矿井瓦斯抽采设计说明
山西煤矿瓦斯抽放设计说明书
8、山西省煤炭工业厅“关于山西亚美大宁能源有限公司大宁煤矿和山西兰花科创玉溪煤矿有限公司突出矿井认定的批复”,晋煤瓦发【2012】512号文;
9、山西省煤炭工业厅“山西亚美大宁能源有限公司晋城市大宁煤矿3号煤层瓦斯涌出量预测的批复”,晋煤瓦发【2012】1112号文;
该矿为生产矿井,现有南山瓦斯抽采泵站和山坪瓦斯抽采泵站两个抽采泵站场地,这两个抽采泵站场地内的建筑物及配套设施齐全。瓦斯抽采泵及抽采管路等已安装到位,已安装的瓦斯抽采泵目前运行正常。本次设计对现有的瓦斯抽采系统进行验算,经验算,前期开采时,这两个瓦斯抽采泵站场地已安装的15台瓦斯抽采泵及配套设施完全能满足要求,不需再新增泵,不需再新增建筑物及构筑物,因此,前期瓦斯抽采系统改造的地方较少,前期瓦斯抽采系统改造的主要内容有:
对于后期新建的西丰瓦斯抽采泵站场地,本次设计提供相关设计内容和图纸。
五、设计的主要依据
(一)规程、规范依据
1、《煤矿安全规程》(2014年版);
2、《防治煤与瓦斯突出规定》(2009年版);
3、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ 1026-2006);
4、《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ 1018-2006);
5、《山西亚美大宁能源有限公司大宁煤矿瓦斯抽放及利用工程初步设计》,煤炭科学研究总院重庆研究院,2003年4月;
6、《山西亚美大宁能源有限公司晋城市大宁煤矿生产矿井地质报告》,山西省地质矿产勘查开发局二一二地质队,2005年5月;
7、《山西亚美大宁能源有限公司晋城市大宁煤矿3号煤层二、三采区煤与瓦斯突出危险性区域预测》(河南理工大学2009年编制)。
瓦斯抽放设计说明书
瓦斯抽放设计说明书瓦斯抽放设计说明书1、介绍1.1 项目概述该设计说明书旨在为瓦斯抽放系统的设计和实施提供详细的指导。
该系统旨在有效地控制和处理矿井内的瓦斯,并确保矿井的安全运营。
1.2 目标该设计旨在实现以下目标:- 最大限度地减少矿井内的瓦斯浓度;- 确保矿井安全,并为矿工提供良好的工作环境;- 提高矿井的生产效率。
2、设计参数2.1 矿井信息- 矿井名称:- 矿井深度:- 瓦斯产量:- 瓦斯成分及浓度:- 其他相关信息:2.2 设计要求- 瓦斯抽放效率要求:- 瓦斯抽放系统运行负荷要求:- 抽放区域划分和布局要求:- 设备操作和监控要求:3、瓦斯抽放系统设计3.1 抽放管道设计3.1.1 管道材料选择耐腐蚀性能好、耐高压、耐磨损的管道材料。
3.1.2 管道直径和厚度根据瓦斯产量、管道长度和压力损失计算,确定合适的管道直径和厚度。
3.1.3 管道布置根据矿井地质条件、工作面布局和瓦斯产区域分布,合理布置抽放管道。
3.2 抽放设备选择3.2.1 抽放风机选择适当的抽放风机,确保能够有力地抽放瓦斯。
3.2.2 瓦斯抽放泵根据矿井水文条件和瓦斯产区域的排水要求,选择合适的瓦斯抽放泵。
3.2.3 其他设备根据实际需要,选择合适的控制设备、管道阀门等。
4、瓦斯抽放系统实施计划4.1 设备采购计划详细说明所需设备的类型、数量、规格和技术要求,并制定采购计划。
4.2 施工进度计划按照矿井的实际情况和需求,制定详细的施工进度计划,确保按时完成系统的实施。
4.3 资金预算估计项目所需的资金,并制定详细的资金预算计划。
5、附件本文档涉及的附件包括但不限于:- 矿井地质调查报告;- 矿井平面布置图;- 设备选型与技术参数表;- 施工进度计划。
6、法律名词及注释- 安全生产法:指中华人民共和国国家安全生产法;- 矿井安全规程:指矿山安全监察局制定的矿井安全管理规定;- 瓦斯抽放设备检测标准:指国家质量监督检验检矿山产品质量监督检验检测标准。
矿井瓦斯抽采设计说明
矿井瓦斯抽米设计一、矿井概况1、矿井位置及资源储量地方永安煤业位于禹州市文殊镇南村,由原文殊镇顺利煤矿和兴发煤矿两个煤矿整合而成。
系股份制企业,隶属于省煤层气开发利用。
为“四证”齐全矿井。
矿井开采二i煤层,资源储量526.61万吨,累计动用资源储量74.22万吨,保有资源储量452.39万吨,可采储量206.46万吨。
设计生产能力21万吨/年。
2、矿井瓦斯等级根据省工业和信息化厅《关于省煤层气公司所属煤矿2010年度矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》(豫工信煤〔2010〕200号),永安煤业相对瓦斯涌出量为12.66m 3/t,绝对瓦斯涌出量8.12m 3/min,矿井为高瓦斯矿井。
3、煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性根据《国家安全生产矿山机械检测检验中心》于2009年10月26日所做的煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性鉴定:永安煤业有煤尘爆炸性。
二1煤层为皿类,即不易自燃煤层。
4、矿井开拓矿井采用“三立井单水平上下山”开拓方式。
其中主立井承担提升煤炭,辅助进风任务;副井承担提升人员、升降物料及主进风等任务;回风立井作为矿井专用回风井。
矿井开拓水平为-134m ,全矿划分为11 采区和12 采区,其中11 采区为上山采区,12 采区为下山采区(因瓦斯高,治理难度大,予以密闭)。
11 采区为矿井首采区,老副井煤柱工作面目前为隐患整改工作面。
5、瓦斯参数测定情况为合理开采11 采区,地方永安煤业首先于2015 年8 月委托中国矿业大学对11采区-100m标高已浅二i煤层瓦斯含量及瓦斯压力进行测定,编制了《地方永安煤业11采区-100m标高已浅二i煤层瓦斯含量及瓦斯压力测定报告》,结果如下:二 1 煤层瓦斯含量为 3.67〜4.35m 3/t ,平均值为4.02 m3/t ;瓦斯压力为0.075〜0.090MPa ,平均值为0.083 MPa 。
两个指标均小于“双六” ,符合《强化煤矿瓦斯防治十条规定》。
矿井瓦斯抽采设计手册(新)
矿井瓦斯抽采设计手册(新) 矿井瓦斯抽采设计手册(新) 第一节矿井抽放瓦斯设计依据及内容一.设计依据⑴煤层赋存条件(煤层和岩层的性质、厚度、倾角、层间距等)⑵矿井瓦斯等级;⑶矿井瓦斯地质图(或瓦斯等值线图);⑷有关煤层瓦斯基础参数,如煤层瓦斯压力及梯度、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等;⑸矿井瓦斯储量及其分布、矿井及工作面瓦斯来源构成情况;⑹矿井开拓部署、采区布置、采煤方法、通风系统及方式等。
