拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽采可行性研究报告(编辑修改稿)

拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽采可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

井巷煤柱的煤量后乘以采区回采率为矿井设计可采储量。 经计算，矿井设计可采储量为 万 t。 详见表 21。 新疆拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽放可行性研究报 告 17 表 21 矿井 设计可采 储量汇总表 单位： 万 t 开采 水平 煤层 编号 工业 资源 储量 永久 煤柱 矿井 设计 储量 保护煤柱 开采 损失 矿井设计可采 储量 井田 境界 一水平 （ +1680m以上） A31 A32 A5 A6 A7 A8 A9 合计 二水平 （ +1680～+1530m） A31 A32 A5 A6 A7 A8 A9 合计 三水平 （ +1530～+1400m） A31 A32 A5 A6 A7 A8 A9 合计 合计 矿井设计生产能力及服务年限 矿井规模确定为。 该矿井的设计生产能力满足设计规范要求的矿井可采储量与相应的服务年限规定。 设计矿井服务年限 约。 其中，一水平（ +1680m 以上）煤层服新疆拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽放可行性研究报 告 18 务年限为 ，二水平（ +1680m～ +1530m）煤层服务年限为 ，三水平（ +1530m～ +1400m）煤层服务年限为。 矿井开拓 及采煤 方法 矿井采用主、副斜井开拓方案（反斜井）开拓。 主、副斜井位于井田西部 3 勘探线以西 70m，井田南部边界以南 90m 处的冲沟内。 投产时布置一个风井，即西风井，西风井位于主、副斜井之间， 3 号勘探线以西 46m，南距主、副斜井井口 300m。 矿井开采二采区时布置东风井，为立风井。 主、副斜井从煤层底板穿越煤层布置，井筒倾角均为 25176。 主斜井采用半圆拱锚喷支护，装备一条 ST 型钢丝绳芯（阻燃）带式输送机，担负矿井的主提升、进风任务，井筒内敷设电缆、人行台阶和扶手，作为矿井安全出口。 副斜井采用半圆拱锚喷支护，铺设 30kg/m 钢轨，单钩串车提升，担负全矿井提矸、上下人员、升 降材料设备及主要进风任务，井筒内敷设管路，并设人行台阶和扶手，作为矿井安全出口。 矿井划分为三个水平，各水平标高为 +1680m、 +1530m、 +1400m，二、三水平采用暗斜井开拓，每个水平划分为二个双翼采区 上山开采。 一水平阶段垂高为 230m，二水平阶段垂高为 150m，三水平阶段垂高均为 130m。 全井田共划分六个采区，以梅斯布拉克河为界分为东西两部分，即西部一、三、五采区，东部二、四、六采区，六个采区均双翼开采。 新疆拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽放可行性研究报 告 19 采区：按一至六采区的顺序开采。 煤层：按照自上而下的顺序开采。 区段：先采上部区段，后采下部 区段，每一区段内东西两翼交替或同时时开采。 工作面：回采方向为后退式，即由井田边界向井筒、采区上山方向回采。 A A A6薄及中厚煤层采用伪倾斜单腿支撑式 “］ ”型柔性掩护支架采煤法。 A A A7 厚煤层采用伪倾斜 “八 ”字型柔性掩护支架采煤法。 各采煤方法均采用全部跨落法管理顶板。 矿井投产时，矿井开拓系统图详见图 21。 矿井通风 矿井通风系统为分区式，主、副斜井进风，西风井回风 (主要为一、三采区服务 )，东风井回风 (为二、四采区服务 )，通风方法为机械抽出式。 矿井总风量为 90m3/s，风量分配如下 A7煤层 (1A711)回采工作面： ； A9煤层 (1A91 1A922)回采工作面： 2； A6煤层 (1A611)备用工作面： ； A3煤层运输大巷综合机械化掘进工作面： ； A5 煤层顺槽掘进工作面 (1 个 钻爆法 掘进面 ， 1 个 综掘面 )：2； 火药发放硐室： ；其它地点：。 新疆拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽放可行性研究报 告 20 图21 矿井开拓系统图+ + + ++ + + +plQ33Qpl西风井Z=+副斜井Z=+主斜井Z=+三 采 区一 采 区25176。 +++++1910m水平轨道石门+1864m水平运输石门+1910m水平回风石门+1910m水平1A511工作面回风顺槽+1910m水平1A711工作面回风顺槽A3煤层溜煤上山A5煤层集中回风上山一水平井底煤仓井底联络巷+1680m水平井底车场溜煤斜巷+1818m水平1A912(1A922)工作面运输顺槽+1680m水平A3煤层运输大巷A10A11A9A8A7A6A5A3+1864m水平1A711工作面运输顺槽1A711工作面+1870m水平回风石门(150m)+1864m水平1A912(1A922)工作面回风顺槽1A912(1A922)工作面+1818m水平1A812工作面运输顺槽1A911(1A921)工作面采空区1A811工作面采空区+(掘进工作面)主、副斜井联络巷(掘进工作面)(掘进工作面)1A611工作面开切眼(备用工作面)++1600+1700+1800+1900 +1850 +1750 +1650+1600+1700+1800+1900 +1850 +1750 +1650 新疆拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽放可行性研究报 告 21 第 二 章 煤层瓦斯 基础参数测定 煤层瓦斯参数是研究煤层瓦斯赋存规律的基础，是标志着煤层蕴含瓦斯的能力、抽采瓦斯难易程度的重要指标， 是矿井瓦斯防治和瓦斯抽采设计的依据。 