22203综采工作面抽采达标评判报告第四评价区段.docx
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22203综采工作面抽采达标评判报告第四评价区段
目录
1概况3
1.1评价范围基本情况3
1.2煤层情况3
1.3地质构造4
1.4地面相对位置及邻近采掘情况4
1.5瓦斯赋存情况及基础数据4
2评判依据及评判范围6
2.1评判范围6
2.2评判依据6
2.3评判小组6
3区域综合防突措施8
3.1区域预测8
3.2区域防突措施8
3.2.1区域预抽措施选择8
3.2.2预抽措施参数设计9
3.2.3抽放钻孔施工情况10
3.3区域效果检验11
3.3.1区域效果检验指标11
3.3.2区域措施效果检验11
3.3.3区域措施效果检验结果14
3.3.4残余瓦斯含量计算14
4区域瓦斯抽采达标评判15
4.1瓦斯抽采的基础条件评判情况15
4.2预抽煤层瓦斯效果评判16
4.2.1钻孔有效控制范围界定16
4.2.2抽采钻孔布孔均匀程度评价16
4.2.3风速、回风流瓦斯浓度计算17
4.3各项指标汇总17
5抽采达标评判结论19
5.1评判结论19
5.2允许进尺19
6建议与意见21
22203综采工作面抽采达标评判报告
(第四评价区段)
为做到“不掘突出头、不采突出面”,严格执行两个“四位一体”综合防突措施,有效防范和遏制瓦斯事故,保证22203综采工作面安全生产。
根据《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》、《河南省强化煤矿安全生产暂行规定》和《河南省煤矿防治煤与瓦斯突出十项措施》等文件要求,依据22203综采工作面瓦斯参数资料,特编制22203综采工作面瓦斯抽采达标评判报告。
1概况
1.1评价范围基本情况
22203综采工作面第四评价区段位于+80m水平,地面标高+400~+570m,井下标高+80~+125m,该工作面上部为22201综采工作面采空区,下部为未开采的实体煤,东部为矿井+60m水平行人上山及三条开拓巷道,西部为矿井边界薄煤。
22203综采工作面第四评价区段走向长度120m,倾向长度165m。
1.2煤层情况
该评价区段工作面煤层厚度上巷煤层厚度2.2m~5m,下巷平均煤层厚度2.2m~9.2m,平均为4.33m,工作面煤层倾角11~18°,平均14°。
该工作面地温为13~22℃。
顶板为直接赋存在煤层之上的细砂岩,老顶局部为中粒砂岩,其岩性组成浅灰色,中厚层状,具有斜层理和水平层理相交。
工作面存在有地质构造变化等情况,在回采煤层变厚区段注意瓦斯变化情况。
表1-1评价区段煤层赋存
开采煤层
二1煤层
稳定程度
稳定~不稳定的过渡型
煤层所属
豫西两软煤层
煤层厚度(m)
平均4.33
煤层结构
简单
煤层倾角
(°)
10~18
平均14
煤层硬度
(f)
0.2~0.4
视密度
(t/m3)
1.4
煤尘
有爆炸危险性
煤层情
况描述
黑色,强玻璃光泽,质软而松散,多为粉末状,少量为碎屑状,块煤较少,局部地段有透镜状块煤,工作面内煤层赋存情况较稳定,局部地点底板有变化,对施工有一定影响。
煤质属于贫瘦煤,牌号PS。
1.3地质构造
22203工作面整体上为一单斜构造,局部地点底板有变化,生产期间需加强回采管理。
根据掘进期间地质资料显示22203综采工作面无陷落柱、火成岩等构造。
1.4地面相对位置及邻近采掘情况
该工作面上部为22201综采工作面采空区,东部为矿井+60m水平行人上山及三条开拓巷道,西部为矿井边界薄煤,下部为未开采的实体煤。
1.5瓦斯赋存情况及基础数据
2014年1月河南理工大学瓦斯地质研究所对矿井-84m标高以浅煤层瓦斯参数测定结果,-84m标高以浅瓦斯压力为0.1~0.56MPa(相对压力),瓦斯含量为2.01~5.74m3/t。
煤的坚固性系数只有0.08~0.27,煤层瓦斯放散初速度ΔP为10.5~26.5。
煤层透气性系数为0.0034~0.1037m2/MPa2.d;钻孔瓦斯流量衰减系数为0.5036~2.7515d-1。
2评判依据及评判范围
2.1评判范围
评判范围名称:
22203综采工作面(第四评价区段)
评判范围长度:
120m
评判范围起止点:
22203轨道顺槽测点03GS40以东15.6米至测点03GS32以西15.5m处,22203运输顺槽测点03YS61以东17.2m至测点03YS55以东30.2m处。
