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第一章工作面概况
一.110816回采工作面概况
110816采煤工作面西邻本煤层,南到110810采空区,东部为110808采空区工作面,对应地面标高为+2150m,距地表垂深为290m。
工作面由南向北推进,至110816联络上山巷止,工作面平均走向长为260m,倾斜长65m,煤层平均厚度1.4m,煤层平均倾角6°
,煤层硬度f=2~3,容重1.3t/m3。
工作面剩余回采煤量3.2万吨。
预计回采期为6个月。
110816采煤工作面采用走向长壁式采煤法进行巷道布置及回采,采用风镐落煤方式,一次采全高,循环进度:
1.2米。
二、煤层及瓦斯情况
C8煤层煤种属特低全水分、中灰分、中等挥发分、特低硫、低磷、中高热值、弱粘结性、较高软化温度灰、中等流动温度灰煤。
。
对应地面受工作面采动影响范围内无房屋。
(1)、煤层赋存条件:
110816工作面煤层平均煤厚1.4m,煤层平均倾角6°
C7煤层层位稳定,中上部常含上细下粗的两层高岭石泥岩夹矸,夹矸厚约在0.02m~0.05m,间距0.10m~0.20m;
煤层顶板主要为一套浅灰色中厚层状粉砂岩,间夹有菱铁岩。
全区稳定,特征明显,钻孔、生产井下及野外极易辨认。
(2)地质构造情况:
该工作面有1条小型断层,导致煤层赋存发生一些变化,对回采及顶板管理有一定影响。
(3)、瓦斯及水文地质条件:
根据矿井开采历史及井巷掘进期间的情况分析,该工作面水文地质类型较为简单无水害威胁。
(4)、工作面煤炭运输采用刮板输送机,运输顺槽运输采用刮板输送机和皮带联合运输,其运输能力完全能满足生产需要。
(5)、2015年瓦斯等级鉴定结论本矿为高瓦斯矿井,相关数据为:
最大相对瓦斯涌出量22.53m3/t,最大绝对瓦斯涌出量3.39m3/min,最大相对二氧化碳涌出量9.77m3/t,最大绝对二氧化碳涌出量1.47m3/min。
据《云发煤矿瓦斯抽采工程设计说明书》中编制《云南省曲靖市富源县竹园镇云发煤矿煤层瓦斯参数测定报告》,测定项目包括C6、C8、C9、C11、C13、C15b、C16煤层的瓦斯含量、煤层瓦斯压力、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的坚固性系数和瓦斯放散初速度等基础参数,如下表:
表2-1-2矿井各煤层瓦斯含量表
云南省富源县竹园镇云发煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定结果
序号
名称
C8
C9
C11
1
瓦斯压力(Mpa)
0.32
0.45
0.35
2
煤体坚固性系数f
0.20
0.21
0.24
3
瓦斯放散初速度△p
21.20
13.9
15.40
4
煤的破坏类型
Ⅲ
Ⅱ
5
吸附常数a(m3/t)
16.43
6
吸附常数b(Mpa-1)
0.89
0.92
0.91
7
孔隙率(%)
3.541
5.545
4.305
8
真密度(t/m3)
1.3331
1.2479
1.1406
9
视密度(t/m3)
1.2859
1.1787
1.0915
10
分析基水分/Mad(%)
0.93
0.9
0.71
11
分析基灰分/Aad(%)
9.28
6.54
11.83
12
分析基挥发分/Vad(%)
21.63
23.39
20.99
13
分析基固定碳FCad(%)
68.16
69.14
66.47
14
钻孔瓦斯流量衰减系数
(d-1)
0.047
0.049
0.027
15
煤层透气性系数(m2/MPa2·
d)
1.59
0.073
0.813
16
瓦斯含量(m3/t)
3.39
4.62
3.51
三、工作面煤层煤质情况
110816采煤工作面所回采的C8煤层位于龙潭二段中部部,上部均为不可采煤层,下距C9煤层顶板约17m。
煤层厚0.75m~1.4m,平均厚1.4m,煤层层位稳定,中上部常含上细下粗的两层高岭石泥岩夹矸,夹矸厚约在0.02m~0.05m,间距0.10m~0.20m;
四、煤的工艺特性
1、可选性能:
煤的可选性能见表2-4。
五件大样和一件小筛分样与小样工业用途是吻合的,见表2-5。
在综合分析的基础上,采用类比法确定其他煤层的工业用途,依
据充分,结论如下:
炼焦用煤有:
C7、C8、C9、C15、C16等5层。
动力用煤有:
