1063采面抽采达标评价报告doc.docx
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1063采面抽采达标评价报告doc
金沙县化觉乡金川煤矿
采面瓦斯预抽达标评价报告
编制人:
陈彬
审核:
李艳波
技术负责:
李艳波
机电矿长:
王焕
安全矿长:
杨恩付
生产矿长:
陈勇
矿长:
提启鑫
编制日期:
2013年10月25日
抽采达标报告评审
参加部门
负责人签字
日期
参加部门
负责人签字
日期
总工程师
矿长
生产矿长
技术科
安全矿长
安全科
机电矿长
通防科
会审意见:
总工程师意见:
签字:
日期:
矿长意见:
签字:
日期:
目录
一、前言...............................................3
二、基本概况...........................................4
三、主要瓦斯基础参数...................................11
四、1063采面工程进展及瓦斯抽放情况....................12
五、瓦斯抽采达标评价程序................................16
六、瓦斯抽采基础条件评价................................16
七、预抽采面煤层瓦斯效果评判............................19
(一)抽采钻孔有效控制范围界定.......................19
(二)抽采钻孔布孔均匀程度评价.......................19
(三)抽采瓦斯效果评价指标测定.......................19
1、评价单元划分...................................19
2、瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量.....................21
3、煤层可解吸瓦斯量...............................23
4、1063采煤工作面瓦斯抽采率计算..................24
5、1063工作面风速计瓦斯浓度......................26
(四)1063采面瓦斯预抽达标评价结论..................26
一、前言
为进一步落实各项规章制度,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1063采煤工作面安全生产,科学有效治理矿井瓦斯,根据《煤矿瓦斯抽采基本指标》和《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求,依据1063工作面瓦斯抽放设计和瓦斯各项参数资料,特编制1063采煤工作面瓦斯预抽达标评价报告。
已达到综合防治瓦斯体系,有效控制瓦斯事故,确保安全生产。
二、基本概况
1、矿井基本概况
金沙县化觉乡金川煤矿设计生产能力为15万吨/年,井田边界由拐点0、1、2、3的连线组成,其形状为矩形,长约1.2km,宽约0.9km,矿区面积1.0158km2,开采深度+900m~+750m。
矿井开拓方式为斜井开拓,矿井计有3条井筒,划分为一个水平,均以一个采区开采。
采用一条主斜井担负煤炭运输、进风等任务;用一条副斜井担负进风、铺设管线、运料、排矸、行人等任务;用一条风井专作回风之用。
矿井通风方式为中央并列式通风。
矿井通风方法为轴流抽出式。
矿井安装主扇风机两台,其中一台运转,一台备用。
主扇型号为:
FBCDZ№16型防爆轴流式风机。
主扇风量24~58m3/s,风压863~2268Pa,配套防爆电机功率为2×55kW。
矿井瓦斯等级为瓦斯矿井。
现已安设地面瓦斯抽放泵,其中高负压抽放泵两台,一台运转,一台备用,高负压抽放泵型号为:
2BEC-40瓦斯抽放额定负压为:
16KPa,额定流量为:
7200m3/h,;低负压瓦斯抽放泵两台,一台运转,一台备用,低负压抽放泵型号为:
2BEC-42,抽放额定负压为:
16KPa,额定流量为:
6000m3/h。
2BEC-40 水环真空泵性能参数表表1
转速
(r/min)
最大轴功率
(kW)
最低吸入绝压
(kPa)
抽气量
(m3/h)
进排气管径
(mm)
泵重
(kg)
890
185
16
6000
300
680
2BEC-42 水环真空泵性能参数表表2
转速
