瓦斯与二氧化碳涌出量
习水县泰丰煤矿
瓦斯与二氧化碳涌出量测定报告
2017年6月30日
目录
一、 矿井概况 . ..................................................... 4
4、矿井现状 . ................................................... 5
5、水平划分及标高 .............................................. 6
6、矿井通风系统 ................................................ 6
7、煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性 .................................. 6
8、煤与瓦斯突出情况 ............................................ 6
二、矿井瓦斯（二氧化碳）的概念及危害 ............................... 7
1、概念 . ....................................................... 7
2、危害 . ....................................................... 8
三、矿井瓦斯与二氧化碳涌出量测定的意义和必要性 ..................... 8
1. 意义 . ........................................................ 8
2. 必要性 . ...................................................... 8
3. 指导思想 . .................................................... 9
四、矿井瓦斯（二氧化碳）涌出量测定的依据 ........................... 9
（一）法律法规和文件 ........................................... 9
（二）基础资料 ................................................ 10
五、矿井瓦斯（二氧化碳）涌出量测定的方法 .......................... 10
1. 准备工作 . ................................................... 10
2. 井下测定 . ................................................... 10
（1）选定测点 ............................................. 10
（2）测定时间和方法 ....................................... 11
3. 矿井瓦斯（二氧化碳）涌出量测定的计算方法 .................... 11
4. 矿井瓦斯涌出量测定注意事项 .................................. 12
六、矿井瓦斯与二氧化碳涌出量测定结论 .............................. 12
七、矿井瓦斯与二氧化碳来源分析 .................................... 12
八、测定结果分析 . ................................................. 13
九、附件 . ......................................................... 13
附表1：矿井基本情况表 ........................................ 13
附表2：瓦斯和二氧化碳测定基础表（主斜井测点） . ................ 13
附表3：瓦斯和二氧化碳测定基础表（副平硐测点） . ................ 13
附表4：瓦斯和二氧化碳测定基础表（+965运输大巷测点） .......... 13
附表5：瓦斯和二氧化碳测定基础表（11801回风巷回风测点） ....... 13
附表6：瓦斯和二氧化碳测定基础表（111201切眼回风测点） ........ 13
附表7：瓦斯和二氧化碳测定基础表（111201回风巷回风测点） ...... 13