2.2评判依据
1.《煤矿安全规程》(2011版)
2.《防治煤与瓦斯突出规定》(2009版)
3.《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》(2011年10月)
4.《关于印发河南省强化煤矿安全生产暂行规定的通知》豫政[2014]63号文件(河南省人民政府2014年7月)
4.《云盖山煤矿二矿瓦斯地质规律及瓦斯地质图研究报告》(河南理工大学2014年)
2.3评判小组
云盖山煤矿二矿成立以矿长为组长的瓦斯治理专业人员对22203综采工作面抽采达标评判报告进行评审并根据评审意见进行修改完善,并报送至永锦能源公司进行会审。
云盖山煤矿二矿成立评判小组,对22203综采工作面进行抽采达标评判。
组长:
矿长
副组长:
总工程师
成员:
防突矿长通防副总通防科生产科
安监科调度室
3区域综合防突措施
3.1区域预测
根据河南理工大学《河南永锦能源有限公司云盖山煤矿二矿二1煤层区域突出危险性预测研究报告》结论:
“在测试预测区域内,云煤二矿二1煤层坚固性系数f为0.08~0.27,瓦斯放散初速度△P为10.5~26.5,瓦斯压力为0.1~0.56MPa,瓦斯含量2.01~5.74m³/t,且无瓦斯动力现象发生,所以二1煤层-84m标高以浅为无突出危险区,以深为待研究区。
”该采面回采标高最低点为+80m,矿井在22203综采工作面回采区域第四评价区段内测定原始瓦斯含量点30个,测点布置符合《防治煤与瓦斯突出规定》第四十四条第二项规定要求,瓦斯含量为1.80~5.69m³/t,未超过临界值6m³/t,预测该区域无突出危险性。
为了加强该区域瓦斯治理,矿井在22203综采工作面第四评价区段内采取了顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域措施,并将该措施作为验证区域预测结论的加强措施,在措施钻孔施工的过程中若出现喷孔、夹钻、顶钻等动力现象时对该区域按照突出危险区域管理。
3.2区域防突措施
3.2.1区域预抽措施选择
22203综采工作面第四评价区段内区域防突措施采取了顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯措施,另根据煤层的赋存条件、采掘部署情况、钻孔施工条件及抽放时间,综合分析进行确定。
根据河南理工大学在云盖山煤矿二矿的实际测定,我矿二1煤层绝对瓦斯压力为0.1~0.56MPa,在《云盖山二矿矿井二1煤层瓦斯基础参数测定研究报告》中,通过计算瓦斯渗透性系数为0.428m2/MPa2.d,表明该矿二1煤层瓦斯渗透性较好。
通过超前钻孔有效抽放半径的测定,孔径Φ75mm的抽放钻孔的有效半径为2m,结合矿井采煤工作面的生产实际,云盖山煤矿二矿二1煤层无邻近可开采煤层,不具备开采保护层条件,且煤层瓦斯含量较低,钻孔施工时无明显动力现象,能够施工80~100m顺层预抽钻孔,结合以上瓦斯涌出量特征,22203综采工作面第四评价区段内区域瓦斯措施采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯措施。
3.2.2预抽措施参数设计
(1)钻孔布置
根据22203综采工作面第四评价区段轨道、运输顺槽掘进资料显示,该评价区段工作面煤层厚度上巷煤层厚度2.2m~4.33m;下巷平均煤层厚度2.2m~9.2m,平均为4.33m。
工作面煤层倾角11~18°,平均14°。
22203综采工作面区域措施采用以下钻孔布置方式。
22203综采工作面第四评价区段根据煤厚变化在轨道顺槽段垂直于下帮煤壁沿煤层倾向施工1排顺层钻孔,每隔1.2m平行布置一个钻孔,钻孔长度平均80m,钻孔孔径Φ84mm,钻孔俯角14°~18°。
在运输顺槽段垂直上帮煤壁沿煤层倾向施工1排顺层钻孔抽放瓦斯,顺层钻孔每隔2m平行布置一个钻孔,钻孔平均长度90m,钻孔孔径Φ84mm,钻孔俯角14°~18°。
(2)钻孔封孔
钻孔由通风队进行施工,每个钻孔施工结束后在8小时内进行封孔连抽。
钻场钻孔的封孔管选用2m长,二吋黑胶管作为封孔管,采用水泥注浆封孔,封孔管总长度不低于13m,封孔段长度不少于8m,孔口用黄泥封堵至少0.2m,以免漏气,若煤层裂隙发育或卸压带较宽时应增大封孔深度与长度。
(3)抽放管路敷设
22203综采工作面抽放系统:
