4 模擬工程評價分析
4.1 模擬工程的選擇
模擬工程選擇夾河煤礦現有井下瓦斯抽放系統，依據如下：
夾河煤礦為高瓦斯礦井，2023年度礦井瓦斯等級鑑定結果為：礦井絕對瓦斯湧出量37.57m3/min，相對瓦斯湧出量15.
39m3/t。礦井自從2023年建立井下抽放系統以來，已完成抽放工作面6個，正在抽放工作面4個，單個工作面瓦斯抽採率均達到了45%以上，較好的保證了工作面的安全回採，同時形成了一整套管理制度及施工規範。礦井現有瓦斯抽放幫浦站2座，即-800西一抽放幫浦站、-1010抽放站，瓦斯抽放能力為717 m3/min。
該礦對瓦斯抽放災害規律的認識已總結出一套比較可行的、有針對性的防治對策措施。該礦現存在的瓦斯抽放系統中的主要危險、有害因素分析和抽放活動的經驗教訓對建設專案有重要的指導意義。這些寶貴的技術和經驗對建設專案具有很強指導性，是最佳模擬工程。
4.2 模擬工程資料**
模擬工程資料主要**於夾河煤礦，主要資料見附件《徐州礦務集團****夾河煤礦提供的主要資料清單》。
5 瓦斯抽放系統預評價
5.1 系統概況
5.1.1幫浦站
根據夾河煤礦瓦斯湧出量、礦井通風系統、煤層的可抽性等綜合因素分析，夾河煤礦瓦斯資源可靠、儲量豐富，滿足《煤礦瓦斯抽放規範》中建立地面永久瓦斯抽放系統的條件，夾河煤礦建立地面永久瓦斯抽放系統。礦井抽放瓦斯幫浦所需流量q幫浦=250m3/min，安裝二台水環真空幫浦，其中一台工作，一台備用及檢修。
抽放瓦斯幫浦站除應配置管路系統的控制閥門、測壓嘴、流量計和正負壓放水器等附屬設施外，還應配置下列附屬設施：
1、瓦斯幫浦的進、出氣端的管道上，均設定防回火裝置與水封式防爆器，以防止井下管路瓦斯**或地面放空管雷擊燃燒波及範圍擴大，設計選用防回火裝置與水封式防爆器以熄滅燃燒火焰、釋放**能量及阻斷**傳播，減小波及範圍。
2、幫浦站的進、出氣端設定放空管，用來排放井下抽出的瓦斯，放空管與幫浦站的進、出氣端用連通管連通，實現一管兩用，來排放井下抽放管路自然排出瓦斯和幫浦站抽出的瓦斯。本設計放空管高度取10m。
5.1.2.管路
通過施工地面鑽孔至-450井底車場，管路安裝路線為：
-450m 井底車場→-450m軌道大巷→-450m 西一石門→-600 m通風上山→-800西一二層皮帶上山→-800m水平→各抽放地點
從地面鑽孔出來的瓦斯管路沿圍牆架設，每間距6m用u型螺栓固定，防止滑動。
5.1.3 抽放方法
根據抽放方法的選擇原則，結合夾河煤礦煤層的賦存、瓦斯**等特點和工作面所需的抽放量，夾河煤礦抽放瓦斯方法（見下表）。
抽放方法一覽表
5.2 危險、有害因素識別與分析
5.2.1 礦井通風系統危險、有害因素的危險性分析
分析認為，夾河煤礦礦井通風系統在上述改造過程中及改造後將存在以下主要危險、有害因素：
（1）-1000m西一上山採區回風系統部分巷道受採掘活動影響存在片幫和底鼓，回風段總阻力達2103.18pa(2023年礦井阻力測定報告) ，增加了**風井通風機的通風負擔。
-800m西一二層皮帶、軌道上山、-800m西一石門、-1000m回風斜井共計1320m巷道存在擴巷和修復問題。-1000m回風斜井、-800m西一二層皮帶、軌道上山均為將來－1000m 西一上、下山採區主要回風通道，巷道一旦失修，會對礦井通風系統造成重大影響。
檢查礦井通風報表時發現部分通風巷道斷面不足5m2。查閱2023年礦井通風阻力測定報告，發現**風井下口回風石門實測風速超過8m/s，不符合《煤礦安全規程》第101條規定。
（2）礦井共有風門79道/37處，其中-800m水平以上處於主要進迴風之間的風門有15處。主要進迴風之間的風門一旦同時敞開，將會造成礦井通風系統的紊亂，部分作業地點可能會出現微風和無風。主要進回風間設定多處風門也為礦井內部漏風創造了條件。
礦井2023年反風演習報告中也反應出：由於主進、主回風間過多的設定風門和反風設施質量不高， -1000m水平上山採區反風量有所減少。
（3）-1000m西一二層煤採區、七層煤採區缺少採區專用回風巷。
（4）皮帶機運輸巷均處於礦井進風系統中，增加採掘作業地點的空氣濕度和粉塵濃度，亦不利於礦井外因火災的防治。
（5）-1000m進風井和**風井新通風機聯合運轉時，礦井通風系統將由2進1回變為3進1回系統，通風系統更加複雜。通風系統改造**方案的風網模擬結果中，存在角聯巷道和微風巷道。
（6）2023年礦井通風阻力測定結果中，通風阻力和風量實測值不完全滿足通風網路的迴路風壓和節點風量平衡定律。由於基礎資料存在誤差，如果直接用於風網的模擬解算，其結果可能造成個別角聯分支風流反向、甚至風機工況異常、區域性自然分風與實際不符的失真現象。用此資料來模擬通風系統改造方案和進行**風井風機選型，很難保證其結果的可靠性。
如果所選通風機效能與井下風網不匹配，那麼通風容易時期會造成電能浪費，通風困難時期將不能滿足礦井供風需求，甚至造成通風機（軸流式）喘振，直接影響礦井安全生產。
5.2.2 礦井瓦斯危險、有害因素的危險性分析
根據江蘇省經貿委公布的2023年度全省煤礦礦井瓦斯鑑定結果，夾河煤礦為高瓦斯礦井。全礦井瓦斯絕對湧出量為37.38m3/min；相對湧出量為12.