(r/min)
最大轴功率
(kW)
最低吸入绝压
(kPa)
抽气量
(m3/h)
进排气管径
(mm)
泵重
(kg)
890
132
16
7200
300
680
高负压抽放主管管径φ300mm、支管管径为φ160m,低负压抽放管主管径为φ300mm,支管管径为φ160m。
1063采面高、低负压瓦斯抽放支管与矿井瓦斯抽放高、低负压主管连接抽放,抽放系统正常运行,支管自动计量装置安装完善。
矿井瓦斯监测监控系统安装完善并正常运行。
矿井运输系统:
主井为皮带运输,副井为斜井串车提升放料。
2、1063采煤工作面基本概况
(1)、1063工作面范围及开采技术条件
1063回采工作面相对地面为旱地,无建筑物,地面标高+895m。
1063回采工作面所采煤层为C6号煤层。
厚度1.7~2.2m,平均2.0m,平均倾角为:
14°。
含1层粘土夹矸,夹矸厚度较小,一般在0.05~0.30m之间。
为稳定煤层,全部可采。
煤层顶板以细砂岩为主,底板为粘土岩。
煤层底板标高+851m~+875m。
1063采面走向长为:
160m,倾斜长平均为:
55m,采面面积为:
8800m2,煤炭储量为:
2.46万吨。
采用U型上行式通风方式。
(2)、工作面巷道布置方式
①运输顺槽为运输(进风)巷,沿煤层顶板掘进,用于运煤和进风。
该巷长160m,巷道方位角为:
2°。
②回风顺槽沿煤层顶板掘进,用于辅助运输及回风,该巷长352m,巷道方位角:
331°。
③开切眼:
距运输巷门子口160m与运输巷夹角为90°,与回风巷夹角为119°,该巷道为梯形断面,巷道长:
24m。
使运输巷与回风巷贯通,形成负压通风系统,即回采工作面。
(3)、1063工作面回采工艺
1063采面为走向长壁后退式采煤,爆炮落煤,刮板机运煤。
设计采高为1.40m~2.0m,沿煤层顶板采煤。
开切眼初期安装DW25-300/100型液压支柱配合HDJA-1200型π形钢梁进行顶板支护,上、下端头采用DW25-300/100型液压支护配合HDJA-1200型π形钢梁支护,超前支护使用液压支柱配合HDJA-1000型铰接顶梁支护(超前20m),运输顺槽选用1台DTL-65/20/2×22型可伸缩胶带运输机,工作面与运输顺槽采用1台SGB-420型刮板机转载,实现下顺煤流外运。
工艺过程为:
片帮严重或顶板破碎时要加强前探临时支护,其工艺过程为:
安全检查→打眼→装药→连线放炮→前探临时支护→攉煤→刮板运输机运煤→清货→推镏→打柱→回柱放顶。
(4)、1063工作面“一通三防”与安全监控
1)、工作面实际需要风量的计算
工作面实际需要风量根据瓦斯、工作面温度、炸药和同时工作的最多人数分别计算,取其中最大值进行风速验算,满足要求时,该最大值即是工作面实际需要的风量。
①采煤工作面的风量确定
炮采工作面的实际需要风量,应按稀释和冲淡工作面瓦斯涌出量要求,并考虑工作面气温、风速以及人数等因素分别进行计算后,采取其中最大值。
经分析和计算认为,本矿井地温不高,炮采工作面人数一般不超过25人,因此,影响工作面风量确定的主要因素是瓦斯涌出量和风速。
▲按瓦斯涌出量:
本次计算采用的瓦斯数据如下表4-2-1
一采区
采面瓦斯涌出量
(m3/min)
掘进瓦斯涌出量(m3/min)
矿井瓦斯涌出量(m3/min)
1.66
0.11
2.45
以上数据来自安全专篇。
Q采=100×q瓦采·K采通
式中:
Q采——采煤工作面实际需要的风量,m3/s;
q瓦采——采煤工作面绝对瓦斯涌出量,一采区开采时采煤工作面取1.66m3/min;
K采通——采煤工作面瓦斯涌出不均衡的备用风量系数,该数值应经过观察实测后取得;通常炮采工作面取1.4~2.0,取2.0;
将各参数代入上述公式得:
一采区
采面瓦斯涌出量
(m3/min)
风排瓦斯量(m3/min)
备用风量系数K
需风量(m3/s)
1.66
1.66
2.0
5.53
▲按工作面人员数量计算
Q采=4Nc
式中:
Nc——采煤工作面同时工作的最多人数,30人;
Q采=4×30=120m3/min=2.0m3/s
▲按炸药使用量计算风量。
Q采=Aj×b/t×c
式中:
Q采——回采工作面需要风量,m3/min;
Aj——回采工作面一次爆破所用的最大炸药量,取16kg;
t——通风时间,取20mim;
c——爆破通风后,允许工人进入工作面工作的CO浓度,一般取c=0.02%;
b——每公斤炸药爆破后生成有当量CO的量,根据炸药有毒气体国家标准,取b=0.1m3/kg。
Q采=16×0.1/1200×0.0002=6.67m3/s;