它包括煤层原始瓦斯含量、原始瓦斯压力、煤的工业分析、煤的孔隙率、煤对瓦斯的吸附常数、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等。 准确地掌握瓦斯基础参数及其在煤层中的变化规律，可以帮助确定煤层瓦斯赋存规律，预测矿井瓦斯涌出量，划定矿井瓦斯等级，了解和计算巷道、工作面及钻孔瓦斯涌出量，了解和预测瓦斯抽采和利用的可能性，为矿井后期的开采设计和煤层瓦斯综合治理提供基础依据。 梅斯布拉克煤矿需测定的瓦斯基本参数主要包括： 煤层原始瓦斯含量、原始瓦斯压力、煤的工业分析、煤的孔隙率、煤对瓦斯 的吸附常数、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数 等，这些参数需分别在现场及实验室测定。 煤的 瓦斯 吸附常数测定 与煤的工业分析 煤中的瓦斯是以游离和吸附两种状态存在的，煤的瓦斯吸附常数是衡量煤吸附瓦斯能力大小的标志，是计算煤层瓦斯含量的重要指标之一。 煤样的工业分析值也是计算煤层瓦斯含量的重要参数。 目前，煤的瓦斯吸附常数与工业分析只能在实验室利用特殊的实验设备进行测定。 新疆拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽放可行性研究报 告 22 煤的瓦斯吸附常数测定 ⑴ 煤样的制备 在梅斯布拉克煤矿 A A A A5及 A3煤层分别采集各煤层的新鲜煤样，送至实验室。 取煤 样 1kg 粉碎，先后过 和 标准筛，取 ～ 间的颗粒装入磨口瓶中密封加签待用，每个煤样制备出至少一个样品，每个样品重量不得少于 100g。 ⑵ 煤的瓦斯吸附常数测定方法 ① 称取已制备好的 煤样 100g，放入称量皿。 将称量皿放入干燥箱，恒温至 100℃ ，保持 1h 后取出，放入干燥器内冷却。 将冷却后的无水干燥基煤样装满吸附罐； ② 打开罐阀和真空抽气阀，关闭充气阀和放气阀。 设定水浴温度为 60177。 1℃ ，开启真空泵，进行长时间脱气，直到真空计显示压力为 4Pa时，关闭真空抽气阀和各 罐阀。 ③ 设定恒温水浴温度为试验温度（ 30177。 1℃ ）； ④ 打开高压充气阀和充气罐控制阀，使高压钢瓶瓦斯进入充气罐及连通管，关闭充气罐控制阀，读出充气罐压力值 P1i； ⑤ 读出 充气罐压力值 P1i后，缓慢打开罐阀门，使充气罐中瓦斯进入吸附罐，待罐内压力达到设定压力时（一般在 0～ 6MPa试验压力范围内设定测 n=7个压力间隔点数，每点约为最高压力的 1/n），立即关闭罐阀门，读出充气罐压力 P2i、室温 t1。 按式（ 21）计算充入吸附罐内的瓦斯量 Qci； 新疆拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽放可行性研究报 告 23   1 0 1 3 2 7 3 7 31 02211    t VZPZPQ iiiici （ 21） 式中： Qci —充入吸附罐的瓦斯标准体积， cm3； P1i、 P2i —分别为充气前后充气罐内绝对压力， MPa； Z1i 、 Z2i —分别为 P1i、 P2i压力下及 t1时瓦斯的压缩系数； t1 —室内温度， ℃ ； V0 —充气罐及连通管标准体积， cm3。 ⑥ 保持 7小时，使煤样充分吸附，压力达到平衡，读出平衡压力 Pi，并计算出吸附罐内剩余体积的游离瓦斯量 Qdi，煤样吸附甲烷量 ∆Qi以及每克煤可燃物吸附瓦斯量 Xi：   10 13 2 3 3 3   tZ PVQ i iddi （ 22） dicii Q  （ 23） rii GQX  （ 24） 式中： Vd —吸附罐内除煤实体煤外的全部剩余体积， cm3； Zi —Pi压力下及 t3时瓦斯的压缩系数； t3 —试验温度， ℃ ； Gr —煤样品可燃物质量， g。 ⑦ 依次重复 ④ 、 ⑤ 、 ⑥ 步骤，逐次增高试验压力，可测得 n个 Qci、Qdi、 ∆Qi及 Xi值。 由于充气罐向吸附罐充气为逐次充入的单值量，而充入吸附罐的总气量是各单值量的累计量，故逐次按式（ 23）计算时，充入新疆拜城县梅斯布拉克煤矿瓦斯抽放可行性研究报 告 24 吸附罐的总气量 Qci应为：  ni cici 1 （ 25） ⑧ 按逐次得到的 Pi及 Xi作图，即为 郎格缪尔吸附等温线，将（ Pi，Xi）按下式进行最小二乘法 回归，计 算出煤的瓦斯吸附常数 a和 b值： abaPXP 1 （ 26） 式中： P —吸附平衡瓦斯压力， MPa； X —P 所对应的吸附瓦斯量， ml/g； a —吸附常数，表示煤的饱和吸附瓦斯量， ml/g； b —吸附常数， MPa1。 图 21 加压式容量法吸附试验装置示意图 1—玻璃活塞； 2—饱和食盐水量管； 3—真空管系； 4—放气阀； 5—真空抽气控制阀； 6—旋片式真空泵； 7—高压截止阀； 8—真空轨管； 9—吸附罐控制阀； 10—固态压力 传感器； 11—吸附罐；。