22203运输顺槽铺设有一趟Φ315mm的抽放管;回风顺槽铺设有两趟Φ225mm的抽放管,一趟为顺煤层预抽钻孔抽放用,一趟为高位钻孔和采空区抽放用,且在22203轨道、运输顺槽抽放管路的低洼处安装有放水器、巷道口处安装有除渣器及有线监测。
3.2.3抽放钻孔施工情况
22203综采工作面第四评价区段内区域抽放钻孔自2014年1月初开始施工,按照区域措施孔设计22203轨道顺槽共施工顺层区域预抽钻孔99个,合计孔深8354.9m;22203运输顺槽共施工顺层区域预抽钻孔81个,合计孔深6680.5m,总计孔深15035.4m(详见附图及表3-1)。
表3-1钻孔工程量统计表
巷道名称
钻孔个数
钻孔平均深度
总工程量
22203轨道顺槽
99
84.4m
8354.9m
22203运输顺槽
81
82.4m
6680.5m
合计
180
——
15035.4m
3.3区域效果检验
3.3.1区域效果检验指标
22203综采工作面措施效果检验采用实测残余瓦斯含量进行检验,并且残余瓦斯含量小于6m3/t预抽区域为无突出危险性。
否则,即为突出危险区,判定预抽防突效果无效。
3.3.2区域措施效果检验
区域措施效检测点布置方式按照《防治煤与瓦斯突出规定》第五十五条:
采用直接法测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施检验时,应当符合下列要求:
对穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,若区段宽度或预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的采煤工作面长度小于120m时,则沿采煤工作面推进方向每间隔30m-50m至少布置1个检验测试点;若采煤工作面长度大于120m时,则在采煤工作面推进方向每间隔30-50m,至少沿工作面方向布置2个检验测试点。
因此在预抽区域内上、下巷共设计布置21个效检测试点,实际为23个校检测试点在设计深度完成煤样采集工作,并由永锦公司瓦斯灾害防治实验室完成煤样瓦斯含量测定。
表3-2效检钻孔设计与施工参数及测点瓦斯含量
钻孔
编号
设计
实际验收
残余瓦斯含量(m3/t)
反演残余瓦斯压力(MPa)
动力现象描述
水平夹角(°)
倾角(°)
取深(m)
中线夹角(°)
倾角(°)
取深(m)
9号
75
-13
30
75
-13
30
3.80
0.31
无喷孔、顶钻及其他动力现象
补9号
75
-13
60
75
-13
60
3.18
0.20
10号
90
-13
30
90
-13
30
1.83
0.07
补10号
90
-17
60
90
-17
60
2.49
0.13
1号孔
15
-5
20
15
-5
20
2.59
——
1号孔
15
-9
20
15
-9
20
2.51
——
1号孔
23
-9
40
23
-9
40
2.20
——
2号孔
0
+2
40
0
+2
40
2.41
——
2号孔
90
+14
30
90
+14
30
3.58
0.09
2号孔
90
+14
60
90
+14
60
4.29
0.13
4号孔
90
+13
40
90
+13
40
2.87
——
7号孔
75
+14
30
75
+14
30
3.41
0.21
补7号孔
90
+14
60
90
+14
60
3.29
0.20
Y11号孔
90
+15
30
90
+15
30
4.20
0.13
Y11号孔
90
+15
60
90
+15
60
4.45
0.15
Y12号孔
90
+15
30
90
+15
30
4.77
0.16
Y12号孔
90
+15
60
90
+15
60
4.03
0.11
1号孔
15
+2
20
15
+2
20
2.95
——
1号孔
15
-2
40
15
-2
40
2.40
——
G4-1号
312
-14
40
312
-14
40
3.06
0.05
G4-1号
312
-14
80
312
-14
80
3.82
0.09
114号
90
+14
30
90
+14
30
4.14
0.32
114号
90
+14
60
90
+14
60
3.75
0.26
备注:
水平夹角左偏为“+”,右偏为“-”,倾角上仰为“+”,俯角为“-”。
3.3.3区域措施效果检验结果
根据区域措施效检取样结果,22203综采工作面区域措施效检取样实测的瓦斯含量最大值为4.77m3/t,小于临界值6m3/t,同时取样钻孔施工过程中未出现喷孔、夹钻、顶钻等其他动力现象。
