煤矿发展中一通三防技术详细版.docx
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煤矿发展中一通三防技术详细版
文件编号:
GD/FS-6807
(安全管理范本系列)
煤矿发展中“一通三防”技术详细版
InOrderToSimplifyTheManagementProcessAndImproveTheManagementEfficiency,ItIsNecessaryToMakeEffectiveUseOfProductionResourcesAndCarryOutProductionActivities.
编辑:
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单位:
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日期:
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煤矿发展中“一通三防”技术详细版
提示语:
本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到实现简化管理过程,提高管理效率,实现预期的生产目标。
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1概况
淮南矿业集团谢桥矿位于淮南潘谢矿区西翼,于1997年5月投产。
按照集团公司的发展战略方针,为建设安全高产高效现代化矿井,谢桥矿通过高定位技术改造,计划分“三步”实施发展目标,于20xx年达到800万t。
矿井现开采第一水平为-610m,标高为-440~-720m,进行上、下山开采。
主采煤层C13-1、C11-2、B8均为高瓦斯煤层,其中C13-1煤层为突出煤层。
C13-1煤层采用综采放顶煤一次采全高回采工艺,C11-2、B8煤层采用综采一次采全高回采工艺;掘进采用综掘和炮掘工艺。
随着开采强度的加大、开采深度的延深及矿井年产量逐年上升,矿井瓦斯含量和瓦斯涌出量明显增大,采掘工作面瓦斯超限频繁,煤层突出危险性、自然发火危险性依然存在,严重制约了矿井实现高产高效能力的发挥。
为此,针对谢桥煤矿近几年的“一通三防”技术问题进行了经验总结和技术分析,提出技术攻关方向,为确保矿井实现持续高产高效发展目标提供技术指导。
2“一通三防”技术
2.1通风技术
矿井原设计年产量400万t,通风系统为两翼对角式,工业广场区矸石井、副井进风、主井辅助进风,东、西两翼风井回风。
各采区独立通风,采煤工作面采用“U”形通风方式,掘进工作面采用压入式局部通风机通风,局部通风机实现“三专两闭锁”,局部通风机功率从11kW、28kW上升到2×18.5kW、2×22kW、2×30kW、2×55kW,专用局部通风机与备用局部通风机能在5~20s内实现断电自动切换。
因矿井产量快速提升,矿井的通风系统已经不能满足生产的需要,现正在进行矿井东、西翼通风系统的改造,将新增通风巷道11700m,更换东、西翼风井通风机,西翼通风系统改造工程计划在20xx年底完工。
2.2瓦斯治理技术
矿井瓦斯治理由局部治理向区域治理转变,治理技术由单一方法向综合方法转变,以风排瓦斯为主向抽瓦斯为主转变,现以1242
(1)工作面为例介绍如下。
1242
(1)工作面为西一C11-2组采区4阶段,且为C11-2煤层首个解放层开采工作面,上下顺槽均采用锚网支护,工作面可采走向3000m,倾向长240m,割煤采用MG300/700—WD/3.3型采煤机,液压支架为ZZ6400/17/35型,采用大截深多循环的生产方式,截深0.8m,采高2.6m,计划日产量7000t左右,预计瓦斯涌出最达30m3/min,瓦斯来源于本煤层及被保护层1242(3)工作面,工作面配风2300m3/min。