C11、C13、C14、C18、C19-1、C19-2、C21-2、C22-2、C23、C24等10层。
C11、C13煤层属过渡型煤层,因灰分高,精煤回收率低,煤质变
化大,仅能作动力用煤。
C16煤层,煤质变化较大。
对可选性及精煤回收率而言,用1.4比重液C9煤层属易选煤,C8、C16属很难选煤。
2、燃烧性能(见表2-6)
(1)发热量(Qgr,ad):
炼焦用煤变化范围介于26.73-31MJ/Kg之间,动力用煤介于24.49-27.81MJ/Kg,发热量与灰分成反比关系。
(2)灰分成分与灰熔点:
各煤层的灰分成分中,以SiO2和Al2O3为主。
炼焦用煤SiO2占59-69%,Al2O3占10-24%;
动力用煤SiO2占44-75%,Al2O3占16-21%。
Fe2O3、CaO、MgO、SO3的总量占17-37%,皆属酸性。
SiO2在C18煤层以上较高,其下变低,Fe2O3、SO3在C18煤层以上较低,往下变高。
灰熔点(T2):
缺C21-1、C22-2资料,C7、C8、C9、C15、C19-2、C23、C24煤层变化介于1360度-1425度之间,属难熔级灰分,C11、C13、C14、C16、C18、C19-1煤层变化介于1460度->1500度属耐火级灰分。
煤类
综合上述,将区内各煤层的工业类型归纳如下
C7煤层属中灰、高热值、中等挥发份、特低硫、低磷煤。
C8煤层属中灰、高热值、中等挥发份、特低硫、低磷煤。
C9煤层属低灰、高热值、中等挥发份、特低硫、低磷煤。
C11煤层属中灰、高热值、中等挥发份、特低硫、低磷煤。
C13-2煤层属中灰、中热值、中等挥发份、特低硫、低磷煤。
C14煤层属中灰、高热值、中等挥发份、特低硫、低磷煤。
C15煤层属中灰、高热值、中等挥发份、特低硫、低磷煤。
C16煤层属中灰、高热值、中等挥发份、低硫、低磷煤。
C18煤层属中灰、高热值、中等挥发份、低硫、低磷煤。
C19-1煤层属中灰、高热值、中等挥发份、中高硫、低磷煤。
C19-2煤层属中灰、中热值、低挥发份、高硫、低磷煤。
C21-2煤层为中灰、高热值、低挥发份、高硫、低磷煤。
C22-2煤层属中灰、中热值、中等挥发份、高硫、低磷煤。
C23煤层属中灰、中热值、中等挥发份、高硫、低磷煤。
C24煤层属高灰、中热值、中等挥发份、高硫、低磷煤。
矿区内各煤层按中国煤炭分类国家标准(GB5751-86)分类指标,挥发分(Vdaf)除C19-2、C21-2煤层小于20%外,其它煤层均20-28%之间,胶质层(Y)均小于25mm,煤类均为焦煤大类,由于缺乏粘结性指数指标,具体煤质牌号无法确定(原报告确定为主焦煤)。
第二章120802回采工作面采取的瓦斯抽放情况
110816回采工作面的瓦斯采用高低负压瓦斯抽放,利用地面抽放系统进行抽放。
1、抽放系统
云发煤矿矿井地面建有永久性负压瓦斯抽放泵站,分高低两种环保水环式真空抽放泵,高低负压备用泵各一台,(高负压)抽放泵型号为2BEC-42型高效节能水环式真空泵,(低负压)抽放泵型号为ZBW-30水环式真空泵,实现了高低负压抽放,抽放主管径为φ315㎜,从地面接至回风上山,支管径φ200㎜从主管接至本采煤工作面回风巷。
2、工作面瓦斯抽放钻孔布置
1)本煤层顺层孔
110816回采面顺层钻孔采取在采面回风巷、运输巷沿煤层倾向打的倾斜钻孔,钻孔深度为40-60m,孔间距2.5-3.5m,孔径75mm,瓦斯抽放半径3m,采用玛丽散(聚氨酯)封孔,封孔深度8m。
110816采煤工作面本煤层高负压瓦斯抽放钻孔参数表
钻孔深度m
钻孔方位角
钻孔倾角
抽放半径
封孔长度
备注
40-60
228-255°
225-195°
6°
、-6°
3m
8m
煤层厚度≤0.3m地段不施钻
3.110816工作面瓦斯抽放参数及效果:
根据110816采煤工作面钻孔施工和竣工图,该工作面施工的顺层钻孔预抽煤层条带瓦斯区域防突措施孔间距3米,钻孔沿回风巷、运输巷倾向方向平行于工作面方向布置符合煤矿瓦斯抽采的相关标准和规定,所有钻孔施工过程中未出现卡钻、顶孔等异常现象,钻孔孔深40-60米;
呈扇形布置预抽工作面及周围煤体的瓦斯。
110816工作面掘进时已经对两巷轮廓线外20m范围煤层进行了抽放瓦斯,工作面经预抽瓦斯后,回采区域内无抽放空白带。
(1)110816采煤工作面回风巷的瓦斯钻孔抽放负压为-13kPa,抽放浓度为30-50%,共布置本煤层平行孔140个),从2017年6月布置开始抽采,钻孔抽放时间30-120天,抽采范围:
工作面及巷道轮廓外40-60m.
