2103综采工作面抽采达标评判报告.docx
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2103综采工作面抽采达标评判报告
山西汾西太岳煤业有限公司
2103综采工作面
抽采达标评判报告
矿长:
生产副矿长:
安全副矿长:
总工程师:
通风副矿长:
编制人:
山西汾西太岳煤业有限公司
2012年4月
2103综采工作面抽采达标评判报告
为扎实推进“通风可靠,抽采达标,监控有效,管理到位”的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2103综采工作面安全生产,科学有效治理矿井瓦斯,根据《煤矿安全规程》、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》(GB50471-2008)、《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ1027-2006)、《煤矿瓦斯抽采基本指标》、山西汾西太岳煤业有限公司抽采达标竣工验收资料和瓦斯抽采专职人员测定资料,特编制3103综采工作面瓦斯抽采达标评判报告。
一、2103综采工作面概况
1、工作面开采范围及开采技术条件
2103工作面为太岳煤矿2#煤层一采区第一个工作面,也是矿井首采工作面。
一采区采用长壁后退式一次采全高综合机械化采煤方法。
2103工作面煤层厚度变化在1.9米~2.8米,平均厚度2.2m,工作面长度180m,设计回采率为95%,全部陷落法管理顶板。
工作面巷道布置方式工作面顺槽采用“两进一回”“U+L”型通风方式,即布置胶带兼运输进风顺槽、轨道顺槽为辅助运输顺槽兼进风功能、回风顺槽作为专用回风巷等三条顺槽。
各顺槽均沿2号煤层顶板布置,形成回采工作面完善的运输、通风、排水、供电及井下消防洒水系统。
3、2103工作面回采工艺工作面平均煤厚2.2m,走向1140m,倾向180m,采用走向长壁后退式综合机械化一次性采全高垮落顶板采煤方法,工作面采用MG-500型采煤机,循环进度0.6m。
回采工艺流程:
采煤机割煤、装煤→运煤→→推溜→移架→进入下一个循环
4、2103工作面瓦斯涌出情况本工作面设计日产量为4750t,风量为1920m3/min,回风流最大瓦斯涌出量为15.31m3/min。
二、3103工作面采取的瓦斯防治措施
1.本工作面抽放钻孔施工情况
1)在工作面回风顺槽每个50米布置一个钻场,每个钻场布置8个钻孔,孔深110m,进行临近层瓦斯抽放。
2)本煤层钻孔在回风顺槽顺层钻孔间距为6m,孔深110米,进行本煤层变抽边采。
本工作面已打钻个钻场,钻孔数个,累计m;预计共打102个钻场,钻孔820个,累计90200m。
钻孔参数见下表:
钻孔名称
开孔直径(mm)
角度
钻孔长度
方位角
封孔长度(m)
1号
113
120
110
7
2号
113
120
110
7
3号
113
120
110
7
4号
113
100
110
7
5号
113
110
110
7
6号
113
100
110
7
7号
113
80
110
7
3)钻孔布置在回风顺槽,呈扇形布置。
4)封孔材料选用聚氨酯封孔胶,封孔长度7m。
2.工作面抽放情况2010年6月20日至2011年01月26日掘送,共177天,掘进期间风排瓦斯量7.65万m3。
本工作面自2011年5月25日开采至今,抽放负压均在0.015Mpa以上,,回采期间风排瓦斯量152.1万m3,边采边抽量222.6万m3,总瓦斯量391.7万m3,预计2012年5月7日结束。
三.抽采瓦斯效果评判指标测定
1.瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量WCY=(W0G-Q)/G
式种:
WCY—煤的残余瓦斯含量,m3/t;
W0—煤的原始瓦斯含量,m3/t;
Q—评价单元钻孔预抽排放瓦斯总量,m3;
G—评价单元参与计算煤量,t。
评价单元参与计算煤炭储量
G=(L-H1-H2+2R)(l-h1-h2+R)mγ
式中:
L—评价单元煤层走向长度,m;
l—评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度,m;
H1、H2——分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度,m。
如果无巷道为0;h1、h2—分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度,m。
如果无巷道则为0;
R—抽采钻孔的有效影响半径,m;
m—评价单元平均煤层厚度,m;
γ—评价单元煤的密度,t/m3。
巷道预排瓦斯等值宽度表
