备采工作面防突专项设计.docx
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备采工作面防突专项设计
新疆焦煤(集团)2130煤矿
24222工作面防突专项设计
煤矿瓦斯治理国家工程研究中心
(新疆焦煤)项目部
新疆焦煤(集团)2130煤矿
3月
审批意见栏
单位
审批意见
签名、日期
编制
通风防突办
生产技术室
机电运送室
安全管理室
通风副总
地测副总
机电副总
机电副矿长
安全副矿长
生产副矿长
总工
矿长
新疆焦煤(集团)2130煤矿
24222工作面防突专项设计
1概述
1.1工作面位置
24222工作面位于二采区轨道上山以西走向长度730米,平均倾斜长度114米,面积86140m2,工作面上部以+2035m水平为界,下部以+1960m水平为界,东以+2035水平石门为界,西以14#沟保护煤柱为界。
该工作面回风巷(+2036m)以上是24221工作面采空区,留有约19m保护煤柱。
工作面东部为一采区4#煤层采空区,工作面西部及+1950m水平如下4#煤层均未开采。
24222工作面回风巷:
沿4#煤层顶板+2036m标高布置,断面形状为梯形,巷道宽3.7m,下帮高1.3米,上帮高4.4米,荒断面积为10.9m2,净断面积为10.6m2。
采用锚网梁+锚索支护,巷道内铺设30Kg/m道轨。
24222工作面运送巷:
沿4#煤层顶板+1960m标高布置,断面形状为梯形,巷道宽3.7m,下帮高1.3米,上帮高4.4米,掘进断面积为10.9m2,净断面积为10.6m2。
采用锚网梁+锚索支护,铺设胶带输送机。
1.224222工作面回采工艺
采煤办法:
单一走向长壁采煤法
采煤工艺:
综合机械化采煤工艺。
采高拟定:
依照所选支架高度及煤层厚度等重要技术参数综合考虑,拟定采高为3.2m。
作业形式:
本工作面采用“三八工作制”、“两班采煤一班准备”,即白班检修,中班、夜班生产,每班工作八小时,白班3个循环,中班3个循环。
1.324222工作面地质概况
1.3.124222工作面煤层赋存状况
工作面内煤层倾角40°左右,走向近东西,倾向南,4#煤层总厚平均2.88米,二级差变化指数为38.4%,可采性指数96.6%;可采厚度2.76米。
该工作面范畴内回风巷(+2035水平)以上有原24221工作面采空区,上部留有19m保护煤柱。
工作面东部为原24122工作面采空区,工作面西部及如下均未受采动影响,工作面以南3#煤层平均厚度为1.32m,与4#煤层法距为17.3m,以北5#煤层平均厚度为8.0m,与4#煤层法距为30m。
24222工作面地质储量32.13万吨。
按平均采高3.2m,煤容重为1.4t/m3,正常采煤时回采率为95%。
该工作面可采储量28.6万吨。
1.3.2工作面顶底板岩性
24222工作面4#煤层伪顶厚为0.3~1.8m煤与碳质泥岩互层。
直接顶为9.3米砂砾岩,硅质胶结坚硬。
老顶为13.24米厚中砂岩构成,抗风化厚层状。
直接底为3.8米厚黑色粉砂岩,节理发育,风化易碎。
老底为5.3米厚中砂岩,抗风化。
1.3.3地质构造
24222工作面范畴内4#煤层总体为单斜构造,走向近东西,向南倾斜,煤层倾角为40°,煤层倾角自东向西逐渐增大。
煤层赋存稳定,在掘进过程中浮现小褶曲,地质构造简朴。
1.3.4水文地质条件
本工作面重要充水因素及矿井水患:
一是地表水,24222工作面位于艾维尔沟河南岸,但距离河床保护煤柱较远,因此河流对4#煤层采煤工作面涌水量影响不大。
二是煤系地层裂隙水,开采中形成地面裂隙和顶板含水层是4号煤层充水重要因素。
三是老塘水,本煤层上一阶段老塘积水是本工作重要水害隐患。
四、生产用水,不构成威胁。
1.3.4水患解决办法
在24222回风巷上帮低洼处施工探放水钻孔、工作面备浅水泵,且随时安培专人观测工作面下端头煤壁突水征兆、24222回风巷巷道断面变化状况。
1.4瓦斯、煤尘、煤自燃倾向性
1.4.1瓦斯
24222工作面原始瓦斯含量为8.32m3/t,原始瓦斯储量为267.32万m3。
工作面测得煤层残存瓦斯含量如下表,依照测得瓦斯含量工作面瓦斯储量为294.36万m3。
序号
时间
地点
水平标高
压力(Mp)
可解析含量(m3/t)
残存瓦斯含量(m3/t)
瓦斯含量(m3/t)
消突状况
备注
1
.8
24222运送巷450米
+1960
0.7
消突前
依照本次所测得煤层残存瓦斯含量最大为13.519m3/t,因而24222工作面在该685m范畴内具备突出危险性.