二.设计内容⑴矿井概况:煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及瓦斯、通风状况;⑵瓦斯鉴定参数:瓦斯压力、瓦斯含量及分布、煤层透气性系数及钻孔流量衰减系数;⑶瓦斯基础参数计算或预测:如瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯储量、瓦斯可抽量及抽放年限;⑷抽放方法:钻场钻孔布置及工艺参数;⑸抽放设备:抽放泵、管路系统、监测及安全装置;⑹抽放泵站:泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它;⑺瓦斯利用:可利用量、利用方案、资金概算(属瓦斯利用专篇内容);⑻技术经济:投资概算、完成工期、技术经济分析;⑼设计文件:包括设计说明书、设备清册、资金概算、图纸;⑽主要图纸:①综合地质柱状图;②煤层瓦斯地质图(或瓦斯等值线图);③抽放瓦斯方法平、剖面图;④抽放管路系统图;⑤抽放瓦斯泵房设备平面布置图;⑥抽放站场地平面布置图;⑦供电系统图。
第二节建立瓦斯抽放系统的条件和指标从煤矿安全生产角度而言,建立矿井瓦斯抽放系统主要取决于抽放瓦斯的必要性指标,如瓦斯含量、瓦斯涌出量等,即在保持回采面适宜风速(或允许风速)前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯量;同时取决于抽放瓦斯的可能性指标,如煤层透气性、瓦斯压力、钻孔瓦斯流量衰减系数等。
《矿井瓦斯抽放管理规范及反风规定》指出:凡申请建立瓦斯抽放系统的矿井,应同时具备下列 4 个条件:⑴1 个采煤工作面的瓦斯涌出量>5 m3/min最小或1 个掘进面的瓦斯涌出量>3 m3/min最小;⑵矿井瓦斯涌出量>15 m3/min最小;⑶每1 个瓦斯抽放系统的抽放量预定可保持在不小于 2 m3/min最小;⑷瓦斯抽放系统服务在10 年以上。
3206综放工作面瓦斯抽采设计说明
3206综放工作面瓦斯抽采设计说明书总工程师:通风副总:审核:编制:鹤煤九矿通防科2017 年1、工作面概况 (1)1.1工作面地面及井下位置 (1)1.2工作面煤层及顶、底板状况 (1)1.3瓦斯赋存情况 (2)1.4工作面地质构造情况 (2)1.5瓦斯及煤层自燃、煤尘爆炸危险性 (3)2、工作面瓦斯抽采的必要性 (3)2.1工作面瓦斯涌出来源分析 (3)2.2工作面通风方式 (3)2.3工作面最大风排瓦斯量 (3)2.4工作面采用瓦斯抽采的必要性 (4)3、工作面瓦斯抽采可行性 (4)3.1瓦斯基础数据 (4)3.2预期效果 (5)3.3进度计划 (5)4、抽采系统 (5)4.1抽采设备 (5)4.2井下瓦斯抽采管路系统 (5)4.3抽采管路 (6)4.4管路敷设及附属装置 (7)5、抽采方法和钻孔布置 (7)5.1预抽煤巷条带穿层钻孔 (8)5.2预抽工作面回采区域钻孔 (8)5.3高位裂隙抽放 (9)5.4埋管抽放 (9)5.5钻孔封孔注浆 (10)5.6钻孔连接带抽 (11)6、组织管理 (12)7、抽放管理 (13)7.1施工前准备 (13)7.2施工操作标准 (14)7.3打钻防尘管理 (14)7.4打钻安全管理 (15)7.5抽采钻孔的施工 (15)7.6抽采牌板管理 (17)3206综放工作面瓦斯抽采设计说明书1、工作面概况1.1工作面地面及井下位置3206工作面南起三水平一采区及-530辅助水平,北部为设计-600水平及四一采区,西部为DF3断层及F15cl断层防水煤柱,东部为设计3204工作面。
地面位置在花园农场西北及龙宫村附近,地形属丘陵地貌,地面标高一般在+155〜+200m之间,煤层底板标高为-525〜-585m,该工作面煤层距地面垂深为680〜785山,第三、四系冲积层厚度一般在78〜170m之间,3206工作面面积为93898m2,地质储量为93.07万t。
1.2工作面煤层及顶、底板状况3206工作面煤层直接顶板为深灰色砂质泥岩,厚度5.98m〜13.34m, 平均为8.89m;工作面煤层老顶为细、中粒砂岩,呈深灰色,厚层状,成份以石英为主,长石次之,含少量暗色矿物,层理面上有炭质和大量白云母,硅质、泥质胶结,致密坚硬,具斜层理及交错层理,垂直裂隙发育,多被方解石脉充填,厚度为16.7m。
兴和煤矿瓦斯抽采初步设计说明书
兴和煤矿瓦斯抽采初步设计说明书前言 (1)第一章矿井概况 (3)第一节矿区概况 (3)第二节井田地层、地质构造与煤层赋存 (4)第三节井田境界及服务年限 (12)第四节矿井开拓 (14)第五节矿井瓦斯及通风 (16)第二章矿井瓦斯涌出量预测 (19)第一节一水平瓦斯涌出量预测 (20)第二节二水平瓦斯涌出量预测 (25)第三章瓦斯抽采的必要性 (27)第一节瓦斯抽采的必要性 (27)第二节矿井瓦斯资源评价 (28)第四章瓦斯抽采方法与工艺 (30)第一节矿井瓦斯来源分析及抽采方法选择原则 (30)第二节瓦斯抽采方法选择 (31)第三节封孔工艺 (39)第四节抽采瓦斯量预计 (41)第五节抽采系统选择 (42)第六节抽采效果评价 (42)第五章瓦斯抽采管路系统 (47)第一节抽采泵站选择 (47)第二节抽采管路布置原则 (47)第三节抽采管路敷设路线 (47)第四节抽采瓦斯管径选择 (48)第五节管网阻力计算 (50)第六节管路敷设及管路附属设施 (53)第六章抽采泵选型 (56)第一节选型原则 (56)第二节抽采瓦斯泵流量计算 (56)第三节抽采瓦斯泵压力计算 (56)第四节抽采瓦斯泵工况状态下的流量 (57)第五节抽采瓦斯泵选型 (57)第六节抽采瓦斯泵房主要附属设施 (60)第七章瓦斯抽采泵站选址 (62)第一节抽采场地总平面布置 (62)第二节瓦斯抽采场地防洪、排涝和竖向建设 (65)第三节场运输 (66)第四节场地管线综合布置 (67)第五节建设用地 (67)第八章瓦斯抽采泵站 (68)第一节瓦斯抽采泵站建筑 (68)第二节工业建筑物与构筑物 (69)第九章瓦斯抽采泵房供电、供水及采暖 (72)第一节瓦斯泵房设备布置 (72)第二节泵房的供电系统及通讯 (72)第三节给排水 (76)第四节泵房采暖和通风 (77)第十章瓦斯抽采监测 (78)第一节抽采监测设计容 (78)第二节抽采监测系统设计总体方案 (78)第三节抽采监测系统设计 (79)第十一章抽采瓦斯管理 (81)第一节队伍组织 (81)第二节图纸和技术资料 (81)第三节管理与规章制度 (82)第四节常用记录和报表格式 (83)第十二章安全 (85)第一节抽采系统及抽采泵站安全措施 (85)第二节检测、监控系统 (87)第十三章技术经济 (89)第一节机构设置及人员配置 (89)第二节投资围 (89)第十四章矿井瓦斯利用 (92)第一节瓦斯利用的必要性 (92)第二节瓦斯发电机组构成及性能 (92)第三节建议 (95)附件兴和煤矿瓦斯抽采初步设计概算书附图瓦斯抽采场地总平面布置图(WZ1877C-447-01)前言一、概述兴和煤矿位于昌吉回族自治州庙尔沟乡,矿井设计产能120万t/a,目前处于初设阶段。
