煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì)說(shuō)明書說(shuō)明書

1、煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì)說(shuō)明書說(shuō)明書 XX煤化有限責(zé)任公司礦井瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書修訂版煤炭科學(xué)研究總院XX研究院目 錄前 言1第一章 礦井概況4第一節(jié) 井田概況4第二節(jié)煤層賦存情況9第三節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造情況13第四節(jié) 礦井開(kāi)拓與開(kāi)采15第五節(jié) 礦井通風(fēng)情況16第六節(jié) 礦井瓦斯涌出情況17第七節(jié) 現(xiàn)瓦斯抽采站概況17第二章瓦斯儲(chǔ)量及可抽量預(yù)測(cè)19第一節(jié) 煤層瓦斯基本參數(shù)19第二節(jié) 礦井瓦斯儲(chǔ)量21第三節(jié) 可抽瓦斯量概算22第四節(jié) 瓦斯抽采規(guī)模及服務(wù)年限23第三章礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)28第一節(jié)工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)28第二節(jié)采區(qū)瓦斯涌出量33第三節(jié)礦井瓦斯涌出量34第四節(jié)抽采后瓦斯涌出量35第四章 礦井

2、抽采瓦斯必要性和可行性分析37第一節(jié)礦井抽采瓦斯的必要性37第二節(jié) 瓦斯抽采的可行性38第五章 抽采方法設(shè)計(jì)40第一節(jié)瓦斯來(lái)源分析40第二節(jié)抽采瓦斯方法選擇40第三節(jié) 抽采參數(shù)的確定45第四節(jié) 抽采鉆孔布置及施工46第五節(jié) 抽采施工鉆機(jī)選型48第六章 瓦斯抽采系統(tǒng)計(jì)算及設(shè)備選型50第一節(jié)抽采管路系統(tǒng)的選擇及計(jì)算50第二節(jié) 抽采設(shè)備選型計(jì)算58第七章 工程建設(shè)分步實(shí)施及建設(shè)工期63第一節(jié) 工程建設(shè)分步實(shí)施63第二節(jié) 建設(shè)工期64第八章 瓦斯抽采安全措施66第九章 瓦斯利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)69第十章 地面工程70第一節(jié)抽采站工業(yè)場(chǎng)地總平面布置70第二節(jié) 抽采站建筑72第三節(jié) 設(shè)備安裝及管網(wǎng)布置76第四節(jié)

3、給水含水軟化處理排水76第五節(jié) 采暖供熱與通風(fēng)81第十一章 供電及通訊83第一節(jié)抽采站供配電及照明83第二節(jié) 通訊84第十二章 瓦斯抽采監(jiān)測(cè)及控制86第一節(jié) 抽采監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)內(nèi)容86第二節(jié) 抽采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案86第三節(jié) 抽采監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)87第十三章環(huán)境保護(hù)91第一節(jié)抽采瓦斯工程對(duì)環(huán)境的影響91第二節(jié)污染防治措施91第三節(jié)抽采站綠化92第十四章抽采瓦斯組織管理93第一節(jié)組織管理93第二節(jié)瓦斯抽采組織機(jī)構(gòu)管理93第三節(jié)抽采鉆場(chǎng)管理94第四節(jié)安全管理96第五節(jié)抽采過(guò)程中撤裝管路時(shí)的管理97第六節(jié)報(bào)表管理97第七節(jié)瓦斯抽采管路管理100第八節(jié)主要安全技術(shù)措施100第十五章技術(shù)經(jīng)濟(jì)102第一節(jié) 勞動(dòng)定

4、員102第二節(jié) 投資概算及資金籌措102前 言 山西XXX煤化有限責(zé)任公司礦井以下簡(jiǎn)稱XX煤礦設(shè)計(jì)主要開(kāi)采8915煤層設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為09Mta 為高瓦斯礦井目前正在進(jìn)行礦井機(jī)械化采煤升級(jí)改造改造完成后設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為18Mta該礦89號(hào)煤層生產(chǎn)時(shí)瓦斯涌出量很大2005年3月由山西國(guó)辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司陽(yáng)煤集團(tuán)技術(shù)中心通風(fēng)與瓦斯研究所聯(lián)合進(jìn)行了該礦地面瓦斯抽采系統(tǒng)的設(shè)計(jì)其設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)如下礦井生產(chǎn)能力09Mta設(shè)計(jì)抽采能力2662m3min水環(huán)式真空泵型號(hào)為CBF410-2BV3電機(jī)功率為160kw抽采主管D377×6mm螺旋焊縫鋼管預(yù)抽和采空區(qū)采用一套系統(tǒng)混合抽采隨著采掘規(guī)模的

5、擴(kuò)大以及采掘的延伸礦井絕對(duì)瓦斯涌出量也隨之增加礦井達(dá)產(chǎn)18Mta時(shí)現(xiàn)有的瓦斯抽采系統(tǒng)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足礦井瓦斯抽采工藝技術(shù)及瓦斯抽采量的要求為了保證礦井安全生產(chǎn)并為礦井盡快達(dá)產(chǎn)創(chuàng)造有利條件XX煤化有限責(zé)任公司決定對(duì)現(xiàn)礦井瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行改擴(kuò)建并于2007年10月委托煤炭科學(xué)研究總院XX研究院進(jìn)行礦井瓦斯抽采系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2007年12月煤炭科學(xué)研究總院XX研究院向XX煤礦提交了XXX煤化有限責(zé)任公司礦井瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書2008年7月27日山西省煤炭工業(yè)局組織有關(guān)專家對(duì)該瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了技術(shù)審查根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局制定的瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)編制提綱專家審查認(rèn)為設(shè)計(jì)符合礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)

6、規(guī)范及國(guó)家有關(guān)規(guī)定但存在以下問(wèn)題及建議1補(bǔ)充礦井工作面瓦斯抽采指標(biāo)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算內(nèi)容2補(bǔ)充抽采泵選型曲線及工況點(diǎn)位置資料3進(jìn)一步優(yōu)化細(xì)化采煤工作面瓦斯抽采工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容煤炭科學(xué)研究總院XX研究院根據(jù)專家提出的問(wèn)題及建議進(jìn)行了相應(yīng)的修改設(shè)計(jì)并進(jìn)一步完善了原初步設(shè)計(jì)XX煤礦目前未做煤與瓦斯突出鑒定同時(shí)該礦提交的各種資料說(shuō)明該礦目前尚未發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出動(dòng)力現(xiàn)象本次設(shè)計(jì)按高瓦斯礦井進(jìn)行瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)今后若礦井發(fā)生煤與瓦斯突出動(dòng)力現(xiàn)象經(jīng)鑒定為煤與瓦斯突出礦井后應(yīng)修改本設(shè)計(jì)一編制設(shè)計(jì)的依據(jù)1煤炭工業(yè)部礦井抽瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范MT95018-9619972煤炭工業(yè)部礦井瓦斯抽管理規(guī)范19973國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管