2
.10
24222运送巷430米
+1960
0.8
3
.12
24222运送巷430米
+1960
10.66
2.859
13.519
4
.12
24222运送巷330米
+1960
4.08
2.859
6.939
5
.12
24222运送巷230米
+1960
6.31
2.859
9.169
6
.12
24222运送巷130米
+1960
4.66
2.859
7.519
7
.8
24222运送巷230米
+1960
0
6.3024
2.859
9.1614
24222工作面瓦斯来源分析将依照某些已知有关数据,按照一定办法和规律,预先预计出24222工作面各地点瓦斯涌出量。
工作面瓦斯来源是瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少基本参数,是决定工作面瓦斯综合治理办法选取重要指标。
24222工作面瓦斯来源分析可采用分源计算预测法。
分源计算预测法,即依照煤层瓦斯含量,按工作面重要瓦斯涌出源瓦斯涌出规律,对回采工作面瓦斯涌出量进行分源计算。
预测值(按分源法,工作面形成前预测值)
按照瓦斯涌出来源,可以将24222工作面瓦斯涌出分为回采工作面运送巷、回风巷、工作面煤壁瓦斯涌出;回采工作面落煤瓦斯涌出;回采工作面采空区瓦斯涌出。
采空区瓦斯涌出可分为四某些:
①围岩瓦斯涌出;②未采分层瓦斯涌出;③浮煤瓦斯涌出;④邻近层瓦斯涌出。
(1)回采工作面运送巷、回风巷、工作面煤壁瓦斯涌出量
当前24222工作面正在进行设备安装,没有进行回采,当前瓦斯基本为24222运送巷、回风巷、工作面煤壁涌出,则24222回采工作面运送巷、回风巷、工作面煤壁瓦斯涌出量为:
N1=Q1×C1-Q2×C2
式中:
N1——24222工作面运送巷、回风巷、工作面煤壁瓦斯涌出量,m3/min;
Q1——回采前24222回风巷风量,m3/min;
C1——回采前24222回风巷口瓦斯浓度,%;
Q2——回采前24222运送巷风量,m3/min;
C2——回采前24222运送巷口瓦斯浓度,%;
在进行瓦斯涌出量计算时,按照AQ1025-《矿井瓦斯级别鉴定规范》技术规定,以24222工作面回采前一种月基本参数进行计算。
(2)回采工作面落煤瓦斯涌出量计算
回采工作面在开始回采至顶板初次垮落前,由于无采空区,工作面瓦斯涌出来源有24222运送巷、回风巷、工作面煤壁涌出,工作面落煤涌出,则24222工作面落煤瓦斯涌出量为:
N2=(Q1×C1-Q2×C2)-N1
式中:
N2——正常回采顶板初次垮落前24222工作面瓦斯涌出量,m3/min;
Q1——正常回采顶板初次垮落前24222回风巷风量,m3/min;
C1——正常回采顶板初次垮落前24222回风巷口瓦斯浓度,%;
Q2——正常回采顶板初次垮落前24222运送巷风量,m3/min;
C2——正常回采顶板初次垮落前24222运送巷口瓦斯浓度,%;
在进行瓦斯涌出量计算时,按照AQ1025-《矿井瓦斯级别鉴定规范》技术规定,以24222工作面正常回采顶板初次垮落前基本参数进行计算。
(3)回采工作面采空区瓦斯涌出
24222工作面煤层平均厚度为2.88m,设计采高3.2m,则工作面在回采期间没有未开采分层瓦斯涌出与浮煤瓦斯涌出,采空区瓦斯基本来自围岩涌出与邻近层涌出。
24222工作面采空区瓦斯涌出量为:
N3=(Q1×C1-Q2×C2)-(N1+N2)
式中:
N3——正常回采顶板有周期来压期间24222工作面瓦斯涌出量,m3/min;
Q1——正常回采顶板有周期来压期间24222回风巷风量,m3/min;
N1——正常回采顶板有周期来压期间24222回风巷口瓦斯浓度,%;?