某煤矿瓦斯抽放设计说明书
某煤矿瓦斯抽放设计说明书目录概述 (3)1 矿井概况 (4)1.1交通位置 (4)1.2 井田地形与气候 (4)1.3 井田地质构造情况 (4)1.4煤层赋存情况 (4)1.5矿井开拓方式 (6)1.6矿井通风方式及邻近矿井瓦斯涌出 (6)2 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性 (7)2.1 矿井瓦斯涌出量预测结果 (8)2.2 回采工作面瓦斯涌出来源与构成 (9)2.3 瓦斯抽放的必要性 (10)2.3.1 相关法规的要求 (10)2.3.2 采掘工作面瓦斯治理的需要 (10)2.4 瓦斯抽放的可行性 (11)2.5 矿井瓦斯储量与可抽量 (12)3 矿井瓦斯抽放方案初步设计 (13)3.1 抽放方法选择的原则 (13)3.2 抽放瓦斯方法选择 (13)3.2.1 回采工作面本煤层瓦斯抽放 (14)3.2.2 掘进工作面瓦斯抽放 (14)3.2.3 回采工作面高位抽放 (16)3.2 抽放量预计及抽放服务年限 (16)3.2.1 回采工作面本煤层预抽量预计 (16)3.2.2 掘进工作面边掘边抽瓦斯量预计 (16)3.2.3 矿井瓦斯抽放量预计 (17)3.2.4 抽放服务年限 (17)3.2.5 抽放参数的确定 (17)3.3 瓦斯抽放钻孔施工及设备 (18)3.3.1 钻机的选择 (18)3.3.2 钻孔施工技术安全措施 (18)3.3.3 钻孔封孔 (18)3.3.4 瓦斯抽放参数监测 (19)4 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算及设备选型 (19)4.1 矿井瓦斯抽放设计参数 (19)4.2 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算 (19)4.2.1 瓦斯抽放管网系统 (19)4.2.2 瓦斯抽放管管径计算及管材选择 (20)4.2.3 管网阻力计算 (21)4.2.4 瓦斯抽放管路与瓦斯抽放钻孔的连接 (22)4.2.5 瓦斯抽放管路敷设 (22)4.2.6 瓦斯抽放管道的附属装置 (23)4.3 瓦斯抽放泵选型计算 (26)4.3.1 瓦斯抽放泵流量计算方法 (26)4.3.2 瓦斯泵压力计算方法 (26)4.3.3 瓦斯抽放泵选型计算 (27)4.3.4 瓦斯抽放泵选型 (27)5 瓦斯抽放泵站布置 (28)5.1 瓦斯抽放泵 (28)5.2瓦斯抽放泵站供电 (29)5.3 瓦斯抽放泵给排水 (32)5.4 防雷设施 (32)5.5 瓦斯抽放泵站照明 (32)5.6 瓦斯抽放泵站通讯 (32)5.7 抽放系统实时监测 (33)5.8 泵房采暖, 通风 (33)6. 瓦斯抽放系统的安装 (33)6.1瓦斯抽放系统安装的基本要求 (33)6.2 瓦斯抽放泵的安装 (33)6.3 瓦斯抽放, 排放管路及附属设施安装 (33)7 环境保护 (34)7.1 抽放瓦斯工程对环境的影响 (34)7.2 污染防治措施 (34)7.3 抽放站绿化 (34)8 瓦斯抽放组织管理及主要安全技术措施 (34)8.1 组织管理 (35)8.2 瓦斯抽放组织机构管理 (35)8.3 瓦斯抽放钻场管理 (35)8.4 采空区抽放管道的拆装 (37)8.5 瓦斯抽放管路管理 (37)8.6 主要安全技术措施 (38)8.7 钻机操作规程 (38)8.8 瓦斯抽放泵司机作业操作规程 (39)8.9 瓦斯抽放报表管理 (41)9 瓦斯抽放工程技术经济指标 (43)9.1 劳动定员 (43)9.2 投资概算 (43)9.3 矿井瓦斯利用 (43)概述某煤矿为某集团公司所属的大型煤矿之一. 1958年投产, 设计生产能力为600kt/年. 1976年进行了生产环节改造, 1980年核定生产能力为1200 kt/年.根据该矿提供的矿井设计和矿井瓦斯涌出资料(2004年鉴定报告), 矿井绝对瓦斯涌出量为21.84m3/t, 相对瓦斯涌出量为7.49 m3/min, 属于低瓦斯矿井. 由于二区瓦斯较大, 按高瓦斯矿井管理. 随矿井产量的增加和开采范围的扩大及开采水平的延伸, 该矿今后主采煤层采掘进工作面和采空区的瓦斯涌出量都将进一步增大.为贯彻执行党和国家的”安全第一, 预防为主”的安全生产方针和国家安全生产监督管理局制定的”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的煤矿安全生产管理方针, 该矿已在井下安装了为21181回采工作面服务的移动式瓦斯抽放泵站和与其相配套的瓦斯抽放系统. 抽出的瓦斯直接排放到矿井的回风系统中. 随着矿井瓦斯涌出量的增大, 总回风的瓦斯浓度较高, 并时常出现超限. 另外, 井下泵站的管理也比较复杂, 经常需要对瓦斯抽放泵的水垢进行清理. 随着新风井的建成使用, 建立地面抽放泵站是非常必要的和可行的. 特此编写某煤矿瓦斯抽放系统方案设计说明书.一.编制本设计方案的依据1. 《矿井抽放瓦斯工程设计规范》(MT95018-96),中华人民共和国煤炭工业部,1997年.2. 《矿井抽放瓦斯管理规范》,中华人民共和国煤炭工业部,1997年.3. 《煤矿安全规程》,国家煤矿安全监察局,2004年.4. 《防治煤与瓦斯突出细则》,中华人民共和国煤炭工业部,1995年.5. 某煤矿提供的通风,生产,瓦斯地质等相关资料.二. 设计的主要技术经济指标1. 矿井绝对瓦斯涌出量: 38.60m3/min(将来最大绝对瓦斯涌出量);2. 矿井相对瓦斯涌出量: 7.49m3/t;3. 矿井瓦斯抽放量: 11.58m3/min.三. 存在的主要问题及建议某煤矿缺乏必要的煤层瓦斯基本参数(煤层瓦斯压力, 瓦斯含量, 煤层透气性系数, 钻孔瓦斯流量衰减系数等). 建议今后进行这方面的测定, 以便为瓦斯抽放管理提供必要的科学依据.1 矿井概况某煤矿为某集团公司所属的大型煤矿之一. 1955年建井, 1958年投产, 设计生产能力为600kt/年. 1976年进行了生产环节改造, 1980年核定生产能力为1200 kt/年. 预计2004年的实际产量超过1000kt/年.1.1交通位置某煤矿位于河南省义马市之南2km. 矿区的地理坐标为111º45′11″- 111º51′05″, 北纬34º41′36″- 34º43′16″.1.2 井田地形与气候1). 地形地貌特征本井田以上侏罗统砾岩为骨架, 上部广泛第四系亚粘土, 地形较复杂, 属低山丘陵区. 标高为+437.20 - +670.73m, 最大相对高差233.53m. 整个井田呈南高北低的形态, 在井田南部构成近东西向分水坡, 标高+547.80 - +670.73 m. 井田内南北及东西向冲沟发育. 