15104瓦斯抽采达标评判报告.docx
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15104瓦斯抽采达标评判报告
山西马堡煤业有限责任公司
15104工作面
抽采达标评判报告
编制人:
通风科长:
通风助理:
总工程师:
马堡煤业
2012年9月2日
15104综采工作面抽采达标评判报告
为扎实推进“通风可靠,抽采达标,监控有效,管理到位”瓦斯综合治理体系的建设,全面提升矿井瓦斯治理水平,有效防范和遏制瓦斯事故。
为保证15104综采工作面安全生产,科学有效治理矿井瓦斯,根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求,特编制15104综采工作面瓦斯抽采达标评判报告。
一.15104综采工作面概况
1、工作面开采范围及开采技术条件
本工作面为15#煤层一采区第四个工作面,工作面采用走向长壁后退式综采放顶煤采煤法。
采用MWG200/475-W型双滚筒采煤机割煤,采高2.6m,割煤深度为0.6m。
液压支架尾梁摆动、插板伸缩放顶煤,放煤高度2.27m,采放比为1:
0.87。
放煤采用“一刀一放”,单轮顺序放煤,放煤步距0.6m。
工作面推进7m时初次放顶煤,距停采线13m时停止放顶煤,工作面两端头不放顶煤。
工作面顶板为石灰岩,厚,深灰色,裂隙发育,致密坚硬。
细粒砂岩泥岩中粒砂岩厚度为18.2m,灰白色细砂岩夹黑色条带厚层状,致密,页理不发育的粘土岩,灰白色细砂岩中粒砂岩泥岩砂质泥岩。
厚度为10.5m,灰白色细砂岩夹黑色条带厚层状,致密,页理不发育的粘土岩。
灰黑色,性脆,夹有泥土泥岩。
2、工作面巷道布置方式
该工作面采用双巷布置,即15104胶带运输巷和15104轨道回风巷。
15104综放工作面东侧顺槽为轨道顺槽,沿煤层底板布置,靠工作面一侧铺设轨道,轨道规格为22kg/m,轨距600mm。
(1)工作面运输顺槽为机轨合一巷道,为进风巷,用来进风、供电、供水、供液、运煤,装备带式输送机,铺设轨道。
沿15#号煤层顶、底板布置。
(2)回风顺槽,铺设轨道,为回风巷,用来回风及辅助运料。
沿15#煤层顶、底板布置。
3、15104工作面回采工艺
15104综放工作面采用走向长壁后退式综采放顶煤采煤法。
采用MWG200/475-W型双滚筒采煤机割煤,采高2.6m,割煤深度为0.6m。
液压支架尾梁摆动、插板伸缩放顶煤,放煤高度2.27m,采放比为1:
0.87。
放煤采用“一刀一放”,单轮顺序放煤,放煤步距0.6m。
工作面推进7m时初次放顶煤,距停采线13m时停止放顶煤,工作面两端头不放顶煤。
工作面工艺流程:
割煤、装运煤→移架→推前输送机→放顶煤→拖后输送机→后方顶板自行垮落→进入下一个循环
采用端部(机头或机尾)斜切进刀方式,进刀长度为30m。
采煤机割通机头(机尾)后,推移工作面输送机距采煤机后滚筒15m时停止。
4、15104综采工作面瓦斯涌出情况
本区日产量平均约为2500t,风量为1230m3/min,回风流最大瓦斯涌出量为2.46m3/min。
相对涌出量1.53m3/t,绝对涌出量4.3m3/min
二.15104工作面采取的瓦斯防治措施
1.本工作面抽放钻孔施工情况
1)在工作面回风顺槽每个50米布置一个钻场,每个钻场布置5个钻孔,孔深90-120m,进行临近层瓦斯抽放。
本工作面已打领近层钻孔10个钻孔,累计1200m;预计共打32个钻场,钻孔160m,累计19200m。
钻孔参数见下表:
钻孔名称
开孔直径
角度
钻孔长度
方位角
封孔长度
1号
113mm
14°
120
18°21′
5m
2号
113mm
14°
120
16°22′
5m
3号
113mm
14°
120
17°24′
5m
4号
113mm
12°
100
18°25′
5m
5号
113mm
12°
100
17°26′
5m
3)钻孔布置在回风顺槽,呈扇形布置。
4)封孔材料选用聚氨酯封孔胶,封孔长度5m。
2.工作面抽放情况
2011年03月19日至2012年01月18日掘送,共298天,掘进期间风排瓦斯量21.65万m3。
本工作面自2012年08月开采至今,抽放负压均在0.016Mpa以上,回采期间平均风排瓦斯量2.21m3/min。
备采期间风排瓦斯量14.3万m3,边采边抽量38.4万m3,总瓦斯量126万m3,预计2014年8月结束。
按目前抽采情况我矿抽采己达标。
三.抽采瓦斯效果评判指标测定
1.瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算
瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量
WCY=(W0G-Q)/G
式种:
WCY—煤的残余瓦斯含量,m3/t;
W0—煤的原始瓦斯含量,m3/t;
Q—评价单元钻孔预抽排放瓦斯总量,m3;
G—评价单元参与计算煤量,t。
评价单元参与计算煤炭储量G=(L-H1-H2+2R)(l-h1-h2+R)m
式中:
L—评价单元煤层走向长度,m;
l—评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度,m;
H1、H2——分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度,m。
如果无巷道为0;
h1、h2—分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度,m。
