赣贵煤矿瓦斯抽采达标规划.docx
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赣贵煤矿瓦斯抽采达标规划
织金县珠藏镇赣贵煤矿
瓦斯抽采规划及计划(2012)
编制人李乃安
总工程师李涛
日期2012年1月1日
赣贵煤矿瓦斯抽采达标规划(2012)
为了进一步推进瓦斯抽采达标工作,根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》、《煤矿安全规程》等规定,特编制瓦斯抽采达标规划。
一、井田概况
(一)交通通位置
赣贵煤矿位于织金县珠藏镇西北,隶属珠藏镇管辖,距珠藏镇4公里。
地理坐标:
东经105°40′37″~105°41′36″,北纬26°33′09″~26°34′08″,煤矿区紧邻织金至六枝的公路北侧,至织金27公里,至安顺77公里,至六枝105公里,煤炭可在贵昆铁路上的安顺站台发运至省内外,交通方便(见图1-1)。
2、开拓、开采及通风方式
矿井于2005年6月,委托贵州工业大学勘察设计研究院对其进行设计,设计生产能力为15万吨/年,采用斜井开拓。
矿井开拓巷道和二盘区的采区巷道均已布置完毕。
矿井在回风井配有FBCD-NO18型轴流风机2台,1台工作,1台备用;电机功率为90KW×2。
矿井目前实际总进风量为3410m3/min,总回风量为3490m3/min,矿井通风能力能满足生产需要,采掘工作面及硐室的供风量均符合《规程》要求,矿现有2个掘进工作面,1个回采工作面。
二、矿井、煤层瓦斯情况
1、在矿井投产初期,瓦斯主要来源于采掘工作面;矿井生产中期,瓦斯涌出以回采为主;矿井生产后期,老空区瓦斯占相当比重。
同时,随着开采深度的增加,不仅瓦斯涌出量增大,而且由于来自开采层及围岩的瓦斯涌出量的增高,矿井的瓦斯平衡也会发生有规律的变化,采空区瓦斯的威胁越来越严重。
矿井一般在浅部开采时,通风条件较好,瓦斯不易聚集。
但随着开采深入,尤其在深部,通风较困难,瓦斯易于聚集。
因此,除加强监测工作外,更应加强机械通风和瓦斯抽放工作,切实加强井下通风管理及预防工作。
在今后的生产过程中应注意观察瓦斯涌出情况,掌握本矿的瓦斯涌出规律。
2、、瓦斯等级鉴定结果
根据贵州省煤炭管理局文件“黔煤行管字[2007]512号”《对毕节市煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》:
赣贵煤矿绝对瓦斯涌出量17.36m3/min,相对瓦斯涌出量43.86m3/t,为高瓦斯矿井。
3、煤层瓦斯基本参数
表4-1-1煤质特征表
煤层
编号
工业分析(平均值)
煤种
Ma.d(%)
Ad(%)
Vdaf(%)
St.d(%)
MJ/kgQbd
16#
0.49
11.97
6.11
1.72
32.903
无烟煤
23#
0.71
12.08
5.13
1.36
34.202
无烟煤
4、煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性
煤层特征表
煤层
编号
平均
厚度
(m)
倾角
(°)
平均
层间距
(m)
煤层
稳定性
煤层
结构
顶底板岩性
顶板
底板
16#
1.66
6
43
较稳定
较复杂
细砂岩、粉砂质夹薄层铁岩
泥岩厚约0.5m,其下为细砂岩或粉砂岩
23#
1.46
6
稳定
简单
伪顶一般为0.4m的泥岩,其上为中层状石灰岩或钙质
粉砂岩细砂岩
泥岩,遇水不易膨胀,间接顶板为粉砂岩
煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验室对二层可采煤层的鉴定结论:
煤尘无爆炸性,见表
煤尘爆炸性鉴定报告表
化验编号
煤层名称
工业分析(%)
