2902回采工作面抽采达标报告.docx
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2902回采工作面抽采达标报告
贵州吉顺矿业有限公司
金沙县新化乡金鸡煤矿
2902采面区域抽采达标评判报告
评判范围:
2902采面(680m~380m范围)
(第一循环)
编制人:
总工程师:
生产矿长:
安全矿长:
机电矿长:
矿长:
金沙县新化乡金鸡煤矿
二零一六年十月
金沙县新化乡金鸡煤矿
2902回采工作面区域抽采达标评判报告
评审意见:
经矿瓦斯抽采达标评判领导小组对2902工作面第一循环(680m-380m段)进行抽采达标评判,认为矿井抽采基础条件、2902工作面评价的A-B-C-D区域内预抽钻孔有效控制范围界定、抽采钻孔布孔均匀程度、现场测定点、残余瓦斯含量(最大残余瓦斯含量7.2512m3/t)、残余瓦斯压力(最大残余瓦斯压力0.462Mpa)、风速2.5m/s、瓦斯浓度0.27%、工作面瓦斯抽采率57.7%等评判指标均符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》、《防治煤与瓦斯突出规定》和)《煤矿瓦斯抽采基本指标》的相关规定要求。
故判定2902工作面瓦斯抽采达标,建议本次(工作面第一循环)在采取安全防护措施后正常推采300m,当推采300m后如需再向前推采时,必须进行下一次抽采达标评判,同时进行消突效果评价。
在回采过程中必须加强瓦斯地质预测预报工作,特别注意小断层、隐伏断层的赋存情况观测,以及时采取有效防突措施达到抽放瓦斯防治突出的目的,坚决做到不掘突出头,不采突出面,确保2902工作面安全回采。
评审人员签字:
防突队长:
2016年月日
通风副总:
2016年月日
地测副总:
2016年月日
机电副矿长:
2016年月日
生产副矿长:
2016年月日
安全副矿长:
2016年月日
总工程师:
2016年月日
矿长:
2016年月日
1.1评判范围………………………………………………………………………………5
1.2评判依据………………………………………………………………………………5
1.3评判过程简述…………………………………………………………………………5
1.4评判结论………………………………………………………………………………6
2.3矿井瓦斯地质及煤层特征……………………………………………………………7
3.4工作面突出危险性分析……………………………………………………………13
4.1.2设计钻孔抽采半径依据……………………………………………………………14
4.1.4钻孔施工质量及要求………………………………………………………………14
4.1.5抽采钻孔施工情况…………………………………………………………………14
4.2.1瓦斯抽采系统………………………………………………………………………15
4.2.2堵接情况……………………………………………………………………………16
4.2.3预抽时间与抽放参数………………………………………………………………16
4.2.4瓦斯抽采量……………………………………………………………
6.3不可解瓦斯量计算………………………………………………………………………………23
7.2区域措施效果检验现场测试…………………………………………………………25
8.4.1瓦斯抽采效果达标评判指标……………………………………………………………………28
8.4.3.1残余瓦斯含量和残余瓦斯压力…………………………………………………28
8.4.3.2瓦斯动力现象……………………………………………………………………29
8.4.4工作面风速、回风流中瓦斯浓度评判……………………………………………29
8.4.5工作面瓦斯抽采率评判……………………………………………………………29
10附件……………………………………………………………………………………32
1前言
