1151工作面瓦斯抽采设计Word格式文档下载.docx
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单位
技术科
审
核
单
位
人
员
施工单位
通防科
安全矿长
生产矿长
矿长
批
意
见
批准人
矿总工程师:
第一章矿井瓦斯来源及抽采工作面基本情况
一、瓦斯来源
矿井在一水平C
煤层布置一个炮采工作面。
矿井瓦斯来源主要有三方面,回采工作面绝对瓦斯涌出量为6.09m3/min,掘进工作面绝对瓦斯涌出量为3.4m3/min,采空区绝对瓦斯涌出量8.42m3/min。
二、瓦斯抽采工作面基本概况:
1151工作面布置在一水平+1505m~1496+m阶段内,1151回风巷标高+1505m,1151轨道巷标高+1518m,其工作面走向长430米,倾斜长220m,工作面采用走向长壁后退式开采,采用人工打眼爆破方式落煤,全部垮落法管理顶板。
C
煤层厚度1.25~2.97m之间,平均厚度为2.26米,煤层结构较简单,夹矸0~3层,一般夹矸2层,夹矸厚度0.02~0.05m左右,煤层含矸率为0~2.86%。
煤层倾角3°
~10°
。
直接顶板为灰~深灰色中厚层状粉砂质泥岩或泥质粉砂岩,厚2.62~6.25m。
在直接顶板与煤层间常有厚约0.02~0.05m的薄层状炭质泥岩伪顶。
底板为浅灰~深灰色薄~中厚层状泥岩,局部为浅灰~灰色(含)粉砂质泥岩,厚0.19~1.52m。
根据“初步勘探地质报告”、矿山生产及本生产勘探报告所采样品分析测试结果,区内可采煤层主要煤质指标,C
煤层原煤水份(Mad)为2.09~2.30%,灰份(ad)20.49~25.15%,挥发份(Vd)8.85~9.58%,全硫(Std,d)2.1~2.75%,磷(P,d)0.006~0.013%,砷(As,d)3~4%,属于中灰、特低挥发分、低中-中高硫、特低磷、一级含砷、高-特高热值的三号无烟煤(WY03)。
根据煤尘爆炸性鉴定检验报告结果:
煤层无煤尘爆炸性。
,根据煤层自燃倾向性等级检验报告结果:
煤层的自燃倾向性等级均为Ⅲ类,均属不易自燃煤层。
三、抽采工作面瓦斯涌出情况:
1、工作面瓦斯涌出情况预计:
根据1151工作面瓦斯涌出情况,1151工作面瓦斯涌出量预计为:
Q涌=Q抽出式+Q风排
=1.98+2.94
=4.92(m3/min)
其1151工作面瓦斯涌出量在4.92m3/min以上。
2、1151工作面瓦斯基本参数
根据中国矿业大学2011年3月编制的《云南省镇雄县久源煤矿有限责任公司久源煤矿煤与瓦斯突出灾害评估报告》,C
煤层瓦斯参数实测结果见下表。
开采煤层瓦斯基础参数测定结果表
序号
名称
1
测定标高
+1580
+1570
煤层相对瓦斯压力(MPa)
0.28
0.3
2
煤体坚固性系数f
0.4
0.41
3
瓦斯放散初速度△p
22.3
22.1
4
煤的破坏类型
Ⅲ
5
吸附常数a(m3/t)
18.4
6
吸附常数b(Mpa-1)
1.2
1.0
7
孔隙率(%)
4.1984
2.8132
8
真密度(t/m3)
1.6673
2.0048
9
视密度(t/m3)
1.5973
1.9484
10
分析基水分/Mad(%)
2.22
2.32
11
分析基灰分/Aad(%)
22.81
27.56
12
分析基挥发分/Vad(%)
9.14
9.70
13
瓦斯含量(m3/t)
4.15
2.27
第二章抽采工作面瓦斯情况分析
一、抽采工作面瓦斯情况分析:
1、工作面瓦斯涌出量:
(1)工作面风排瓦斯量:
在一水平布置的1151工作面瓦斯涌出情况分析,1151工作面配风915m3/min,回风平均瓦斯浓度为0.45%,风排瓦斯量为:
Q风排=Q风×
CH4
=915×
0.45%
=4.12m3/min
(2)工作面瓦斯抽采量:
1151工作面瓦斯抽采孔204个(回风巷下向孔95个,轨道巷上向孔109个),单孔抽采流量(平均纯量)为:
0.018m3/min.