爆炸性试验
爆炸性结论
水分
Mad
灰分
Ad
挥发分
Vdaf
焦渣
特征
火焰长度(mm)
抑制煤尘爆炸最低岩粉量(%)
2003-W1198
16#
0.9
7.82
6.05
0
0
无爆炸性
2000-W1185
23#
0.72
8.4
5.73
0
0
无爆炸性
煤层自燃倾向性
根据贵州省煤田地质局实验室对二层可采煤层的鉴定结论:
为Ⅱ类自燃煤层,见表
煤炭自燃倾向等级鉴定报告
化验编号
煤层名称
工业分析(%)
全硫
自燃倾向分类
水分
Mad
灰分
Ad
挥发分
Vdaf
St,d%
△T
2003-W1198
16#
0.9
7.82
6.05
1.92
36
Ⅱ类
2000-W1190
23#
0.74
8.45
5.76
1.16
36
Ⅱ类
备注
Ⅰ类:
容易自燃;Ⅱ类:
自燃;Ⅲ类:
不易自燃
三、瓦斯抽采概况及瓦斯治理设备、仪器
1、地面永久瓦斯抽采系统
矿井在地面建立了永久瓦斯抽放站,配置两套高、低负压瓦斯抽放系统,高负压泵型号2BEA-323型水环式真空泵2台(一台工作、一台备用)),最大气量为52m3/min,配75kw矿用防爆电动机;低负压泵型号2BEC-400型水环式真空泵2台抽放(一台工作、一台备用),最大气量为110m3/min,配132kw矿用防爆电动机。
抽放主管路为400cm聚氯乙烯管(PVEC管),采掘工作面抽放干管及迈步支管为300cm铁管及200cm聚氯乙烯管(PVEC管)。
2、瓦斯治理设备、仪器
1)、钻机
现有抽放及防突用钻机:
,ZYG760型钻机3台、岩石电钻一台。
2)、瓦斯参数检测仪器
突出危险性预测仪器:
WTC瓦斯突出参数仪3台;CJZ70瓦斯抽放综合参数测定仪1台。
负压表、压力表若干个。
四、瓦斯抽采达标规划
(一)、瓦斯抽放坚持分源治理、先抽后采、固定抽放、瓦斯治理为主利用为辅、长期与短期抽放相结合的原则,以高产高效工作面为重点,保证工作面上隅角、回风流中及炮后瓦斯不超限,抽放效果抽放量逐年提高,确保瓦斯抽采达标。
(二)瓦斯抽放要积极引进新技术、新设备,力保瓦斯利用多源化。
抽采区域向采掘生产区域转移,我矿重点解决生产区域的瓦斯问题。
对于掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min、回采工作面瓦斯涌出量大于5m3/min、工作面回风流瓦斯大于0.8%、工作面上隅角瓦斯超过1%的,做到先抽后采,并采取灵活多样的抽放方式。
瓦斯抽放泵采用流量在50m3/min以上,永久抽放系统管路管径不得低于300mm,抽放主系统管路管径不得低于250mm,井下支管管径不得低于150mm。
积极推广交叉钻孔、高位钻孔、高位巷(包括在冒落带布置高位巷技术)、采空区引巷抽放瓦斯方法、可控性散抽和埋管双排迈步瓦斯抽放,积极推广先进高效的封孔工艺。
目前我矿无论抽放泵站流量还是抽放管路直径都满足我矿抽放瓦斯需求。
(三)抽采达标指标的确定
坚持“应抽尽抽、多措并举、抽掘采平衡”的原则,按照区域瓦斯治理工作十六字方针“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”和实现“不采突出面,不掘突出头”的要求确定瓦斯抽采指标:
1、瓦斯重点采煤工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到8m3/t以下或瓦斯压力降到0.74MPa(表压)以下。
突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量或瓦斯压力降到煤层始突深度的瓦斯压力或瓦斯含量以下。
控制范围按照《防治煤与瓦斯突出规定》第四十九条规定执行。
2、瓦斯抽采率达到的指标:
①瓦斯涌出量主要来自于临近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足表1;②瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面前方20m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应满足表2
表1 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
3、预抽煤层瓦斯的吨煤钻孔量应达到以下要求:
当采用顺层孔抽放时钻孔量应符合下表要求;
吨煤钻孔量指标
煤层类别薄煤层中厚煤层厚煤层
容易抽放0.05 0.03 0.01
可以抽放0.05~0.10.03~0.050.01~0.03
较难抽放>0.1>0.05>0.03
当采用穿层钻孔时,钻孔见煤点的间距可根据抽采难易程度决定:
容易抽采煤层15-20m;可以抽采煤层10~15m;较难抽采煤层8-10m。
4、石门揭煤所达到指标(煤层有突出危险时执行标准)
⑴石门揭煤,钻孔控制范围内预抽的时间不得少于1个月;
⑵瓦斯预抽率不低于30%;
⑶利用钻屑瓦斯解析指标法效果检验,指标降到临界值以下。
⑷瓦斯压力小于0.74MPa以下,或煤层残存瓦斯含量低于始突标高的煤层瓦斯含量时(没有检验值的可按小于8m3/t计算),方可采用远距离爆破揭煤。
5、采煤工作面采用预抽瓦斯方法时,预抽时间应达到6个月以上,因接替紧张的工作面必须采取缩小钻孔间距、加大钻孔直径等有效措施,且工作面瓦斯预抽时间必须达到3个月以上。
我矿1609工作面预抽时间已达8个月,钻孔间距采用3米的抽放半径,可以满足我矿抽放要求。
6、有突出危险的回采工作面、掘进工作面(包括石门揭煤),在进行区域治理后,开采(掘)前必须对工作面突出危险性进行评价。
我矿1609工作面最低标高均高于+1485米,通过我矿煤与瓦斯突出鉴定可知我矿1609工作面无突出危险,但要加强现场瓦斯管理工作及预测预报工作。
(四)瓦斯抽放系统的管理
1、建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统。
2、地面永久瓦斯抽采系统,应具备下列条件:
⑴瓦斯抽放系统的瓦斯抽放量稳定在2m3/min以上;
⑵瓦斯资源量可靠、储量丰富,预计瓦斯抽采服务年限在5年以上;
3、建立井下抽采系统应具备以下条件:
⑴不具备建立永久瓦斯抽采系统条件的;
⑵回采工作面上隅角瓦斯涌出量大、采用回采工作面高位抽采、浅孔卸压抽采、采空区埋管抽采等,需要分源抽采的。
4、矿井抽采系统能力必须满足需要。
抽采泵站必须配备同等能力的备用瓦斯抽放泵,抽采系统的管路应与抽放泵相匹配。
矿井必须保证瓦斯抽采系统正常运行,防止抽采系统停止运行造成瓦斯超限。
抽采瓦斯泵应选择制造技术先进、高效率、低噪声、有煤安标志、各种保护齐全、防爆符合要求的水环式真空泵。
5、抽采系统中各种管路、连接装置尽可能选择重量轻、强度大、使用寿命长、耐腐蚀、抗静电、阻燃性能符合要求的管材。
抽放孔封孔管及连接管必须采用钢管或双抗软管。
对各种抽放管路系统每周至少检查一次,并建立检查台帐,保证抽采管路无破损、无漏气、无积水,抽采管路离地面高度不小于0.3m。
6、瓦斯抽放系统的在线监测必须齐全有效,定期鉴定校检有记录,人工计量装置必须完整正常使用,按每小时对各种参数进行计量。
7、建立抽放系统中各种仪器、仪表运转、维护、维修记录。
8、抽采瓦斯设施应符合下列要求:
⑴地面泵房必须用不燃性材料建筑,并必须有防雷电装置。
同时距进风井口和主要建筑物不得小于50m,并用围墙保护。
⑵地面泵房和泵房周围20m范围内,禁止有明火和堆积易燃物。