1.1评判范围
根据2902工作面施钻及抽放实际情况,将2902工作面680m至380m段作为2902回采工作面推采第一循环,其评价范围内A-B-C-D区域拐点坐标分别为;A点(X=3029999.367,Y=35619697.063,Z=894.24);B点(X=3029982.463,Y=35619568.614,Z=903.32;C点(X=3029704.621,Y=35619742.827,Z=903.51);D点(X=3029658.248,Y=35619616.876,Z=894.37);评判范围标高:
+894.24~903.51m。
(附2902工作面第一循环抽采钻孔有效控制范围图)
1.2评判依据
(1)《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》(安监总煤装〔2011〕163号);
(2)《防治煤与瓦斯突出规定》;
(3)《煤矿安全规程》(2016版);
(4)《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1025-2006);
(5)《关于加强煤矿瓦斯抽采计量管理工作的意见》黔安监煤矿[2011]242号;
(6)预抽钻孔施工原始记录;
(7)预抽钻孔验收台帐;
(8)瓦斯抽放台帐;
(9)钻孔设计图和竣工图;
(10)抽采计量、抽采系统、抽采管理制度等资料。
1.3、评判过程简述
1、项目可行性分析
根据已采取的区域防突措施,其措施的控制范围及区域突出措施校果检测的瓦斯压力和瓦斯含量达到《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求(瓦斯压力小于0.74MPa、瓦斯含量小于8m3/t和工作面抽采率、风速、回风流中的瓦斯浓度等指标)进行评价。
2、矿成立抽采达标评判领导小组
组 长:
矿长 张世青
副组长:
总工程师马景友
成 员:
郝长贵罗在贵高余王刚陈体超张吉礼唐佐彬
职责:
组长:
负责抽采达标的全面工作;
副组长:
协助组长工作,负责抽采达标的设计、资料收集、抽采评价报告审核等工作;
成员:
安全科:
每个小班必须安排人员对抽放钻孔的施工进行检查,会同跟班领导、瓦斯检查员对竣工的钻孔进行验收,跟踪抽放钻孔具体抽放情况,如出现弄虚作假,按照抽放奖惩制度对责任人进行处罚。
通风科:
负责编制抽放设计,现场进行技术指导,负责钻孔抽放浓度、负压、流量、温度的测定,收集抽放技术资料。
防突队(人员配备28人):
负责瓦斯参数检测、抽放情况统计、预测预报等工作。
1.4、评判结论
矿井建立了满足瓦斯治理需要的抽采系统,抽采方法、工艺可行,2902采面钻孔有效控制范围和布孔均匀程度满足《煤矿瓦斯抽采基本指标》的要求,2902采煤工作面经进行瓦斯抽采后,煤的残余瓦斯含量7.2512m3/t、可解吸瓦斯量5.0505m3/t、残余瓦斯压力为0.462MPa、工作面抽采率57.7%、风速2.5m/s、回风流中的瓦斯浓度0.27%均满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》、《防治煤与瓦斯突出规定》要求,故判定2902采煤工作面采前顺层抽放已经达到瓦斯预抽效果达标要求。
2矿井概况
2.1矿井所在地理位置、交通情况
金鸡煤矿地处金沙县新化乡,位于金沙县城以南(方位约180°),距金沙县城约10km。
地理位置为东经106°12′21″~106°13′27″,北纬27°21′44″~27°22′37″。
南北长1.54km,东西宽1.79km。
326国道大方至金沙段经过新化乡,金鸡煤矿距326国道约8km,新化乡至矿区有简易公路相通。
距金沙电厂约17km,距黔西电厂约75km,距大方电厂约90km。
交通较方便(详见交通位置图)。
图2-1金鸡煤矿交通位置图
2.2临近矿井瓦斯突出情况
根据矿井调查资料,相邻矿井9号煤层均有煤与瓦斯突出危险。
2.3矿井瓦斯地质及煤层特征
