工作面抽采达标评判分析方案.docx
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工作面抽采达标评判分析方案
八连城煤矿
21901工作面抽采达标评判报告
编制单位:
八连城煤矿
通风科
2018年2月22日
21901工作面抽采达标评判报告
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21901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21901工作面瓦斯抽放设计和瓦斯各项参数资料,特编制21901工作面瓦斯抽采达标评判报告。
一、21901工作面简况
1、工作面范围及开采技术条件
21901回采工作面位于西二区南侧,西邻F78号断层,东至西三区专用回风巷保护煤柱,南部为采区边界,北邻F78号断层和FD141号断层。
21901回采工作面相对地面为水田、旱田,并有一条公路从中穿过,地面标高+25.7m~+33.7m。
21901回采工作面所采煤层为19号煤层,煤层厚度2.60~4.00m,平均厚度3.50m。
局部有两层夹石,不稳定,厚度0.10~0.60m,煤层总体走向北东,煤层倾角平均4°该煤层煤质较好,为半亮-半暗型,煤层灰分29.31%,发热量20.50MJ/Kg,煤层底板标高-470.3m~-541.6m。
2、工作面巷道布置方式
<1)运输顺槽为运输<入风)巷,沿煤层顶板掘送,用于运煤和入风。
该巷长1545m,巷道坡度为:
1°~7°。
<2)回风顺槽沿煤层顶板掘送,用于辅助运输及回风,该巷长1650m,巷道坡度为:
0°~6°。
<3)第一开切眼:
距运输巷门子口1350m与回风巷夹角为90°,与运输巷夹角为90°,该巷道为矩形断面,巷道长:
141m。
<4)第二开切眼:
该开切眼沿煤层顶板掘送,与回风巷夹角为91°,与运输巷夹角为89°,开切眼为矩形断面,开切眼长:
101m。
3、工作面回采工艺
该面为走向长壁后退式综合机械化采煤:
设计采高为2.60m~3.60m,沿煤层顶板割煤。
开切眼初期安装61部ZY6000/16.5/38D掩护式液压支架,随着工作面推进工作面逐渐延长,待推进68m后工作面共安装85部ZY6000/16.5/38D掩护式液压支架。
下端头采用ZTZ18300/18/38中置式端头液压支架<一组)支护。
工作面选用MG450/1040-WD双滚筒采煤机落煤,滚筒直径2.0m,截深0.70m。
工作面选用SGZ764/630刮板运输机运输。
回风顺槽选用1台JWB-75J型无极绳绞车和1台SDJ-28型多用双速绞车联合辅助运输。
运输顺槽选用2台DSJ100/63/2×75型可伸缩胶带运输机,工作面与运输顺槽采用1台SZZ764/200型桥式转载机<转载机后布置ZT18300/18/38中置式端头液压支架一组推移桥式转载机)实现下顺煤流外运。
工艺过程为:
采煤机斜切进刀→割三角煤→采煤机下<上)行割煤、装货→追机顺序移架、推刮板运输机→清货
片帮严重或顶板破碎时要伸出伸缩梁<或超前移架),其工艺过程为:
伸出伸缩梁<或超前移架)进行超前维护→采煤机下<上)行割煤、装货→顺序推刮板运输机→清货
4、“一通三防”与安全监控
1)通风系统
①风量计算与选择
按瓦斯涌出量计算:
Q=100qK=100×8.23×1.2=987.6m3/min
式中:
Q—采煤工作面实际需要风量,m3/min;
100—单位瓦斯量,以回风流瓦斯浓度不超过1%的换算值,取100;
q—采煤工作面的平均绝对瓦斯涌出量,m3/min,21901工作面为19号煤层,煤层厚度与中央采区回采工作面基本相同,参照11902工作面正常回采期间绝对瓦斯涌出量29.4m3/min,其中管路排放占72%,风排占28%,29.4m3/min×28%=8.23m3/min,风量计算取8.23m3/min
K—采煤工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数<正常生产时连续观测一个月,最大绝对瓦斯涌出量和平均绝对瓦斯涌出量的比值),计算结果为1.2
按工作面温度计算:
Q=60VS=60×1.2×13.3=957.6m3/min
式中:
Q—采煤工作面实际需要风量,m3/min;
V—工作面风速,m/s,取1.2m/s;
S—工作面平均断面面积,取13.3m2;
工作面空气温度t<℃)
工作面风速v
煤层厚度<1.5m
煤层厚度1.5~3.5m
<15
0.3~0.4
0.3~0.5
15~18
0.5~0.7
0.5~0.8
18~20
0.8~0.9
0.8~1.0
20~23
1.0~1.2