附表8：瓦斯和二氧化碳测定基础表（1152回风巷回风测点） ........ 13
附表9：瓦斯和二氧化碳测定基础表（111202回风巷回风测点） ...... 13
附表10：瓦斯和二氧化碳测定基础表（111202运输巷测点） ......... 13
附表11：瓦斯和二氧化碳测定基础表（总回风巷测点） . ............. 14
附件12：各测点温度、湿度、气压统计表 ......................... 14
附表13：矿井瓦斯和二氧化碳测定结果报表 ....................... 14
一、矿井概况
1、矿井所在地理位置
习水县东皇镇泰丰煤矿属习水县变更矿井之一，位于习水县城以东，行政隶属习水县东皇镇图书村所辖。地理坐标：东经东经 106°16′28″——106°18′07″，北纬 28°18′27″——28°19′37″。
2、交通情况
距习水县城9km 左右，距温水30km 左右，矿区往北1km 左右是S302省道（习（水）桐（梓）公路）相通，矿井到习水火电厂20km ，交通较方便（详见图1：交通位置图）。
泰丰煤矿矿山交通位置图
3、地形地貌
矿区地势中部高，北西、南东低，山脉呈北东、南西向展布，三叠系夜郎组二段和二叠系长兴组常形成悬崖，其下之夜郎组砂页岩则形成陡坡，煤系地层出露于坡度较缓地带。属构造侵蚀、剥蚀、溶蚀中山地貌。区内海拔高程一般为928-1458m ，最高点位于矿区2号点以北的花丘坡，海拔标高
1458m ，最低点位于矿区北面官渡河流出矿区处，海拔标高925m （为当地最低侵蚀基准面）。相对高差533m 左右。
4、水系河流
煤系地层出露于上覆长兴组地层与下伏茅口组成的缓坡地带中，矿区内小溪沟发育，由北面的溪沟汇集后流出矿区外，矿区北部有官渡河由南至北穿过矿区，属长江流域赤水河綦江水系。溪沟水流量变化迅速，雨季大，旱季小。2010年11月18日调查得官渡河的流量为600L/s。当地侵蚀基准面为冲沟流出矿区处，标高925m ，煤炭储量大部分位于基准面之下。
综合分析本区构造特征以及其对煤层的影响程度，矿区内构造复杂程度中等。
4、矿井现状
泰习水县泰丰煤矿隶属于贵州祥泰煤业投资有限公司，证照齐全，生产矿井，核定生产能力为45万t/a，煤与瓦斯突出矿井，距习水县城约9km 。本矿于2016年11月15日取得更新营业执照（统一社会信用代码：[***********]），有效期为2016年11月15日至长期，发证单位贵州省工商行政管理局；2013年12月取得了延期采矿许可证（证号：C[***********]2735），有效期2013年12月～2020年2月，发证单位贵州省国土资源厅；2016年8月8日取得延期安全生产许可证（证号：（黔）MK 安许证字【1971】），有效期为2016年8月8日～2019年8月7日，发证单位贵州省煤矿安全监察局。开采深度+1300m至+500m标高，井田呈四边
形，走向长约3.6km ，倾斜宽约0.66km ，矿区面积2.135km2，煤炭保有资源储量905万吨。
5、水平划分及标高
井口及工业场地选择在井田西部矿界附近，采用斜井--平硐联合开拓方式，井田划分为1个水平（水平标高为＋965m ），2个采区，一采区上山开采，二采区下山开采。布置有主斜井、副平硐、排水平硐、回风斜井四个井筒。主斜井铺设胶带输送机运输煤炭，副平硐铺设轨道作辅助运输，+965水平排水平硐主要用作矿井排水，回风斜井安设主要通风机作专用回风井。
6、矿井通风系统
矿井通风方式为中央并列抽出式通风，安装两台FBCDZ №19型防爆抽
出式对旋轴流通风机，生产厂家运城市鸿安风机有限公司，一台工作，一台备用，电机功率2×110KW （380V ），风量范围31-101m ³/s,风压范围200-2757Pa 。矿井总进风量约3996m ³/min,总回风量约4115m ³/min。掘进工作面采用FBD NO2×30局扇压入式通风，风筒直径800mm ，并安装“双风机、双电源”自动切换和“三专两闭锁”。
7、煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性
根据贵州省能源局文件（黔能源煤炭[2013]484号）《关于习水县泰丰煤矿2013年度矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定报告的批复》，贵州祥泰煤业有限责任公司习水县泰丰煤矿瓦斯绝对涌出量5.18m3/min，相对涌出量为12.86m3/t，为煤与瓦斯突出矿井。C5、C8、C12三层煤均无煤尘爆炸性，自燃倾向性Ⅲ级，为不易自燃煤层。
8、煤与瓦斯突出情况
（1）、2010年4月20日，习水县泰丰煤矿委托中国矿业大学矿山开采与安全