Q抽=0.018×
(95×
35+109×
70)÷
100=1.97m3/min
(3)工作面采空区瓦斯涌出量:
1151工作面采空区瓦斯采用抽排风机进行抽排,其抽排瓦斯量为:
Q抽排=Q风×
=90×
2.2%
=1.98m3/min
(4)相邻工作面瓦斯涌出总量:
Q涌=Q风排+Q抽排
=4.12+1.98
=4.09m3/min
二、抽采工作面瓦斯涌出情况预计:
1151工作面瓦斯涌出情况预计为:
工作面瓦斯涌出量为6.09m3/min;
工作面风排瓦斯量为4.12m3/min;
工作面抽排瓦斯量为1.98m3/min;
第三章瓦斯抽采设计
根据瓦斯抽采的相关规定和技术规范,结合我矿瓦斯抽采实际情况和技术水平,对1151工作面瓦斯抽采作出以下设计:
一、抽采方式及方法。
1、抽采方式:
采煤工作面本层上下孔预抽、卸压抽采、采空区抽采相结合的综合抽采式。
2、抽采方法:
本层抽采和卸压抽采采用顺层抽采孔、采空区抽采采用埋管的负压抽采方法。
二、工作面瓦斯抽采量及抽采时间:
1、工作面预计抽采量:
1151工作面瓦斯储存量为1205820m3,按工作面瓦斯抽采率预计30%,该工作面瓦斯抽采量为:
Q抽=Q储xn
=1205820m3x30%
=361746m3
2、工作面预抽时间:
1151工作面轨道巷布置抽采孔109个≥70m,回风巷布置抽采孔95个≥70m,工作面已经开始回采,采用边采边抽,其工作面回采时间预计为7.5月,单孔流量按1151工作面计算。
工作面瓦斯抽采时间为:
Q时=361746÷
1.98÷
1440=126.8(天)
三、抽采参数设计
1、顺层抽采钻孔参数设计
(1)抽采钻孔布置位置:
由于1151工作面为倾斜煤层,倾角为3-10o,结合我矿的实际钻孔施工技术和水平,回风巷采用压风排渣,机运巷采用水排渣;
抽采钻孔布置在工作面回风巷和机运巷中,钻孔开口在煤层中上部。
(2)抽采钻孔孔径:
1151工作面,抽采钻孔开口孔径设计为∮75㎜。
(3)抽采钻孔间距(抽采半径):
我矿瓦斯抽采处于起步阶段,但已请中国矿业大学大学对瓦斯抽采半径作了考察,建议我矿瓦斯抽采半径为2.5米,工作面轨道巷、回风巷瓦斯抽采孔布置间距为5米。
(4)抽采钻孔深度:
1151工作面斜长423米,轨道巷瓦斯抽采上向孔深度设计为≥70米,回风巷施工下向孔钻孔深度设计为≥70米。
(5)钻孔角度:
抽采钻孔顺着煤层,煤层倾角为0~10°
,在钻孔施工中,根据钻孔布孔点的煤层倾角情况,钻孔平行于煤层,钻孔倾角在0~10°
;
钻孔方位角下向孔348°
,上向孔168°
(6)钻孔封孔参数:
钻孔封孔采用机械封孔,封孔材料为水泥浆,封孔长度为8米。
钻孔布置参数见下表(表5):
1151工作面钻孔布置参数表
孔号
钻孔深度(m)
方位角(°
)
孔径(mm)
倾角(0)
封孔长度(m)
备注
1~109
≥70
168(垂直巷帮)
75
0~10
≥8
轨道巷(机械封孔)
1~95
348(垂直巷帮)
回风巷(机械封孔)
3、工作面抽采系统参数:
工作面抽采系统参数主要有抽采负压、抽采管路、抽采浓度、抽采流量等。
(1)抽采负压:
抽采孔孔口负压:
≥13Kpa。
工作面支管负压:
≥30Kpa
抽采泵站负压;
≥50Kpa
(2)抽采管管径:
抽采支管:
∮100㎜;
抽采联接管:
∮32㎜;
抽采联接管(软管):
∮50㎜;
灌浆管:
∮20㎜;
(3)抽采浓度:
工作面抽采瓦斯浓度≥25%,各抽采单孔浓度为≥40%,进行控制性抽采;
瓦斯浓度低于规定浓度时,控制抽采流量。
(4)抽采流量:
按规定的瓦斯抽采浓度和工作面瓦斯抽采量,最大抽采流量(纯量)为:
(109×
70+95×
最大抽采量(混合量)为:
Q=1.97÷
25%=7.89m3/min
第四章瓦斯抽采安全技术措施
一、钻孔施工安全技术措施。
1、钻机操作工在施钻前,必须进行以下情况检查,发现有其中之一现象,进行处理后,方可进行施工:
(1)对施钻地点的顶板、两帮、支护情况进行检杳,发现顶板有悬矸、支护不完好时,必须进行处理。
(2)对钻机进行检查,主要检查钻机的油管、油压、油位、油质和钻机的完好情况,油管各接头必须牢固可靠,不能有漏油和串液现象,油压达到0.5MPa以上,油位在指示窗口2/3以上位置,油质干净。
