150103综采工作面瓦斯抽采达标评判报告(终)

总 经 理： 总工程师： 通风助理： 审 核： 编 制：

二〇一六年十月二十日

150103工作面预抽瓦斯达标评判报告

一、概况 1、工作面概况

150103工作面所采煤层为15#煤层，所处水平为+990水平，隶属1采区，工作面标高为+865～+930，走向长度840m，倾向长度150m，面积126000m2，工作面布臵为北东走向，呈东高西低。150103工作面位于位于后峪沟北西方向的山梁上,于后峪沟起沟处横跨后峪沟，地面标高为+1190～+1295。

表1工作面位臵及井上下关系 煤层名称 工作面名称 地面位臵 15号 150103回采工作面 水平名称 地面标高（m） +990m +1190～+1295 采区名称 工作面标高（m） 一采区 +865～+930 150103工作面位于后峪沟北西方向的山梁上,于后峪沟起沟处横跨后峪沟。 井下位臵及 工作面为北东走向，呈东高西低。南接北回风下山，上顺槽与原15#四邻采掘情煤旧巷道及采空积水区相邻。 况 走向长（m） 840 倾斜长（m） 150 面积（㎡） 126000 2、煤层及相关参数

该面所采煤层为15#煤，赋存于下二叠系山西组，为贫煤及少量贫瘦煤，贫煤做动力煤，为中灰～高灰、中硫～中高硫、低磷～中磷、低热值～高热值煤；贫瘦煤做炼焦用煤，为低灰～中灰、中低硫～中高硫煤。。煤层结构较简单，属全区稳定可采煤层。煤层厚度2.15～6.92m，平均厚度5.66m，煤层倾角8°～21°。煤层含0～2层夹矸，夹矸厚0.35～0.90m。

表2煤层特征表 煤层厚度/m 开采煤层 15# 5.66 煤层结构 煤种 简单 贫煤 煤层倾角/（°） 8°-21° 煤层稳定程度 稳定 硬度 3～4 煤层情况描述 煤层含0—2层夹矸，夹矸厚0.35—0.90m

表3煤层相关参数表

瓦斯含量 煤层参数 吸附常数 透气性系数 灰份 瓦斯压力 残存瓦斯含量 1.66 4.73% 0.32MPa 挥发份 11.13% 3.6m3/t 瓦斯放散速度 19 9.9m3/t a:32.066 b:1.268 孔隙率 3.62% 真密度 视密度 坚固性系数 水份 0.7 0.58% 1.38t/m3 1.33t/m3 煤尘具有爆炸性，自燃倾向等级II级，为自燃煤层。 3、煤层顶底板 （1）煤层顶板

伪顶：厚度为0.35m，主要成分为泥质，次要成分为粉砂质和炭质，薄层状，结构疏松，随采随落；

直接顶：厚度为15.28m，砂质泥岩位于顶部或底部，黑色，以泥质为主，粉砂质次之，块状，泥质胶结，含炭质，主要以细～中砂岩为主，其灰白～灰黑色，以石英、长石为主，含大量云母和暗色矿物，分选性中等，磨圆度差，钙质胶结，斜层理发育。

（2）煤层顶底板

直接底：厚度为7.33m，灰～黑灰色，质纯，块状结构，致密，有滑感，含大量植物化石，局部含有少量铝土质。

表4顶板岩性分析

顶底板名称 岩石名称 厚度（m） 岩性特征 砂质泥岩位于顶部或底部，黑色，以泥质为主，粉砂质次之，块状，泥质胶结，含炭质，主要以细-中砂岩为主，其灰白-灰黑色，以石英、长石为主，含大量云母和暗色矿物，分选性中等，磨圆度差，钙质胶结，斜层理发育。 黑色，主要成分为泥质，次要成分为粉砂质炭质。 灰-黑灰色，质纯，块状结构，致密，有滑感，含大量植物化石，局部含有少量铝土质。 直接顶 砂质泥岩、细砂岩、中砂岩 15.28 伪顶 直接底 砂质泥岩 泥岩 0.35 7.33 二、钻孔设计

根据中煤科工集团重庆研究院编制《山西煤炭运销集团左权盘城岭煤业有限公司矿井瓦斯综合治理总体方案》，结合矿井15#煤层抽采半径、透气性系数等相关瓦斯参数，在150103工作面上、下顺槽各设计533个顺层钻孔，钻孔沿走

向布臵、钻孔垂直工作面推进方向、倾角与煤层倾角一致，上顺槽为俯角孔、下顺槽为仰角孔；钻孔呈2排三花眼布臵，排间距0.5m、孔间距1.5m；回风顺槽钻孔设计深度70米、运输顺槽钻孔设计深度100米，钻孔覆盖整个工作面，预抽时间为7个月。（详见钻孔设计图） 三、抽采基础条件达标评判