教育部重点实验室对开采范围内中的c5煤层作了突出危险性鉴定，c5煤层破坏类型属于IV 类结构煤；煤层的相对瓦斯压力为0.40MPa ；煤样的最小坚固性系数为0.19；最大瓦斯放散速度为26.8mmHg 。结论为习水县泰丰煤矿c5煤层在+967.5m以上无突出危险。
（2）、2010年12月19日，习水县泰丰煤矿委托中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对开采范围内中的c8煤层作了突出危险性鉴定，c8煤层破坏类型属于III 类结构煤；煤层的相对瓦斯压力为1.05MPa ；煤样的坚固性系数为0.203；瓦斯放散初速度为23.5mmHg 。结论为习水县泰丰煤矿c8煤层在鉴定范围+965m以上有突出危险。
（3）、2010年12月19日，习水县泰丰煤矿委托中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对开采范围内中的c12煤层作了突出危险性鉴定，c12煤层破坏类型属于III 类结构煤；煤层的相对瓦斯压力为0.45MPa ；煤样的坚固性系数为0.488；瓦斯放散初速度为13.8mmHg 。结论为习水县泰丰煤矿c12煤层在鉴定范围+965m以上有突出危险。
二、矿井瓦斯（二氧化碳）的概念及危害
1、概念
二氧化碳是无色、略带酸味的气体，它对空气的比重为1.52，易溶于水，不助燃也不能维持呼吸，略带毒性，对眼睛、喉咙及鼻的粘膜有刺激作用。二氧化碳的来源是：煤和坑木等物质的氧化；矿井火灾；瓦斯和煤尘爆炸；爆破工作；矿井水（酸性水）遇碳酸性岩石（方解石、石灰石等）分解产生；从煤和围岩中生成；人员呼吸生成。二氧化碳由于比空气重，容易聚集在下山、水仓、溜煤眼以及通风不良的巷道底部。
瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体，对空气的比重为0.554，容易积聚
在上山巷道的掘进头及回采工作面上隅角。瓦斯来源于：采掘过程中从煤层和围岩中放出；空气与有机矿物、围岩、支架和其他材料间的化学反应、生物化学反应生成。瓦斯在煤体中存在的状态有两种：游离态和吸附状态。煤层开采后，由于采动破坏了煤岩的完整性，使开采煤层顶底板附近的煤岩产生裂隙，导致透气性增加，煤体中吸附瓦斯解吸而成为游离瓦斯，持续涌出。
2、危害
二氧化碳危害：空气中二氧化碳浓度为1%时，呼吸感到急促，容易疲劳；浓度增加到5%时，呼吸困难，同时有耳鸣和血液流动加快的感觉；浓度达到10%以上时，失去知觉，中毒死亡。
瓦斯的危害：瓦斯虽然本身无毒，但当空气中浓度较高时，就会相对的降低空气的氧含量，使人窒息。瓦斯不助燃，但当它在空气中的浓度较低时，遇火源能够燃烧，当浓度达到5%～16%之间，遇到火源即会产生爆炸。这是矿井最为严重的灾害之一。
三、矿井瓦斯与二氧化碳涌出量测定的意义和必要性
1. 意义
煤矿企业作为瓦斯管理工作的主体和关键，必须按规定及时进行矿井瓦斯涌出量测定，并根据测定结果按相应的瓦斯涌出量进行管理。矿井瓦斯（二氧化碳）涌出量测定是煤矿“一通三防”工作的重点，是落实“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针最重要的基础工作之一。不同涌出量的瓦斯矿井供风标准、设备选型、瓦斯管理制度均有所不同。所以准确的测定矿井瓦斯涌出情况，划定矿井的瓦斯涌出量分别管理，不仅有利于安全生产，而且还具有重要的经济意义。
2. 必要性
按照《煤矿安全规程》和《矿井瓦斯涌出量测定规范》（AQ1025-2006）要求，每年必须进行矿井瓦斯（二氧化碳）涌出量测定工作。原因在于矿井瓦斯涌出量一般随开采深度增加而增加，为了在矿井生产状况发生变化时准确把握矿井瓦斯涌出情况，必须要求矿井每年进行一次瓦斯（二氧化碳）涌出量测定工作，掌握瓦斯涌出量，根据瓦斯涌出量采取相应的安全治理措施，确定相应的通风量，防范矿井井下瓦斯积聚引起瓦斯爆炸。根据测定结果，可以为按规定配备必要的技术装备和安全设施、严格执行各项瓦斯管理制度、落实瓦斯管理责任、确保各项制度和措施的全面落实提供科学决策依据。
3.指导思想
（一）坚持科学公正态度，调查研究、下井实测、实事求是、严格标准、稳定可靠的原则，准确计算。
（二）根据《煤炭工业技术政策》、《煤矿安全规程》、《矿山安全生产法》、《矿井瓦斯涌出量测定规范》及煤矿通风管理的有关规定，通过实地测定，统计分析，科学计算。
（三）煤矿企业的瓦斯测定必须在井下采掘作业正常的情况下进行，以保证测定和核定结果的真实、准确性。
四、矿井瓦斯（二氧化碳）涌出量测定的依据
（一）法律法规和文件
1. 《中华人民共和国安全生产法》
2. 《煤矿安全生产基本条件规定》
3. 《煤矿安全规程》（2017年版）