7、理局煤礦安全規(guī)程2006國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)2006國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局國(guó)務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故的特別規(guī)定國(guó)務(wù)院令446號(hào) 31m3t鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) 018 d-1 煤層透氣性系數(shù) 0082 m2MPa2·d瓦斯放散初速度720礦井15號(hào)煤層平均瓦斯含量 1000m3t殘存瓦斯含量 34m3t瓦斯放散初速度5942設(shè)計(jì)瓦斯抽采量75m3min純瓦斯 其中設(shè)計(jì)初期抽采瓦斯量45m3min二期抽采瓦斯量30m3min 3礦井瓦斯抽采率554瓦斯抽采站占地面積06ha5抽采工程投資初期249240萬(wàn)元 其中建筑工程 22397萬(wàn)元

8、設(shè)備購(gòu)置費(fèi) 43245萬(wàn)元 安裝工程 141869萬(wàn)元 工程建設(shè)其他費(fèi)用 25423萬(wàn)元 工程預(yù)備費(fèi) 16305萬(wàn)元6抽采系統(tǒng)服務(wù)年限60年第一章 礦井概況第一節(jié) 井田概況一位置與交通XX煤礦礦區(qū)位于城西北22km處行政區(qū)劃隸屬晉中市該礦有鐵路專用線可從井口直達(dá)車站而且井口有貨臺(tái)鐵路全長(zhǎng)21km石家莊太原公路從井田中部通過(guò)瀝清路面每日班車數(shù)趟縣內(nèi)各鄉(xiāng)村之間均有簡(jiǎn)易公路交通極為方便二地形地貌井田位于陽(yáng)泉構(gòu)造堆積盆地的西北部屬黃土丘陵地貌梁峁比較發(fā)育且平坦溝谷多呈U字形僅東南西南部有小面積基巖出露為上石盒子組地層地勢(shì)東高西低最高點(diǎn)在東南部的架梁三角點(diǎn)附近標(biāo)高12971m最低點(diǎn)為西南邊界的白馬河谷標(biāo)

9、高1105m最大高差1921m相對(duì)高差多在40100 m之間礦井主井口東北11km處有一眼深井日供水量700m3水質(zhì)呈中性且懸浮物濃度小于150mgL懸浮物直徑小于03mm符合礦區(qū)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)該礦現(xiàn)有供水方式為深井水加壓至高位水池利用靜壓供各用水點(diǎn)用水供水系統(tǒng)中深井泵為兩臺(tái)水泵一臺(tái)工作一臺(tái)備用工業(yè)廣場(chǎng)高山水池位于副井口部102m處池底標(biāo)高1100m水池容積700m3生活區(qū)用水管路及工業(yè)廣場(chǎng)地面供水管路采用水煤氣鋼管枝狀布置均為埋地敷設(shè)管頂埋深11m礦井兩回35V電源供電源引自白家莊220kV變電站引自XX35kV變電站白家莊220kV變電站為本地區(qū)的樞紐站現(xiàn)安裝120MVA主變壓器臺(tái)主變壓器臺(tái)

10、回220kV電源線路XX35kV變電站白家莊220kV變電站導(dǎo)線LGJ10117km另一引自導(dǎo)線LGJ1km目前最大負(fù)荷約8000kW礦井供電電源可靠礦井現(xiàn)裝備有一臺(tái)HJD-256型容量為256門可擴(kuò)充至1024門的地面行政電話總機(jī)一臺(tái)JSY-2000D型容量為128門可擴(kuò)充至256門的井下調(diào)度總機(jī)另外網(wǎng)通公司在公司內(nèi)安裝有2000門的電話總機(jī)基站井下調(diào)度總機(jī)配有調(diào)度臺(tái)可實(shí)現(xiàn)通話跟蹤強(qiáng)拆各方通話等功能礦井對(duì)外井上下通訊暢通四井田范圍和煤炭?jī)?chǔ)量礦區(qū)東西寬45km南北長(zhǎng)3747km形似玻璃罐頭瓶面積為190015km2根據(jù) 山西省XXX煤化有限責(zé)任公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告井田共探明資源儲(chǔ)量26402萬(wàn)

11、t其中采空區(qū)儲(chǔ)量為845萬(wàn)t礦井設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量減去工業(yè)場(chǎng)地煤柱風(fēng)井煤柱大巷及采區(qū)上下山煤柱及開(kāi)采損失后得出礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量為14757萬(wàn)t井田批準(zhǔn)開(kāi)采689111515下層煤其中主采煤層為915煤層能利用儲(chǔ)量萬(wàn)t保安煤柱儲(chǔ)量萬(wàn)t采空區(qū)儲(chǔ)量 萬(wàn)t 暫不能利用儲(chǔ)量 332 小計(jì)A111bB121bC122bA2M21B2S21C2S2261025 28 191 243 1244 8466 63 68 95 59791358 6100 46192 350 56 747 9164 11277 764 2 83 307 1126 151584 7170 685 149 694 127 193 10602

12、15下526 1565 1152 53 314 59 200 3669 總計(jì)3468 15112 4553 2941360 416 1199845 26402 五礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和服務(wù)年限礦井可采儲(chǔ)量14757Mt設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180Mta礦井服務(wù)年限為586a井田內(nèi)主要含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組共含煤19自上而下編號(hào)為1234567891011121313下1515下1617含煤地層總厚16782m煤層總厚1810m含煤系數(shù)為108可采煤層有689111515下6層可采煤層總厚1372m可采含煤系數(shù)82可采煤層16煤位于山西組底部上距K8砂巖約45m下距K7砂巖第三砂巖3m左

13、右井田內(nèi)39號(hào)孔以北小范圍被剝蝕P16103號(hào)兩孔尖滅井田內(nèi)大面積不可采煤層厚度0137m平均095m可采區(qū)分布于東部面積約10km2可采煤厚08137m平均114m可采區(qū)內(nèi)厚度變化不大最厚點(diǎn)為307號(hào)孔厚137m結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單有時(shí)含一層泥巖夾矸頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖局部為粉砂巖或細(xì)粒砂巖底板為砂質(zhì)泥巖局部為中細(xì)粒砂巖本層屬局部可采的不穩(wěn)定煤層北部和西北部為空破壞區(qū)和采空區(qū)南部有大量不可采區(qū) 28煤位于太原組頂部K7砂巖下7m左右下距9煤0952m平均384m東部大面積與9煤合并稱89煤西部有一片不規(guī)則狀分布區(qū)煤厚0173m平均109m107號(hào)孔尖滅可采區(qū)零星分布可采面積約36km2可采煤厚10173