巷道煤壁暴露时间(t/d)
不同煤种巷道预排瓦斯等值宽度(m)
无烟煤
瘦煤及焦煤
肥煤气煤及长焰煤
25
6.5
9.0
11.5
50
7.4
10.5
13
100
9.0
12.4
16
160
10.5
14.2
18
200
11
15.4
19.7
250
12
16.9
21.5
>300
13
18
23
预排瓦斯等值宽度亦可采用下式进行计算:
低变质煤:
0.808*t0.55
高变质煤:
(13.85*0.0183t)/(1+0.0183t)
由于3103工作面走向长度为L=2460m,倾向长度为l=180m,通过上表可知H1、H2各为14.2m,h1、h2各为14.2m,抽采钻孔有效影响半径为50m,评价单元平均煤层厚度为2.8m,煤的密度为1.45t/m3。
则评价单元参与计算煤炭储量G=226.548万t;
煤的原始瓦斯含量W0=19.28m3/t;
评价单元钻孔抽放瓦斯总量Q=22271.6432万m3。
综上可计算出煤的残余瓦斯含量WCY=10.6m3/t。
2.抽采后煤的残余瓦斯压力计算
煤的残余相对瓦斯压力(表压)按下式计算:
WCY=ab(Pcy+0.1)/(1+b(Pcy+0.1))*(100-Ad-Mad)/100*1/(1+0.31Mad)+π(Pcy+0.1)/γpa
式中:
WCY—残余瓦斯含量,m3/t;
a、b—吸附常数
Pcy—煤层残余相对瓦斯压力,MPaPa—标准大气压,0.101325MPa;
Ad—煤的灰分,%;
Mad—煤的水分,%
π—煤的孔隙率,m/m;
γ—煤的容重(假密度),t/m。
根据抚顺煤科院的报告可知:
吸附常数和孔隙率测定结果吸附常数a
煤质分析孔隙率b
水分(Mad%)0.81
灰分(Aad%)13.37
挥发分(%)(Aad%)19.533.47
(m/t)29.038
(Mpa)1.237
煤的容重γ=1.44t/m3,残余瓦斯含量WCY=2.51m3/t。
综上可计算出煤层残余相对瓦斯压力Pcy=0.452MPa
3.可解析瓦斯量的计算
Wj=WCY-WCC
式中:
Wj—煤的可解析瓦斯含量,m3/t;
WCY—抽采瓦斯后煤层的残余瓦斯含量,m3/t;
WCC—煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量,按下式计算。
WCC=0.1ab/(1+0.1b)*(100-Ad-Mad)/100*1/(1+0.31Mad)+π/γ
综上可计算出Wj=5.42m3/t。
4.采煤工作面抽采率计算
ηm=Qmc/(Qmc+Qmf)
式中:
ηm—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,6.32m3/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,5.24m3/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=5.24m3/min,Qmc=7.32m3/min,所以可计算出工作面抽采率
ηm=81.83%。
5.矿井瓦斯抽采率计算
ηk=QKC/(QKC+QKF)
式中:
ηk─矿井瓦斯抽采率,%;75.12m3/min。
其测定、计算方法为:
QKC─当月矿井平均瓦斯抽采量,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,19.05m3/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=19.05m3/min,QKC=12.42m3/min,经计算全矿井的抽采率
ηk=75.12%。
四、抽采达标评判
1.由于采煤工作面瓦斯抽采率为75.12%,符合下表。
采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标表4-1
工作面绝对瓦斯涌出量Q(m3/min)
工作面抽采率(%)
备注
5≤Q<10
≥20
10≤Q<20
≥30
20≤Q<40
≥40
40≤Q<70
≥50
70≤Q<100
≥60
100≤Q
≥70
2.采煤工作面风速为4m/s,瓦斯浓度小于1.0%。
3.矿井瓦斯抽采率为81.83%。
符合下表。
矿井瓦斯抽采率应达到的指标表4-3
绝对瓦斯涌出量Q(m3/min)
抽采率(%)
备注
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:
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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