文档介绍：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Ι1煤层瓦斯含量等值线示意图,矿井可采煤层为Ι1煤层,Ι1煤层瓦斯含量一般13~19 ml/g·r,在钻孔N21-3局部瓦斯含量大于19 ml/g·r。本矿井Ι1煤层瓦斯含量普遍偏高,瓦斯成分以沼气为主。
经预测,,,,,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,Ι1煤层煤与瓦斯突出危险性较大。
(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,+,,,。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Ι1煤层为中厚煤层,,有效过风断面不大,工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,Ι1煤层煤与瓦斯突出危险性大,在开采Ι1煤层前先预抽本煤层瓦斯,解除Ι1煤层的煤与瓦斯突出的潜在威胁,同时可以有效地解决Ι1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821Mm3,,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,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, m3/t,N21-2、N21-5 、 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,~, MPa。区内瓦斯压力在背斜两翼及轴部均有一定的变化,~,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),,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,Mm