci应以表3-1中煤层可解吸瓦斯量对应的工作面日产量计算。 可解吸量取值Wj=4.3；根据线性差值法计算得Bci=9200.4t
表3-1 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量对应的工作面日产量
可解吸瓦斯量
| /m3/t | 抽采达标时允许工作面日产量 Bc/t/a |
| 7.0＜≤8.0 | ≤1000 |
| 6.0＜≤7.0 | 2500～1001 |
| 5.5＜≤6.0 | 4000～2501 |
| 5.0＜≤5.5 | 6000～4001 |
| 4.5＜≤5.0 | 8000～6001 |
| 4.0＜≤4.5 | 10000～8001 |
| ≤4.0 | >10000 |
按照采煤工作面风速不得超过4m/s，回风流中瓦斯浓度不得超过1%验证采煤工作面瓦斯抽采达标生产能力Bdi，Bdi按式（6）计算。
（6）
式中 Qfci —采煤工作面满足工作面风速要求的最大供风量，2700m3/min；
Qci —采煤工作面相对瓦斯涌出量，取2.88m3/t。
即：Bdi=13500t/d
(四)矿井采煤工作面瓦斯抽采达标生产能力取值
矿井采煤工作面的瓦斯抽采达标生产能力是所有达标采煤工作面产量之和，单个采煤工作面的瓦斯抽采达标生产能力按Bbi、Bci和Bdi选取小值。
矿井采煤工作面瓦斯抽采达标生产能力B1按照式（7）计算：
（7）
式中 Bbi —采煤工作面日产量，取27.02t/d；
Bci —采煤工作面抽采达标时允许工作面最大日产量，取6345.7t/d；
Bdi —采煤工作面回风瓦斯浓度达标的工作面最大日产量，取13500t/d；
n —核定的采煤工作面个数，取1。
即：B1=6345.7t/d；
（五）按矿井允许生产工作面个数1个、采煤工作面瓦斯抽采达标生产能力进行验证
按式（7）进行计算：
（7）
式中 B—煤矿瓦斯抽采达标生产验证能力，万t/a。计算结果取整；
B1—矿井采煤工作面的瓦斯抽采达标生产能力，经上述计算得9200.4t/d；
j—矿井掘进出煤系数，取1.1~1.2。
即：Bdi=333.97万
六、结论
矿井瓦斯抽采达标生产验证能力B（333.97万t/a）大于矿井瓦斯抽采达标核定能力A1（314.85万t/a），符合规定。
第四章 结论
根据《煤矿瓦斯抽采达标能力核定标准》规定，山西长治郊区三元南耀小常煤业股份有限公司2017年度瓦斯抽采达标能力最终确定为314.85万t/a。下载本文