14、m平均129m結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以其明顯的高灰分有別于其他煤層頂板為泥巖局部為炭質(zhì)泥巖底板為粉砂巖或細(xì)粒砂巖本層屬局部可采的不穩(wěn)定煤層本煤層在與9號(hào)煤層合并區(qū)附近少量采空屬局部可采煤層 39煤位于太原組上部K5砂巖第一砂巖上3m左右局部直接覆于K5之上東部大面積與8煤合并稱89煤西部為89煤的分叉區(qū)該煤層層位穩(wěn)定全井田可采煤厚13669m平均489m一般厚度大于35m西部分叉區(qū)由南往北煤層由薄漸厚規(guī)律明顯最厚處約65m東部合并區(qū)的西部由北南煤層漸薄合并區(qū)東部112號(hào)孔最薄厚302m往南北兩測(cè)煤層漸厚最厚點(diǎn)為39號(hào)孔達(dá)669m結(jié)構(gòu)中等含夾矸04層一般12層巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖夾矸厚008062m含一層夾矸

15、時(shí)一般下分層厚度略大于上分層厚度頂板為泥巖砂質(zhì)泥巖局部為中細(xì)粒砂巖底板為細(xì)中粒砂巖局部為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖本層屬全井田穩(wěn)定可采煤層在井田東北部已大量開(kāi)采為主要開(kāi)采煤層411煤位于太原組中上部K4石灰?guī)r為其直接頂板煤厚041135m平均092m可采區(qū)主要分布于東部可采面積約12km2占全井田面積近23可采厚度080135m平均1m厚度變化不大最厚點(diǎn)為112號(hào)孔厚135m以10311214P26號(hào)等4孔連線的中心較厚向四周厚度遞減結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單含夾矸01層夾矸厚度005052m一般夾矸厚度小于煤分層厚度P26112號(hào)孔夾矸厚度大于下分層厚度底板為細(xì)粒砂巖局部為砂質(zhì)泥巖本層屬大部可采的較穩(wěn)定煤層本煤層在井田

16、內(nèi)尚未開(kāi)采515煤位于太原組下部大部分地段K2下石灰?guī)r為其直接頂板局部頂板為泥巖煤厚3555m平均435m最厚點(diǎn)為14號(hào)孔厚5m往東本兩測(cè)稍薄井田內(nèi)厚度變化不大穩(wěn)定可采結(jié)構(gòu)中等含夾矸03層夾矸厚度00408m一般小于02m巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖底板為砂質(zhì)泥巖或泥巖局部為細(xì)粒砂巖本層屬全井田穩(wěn)定可采煤層本煤層在井田東北部已開(kāi)采615下煤位于太原組底部上距15煤52m下距K1砂巖約14m是本井田的最下一層可采煤層煤層厚度111213m平均152m最厚點(diǎn)為109號(hào)孔厚213m中部煤層較薄其南北兩側(cè)由薄變厚又趨變薄20號(hào)孔最薄僅11m總體來(lái)看厚度變化不大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單含夾矸02層一般01層巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖

17、頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖局部為中細(xì)粒砂巖底板為中細(xì)粒砂巖局部為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖本層屬全井田穩(wěn)定可采煤層可采煤層特征見(jiàn)表平均m煤層間距最小最大平均m夾石層數(shù)煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可采性項(xiàng)板巖性底板巖性6013709513642604193609523842452124171639945781481832273852001簡(jiǎn)單不穩(wěn)定局部可采泥巖砂質(zhì)泥巖砂質(zhì)泥巖8017310901簡(jiǎn)單不穩(wěn)定零星可采泥巖粉砂巖或細(xì)砂巖913066948904中等穩(wěn)定可采泥巖砂質(zhì)泥巖細(xì)中粒砂巖1104115309201簡(jiǎn)單較穩(wěn)定局部可采K4石灰?guī)r細(xì)砂巖1535550043503中等穩(wěn)定可采K2下石灰?guī)r砂質(zhì)泥巖或泥巖15下11021

18、315202簡(jiǎn)單穩(wěn)定可采泥巖砂質(zhì)泥巖中細(xì)砂巖2煤層工業(yè)分析根據(jù)2007年9月煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷簩?duì)XX煤礦915煤層工業(yè)分析915煤層工業(yè)分析結(jié)果見(jiàn)表?yè)]發(fā)分硫SQ真比重視比重孔隙率VadVdaf905914361425167512515014533315036825137215012271491452683煤塵爆炸性煤塵爆炸性煤塵爆炸性見(jiàn)表火焰長(zhǎng)度mm巖粉用量有無(wú)爆炸性備注955弱爆炸1555弱爆炸4煤的自燃傾向性性性見(jiàn)表吸氧量mlg自燃等級(jí)傾向性備注056類不易自燃15065類自燃第三節(jié) 地質(zhì)構(gòu)造情況礦區(qū)總體構(gòu)造為一走向近東西傾向南的單斜構(gòu)造地層傾角一般為612°局部受斷層影響

19、傾角可達(dá)19°在此背景上又發(fā)育著次一級(jí)的褶曲褶曲軸向呈東西向展布兩翼多不對(duì)稱向斜北翼陡南翼緩背斜軸部開(kāi)闊傾角平緩井田內(nèi)斷層較少均為近東西走向的正斷層落差235m柱狀陷落發(fā)育總體來(lái)說(shuō)井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜類型屬中等類型一開(kāi)拓方式礦井現(xiàn)在采用斜井立井單水平開(kāi)拓方式有主斜井副斜井東回風(fēng)斜井北風(fēng)立井和西回風(fēng)立井5個(gè)井筒開(kāi)采水平標(biāo)高950m大巷基本沿東西方向布置現(xiàn)主要開(kāi)采9煤和15煤局部探采6煤和8煤該礦井采用斜井立井單水平開(kāi)拓方式分組聯(lián)合布置形式根據(jù)9煤15煤剩余儲(chǔ)量的分布區(qū)域在井田中西部沿南北向布置兩組上下山各三條上組煤沿9煤層布置皮帶軌道回風(fēng)下山下組煤沿15煤層布置皮帶軌道回風(fēng)上下山上下山與礦井

20、現(xiàn)有系統(tǒng)之間采用軌道回風(fēng)巷相在下山兩側(cè)沿走向布置工作面由邊界向下山方向后退回采礦井共劃分六個(gè)采區(qū)上下組煤各三個(gè)采區(qū)首采煤層為9煤和15煤工作面采高44m工作面長(zhǎng)度160m日進(jìn)尺48m正規(guī)循環(huán)率為08年推進(jìn)度為1267m回采率為9315煤輕型綜采放頂煤工作面采高41m采2m放21m工作面長(zhǎng)度140m日進(jìn)尺24m正規(guī)循環(huán)率為085年推進(jìn)度673m下層回采率為95放頂煤回采率為75二采區(qū)布置與開(kāi)采順序根據(jù)井田內(nèi)各煤層開(kāi)采現(xiàn)狀及采區(qū)分布情況全井田劃分為六個(gè)采區(qū)其中上組煤劃分為三個(gè)采區(qū)編號(hào)為四五六采區(qū)下組煤劃分為三個(gè)采區(qū)編號(hào)為三七八采區(qū)井田內(nèi)各煤層按煤層間距可分為上下兩組上組煤包括68911四層煤下組煤

