11014综采设计.docx
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11014综采设计
(4)灌浆系统
11014采面灌浆管路采用2英寸钢管,从东一B6回风联巷灌浆管路续接,其总长度为800m,具体路线为:
西风井灌浆站→西一B回风石门→东西回风二联巷→11016回风联巷→11014上顺槽
4、通风系统:
(1)掘进工作面局部通风系统及通风方式
11014上顺槽:
进风:
地面→副井→东翼运输石门→东一B轨道上山(东一B胶带机上山)→11014上顺槽→迎头
回风:
迎头→11014上顺槽→11016回风联巷→东一C回风石门→东一BC回风石门→东西回风二
(一)联巷→西回风井→地面
11014下顺槽及切眼:
进风:
地面→副井→东翼运输石门→东一B胶带机上山→11014下顺槽联巷→11014下顺槽→迎头
回风:
迎头→11014下顺槽→11014底抽巷下段→东一B回风上山→东一B(BC)回风石门→东西回风二
(一)联巷→西回风井→地面
掘进工作面通风方式为压入式通风。
(2)采煤工作面通风系统及通风方式:
进风:
地面→副井→东翼运输石门→东一B轨道上山(东一B胶带机上山)→11014下顺槽→工作面
回风:
迎头→11014上顺槽→11016回风联巷→东一C回风石门→东一BC回风石门→东西回风二
(一)联巷→西回风井→地面
采煤工作面通风方式为U型通风。
五、局部通风设计
1、掘进工作面需要风量计算
(1)上顺槽及切眼需要风量计算
①按瓦斯涌出量计算:
Q炮掘=100q瓦掘×k掘瓦=100×0.5×2=100m3/min
Q机掘=100q瓦掘×k掘瓦=100×0.5×1.5=75m3/min
式中:
Q掘———掘进工作面需风量,m3/min
q瓦掘———掘进工作面瓦斯绝对涌出量,取0.5m3/min
k掘瓦———掘进工作面瓦斯涌出量不均衡系数,
炮掘取2.0,机掘取1.5。
②按炸药量计算:
Q掘=10/t[(ALS)0.5]=10/30[(30×1000×16)0.5]=228m3/min。
式中:
Q掘———掘进工作面需风量,m3/min
T———排炮烟时间,30min
A———一次放炮最大炸药用量,取30㎏
L———排炮烟距离(取1000m)
S———巷道断面,16m2
③按人数计算:
Q掘=4×N=4×40=160m3/min
式中:
Q掘———掘进工作面需风量,m3/min
N———掘进工作面同时工作的最多人数。
④按风速验算
按最低风速验算:
Q掘≥15S掘=15×15=240m3/min
式中:
S掘———掘进巷道断面积,15m2
按最高风速验算:
Q掘≤240S掘=240×15=3600m3/min
式中:
S掘———掘进巷道断面积,15m2
经验算11014上顺槽及切眼掘进工作面所需风量取值为240m3/min。
(2)下顺槽需要风量计算
①按瓦斯涌出量计算:
Q炮掘=100q瓦掘×k掘瓦=100×0.5×2=100m3/min
Q机掘=100q瓦掘×k掘瓦=100×0.5×1.5=75m3/min
式中:
Q掘———掘进工作面需风量,m3/min
q瓦掘———掘进工作面瓦斯绝对涌出量,取0.5m3/min
k掘瓦———掘进工作面瓦斯涌出量不均衡系数,
炮掘取2.0,机掘取1.5。
②按炸药量计算:
Q掘=10/t[(ALS)0.5]=10/30[(30×800×16)0.5]=207m3/min。
式中:
Q掘———掘进工作面需风量,m3/min
T———排炮烟时间,30min
A———一次放炮最大炸药用量,取30㎏
L———排炮烟距离(取800m)
S———巷道断面,16m2
③按人数计算:
Q掘=4×N=4×40=160m3/min