4. 《矿井瓦斯涌出量测定规范》（AQ1025-2006）
5. 黔能源发[2016]118号文件有关规定。
（二）基础资料
1、《习水县泰丰煤矿煤尘爆炸性测定报告》
2、《习水县泰丰煤矿煤炭自燃倾向涌出量测定报告》
3、《习水县泰丰煤矿2013年度矿井瓦斯涌出量测定报告》
4、《习水县泰丰煤矿（变更）安全专篇》
5、习水县泰丰煤矿瓦斯和二氧化碳涌出量测定项目组实测数据
五、矿井瓦斯（二氧化碳）涌出量测定的方法
1.准备工作
测定中，使用下列设备实测井下各测点参数，在测定前，下列设备均在具有校验资质的单位全面维修和校正。
（1）沼气检定器 GWJ-1型（0～10%）
（2）电子中速风表 CFJD25(0.5-25)m/s
（3）电子微速风表 CFJD25(0.3-5)m/s
（4）电子高速风表 CFJD25(0.8-25)m/s
（5）通风干湿表 DHM2型
（6）高原空盒气压表 DYM3-1型
上述仪器仪表在测定前均进行过全面维修与校正。
2.井下测定
（1）选定测点
为准确全面地反映矿井瓦斯涌出情况，本矿分别在主斜井测风站、副平硐测风站、+965运输大巷测风站、11801回风巷掘进工作面回风段、111201切眼掘进工作面回风段、111201回风巷回风段、1152回风巷回风段、111202回风巷、111202运输巷、总回风斜井测风站等地方布置测点。
井下各测点分别实地测量以下参数：瓦斯浓度、二氧化碳浓度、干湿球温度、风速、实际过风断面积、大气压力等参数；地面测点测量：大气压力、干湿球温度等气象参数。
（2）测定时间和方法
按照《煤矿安全规程》的规定，本矿选定6月作为一个测定月，分别在6月5日、6月15日、6月25日进行了三轮测定工作。测定时间按一个正常月计算，生产天数按25天计算。根据矿井生产的数据资料，测定月平均产量为8729吨。
3. 矿井瓦斯（二氧化碳）涌出量测定的计算方法
本次测定每轮测定三班，每班测定3次，取平均值作为本班的测定结果。每次测定瓦斯及二氧化碳浓度时，在巷道的上、中、下三点测定，并取平均值。为便于分析，相关测点还测量了矿井的温度、大气压力等其他气象参数。所采用的计算公式如下：
绝对瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：
Q 1C 1+Q 2C 2+Q 3C 3
Q =
3⨯100
其中：Q-矿井每班瓦斯（二氧化碳）绝对涌出量，m 3/min； Q1、Q 2、Q 3-矿井每班各次实测风量，m 3/min；
C1、C 2、C 3-矿井每班各次实测瓦斯（二氧化碳）浓度，%； 相对瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：
1440⨯n ⨯Q ' q =
T
其中：q-矿井瓦斯（二氧化碳）相对涌出量，m 3/t；
1440-每天生产的分钟数，min ； T-矿井煤炭月产量，t/m；
Q-从三轮测定中选取的最大绝对瓦斯（二氧化碳）涌出量； 4. 矿井瓦斯涌出量测定注意事项
矿井进行瓦斯涌出量测定中，按照以下注意事项进行测定：
1）瓦斯涌出量的计算，必须在矿井或矿井一翼或回采工作面的总进、排风巷之间的差值；由于本矿规模都较小，仅在一个采区进行生产作业，井下布置两个掘进工作面作业，为全面准确反映矿井瓦斯涌出水平，故采取矿井总进风和总回风巷间的差值来分析矿井瓦斯（二氧化碳）涌出及涌出量划分。
2）对于抽放瓦斯的矿井，在测定月内应在相应的地区测定抽出的瓦斯量，矿井瓦斯涌出量划分时，必须包括抽放瓦斯量。根据煤层突出鉴定结果，泰丰煤矿属于突出矿井，生产作业前都进行瓦斯抽放或者开采保护层。
3）矿井瓦斯涌出量测定结果由矿井相对瓦斯涌出量和绝对瓦斯涌出量综合确定，由于矿井规模较小，一般以相对瓦斯涌出量确定矿井瓦斯涌出量。矿井相对瓦斯涌出量与矿井产煤量息息相关，故在测定中准确获取矿井产量尤为关键。
六、矿井瓦斯与二氧化碳涌出量测定结论
根据矿井瓦斯和二氧化碳测定结果报告表（附表10），可以得出结论： 泰丰煤矿：矿井绝对瓦斯涌出量为7.765m 3/min；二氧化碳绝对涌出量为2.345m 3/min。
矿井相对瓦斯涌出量为32.04m 3/t，二氧化碳相对涌出量为9.68m 3/t。 七、矿井瓦斯与二氧化碳来源分析
根据本矿井下实测参数可知，矿井瓦斯主要来源于掘进工作面、回采工
作面，以及矿井中煤巷裸露面以及采空区等几个地方。其中，矿井总回风巷瓦斯绝对涌出量为3.495m3/min，二氧化碳绝对涌出量为2.345m3/min。回采工作面进、回风巷瓦斯绝对涌出量之和为7.29m3/min，占总量的90.55%；二氧化碳绝对涌出量之和为1.1308m3/min，占总量的44.34%。可知矿井瓦斯目前大部分从回采工作面涌出，此外因矿井采空区及井下裸露煤巷较多，其余部分由采空区、裸露煤巷等地方涌出。 八、测定结果分析
