2022年瓦斯治理示范矿井建设方案.docx

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1、2022年瓦斯治理示范矿井建设方案 沁和能源集团有限公司永安煤矿2022年瓦斯治理示范矿井建设方案 编制单位：沁和能源集团有限公司永安煤矿编制时间：2022年7月 沁和能源集团有限公司永安煤矿 2022年瓦斯治理示范矿井建设方案 一、安全生产现状 （一）、基本情况 永安煤矿于1954年建井，1956年投产。矿井原设计能力9万吨/年，采用斜井开拓，采煤方法1956年为房柱式采煤法，爆破落煤，木柱支护，回采率低。1990年进行930万吨/年改扩建设计，利用井田南部原主井改为副井，重新在井田东北部开拓一新主斜井，在后期工程中，又在井田北部五里庙开凿一眼立井作为回风井，同时在地面建立了瓦斯抽放系统，矿

2、井回采率有所提高。 2022经过企业重组成立了沁和能源集团有限公司，企业更名为沁和能源集团有限公司永安煤矿，现开采三水平3号煤层，标高470m；井下有一采两掘，回采面采煤方法为高档普采，支护方式为整体组合顶梁和配套端头支架支护，全部垮落法管理顶板；掘进面采用炮掘，支护方式为锚网索支护（上分层）。六证齐全，设计生产能力为60万吨/年。 （二）、煤炭资源和开采地质条件 1、煤炭资源 永安煤矿矿井田面积为3.8587Km2，地质储量为4588.8万吨，2022年年底保有“三量”情况：开拓煤量436.32万吨，准备煤量68.28万吨，回采煤量29.28万吨。 根据“三量”情况可以看出，我矿资源已临近枯

3、竭，准备下半年 开拓曹沟村压煤区巷道，计划2022年底开采曹沟村压煤区。 2、地质和瓦斯条件 （1）、地质情况 区域位于沁水煤田南部，所处大地构造单元为沁水块坳南部，大型沁水含煤盆地沁水复式向斜的东翼，与向南转折太行山背斜呈近北东东西向的过渡部位，构造线方向总体上与地层走向一致，呈北北东至北东向，向北西缓倾，倾角36的单斜状构造，受新华夏系构造体系叠加，在向斜东翼上又发育一些简单的、对称的、起伏不大的宽缓背向斜，断裂构造不发育，无岩浆岩与陷落柱分布。区域性晋获褶断带的主干断裂高平晋城段呈NNE向在井田东约20 km晋城市东侧通过。 井田内以宽缓的褶曲为主要构造形迹，褶曲轴向近南北向，地层走向北

4、东向。 井田主体构造为轴向近南北的张沟背斜，背斜轴位于井田东部，轴向近南北向，井田大部分处在背斜的西翼，井田内延伸长度2500m，产状平缓，两翼岩层基本对称，倾角46。由地表、钻孔及井下巷道控制。 井田断层不发育。 矿井自建矿以来未发现有小断裂。 未见陷落柱和岩浆岩体。 总之，井田地质构造简单，为宽缓的褶曲构造，地层较平缓，地层总体走向为北东向，倾角较小，井田内地质构造为简单类型，对煤 层开采无影响。 （2）、瓦斯条件 根据煤炭科学研究总院沈阳研究院2022年4月2022年6月井下实测瓦斯基础参数作为瓦斯涌出量预测的主要依据，具体参数如表1、2、3、4： 永安煤矿3号煤层瓦斯含量实测结果表1

5、测定地点埋深 (m) 解吸量 (m3/t) 损失量 (m3/t) 残存量原煤瓦 斯含量 (m3/t) (m3/tr) (m3/t) 3400集中运输巷205 6.576 1.188 4.46 3.67 11.434 3400集中回风巷215 7.55 1.332 4.46 3.67 11.543 3305回采工作面200 5.75 1.281 4.46 3.67 10.701 3301下分层运输顺槽230 2.125 1.672 4.46 3.67 6.987 3301下分层回风顺槽225 2.452 1.235 4.46 3.67 6.877 3210下分层回采工作面270 3.104 1.