Q2——正常回采顶板有周期来压期间24222运送巷风量,m3/min;
C2——正常回采顶板有周期来压期间24222运送巷口瓦斯浓度,%;
在进行瓦斯涌出量计算时,按照AQ1025-《矿井瓦斯级别鉴定规范》技术规定,以24222工作面正常回采顶板有周期来压期间一种月基本参数进行计算。
(4)为有效跟踪24222工作面采空区瓦斯,在24222回风巷中布置一趟束管接至采空区,收集采空区各个范畴瓦斯浓度。
(5)上述工作通风防突办将安排专人进行资料收集整顿,采用分源计算办法拟定工作面各个瓦斯来源浓度与量,为24222工作面瓦斯治理提供可靠参数。
1.4.2煤尘
经煤尘爆炸性测试分析4#煤层煤尘具爆炸危险性,详细测试成果详见下表《煤尘爆炸性分析成果表》。
煤尘爆炸性分析成果表
序号
煤层编号
工业分析
爆炸性实验
爆炸性
水分Mad (%)
灰分Ad (%)
挥发分Vdaf(%)
火焰长度(mm)
岩粉量
(%)
有爆炸性
1
4
0.4
22.63
24.57
87
65
1.4.3自燃倾向性:
4#煤层Ⅱ类(自燃),2#、5#煤层均属于Ⅱ类(自燃)。
2综合防突办法
2.1区域防突办法
2.1.1区域预测
8月-12月,分别在24222工作面运送巷450m、430m、330m、230、130m处,布置顺层钻孔测定了4#煤层进行瓦斯压力、瓦斯含量参数,其中瓦斯压力最大值为0.8MPa,瓦斯含量最大值为13.519m³/t,均超瓦斯突出临界值,且钻孔施工期间有严重喷孔现象,依照《防治煤与瓦斯突规定》可以拟定本工作面4#煤层有突出危险性。
2.1.2区域防突办法
24222回采工作面区域防突办法是在24222运送巷施工顺层钻孔预抽工作面煤层瓦斯。
顺层预抽钻孔控制范畴:
走向上从切眼处内错15-20m,到设计回采收作线,倾向上从工作面运送巷上帮到距回风巷下帮10m处。
钻孔布置方式:
走向上每3m施工1个钻孔,顺煤层倾向方位平行布置。
钻孔参数及工程量:
以煤层倾角38°计算钻孔工程量:
预测334个孔,总计34402m。
当煤岩层倾角发变化时,应以实际产状调节钻孔参数。
封孔长度不不大于8m。
采用高负压抽采系统进行抽采,抽采负压不不大于13KPa。
24222工作面顺层预抽钻孔施工参数
倾角(°)
转角(°)
深度(m)
封孔深度(m)
备注
38
90
103
8
24222工作面顺层预抽钻孔开孔布置平面示意图
24222工作面顺层预抽钻孔剖面示意图
24222工作面顺层预抽钻孔平面示意图
2.1.3区域防突效果检查
当工作面预抽钻孔有效控制范畴、钻孔均匀限度满足《煤矿瓦斯抽采基本指标》或《防治煤与瓦斯突出规定》和《煤矿瓦斯抽采达标评判暂行规定规定》,工作面预抽采率达到35%,预抽时间差别系数不大于30%和依照抽采量计算残存瓦斯压力、残存瓦斯含量和可解吸瓦斯量达到预期达标指标后,再进行现场实测残存瓦斯压力、残存瓦斯含量、可解吸瓦斯量进行工作面区域防突、预抽效果检查、评判。
1)消突效果和预抽效果瓦斯参数指标计算办法
①预抽时间
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