煤矿2021-2023年瓦斯治理三年规划.pdf
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1、*煤 矿(20212023)瓦斯抽采达标三 年 规 划编制单位:通 防 科编制 人:审 核:总工程师:矿 长:编制时间:2021年2月目录第一章矿井概况.2第一节矿井基本概况.2第二节矿井通风系统及安全避险六大系统.2第三节瓦斯抽采系统.4第四节矿井瓦斯赋存情况.5第二章 矿井20212023年度生产接替规划.8第一节采掘安排.8第二节采区接替计划.10第三章 矿井20三 2023年矿井抽采达标工作思路与主要措施.11第一节矿井瓦斯抽采思路.11第二节区域防突方案选择.11第三节瓦斯抽采达标措施确定.13第四章 矿井2021 2023年瓦斯治理措施工程.15第五章 矿井2021 2023年度瓦
2、斯抽采规划.20一、2021年矿井瓦斯抽采计划.20二、2022年矿井瓦斯抽采计划.21三、2023年矿井瓦斯抽采计划.22第六章矿井瓦斯治理现状和问题.24第一节矿井瓦斯治理现状.24第二节存在问题.24第七章组织保障措施.26第一节指导思想.26第二节 发展思路及目标.26第三节现场管理.27第四节资金保障措施.281第 一 章 矿井概况第一节矿井基本概况矿井设计生产能力0.6M t/a,服务年限为42.5a。主采煤层为二I煤,煤层平均厚度4.92m,倾角在1 3 2 5 之间,埋藏深度350800m,赋存较稳定。二 煤不易自燃发火,有煤尘爆炸危险性,属于有煤与瓦斯突出危险性煤层。矿井采用
3、的立井开拓方式,根据确定的工业场地位置,结合该矿煤层赋存条件,靳寨断层以南采用单水平上下山开采,开采水平为-453m水 平(井口地面标高+164m),采煤方法为走向长臂后退式。该断层以北,由于被断层切割成两个孤立块段,须设置两个辅助水平,其标高分别为-380m和-420嗅 其间均用暗斜井联系。矿井采用中央并列抽出式通风系统,主、副井进风,中央风井回风。主采煤层为山西组底部二 煤,煤层平均厚度4.92m,地质储量8004万吨,可采储量3566.6 万吨。第二节矿井通风系统及安全避险六大系统矿井通风方式为中央并列抽出式,即:主、副井进风,中央风井回风。中央风井安装两台同等能力的FBCDZ-N&32
4、/2X630kw煤矿防爆对旋轴流式主要通风机,一备一用。现阶段主要通风机风叶角度及频率为-6。/50H z,矿井总进风量6426m3/m in,总回风量6637m7min,有效风量率96.3%,通风负压1440Pa,等积孔3.5m20井下各掘进工作面均选用FBDNo6.3/2X30kw对旋轴流式局部通风机压入式通风,并全部实现“双风机、双电源、自动倒台”和“三专两闭锁”功能,风筒选用800mm抗静电、阻燃柔性风筒供风,各作业地点配风量均满足安全生产的要求。一、安全监控系统2018年 12月,矿井已完成监控系统升级改造,矿井安装有KJ95X安全监控系统,系统中心站设在矿调度室,配备两台510H工
5、控计2算机,一备一用。监控系统覆盖了井下所有采掘工作面和其他需要监测的地点,能实现24小时连续不断地监测井下环境参数。安全监控系统地面中心站执行2 4 小时值班制度,值班人员应在矿井调度室,以确保及时做好应急处置工作。每 1 5 天至少对传感器进行调校一次,保证监测数据准确可靠。监控系统覆盖了井下所有采掘工作面和其他需要监测的地点,能实现2 4 小时连续不断地监测井下环境参数。监控系统与上级煤业公司联网,监测监控系统运行安全可靠,数据准确可靠。二、人员定位系统矿井安装南京北路K J 6 0 2 人员定位系统。人员定位系统配备两台研华科技有限公司生产的6 1 0 H 型工控计算机,一用一备。井下
6、安 装 1台人员定位传输分站,3 8 台人员定位读卡分站。保证满足井下所有作业人员定位需要,入井人员均佩戴定位卡。三、井下紧急避险系统矿井永久避难碉室(1 0 0 人)于 2 0 1 4 年 4月建成,具备使用条件,内部配备矿灯、压缩氧自救器(4 5 m i n)各 1 2 0 台,安装甲烷、温度、一氧化碳、负压、氧气等传感器,并足额配备满足9 6 h 的食品与饮用水。我矿所有入井人员均配备额定防护时间不小于3 0 m i n 的隔离式自救器。井下各巷道标识齐全,按规定安装避灾路线牌,能够很好起到指引避灾的作用。在 1 2 0 5 1 机巷、风巷均按照要求设置临时避难碉室。四、压风自救系统矿井
7、压风系统2 0 1 1 年 1 1 月建成,地面已安设有3台螺杆式空气压缩机(型号:S A-3 1 5 A,能 力 6 0 n?/m i n),两用一备。压风主管3路为159mm管路,支管路为108nlm管路,井下压风自救装置均按现行标准进行安装,满足安全生产的需要。五、供水施救系统矿井已于2008年建有两口自备水源机井(一备一用),采用水塔供水,配备2台多级供水水泵,潜水泵功率90KW。地面建有生产用的300m的供水箱,供水主管路为219mm管路,支管路为中108mm管路,供水施救设施均按现行标准进行安装,水源、水质、水压、水量均符合要求,满足安全生产的需要。六、通讯联络系统矿井通讯联络系统