▲按风速验算
15×Sc≤Q采≤240×Sc
15×Sc=15×7.6=114<Q采
240×Sc=240×7.6=1824>Q采
根据上述计算,Q采=2.0m3/s~6.67m3/s,设计取其中的最大值6.67m3/s(400.2m3/min),按《煤矿安全规程》(2012版)规定,回采工作面最低风速>0.25m/s,最高风速<4m/s的要求,回采工作面Q采=6.67m3/s,风速为0.878m/s,满足要求。
②通风路线
地面新鲜风流→副井(主井)→井底车场→825轨道巷→1063运输巷→1063工作面。
清洗工作面乏风→1063回风巷→回风上山→经风井排至地面。
2)瓦斯防治
1瓦斯等级:
金川煤矿连续三年进行瓦斯等级鉴定均为瓦斯矿井。
2012年9月1日经毕节市长兴矿产开发有限公司鉴定,C6煤层最大瓦斯压力为0.15MPa,C6煤层坚固性系数为0.25。
C6煤层煤样的瓦斯放散初速度为20.95mmHg。
1063采面瓦斯防治实行开采解放层释放瓦斯,采取本煤层顺层抽放瓦斯作做补充。
1063采面运输顺槽和回风顺槽在掘进过程中,经采取顺层抽放,并加强局部防突考察,达到消突效果。
②瓦斯检查
工作面设专职瓦斯检查员。
瓦斯检查员要对本区域的抽放设施进行认真检查,发现管路漏气、积水要及时处理,以防影响抽放效果。
运输顺槽、回风顺槽、机电设备处、抽放钻场分别设瓦斯检查牌板。
检查地点:
①运输顺槽距工作面煤壁10m;②工作面内距运输顺槽10m;③工作面距回风顺槽门口10m~15m范围内;⑤工作面上隅角;⑥回风顺槽距工作面煤壁10m范围内;。
上述地点每班至少检查3次,机电设备和瓦斯抽放钻场(分别测抽放孔)每班至少检测2次,如实填写瓦斯牌板,同时汇报调度室,瓦斯浓度变化地点要随时检查。
重点检查区域:
工作面上头20m范围内、上隅角、上隅角至回风顺槽出口外10m范围内、工作面最高点两侧各10m范围内。
跟班队长、班长、放炮员、安全员、电钳工要佩戴便携式甲烷自动检测报警仪。
③瓦斯监控
在工作面上隅角设置便携式甲烷检测报警仪及甲烷传感器;在工作面回风顺槽距工作面上出口不大于10m范围内设置甲烷传感器;在回风顺槽设置甲烷传感器;在回风顺槽口以里10m~15m设置甲烷传感器、温度传感器、一氧化碳传感器和风速传感器各一台。
传感器应垂直顶板悬挂,距顶板(顶梁)不大于300mm,距巷道上帮不得小于200mm,维护方便,不影响行人和行车。
④瓦斯防治
加强1063工作面通风,及时回柱放顶,确保采面控顶距。
上隅角挡矸柱沿弧形砌体墙打设,消除上隅角,不给上隅角留有瓦斯积存空间,保证回柱放顶后尾巷充填严实。
加强采面上隅角尾巷埋管抽放瓦斯。
杜绝瓦斯超限。
⑤瓦斯抽放
从采面停采线外20m以里至采面切眼,在运输顺槽和回风顺槽布置顺层抽放钻孔连管抽放。
支管管径为Φ160mm。
抽放钻孔间距为4m,抽放钻孔封孔长度为10~75m,有效控制1063采面回采范围。
具体见1063抽放钻孔成果图。
三、主要瓦斯基础参数
根据《贵州省金沙县化觉乡金川煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》及现场实测:
1、C6煤层破坏类型为Ⅲ类;
2、C6煤层坚固性系数为0.25;
3、C6煤层煤样的瓦斯放散初速度为20.95mmHg。
4、1063采面井下选择沿回采工作面推进方向每间隔30m布置1个检验测试点测量煤层残余瓦斯含量,实际测量结果为W=3.2~3.39m3/t;另对煤层瓦斯含量计算
计算公式
(6)
式中 X-煤层瓦斯含量,m3/t;
Aad,Mad,Vdaf-煤中的灰分、水分、挥发分,%;
P-实测瓦斯压力,kgf/cm2(矿井无实测资料,查手册P=0.02H~0.1H,H为煤层距地表的垂深,根据类似矿井实测数据,按P=0.07H计算);
a=2.4+0.21Vdaf;
b=1-0.004Vdaf;
en—温度系数;
e—自然对数底;
;
t—温度,21℃;
fn—煤的孔隙率,%,查表得fn=4.6;
γ—煤的容重,t/m3;
Ky—相当于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数,查表得Ky=1.02。
K16煤层瓦斯含量计算见下表
K16煤层瓦斯含量及常数计算表表4
煤层
Mad (%)
Aad (%)
Vdaf(%)
a
b
P (kgf/cm2)
en
γ (t/m3)
X (m3/t)
C6
1.06
19.49
13.0
5.13
0.95
19.00
1.45
1.50
7.99