2.2.1本煤层瓦斯治理技术
(1)尾抽巷埋管抽放
为解决1242
(1)综采工作面初放期间瓦斯问题,设计1条尾抽巷:
外错1242
(1)上顺槽6m,沿C11-2煤层走向施工60m,利用上顺槽临时抽放系统2BE1—303泵抽放,1242
(1)综采工作面上顺槽退尺15m尾抽巷开始发挥作用,上顺槽退尺89m尾抽巷失去作用,瓦斯抽放量在0.45~0.87m3/min之间,日产量平均4200t左右。
(2)顶板走向钻孔抽放
初放期间,在上顺槽离工作面50m位置施工钻场,钻场内施工8个顶板走向钻孔,考虑到初放期间工作面基本顶不易垮落,必须降低钻孔层位,钻孔终孔离煤层顶板高度8m左右,抽放采空区顶板离层带瓦斯,利用上顺槽临时抽放系统2BE1—303泵抽放顶板走向钻孔瓦斯,瓦斯抽放量平均1.5m3/min。
初放之后,在上顺槽工业广场钻场向后每隔60m施工1个钻场,钻场设计8个钻孔,考虑到初放以后采空区“三带”已形成,必须提高钻孔层位,钻孔终孔离煤层顶板高度16~18m左右,抽放采空区裂隙带瓦斯,利用上顺槽临时抽放系统2BE1—303泵抽放顶板走向钻孔瓦斯,瓦斯抽放量平均1.5m3/min;从5#钻场施工开始提高钻场层位,钻孔瓦斯抽放量平均4.0m3/min;6#钻场由地面新的永久抽采系统抽采钻孔瓦斯,瓦期抽放量达20m3/min。
矿井工业广场建有永久抽采瓦斯泵房,20xx年经改扩建,现共有5台抽采泵:
2台2BE1355—1DB3型抽排泵,额定流量70.5~83.6m3/min;1台2BE1505—1BG3型抽排泵,额定流量131~152m3/min;2台2BEF72型水环真空泵额定流量483m3/min,新、老泵房能分开抽放。
(3)上隅角埋管抽放
在上隅角预埋2趟10寸管路,每趟10寸管路隔30m拨支管,交替预埋上隅角充填垛内,利用上顺槽临时抽放系统2BE1—303泵分别抽放2趟10寸管路瓦斯,瓦斯抽放量平均3m3/min。
2.2.2上邻近层瓦斯治理技术
(1)地面钻孔抽放
为消除1242(3)综放工作面突出危险性,防止1242(3)综放工作面瓦斯大量涌向1242
(1)综采工作面,确保1242
(1)综采工作面正常开采,在1242
(1)综采工作面对应的地面位置沿走向1400m范围内布置5个钻孔,钻孔位于1242
(1)综采工作面中部,孔间距300m,地面1#钻孔距切眼50m,抽采瓦斯71.3万m3,沿走向抽采长度138m,平均抽采量13.15m3/min;地面2#钻孔抽采瓦斯15.8万m3,沿走向抽采长度44m,平均抽采量3.97m3/min;地面3#钻孔内下聚乙烯抽采瓦斯3.3万m3,平均抽采量1.16m3/min;地面4#钻孔抽采瓦斯57.9万m3,沿走向抽采长度135m,平均抽采量6.4m3/min;地面5#钻孔抽采瓦斯54.2万m3,沿走向抽采长度300m,平均抽采量4.14m3/min。
(2)底抽巷、穿层孔抽放在1242
(1)综采工作面中部,距C13-1煤层26m位置施工底抽巷,在底抽巷施工穿层钻孔,抽采C13-1煤层瓦斯,现1242
(1)综采工作面未回采到底抽巷位置,底抽巷、穿层孔未发挥抽采作用。
地面钻孔未发挥抽采作用的区域,在1242
(1)综采工作面上风巷施工穿层孔和倾向短孔:
穿层孔单孔抽采量大流量6.27m3/min,平均1.9m3/min;倾向短孔单孔抽采最大流量2.27m3/min,平均1.38m3/min。
2.3防火技术
矿井有灌浆、注氮防灭火系统,东、西风井有灌浆站,工业广场区有注氮车间,系统管路敷设到各地点。