井田北部较平坦, 季节性河流南涧河自井田北部由西向东流过.2). 气候矿区为大陆性气候, 四季分明, 雨量较为充沛和集中. 根据渑池气象站资料, 最高气温41.6ºC, 最低气温-18.70ºC, 年平均气温12.3ºC.3). 降水量年最大降水量为1013.6mm, 最小为371.2mm, 7, 8, 9月降水量占全年的55%.4). 冻结期冻结期为11月至第二年3月, 冻结天数为31-93天, 最大冻结深度为0.34m. 1.3 井田地质构造情况新井田北起二-3煤露头线, 南至F16断层, 东起F3-3断层, 西至耿村井田人为边界, 面积19.10km2. 构造形态为一简单的单斜构造, 地层由老到新有三叠系, 侏罗系, 白垩系, 第三系和第四系.1.4煤层赋存情况侏罗系中统义马组(J12)为本井田含煤地层, 煤系保留厚度20.10-99.86m, 平均厚度67.0m. 其上与马凹组(J22)呈平行不整合接触. 其下与三叠系谭庄组呈角度不整合接触.1). 岩性组合特征义马组(J12)含煤岩系自下而上划分4段:(1). 底砾岩段厚0.30-32.81m, 平均厚度7.70m.由浅灰色砾岩, 砂岩及棕灰色含砾粘土岩组成, 为一套河床相及河漫相沉积物, 在煤层分叉区为二-3煤底板, 合并区为二煤底板.(2). 下含煤段厚5.31-39.34m, 平均32.30m.该段为义马组主要含煤段, 含二煤组(二-1煤, 二-3煤), 其上称二-1煤, 其下称二-3煤, 两层合并后称二煤. 以煤层分差合并线为界, 本段岩煤层组合差异显著. 二煤分叉为二-1煤, 二-3煤,本分叉后煤层总厚度变小, 两煤层间为一套三角洲相砂质沉积物. 该层特征明显, 层位稳定, 为义马煤田重要标志层之一, 其编号为J12S1. 其厚度变化自北向南, 自东向西变薄尖灭. 在井田西北边角处极小范围内有二-2煤存在.合并区: 以厚及特后二煤层为主体, 属于泥炭沼泽相沉积, 煤层最大厚度为37.48m, 纯煤厚度为m.(3). 泥岩段厚4.40-42.20m, 平均24m. 在井田内该层自北向南, 自东向西逐渐增厚, 在煤层分叉区为二-1煤顶板, 在合并区为二煤顶板.(4). 上含煤段厚度为0 - 9.09m, 平均3.00m. 仅不同程度留于井田的中, 深部.2). 煤层本井田含煤地层为义马组, 含煤两组, 3-4层, 上部为一煤层, 含一-1煤, 一-2煤. 其中一-1煤被剥蚀殆尽, 一-2煤局部可采. 下部为二组煤, 含二-1煤, 二-2煤, 二-3煤. 二-1煤和二-3煤合并后称二煤.二-1煤, 二-3煤和二煤均为本井田主要可采煤层. 井田各可采煤层发育如表1-1所示.表1-1. 某井田可采煤层发育情况目前开采的煤层为二煤. 二煤位于煤系下部, 属于特厚煤层, 顶板为J2K1泥岩, 底板为J21S2含砾粘土岩及粘土岩, 上距一-1煤平均为24m.1.5矿井开拓方式某煤矿原来为一对立井多水平盘区上下山开拓, 主采层为二-1和二-3煤层.新材料井和新风井于2004年投入使用. 目前开采的21181工作面为综采放顶煤开采工作面. 该工作面位于21区下山西翼, 北邻未回采的21161工作面, 南邻未回采的21201工作面, 东邻21区下山保护煤柱, 西邻F3-9断层保护煤柱. 工作面采用走向长壁开采, 一次采全高, 全部陷落法管理顶板. 工作面上下巷沿底掘进.2004年, 矿井的生产能力达到1000Mt.日生产能力为3000t/d. 矿井服务年限为90年.1.6矿井通风方式及邻近矿井瓦斯涌出某煤矿目前开采二-1和二-3煤. 采用中央边界式抽出式通风,材料立井和材料斜井进风,3#风井, 1#风井和新风井回风. 新风井安装两台DDK-6-No20型风机, 风量为3800m3/min. 3#风井安装两台70-D2-21-24型风机, 1#风井安装两台BK54-6-13型风机, 3#和1#风井合并风量为1000余m3/min. 3#和1#风井对将来进行瓦斯抽放的区域影响甚微.虽然煤矿周边煤矿瓦斯涌出不大,为低瓦斯矿井(表1-2), 但随开采深度的增加, 瓦斯涌出量有增大的趋势. 2004年8月某矿瓦斯鉴定结果表明全矿井绝对瓦斯涌出量为21.84.0m3/min, 相对瓦斯涌出量为7.49m3/t. 由于目前21181工作面开采的煤层厚度达到20m以上, 工作面回采期间的绝对瓦斯涌出量就已经超过10.0m3/min.邻近煤矿都在考虑建立地面永久瓦斯抽放系统或井下移动瓦斯抽放系统.表1-2 邻近矿井瓦斯等级鉴定结果(2004年8月)2 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性根据国家煤矿安全监察局2001年颁布的《煤矿安全规程》第145条规定, 如果矿井绝对瓦斯涌出量超过40.0m3/min, 无论井型大小, 也不管煤层有无煤与瓦斯突出危险性, 必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统. 虽然某煤矿的绝对瓦斯涌出量还没有达到40.0m3/min, 但现有的通风系统无法排放回采工作面所产生的瓦斯.《煤矿安全规程》, 《矿井瓦斯抽放管理规范》以及《煤炭工业设计规范》有关条款规定: 当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min, 采用通风方法解决瓦斯问题不可能或不合理时应采用瓦斯抽放措施.除此而外, 某矿煤层极易自燃, 过大的风量会导致煤层的自燃发火.为贯彻国家安全生产监督管理局”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的安全生产方针, 某煤矿已经在井下建立了一个临时抽放瓦斯泵站(两台40 m3/min抽放泵, 一台20 m3/min抽放泵, 一台60 m3/min抽放泵)为21181工作面抽放瓦斯服务.井下抽放泵站的安装和清洗维护费用较高, 又便于管理. 2004年投入使用的材料井距离井下临时抽放泵站的排气点的水平距离很近. 只要延伸500m左右的抽放管路(不包括已经安装的材料立井内的580m管道)就可以将抽放瓦斯泵站布置在地面为今后开采的各个采区服务.2.1 矿井瓦斯涌出量预测结果表2-1至表2-4是二-1和二-3煤层开采时,对应于不同生产时期的回采工作面、掘进工作面、采区及矿井瓦斯涌出量鉴定结果,由此可知,无论是当前生产时期、中期还是后期,某煤矿都属于低瓦斯矿井.表2-1给出了回采工作面瓦斯涌出量预测(或鉴定)结果. 瓦斯含量是根据21181工作面的瓦斯涌出统计, 21181工作面煤样的吸附实验等确定的. 由于现场的煤层瓦斯含量及瓦斯压力的实测数据十分有限, 表2-1中的数据只作为设计参考. 建议某矿将来进行这方面的实测工作.