⑶地面泵房内电气设备、照明和其他电气仪表都应采用矿用防爆型。
⑷泵房必须有直通矿调度室的电话和检测管道瓦斯浓度、流量、压力等参数的仪表或自动监测系统。
⑸严禁使用干式抽采瓦斯泵;水环式瓦斯抽采泵吸气侧管路系统中必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。
三防装置每月检查一次,保持性能良好,并有记录可查。
抽采瓦斯泵站放空管的高度应超过泵房房顶3m。
泵房必须有专人值班,经常检测各参数,做好记录。
当抽采瓦斯泵停止运转时,必须立即向矿调度室报告。
如果利用瓦斯,在瓦斯泵停止运转后和恢复运转前,必须通知使用瓦斯的单位,取的同意后,方可供应瓦斯。
(五)质量技术管理要求
1、凡进行瓦斯抽采的工作面或地点,新水平、新采区,必须在煤层瓦斯基础参数测试的基础上作出瓦斯抽放设计。
抽采设计应符合《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ1027-2006)和《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026-2006)的要求,可根据地质报告提供的瓦斯资源或参照临近矿井参数,抽采工程设计矿总工程师组织审批。
工作面瓦斯抽采设计的主要内容应包括:
⑴工作面概况:
包括工作面基本参数、顶底板岩性、标高和垂深、四周开采情况、地质构造等,工作面(或抽采地点)煤层赋存条件、抽采区域划定、抽采区域煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及通风状况等内容;
⑵瓦斯基础数据:
包括邻近区域瓦斯涌出量、抽采区域瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯储量及可抽量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量及其衰减系数等内容;
⑶抽采方法:
钻孔布置数量、位置、角度、长度及到达层位,封孔方法及封孔材料,管路连接等内容;
⑷抽采设备:
包括抽采管路直径、管材及连接、控制装置、抽采工艺参数、监测及安全装置等内容;
⑸抽采效果预计:
包括抽采时间、抽采量、抽采率等内容。
矿井和抽采采区抽采工程设计文件及竣工报告;
瓦斯抽采总结与分析报告。
4、严格瓦斯抽放工程施工质量,抽采管路必须按规定安装,做到平、稳、直、密,抽采工程竣工后,所有瓦斯抽放工程都必须按质量标准进行验收,由矿技术负责人组织有关部门对工程质量进行全面验收,未经验收或验收不合格的不准投入使用。
5、钻孔施工的技术要求
⑴所有进行抽放的地点必须有抽放工程设计和专项措施,钻孔必须按设计要求的方向、角度、孔径、深度等施工。
⑵所有施工钻孔的地点,洒水管理必须安装到位,并配备不少于三台的灭火器和一定数量的备用沙土(防止打钻失火)。
⑶打钻过程中,发现卡钻、打不进等异常情况时,应立即停止打钻查明原因,制定专项措施后,才能继续施工。
(4)钻孔施工过程中发现瓦斯超限,有突出预兆时应立即停机,撤出人员,查明原因,进行处理。
6、瓦斯抽放量的管理要求
⑴参数测定应符合下列规定
①泵站安装孔板流量计时,定时测定一次抽采浓度、负压、温度、压差等参数;安装抽放监控计量装置的泵站必须连续监测浓度、流量、压力、温度等参数,并能随时查看、打印报表。
②井下采掘工作面支管路安设的孔板、其他孔板每周至少测定一次抽采浓度、负压、压差、温度等参数。
单孔的排板应该包括:
孔号、孔长、浓度、始抽时间、抽放负压、测定日期、测定人等。
③抽采孔施工完毕后,应及时封孔连抽,并进行参数测定。
⑵抽采计量规定
①瓦斯抽采量的计算器具必须采用国家标准的计量器具,并按规定进行标校。