矿区位于云盘山背斜近核部。
该背斜呈北北东向展布,为宽缓不对称的背斜,地层产状平缓,倾角一般5~10°,平均7°,断层不发育,井田构造简单。
从金鸡煤矿井田煤层赋存条件来看,6下、7、8、9、14、15号煤层的埋藏标高为+1080m~+800m,,围岩组合类型为泥质粉砂岩、泥岩,且陷落柱较少,工作面水文地质条件简单,具有较为理想的圈闭与阻止瓦斯逸散的围岩类型与盖层条件。
井田内含可采煤层6层:
分别为6下、7、8、9、14、15。
其中,9、15煤层为全区可采,7、8、14煤层为大部可采,6下煤层为部局部可采。
分述如下:
6下煤层:
厚度0.39~1.62m,平均0.94m;采用厚度0.39~1.62m,平均0.94m,煤层结构单一,矿区西南部及东南部不可采,大部分可采,属较稳定煤层。
上距长兴组底27.37~36.55m,平均32.74m。
7煤层:
厚度0.49~2.77m,平均1.31m,夹矸0至1层,厚0.36~0.45m,平均0.41m。
采用厚度0.49~2.41m,平均1.21m,矿区西南部不可采,大部可采,属较稳定煤层。
上距6下煤层底0.83~3.61m,平均1.87m。
8煤层:
厚度0.69~1.38m,平均0.97m,采用厚度0.69~1.38m,平均0.97m,煤层结构单一,矿区东南部不可采,大部分可采,属较稳定煤层。
上距7煤层底1.05~7.60m,平均2.82m。
9煤层:
该煤层顶底板多为泥质粉砂岩、泥岩,遇水易软化,膨胀厚度1.66~4.79m,平均2.8m,夹矸0至2层,厚0.10~0.44m,平均0.21——全区可采,属稳定煤层。
上距8煤层底8.06~11.83m,平均9.83m。
14煤层:
厚度0.83~1.84m,平均1.25m,夹矸0至2层,厚0.16~0.27m,平均0.21m。
采用厚度0.67~1.66m,平均1.02m,矿区东部不可采,大部可采,属较稳定煤层。
上距9煤层底27.01~31.74m,平均29.92m。
15煤层:
厚度1.26~3.30m,平均1.84m,夹矸0至5层,厚0.09~0.63m,平均0.18m。
采用厚度0.83~2.42m,平均1.43m,全区可采,属较稳定煤层。
上距14煤层底12.05~20.44m,平均16.32m。
下距茅口组石灰岩1.34~6.75m,平均3.55m。
煤质:
按国家《煤炭质量分级》(GB15224-2004)对主要煤质指标的分级标准:
6下煤层:
为中灰(MA)—中硫(MS)—高热值(HQ)煤;
7煤层:
为中灰(MA)—中高硫(MHS)—高热值(HQ)煤;
8煤层:
为中灰(MA)—中硫(MS)—高热值(HQ)煤;
9煤层:
为中灰(MA)—中硫(MS)—高热值(HQ)煤;
14煤层:
为中灰(MA)—中高硫(MHS)—中热值煤(MQ);
15煤层:
为中灰(MA)—高硫(HS)—中热值煤(MQ)。
2.4开拓开采方式
矿井采用斜井开拓,布置有主斜井、副斜井和回风斜井三个井筒。
全矿井划分为二个水平,现开采水平标高为920m。
矿井划分三个采区,现开采二采区,采区水仓标高+865m。
二采区布置有轨道下山、皮带下山、北翼回风巷、南翼专用回风巷。
矿井达产时,布置一个采工作面和2个掘进工作面,工作面设计生产能力15kt/a,目前的2902工作面采长140m,
走向长680m,工作面布置有进风巷、回风巷,采用“U”型通风系统,用悬移支架支护顶板,割煤机一次采全高采煤方法,刮板输送机和皮带输送机运煤,全冒落法管理顶板。
2.5通风系统
矿井采用中央并列式通风,布置有主斜井、副斜井、回风斜井三条井筒。
通风方法为机械抽出式,现矿井总进风4670m3/min,主扇型号为FBCDZ№24/2×280型,功率2×280KW。
风量范围50~130m3/s,风压范围4080~1830Pa,实测矿井总风量为4327m3/min,满足矿井通风要求。
回采工作面采用全负压U型通风,各掘进头采用FBDNO6.0/2×22KW局部通风机压入式通风,各掘进头均实现独立回风。
