1 某矿概况

某矿为煤化工项目配套煤矿之一，井田内地质资源量约46.4亿吨，设计可采储量约25.8亿吨，矿井设计生产能力为15 .0Mt/a。主要可采煤层B₁、B₂号煤层全区分布，且厚度巨大，为主要开采对象；煤层总体上倾角较缓，井田构造属简单类型。

矿井采用主斜、副风立的混合开拓方式，工作面采用大巷条带布置方式，投产移交2个采区2个回采工作面。为保证正常接替，安排5个掘进面，其中2个掘锚机面负责顺槽掘进，2个综掘面负责大巷掘进，1个普掘面负责极少部分岩巷掘进，采掘比为2：5。

2 存在的问题

该矿地勘报告中，各煤层瓦斯含量均较低，B₁煤层瓦斯含量总量在0.83 mL/g·Gdaf～4.634mL/g·Gdaf，平均2.36 mL/g·Gdaf，B₂煤层瓦斯含量总量在0.32 mL/g·Gdaf～4.05 mL/g·Gdaf，平均 1.947 mL/g·Gdaf，煤层瓦斯总量无明显随煤层由上到下的变化规律。在审查《可研报告》时，评审专家认为，矿井地勘时期测定的煤层瓦斯含量普遍测值偏低、误差相对较大，《可研报告》仅据地勘报告中的瓦斯含量就将该矿井定位为瓦斯矿井，并确定矿井生产规模为15 .0Mt/a，理由不充分。

《煤矿建设项目安全核准基本要求》（AQ-2008）规定，“新建高瓦斯矿井设计生产能力不得高于8.0Mt/a”。按此规定，若没有可靠的资料佐证矿井为瓦斯矿井而被定位为高瓦斯矿井时，煤矿的规模将不能与化工项目相配套（化工项目每年至少需煤26.5 Mt/a，而两对高瓦斯矿井每年最多供给16.0 Mt/a），将给项目建设带来很大影响。

3 问题的解决

3.1解决问题的思路

由于该矿井处于可研阶段，无井下实测的煤层瓦斯基本参数，同时地勘煤层瓦斯含量数据缺乏，因此无法全部采用该矿井煤层瓦斯基本参数作为矿井瓦斯涌出量的基础数据。由于相邻两矿井所处的煤田和该矿在同一地质单元内，且已被鉴定为瓦斯矿井，所以采用此两个矿井煤的工业分析、瓦斯吸附常数、煤的孔隙率等参数，并对地勘瓦斯含量进行修正。再结合矿井设计资料，推算出矿井瓦斯涌出量，进而确定矿井瓦斯等级和矿井生产规模。

3.2矿井瓦斯基本参数确定

1）煤层瓦斯吸附常数及工业分析等参数确定

煤的工业分析引用标准《GB/T212-2001煤的工业分析方法》，采用某矿勘探报告相关数据测定。煤层吸附瓦斯a、b常数测定引用标准《MT/T752-1997煤的甲烷吸附量测定方法》，采用邻近两矿井煤样，利用HCA高压容量法瓦斯吸附装置测定。

煤层孔隙率（F）采用真视相对密度测定计算法，引用标准《GB/T217-1996煤的真、相对密度测定方法》和《MT/T918-2002工业型煤视相对密度及孔隙率测定方法》，采用邻近两矿井实测数据测定，见表1。

表1 煤层瓦斯吸附常数及工业分析等参数测定结果表

注：吸附实验温度ts=30℃    吸附气体浓度（CH₄）：99.9%

2）地勘瓦斯含量分析

根据地质勘探报告，矿井瓦斯含量整体分布较为均衡，在矿井井田大部分区域内瓦斯含量数值集中。B₁及B₂煤层瓦斯含量中，测试数据基本上小于0.4 m³/t，大于0.4 m³/t的仅占测试数据的6%。井田绝大部分区域地勘瓦斯含量较为集中，代表了B₁及B₂煤层瓦斯含量整体状况。

3）煤层瓦斯含量修正并验证

采用邻近矿井实测数据，残存瓦斯含量为0.57m³/t。矿井瓦斯含量地勘测试结果一般偏小，但它可反映整个矿井瓦斯赋存的趋势。该测试数据与煤层实际瓦斯含量有一定的误差，需对该数据进行修正。