1.0~1.3
23~26
1.5~1.7
1.5~1.8
26~28
2.0~2.2
2.0~2.5
按工作面最多人数计算:
Q=4N=4×27=108m3/min
式中:
Q—采煤工作面实际需要风量,m3/min;
4—每人每分钟不低于4m3/min的配风量;
N—采煤工作面同时工作的最多人数,取27人;
按风速进行验算:
<1)按最低风速验算,采煤工作面最低风量:
Q≥60×0.25S=15S=15×13.3=199.5m3/min
式中:
S—采煤工作面平均有效断面面积,㎡,取13.3㎡;
<2)按最高风速验算,采煤工作面最高风量:
Q≤60×4S=240S=240×13.3=3192m3/min
式中:
S—采煤工作面平均有效断面面积,㎡,取13.3㎡;
5、根据上述计算结果,确定采煤工作面实际需要风量为1000m3/min
②通风路线
地面新鲜风流→副井→井底车场→胶带机上山→南翼集中运输巷→西部皮带巷→21901运输巷→21901工作面。
清洗工作面乏风→21901回风巷→西二采区专用回风巷→西部总回风巷→经西风井排至地面。
2)瓦斯防治
①瓦斯抽放系统
采取顶板穿层打钻抽放
在21901工作面回风顺槽每隔24m有一个钻场,用ZDY1200S 采取尾巷浮抽 采用软笼与抽放管路连接,软笼的一端接到工作面回风顺槽的抽放管路上,另一端伸到工作面的上隅角对上尾巷以里空区高浓度瓦斯进行抽放。 巷道施工天井尾巷埋管抽放 在工作面回风顺槽每隔8m向顶板方向施工一个与水平面呈90°夹角的圆形天井。 在采空区埋设一趟6寸管路,在天井内设置立管,站柱立管规格为6寸钢管1.5m高,顶部0.3m花孔,底部用法兰盘接到12寸瓦斯抽放管路系统,对上尾巷以里空区高浓度瓦斯进行抽放。 天井规格为: 直径1.5m,高度为3m,天井支护形式为裸体。 用2寸软笼接到回风顺槽压风管路上对天井进行通风。 并安装阀门对其进行控制。 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机组附近;④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;⑦抽放瓦斯钻场。 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。 区队长、班长、放炮员、机组司机、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<回风顺槽中部)设置甲烷传感器;在回风顺槽打钻钻场门子口设置甲烷传感器;在回风顺槽门子口以里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 为防止瓦斯积聚,使尾巷充分冒落,超前工作面煤壁2个循环<1.4m)将顶锚杆及工作面侧帮锚杆螺丝卸下。 超前工作面煤壁5.0m用液压退锚器将锚索盘卸下。 卸不下来的要在回柱放顶前用铁剪子将其周围的锚网、锚带剪断,尾巷不能自行垮落时,每循环上尾巷回柱放顶前,用装袋钻泥<或浮货),从最上头液压支架大柱开始向上帮成弧形码放土袋,挡矸柱沿弧形砌体墙打设,消除上隅角,不给上隅角瓦斯留有积存空间,保证回柱放顶后尾巷充填严实。 设置风障排出上隅角瓦斯。 施工天井配合上尾巷埋管抽放瓦斯。 二、工作面抽放钻孔施工情况 1)21901工作面初采防扇钻孔 21901回采工作面1#钻场施工钻孔参数表 孔号 与工作面顶板夹角 与工作面上顺 夹角 孔长 终孔与工作面顶板距离 终孔与上顺槽距离 1 3° 60° 114<+5) 6 0 2 3.5° 58° 112<+5) 6 5 3 4° 56° 107<+5) 8 12.5 4 5° 54° 100<+5) 8 20 5 6.5° 50° 94<+5) 10 30 6 7° 45° 88<+5) 10 40 21901回采工作面2#钻场钻孔参数表 孔号 与工作面顶板夹角 与工作面上顺 夹角 孔长 终孔与工作面顶板距离 终孔与下顺槽距离 1 3° 54° 126 6 0 2 4° 52° 120 8 7 3 5.5° 48° 114 10 17 4 7° 44° 104 12 30 5 4° 57° 120 8 0 6 6.5° 55° 115 12 5 7 9° 52° 108 16 15 8 12° 48° 98 20 28 2)21901工作面瓦斯抽放钻孔 第3#~7#钻场钻孔参数表 孔号 与工作面顶板夹角 与工作面上顺 夹角 孔长 终孔与工作面顶板距离 终孔与下顺槽距离 1 4° 54° 126 8 0 2 6° 52° 120 12 7 3 8° 48° 114 16 17 4 10° 44° 104 18 30 5 4° 