21、包括1515下兩層煤主采煤層為9和15煤層二者間距70m左右9煤各采區(qū)之間的開(kāi)采順序?yàn)橄炔晌宀蓞^(qū)投產(chǎn)后過(guò)渡期內(nèi)同時(shí)開(kāi)采四采區(qū)剩余儲(chǔ)量再采六采區(qū)15煤各采區(qū)之間的開(kāi)采順序?yàn)榻ň陂g開(kāi)采3采區(qū)投產(chǎn)后先采七采區(qū)后采八采區(qū)礦井?dāng)U建主采煤層仍為9和15煤層根據(jù)煤層賦存情況頂?shù)讕r性開(kāi)采現(xiàn)狀各煤層煤質(zhì)及產(chǎn)量配比情況確定9煤層采用走向長(zhǎng)壁一次采全高綜采采煤法15煤層采用走向長(zhǎng)壁輕型綜采放頂煤采煤法頂板管理采用全部垮落法一通風(fēng)方式礦井目前采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)抽出式通風(fēng)方式9煤15煤9煤工作面采用一進(jìn)兩回的系統(tǒng)15煤工作面采用一進(jìn)一回的系統(tǒng)2006年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為絕對(duì)瓦斯涌出量1976m3min相對(duì)瓦斯涌出

22、量1330m3t二氧化碳絕對(duì)涌出量250m3min相對(duì)涌出量170m3t為高瓦斯礦井鑒定時(shí)生產(chǎn)能力為60萬(wàn)ta月均日產(chǎn)量為2140t2007年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果為絕對(duì)瓦斯涌出量2543m3min相對(duì)瓦斯涌出量1295m3t二氧化碳絕對(duì)涌出量355m3min相對(duì)涌出量181m3t為高瓦斯礦井鑒定時(shí)生產(chǎn)能力為90萬(wàn)ta月均日產(chǎn)量為2828t目前礦井處于改擴(kuò)建階段且開(kāi)采的煤層屬于淺部煤層因此礦井瓦斯涌出量較小根據(jù)XX煤礦2008年14月測(cè)風(fēng)報(bào)表 2008年全礦井最大絕對(duì)瓦斯涌出量為2313 m3min含瓦斯抽采量5 m3min150302工作面最大絕對(duì)瓦斯涌出量為30 m3min090412工作面

23、絕對(duì)瓦斯涌出量為75m3min以上含瓦斯抽采量5m3min但根據(jù)XX煤礦詳查地質(zhì)報(bào)告瓦斯含量與埋藏深度成正比即由淺到深逐漸增XX煤礦目前建有地面瓦斯抽采站安裝有兩臺(tái)CBF4102BV3型水環(huán)式真空泵電機(jī)功率為160kw最大抽氣量為130m3min瓦斯抽采站其它主要設(shè)備有S9315型變壓器2臺(tái)QFX2型低壓開(kāi)關(guān)柜2臺(tái)XGN210型高壓開(kāi)關(guān)柜2臺(tái)防爆防回火裝置2套2TC24型自吸泵2臺(tái)流量為18m3h揚(yáng)程22m電機(jī)功率22kw避雷針2套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一套為了統(tǒng)一管理新老瓦斯抽采泵站原瓦斯抽采泵站的瓦斯泵房泵房?jī)?nèi)的瓦斯管路系統(tǒng)原泵房外的防爆防回火裝置吸空管排氣管和變壓器將保留供排水系統(tǒng)避雷系統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供配

24、電系統(tǒng)將與新瓦斯抽采站統(tǒng)一重新設(shè)計(jì)瓦斯儲(chǔ)量及可抽量預(yù)測(cè)第一節(jié) 煤層瓦斯基本參數(shù)煤層瓦斯基本參數(shù)包括煤層瓦斯壓力瓦斯含量鉆孔自然瓦斯涌出量鉆孔瓦斯涌出衰減系數(shù)煤層透氣性系數(shù)煤的工業(yè)分析瓦斯吸附常數(shù)煤的孔隙率煤的瓦斯放散初速度堅(jiān)固性系數(shù)及鉆孔瓦斯組分等參數(shù)一礦井煤層瓦斯基本參數(shù)測(cè)定 464568m3t煤層瓦斯原始?jí)毫?05607MPa鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)018 d-1 煤層透氣性系數(shù) 0082 m2MPa2·d煤層對(duì)瓦斯的吸附性 吸附常數(shù)a 5714m3tb 020Mpa-1瓦斯放散初速度72煤的孔隙率333測(cè)點(diǎn)距地表垂深186237m15煤層原煤瓦斯含量 166m3t煤層瓦斯原始?jí)毫?

25、016019MPa煤層對(duì)瓦斯的吸附性 吸附常數(shù)a 5464m3tb 023Mpa-1瓦斯放散初速度594煤的孔隙率268測(cè)點(diǎn)距地表垂深236m二地勘時(shí)期煤層瓦斯含量測(cè)定情況XX煤礦地質(zhì)詳查報(bào)告中通過(guò)對(duì)井田內(nèi)P26號(hào)孔煤芯樣分析 1g可燃物質(zhì)中CH4含量89煤為1576ml15煤為1095ml表1詳查地質(zhì)報(bào)告瓦斯含量與埋藏深度成正比即由淺到深逐漸增孔號(hào)煤號(hào)CH4含量mlg煤中自然瓦斯成分煤層埋深m備注CH4CO2N2分帶P26915769477053470沼氣帶472811510959678290032沼氣帶539415下1649187524289沼氣帶54918偏小詳查地質(zhì)報(bào)告瓦斯含量與埋藏深

26、度成正比即由淺到深逐漸增地質(zhì)勘探僅對(duì)一個(gè)鉆孔進(jìn)行了瓦斯取樣分析因此所的煤層原始瓦斯含量值不確定性較大WK K1·K2 Ai·Xi 2-1式中 WK礦井瓦斯儲(chǔ)量Mm3 K1可采煤層影響范圍內(nèi)不可采鄰近煤層瓦斯儲(chǔ)量系數(shù) K2圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)Ai礦井第i個(gè)可采煤層的煤炭?jī)?chǔ)量Mt Xi第i個(gè)可采煤層瓦斯含量m3t根據(jù)XX煤礦煤層賦存情況及頂?shù)装鍘r性分析可采煤層影響范圍內(nèi)不可采鄰近煤層賦存不穩(wěn)定根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取K1 13K2 11由于無(wú)其它煤層瓦斯含量數(shù)據(jù)6811煤層距9煤層較近因此取9煤層的瓦斯含量值作為其鄰近煤層的瓦斯含量經(jīng)計(jì)算得出XX煤礦的瓦斯儲(chǔ)量為436528Mm3說(shuō)明XX煤礦的瓦