6、096 4.46 3.67 7.393 煤样工业分析结果表表2 采样地点埋深（m）水份Mad( %) 灰分Aad(%) 挥发份Vdaf (%) 3400集中运输巷205 1.79 15.84 6.93 3400集中回风巷215 1.79 15.84 6.93 3210工作面270 0.94 16.44 6.45 煤样吸附瓦斯试验成果表表3 测定地点 吸附常数 灰分 (%) 水 分 (%) 挥发 分 (%) 真密 度 (t/m3) 视密度 (t/m3) A (m3/t ) B (MPa- 1) 3400集中运输巷42.447 1.637 15.84 1.79 6.93 1.66 1.45 百米钻

7、孔衰减系数表 表4 矿井瓦斯储量 永安煤矿井田内稳定可采煤层为3号煤层与15号煤层，故在计算矿井瓦斯储量时计算3号煤层、15号煤层及围岩的瓦斯储量，由于15号煤层瓦斯含量不清，因此在计算瓦斯储量时按3号煤层瓦斯含量取值，矿井瓦斯储量和可开发瓦斯量的计算结果详见表2-5。 矿井瓦斯储量计算表 表 5 煤层 煤层性质 煤炭储量 (Mt ) 瓦斯含量 (m 3/t ) 瓦斯储量 (Mm 3) 可开发量(Mm 3) 3号 可采煤层 16.25 12 195 58.5 围岩 按可采煤层瓦斯储量的10%计算 19.5 5.85 合计 214.5 64.35 15号 可采煤层 11.41 21.24 242

8、.35 72.71 围岩 按可采煤层瓦斯储量的10%计算 24.24 7.27 合计 266.59 79.98 由表5可知永安煤矿3号煤层瓦斯总储量为214.5Mm 3，可开发瓦斯量64.35Mm 3，15号煤层瓦斯总储量为266.59Mm 3，可开发瓦斯量79.98Mm 3，这为矿井瓦斯开发利用提供了充足的资源条件。 矿井历年瓦斯等级鉴定情况 经鉴定，历年我矿均属于高瓦斯矿井 表6 矿井瓦斯等级情况表 测定地点 百米初始瓦斯涌出强度 0q (m 3/min.100m ） 瓦斯流量衰减系数 （d -1） 百米钻孔极限瓦斯涌出量 J Q （m 3） 1号煤孔 0.077 0.0184 6026

9、2号煤孔 0.025 0.0202 1857 年份绝对量 (m3/min) 相对量 (m3/t) 矿井瓦斯等级鉴定 2022 11.60 13.40 高瓦斯矿井 2022 18.08 188.66 高瓦斯矿井 2022 17.04 22.64 高瓦斯矿井 3、矿井开拓布局 （1）、开拓情况 永安煤矿采用斜、立井综合开拓方式，矿井工业场地内共布置四个井筒，即主斜井、副斜井、回风立井、安全出口斜井。 主斜井：位于井田东北部，料石砌碹，净断面13.32m2，倾角25，斜长347m，落底于3号煤层。该井筒内装备一对5吨后卸式箕斗、行人台阶，敷设有电缆、排水管、监控及通讯信号线，担负着全矿井的主提升任务

10、，是矿井的进风井和安全出口。 副斜井：井田南部，为半圆拱断面，料石砌碹，井筒净宽3.3m，净断面7.9m2，倾角22，斜长126米，担负矿井的辅助提升，是矿井的进风井和安全出口。 回风立井：位于井田西北部，为圆形断面，料石砌碹，井筒净断面12.56m2，垂深285米，落底3号煤层。该井筒内安装有梯子间，敷设有瓦斯抽采管路等，作为矿井的回风井和安全出口。 安全出口斜井：位于井田东南部，料石砌碹，井筒净断面5.4m2，倾角22，斜长270米，落底3号煤层。作为矿井的辅助进风井兼安全出口。 （2）、采掘布置情况 井下共布置四个盘区，一、二盘区已经回采完毕，现正在进行三、四采区的回采，布置一个3401