1、本矿目前开采水平按突出矿井进行管理，严格执行《煤矿安全规程》和矿井瓦斯管理制度，防止矿井瓦斯事故的发生。
2、测定月本矿平均日产量为349t/d，月产量为8729t/月，低于矿井设计生产能力；
3、在目前通风状况下，更好地合理使用有限风量，做好合理科学的通风调节和控制，以保证各作业点都有足够的新鲜风流。
九、附件
附表1：矿井基本情况表
附表2：瓦斯和二氧化碳测定基础表（主斜井测点） 附表3：瓦斯和二氧化碳测定基础表（副平硐测点） 附表4：瓦斯和二氧化碳测定基础表（+965运输大巷测点） 附表5：瓦斯和二氧化碳测定基础表（11801回风巷回风测点） 附表6：瓦斯和二氧化碳测定基础表（111201切眼回风测点）
附表7：瓦斯和二氧化碳测定基础表（111201回风巷回风测点） 附表8：瓦斯和二氧化碳测定基础表（1152回风巷回风测点） 附表9：瓦斯和二氧化碳测定基础表（111202回风巷回风测点） 附表10：瓦斯和二氧化碳测定基础表（111202运输巷测点）
附表11：瓦斯和二氧化碳测定基础表（总回风巷测点） 附件12：各测点温度、湿度、气压统计表 附表13：矿井瓦斯和二氧化碳测定结果报表
附表1： 矿井基本情况表
瓦斯和二氧化碳测定基础表（主斜井测点）
制表时间：2017年6月30日
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瓦斯和二氧化碳测定基础表（副平硐测点）
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
18
瓦斯和二氧化碳测定基础表（+965运输大巷测点）
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
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附表5：
瓦斯和二氧化碳测定基础表（11801回风巷回风测点）
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
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附表6：
瓦斯和二氧化碳测定基础表（111201切眼回风测点）
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
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附表7：
瓦斯和二氧化碳测定基础表（111201回风巷回风测点）
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
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附表8：
瓦斯和二氧化碳测定基础表（1152回风巷回风测点）
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
23
附表9：
瓦斯和二氧化碳测定基础表（111202回风巷回风测点）
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
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附表10：
瓦斯和二氧化碳测定基础表（111202运输巷测点）
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
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附表11：
瓦斯和二氧化碳测定基础表（总回风巷测点）
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
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附表12：
各测点温度、湿度、气压统计表
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
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附表13：
矿井瓦斯和二氧化碳测定结果报表
习水县泰丰煤矿 制表时间：2017年6月30日
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