表2-1 回采工作面瓦斯涌出量预测(或鉴定)结果2-2 掘进工作面瓦斯涌出量预测结果表目前某矿布置一个工作面(21181工作面), 今后考虑布置两个回采工作面, 即一个综采综放工作面和一个综采工作面. 今后考虑布置4个掘进工作面. 表2-3给出了各个生产时期的瓦斯涌出量预测.表2-3 采区瓦斯涌出量预测结果表2-4给出了当前和今后生产时期的矿井瓦斯涌出量预测. 由于地面瓦斯抽放系统为一工程量较大的项目, 服务年限长, 一旦管路安装完毕不易更换. 因此, 对将来矿井瓦斯涌出量的预测留有一定余地.表2-4 矿井瓦斯涌出量预测结果2.2 回采工作面瓦斯涌出来源与构成在二-1和二-3煤层工作面采空区, 生产工作面(按两个回采工作面考虑)和掘进工作面(按4个掘进工作面考虑), 预计将来的最大瓦斯涌出量可达到38.6m3/min..2.3 瓦斯抽放的必要性 2.3.1 相关法规的要求按照《煤矿安全规程》规程的有关规定及”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的十二字方针,无论高瓦斯矿井的井型大小,也不管煤层有无煤与瓦斯突出危险性,必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统.某煤矿设计生产能力为600Mt/年, 目前生产能力达到1000Mt/年. 从瓦斯涌出量预测结果(表2-4)来看,矿井在生产过程中的瓦斯涌出量将达38.6 m 3/min, 单纯靠通风系统来稀释瓦斯是不可能的. 因此,必须建立瓦斯抽放系统. 2.3.2 采掘工作面瓦斯治理的需要《煤矿安全规程》、《矿井瓦斯抽放管理规范》以及《煤炭工业设计规范》有关条款规定:当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m 3/min 或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m 3/min ,采用通风方法解决瓦斯不可能或不合理时应采用瓦斯抽放措施. 虽然, 该矿回采工作面的绝对瓦斯涌出量已经超过5m 3/min. 产量和瓦斯涌出量都有进一步增加的趋势.采掘工作面需要采取瓦斯抽放的必要性判断标准是: 在给定的巷道通风断面条件下,采掘工作面设计通风能力小于稀释瓦斯所需的风量,即式(2-1)成立时, 抽放瓦斯才是必要的.CK Q Q /67.10∙∙< …………………………………(2-1)式中:Q 0 - 采掘工作面设计风量, m 3/s ; Q - 采掘工作面瓦斯涌出量, m 3/min ; K - 瓦斯涌出不均衡系数,取K=1.5;C -《煤矿安全规程》允许的采掘工作面瓦斯浓度,%,取C=1.根据采掘工作面瓦斯涌出量预测结果,由式(2-1)计算得到的回采工作面(按综采和炮采两个工作面考虑)、掘进工作面(按3个掘进工作面考虑)瓦斯抽放必要性判断结果如表2-5所示.由表2-5可以看出,对回采工作面和采空区而言,单纯靠通风方法不能解决工作面瓦斯超限问题. 对掘进工作面而言, 部分掘进工作面可能存在供风难的问题, 也可能需要采取瓦斯抽放措施.表2-5 矿井瓦斯涌出量预测结果2.4 瓦斯抽放的可行性本煤层瓦斯抽放的可行性是指在自然透气条件下进行预抽的可能性.衡量本煤层瓦斯预抽可行性指标有三个:煤层透气性系数(λ),钻孔瓦斯流量衰减系数(α)和百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系数(Q j).按λ、α和Q j判定本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2-6示.表2-6 本煤层预抽瓦斯难易程度分类表目前,某煤矿基本没有测定煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数和百米钻孔瓦斯极限抽放量.考虑到某煤矿毗邻的其他矿井的情况和地质勘探资料及有关文献,可以断定,某煤矿二煤属于较难抽放煤层(表2-6),如不采取其他技术措施, 基本不具备预抽本煤层瓦斯的可行性. 因此, 回采工作面将继续采用高位瓦斯抽放来治理工作面的瓦斯超限.2.5 矿井瓦斯储量与可抽量矿井瓦斯储量是指在煤田开发过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层及围岩所储存的瓦斯量. 开采二煤时,应该纳入矿井瓦斯储量计算有二-1和二-3煤层和围岩(含煤线)的瓦斯储量,计算公式如下:XA C W k ∙∙= …………………………(2-2)式中:W k — 确矿井瓦斯储量,万m 3; C — 围岩瓦斯储量系数 ,取C = 1.05; A — 二煤工业储量,万吨; X— 二煤平均瓦斯含量,m 3/t.可抽量是指矿井瓦斯储量中能被抽出的瓦斯量,由下式计算:kk kc W W ∙=η ……………………………………(2-3)式中:W kc ---- 矿井瓦斯可抽量,万m 3;ηk ---- 矿井瓦斯抽放率,按照义马矿区生产矿井的现状预计,ηk =25~35%,取平均值ηk = 30%;W k ---- 矿井瓦斯储量,万m 3.表2-7 矿井瓦斯储量及可抽取量计算结果矿井瓦斯储量和可抽量计算结果如表2-7所示. 由表可知,矿井瓦斯储量和可抽取量分别为86373万m3和25911.9万m3.矿井的煤炭工业储量是根据1990年的《河南省义马矿务局某煤矿矿井地质报告》给出的可采储量减去1991-2004的采出量进行估算的.煤炭工业储量= 17752 – 100 x 13 = 16452 万吨3 矿井瓦斯抽放方案初步设计3.1 抽放方法选择的原则选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件, 瓦斯基本参数, 瓦斯来源, 巷道布置, 抽放瓦斯的目的及瓦斯利用等因素来确定, 并应遵守以下原则:(1).抽放方法应适合煤层赋存状况, 巷道布置,地质条件和开采技术条件.(2). 应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析, 有针对性地选择抽放瓦斯方法, 以提高瓦斯抽放效果.(3). 在满足瓦斯抽放的前提下, 应尽可能地利用生产巷道, 以减少抽放工程量.(4). 选择的抽放方法应有利于抽放巷道的布置和维护.(5). 选择的抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果, 降低瓦斯抽放成本.(6). 瓦斯抽放应有利于钻场, 钻孔的施工和抽放系统管网的设计, 有利于增加钻孔的抽放时间.3.2 抽放瓦斯方法选择某煤矿抽放瓦斯的目的是消除或缓解瓦斯突出的危险性及使工作面的瓦斯涌出量降低到通风能解决的水平或减轻矿井通风负担. 因此, 确定矿井抽放瓦斯的方法为开采煤层抽放(包括开采工作面和掘进工作面抽放)和采空区抽放等方式.