65m3/t。全礦井二氧化碳絕對湧出量為20.11m3/min；相對湧出量為6.
81m3/t。
根據煤科總院撫順分院對夾河煤礦瓦斯突出危險性鑑定，2、7、9煤層在目前開採水平以上（即2煤-968m、7煤-1085m和9煤-1010m標高）均沒有突出危險性。2、7、9煤層的瓦斯基礎引數：2煤在-850m～-968m標高瓦斯壓力為0.
78～1.0mpa，原煤瓦斯含量為6.616m3/t；7煤在-950m～-1085m標高瓦斯壓力為1.
33mpa，原煤瓦斯含量為5.178m3/t；9煤在-1010m標高瓦斯壓力為1.30mpa，原煤瓦斯含量為5.
310m3/t。
（1）雖然該礦自開採以來未發生過瓦斯動力現象，但由於開採深度較深，地應力較大，加之某些區域性地帶存在隱伏封閉性小斷層及小構造，揭露這些地點時可能出現瓦斯異常湧出現象，有時甚至煤和瓦斯伴隨一起湧出，在煤炭開採過程中，存在安全不確定因素。
（2）礦井採用多水平、多煤層聯合開採，通風系統複雜，存在角聯巷道，主要進、回風流間設施較多，區域通風系統穩定性和可靠性不高，有可能因管理的原因，引起風流紊亂，造成區域性區域風量不足，出現區域性瓦斯積聚。
（3）該礦存在1處串聯通風，當礦井遇瓦斯事故時，有可能會導致事故影響範圍擴大。
（4）7446工作面回風隅角瓦斯濃度達0.78%，當礦井通風系統貫通、調整、礦井反風演習、礦井停電以及新風機改造切換時，有可能會造成瓦斯超限、積聚等瓦斯事故。
（5）皮帶主運輸在進風流中，煤流中富含沒有逸散的瓦斯，當皮帶機頭、機尾巷道通風狀況較差時，可能會造成瓦斯積聚。
5.2.3 礦井火災危險、有害因素的危險性分析
（1）煤層自然發火危險、有害因素的危險分析
經煤科總院撫順分院鑑定，該礦深部所開採的2、7煤以及9煤煤層自燃傾向性均屬二類，為自燃煤層。煤層自然發火期4～5個月，最短只有40天左右。開採歷史上曾出現過高冒區煤炭自燃隱患。
當煤層開採受地質和開採工藝條件的影響，存在連續供氧、儲熱條件，有可能促使煤柱、高冒點及採空區遺煤聚熱氧化環境的形成，從而引發煤層自然發火事故。
-1000m水平進風井和**風井新通風機投入使用時，將改變井下採空區原有的壓力平衡關係，給採空區防火管理帶來不利因素。該礦沒有建立整體的防滅火注漿系統，只有採區注漿站，當採空區發生自然發火事故時，有可能造成注漿能力不足。
（2）礦井外因火災事故的危險、有害因素的危險性分析
該礦在系統改造施工及礦井生產過程中，引發外因火災事故的因素較多，如地面火災，井上、下電氣焊，爆破、電器失爆、機械磨擦等。 尤其是皮帶機運輸巷均處於礦井進風系統中，一旦發生皮帶火災事故，將對礦井安全生產構成嚴重威脅。
5.2.4 礦井粉塵危險、有害因素的危險性分析
經煤科總院撫順分院鑑定，該礦所採煤層均具有**性。其中7、9煤煤塵**性試驗火焰長度＞400mm，抑制煤塵**最低巖粉量為70%，**性較強。如果綜合防塵措施不力，將會造成煤塵飛揚、堆積，甚至引發生煤塵**事故。
礦井共有隔爆設施27組，個別煤倉與其連通的巷道缺少隔爆設施。當發生煤塵**事故時，不能有效隔絕**火焰和阻止煤塵**的傳播。煤塵是礦井重大危險源之一。
5.3 模擬工程評價分析
5.3.1 模擬工程選擇
此次評價模擬工程選擇夾河煤礦現有通風系統、大屯煤電公司姚橋煤礦二期改擴建東二風井通風系統改造工程。選擇依據：
（1）夾河煤礦通風系統改造後，**風井回風系統繼續使用，新增-1000m水平進風立井。**風井通風機的執行狀況和現通風系統的安全管理與深部開採通風系統改造工程緊密相關。因此，夾河煤礦現有通風系統對改造專案具有很強的可比性。
（2）大屯煤電集團公司姚橋煤礦於2023年完成二期改擴建工程，2023年東二風井與井下聯網，2023年進行東二風井通風機改造，完成東二風井通風系統改造工程。通過新建副井，新增-650m水平主進風系統。東二風井通風機改造後，大功率軸流通風機取代了原離心式通風機，礦井由2進2回的**並列、邊界式通風方式改為4進3回的混合式通風方式。
夾河煤礦礦井通風系統改造專案是通過新建-1000m水平進風立井，將目前2進1回的**並列式通風方式改為3進1回的混合式通風方式。同時將**風井離心式通風機更換為軸流式通風機。因此，具有較強的可比性。
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