3.3.4残余瓦斯含量计算
计算残存瓦斯含量需要用到以下公式:
式中:
——煤的残余瓦斯含量,m3/t;
——评价单元内最大原始瓦斯含量,5.69m3/t;
——评价单元钻孔抽排瓦斯总量,98405.38m3;
——评价单元参与计算煤炭储量,117165.33t。
评价单元钻孔抽排总量从开抽至今共计9.84万m3,经计算,22203综采工作面的残余瓦斯含量是4.85m3/t,小于瓦斯含量临界值6m3/t,效检最大的残余瓦斯含量是4.77m3/t,与效检的瓦斯含量接近。
3.3.5预抽时间差异系数计算
根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第26条预抽时间差异系数小于30%的要求计算,22203综采工作面第四评价区段预抽最长时间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为26.38%,最后一个孔连抽开始日期为2014年5月29日,符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求。
预抽时间差异系数按以下公式计算:
式中:
η-预抽时间差异系数,%;
Tmax-预抽时间最长钻孔抽采天数,360d;
Tmin-预抽时间最短钻孔抽采天数,265d。
4区域瓦斯抽采达标评判
4.1瓦斯抽采的基础条件评判情况
表4-1瓦斯抽采基础条件评判表
序号
规定项目
具有情况
是否达标
1
瓦斯抽采系统,且系统正常、连续运行;
地面瓦斯永久抽放泵站安装2台2BEF40型水环真空泵,额定流量为104m3/min和2台2BEF60型水环真空泵,额定流量为240m3/min;现运行2BEF60型抽放泵一用,一备,抽采系统运行正常。
达标
2
瓦斯抽采规划和年度计划;
矿井编制有三年和五年抽采规划和年度计划。
达标
3
完善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;
矿井编制有瓦斯抽采达标工艺方案设计,并通过矿总工程师和矿长审查;22203综采工作面区域防突措施钻孔设计已批准实施。
达标
4
瓦斯抽采工程竣工验收资料齐全、完整、真实、可靠。
工程竣工(图)除应有与设计对应的内容外,还应包括各工程开工时间、竣工时间以及工程施工过程中的异常现象(如喷孔、顶钻、夹钻等)等内容;
22203综采工作面区域防突措施钻孔竣工资料齐全、完善、真实,并整理存档。
竣工图上标注有开工时间、竣工时间以及工程施工过程中的异常现象(如喷孔、顶钻、夹钻等)等内容。
达标
5
矿井瓦斯抽采达标自评判体系和瓦斯抽采管理制度;
矿井建立了抽采达标评判领导小组,编制了抽采达标评判细则。
瓦斯抽采管理制度完善。
达标
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,预抽瓦斯钻孔的孔口负压不得小于13kPa,高位瓦斯抽采钻孔的孔口负压不得低于5kPa;
2台水环式真空泵,一台使用一台备用。
预抽瓦斯钻孔的孔口负压均大于13kPa,抽采能力满足要求。
达标
7
瓦斯抽采系统的抽采计量测点、计量器具符合计量标准和规范要求,无超期使用,计量准确;
符合要求。
达标
8
具有符合标准要求的抽采效果评判用相关测试条件的;
具备抽采效果达标评判测试条件。
达标
4.2预抽煤层瓦斯效果评判
4.2.1钻孔有效控制范围界定
《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第二十四条要求,对顺层预抽钻孔的有效控制范围进行界定为:
钻孔有效控制范围按钻孔长度方向的控制边缘线、最边缘2个钻孔及开孔位置连线确定。
本区域防突措施范围为22203轨道顺槽测点03GS40以东15.6米至测点03GS32以西15.5m处,22203运输顺槽测点03YS61以东17.2m至测点03YS55以东30.2m处。
4.2.2抽采钻孔布孔均匀程度评价
22203综采工作面评价区段设计顺层钻孔180个,实际共施工顺层钻孔180个,共计抽放进尺15035.4m。
分析钻孔实钻图,钻孔施工符合设计要求,钻孔布置基本均匀,达到了设计目的。
4.2.3风速、回风流瓦斯浓度计算
根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第29条,采掘工作面满足风速不超过4m/s、回风流瓦斯浓度低于1%时,判定采掘工作面瓦斯抽采效果达标。