在二-1和二-3煤层开采时,必须对所有的回采工作面进行高位抽放或本煤层预抽、对大多数的掘进工作面进行瓦斯预抽放. 选择的瓦斯抽放方法如下:⑴.采用边采边抽相结合方式抽放回采工作面采空瓦斯;⑵.掘进工作面采用边掘边抽方法抽放本煤层瓦斯;⑶.采用高位钻孔抽放回采工作面及采空区瓦斯.由于某矿煤层具有自燃倾向性, 不宜采用采用采空区抽放.3.2.1 回采工作面本煤层瓦斯抽放由于煤层的透气性低, 采用预抽和边采边抽相结合的抽放方法,即:利用工作面胶带顺槽或轨道顺槽向煤层打迎向平行钻孔预抽本煤层瓦斯,并利用回采工作面前方超前卸压效应边采边抽本煤层瓦斯,以提高煤层瓦斯抽放效率.推荐的钻孔布置方式如图3-1示.图3-1 回采工作面本煤层瓦斯抽放钻孔布置示意图推荐的本煤层预抽钻孔布置参数如下:钻孔长度80-100m;钻孔直径∮75mm;钻孔与工作面夹角4°~6°;钻孔间距10m;封孔深度5m;封孔方式聚胺脂封孔.3.2.2 掘进工作面瓦斯抽放掘进工作面抽放瓦斯的方法有边掘边抽和先抽后掘瓦斯抽放两种方式.考虑到某煤矿掘进工作面瓦斯涌出较小,采用边掘边抽比较合适. 采用边掘边抽时, 抽放钻孔布置方式如图3-2示.推荐的钻孔布置参数如下:钻孔长度 60-100 m;钻孔直径∮75 mm;相邻孔间夹角 3°~5°;钻场间距 50 m;钻场内钻孔数 3个;封孔深度 5m;封孔方式聚胺脂封孔.掘进工作钻场抽放钻孔图3-2 掘进工作面边掘边抽瓦斯钻孔布置示意图在煤巷掘进工作面后5m处的巷道两邦各施工一个钻场. 钻场的规格应根据巷邦瓦斯抽放钻孔布置的要求, 选用钻机的外形尺寸及钻杆长度而定. 根据该矿的具体情况, 每组钻场在煤巷两侧错开布置, 其规格为: 4 x 4 x 2m, 采用木棚支护. 相邻两组钻场之间的间距为40-50m.在每一钻场内, 沿走向布置3个边掘边抽钻孔, 即左, 右钻场各三个, 孔深60m 左右.掘进工作面先抽后掘就是在煤巷掘进工作面向前方煤层施工扇形钻孔, 每个循环6-9个钻孔, 钻孔深度50-60m, 每个循环间距40-50m, 预计抽放时间为20左右. 钻孔终孔点分别距离巷道中心线0m, 2.5m和4m.钻孔布置的原则就是保证将钻孔布置在煤层内, 钻孔倾角与巷道底板平行或根据煤层的厚度向上或下倾斜. 当掘进工作面抽放钻孔数量较多时, 为扩大钻孔覆盖范围, 抽放钻孔应以巷道中线为基准, 向周围煤体呈放散状排列, 以提高抽放效果.3.2.3 回采工作面高位抽放采用高位抽放就把回采工作面上部煤层中和部分采空区中的瓦斯通过钻孔和瓦斯抽放管道排放到地表或井下回风巷中. 图3-3为回采工作面高位钻孔布置示意图.需要注意的是设计中的瓦斯抽放钻孔设计仅供该矿工程技术人员参考. 在生产实际中, 应根据现场实际监测参数对抽放钻孔的布置进行调整, 以达到最好的抽放效果.3.2 抽放量预计及抽放服务年限3.2.1 回采工作面本煤层预抽量预计由于二-1和二-3煤层的透气性低及回采工作面巷道面积较小等原因, 尽量不采用边采边抽的方式, 而着重考虑采用高位钻孔抽放的方式. 3.2.2 掘进工作面边掘边抽瓦斯量预计某煤矿回采工作面顺槽实行单巷掘进,每一条单巷掘进工作面的最大边掘边抽瓦斯量由下式计算:1440//)1(100/1321t eQ L L L N Q tj α--∙∙∙∙= (3-1)式中:Q1 - 单巷掘进工作面边掘边抽瓦斯量,m3 /min;N - 每个钻场内边掘边抽钻孔数,N=3;L2 - 掘进工作面平均走向长度,m,L2=2000m;L3 - 钻场间距,m,L3=100m;L1 - 单孔有效抽放长度,m,L1=95m;Q j - 百米钻孔瓦斯极限抽放量,m3,Q j =67825 m3;α- 钻孔瓦斯流量衰减系数,d-1,α=0.0014d-1;t - 巷道掘进期间边掘边抽钻孔平均抽放瓦斯时间,d,在巷道长度为240m(包括联络横贯长度)、掘进速度30m/mon条件下,t=120d.代入各参数值,计算得Q1=0.691m3/min.按全矿4个单巷掘进工作面考虑,边掘边抽瓦斯总量为2.764m3/min.3.2.3 矿井瓦斯抽放量预计当矿井实施高位钻孔抽放、边采边抽和边掘边抽等措施时,预计矿井最大瓦斯抽放总量可以达到11.58m3/min.按年抽放365天、日抽放24小时计算,矿井年最大年瓦斯抽放量可以达到6086448m3.3.2.4 抽放服务年限由于矿井瓦斯抽放方式为高位钻孔抽放、边采边抽和边掘边抽,瓦斯抽放服务年限与矿井生产服务年限相同.3.2.5 抽放参数的确定根据目前矿井的具体情况和所选用的抽放瓦斯方法, 设计矿井的瓦斯抽放浓度为30%.设计掘进工作面的预抽(尽量不采用预抽)时间为20天, 回采面的预抽时间大于3个月, 回采面预抽钻孔可作为边采边抽钻孔, 当采煤工作面推进至该孔孔口附近时, 拆除钻孔. 瓦斯抽放实践证明, 由于预抽煤体瓦斯, 使煤体发生收缩变形, 当煤体原来占据的空间体积相等时, 煤体的收缩既使原有的裂隙加大, 又可以产生新的裂隙. 从而使煤层的透气性增加, 提高瓦斯抽放效果.3.3 瓦斯抽放钻孔施工及设备3.3.1 钻机的选择选择钻机需要考虑的因素包括: 1).钻进深度; 2).转速范围; 3).给进, 起拔能力; 4).液压系统; 5).价格.某矿现在使用的钻机采用整体箱式结构, 具有体积小, 重量轻, 移动安装方便, 机械效率高等优点,完全能够满足井下瓦斯抽放钻孔钻进的要求. 该钻机主要用于井下钻探深度为50m-200m的各种角度的瓦斯抽放钻孔, 勘探钻孔等多用途的工程钻孔施工.3.3.2 钻孔施工技术安全措施除了采取钻孔施工技术的一般安全措施(略)外, 还必须采取以下特殊措施:(1). 在施钻地点附近安设一组(6个)压风自救器和一台电话;(2). 调整通风系统, 使采煤工作面回风不直接流经施钻地点, 开始以前完成该区域通风系统调整;(3). 采煤工作面放炮时, 撤出施钻人员至安全地点, 放炮期间, 所有人员均不得进入回风系统;(4). 放炮后, 待施钻现场瓦斯不超限, 整个区域无安全异常, 则可保持正常施钻;(5). 若施钻现场发生安全异常, 则立即按安全路线撤离.3.3.3 钻孔封孔抽放钻孔封孔方式主要有水泥注浆泵封孔, 人工水泥沙浆封孔和聚胺脂封孔等. 在岩层中封孔长度不小于3m. 在煤层中封孔长度不小于5m.考虑到某煤矿的钻孔数量不大, 没有必要购买价格昂贵的封孔泵或采用人工水泥沙浆封孔. 因为使用水泥沙浆封孔, 凝固时间长, 对于倾斜钻孔不易充满. 因此, 应该使用人工聚胺脂封孔.聚胺脂封孔就是由异氰酸脂和聚醚并添加几种助剂反应而生成硬质泡沫体密封钻孔. 聚胺脂封孔采用卷缠药液与压注药液两种工艺方法. 现主要应用卷缠药液法封孔, 封孔深度一般为3-6m即可符合要求.虽然聚胺脂封孔(见图3-4)的成本略高于水泥浆封孔, 但聚胺脂封孔操作简单, 省时省力, 气密性好, 抽放效果好, 非常适用于某煤矿.。