11、回采工作面，准备回采工作面有3304、3306下分层工作面，以及3402下分层工作面。 目前正在回采的3401（上分层）高档普采工作面，此工作面长度为150m，采用走向长壁开采方法；井田综合布置为一个采区，以一采、一掘保证矿井设计生产能力；以单水平单翼布置工作面，工作面走向长度一般为300m左右。 为了保证矿井生产的正常接续，矿井共布置一个炮掘工作面为3304下分层工作面回风顺槽掘进巷道，掘进速度为150m/月，采掘比为1：1。 （三）、主要安全生产系统情况 1、通风系统 矿井通风方式为中央边界式，通风方法为抽出式。 矿井主斜井、副斜井、安全出口井进风，由回风立井回风。区内布置两条进风大巷、一

12、条回风大巷，进、回风大巷都贯穿整个采区。实现了采、掘独立回风；据2022年7月最新数据，矿井总进风量4882m3/min,总回风量4964m3/min，矿井等积孔为2.13m2,通风较难易程度为容易。 全矿生产水平实行分区通风，3401回采工作面、3304掘进工作面均实行独立通风。 我矿于2022年6月由山西煤矿矿用安全产品检验中心进行了通风阻力侧定。通过阻力测定，矿井等积孔为 2.22m2；矿井总风阻为 1901.6Pa;矿井外部漏风率为3.22%。从测定结果可以看出我矿的通风阻力系统难易程度为容易。目前回风立井配备有两台生产组要通风机，一台运行，一台备用。两台通风机型号均为BDK54-No

13、.24(山西运城宇龙风机制造有限公司)，配备电机型号YB355L2-8,额定电机功率为2200kW，额定风量为3767550m3/min，额定风压11633078Pa，电机转速740r/min。目前运行风机的负压为2138Pa。 2022年3月8日，山西煤矿矿用安全产品检验中心对我矿两套主要通风机进行了风机性能检测，经检测：2台风机性能较好，风量和静压均能满足矿井生产需要，可以正常使用。 矿井所有掘进面均使用对旋风机，并实现双风机、双电源、自动切换。 2、抽采系统 瓦斯抽放系统始建于1997年，由煤炭科学总院抚顺分院设计；于2022年有阳泉煤业集团有限责任公司设计院进行了改造，采用本煤层边掘边

14、抽、边采边抽和本煤层预抽抽放矿井瓦斯；在2022年由煤炭科学总院抚顺分院进行抽采工程改造设计，经改造后，我矿配备两套瓦斯抽采系统，一套用于掘进工作面的超前预抽和本煤层预抽，另一套用于抽空区抽放。 目前，矿井有2套瓦斯抽放系统，总抽放能力127m3/min。地面设抽放系统2套（安设SK-85、SK-42型水环式真空泵各2台，一用一备）；抽放主管道直径分别为325mm和219mm。用于采面采前预抽、上隅角埋管抽放、采后卸压抽放、掘进工作面边掘边抽。抽放的瓦斯量小，未进行瓦斯利用。 表1-4 瓦斯抽放泵主要参数表 抽放系统泵 站 名 称 抽 采 泵 型 号 台 数 铭牌 流量 （m 3/mi n）

15、配套 电机 功率 （k W） 铭牌 转速 （r/ min） 额定 电流 （A） 铭牌 排出 绝压 （H Pa） 铭牌 吸入 绝压 （HP a） 额定 吸水 量 （m3/ min） 泵重 （Kg） 备注 地 面抽放系统地 面 泵 站 S K- 85 2 58 85 660 372 142 1013 147 1013 1318 4200 一用一 备 地 面抽放系统 地 面 泵 站 S K- 42 2 19 42 660 490 78.3 1013 120 1013 1112 1170 一用一 备 3、监测监控系统 （1）瓦斯监控系统 我矿新监控中心机房于2022年1月正式投入运行，室内采用双 回路