57° 120 8 0 6 7° 55° 115 13 5 7 10° 52° 108 18 15 8 14° 48° 98 24 28 第8#钻场钻孔参数表 孔号 钻孔仰角<与顺槽顶板夹角) 与顺槽夹角 孔长 终孔与工作面顶板距离 终孔与上顺槽距离 1 4° 18.5° 122 8 0 2 6° 20.5° 116 12 7 3 8.5° 23.5° 108 16 17 4 10.5° 28.5° 100 18 30 5 4° 14° 115 8 0 6 7.5° 16° 110 14 5 7 11° 19° 103 20 15 8 13.5° 24° 94 24 28 第9#~最后一个钻场钻孔参数表 孔号 钻孔仰角<与顺槽顶板夹角) 与顺槽夹角 孔长 终孔与工作面顶板距离 终孔与上顺槽距离 1 9° 5° 90 15.6 7.7 2 12° 19° 96 21.6 30.5 3 15° 31° 108 29.7 53.5 4 16° 41° 122 37.7 76.9 5 11° 6° 80 15.3 8.2 6 14° 21° 88 21.3 30.6 7 17° 34° 100 29.2 53.6 8 18° 44° 116 35.8 76.6 注: 设计钻孔参数在现场实际作业中会出现误差、发生变化,钻孔参数根据现场实际情况进行修改。 3)工作面抽放情况 21901工作面自2018年5月开始打钻抽放,抽放至今合计抽放量534.14万m3。 三、21901工作面预抽瓦斯效果评判 1)采煤工作面抽采率计算 m=Qmc/(Qmc+Qmf) 式中: m—工作面瓦斯抽采率,% Qmc—回采期间,当月工作面月平均瓦斯抽采量,m3/min。 其测定和计算方法为: 在工作面范围内包括地面钻井、井下抽采<含移动抽采)各瓦斯抽采干管上安装瓦斯抽采检测、监测装置,每周至少测定3次,按月取各测定值的平均值之和为当月工作面平均瓦斯抽采量<标准状态下纯瓦斯量); Qmf─当月工作面风排瓦斯量,m3/min。 其测定和计算方法为: 工作面所有回风流排出瓦斯量减去所有进风流带入的瓦斯量,按天取平均值为当天回采工作面风排瓦斯量<标准状态下纯瓦斯量),取一月中最大一天的风排瓦斯量为当月回采工作面风排瓦斯量<标准状态下纯瓦斯量)。 经测算Qmf=3.19m3/min,Qmc=9.53m3/min,所以可计算出工作面抽采率 m=74.90% 2)矿井瓦斯抽采率计算 k=QKC/(QKC+QKF> 式中: k─矿井瓦斯抽采率,%; QKC─当月矿井平均瓦斯抽采量,m3/min。 其测定、计算方法为: 在井田范围内地面钻井抽采、井下抽采<含移动抽采)各瓦斯抽采站的抽采主管上安装瓦斯抽采检测、监测装置,每天测定不少于12次,按月取各测定值的平均值之和为当月矿井平均瓦斯抽采量<标准状态力下纯瓦斯量); QKF─当月矿井风排瓦斯量,m3/min。 其测定、计算方法为: 按天取各回风井回风瓦斯平均值之和为当天矿井风排瓦斯量,取一月中最大一天的风排瓦斯量为当月矿井风排瓦斯量。 经测算QKF=20.29m3/min,QKC=12.74m3/min,经计算全矿井的抽采率 k=61.43%。 四、抽采达标评判 经过瓦斯抽放综合治理瓦斯,满足《煤矿瓦斯抽采基本指标》和《抽采达标暂行规定》第二十八条、二十九条、三十条的要求。 1)根据《抽采达标暂行规定》第二十八条: 对瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面,计算的瓦斯抽采率满足下表规定时,其瓦斯抽采效果判定为达标。 由于采煤工作面瓦斯抽采率为74.90%,符合下表。 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 2)根据《抽采达标暂行规定》第二十九条: 采掘工作面同时满足风速不超过4m/s、回风流中瓦斯浓度低于1%时,判定采掘工作面瓦斯抽采效果达标。 采煤工作面风速为1.8m/s,瓦斯浓度0.3%。 3)根据《抽采达标暂行规定》第三十条: 矿井瓦斯抽采率满足下表规定时,判定矿井瓦斯抽采率达标。 矿井瓦斯抽采率为61.43%。 符合下表。 矿井瓦斯抽采率应达到的指标 矿井绝对瓦斯涌出量Q/m3/min 矿井瓦斯抽采率<%) Q<20 ≥25 20≤Q<40 ≥35 40≤Q<80 ≥40 80≤Q<160 ≥45 160≤Q<300 ≥50 300≤Q<500 ≥55 500≤Q ≥60 4)综上所述: 工作面瓦斯抽采率、工作面风速、回风流瓦斯浓度、矿井瓦斯抽采率等都满足要求,所以判定该工作面瓦斯预抽效果达标。
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