平顶山煤业（集团）有限责任公司煤层气（矿井瓦斯）综合利用工程
图2-1 平顶山矿区井田分布图
2.1.2.2瓦斯抽放的可行性
11 平顶山煤业（集团）有限责任公司环境保护中心
平顶山煤业（集团）有限责任公司煤层气（矿井瓦斯）综合利用工程
平煤集团公司于1991年开始进行开采层瓦斯抽放试验，1993年开始在瓦斯突出和高瓦斯矿井推广。目前有10对矿井开展瓦斯抽放，建有井上、下抽放泵站33个，其中地面抽放泵站4座、井下采区抽放泵站27个，临时移动抽放泵站2个。共装备各种型号水环式瓦斯抽放泵67台，其中标称排气量120m3/min以上的22台，标称排气量40~80m3/min的34台，其余11台标称排气量为15~20m3/min。
2004年打瓦斯抽放钻孔106万米，抽放瓦斯4207万立方米，抽放混合气体总流量为836m3/min，大部分系统抽放瓦斯浓度低于20%，预抽率一般为5％～10％，抽放效率偏低。
困扰平煤集团瓦斯抽放的主要问题是开采煤层透气性低，为0.0019mD（毫达西），属难以抽放煤层，煤层松软打钻困难，采掘接替紧张，预抽时间短等因素。
“九五”期间在十戊9-10－20150和戊9-10－20100工作面进行交叉钻孔和平行钻孔的对比试验，交叉钻孔预抽一年瓦斯预抽率可达20％～25％，较平行钻孔预抽率提高50％左右。近几年试验浅孔抽放技术，利用工作面煤壁前方2～6m受采动破坏影响缷压区，提高煤层透气性，浅孔抽放平均百米钻孔抽放流量到达0.31m3/min，是开采层预抽的24倍。因此，通过改进布孔方式、增加预抽时间可以提高煤层透气性，完全可以满足低浓度瓦斯发电的要求。 2. 2瓦斯抽采 2.2.1瓦斯抽采范围
本次瓦斯发电可研仅包括在四矿、五矿、六矿、八矿、十矿、十一矿、十二矿、十三矿、首山一矿建立地面永久瓦斯抽放系统，对其井田内赋存的煤层气资源进行抽采发电，平煤集团其它矿井的瓦斯抽采不在本次可研的范围之内。
12 平顶山煤业（集团）有限责任公司环境保护中心
平顶山煤业（集团）有限责任公司煤层气（矿井瓦斯）综合利用工程
2.2.2矿井煤炭和瓦斯储量
根据九个矿井的保有资源储量、可采储量、吨煤瓦斯储量、矿井相对瓦斯相对涌出量、计算出矿井瓦斯储量、可采瓦斯储量、瓦斯抽放纯量及服务年限，见表1-1。
煤炭储量和瓦斯赋存量、抽放量一览表
项目 保有煤 矿井 炭资源储量 可采储量 吨煤瓦斯含量 瓦斯储量 (Mm3) 2893.3 7198.1 6787.4 1463.6 1463.3 可采瓦斯抽瓦斯放纯量 储量 年瓦斯抽放纯量 服务年限 （a） 21.4 49.3 42.9 70.2 14.9 198.7 （万吨） （万吨） （m3/t) 四矿 八矿 十矿 十一矿 十二矿 合计 17019.3 8370.8 17 18 26.1 8.46 22 91.56 (Mm3) （m3/min) (Mm3) 868.0 2159.4 2036.2 439.1 439.0 36.7 42.5 67.0 11.03 27.27 178.88 19.29 22.33 35.21 5.79 14.33 94 39989.4 20715.9 26000 17300 6651.3 106960 18000 11800 3123.1 62009.8 19805.7 5941.7
计算方法：
矿井瓦斯储量＝保有煤炭资源储量×吨煤瓦斯储量。 可采瓦斯储量＝可采储量×吨煤可抽瓦斯量 吨煤可抽瓦斯量用下式计算： N?100?(Wh?Wc)b 100?C其中，N――每吨煤瓦斯可抽量，m3/t；
C――丢煤百分率，取25％； b――解吸瓦斯系数，一般取1； Wh――煤层瓦斯含量，m3/t；
13 平顶山煤业（集团）有限责任公司环境保护中心
平顶山煤业（集团）有限责任公司煤层气（矿井瓦斯）综合利用工程
Wc――煤层残存瓦斯量，贫煤取4m3/t；
瓦斯抽放纯量按下式计算：
Q矿＝M?N?η??1???