16、供电，配备有30KVA不间断式后备电源，保证在市电停电的情况下，可供机房2小时内不间断供电，根据有关规定，2022年8月份，我矿委托晋城市煤炭设计室编制了沁和能源集团有限公司永安煤矿安全监控系统升级改造方案设计，并于2022年9月份对原安全监控系统进行升级改造为由煤炭科学研究总院生产的KJ83N型安全监控系统，2022年1月份通过市、县两级验收。现监控机房安装两台主机，一台做为备用，井下安装KJF392型安全监控分站14台，GJC4（B）型甲烷传感器、GTH500（B）型CO传感器等18个种类共105个 传感器。 （2）、人员定位系统 2022年12月份根据要求，我矿委托杭州创联电子技术有限公

17、司编制了沁和能源集团有限公司永安煤矿井下作业人员管理系统设计方案，将原KJ133型煤矿井下作业人员管理系统升级改造为KJ133（C）型，于2022年1月31日通过市、县两级验收。机房安装两台主机，一台做为备用，井下安装分站32台，定位器100台，共有识别卡500张，发放识别卡443张。 （3）、产量监控系统 2022年我矿安装了sf2000型煤炭产量监控系统，2022年12月份我矿委托山西阳光三极科技有限公司编制了沁和能源集团有限公司永安煤矿煤炭产量监控系统设计方案，并于2022年1月份安装完成了由山西阳光三极科技有限公司生产的KJ219型煤炭产量监测系统，并己投入使用，机房安装有两台主机，一

18、台备用。 （4）、井下通信系统 2022年12月份我矿委托晋城市创新电子有限公司编制了沁和能源集团有限公司永安煤矿井下通信联络系统设计方案，并于2022年12月份底安装了由南京北路自动化系统有限责任公司生产的KTK113型矿用广播通讯系统，2022年1月份通过市、县两级验收，机房配有两台主机，一台做为备用，井下安装广播分站64台。 4、防尘系统 2022年6月30日，经山西煤矿工业局综合测试中心鉴定，3#煤 层无爆炸性。 井下建有完善的防尘供水系统，两个地面储水池建在地面工业广场的山坡上（一用一备），容量都是220m3，三条大巷防尘主管路（108*4.5）与采掘工作面支管路（60*3.5）呈网

19、状井下布置，且主要巷道每50m设置一组全断面防尘喷雾，皮带机头均设置定时自动喷雾装置。建立有健全的矿井综合防尘制度和责任制，各责任单位负责人分管区域的洒水除尘工作，每周至少进行两次洒水除尘，每月定期冲洗主要巷道，每年对所有巷道刷白；掘进工作面安设放炮喷雾，各转载点安设喷雾洒水设施；采面支架安设自动喷雾装置，保证割煤机运行和移架时正常洒水，各转载点安设喷雾洒水设施；采区、工作面回风巷安设定时自动喷雾装置；采区避难硐室安设防尘管路。在主要进、回风大巷，采面进、回风巷、掘进巷道及采区之间都按规定设置隔爆水袋，并设专人检查维护。 地面工业广场实行全封闭式管理，安装有捕尘器定期期进行高压洒水。 5、防灭火系统 2022年6月30日，经山西煤矿工业局综合测试中心鉴定，3#煤层自燃倾向性质为不易自燃，自燃倾倾向性等级为III级； 我矿3#煤层属不易自燃煤层，所以重点在外因火灾控制上，主要采取的措施为：主要巷道每50m设置消防箱，消防箱内设有消防带和消防枪，并与主管路连通，保证阀门开启后水量充足。井下各机电硐室、皮带机头、采掘工作面、临时电器设备的地点均按规定设置有