式中:
Q掘———掘进工作面需风量,m3/min
N———掘进工作面同时工作的最多人数。
④按风速验算
按最低风速验算:
Q掘≥15S掘=15×16=240m3/min
式中:
S掘———掘进巷道断面积,15m2
按最高风速验算:
Q掘≤240S掘=240×15=3600m3/min
式中:
S掘———掘进巷道断面积,15m2
经验算11014下顺槽及切眼掘进工作面所需风量取值为240m3/min。
(3)局扇选型:
①11014上顺槽及切眼掘进工作面所需风量为240m3/min。
按设计局部通风机最长供风距离为1100m和风筒百米漏风率不超过2%计算:
Q局=Q掘÷(1-Y×L÷100)m3/min
Q局———局部通风机实际供风量,即掘进工作面所需风量与风筒实际漏风量之和,m3/min;
Q掘———掘进工作面所需风量,Q掘取240m3/min;
Y———上顺槽掘进工作面迎头所需风量取,Y=2%;
L———局部通风机通风最困难时期的供风距离,取1100m。
Q局=240÷(1-2%×1100÷100)=308m3/min。
②11014下顺槽掘进工作面迎头所需风量为240m3/min。
按设计局部通风机最长供风距离为1100m和风筒百米漏风率不超过2%计算,局扇需要风量为308m3/min。
局部通风机需要供风量Q局,可参照下表:
局扇功率(Kw)
≤11
2×11
28
2×15
2×18.5
2×22
2×30
2×55
局扇需供风量
(m3/min)
200
350
350
400
450
500
600
750
通过上述计算和上表比较,结合实际情况,11014上顺槽及切眼选用4台2×30Kw局部通风机、11014下顺槽选用4台2×30Kw局部通风机,均配合直径800mm抗静电、阻燃风筒向工作面供风能满足要求。
2、采煤工作面风量计算
11014工作面开采期间,根据分源预测法计算,预计该面瓦斯绝对涌出量为13.8m3/min。
(1)按瓦斯涌出量计算:
Q采=100×q瓦采×K采通×(1-K抽采率)/C(m3/min)
Q采=100×13.8×1.6×0.5/0.8=1380(m3/min)
式中:
Q采——工作面所需风量,m3/min;
q瓦采——工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min(绝对瓦斯涌出量13.8m3/min,其中抽采6.9m3/min);
K采通——采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数,机采面取1.6
K抽采率——工作面瓦斯抽放率,%(50%);
C——回风流中瓦斯管理浓度,%(集团公司按0.8%管理)。
(2)按工作面温度计算:
Q采=60×V采×S采m3/min
=60×1×15=900(m3/min)
式中:
S采——工作面平均通风断面,15m2。
V采——采煤工作面风速,取1m/s。
(3)按人数计算:
Q采=4×Nm3/min
=4×60=240(m3/min)
式中:
N——采煤工作面同时工作的最多人数,60人。
(4)按风速验算
①按最低风速验算
Q采≥15×S采m3/min
式中:
S采——工作面平均通风断面,15m2。
Q采≥15×15=225(m3/min)
②按最高风速验算
Q采≤240×S采m3/min
Q采≤240×15=3600(m3/min)
经验算:
工作面选定风量为1100m3/min,回采过程中根据实际情况及时调整风量。
风量计算表
项目
单位
指标
矿井瓦斯等级
级
煤与瓦斯突出出
工作面绝对瓦斯涌出量
m3/min
13.8
工作面相对瓦斯涌出量
m3/t
4.39
设计日产量
t
4535
同时工作最多人数