5、C6煤层的透气性系数为2.941~10.347之间,根据煤层透气性系数评价,本矿C6煤层属于可以抽放~容易抽放煤层;
6、钻孔瓦斯涌出初速度:
0.46~0.63L/min;
7、抽放半径:
瓦斯含量为5.0~7.99m3/t的情况下,抽放时间为30天时,实测有效抽放半径为1.5m,当抽放期超过60天时,实测有效抽放半径可达2m。
四、1063采面工程进展及瓦斯抽放情况
1063回采工作面运输巷顺层施工钻孔参数表表6
孔号
与工作面顶板夹角
与工作面运输巷夹角
孔长
(m)
终孔与工作面顶板距离(m)
终孔与上顺槽距离(m)
1
13°
60°
40(±5)
1.5
15
2
12°
60°
40(±5)
1.0
15
3
13°
60°
40(±5)
1.5
15
4
12°
60°
40(±5)
1.0
15
5
13°
60°
40(±5)
1.5
15
6
12°
60°
40(±5)
1.0
15
7
13°
60°
40(±5)
1.5
15
8
12°
60°
40(±5)
1.0
15
9
13°
60°
40(±5)
1.5
15
10
12°
60°
40(±5)
1.0
15
11
13°
60°
40(±5)
1.5
15
12
12°
60°
40(±5)
1.0
15
13
13°
60°
40(±5)
1.5
15
14
12°
60°
40(±5)
1.0
15
15
13°
60°
40(±5)
1.5
15
16
12°
60°
40(±5)
1.0
15
17
13°
60°
40(±5)
1.5
15
18
12°
60°
40(±5)
1.0
15
19
13°
60°
40(±5)
1.5
15
20
12°
60°
40(±5)
1.0
15
21
13°
60°
40(±5)
1.5
15
22
12°
60°
40(±5)
1.0
15
23
13°
60°
40(±5)
1.5
15
24
12°
60°
40(±5)
1.0
15
25
13°
60°
40(±5)
1.5
15
26
12°
60°
40(±5)
1.0
15
27
13°
60°
40(±5)
1.5
15
28
12°
60°
40(±5)
1.0
15
29
13°
60°
40(±5)
1.5
15
30
12°
60°
40(±5)
1.0
15
31
13°
60°
40(±5)
1.5
15
32
12°
60°
40(±5)
1.0
15
33
13°
60°
40(±5)
1.5
15
注:
设计钻孔参数在现场实际作业中会出现误差、发生变化,钻孔参数已现场实际情况为准。
1063采面于2013年7月份上旬切眼贯通,形成采面系统,全部连管抽放,至2013年10月25日,预抽时间最短的钻孔已抽放90天。
在1063运巷掘进时,掘进区域条带实行先抽后掘进,并对采面顺层抽放管提前封孔预抽,1063运巷掘进用时2个月。
预抽时间最长钻孔已抽放105天。
钻孔查瓦斯抽放记录,1063采面顺层钻孔平均抽放浓度为6.5%,抽放瓦斯平均纯流量为0.15m3/min,从连管抽放时间按抽放105天计算,顺层钻孔总抽放瓦斯量为0.95万m3。
另风排瓦斯量按配风量400m3/min,实测平均瓦斯浓度为0.1%,风排时间按3个月计算,则1063风排瓦斯量为0.45万m3。
五、瓦斯抽采达标评价程序
1063采面抽采瓦斯应对瓦斯抽采的基础条件和抽采效果进行评价。
在基础条件满足瓦斯先抽后采的基础上,再对抽采效果是否达标进行评价。
六、瓦斯抽采基础条件评价
根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》矿井瓦斯抽采基础条件包含8项内容。
对金川煤矿瓦斯抽采基础条件的评价具体见下表:
金川煤矿瓦斯抽采基础条件的评价表7
序号
规定项目
具体情况
符合性
1
建立瓦斯抽放系统,且瓦斯抽放系统正常、连续运行。
金川煤矿地面安装高、低负压抽放泵各两台,1台工作,1台备用。
高负压抽放泵型号:
2BEC-42,低负压抽放泵:
2BEC-40。
高、低负压瓦斯抽放泵运转正常。
符合
规定
2
制定瓦斯抽采规划和年度计划
矿已制定瓦斯抽采规划和年度计划
符合
规定
3
编制矿井瓦斯抽采达标工艺方案设计、采掘工作面瓦斯抽采施工设计。
已编制了矿井抽采达标工艺方案设计、编制了1066采面瓦斯抽采施工设计。
符合
规定
4
瓦斯抽采工程必须严格按设计施工,并应当进行验收,有齐全完整的验收资料,竣工验收资料真实、可靠,并有相关责任人签字
资料齐全、完整,有相关责任人签字。