(3)检查施钻用水水管、水压情况和风管压风量,水管不能有漏水,水压必须在10KPa以上。
(4)施工地点巷道前后不能有杂物和其它设备。
(5)施钻地点的瓦斯浓度不得超过1%和通风良好。
(6)钻机的稳固情况:
钻机操作台、动力部分必须牢固,各联接部位不能松动,钻机支柱牢固可靠。
(7)检查钻头、钻杆和钻杆接头完好情况,钻杆不能弯曲和裂纹,钻头和钻杆接头丝扣完好。
(8)检查钻机开关、电缆、电机、封孔泵等电气设备设施是否完好,杜绝失爆现象、由检查人作好记录并签字。
(9)施工地点必须安设压风自救袋和通讯系统并畅通。
2、钻孔施工:
(1)在钻孔施工前,必须空机运行,检查钻机的运行情况,钻机运行状况良好,方可接上钻杆、钻头。
(2)在开始施钻时必须先开水,只能旋转,不能推进,待钻孔返水、返渣后,再推进。
(3)钻机操作中,不能急停、急开,只能慢停、慢开、施钻中更不能反转。
(4)施钻人员认真按照抽采设计中的方位、倾角、开孔高度、孔口间距等施工。
(5)施钻中,要随时检查支柱的牢固情况,以防止在施工过程中支柱松动。
(6)施钻过程中,如遇喷孔,响煤炮声、异味、有毒有害气体等与瓦斯突出预兆和透水预兆等现象,立即关机停止施工,撤到安全地点,向矿调度室汇报。
(7)施工过程中,钻机操作工、钻杆操作工必须配合协作。
(8)在每个钻场中,要选择代表性钻孔检验△H2值,每5m一次。
(9)施钻中,如遇地质变化时要即时通知有关人员,根据现场情况进行调整后,方能施工。
二、封孔安全技术措施
1、由于1151工作面瓦斯涌出初速度大,为防止施钻过程中瓦斯涌出大,而造成工作面瓦斯超限,每施工完一个孔后立即用封孔泵进行机械封孔。
2、封孔前,必须用工具对孔内堵塞部分进行清理,掏出堵塞的煤粉后,方可进行封孔。
3、封孔用的瓦斯抽采管、封孔管的长度和封孔深度必须不低于本设计要求,抽采管、灌浆管外露孔口不低于10cm,瓦斯抽采管要求位于孔的上部、灌浆管位于抽采孔下部。
4、封孔时,直到抽采管返出砂浆后,停止灌浆,不得返水后就停止灌浆。
5、抽采孔孔口空余部分,必须用砂浆封住并掏实,并在孔口周围用水泥糊实。
6、封孔完成后,立即用清水对封孔泵进行清洗,然后再关掉电源。
三、接抽安全技术措施
1、待抽采孔抽采管不再有大的水流出后,立即对抽采孔进行接抽,刚接抽时要控制抽放负压。
2、接抽联结必须平直,在汇流管上必须钻孔,孔径8mm,以便测流用,汇流管与采面抽采支管联结之间必须安设控制阀门。
3、抽采管各处联结必须牢固,不得漏气。
4、在每个孔的联结管的下部最低处要求钻一个孔,孔径8mm,以便放水用。
5、接抽完成后,立即用塞子塞住各个测流、放水用的孔口,并打开控制阀门,进行抽放。
6、测流员必须对每个单孔挂设牌板,填写相关参数,并定期测流。
四、测流管理措施:
1、每个汇流管处测流点每星期用WGC管道参数仪(或皮托管)测定一次抽放负压、速压、浓度、流量等,填入瓦斯抽放管理牌板和抽放测定手册,填写好测定日期。
2、各抽放支管测流地点实行挂牌管理,每星期用WGC管道参数仪(或皮托管)测定一次抽放负压、速压、浓度、流量等,填入瓦斯抽放管理牌板和抽放测定手册,填写好测定日期。
3、抽放泵站每班按规定在测流地点测定大气压力、温度、负压、压差、浓度、流量等,填入抽放测定手册,填写好测定时间。
4、各测流数据测定后,下班上交给通风部有关人员。
5、抽采队将各种抽采数据进行整理、统计,并提供给通风科、技术科、矿总工程师、矿长。
6、每月由矿总工程师组织通风、抽采、机电部门对瓦斯抽采效果、瓦斯抽采对矿井通风的效果进行分析和总结。
五、放水管理规定:
1、各抽采支管、主管放水地点安设放水器,并实行挂牌管理;
工作面瓦斯抽采放水点在汇流管地点或单孔,实行挂牌管理。
2、放水管理每天分两班制。
放水工当班负责自已瓦斯检查区域内的放水工作,并做到瓦斯抽采管内不能有积水。
3、瓦斯抽采管放水后,必须在放水管理牌板上作好记录,内容包括:
地点、时间、管理人。
附:
工作面瓦斯抽采钻孔设计施工布置示意图(附后)
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