2902回采工作面采取“U”型通风方式。
风量配备:
根据矿井配风计划,该采面配备的风量为1020m3/min。
进风:
地面→主斜井(副斜井)→轨道下山(皮带下山)→2902运输巷→2902回采工作面。
回风路线:
2902回采工作面→2902回风巷→北翼回风巷→回风斜井→地面。
2.6突出事故发生情况
截止2016年9月金鸡煤矿在采掘过程中未发生过煤(岩)与瓦斯(CO2)突出事故。
2.7矿井瓦斯参数测试情况
2.7.1历年矿井瓦斯等级鉴定情况
矿井2009年~2011年瓦斯等级鉴定结果见下表:
表2—1近年来矿井瓦斯等级鉴定结果表
鉴定年度
矿井瓦斯涌出量(CH4)
鉴定结果
绝对量(m3/min)
相对量(m3/t)
2010
13.55
54.64
高瓦斯
2011
16.74
49.07
高瓦斯
2012
25
60
突出
2014
25.09
60
突出
2.7.2突出煤层鉴定情况
根据贵州省能源局文件《关于对金沙县金鸡煤矿9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复》(黔能源煤炭[2011]784号),鉴定结论:
金沙县金鸡煤矿在鉴定范围(+863m~1080m之内)的9煤层有煤与瓦斯突出危险性。
2.7.3瓦斯基本参数测定
根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2011年11月11日提交的《贵州省金沙县金鸡煤矿9号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》、金鸡煤矿地质勘查报告和贵州天健矿业集团股份有限公司瓦斯实验室测得9号煤层瓦斯基本参数见表2-2。
表2-2瓦斯基本参数表
序号
项目
实测值
备注
1
原始瓦斯压力(MPa)
0.80
2
原始瓦斯含量(m3/t)
14.61
3
水分(Mad%)
1.38
4
灰分(Aad%)
22.98
5
挥发分(Vdaf%)
7.54
6
坚固性系数(f)
0.44
7
孔隙率(Ф%)
2.49
8
煤的吸附常数a(m3/t)
36.810
9
煤的吸附常数b(MPa-1)
1.2605
2.7.4煤层自燃倾向性、煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验室2012年7月6日提供的检测报告;
(1)金鸡煤矿9号煤层火焰长度0mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量0%,煤尘无爆炸性;
(2)金鸡煤矿9号煤层号煤层煤的吸氧量1.04cm3/g,自燃倾向性等级为III类,属不易自燃煤层。
2.8矿井瓦斯抽采系统
地面建设有高低负压两套抽放系统,高负压抽放泵型号为2BEC620-1,电机功率355KW,极限真空0.087Mpa,转速最大吸气量290m3/min,主管路¢400mm,支管¢250mm;低负压抽放泵型号为2BEC-72,电机功率900KW,最大抽速633m3/min,极限真空0.016Mpa,转速340r/min,管路¢600mm,支管¢600mm。
各掘进头均设有自动计量装置。
抽放系统满足矿井抽采需要。
供电电压为10kV。
高低负压抽采泵各两台,一台工作,一台备用,担负矿井的瓦斯抽放工作。
3工作面概况
3.1工作面位置范围
水平名称
920水平
采区名称
二采区
地面标高(m)
+1120—1327
井下标高(m)
+894.24~903.51
地面的相对位置
该工作面对应地面为丘陵山地,无建筑物设施与积水区。
回采对地面设施的影响
本面回采对地面建筑无较大影响。
井下位置及四邻关系
2902回采面西北以F逆断层煤柱线为界;东北为南翼专用回风巷保护煤柱;西南为2902回风巷未采区;东南为二采区2906工作面未采区。
走向长度(m)
680
倾斜长度(m)
140
面积(㎡)
95200
3.2工作面煤层赋存情况
煤层
厚度
(m)