27、斯儲(chǔ)量較為豐富表2-2-1 XX煤礦瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果表煤層瓦斯含量 m3t 煤炭地質(zhì)儲(chǔ)量 Mt 圍巖及不可采煤層含量系數(shù)瓦儲(chǔ)儲(chǔ)量 Mm3 備 注613401244 K1 11K2 13238378134059711440913409164 1756001113401126 2157615100010602 15160815下10003669 52467合計(jì)26402436528第三節(jié) 可抽瓦斯量概算可抽瓦斯量是指瓦斯儲(chǔ)量中在當(dāng)前技術(shù)水平下能被抽出的最大瓦斯量其計(jì)算下W抽Wk·k 2-2式中 W抽可抽瓦斯量Mm3k礦井瓦斯抽采率根據(jù)實(shí)測(cè)和開(kāi)采情況來(lái)看XX煤礦的煤層透氣性較低但增加抽采時(shí)

28、間及其他增加抽采效果的措施后會(huì)提高抽采率所以綜合分析按礦井抽采率k 055進(jìn)行瓦斯可抽量概算計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-3-1從計(jì)算結(jié)果看礦井可抽瓦斯量約為240092Mm3這為礦井瓦斯開(kāi)發(fā)利用提供了較為充足的資源條件表2-3-1 XX煤礦可抽瓦斯量計(jì)算結(jié)果表煤 層煤層瓦斯儲(chǔ)量 Mm3 k可抽瓦斯量 Mm3 備 注623837055 13111811440055 62929175600055 965801121576055 1186715151608055 8338515下52467055 28857合計(jì)436528055240092第四節(jié) 瓦斯抽采規(guī)模及服務(wù)年限一 抽采量預(yù)計(jì)回采工作面的瓦斯抽采量按下式

29、計(jì)算 q 2-3式中 q預(yù)抽期間平均瓦斯抽采量m3min K鄰近層和圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)K 12 L1工作面長(zhǎng)度m L2工作面平均走向長(zhǎng)度m M煤層平均厚度m 煤的視密度tm X煤層瓦斯含量m3t 瓦斯預(yù)抽率 t預(yù)抽時(shí)間年9煤層按工作面平均走向長(zhǎng)度2500m工作面長(zhǎng)度160m工作面年推進(jìn)度1267m預(yù)抽時(shí)間15年因此設(shè)計(jì)預(yù)抽率為3515煤層按工作面平均走向長(zhǎng)度2500m工作面長(zhǎng)度140m工作面年推進(jìn)度673m預(yù)抽時(shí)間2年預(yù)抽率為40計(jì)算9煤層一個(gè)回采工作面的瓦斯抽采量為q20m3min15煤層一個(gè)回采工作面的瓦斯抽采量為q98m3min取15煤層一個(gè)回采工作面的瓦斯抽采量為10m3min二 邊采邊

30、抽工作面抽采量預(yù)計(jì)由于邊采邊抽工作面已經(jīng)預(yù)抽較長(zhǎng)時(shí)間12年以上且隨著回采的不斷推進(jìn)鉆孔數(shù)量在不斷減少抽采量下降較快所以其抽采量9煤層為5m3min15煤層為2m3min三采空區(qū)瓦斯抽采量預(yù)計(jì)XX煤礦9煤層采用走向長(zhǎng)壁一次采全高綜采采煤法輕型綜采放頂煤采煤法m3min計(jì)算四掘進(jìn)面瓦斯抽采量預(yù)計(jì)XX煤礦正常生產(chǎn)時(shí)配置4個(gè)綜掘工作面其中9號(hào)煤層布置兩個(gè)掘進(jìn)面15號(hào)煤層布置兩個(gè)掘進(jìn)面根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)其掘進(jìn)時(shí)瓦斯涌出量較大9號(hào)煤層每個(gè)掘進(jìn)面的預(yù)抽量為3m3min15號(hào)煤層掘進(jìn)工作面預(yù)抽量為1m3min五礦井瓦斯抽采量預(yù)計(jì)按礦井生產(chǎn)安排9煤層1個(gè)回采工作面2個(gè)掘進(jìn)工作面15煤層1個(gè)回采工作面2個(gè)掘進(jìn)工作

31、面生產(chǎn)年產(chǎn)量為18Mt預(yù)抽時(shí)間9煤層按15年考慮15煤層按2年考慮則全礦需同時(shí)保證有2個(gè)預(yù)抽工作面抽采另外有2個(gè)邊采邊抽工作面抽采 2個(gè)采空區(qū)瓦斯抽采則礦井總抽采量為Q 201052331130 75m3min 六按通風(fēng)能力計(jì)算礦井瓦斯抽采量礦井年抽采量需根據(jù)采掘工程計(jì)劃安排來(lái)確定按照每個(gè)采區(qū)應(yīng)當(dāng)抽采的瓦斯量或?qū)嶋H所能達(dá)到的抽采量來(lái)計(jì)算礦井年抽采瓦斯量從安全的角度考慮應(yīng)該抽采的瓦斯量為 IIIP式中 I為保證通風(fēng)安全所需抽采的瓦斯量m3min I 礦井瓦斯涌出量m3min Ip 通風(fēng)所能允許的瓦斯涌出量m3min根據(jù)該礦擴(kuò)建可行性研究報(bào)告礦井總供風(fēng)量為122m3s設(shè)計(jì)2個(gè)采區(qū)2個(gè)綜采工作面產(chǎn)量

32、為18Mta目前礦井實(shí)際供風(fēng)量為8900 m3minm3t按年產(chǎn)18Mt計(jì)算絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到13793m3min而通風(fēng)能力所允許的瓦斯涌出量為6675m3min則需抽出瓦斯量為 I137936675 7118m3min按此計(jì)算礦井達(dá)到年產(chǎn)18Mt設(shè)計(jì)能力時(shí)為保證礦井安全生產(chǎn)礦井瓦斯抽采率必須達(dá)到52以上為保證礦井安全生產(chǎn)在加強(qiáng)瓦斯抽采工藝技術(shù)研究和瓦斯抽采管理技術(shù)水平的同時(shí)該礦應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)組織管理使礦井通風(fēng)系統(tǒng)更加合理為了既保證礦井安全生產(chǎn)又能使抽采量保持長(zhǎng)期穩(wěn)定瓦斯抽采規(guī)模按75m3min設(shè)計(jì)其中采空區(qū)抽采瓦斯量按30m3min設(shè)計(jì)則年抽采量為 W年抽365×1440×7