瓦斯抽采设计说明书
瓦斯抽采设计说明书目录前言 (3)第一章矿井概况 (5)第一节井田位置、交通和开采情况 (5)第二节矿井地质 (5)一、含煤地层和煤层 (5)二、构造 (7)三、煤质 (7)四、水文地质及其它开采技术条件 (8)第三节矿井瓦斯 (8)第二章矿井瓦斯地质主要特征 (10)第一节矿井瓦斯地质资料的收集和整理 (10)第二节瓦斯地质的主要特征 (11)一、煤层及其沉积环境 (11)二、煤层围岩 (13)三、地质构造 (13)第三章矿井瓦斯涌出量预测 (15)第一节瓦斯涌出量预测方法 (15)一、国内外瓦斯涌出量预测方法研究现状 (15)二、瓦斯地质数学模型法的基本原理 (16)三、数量化理论Ⅰ简介 (16)四、瓦斯地质数学模型软件 (20)第二节预测方法和步骤 (21)一、统计单元的确定 (21)二、变量的选择和取值 (22)三、建立预测方程 (23)四、未采区瓦斯涌出量预测 (24)第三节2-1煤层瓦斯涌出量预测 (24)一、已知统计单元基础数据 (24)二、数学模型 (25)三、预测效果检验 (26)四、未采区域瓦斯涌出量预测 (26)第四节2-3煤层瓦斯涌出量预测 (27)一、井田西翼采区2-3煤层瓦斯涌出量预测 (28)二、井田东翼2-3煤层瓦斯涌出量预测 (30)三、2-3煤层瓦斯涌出量预测图 (33)第四章回采工作面采场瓦斯涌出规律 (34)第一节实验研究工作面概况 (34)一、工作面基本情况 (34)二、采煤方法与回采工艺 (34)三、煤层、顶底板和地质构造 (34)四、工作面瓦斯及周期来压 (35)第二节工作面瓦斯来源 (35)一、分源计算法 (36)二、工作面瓦斯来源瓦斯涌出动态分析 (37)三、工作面实际测定瓦斯来源 (38)四、瓦斯地质类比 (39)第三节工作面瓦斯涌出与分布规律 (39)一、工作面瓦斯涌出的主要影响因素 (39)二、工作面瓦斯涌出分布规律 (41)第五章煤层瓦斯基本参数测定 (42)第一节煤层瓦斯压力测定 (42)第二节煤层瓦斯含量测定 (43)第三节煤层瓦斯透气系数计算 (45)一、钻孔径向流量法及其透气系数计算公式组 (46)二、透气系数的优化算法 (46)三、对透气系数计算公式组的修正 (47)四、透气系数计算 (48)第四节煤层瓦斯钻孔流量衰减系数 (49)第六章瓦斯治理措施 (50)第一节工作面瓦斯治理的原则和依据 (50)一、瓦斯治理的原则 (50)二、工作面瓦斯治理的技术依据 (50)第二节本煤层瓦斯抽放评价 (51)第三节 U型通风工作面瓦斯治理措施 (51)一、工作面瓦斯治理技术综述 (51)二、下行风与U+L治理工作面瓦斯 (53)三、工作面隅角瓦斯抽放 (53)第四节工作面瓦斯治理建议 (54)结论 (56)前言耿村矿是义煤集团一座大型现代化矿井,1982年12月建成投产,设计年生产能力120万吨,1985年基本达到设计生产能力。
煤矿瓦斯抽采基本要求的编制说明
煤矿瓦斯抽采基本要求的编制说明煤矿瓦斯抽采基本要求的编制说明煤矿是重要的能源资源,而煤矿瓦斯是一种有害的气体,如果不及时抽采,会造成严重的安全隐患。
因此,煤矿瓦斯抽采的基本要求十分重要。
一、煤矿瓦斯特性煤矿瓦斯是一种有害的气体,必须及时抽采。
首先要对其特性进行了解。
煤矿瓦斯由于具有可燃、有毒的特性,是一种危险气体。
煤矿瓦斯具有轻、透明、无味、无色的性质,不易察觉。
因此,在设计和实施瓦斯抽采工程时,必须认真对待瓦斯的性质和特点。
二、煤矿瓦斯抽采基本要求(一)瓦斯抽采配置煤矿瓦斯抽采配置应符合科学合理的要求,以保障瓦斯抽采的质量。
合理的抽采配置可以提高系统效率,降低成本,减轻环境负担。
(二)瓦斯压力煤矿瓦斯的压力是抽采的关键要素之一。
在进行抽采设计时,必须考虑瓦斯压力的高低。
如果瓦斯压力较低,则要保证瓦斯的质量和稳定性;如果瓦斯压力较高,则要有足够的管道铺设和压力的适当释放。
(三)瓦斯浓度瓦斯抽采的目的是为了保障人员的安全,有效控制瓦斯浓度可以减少瓦斯爆炸的风险。
在瓦斯抽采的过程中,必须要对瓦斯浓度进行定期检测和监测,以确保安全。
(四)瓦斯抽采管道瓦斯抽采的管道要求必须合理,考虑到瓦斯的特性,必须选择合适的材料,以保证管道的耐磨、便于维护、操作简便,并使瓦斯抽采系统的效率更高。
(五)瓦斯抽采设备瓦斯抽采设备必须经过严格的质量控制,以保证长期的稳定运行。
在设备选择时,要根据瓦斯量和压力来计算设备的承载能力,以确保设备的安全性。
(六)瓦斯抽采运行管理瓦斯抽采的运行管理必须严格遵守相关制度和规范,以确保瓦斯抽采系统的运行状态。
在平时的管理中,应加强对设备设施的管护、对运行情况的监控和维护等。
三、总结煤矿瓦斯抽采基本要求的编制说明对于提高煤矿安全、保护环境至关重要。
在实施瓦斯抽采项目时必须严格按照相关要求进行设计和管理,以确保抽采效果和人员安全。
同时,需要不断加强研究,提高技术水平,适应行业的发展需求。
瓦斯抽采设计
瓦斯抽采设计一、抽采方法3205回采工作面瓦斯抽采方法:本煤层瓦斯抽采为主、采空区抽采为辅,预抽与边采边抽、边掘边抽相结合。
1、开采层瓦斯抽采(1)边掘边抽在瓦斯含量小于8m³/t的区域内,巷道掘进时每隔100米布置一个钻场,在钻场内向巷道前方施工6个定向长钻孔,预先抽取巷道内瓦斯。
专排瓦斯巷、运输顺槽及辅助进风巷靠近横川时,可以再横川内施工钻孔,回风顺槽钻场必须布置在靠近工作面一侧(每100米布置一个),兼做采空区钻场。
在瓦斯含量大于8m³/t的区域内,在掘进巷道前方施工定向长钻孔,预先抽取煤层内瓦斯,煤层瓦斯含量小于8m³/t时方能掘进。
附图1:掘进工作面抽采钻场钻孔布置示意图(2)本煤层预抽回风顺槽施工时,瓦斯管路及时敷设,本煤层预抽钻孔及时施工,提前预抽煤层内瓦斯,3205工作面回采之前,进行瓦斯含量测定,瓦斯含量小于6.56m³/t时,方可回采。
(根据《煤矿瓦斯抽采基本指标》确定的采面预抽率AQ1026–2006《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定,日产量在8001~10000t的工作面回采时其可解吸瓦斯含量应不大于4.5m3/t。
矿井3号煤层的瓦斯含量为16.96m3/t、残存瓦斯含量为 2.06m3/t,按上述标准要求,通过预抽后矿井煤层的瓦斯含量应不大于6.56m3/t,)附图2:3205工作面预抽钻孔施工示意图2、采空区瓦斯抽采对于3205工作面的采空区,采用钻孔法抽采采空区裂隙带瓦斯。
3205工作面采空区瓦斯采用顶板走向长钻孔抽采方式,在工作面的回风顺槽钻场内迎向工作面推进方向施工6个顶板扇形钻孔,钻孔终孔位置位于采空区裂隙带内,抽采采空区和邻近层的瓦斯。
同时,通过抽采负压作用,改变工作面后方采空区流场,以此达到解决工作面采空区瓦斯涌出、上隅角瓦斯超限的问题。
