综采工作面瓦斯治理方案文档格式.docx
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井下位置及四邻关系
回采对地面设施的影响
工作面上方与地面的相对高差约25~30m,工作面回采对上方区域有一定的影响,在回采过程中要加强对地面各类设施的检查,防止因采动影响。
走向长
(m)
1100
倾斜长
160
面积
(m2)
176000
煤层情况
煤层厚度(m)
1.33
煤层结构
煤层倾角
(°
)
19~21
简单结构
可采指数
1.00
变异系数(%)
13.21
稳定程度
基本稳定
1、位于龙潭组三段中部,上距长兴组底界23.04~44.7m,平均36.07m,下距M6煤层23.03~38.93m,平均29.22m。
2、为本区主要的可采层,煤厚0.9~1.33m,平均0.9m全区可采。
煤
质
情
水分Mad
(%)
灰分
Ad(%)
挥发分Vdaf(%)
高位发热量Qgr·
d
Mj/kg
碳含量C·
daf
全硫St·
Y
(mm)
工业牌号
2.01
10.18
7.54
27.54
26.79
4.31
层
顶
底
板
顶底板名称
岩石名称
稳定性评价
岩性特征
顶板
一般为粉砂岩、砂质粘土岩、泥质粉砂岩。
不稳定~较稳定
粘土岩、砂质粘土岩、砂质泥岩为主,粉砂岩男子粉砂岩次之。
强度指数:
多数30MPa,局部30~60MPa。
底板
一般为泥岩、炭质泥岩、粘土岩。
不稳定
泥岩、砂质泥岩炭质泥岩为主,局部有粉砂岩和细砂岩。
强度指数在30MPa
工瓦斯地质情况
1、工作面M2煤层埋深在~m之间,倾向回风顺槽埋深较小,采面运输顺槽顺槽埋深较大。
而根据实测瓦斯含量,工作面瓦斯含量自上而下方向含量逐渐增高。
因此M2煤的瓦斯含量大小受煤层埋深影响较大。
2、回采过程中绝对瓦斯涌出量的大小受煤层的破坏性程度影响较大。
3、有小构造、小褶皱附近煤层挤压破碎,回采过程中遇该构造带时,应加强局部防突措施。
4、该工作面为首工作面,根据掘进运输顺槽顺槽、回风顺槽时的瓦斯涌出情况,绝对瓦斯涌出量相对较小,但在回采过程仍然应加强瓦斯治理工作。
5、工作面内煤层的无软分层发育
影响回采的其它地质因素
煤尘
实测煤尘无爆炸危险
自燃倾向
实测煤层为二类自然煤层
突出情况
M2煤层未作煤与瓦斯突出等级鉴定,但按煤与瓦斯突出进行管理
煤质
无烟煤
地温
地温正常
地压
大地静力场型
储量计算
倾斜长(m)
煤厚(m)
容重
(t/m3)
准备煤量
(万t)
回采率(%)
可采储量
1080
172800
1.33
1.45
33.3
95
31.7
计算方法
煤层厚度变化较小,采用块段法计算。
二、矿井和工作面通风情况
矿井通风方式为分列式,通风方法为抽出式。
在一分区风井平硐安设两台主扇,其型号为:
FBCDZNO23型,2×
185KW对旋风机,对旋风机承担矿井一分区通风任务。
工作面通风状况:
*****综采工作面采用U型通风,工作面进风通风线路:
主平硐(副平硐)→运输顺槽顺槽(112运输石门)→*****运输顺槽→*****工作面。
回风线路为:
*****工作面→*****回风顺槽→111回风斜巷→回风平硐→地面。
三、矿井安全监测监控系统
矿井安全监测监控系统采用煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90NB型矿用综合安全监测监控系统,该系统有煤安MA标志,采用时分制分布式结构,由地面中心站、服务器、井上下分站、电源箱、各种智能传感器、断电器、传输电缆和系统软件组成,具有甲烷超限断电和风电、瓦斯闭锁功能;
具备屏幕显示监测、存储数据、打印报表功能;
系统主机或电缆发生故障时,系统中使用的分站能保证甲烷断电仪和风电闭锁的功能;
能实现多屏显示和超限断电与远程控制断电。
井上、下装有甲烷、温度、风速、设备开停、负压、风门开关等传感器,监测监控范围覆盖所有采掘工作面、主要硐室、主要进回风顺槽等地点,采掘工作面等区域实现了风电闭锁和瓦斯电闭锁。
四、瓦斯抽放系统
矿井在采区地面建有永久瓦斯抽采站,每个采区有封闭式和开放式抽采系统各一套,共有2BE4400-2BY4型高负压抽采泵2台(一台运行、一台备用),配套电机功率为132kW,有2BEC342型低负压抽采泵2台(一台运行、一台备用),配套电机功率为185kW。
两套抽采系统主管均为DN450mm的煤矿用焊接钢管,干管均为直径300mm的双抗聚乙烯管。
管径、管材符合安全设施设计要求。
高、低负压瓦斯管路均采用法兰和管接头连接的方式(便于装卸)
第二章工作面瓦斯涌出量预计
*****工作面瓦斯来源主要有本煤层、邻近煤层、采空区(含围岩)的瓦斯。
*****工作面瓦斯涌出量预测方法采取分源预测法。
*****工作面瓦斯涌出量:
根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018—2006)回采工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表达,以24h为一个预测圆班,其计算公式为:
q采=q1+q2+q3
式中:
q采——回采工作面相对瓦斯涌出量,m³
/t;
q1——开采层相对瓦斯涌出量,m³
q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m³
/t;