根据22203综采工作面施工效检取样实测的最大瓦斯含量4.77m3/t;根据AQ1018-2006(矿井瓦斯涌出量预测方法)预测22203综采工作面绝对瓦斯涌出量在2m3/min;根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》中巷道煤壁暴露时间(t/d)大于300天巷道预排瓦斯等值宽度取18m;22203综采工作面配风量1000m3/min,巷道断面7.6m2。
经计算工作面风速、回风流瓦斯浓度和风排瓦斯量如下:
工作面风速:
风量/最小断面/60=1000/7.6/60=2.19m/s
回风流瓦斯浓度:
绝对瓦斯涌出量/风量=2/1000×100=0.20%
风排瓦斯量:
回风流瓦斯浓度×100=0.20×100=20m³/min
综上所述,22203轨道顺槽满足风速不超过4m/s、回风流瓦斯浓度低于1%的要求。
4.3各项指标汇总
(1)钻孔有效控制范围符合《防治煤与瓦斯突出规定》的要求;布孔均匀程度符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第二十四条的要求。
(2)评判范围内检验点测定的残余瓦斯含量1.83~4.77m3/t,小于瓦斯含量临界值6m3/t,反演残余瓦斯压力0.07~0.32MPa,小于瓦斯压力临界值0.6MPa,且施工效果检验钻孔时没有发生喷孔、顶钻及其他动力现象。
(3)22203轨道顺槽风速2.19m/s,回风流中瓦斯浓度0.20%。
(4)瓦斯抽采基础条件符合要求。
5抽采达标评判结论
5.1评判结论
(1)22203综采工作面区域措施效检测定残余瓦斯含量为1.83~4.77m3/t,小于临界值6m3/t,且效检钻孔施工期间没有喷孔、顶钻及其他动力现象。
(2)根据工作面瓦斯涌出量和配风量计算掘进工作面最大风速为2.19m/s小于4m/s,且回风流中瓦斯浓度为0.20%低于1%。
(3)钻孔有效控制范围满足《防治煤与瓦斯突出规定》的要求;布孔均匀程度满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第二十四条的要求。
经综合分析评判,22203综采工作面第四评价区段瓦斯抽采效果达标。
5.2允许进尺
5.2.1评判范围
22203轨道顺槽测点03GS40以东15.6m至测点03GS32以西15.5m处(120m),22203运输顺槽测点03YS61以东17.2m至测点03YS55以东30.2m处(120m)。
5.2.2允许进尺
22203轨道顺槽允许回采至测点测点03GS32以西35.5m处,22203运输顺槽允许回采至测点03YS55以东10.2m处。
保留20m超前距,允许回采100m。
5.2.3达标煤量
22203综采工作面评价区域煤层面积以AutoCAD制图软件直接测量面域为依据,煤层厚度取上下巷掘进期间厚度平均值和切眼煤厚平均值确定,本次评价区段煤层储量为11.71万吨(19327.83㎡×4.33m×1.4t/m³=11.71万吨)。
附件:
1、22203综采工作面第四评价区段预抽回采区域瓦斯钻孔设计图;
2、22203综采工作面第四评价区段抽采达标评判成果图。
6建议与意见
1、严格按照本评价批准的允许进尺组织生产,严禁超采。
2、在采煤作业前,采取钻屑指标法进行连续区域验证,验证结果超标和验证钻孔施工时有夹钻、顶钻、喷孔等动力现象的,重新编制和执行区域防突措施。
3、在22203综采工作面生产过程中,必须采用《防治煤与瓦斯突出规定》第七十八条与第七十四条规定的方法和指标,对抽放效果进行经常复查,工作面必须实行连续区域验证。
当根据验证结果判定工作面具有突出危险性时,必须停止生产,重新制定并实施区域综合防突措施及突出危险性评价,直至工作面无突出危险方可恢复生产。
4、必须加强采煤工作面顶板支护和两巷超前支护,以防顶板冒落引发瓦斯事故。
5、遇到煤层赋存条件急剧变化时,根据工作面瓦斯涌出情况与验证指标大小情况,必要时采取浅孔抽放措施,在回采期间要加强瓦斯管理。
6、工作面若频繁出现响煤炮、瓦斯涌出异常、打钻喷孔等视为突出危险区,必须停止生产,重新制定并实施区域综合防突措施及突出危险性评价,直至工作面无突出危险方可恢复生产。
2015年1月22日
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