附图3:3205工作面采空区抽采平、剖面图二、抽采钻场及钻孔1、抽采钻孔参数(1)钻孔直径常规的瓦斯抽采钻孔的直径一般为70~80mm,由于本矿井的瓦斯抽采方法为本煤层预抽,且透气性较差,为提高抽采效果,需增大钻孔直径。
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矿井瓦斯抽采设计
一、矿井概况
1、矿井位置及资源储量
地方永安煤业位于禹州市文殊镇南村,由原文殊镇顺利煤矿和兴发煤矿两个煤矿整合而成。
系股份制企业,隶属于省煤层气开发利用。
为“四证”齐全矿井。
矿井开采二1煤层,资源储量526.61万吨,累计动用资源储量74.22万吨,保有资源储量452.39万吨,可采储量206.46万吨。
设计生产能力21万吨/年。
2、矿井瓦斯等级
根据省工业和信息化厅《关于省煤层气公司所属煤矿2010年度矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》(豫工信煤〔2010〕200号),永安煤业相对瓦斯涌出量为12.66m3/t,绝对瓦斯涌出量8.12m3/min,矿井为高瓦斯矿井。
3、煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性
根据《国家安全生产矿山机械检测检验中心》于2009年10月26日所做的煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性鉴定:永安煤业有煤尘爆炸性。
二1煤层为Ⅲ类,即不易自燃煤层。
4、矿井开拓
矿井采用“三立井单水平上下山”开拓方式。
其中主立井承担提升煤炭,辅助进风任务;副井承担提升人员、升降物料及主进风等任务;回风立井作为矿井专用回风井。
矿井开拓水平为-134m,全矿划分为11采区和12采区,其中11采区为上山采区,12采区为下山采区(因瓦斯高,治理难度大,予以密闭)。
11采区为矿井首采区,老副井煤柱工作面目前为隐患整改工作面。
5、瓦斯参数测定情况
为合理开采11采区,地方永安煤业首先于2015年8月委托中国矿业大学对11采区-100m标高已浅二1煤层瓦斯含量及瓦斯压力进行测定,编制了《地方永安煤业11采区-100m标高已浅二1煤层瓦斯含量及瓦斯压力测定报告》,结果如下:二1煤层瓦斯含量为3.67~4.35m3/t,平均值为4.02 m3/t;瓦斯压力为0.075~0.090MPa,平均值为0.083 MPa。
两个指标均小于“双六”,符合《强化煤矿瓦斯防治十条规定》。
其次,于2017年9月地方永安煤业委托中国矿业大学对11采区二1煤层顺层钻孔抽采半径进行测定,编制了《地方永安煤业11采区二1煤层顺层钻孔抽采半径测定报告》,结果如下:
1、当抽采40天,顺层钻孔抽采半径为1.0m,钻孔间距2m;
2、当抽采60天,顺层钻孔抽采半径为1.5m,钻孔间距3m;
3、当抽采90天,顺层钻孔抽采半径为2.0m,钻孔间距4m。
二、矿井瓦斯来源分析
根据对瓦斯涌出量的预测,本矿井在生产时瓦斯来源由以下三部分组成:回采工作面的瓦斯涌出、掘进工作面的瓦斯涌出和采空区的瓦斯涌出。
各瓦斯来源涌出的瓦斯占矿井瓦斯的涌出比例与矿井的开采深度和矿井的生产接续布局、采掘强度等有关。
根据矿井二1煤层赋存情况、矿井开拓开采技术条件以及预测的瓦斯涌出情况,永安煤业采取本煤层抽放的瓦斯抽放方法。
三、抽放瓦斯方法选择
(一)、抽放瓦斯方法的选择原则
选择矿井瓦斯抽采方法应根据矿井煤层赋予条件、瓦斯基本参数、瓦斯来源、巷道布置、抽采瓦斯的目的及瓦斯利用等因素来确定,并应遵守以下原则:
1、抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质和开采条件;
2、应根据瓦斯来源及涌出构成进行,尽量采取综合抽放瓦斯方法,以提高抽放瓦斯效果;
3、有利于减少井巷工程量,实现抽放巷道与开采巷道相结合;
4、选择的抽放瓦斯方法应有利于抽放巷道布置与维修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本;
5、所选择的抽放方法应有利于抽放工程施工、抽放管路敷设以及抽放时间增加。
(二)、瓦斯抽放方案的确定
表1-1 瓦斯抽放方案选择
永安煤业现采煤层二1煤层平均厚度7m,且现开采的上部采区为复采区,现
根据抽放方法的选择原则,结合永安煤业实际情况,制定了新丰煤矿瓦斯抽放方案。
1、回采工作面预抽
对于矿井主采煤层二1煤层进行本煤层抽放。
可供选择的本煤层瓦斯抽放方式包括钻场平面扇形钻孔、底板岩巷穿层钻孔、正向平行钻孔和迎面平行钻孔四种方式。
结合工作面的巷道布置特点,并充分考虑预抽钻孔的边采边抽效率,选择迎面平行钻孔方式进行本煤层瓦斯抽放。
迎面平行钻孔方式的优点在于:既可保证瓦斯预抽的均衡性,还可充分利用工作面超前采动卸压效应,实行边采边抽,提高本煤层瓦斯抽放率。
具体布孔方法:利用工作面上、下副巷,向回采工作面
切眼方向打迎面平行钻孔,如图1-2所示。
图1-2 回采工作面瓦斯预抽方式示意图设计的本煤层预抽钻孔布置参数如下:
钻孔长度工作面倾斜长度的一半;
钻孔直径∮75mm;
钻孔与工作面夹角3°~4°;
钻孔间距 2.4m;
封孔深度6~7m;
封孔长度2m;
封孔方式聚氨酯封孔。
(1)施工方法
由于受煤层赋存条件影响,施工长钻孔存在困难,迎面平行钻孔;由于钻孔的有效抽放半径为2m,钻孔开孔水平间距根据经验值取2.4m,为了能使钻孔布置更加合理,我矿在预抽工作开始以后进行实际测量;工作面开采前进行瓦斯预抽,开采时进行边采边抽。
(2)封孔及连接工艺
钻孔采用聚氨脂封孔,封孔管为直径25mm的铁管,再用高压管或与之配套的埋线波纹管管连接到抽放支管上,再连接到干管上,最后到达地面泵房。
(3)预抽时间确定
考虑到本设计本煤层使用平行钻孔对煤层进行瓦斯进
行预抽,因保护层开采引起煤体变形使煤层透气性有所增加,抽放时间可以适当延长,结合工作面巷道掘进速度综合考虑,本矿井二1煤层预抽时间应为180天以上,实际的有效抽放时间我矿应在实际抽放过程中进行考察确定。
(4)抽放管路管理
工作面开采后,随着工作面的推进,靠近切眼的抽放钻孔不断报废,当钻孔距工作面切眼60m时,预计抽放钻孔进入卸压区,进行卸压抽放,随着抽放管路不断变短,靠近切眼的管路要逐段卸下来,端头用法兰片密封。
由于工作面在
回采时,回风巷需进行超前支护大约20m,为了不影响生产,需提前拆除管路,给瓦斯管路的管理造成一定困难,在靠近工作面切眼30m的钻孔用软胶管与抽放管未端相连,抽放管未端特制一段2~3m长的短管,短管上做几个变径三通,与靠近工作面的钻孔用软管相连,钻孔报废后再向前移动短管,保持短管始终在抽放管路的未端,见图1-3。
这样一来,工作面的预抽钻孔可以抽取大量的卸压瓦斯,使开采层预抽取
图1-3 开采层抽放钻孔与抽放管连接示意图。