②安装抽采计量监控装置的泵站,以计算机自动显示的数据为计量依据。
③井下安装计量装置的规定。
回采工作面上、下顺槽抽放管路上必须安装标准孔板进行计量,安装位置在抽放支管上与本煤层抽放单管结束处以外。
(六)抽放制度管理
1、建立以矿长为瓦斯抽采第一责任人制度,负责组织落实相关部门和人员的责、权、利,确保各项措施落实到位和瓦斯抽采达标。
2、建立以矿总工程师为抽采工作技术第一负责人制度,负责组织编制、审批、检查瓦斯抽采规划、计划、设计、安全技术措施和抽采达标评判报告等。
3、建立以通风矿长为瓦斯抽采工作负责人制度,负责分管范围内瓦斯抽采工作的组织和落实。
4、在编制矿井生产发展规划和年度生产计划的同时必须编制矿井的瓦斯抽采达标规划和年度计划,并制定本年度具体的瓦斯抽采考核办法,保证瓦斯抽采各项指标按计划完成。
5、按时向上级部门上报瓦斯抽采月报和季报;每季度准备材料迎接公司对矿井的瓦斯抽采情况进行的专项检查,其它时间随时准备上级部门对矿井进行抽查。
6、进行瓦斯抽放必须建立抽放队伍,人员配备必须满足抽采瓦斯需要,负责泵站、打钻、管路安装工程的施工和瓦斯参数的测定等工作。
7、抽采矿井必须建立健全各种管理制度,如抽采各工种岗位责任制、钻孔验收制度、抽采工程质量验收制度等。
8、实行瓦斯治理工程备案制和责任追究制。
对于瓦斯抽放工程中的钻孔与封孔、管路连接、设备安装,都要有记录,记清施工日期、施工人员及验收人员,以便发生问题时查找相应人员。
9、制定瓦斯抽放工程的施工及验收标准,所有的抽采工程施工必须制定作业规程、技术规范或相应的安全技术措施。
10、投入运转的抽采系统必须实行系统巡检制度。
由抽采队配备一定人员,定期巡查、维护抽采设备和管路系统,保证系统负压和抽采瓦斯浓度,并定期测定系统参数(泵站大气压力、系统抽采负压、抽采流量、抽采瓦斯浓度、抽采瓦斯温度)。
各个工作面或采空区的抽采支管必须配备抽采计量装置,定期测定瓦斯抽采参数,计算瓦斯抽采率和抽采瓦斯量。
(七)抽放相关技术要求
1、钻机效率:
岩石f>8,不小于600m/(月/台);岩石f=6~8,不小于1200m/(月/台);岩石f<6(包含煤)不小于1600m/(月/台)。
2、预抽钻孔封孔质量检查标准:
钻孔孔口负压不得小于13kPa,预抽瓦斯浓度不应小于30%;否则应当采取改进封孔的措施,以提高封孔质量。
预抽瓦斯钻孔封堵必须严密;泄压瓦斯抽采钻孔的孔口负压不得低于5kPa。
穿层钻孔的封孔长度不得小于3m,顺层钻孔的封孔段长度不得小于5m。
3、矿井抽采率不低于35%,采用临近层泄压抽放工艺的工作面抽采率不低于45%,采用综合抽放方法的工作面抽采率不低于30%。
4、抽采量的计算要统一用大气压为101.325Pa、温度为20℃标准状态下的数值。
附表1:
2012年掘进、回采工作面接续表
抽采钻孔及预测预报计划表
工程名称
工程量
(米)
防突钻
孔(米)
预测预报
消突报
告(次)
探放水
次
钻孔(米)
次
钻孔(米)
一、迎头瓦斯抽放
1601回风巷
800
8000
100
3000
14
16
6400
1601运输巷
700
6000
80
2400
10
14
5600
1601切眼
70
400
10
300
1
1
400
1607回风巷
630
5000
80
2400
10
13
5120
1607运输巷
540
4000
70
2100
8
11
4400
小计
2740
27000
340
10200
43
55
21920
二、采面瓦斯抽放
1609采面
走向600米
16000
小计
16000
总合计
43000
340
10200
43
55
21920
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