根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求，盘城岭煤业建有地面永久抽采系统，安装SKA1000型水循环泵两台（高负压）、SKA800型水循环泵两台（低负压），抽采泵能力满足矿井瓦斯抽采需求，并正常连续运行；150103综采工作面顺层钻孔每个钻孔施工完毕都进行单孔验收，钻孔全部施工完毕后进行了统一验收；抽采系统高负压采用820mm抽采管、低负压采用630mm抽采管，符合矿井抽采设计要求，管网能力满足矿井抽采需求，在每个支管上都安装有V锥流量计，实现抽采参数实时监测；瓦斯治理工作按抽采规划及年度计划有续开展；瓦斯治理工程按照制定抽采达标方案设计施工，并严格竣工验收;满足抽采基础条件达标8条要求，判定抽采基础条件达标。

四、钻孔有效控制范围界定及布孔均匀程度评价 1、抽采钻孔有效控制范围界定

150103工作面顺层钻孔严格按设计施工，基本达到控制整个工作面范围。钻孔于2015年8月29日开始施工，2015年11月23日完成施工。设计1067个钻孔，实际共施工预抽钻孔1073个，计90610m，其中回风顺槽施工535个计37450m；运输顺槽施工532个计53200m。钻孔施工期间，地质科全程跟踪，对钻孔原始资料及时进行分析，指导钻孔施工。对构造区域，根据钻孔揭露构造情况，必要时补充施工钻孔确定构造范围，确保工作面煤层无钻孔空白区域。（详见钻孔竣工图）

2、抽采钻孔布孔均匀程度评价

150103工作面钻孔实际施工过程中严格控制钻孔开孔间距不超过设计要求；钻孔施工方位严格按技术科给线施工，针对钻孔施工过程中瓦斯涌出较大的钻孔，采取加密施工钻孔措施，钻孔均匀程度符合要求，且钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等动力现象发生。由于150103综采工作面内部无构造，只存在煤层局部上下起伏无断层，钻孔施工不到位，在局部煤层起伏存在钻孔空白区，回采

期间根据实际揭露构造情况，采取局部治理措施，保障安全生产。（详见钻孔竣工图）

五、评价单元划分

根据钻孔布臵方式及预抽时间长短，将钻孔布臵方式相同且预抽时间差异系数小于30%的区域划分为一个评价单元。预抽时间差异系数为预抽时间最长的钻孔抽采天数减去预抽时间最短的钻孔抽采天数的差值与预抽时间最长的钻孔抽采天数之比。 根据下式计算：

η＝(Ｔmax－Ｔmin)/ Ｔmax×100%＝21.3%＜30%

式中：η—预抽时间差异系数，%；

Ｔmax—预抽时间最长的钻孔抽采天数，420ｄ； Ｔmin—预抽时间最短的钻孔抽采天数，330ｄ。

经计算：150103工作面预抽时间差异系数为21.3%，小于30%，根据工作面钻孔抽放时间，工作面区域划为一个评价单元可保证瓦斯抽采时间差异系数小于30%。

六、抽采效果评判指标测定 1、根据抽采计量计算可解吸瓦斯量

工作面钻孔于2015年8月29日开始施工，11月23日结束，截止2016年9月20日共抽采420天，累计抽放瓦斯268.5万m3。工作面参与计算的煤炭储量为99.84万吨，煤层原始瓦斯含量为9.9m3/t，煤层残存瓦斯含量为3.6m3/t，预抽后残余瓦斯含量为7.21m3/t，可解吸瓦斯含量为3.61m3/t。

残余瓦斯含量计算：WCY＝（W0G－Q）/G 式中：WCY——煤的残余瓦斯含量，m3/t； W0——煤的原始瓦斯含量，取9.9m3/t； Q——评价单元钻孔瓦斯抽采总量，万m3； G——评价单元参与计算煤炭储量，t。 评价单元参与计算煤炭储量计算：

G＝（L-H1-H2+2R）（l-h1-h2+R）my

式中：L——评价单元煤层走向长度，m；

l——评价单元煤层倾向长度，m；

H1、H2—分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度，m； h1、h2—分别为评价单元倾向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度，m； R——抽采钻孔有效影响半径，m； m——评价单元煤层平均厚度，5.6m； y——评价单元煤的密度，1.4t/m3。

表5

巷道煤壁暴露时间（t/d） 25 50 100 160 200 250 ≧300 无烟煤 6.5 7.4 9.0 10.5 11 12 13 不同煤种巷道预排瓦斯宽度（m） 廋煤及焦煤 9.0 10.5 12.4 14.2 15.4 16.9 18 肥煤气煤及长焰煤 11.5 13 16 18 19.7 21.5 23 2、现场取煤样实验室实测可解吸瓦斯量

根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求，采用顺层钻孔预抽区域煤层瓦斯时，沿采煤工作面推进方向每间隔30—50m至少布臵1组测定点，采煤工作面长度超过120m时，每组测点沿工作面方向至少布臵2个测点。各测定点应布臵在原始瓦斯含量较高、钻孔间距较大、预抽时间较短的位臵，并与周围预抽钻孔保持等距离。依据150103工作面布臵参数，实测点按照走向从切眼处开始每50m布臵1组，每组沿倾向布臵2个测点。共计布臵16组32个测点。 3、计算煤层残余瓦斯压力