(2)110816采煤工作面机巷的瓦斯钻孔抽放负压为-13kPa,抽放浓度为30-50%,共布置140个抽放孔,从2017年6月布置开始抽采,钻孔抽放时间30-120天,抽采范围:
第三章工作面煤层瓦斯参数测定情况
一、瓦斯压力、含量参数测定
(1)对工作面范围残余瓦斯含量和压力等参数的测定:
2017年9月8日,我矿人员在110816运输巷往里60m、120m、180m、240m处采集煤样进行残余瓦斯含量测定,测试钻孔深度为35m,煤样测试结果分别为:
W(吨煤瓦斯含量)=1.156m3/t、1.105m3/t、1.125m3/t、1.206m3/t,小于C8煤初始瓦斯含量1.39m3/t,瓦斯压力为0.032Mpa、0.098Mpa、0.065Mpa、0.067Mpa,小于C8煤初始瓦斯压力0.190Mpa;
根据上述数据可以看出工作面瓦斯抽放效果显著。
(2)110816采煤工作面瓦斯参数测定钻孔布置情况分别见后所附的《110816回采工作面实验煤样取芯孔、取芯孔设计布置图》(图1)
第四章工作面瓦斯抽放率计算
一、110816采煤工作面煤层瓦斯预抽率按下式计算。
N=Qc÷
Q气×
100%
式中:
N——煤层瓦斯预抽率,%;
Q气——煤层瓦斯储量,m3;
Qc——已抽瓦斯量,m3。
1、110816采煤工作面煤炭储量:
V=3.2万吨
2、110816采煤工作面瓦斯储量:
Q=V×
W×
K=3.2×
1.39×
1=4.448万m3
Q--工作面瓦斯储量,万m3;
W--工作面原始瓦斯含量,m3/t;
K--工作面瓦斯涌出系数。
3、瓦斯抽采量
Qc=Q气-Q残=4.448-1.39×
(1.156+1.105+1.125+1.206)÷
4=3.511万m3
Q气--煤层瓦斯储量,万m3;
Q残--工作面残余瓦斯含量,m3/t;
4、110816采煤工作面煤层瓦斯抽放率:
N=(Qc+风排(忽略不计))÷
则:
N=3.511÷
4.448×
100%=78%
第5章结论
1.110816采煤工作面煤层原始瓦斯含量为1.39m3/t,瓦斯原始压力为0.12MPa,通过抽放后,110816采煤工作面范围煤层瓦斯含量最大为1.156m3/t,小于1.39m3/t;
煤层瓦斯压力最大为0.098Mpa,小于0.12Mpa,工作面无突出危险性,可以判定工作面工作面抽采达标。
2、矿井煤层瓦斯绝对涌出量为3.39m3/min,采煤工作面瓦斯抽采率为78%。
符合矿井瓦斯抽采率达标指标规定,见下表。
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
3、110816采煤工作面瓦斯抽放钻孔在施工过程中,无顶口、瓦斯增大、卡钻等异常情况。
4、110816采煤工作面本煤层瓦斯抽放钻孔布局合理,符合瓦斯抽放相关规程规定。
5、经采取瓦斯抽放后,110816采煤工作面回采区域内无抽放空白带,整个回采区域已经全部进行了瓦斯抽放并达标。
综上所述,110816采煤工作面瓦斯抽采率和抽放钻孔布置符合规定要求,故判定该工作面瓦斯抽采达标。
附:
1、煤层残余瓦斯测定钻孔布置图
2、煤样瓦斯含量测定实验报告单
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