2.8
煤层
结构
简单
煤层
倾角
(°)
5~10
煤硬度
(f)
0.5-1
7
开采煤层
9
煤种
无烟煤
稳定程度
稳定
煤层及顶底板情
况描述
黑色、黑灰色,块状,半亮型,致密块硬,均一结构。
具贝壳状断口,似金属光泽,煤层上部夹亮煤条带,内生裂隙较发育,偶含豆状黄铁矿结核。
容重1.4t/m3。
本工作面运、回两巷及切眼煤层厚度在2.2m~3.4m之间,平均煤厚2.8m。
为二叠系上统龙潭组9#煤层,倾角5~12°,一般6°。
全区发育,结构简单,偶含夹矸,层位稳定,属稳定煤层。
顶底板多为泥质粉砂岩、泥岩,遇水易软化,膨胀厚度1.66~4.79m,平均2.8m,夹矸0至2层,厚0.10~0.44m,平均0.21m,上距8煤层底8.06~11.83m,平均9.83m。
3.3工作面瓦斯情况
该工作面回采准备巷道在掘进时采取两个“四位一体”综合防突措施,在采取工作面预测的过程中,测得最大K1值0.39mL/(g.min1/2),最大钻屑量(Smax)2.3Kg/m,在施钻过程中偶有喷孔、顶钻、卡钻等动力现象。
在掘进的过程中有瓦斯超限现象。
3.4工作面突出危险性分析
(
(1)通过上述指标来看,该采面9号煤层瓦斯涌出量较大,瓦斯压力偏高,出现过喷孔现象;
(2)煤层硬度大;
(3)埋藏深度较变化较大,埋深为248m~380m;
(4)经鉴定,矿井9号煤层在+863m~1080m之内有突出危险性,而该工作面开采的标高为+894.24m—903.51m之间,在划定的突出危险性鉴定范围内。
(5)综上所述,2902采面煤层按照突出危险煤层进行管理。
4区域预抽工程施工与抽放情况
4.1区域预抽工程施工情况
4.1.1区域防突措施选择
该工作面煤层赋存较稳定,厚度平均2.8m,偶有0~2层夹石。
为了确保2902采煤工作面回采安全,采取顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯作为区域防突措施,即通过在2902工作面上下巷道施工顺层预抽钻孔对工作面瓦斯进行预抽。
(附:
2902工作面顺层预抽煤层瓦斯钻孔设计图)
4.1.2设计钻孔的抽采半径依据
根据矿井的瓦斯抽采设计,矿井的煤层透气性一般,为可以抽放煤层,未作抽放半径考察,根据《煤矿瓦斯抽放手册》,预抽半径为3-4m。
4.1.3区域预抽参数设计
2902采煤工作面采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防突措施,抽采半径设计为1-1.5m,在2902采煤工作面运输巷、回风巷相向施工平行钻孔,为消除空白带,保证钻孔对接,要求钻孔重叠5m以上。
2902采煤工作面运输巷已施工358个顺层预抽钻孔(包括补孔),钻孔间距2-3m,钻孔长度75m,钻孔孔径75mm。
在2902回风巷已施工360个顺层预抽钻孔,钻孔间距2-3m,钻孔长度75m,钻孔孔径75mm。
4.1.4设计的钻孔工程量及施工要求
1、本循环预抽钻孔总工程量:
共设计293个钻孔,进尺21975m。
2、钻孔由管理人员订孔,钻工采取放线法施工;单孔施工结束后由安全员和瓦检员联合进行验收钻孔,确保钻孔的真实性;单孔施工结束后,及时绘制竣工图,由此确定是否增补钻孔。
3、若钻孔无法达到设计的深度,则采取方位角不变,调整钻孔的倾角来达到设计深度。
4、钻孔施工前,专门编制了抽采设计及施工安全技术措施。
5、钻孔的倾角不得误差1°,方位角不得误差2°。
4.1.5本循环预抽钻孔施工情况
4.1.5.1钻孔施工地点
2902工作面回采前本层预抽钻孔施工地点为2902回风巷下帮和2902运输巷上帮。
4.1.5.2打钻情况过程中瓦斯涌出情况
由于煤层具有突出危险性,煤层硬度系数大,在采取安全措施的情况下,在掘进期间,风巷和运输巷各采取二台ZYD-620型液压钻机施工采前预抽钻孔,钻孔直径75mm;施钻过程中偶有喷孔、卡钻、顶钻及瓦斯异常涌出现象,施工钻孔时回风风流中的瓦斯浓度最高为0.36%。