q3——采空区(含围岩)相对瓦斯涌出量,m³
一、开采层瓦斯涌出量
根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018—2006),薄及中厚煤层不分层开采时,开采层瓦斯涌出量,其计算公式为:
K1——围岩瓦斯涌出系数;
K1值选取范围为1.1~1.3;
全部垮落法管理顶板,碳质组分较多的围岩,K1取1.3;
局部充填法管理顶板K1取1.2;
全部充填法管理顶板K1取1.3;
K2——工作面丢煤瓦斯涌出系数,用回采率的倒数来计算,开采M2煤层的厚度在一分区平均厚度达1.33m,回采率取95%;
K2=1.05
K3——采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数,参照AQ1018-2006标准附录D选取,采用长壁后退式回采时计算公式如下:
K3=(L-2h)/L
L——工作面长度:
160m;
h——掘进巷道预排等值宽度m,按表D-1取值11.0;
b——巷道宽度:
4.5m。
K3=(L-2h)/L=(160-2×
11)/160=0.86
m——开采层厚度,取1.33m;
M——工作面采高,取1.33m;
W0——煤层原始瓦斯含量,13.52m³
Wc——运出矿井后煤的残存瓦斯含量,m³
参照AQ1018-2006标准附录C选取。
表D-1.巷道预排瓦斯带宽度值
巷道煤壁
暴露时间T/d
不同煤种巷道预排瓦斯带宽度h/m
瘦煤或焦煤
肥煤、气煤及长焰煤
25
6.5
9.0
11.5
50
7.4
10.5
13.0
100
12.4
16.0
150
14.2
18.0
200
11.0
15.4
19.7
250
12.0
16.9
21.5
300
23.0
H值亦可采用下式计算:
低变质煤:
h=0.808T
高变质煤:
h=(13.85×
0.01183T)/(1+0.0183T)
根据本矿煤质情况,设计选7m3/t.r,换算成原煤瓦斯含量经计算为3.68m³
/t。
q1=1.3×
1.05×
0.86×
1×
(13.52-3.68)=11.55m³
/t
二、邻近层瓦斯涌出量
邻近层瓦斯涌出有M6,根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018—2006),邻近层瓦斯涌出量计算公式为:
q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m³
mi——第i个邻近层煤层厚度m;
M——工作面采高m;
ηi——第i个邻近层瓦斯排放率,%,本矿采高小于4.5m参照AQ1018标准附录D.1选取;
W0i——第i个邻近层煤层原始瓦斯含量m³
Wci——第i个邻近层煤层残存瓦斯含量m³
/t,参照开采层选取。
因此邻近层M6煤层瓦斯涌出量为:
QM1——M6煤层相对瓦斯涌出量,m³
M6——M6煤层厚度,取2.27m;
M——M2煤层工作面采高,取1.33m;
η1——M6煤层瓦斯排放率(M2和M6的层间距为30m),按图D.1选取25%;
W01——M6煤层原始瓦斯含量,17.91m³
Wc1——M6煤层残存瓦斯含量,M6煤层挥发分为(Vr)/%为6.92~13.18选取3.68m³
qM1=(17.91-3.68)×
25%=3.6m³
1-上邻近层;
2-缓倾斜煤层下邻近层;
3-倾斜、急倾斜煤层下邻近层。
图D.1邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线
三、采空区(含围岩)瓦斯涌出量
根据经验,工作面正常回采时采空区相对瓦斯涌出量占开采层、围岩与临近层总和的10-20%,取15%,则*****工作面正常回采时采空区相对瓦斯涌出量为m³
qk=0.15×
(11.5+3.6)=2.27(m³
/t)
四、*****工作面瓦斯预测
根据上述分析,预测*****工作面正常回采时的相对瓦斯涌出量为17.37m³
见表2。
表2*****采面瓦斯来源预测表
来源地点
*****工作面涌出量
本层
11.5m³
邻近煤层
3.6m³
采空区
2.27m³
合计
17.37m³
按正常日产量2000t,最大日产量3000t计算,*****工作面正常回采时的绝对瓦斯涌出量为24.13m³
/min,最大绝对瓦斯涌出量36.19m³
/min。
见表3。
表3*****采面回采时的绝对瓦斯涌出量预测表
瓦斯涌出量预计
日产量(t)
相对瓦斯涌出量(m³
绝对瓦斯涌出量(m³
/min)
2000(正常)3000(最大)
17.37
24.13(正常)
36.19(最大)
第三章*****综采工作面瓦斯综合治理方案
一、基本情况:
*****采面走向长1100m,倾向长160m,开采面积:
172800m2(留有20m保护煤柱)煤层厚度:
1.33m,煤的容重1.45t/m3,煤炭储量33.3万t、回采率95%、可采煤量31.7万t,M2煤层瓦斯含量13.52m³
/t,从表3可以看出,M2煤层和邻近层瓦斯含量都比较大,所以必须加大瓦斯治理力度,从根本解决*****采面瓦斯问题。
二、瓦斯综合治理方案:
(一)通风
*****采面采用“U”型上行通风方式,工作面配风根据《煤矿安全规程》第一百
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