33、5 3942 Mm3上述抽采規(guī)模是按煤層平均瓦斯含量進(jìn)行計(jì)算的煤層平均瓦斯含量以開(kāi)采煤層深部地質(zhì)鉆孔瓦斯含量為依據(jù)因此礦井在開(kāi)采淺部煤層時(shí)由于煤層瓦斯含量較低工作面可抽采瓦斯量較少因此初期抽采瓦斯時(shí)在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)難以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)模所以為了充分發(fā)揮投資效益減少不必要的浪費(fèi)瓦斯抽采系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)分期實(shí)施七瓦斯抽采系統(tǒng)規(guī)模根據(jù)礦井瓦斯抽采量預(yù)計(jì)礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)規(guī)模為75m3min純瓦斯其中采空區(qū)抽采量為30m3min純瓦斯瓦斯抽采工程分兩期建設(shè)初期設(shè)計(jì)規(guī)模為45m3min純瓦斯其中采空區(qū)抽采量為15m3min純瓦斯主要是開(kāi)采淺部煤層時(shí)對(duì)工作面瓦斯進(jìn)行預(yù)抽和采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采二期設(shè)計(jì)規(guī)模為30m3min

34、純瓦斯主要用于抽采開(kāi)采深部煤層時(shí)增加的瓦斯量抽采系統(tǒng)服務(wù)年限按下式計(jì)算 N 2-4式中N抽采系統(tǒng)服務(wù)年限年WK可抽瓦斯量Mm3WNC預(yù)計(jì)年最大抽采量Mm3XX煤礦主采915煤因此本次瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)只包括915煤根據(jù)前面計(jì)算礦井915煤可抽瓦斯量為240092Mm3按瓦斯抽采設(shè)計(jì)規(guī)模75m3min計(jì)算年抽采瓦斯量為3942Mm3則礦井抽采系統(tǒng)服務(wù)年限為NWK÷WNC 240092÷3942 60 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果抽采系統(tǒng)服務(wù)年限為60年為保證煤層預(yù)抽效果及瓦斯安全利用設(shè)計(jì)采用兩套抽采系統(tǒng)即預(yù)抽抽采系統(tǒng)和采空區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)兩套系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立本瓦斯抽采系統(tǒng)一次設(shè)計(jì)分期實(shí)施初期設(shè)計(jì)

35、規(guī)模為45m3min純瓦斯量其中預(yù)抽系統(tǒng)抽采規(guī)模為30m3min純瓦斯主要用于回采工作面預(yù)抽采空區(qū)抽采系統(tǒng)利用現(xiàn)有瓦斯抽采系統(tǒng)進(jìn)行抽采抽采規(guī)模為15m3min純瓦斯主要用于工作面邊采邊抽和采空區(qū)抽采礦井開(kāi)采初期由于開(kāi)采淺部煤層煤層瓦斯含量低可抽采瓦斯量少因此在淺部15煤層暫不考慮進(jìn)行瓦斯抽采隨著向深部開(kāi)采加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)當(dāng)采用通風(fēng)解決瓦斯困難時(shí)即時(shí)對(duì)15煤層采取抽采措施對(duì)15深部煤層進(jìn)行預(yù)抽時(shí)工作面的瓦斯預(yù)抽量為9m3min回采時(shí)工作面預(yù)抽鉆孔可作為邊采邊抽鉆孔工作面瓦斯抽采量預(yù)計(jì)為2m3min但隨著礦井技改完成后產(chǎn)量增加開(kāi)采深度的加深及采空區(qū)增加礦井瓦斯涌出量將隨之不斷增加當(dāng)初期抽采瓦斯規(guī)模無(wú)法

36、滿足礦井安全生產(chǎn)需求時(shí)建設(shè)二期抽采系統(tǒng)抽采規(guī)模為30m3min純瓦斯主要用于礦井增加瓦斯量抽采到時(shí)礦井將形成兩套獨(dú)立的抽采系統(tǒng)預(yù)抽系統(tǒng)抽采規(guī)模為45m3min純瓦斯采空區(qū)抽采系統(tǒng)抽采規(guī)模為30m3min純瓦斯礦井瓦斯抽采規(guī)模達(dá)到75m3min第三章礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法AQ1018-2006國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量按下式計(jì)算 q采q1q2 3-1式中 q1開(kāi)采層相對(duì)瓦斯涌出量m3t q2鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量m3t開(kāi)采層相對(duì)瓦斯涌出量按下式計(jì)算q1K1·K2·K3· · W0Wc 3-2式中 K1圍巖瓦斯涌出系數(shù)

37、根據(jù)頂板管理方法查表選取K2工作面丟煤系數(shù)用回采率的倒數(shù)來(lái)計(jì)算則9煤層15煤層K3采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開(kāi)采層瓦斯涌出影響系數(shù) 3-3L回采工作面長(zhǎng)度mh掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度m根據(jù)煤種查表選取h13m則9煤層15煤層m開(kāi)采層厚度mM工作面采高mW0煤層原始瓦斯含量m3tWc運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選取m3t回采工作面基本情況見(jiàn)表3-1-1預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表3-1-2表3-1-1 綜采工作面基本情況一覽表煤層埋藏深度mq112×108×084××134311246×36001440 3115m3minq112×18

38、15;081×× 1003×14001440 781m3min表3-1-2 綜采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表煤層相對(duì)涌出量m3t 3-4式中 mi第i鄰近層煤層厚度mM工作面采高mW0i第i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量m3tWci第i個(gè)鄰近層煤層殘余瓦斯含量m3t i第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查表選取根據(jù)該礦擴(kuò)建可行性研究報(bào)告采區(qū)內(nèi)煤層開(kāi)采順序?yàn)橄炔?煤層再采15煤層受9煤層開(kāi)采影響的鄰近層主要有6811三層煤受15煤開(kāi)采影響的鄰近層主要有15下煤計(jì)算結(jié)果如表3-1-3表3-1-49煤層q2×085109×09092×045 &#

39、215;×36001440 1290m3min15煤層q2×08 ××14001440 191m3min表3-1-3 鄰近層瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表1鄰近層煤層厚度m采高m瓦斯含量m3t3t3tq12×5161246 2114m3t2114×36001440 5285m3minq12× 196803 1199m3t×14001440 1166m3min表3-1-5 回采工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)結(jié)果一覽表回采工作面不均衡系數(shù)相對(duì)涌出量m3tq掘q3q4 3-5式中q掘掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量m3minq3落煤瓦斯涌出量m3m

40、in q4煤壁瓦斯涌出量m3minq3Sv W0Wc 3-6式中S掘進(jìn)巷道斷面積m2V巷道平均掘進(jìn)速度mmin煤的密度tm3 W0煤層原始瓦斯含量m3tWc運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選取m3t3-7式中q4煤壁瓦斯涌出量m3min D巷道斷面內(nèi)暴露煤面的周邊長(zhǎng)度m對(duì)于薄及中厚煤層D 2m0m0為煤層厚度對(duì)于厚煤層D 2hbh及b分別為巷道的高度及寬度 v巷道平均掘進(jìn)速度mmino煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度m3m2·min按下式計(jì)算 q0002600004 Vr 2016W0 3-8式中qo巷道煤壁瓦斯涌出量初強(qiáng)度m3m2·minVr煤的揮發(fā)份W0煤層原始瓦斯含量m3