1440其中，Q矿――瓦斯抽放纯量，m3/min；
M――矿井日产量，t；
N――每吨煤瓦斯可抽量，m3/t；
η――矿井瓦斯抽放率，参照国家发展改革委2005年6月
22日下发关于《煤矿瓦斯治理与利用总体方案的通知》要求，结合矿方抽放的实际情况，确定五对矿井的瓦斯抽放率为30％；
α――备用系数，取0.2；
2.2.3抽采方法
2.2.3.1选择抽放方法的原则
抽放瓦斯方法、方式的选择，应根据瓦斯及煤层赋存情况、瓦斯来源、巷道布置方式、矿井开采技术条件、瓦斯基础参数等综合分析比较后确定。
a、为提高瓦斯抽放率应采用开采层、采空区相结合的综合抽放方法。 b、当井下采掘工作面所遇到的瓦斯主要来自开采层本身，只有抽放开采层本身的瓦斯才能解决问题时，应采用开采层瓦斯抽放。
c、工作面后方采空区瓦斯涌出量大，危害工作面安全生产或老采空区瓦斯积存量大，向邻近的回采工作面涌出量瓦斯量多，应采取采空区瓦斯抽放。
d、对于瓦斯含量大的煤层，在煤巷掘进时，难以用加大风量稀释瓦斯，可在掘进工作开始前对煤层进行大面积预抽或采取边掘边抽的方法。
e、对于煤层透气性较低，采用预抽方法不易直接抽出瓦斯，掘进时
14 平顶山煤业（集团）有限责任公司环境保护中心
平顶山煤业（集团）有限责任公司煤层气（矿井瓦斯）综合利用工程
瓦斯涌出量不很大而回采有大量瓦斯涌出的煤层，可采用边采边抽或增大孔径和加密钻孔等方法。
f、若围岩瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂缝带储存有高压瓦斯时，应采取围岩瓦斯抽放措施。
总之，确定瓦斯抽放的方法应先摸清瓦斯来源，采空区瓦斯及顶板瓦斯含量情况，结合情况选用合适的抽放瓦斯方法。 2.2.3.2 瓦斯抽放方法 2.2.3.2.1 掘进头边掘边抽
可采用边掘边抽的方式，利用巷道两帮的泄压条带向前方打钻抽放并结合巷道工作面前方预抽的方式降低巷道瓦斯涌出量，在顺槽两侧煤壁交错布置钻场，两帮钻场间距3 m，每掘进60m布置一对钻场抽放，如遇特殊地质条件，根据实际情况确定钻场间距，每一钻场布置4～6个抽放钻孔，上下两排，沿巷道走向平行于煤层顶板布置，钻孔长度100m、控制巷帮8～10m。钻孔直径90mm。详见掘进工作面瓦斯抽放示意图1-2 2.2.3.2.2工作面顺层孔边采边抽
平行布孔和交叉布孔形式在工作面顺槽沿煤层走向打瓦斯抽放钻孔，孔与孔平行或交叉布置，孔间距2～5m。生产中可根据实际抽放效果调整钻孔布置，但必须保证上、下向的钻孔孔底之间交叉长度不小于5m。估算综采工作面抽放瓦斯钻孔900～1000个，钻孔合计长度72000m。详见顺层孔布孔示意图1-3。
2.2.3.2.3直接从回风巷向工作面上方打钻孔抽放采空区瓦斯
在工作面回风巷内向工作面上部打钻孔抽放，钻孔呈扇型布置，沿回风巷每间隔40～60m施工3～7个钻孔，钻孔倾角20°～40°，钻孔水平投影与巷道轴线夹角30°～150°，钻孔水平投影伸入工作面距离10～20m，终孔点距煤层顶板垂高15～22m，孔长30～44m，采用这种
15 平顶山煤业（集团）有限责任公司环境保护中心
煤层气(矿井瓦斯)综合利用工程项目建议书