人
60
按瓦斯涌出量计算风量
m3/min
1380
按最大班人数计算风量
m3/min
240
按工作面温度计算风量
m3/min
900
选定风量
m3/min
1380
通风方式U型通风,采取顶板走向钻场加上隅角埋管抽采措施。
六、工作面瓦斯抽采设计
(一)抽采方案设计
抽采方案采用顶板走向钻孔抽采+上隅角埋管抽采
1、顶板走向钻孔抽采设计
在11014上顺槽距开切眼80m处施工1号顶板走向钻孔的钻场,沿1号钻场向外每隔85m施工1个钻场,共计6个钻场。
在每个钻场内施工8个顶板抽采钻孔,钻孔施工超前采煤工作面30m,预计最大抽采瓦斯量为7m3/min。
1#钻场钻孔原则如下:
孔号
孔径
㎜
孔深
m
终孔距煤层顶板
m
终孔距上风巷平距
m
1
113
80
70
18
10
2
113
80
18
15
3
113
80
18
20
4
113
80
18
25
5
113
80
18
30
6
113
80
20
35
7
113
80
20
40
8
113
80
20
45
9
113
80
70
20
50
10
113
80
20
55
2~6#钻场钻孔原则如下:
孔号
孔径
㎜
孔深
m
终孔距煤层顶板
m
终孔距上风巷平距
m
1
113
130
70
18
10
2
113
130
18
15
3
113
130
18
20
4
113
130
18
25
5
113
130
20
30
6
113
130
20
35
7
113
130
20
40
8
113
130
20
45
2、上隅角埋管抽采设计
为了进一步提高瓦斯治理效果,在顶板走向钻孔抽放的同时,对11014工作面采用上隅角埋管抽采采空区瓦斯方法。
上隅角埋管抽采管路管径计算:
预计瓦斯抽采量为1m3/min,抽采浓度按5%计算,则混合瓦斯量为20m3/min,平均流速取10m/s,则:
D=0.1457×(Q/U)1/2
式中:
D─抽采管路内径,m
Q─混合气体流量,m3/min
U─气体流速,m/s,取U=10m/s
经计算得:
D=0.206m
根据以上计算,上隅角抽采管路管径选用φ253毫米薄壁钢管
3、顶板走向钻孔抽采管径计算
顶板走向钻场抽采管路管径计算:
预计最大瓦斯抽采量为6m3/min,抽采浓度按20%计算,则混合瓦斯量为30m3/min,平均流速取10m/s,则:
D=0.1457×(Q/U)1/2
式中:
D─抽采管路内径,m
Q─混合气体流量,m3/min
U─气体流速,m/s,取U=10m/s
经计算得:
D=0.252m
根据以上计算,顶板走向抽采管路管径可选用φ253毫米薄壁钢管。
(二)抽采计量设计
在钻场安设一个φ150mm标准孔板流量计,同时每一个钻孔均要安设控制闸阀和测气嘴,用以单孔计量;在主管路安设一个φ254mm标准孔板流量计,孔板流量计进气侧必须安设放水排渣装置。
抽排区对孔板流量计挂牌管理,每天安排人员进行检测,并将检测参数(浓度、负压、压差等内容)如实填写在牌板和记录本上。
三、抽采系统管理要求
(1)抽排区在抽采干管低洼处安设自动放水装置,确保正常抽采条件下能自动放水,严禁采用关闭闸阀方式进行抽采管路放水工作。
在抽采支路上安全可靠位置安设控制闸阀。
(2)抽排区对抽采管路及其合茬部位、闸阀、放水装置等处的检查每周观测不少于1次,发现漏气、积水、堵塞等要及时处理。
(3)抽排管路不得与带电体接触,并与电缆要分开敷设,如分开有困难,二者间距不得小于300mm。
(4)所有作业人员要注意保护瓦斯抽放管路,以防碰撞损坏,一旦损坏要立即通知泵站司机停泵,采取措施进行处理。
七、防火设计
(一)煤层自燃发火倾向性及其火灾隐患分析。
7煤层自燃倾向性等级属二类,煤的自燃发火期为3~6个月。