41、t915煤掘進(jìn)工作面基本情況見(jiàn)表3-1-6瓦斯涌出量預(yù)測(cè)見(jiàn)表3-1-79煤綜掘工作面瓦斯涌出量q3 1575××143× 134-31 161m3minq4 2×354 ××0084× 2 770m3minq掘161770931m3minq3 12××141× 100-34 078m3minq4 2×34 ××0061× 2 508m3minq掘078508m3min表3-1-6 掘進(jìn)工作面基本情況一覽表煤層煤層厚度m密度tm3揮發(fā)分巷道斷面m2巷道長(zhǎng)度m

42、掘進(jìn)速度mmin瓦斯含量m3t94891431425157525000007134015435141137212250000071000注礦井的綜掘速度為300m月表3-1-7 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)一覽表煤層煤壁瓦斯涌出量m3min落煤瓦斯涌出量m3min絕對(duì)瓦斯涌出量m3min備注9770161931綜掘第二節(jié)采區(qū)瓦斯涌出量根據(jù)在礦井Mta時(shí) 3-9式中q區(qū)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量m3t Ao生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量td q采i第i個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量m3t Ai第i個(gè)回采工作面平均日產(chǎn)量td k生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)絕對(duì)瓦斯涌出量3088×400

43、01440 8578m3min絕對(duì)瓦斯涌出量×17401440 2805m3min表3-2-1 采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)一覽表煤層采 區(qū)工作面瓦斯涌出量m3t掘進(jìn)瓦斯涌出量m3min采 區(qū) 日產(chǎn)量 t 瓦斯涌出量備注相對(duì)量m3t絕對(duì)量m3min9XX采區(qū)211493140003088857818Mta93115XX采區(qū)1199586174023212805586注日產(chǎn)量tta個(gè)綜采工作面?zhèn)€綜掘 3-10 式中q井礦井相對(duì)瓦斯涌出量m3t q區(qū)i第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量m3t A0 i第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量t K已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)根據(jù)開(kāi)采狀況查表選取K 12礦井絕對(duì)瓦斯涌出量342

44、7×400017401440 13659m3minta1523741740注日產(chǎn)量tta個(gè)綜采工作面?zhèn)€綜掘K7513659×100549134×135871m3t87131561m3t×1m3t抽采后15煤層瓦斯可解析瓦斯量m3t經(jīng)計(jì)算915煤層經(jīng)預(yù)抽后煤層瓦斯可解析量滿足煤礦瓦斯抽采指標(biāo)AQ10262006關(guān)于工作面日產(chǎn)量為10012500t煤的可解析瓦斯量7m3t工作面日產(chǎn)量為25014000t煤的可解析瓦斯量6m3t的規(guī)定把預(yù)抽后的煤層瓦斯含量代入前面章節(jié)瓦斯涌出預(yù)測(cè)公式中再減去掘進(jìn)時(shí)的瓦斯抽采量回采時(shí)邊采邊抽和采空區(qū)瓦斯抽采量則計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表341

45、各回采工作面掘進(jìn)工作面采區(qū)和礦井瓦斯涌出量前后瓦斯涌出量對(duì)比見(jiàn)表341表3-4-1 瓦斯抽采前后涌出量預(yù)測(cè)對(duì)比名稱抽采前瓦斯涌出量m3minm3min第四章 礦井抽采瓦斯必要性和可行性分析第一節(jié)礦井抽采瓦斯的必要性根據(jù)原煤炭工業(yè)部1997年頒布的礦井瓦斯抽放管理規(guī)范第9條規(guī)定凡符合下列情況之一者必須建立瓦斯抽系統(tǒng)開(kāi)展瓦斯抽工作1符合煤礦安全規(guī)程第150條的 即一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3min或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3min采用通風(fēng)方法解決不合理的 2礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于15m3min年產(chǎn)量等于或小于40萬(wàn)t礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于20m3min年產(chǎn)量等于或小于60萬(wàn)t

46、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于25m3min年產(chǎn)量等于或小于100萬(wàn)t礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于30m3min年產(chǎn)量等于或小于150萬(wàn)t礦井絕對(duì)瓦期涌出量大于40m3in歷史上礦井瓦斯相對(duì)涌出量最大為1838 m3t絕對(duì)涌出量為3113 m3min大于m3minXX煤礦年產(chǎn)量為萬(wàn)t目前的情況為全礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為m3min其中抽采瓦斯量為5m3min但現(xiàn)在開(kāi)采淺部煤層下一步隨著煤炭產(chǎn)量的增加和采掘的延深絕對(duì)瓦斯涌出量就會(huì)增加根據(jù)預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)V井采至深部產(chǎn)量達(dá)到180萬(wàn)ta時(shí)礦井絕對(duì)瓦斯涌出量將達(dá)到13659m3min遠(yuǎn)大于40m3min因此從瓦斯涌出的現(xiàn)狀和下一步增產(chǎn)進(jìn)行分析礦井建立瓦斯抽采系統(tǒng)采取瓦斯抽采措

47、施是必要的另外從地質(zhì)構(gòu)造角度看XX煤礦井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜類型屬中等類型總體構(gòu)造為一走向近東西傾向南的單斜構(gòu)造地層傾角一般為612°局部受斷層影響傾角可達(dá)19°在此背景上又發(fā)育著次一級(jí)的褶曲如南張芹向斜潘溝背斜放馬溝向斜褶曲軸向呈東西向展布兩翼多不對(duì)稱向斜北翼陡南翼緩背斜軸部開(kāi)闊傾角平緩井田內(nèi)斷層較少全井田見(jiàn)斷層共10條斷層落差235m均為近東西走向的正斷層落差20m以上的斷層僅2條F12正斷層F9正斷層柱狀陷落發(fā)育已證實(shí)的陷落共63個(gè)這些構(gòu)造尤其是褶曲構(gòu)造可能會(huì)引起瓦斯的積聚對(duì)煤層開(kāi)采帶來(lái)威脅所以進(jìn)行抽采可以有效防止瓦斯的異常涌出保證煤礦安全生產(chǎn)而且該礦井目前已經(jīng)在井下四五采區(qū)

48、建有移動(dòng)瓦斯泵站各一座安裝四臺(tái)BJW20YJ抽采泵地面建有固定瓦斯抽采泵站安裝兩臺(tái)CBF410-2BV3抽采泵對(duì)回采工作面和采空區(qū)實(shí)行瓦斯抽采并取得了一定效果第二節(jié) 瓦斯抽采的可行性開(kāi)采煤層預(yù)抽瓦斯的難易來(lái)講一般取決于煤層的自然透氣性其評(píng)價(jià)指標(biāo)有兩個(gè)煤層透氣性系數(shù)鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)分為三類即容易抽采可以抽采較難抽采礦井瓦斯抽放管理規(guī)范規(guī)定的煤層瓦斯抽采難易程度分類見(jiàn)表-2-1瓦斯抽采的可行性應(yīng)以是否能抽出瓦斯或能否獲得較好地抽采效果來(lái)評(píng)價(jià)而抽采方式則應(yīng)根據(jù)煤層的開(kāi)采程序和巷道布置來(lái)選擇表-2-1 煤層瓦斯抽采難易程度表 d-1 煤層透氣性系數(shù) m2MPa2d 容易抽采 10可以抽采00030