4.1.5.3本次评价范围(680m-380m)钻孔竣工情况
自2015年3月16日开始,截止2015年7月19日,2902回风巷共施工本煤层顺层钻孔(200号-345号钻孔)146个,钻孔深度75-83m,平均孔深为76.6m,合计孔深11183.6m。
自2015年6月6日开始,截止2015年7月29日,2902运输巷共施工本煤层顺层钻孔(200号-246号钻孔)147个,钻孔深度75-82.6m,平均孔深为76.8m,合计孔深11289.6m。
自2016年9月3日开始,截止2016年9月25日,在2902回风巷、运输巷共补本煤层顺层钻孔8个,钻孔深度68.25-102.75m,平均孔深为84.28m,合计孔深674.25m。
根据预抽钻孔的施工情况,本循环共施工本煤层钻孔301个,累计钻孔进尺23147.45m。
(附:
2902工作面顺层预抽煤层瓦斯钻孔竣工图和竣工参数表)
4.1.6本循环吨煤钻孔量
2902回风巷和运输巷本循环施工顺层钻孔控制煤层总面积42000m2。
煤层平均厚度2.8m,容重1.4t/m3,工业储量164640t。
2902工作面本循环共施工本煤层抽放钻孔301个,合计孔深23147.45m;吨煤钻孔量为0.1406m/t。
4.2抽采情况
4.2.1瓦斯抽采系统
矿井为煤与瓦斯突出矿井,9号煤层原始瓦斯含量14.61m³/t。
地面建设有高低负压两套抽放系统,高负压抽放泵型号为2BEC-620,电机功率355KW,极限真空160hpa,转速320r/min,最大气量290m³/min,主管路400mm,支管250mm;低负压抽放泵型号为2BEC-72,电机功率900KW,最大抽速633m³/min,极限真空160hp,转速340r/min,管路600mm,支管400mm。
各掘进迎头均设有自动计量装置。
抽放系统满足矿井抽采需要。
从瓦斯抽放泵站敷设两趟瓦斯抽放管路经→回风斜井→北翼回风巷→2902采面回风巷和运输巷。
在巷道低洼处安设放水器;该采面选用高负压瓦斯抽放系统进行预抽。
抽放支管采取GF-100“V锥”管道瓦斯气体综合参数测定仪计量,实行于瓦斯监控系统联网数据上传,每天统计1次瓦斯抽放台帐;单孔使用CJZ-70和WGCB瓦斯抽放参数综合测定仪,每周测定1次单孔负压、单孔的瓦斯抽放浓度等参数。
4.2.2堵接情况
(1)钻孔施工结束后及时插入φ40mm的瓦斯抽放管,封孔深度为8~10m。
(2)封孔材料选用马丽散。
(3)封孔方式采取人工封孔。
(4)每组钻孔单独安装1个闸门进行钻孔负压调节。
(5)每个钻孔封孔结束,及时建有封孔台账,实行钻孔封孔质量责任制,确保瓦斯抽放的气密性良好。
4.2.3预抽时间及瓦斯抽放参数
(1)预抽起始时间
在2902回风巷施工本循环钻孔施工时间为:
2015年3月16日~2015年7月19日;预抽从2015年3月17日~2016年9月25日,预抽总时间18.3个月。
在2902运输巷施工本层钻孔施工时间为:
2015年6月6日~2015年7月9日。
预抽从2015年6月7日~2016年9月25日,预抽总时间16个月。
(2)瓦斯抽放参数
2902回采工作面选用高负压瓦斯抽放,孔口瓦斯抽放负压为13.0KPa~32KPa;单孔瓦斯抽放浓度在32.3%~58.1%之间;单孔的瓦斯抽放纯量在0.07m3/min~0.45m3/min之间。
4.2.4本循环瓦斯抽采量
截止2016年9月25日,2902采煤工作面本煤层抽放钻孔2902回风巷(200号-345号钻孔)和运输巷(200号-346号钻孔)合计抽放瓦斯量112.12万m³,吨煤抽放量6.81m³/t。
详见2902采面本层瓦斯抽放流量统计表4-1、表4-2。
表4-12902采面运输巷本煤层抽放钻孔抽放量统计表
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月份
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