符合
规定
5
建立矿井瓦斯抽采达标自评价体系和瓦斯抽采管理制度
矿井成立了以矿总工程师为首的抽采达标领导小组,下设技术设计组、施工组、验收组、效果检验评价组。
瓦斯抽采制度完善。
符合
规定
6
瓦斯抽采泵站能力和备用泵能力、抽采管网能力满足抽采达标的要求。
运行泵的装机能力与瓦斯抽采达标时应抽瓦斯量对应工况流量的2倍,有同等能力的备用泵。
预抽瓦斯钻孔的孔口负压一般达13KPa以上。
抽采泵及管网能力满足抽采达标要求。
符合
规定
7
抽采计量测点、计量器具符合计量标准和规范要求,无超期使用,计量准确。
使用自动计量流量传感器计量瓦斯抽放参数,在主管、支管及支管与钻场连接处装设自动计量装置。
每个抽采钻孔的连接管上均留设钻孔抽采负压和瓦斯浓度的观测孔。
计量仪器仪表配备数量满足矿井通风安全装备要求,计量仪器均定期校核
符合
规定
8
具有抽采效果评价用相关测试条件
有钻孔瓦斯涌出初速度测定仪,有WP-1井下煤层残余瓦斯含量快速测定仪、取样钻机、封孔测压仪表、瓦斯浓度检测仪,相关指标测定符合要求。
符合
规定
瓦斯抽采基础条件评价结论:
矿井瓦斯抽采基础条件满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求,抽采基础条件达标。
7、预抽采面煤层瓦斯效果评判
(一)抽采钻孔有效控制范围界定
1063采面抽放是顺层钻孔抽放,预抽钻孔的有效范围界定按钻孔长度方向的控制边沿线、最边缘2个钻孔及钻孔开口位置的连线确定。
钻孔长度方向的控制边缘线为钻孔有效深点的连线,相邻有效钻孔中较短孔的终孔点作为相邻钻孔有效孔深点。
从1063采面顺层抽放钻孔成果图可见,1063采面的预抽钻孔均控制整个采面开采块段的煤层,并超出停采线外15m,控制范围符合规定要求。
(2)抽采钻孔布孔均匀程度评价
1063采面抽放设计顺层抽放钻孔间距为4m。
现场检查,抽放钻孔布孔位置符合抽放设计要求,施工开口位置均匀。
检查各钻孔施
工记录,1063回采工作面运巷顺层施工钻孔参数符合设计要求。
抽放钻孔布孔均匀程度评价合格。
(三)抽采瓦斯效果评价指标测定
1、评价单元划分
将钻孔间距基本相同和预抽时间基本一致(预抽时间差异系数下于30%)的区域划分为一个评价单元,对每个评价单元进行瓦斯抽采达标评价。
预抽时间差异系数为预抽时间最长的钻孔抽采天数减去预抽时间最短的钻孔抽采天数的差值与预抽时间最长的钻孔抽采天数之比。
预抽时间差异系数按公式(7)计算:
(7)
式中:
:
预抽时间差异系数%;
:
预抽时间最长的钻孔抽采天数,d;
:
预抽时间最短的钻孔抽采天数,d
1066采面预抽时间差异系数表表8
抽放
地点
最外侧钻孔开始抽放时间
最里侧钻孔开始抽放时间
抽采效果评价时间
预抽时间最长的钻孔抽采天数(d)
预抽时间最短的钻孔抽采天数(d)
预抽时间差异系数
(%)
1063运输巷
2013年7月10日
2013年7月25日
2013年10月25日
105
90
0.14
1063采面运输巷钻孔预抽时间差异系数均小于30%,所以1063采面运巷钻孔预抽范围可作一个评价单元,即1063采面作为一个评价单元进行评价,符合要求。
2、瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量
瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量按公式(8)计算:
(8)
式中:
--煤的残余瓦斯含量;m3/t;
--煤的原始瓦斯含量,m3/t;
--评价单元参与计算煤炭储量,t;
--评价单元钻孔抽放瓦斯总量;m3
评价单元参与计算煤炭储量G按公式(9)计算:
(9)
式中:
L--评价单元煤层走向长度,m;
--评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度,m;
、
--分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度,m;
、
--分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度,m;
--抽采钻孔的有效影响半径,m;
--评价单元平均煤层厚度,m;
--评价单元煤的密度,t/m3
、
、
、
可参照下表(9)中的数据确定。
巷道预排瓦斯等值宽度参考表表9
巷道预排瓦斯等值宽度
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