在有自燃倾向的采煤工作面上隅角进行预防性灌浆、下隅角进行预防性注氮,采煤工作面过异常区、掘进面高冒区采取针对性措施。
下面以1201(3)综采工作面为例介绍防灭火技术。
1201(3)综采工作面为西—C组上山采区东翼0区段采面,下顺槽沿1211(3)工作面采空区掘进,与1211(3)下顺槽中间净煤垛为4m,工作面走向长842m,倾斜长93.7m。
煤层倾角约13.5°左右,平均煤厚4.38m,煤层稳定,但局部有煤层变薄带。
煤层直接顶是泥岩及13—2煤构成的复合顶板,直接底为泥岩。
煤层具有爆炸性和自然发火性,自然发火期为3~6个月。
1201(3)工作面开采初期因上下风巷压力过大,巷道变形严重,造成工作面移架困难,开采过程中丢顶、底煤严重,采空区遗煤总厚约2.5m,工作面CO浓度一直较高。
从回采到收作采取了综合防火方案,应用了新型防灭火材料,效果非常明显。
2.3.1合理调整工作面通风系统
一方面以上隅角瓦斯不超限为原则,合理配置工作面风量,控制工作面风量在600~1200m3/min之间,另一方面用罗克休高分子防火材料封堵下采空区密闭墙,降低工作面上、下端点压差,抑制采空区漏风,减少采空区瓦斯涌出量,缩小采空区自燃带范围。
2.3.2定向钻孔灌浆
根据架间一氧化碳、温度的检查结果,有针对性向工作面架后顶部施工定向钻孔,控制钻孔终孔点位于架后1~8m,架顶2~5m。
采用向灌浆管路添加具有高保水、速凝、阻化、降温、无毒、无腐蚀性特点的新型高分子复分胶体防灭火材料FCG—12复合胶体添加剂,形成复合泥浆胶体,通过定向钻孔、上隅角埋管向采空区灌注;架间顶灌注MEA防灭火剂,有效地控制采空区煤体自燃。
2.3.3预防性注氮
下顺槽注氮管路每隔25m拨支管,每根支管向前接15m;采用连续开放性注氮方式,启用2台BXN—600型制氮机同时向采空区注氮。
2.3.4其他技术
工作面过断层、停采期间,采用新型封堵材料“如钢”喷堵上隅角、艾格劳尼喷堵架后煤体,减少了架后漏风,隔绝采空区。
采用的新型封堵材料,现场操作简单,封堵,阻燃效果较好。
2.4防突、防尘技术
2.4.1防突技术
矿井C13-1煤层定为突出煤层,C13-1煤层掘进工作面采用迎头钻孔卸压、巷帮钻孔抽采法以消除其突出危险性;有条件的采煤工作面通过开采解放层消突,没有条件的通过顺层钻孔、穿层钻孔、地面钻孔预抽瓦斯进行消突。
2.4.2防尘技术
采掘机组有内、外喷雾装置,通风巷道风流净化,综采支架、皮带机实行自动喷雾装置,转载点设置喷雾,使用煤机二次负压降尘装置、除尘风机,试验了煤层注水措施。
3“一通三防”技术攻关方向
随着矿井开采强度加大、深度递增,瓦斯治理、防突、地温地热等防治问题越来越严重,瓦斯治理技术不完善造成瓦斯超限、煤层突出危险性和自燃性预测预报的科学准确程度、工作环境适宜程度仍是影响生产的主要因素。
针对上述“一通三防”问题必须进行以下攻关:
地面钻孔施工工艺、套管结构、抽采技术应用范围、应用效果需要针对不同地点、不同煤层进行验证;突出煤层的科学预测预报方法需要探索,寻求消突新技术以解决采掘生产安全、高效的目的;矿压与矿井“一通三防”灾害之间关系需要研究;矿井大气压力与瓦斯涌出之间的关系;长距离通风工作面安全监测监控技术稳定性研究;高瓦斯区、高应力区、地质异常区超产探测技术研究;松软突出危险煤层顺煤层长钻孔施工及安全保障成套技术研究。
4结论
近几年在“一通三防”技术方面积累的经验,为淮南矿区的瓦斯治理提供了依据,保障了矿井跳跃式发展,实现瓦斯“治而不超、治中利用”的目的,为矿井达到本质安全化,实现矿井安全、高产、高效的目的奠定了基础。
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