如果无巷道则为0;
R—抽采钻孔的有效影响半径,m;
m—评价单元平均煤层厚度,m;
—评价单元煤的密度,t/m3。
巷道预排瓦斯等值宽度表
巷道煤壁暴露时间(t/d)
不同煤种巷道预排瓦斯等值宽度
无烟煤
瘦煤及焦煤
肥煤气煤及长焰煤
25
6.5
9.0
11.5
50
7.4
10.5
13.0
100
9.0
12.4
16.0
160
10.5
14.2
18.0
200
11.0
15.4
19.7
250
12.0
16.9
21.5
≧300
13.0
18.0
23.0
预排瓦斯等值宽度亦可采用下式进行计算:
低变质煤:
0.808*t0.55
高变质煤:
(13.85*0.0183t)/(1+0.0183t)
由于15104工作面走向长度为L=1100m,倾向长度为l=180m,通过上表可知H1、H2各为14.2m,h1、h2各为14.2m,抽采钻孔有效影响半径为50m,评价单元平均煤层厚度为2.1m,煤的密度为1.4t/m3。
则评价单元参与计算煤炭储量
G=65.4万t;
煤的原始瓦斯含量W0=5.99m3/t;
评价单元钻孔抽放瓦斯总量Q=222.6万m3。
综上可计算出煤的残余瓦斯含量WCY=2.89m3/t。
2.抽采后煤的残余瓦斯压力计算
煤的残余相对瓦斯压力(表压)按下式计算:
WCY=ab(Pcy+0.1)/(1+b(Pcy+0.1))*(100-Ad-Mad)/100*1/(1+0.31Mad)+
(Pcy+0.1)/
pa
式中:
WCY—残余瓦斯含量,m3/t;
a、b—吸附常数
Pcy—煤层残余相对瓦斯压力,MPa
Pa—标准大气压,0.101325MPa;
Ad—煤的灰分,%;
Mad—煤的水分,%
—煤的孔隙率,m3/m3;
—煤的容重(假密度),t/m3。
根据抚顺煤科院的报告可知:
吸附常数和孔隙率测定结果
吸附常数
煤质分析
孔隙率
(%)
a
(m3/t)
b
(Mpa-1)
水分
(Mad%)
灰分
(Aad%)
挥发分
(Aad%)
29.038
1.237
0.81
13.37
19.53
3.47
煤的容重
=1.44t/m3,残余瓦斯含量WCY=2.51m3/t。
综上可计算出煤层残余相对瓦斯压力Pcy=0.452MPa
3.可解析瓦斯量的计算
Wj=WCY-WCC
式中:
Wj—煤的可解析瓦斯含量,m3/t;
WCY—抽采瓦斯后煤层的残余瓦斯含量,m3/t;
WCC—煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量,按下式计算。
WCC=0.1ab/(1+0.1b)*(100-Ad-Mad)/100*1/(1+0.31Mad)+
/
综上可计算出Wj=1.72m3/t。
4.采煤工作面抽采率计算
m=Qmc/(Qmc+Qmf)
式中:
m—工作面瓦斯抽采率,%
Qmc—回采期间,当月工作面月平均瓦斯抽采量,3.66m3/min。
其测定和计算方法为:
在工作面范围内包括地面钻井、井下抽采(含移动抽采)各瓦斯抽采干管上安装瓦斯抽采检测、监测装置,每周至少测定3次,按月取各测定值的平均值之和为当月工作面平均瓦斯抽采量(标准状态下纯瓦斯量);
Qmf─当月工作面风排瓦斯量,2.21m3/min。
其测定和计算方法为:
工作面所有回风流排出瓦斯量减去所有进风流带入的瓦斯量,按天取平均值为当天回采工作面风排瓦斯量(标准状态下纯瓦斯量),取一月中最大一天的风排瓦斯量为当月回采工作面风排瓦斯量(标准状态下纯瓦斯量)。
经测算Qmf=2.21m3/min,Qmc=2.66m3/min,所以可计算出工作面抽采率
m54%。
5.矿井瓦斯抽采率计算
k=QKC/(QKC+QKF)
式中:
k─矿井瓦斯抽采率,%;
QKC─当月矿井平均瓦斯抽采量,12.42m3/min。
其测定、计算方法为:
在井田范围内地面钻井抽采、井下抽采(含移动抽采)各瓦斯抽采站的抽采主管上安装瓦斯抽采检测、监测装置,每天测定不少于12次,按月取各测定值的平均值之和为当月矿井平均瓦斯抽采量(标准状态力下纯瓦斯量);
QKF─当月矿井风排瓦斯量,17.05m3/min。
其测定、计算方法为:
按天取各回风井回风瓦斯平均值之和为当天矿井风排瓦斯量,取一月中最大一天的风排瓦斯量为当月矿井风排瓦斯量。
经测算QKF=17.05m3/min,QKC=13.42m3/min,经计算全矿井的抽采率
k=44%。
四.抽采达标评判
1.由于采煤工作面瓦斯抽采率为37%,符合下表。
采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标
工作面绝对瓦斯涌出量Q/m3/min
工作面瓦斯抽采率(%)
5≤Q<10
≥20
10≤Q<20
≥30
20≤Q<40
≥40
40≤Q<70
≥50
70≤Q<100
≥60
100≤Q
≥70
2.采煤工作面风速为4m/s,瓦斯浓度小于1.0%。
3.矿井瓦斯抽采率为44%。
符合下表。
矿井瓦斯抽采率应达到的指标
矿井绝对瓦斯涌出量Q/m3/min
矿井瓦斯抽采率(%)
Q<20
≥25
20≤Q<40
≥35
40≤Q<80
≥40
80≤Q<160
≥45
160≤Q<300
≥50
300≤Q<500
≥55
500≤Q
≥60
4.综上所述:
抽采率等都满足要求,所以判定该工作面瓦斯预抽效果达标。
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