统计周边已建矿井，同一煤层地勘钻孔测定位置与井下实测钻孔位置、埋深相近的瓦斯含量测定资料，将实测煤层瓦斯含量与地勘瓦斯含量相比较，确定地勘钻孔瓦斯含量的修正系数为3.60。根据该矿勘探报告，B₁及B₂煤层地勘瓦斯含量为0.015～0.708m³/t，平均含量为0.195m³/t。依据修正系数进行修正，得B₁及B₂煤层瓦斯含量为0.70m³/t。

当煤层瓦斯含量为0.70m³/t时，预测得出邻近矿井中央辅运大巷绝对瓦斯涌出量为0.49m³/min，实际瓦斯涌出量与预测瓦斯涌出量基本相符，得到了验证。说明了采用地勘瓦斯含量修正方法推算出的某矿煤层瓦斯含量符合该区域井田瓦斯实际赋存情况。

3.3矿井瓦斯涌出量预测

1）预测方法的选择

该矿矿井瓦斯涌出量预测采用分源预测法。分源预测法是根据时间和地点的不同，分成数个向矿井涌出的瓦斯源，再分别对这些瓦斯涌出源进行预测的基础上得出矿井瓦斯涌出量的方法。

2）瓦斯涌出量预测

根据矿井可研报告，对于煤层厚度大于14m的块段采用分层放顶煤工艺，对于煤厚小于6.0m的采用一次采全高综合机械化采煤工艺。矿井B煤组煤层间距较小，开采上一煤层时下部煤层释放，因此回采B₁及B₂煤层为矿井瓦斯涌出量最大煤层。在该矿，根据B₁及B₂煤层等厚线图，矿井北区煤层较厚采用分层放顶煤工艺，矿井南区大部分区域内采用一次采全高综合机械化放顶煤采煤工艺。

（1）回采工作面瓦斯涌出量由开采层和临近层瓦斯涌出量组成，经计算，回采工作面瓦斯涌出量见表2。根据矿井设计资料，矿井布置2个掘锚工作面和2个综掘工作面，掘进工作面总产量0.5Mt/a。不同产量下回采工作面绝对瓦斯涌出量见表3。

表2 回采工作面瓦斯涌出量表

表3 不同产量下回采工作面绝对瓦斯涌出量

（2）掘进工作面的瓦斯涌出量由落煤瓦斯涌出量和煤壁瓦斯涌出量两部分组成，经计算，掘进面绝对瓦斯涌出量表4。

表4 掘进面绝对瓦斯涌出量

（3）根据采掘接替，矿井一个采区内同时布置2个回采工作面、2个掘锚工作面和2个综掘工作面时为采区最大瓦斯涌出量。采区内瓦斯涌出量除了回采和掘进涌出外，还包括采区内已采区段老空区瓦斯涌出，经计算，不同产量下采区瓦斯涌出量预测结果见表5。

表5 不同产量下采区瓦斯相对涌出量计算表

（4）根据上述回采工作面、掘进工作面、采区瓦斯涌出量预测，可计算矿井不同产量下瓦斯涌出量，见表6。

表6 矿井不同产量情况下瓦斯涌出量

当矿井产量为13.0Mt/a时，矿井瓦斯涌出不均衡系数取1.2，矿井相对瓦斯涌出量为1.05m³/t，绝对瓦斯涌出量为28.73m³/min。

3.4矿井瓦斯等级确定及建议生产能力

根据前面矿井瓦斯涌出量预测结果看，矿井产量为13.0Mt/a时，回采工作面、掘进工作面绝对瓦斯涌出量和矿井相对、绝对瓦斯涌出量见表7。根据《煤矿安全规程》和安监总煤装【2011】162号《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》，满足瓦斯矿井的划分要求，即回采工作面绝对瓦斯涌出量小于或等于5m³/min，掘进工作面绝对瓦斯涌出量小于或等于3m³/min；矿井相对瓦斯涌出量为小于或等于10m³/t且绝对瓦斯涌出量小于或等于40m³/min，矿井定位为瓦斯矿井。

表7 矿井产量为13.0Mt/a时瓦斯涌出量预测结果

北区首采B₁及B₂ 煤层为特厚煤层，为矿井瓦斯涌出量较大时期。对比上述各产量下矿井瓦斯涌出情况，考虑回采工艺、通风、瓦斯治理等因素，建议矿井规模设置为13.0Mt/a。

4 结束语

本文介绍了某新建矿井按照国家相关规范，对矿井瓦斯涌出量进行预测的同时，又结合矿井设计，合理定位矿井瓦斯等级，给出了矿井建议生产规模。希望能为新井建设的同行们提供借鉴和帮助。