因工作面施工顺层钻孔较多且正在抽放，施工测压钻孔容易与抽采钻孔穿孔，难以测到残余瓦斯压力，所以本次评判采取用残余瓦斯含量反算残余瓦斯压力，残余瓦斯含量采用抽采后实测残余瓦斯含量最大值，经计算抽采后煤层残余瓦斯压力0.17MPa。计算公式如下：

WCY

ab(PCY0.1)100AadMad1(PCY0.1)0.171b(PCY0.1)10010.31MadγPa式中：WCY—煤层残余瓦斯含量，7.2m3/t； a、b—煤的瓦斯吸附常数;

pCY—煤层残余相对瓦斯压力，MPa； Aad—煤中灰分，4.73%； Mad—煤中水分，0.58%； —煤的孔隙率，3.62m3/m3； γ—煤的视密度，1.33t/m3。 七、抽采效果达标评判 1、根据预抽时间评判

150103工作面顺层预抽钻孔于2015年8月29日开始施工，11月23日结束，截止2016年9月20日累计抽采时间420天，满足设计预抽7个月要求。 2、根据煤层瓦斯量评判

盘城岭煤业设计生产能力年产90万吨，平均日产量2700吨。

对照表8数据可知，工作面回采前煤层可解吸瓦斯量降到6m3/t即可满足要求。根据抽采及实测参数表6、表7数据，150103工作面无论是统计抽采数据还是实测数据，煤层残余瓦斯量、可解吸瓦斯量均小于8m3/t、6m3/t，满足相关规定要求。

表6抽采后瓦斯参数表

单元 1 抽采量 （万m3） 268.5 原始瓦斯量 残余瓦斯量 残存瓦斯量 可解吸瓦斯量 （m3/t） 9.9 （m3/t） 7.21

（m3/t） 3.6 （m3/t） 3.61

表7第一单元实测瓦斯参数表

组数 序号 1 2 二 1 2 三 1 2 四 1 2 五 1 2 六 1 2 七 1 2 八 1 2 九 1 2 十 1 2 十一 1 2 十二 1 2 十三 1 2 可解吸瓦斯量（m3/t） 4.0 3.6 3.9 3.7 残存瓦斯量（m3/t） 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 残余瓦斯量（m3/t） 7.6 7.2 7.5 7.3 一 4.0 3.6 3.8 3.8 3.7 3.9 4.0 3.5 3.2 3.3 3.6 3.5 3.6 3.6 3.1 3.2 3.0 3.3 3.4 3.4 3.1 3.3 7.6 7.2 7.4 7.4 7.3 7.5 7.6 7.1 6.8 6.9 7.2 7.1 7.2 7.2 6.7 6.8 6.6 6.9 7.0 7.0 6.7 6.9

十四 1 2 3.2 3.1 3.3 3.3 3.6 3.4

3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 6.8 6.7 6.9 6.9 7.2 7.0 十五 1 2 十六 1 2 表8采煤工作面加采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标 工作面日产量（t） ≤1000 1001—2500 2501—4000 4001—6000 6001—8000 8001—10000 ＞10000 可解吸瓦斯量（m3/t） ≤8 ≤7 ≤6 ≤5.5 ≤5 ≤4.5 ≤4 3、根据煤层残余瓦斯压力评判

150103工作面掘进准备前，经沈阳煤科院测定煤层原始瓦斯压力0.34MPa。工作面经过抽放后，采用残余瓦斯含量反推残余瓦斯压力为0.17MPa，小于0.74MPa，满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》等相关规定要求。 4、根据回采时风速及回风流瓦斯浓度评判

根据表6、表7数据，150103煤层可解吸瓦斯量取最大4.0m3/t，工作面回采时日产2700吨，绝对瓦斯涌出量为：2700×4.0÷1440=7.5m3/min，工作面设计配风量3000m3/min，回采时回风流瓦斯浓度0.25%，小于0.8%；150103回风巷实际施工净断面为4.3m×3.9m=16.7m2，配风量3000m3/min，风速为3.0m/s，小于4m/s，符合相关规定要求。 5、评判结果

根据以上评判，150103工作面经过11个月预抽，预抽时间达到设计要求；预抽后煤层残余瓦斯量为7.6m3/t，小于8m3/t；可解吸瓦斯量为4.0m3/t，小于6m3/t；煤层残余瓦斯压力0.17MPa，小于0.74MPa；回采时回风流瓦斯浓度0.25%，小于0.8%；同时回风流风速3.0m/s，小于4m/s；瓦斯抽采率达到53.8%。上述几项指标同时满足要求，根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》及其他相关要求，可以评判150103工作面瓦斯抽采达标。

附：1、150103工作面顺层钻孔设计图 2、150103工作面顺层钻孔竣工图