49、051001較難抽采 005 01目前XX煤礦測(cè)得的9號(hào)煤百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為018d-1透氣性系數(shù)為0082 m2MPa2d此煤層為低透氣性煤層屬于較難抽采煤層所以在抽采方法上結(jié)合開(kāi)采煤層預(yù)抽和采空區(qū)抽采達(dá)到抽采目的由于煤層屬于較難抽采煤層因此在采取煤層預(yù)抽時(shí)為了提高預(yù)抽效果可以延長(zhǎng)預(yù)抽時(shí)間增大鉆孔密度以及采用交叉鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采從以上可以看出雖然XX煤礦的煤層屬于較難抽采煤層但采取適當(dāng)措施后瓦斯抽采也是可行的第五章 抽采方法設(shè)計(jì)瓦斯來(lái)源分析根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)計(jì)在不進(jìn)行瓦斯抽采就開(kāi)采915煤層時(shí)礦井相對(duì)瓦斯涌出量為3427 m3t絕對(duì)瓦斯涌出量13659m3min其中9煤層采區(qū)絕對(duì)瓦

50、斯涌出量為10293m3min15煤層采區(qū)絕對(duì)瓦斯涌出量為3366m3min中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京提交的XX煤礦煤層瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告中通過(guò)對(duì)9號(hào)煤層的一個(gè)回采工作面的測(cè)試鄰近層涌出量采空區(qū)涌出量煤層涌出量選擇礦井瓦斯抽采方法應(yīng)根據(jù)礦井煤層賦存條件瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)瓦斯來(lái)源巷道布置抽采瓦斯目的及利用要求等因素確定并遵循以下原則1選擇的抽采瓦斯方法應(yīng)適合煤層賦存狀況巷道布置地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件2應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯涌出來(lái)源及涌出量構(gòu)成分析有針對(duì)性地選擇抽采瓦斯方法以提高瓦斯抽采效果3抽采方法在滿足礦井安全開(kāi)采的前提下還需滿足開(kāi)發(fā)利用瓦斯的需要4巷道布置在滿足瓦斯抽采的前提下應(yīng)盡可能利用生產(chǎn)巷道以減少抽采工程量

51、5選擇的抽采方法應(yīng)有利于抽采巷道的布置和維護(hù)6選擇的抽采方法應(yīng)有利于提高瓦斯抽采效果降低瓦斯抽采成本7抽采方法應(yīng)有利于鉆場(chǎng)鉆孔的施工和抽采系統(tǒng)管網(wǎng)的設(shè)計(jì)有利于增加鉆孔的抽采時(shí)間二抽采瓦斯方法選擇XX煤礦主要開(kāi)采915煤層從煤層瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告預(yù)測(cè)的瓦斯涌出量構(gòu)成以及實(shí)測(cè)來(lái)看其瓦斯來(lái)源主要為本煤層的瓦斯涌出礦井抽采瓦斯的目的是為了降低煤層瓦斯含量為煤炭開(kāi)采提供安全生產(chǎn)環(huán)境因此根據(jù)礦井的瓦斯賦存狀況礦井開(kāi)拓及抽采瓦斯的目的結(jié)合抽采瓦斯方法的選擇原則確定XX煤礦抽采瓦斯方法為以本煤層瓦斯抽采為主采空區(qū)抽采裂隙帶抽采為輔預(yù)抽與邊采邊抽邊掘邊抽相結(jié)合的綜合抽采瓦斯方法1邊掘邊抽在煤巷掘進(jìn)工作面后5m

52、處的巷道兩幫各施工一個(gè)鉆場(chǎng)鉆場(chǎng)的規(guī)格應(yīng)根據(jù)巷幫瓦斯抽采鉆孔布置的要求選用鉆機(jī)的外型尺寸及鉆桿長(zhǎng)度而定相鄰兩組鉆場(chǎng)之間的間距為0m在每一鉆場(chǎng)內(nèi)沿走向布置個(gè)邊掘邊抽鉆孔即左右鉆場(chǎng)各個(gè)孔深m左右鉆孔傾角原則上須保證鉆孔在煤層內(nèi)鉆孔傾角與巷道底板平行或根據(jù)煤層的厚度略有上下傾角圖51 掘進(jìn)巷道邊掘邊抽鉆孔布置方式示意圖2本煤層預(yù)抽在回風(fēng)順槽沿工作面傾斜方向布置順層鉆孔預(yù)抽工作面煤體內(nèi)的瓦斯為提高瓦斯抽采效果順層鉆孔采用交叉鉆孔布置即一半鉆孔沿工作面平行布置另一半鉆孔與工作面呈一定夾角布置兩種鉆孔交替布置平行鉆孔與斜向鉆孔呈15°夾角兩種鉆孔在空間上形成交叉鉆孔交叉點(diǎn)之間在空間的高程差為05m

53、如圖5-2所示圖52 開(kāi)采層瓦斯抽采順層鉆孔布置方式示意圖3采空區(qū)瓦斯抽采全封閉采空區(qū)是指工作面已采完封閉的采空區(qū)也稱老采空區(qū)采空區(qū)中往往積存大量的高濃度瓦斯可能通過(guò)巷道密閉或隔離煤柱的裂隙往外泄出加強(qiáng)采空區(qū)密閉對(duì)全封閉采空區(qū)瓦斯抽采是個(gè)必要條件提高采空區(qū)的氣密性可防止漏氣保持必要的抽采瓦斯?jié)舛群头乐褂凶匀純A向煤層因漏氣進(jìn)氧而發(fā)生采空區(qū)發(fā)火對(duì)于已采完的采空區(qū)都要砌筑永久性密閉永久性密閉要選擇頂?shù)装鍒?jiān)固的巖煤層巷道兩道密閉墻磚或料石中間充填砂或黃土密閉墻四周要掏槽插管抽采的密閉上還應(yīng)設(shè)置注砂泥漿管和采氣測(cè)溫管等觀測(cè)管密閉墻厚度不小于1m四周掏槽深度不小于03m見(jiàn)圖53所示圖53 全封閉采空區(qū)插管抽采示意圖對(duì)于現(xiàn)生產(chǎn)工作面的采空區(qū)亦稱半封閉采空區(qū)9煤層采用一進(jìn)兩回的通風(fēng)系統(tǒng)15煤層采用一進(jìn)一回的通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)采空區(qū)9煤層以尾巷插管抽采法為主頂板走向長(zhǎng)鉆孔抽采為輔15煤層以埋管抽采法為主頂板走向長(zhǎng)鉆孔抽采為輔尾巷插管抽采法是在回采工作面的排瓦斯尾巷