(二)防灭火措施
本工作面防灭火措施采取采后集中灌浆措施。
1、因工作面开采煤层具有自燃发火性,故必须保持采区通风系统稳定,减少工作面上、下出口压差变化。
2、本工作面采用U型通风,上、下隅角必须严格执行作业规程,保证质量,以降低采空区漏风,同时采煤队加快工作面采煤推进度、减少工作面遗煤量。
3、井下使用的油料、棉纱、布头和纸都必须按《规程》有关规定加强管理,严禁乱堆、乱放、乱丢,空油桶及使用过的油料、棉纱、布头和纸等及时回收上井。
4、工作面过断层、破碎带期间,月推进度不得少于40m。
工作面过落差超过煤厚的断层时,必须提前50m对断层带采取注防火材料或注浆加固等措施,并跟顶或破顶回采。
5、工作面停采、收作,必须遵守以下规定:
(1)跟顶回采,严防漏顶或发生抽冒。
若发生漏顶或抽冒必须进行防火处理。
(2)不得在断层、破碎带或周期来压位置停采或收作。
(3)距收作或停采位置30m起,至收作或停采位置,对工作面采取洒浆防火措施。
6、工作面不得擅自停采,连续停采时间超过1周,必须制定防火措施并报集团公司备案。
严禁无计划停止灌浆或注氮,严禁破坏及擅自改变灌浆(注氮)管路。
7、工作面上隅角必须控制抽采,工作面埋管及上顺槽抽采管路内CO达到24ppm,必须停止抽采,经采取注水或注氮等有效措施后,方可恢复抽采。
8、工作面收作后,必须在45天内永久封闭。
(三)防灭火预测预报
1、工作面上隅角、回风流、采空区(测点必须进入采空区或煤岩体内不少于300mm),每小班必须检查1次;高冒地点、抽采支管、抽采巷道内,每天必须检查1次;工作面停采或收作,每天必须检查1次;检查内容包括CO,CH4,CO2及温度,并建立防火预测预报台账,并每天取气样化验一次。
2、加强邻近采空区封闭墙的防火检查,每周必须检查1次,一但发现自燃倾向,应采取措施进行处理。
3、管理制度:
(1)开采前必须建立防火灌浆系统和消防管路系统。
灌浆管路必须和工作面同时移交生产。
消防管路和防尘管路合用,水源要充足,每隔50m-100m安设一个三通阀门以方便使用。
(2)回采工作面严禁留《规程》规定以外的护顶煤、底煤和煤柱。
工作面遗煤及巷道浮煤要清理干净。
(3)采煤工作面收作时必须留有建筑密闭墙的位置;收作后,必须及时撤出设备,在45天内密闭注浆。
所有密闭墙均要保证质量、严密不漏风,墙外巷道要修好清理干净。
巷道口要设置栅栏警标。
密闭墙实行图、牌板和台帐管理。
(4)巷道高冒处采用预防性注浆或不燃物充填等措施进行防火处理并建立台帐,按预测预报要求定期检查。
(5)上顺槽回风侧设CO传感器。
八、监控设计
11014监控系统必须和工作面同时移交生产,各类传感器的安设数量及其安设位置,各自的报警点和断电点、断电范围见下表:
瓦斯传
感器
T0
T1
T2
Tv
T温
Tco
报警浓度
≥0.6%
≥0.6%
≥0.6%
≤0.25m/s或≥4m/s
≥26℃
≥24ppm
断电浓度
≥0.8%
≥0.8%
≥0.8%
/
/
/
复电浓度
<0.8%
<0.8%
<0.8%
/
/
/
安设位置
工作面
上隅角
上顺槽内距工作面上出口10米以内
上顺槽内距回风第一交汇点10~15米处
上顺槽内距回风第一交汇点10~15米处
上顺槽内距回风第一交汇点10~15米处
上顺槽内距回风第一交汇点10~15米处
复电方式
人工复电
断电范围
T0、T1、T2均为采煤工作面及其进、回风巷非本质安全型电器设备电源
附图:
1、通风抽采系统图
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- 11014 设计
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