8、由深圳三为MT-U01K数字程控调度机、不问断电源、矿用安全耦合器、MTYU矿用阻燃电缆、煤矿井下本安通信分线盒组成,防雷、接地保护设施俱全。目前系统装机容量128门。现已使用100门,其中井下3 7门,地面6 3门。第三节瓦斯抽采系统矿井地面瓦斯抽采系统于2012年7月建成投用,地面瓦斯泵站设置在工业广场内中央风井附近,安装2台2BEC50型水环式瓦斯抽采泵,一台运行,一台备用,采用减速器传动,真空泵转速300r/inino真空泵配隔爆电动机1台,功率185kW,电压10kV。瓦斯抽采泵额定抽采量均为168nf7min,配套抽采主管路为DN500mm抽采钢管。井下瓦斯抽采泵站巷道工程已完工,
9、2019年1 1月份安装完成并投用,主要用于本煤层瓦斯抽放及采空区瓦斯抽放。抽采主管沿风井井筒-453m回风大巷一采区回风石门一抽采地点;风井井筒安装两趟DN500nlm抽采主管路,-453m水平回风大巷安装一趟DN500mm抽采管,工作面支管为DN300mm瓦斯抽采管,抽采管采用法兰连接,目前能够满足井下各地点的瓦斯抽采需要。按照“分区分源”的原则,矿井计划建立瓦斯抽采系统2套,4装备瓦斯抽采泵4台,其中地面抽采系统1套,井下固定抽采系统1套。目前运行情况:运 行1台,备 用1台。表 1:*煤矿瓦斯抽采泵站布置表分类序号泵站名称抽采泵数量(台)抽采泵额定流量(m V m i n)运行状态主管
10、路规格额定功率(k w)地面抽采系统1工业广场泵站(1#、2#)21 6 81 用 1 备5 0 0 n i m 螺旋钢管1 8 5井下抽采系统3井下瓦斯泵站22 5 01 用 1 备83 1 5 m m 螺旋钢管2 6 0第四节矿井瓦斯赋存情况一、矿井瓦斯等级根据矿井地质勘探报告,二 煤层属于有瓦斯突出危险性煤层,矿井为煤与瓦斯突出矿井。根 据 煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法,突出矿井不再进行周期性瓦斯等级鉴定工作,*煤矿处于基建阶段,无法计算相对瓦斯和二氧化碳涌出量,近4年矿井绝对瓦斯和二氧化碳涌出量测定情况如下:2 0 1 5年矿井绝对瓦斯涌出量为0.6 3 m 3/m i n,绝对二氧化碳涌
11、出量为 0.9 5 m3/m i n o2 0 1 6年矿井处于停工缓建状态,只进行正常通风排水。20 1 7年矿井绝对瓦斯涌出量为0.9 1 n r 7 m i n,绝对二氧化碳涌出量为 1.8 3 m3/m i n020 1 8年矿井绝对瓦斯涌出量为6.1 3 m3/m i n,绝对二氧化碳涌出量为 3.5 3 m3/m i n052019年矿井绝对瓦斯涌出量为1.46nf7min,绝对二氧化碳涌出量为 2.47m3/min0二、煤层瓦斯情况根据2018年2月中国矿业大学对*煤矿二 煤层瓦斯参数测定报告显示:*煤矿二1煤层瓦斯压力0.010.40 MPa;瓦斯含量3.5076 6.4962
12、 m3/t;煤层坚固性系数f为0.21 0.28;煤层瓦斯放散初速度4 P为10.6-14.8mmHg;煤层的透气系数兄 为0.1354m2/(MPa2,d);煤层的破坏类型为IV类67第二章 矿井2 0 2 1 2 0 2 3 年度生产接替规划第一节采掘安排1、20 21 年矿建工程3 4 7 5 m (岩巷1 0 7 0 m,煤巷24 0 5 m),原煤产量6 0.0 万 吨(含工程煤量6.3 万吨),计划施工瓦斯治理钻孔27 3 0 个,总进尺 1 8 0 8 0 0 m。2、20 22年矿建工程3 4 6 8 m (岩巷1 223 n i,煤巷224 5 m),原煤产量6 0.0 万
13、吨(含工程煤量5.9 万吨),瓦斯治理钻孔28 0 0 个,钻尺,25 3 4 0 0 m。3、20 22年矿建工程3 3 1 0 n l (岩巷1 9 5 0 m,煤巷1 3 6 0 m),原煤产量6 0.0 万 吨(含工程煤量3.6 万吨),瓦斯治理钻孔229 0 个,钻尺,225 20 0 m。8第二节采区接替计划一、采区接替安排20 21年-20 23年,矿井井巷工程及原煤产能主要为1 2采区。初步设计1 2采区地质储量9 7 3.6 1万吨,可采储量6 6 1.9 4万吨;经目前实际揭露情况,1 2采区可采地质储量4 3 2.7 5万 吨(不含工程 煤 量1 6.5万吨、保护煤柱煤量
14、9 7.21万吨)。该采区为双翼采区,按区段斜长1 4 5 m,将采区划分为9个回采工作面,东翼4个、西翼5个回采工作面。原则上两翼交替顺序开采,采用沿空掘巷或沿空留巷施工工艺,减少巷道施工量,避免孤岛采煤。二、采面接替安排20 21-20 23年期间矿井生产采区为1 2采区,工作面回采顺序定为1 20 21工作面-1 20 4 1工作面一1 20 3 1工作面。1 20 21采煤工作面。1 20 21工作面回采走向长度7 20 m,倾向长 度1 4 5 m,平均煤厚4.9 m,倾 角1 7 左右,可采储量6 9.7 5万吨。1 20 4 1采煤工作面(由 原1 20 1 4工作面、1 20
15、6 1工作面合并开采)。1 20 4 1工作面回采走向长度7 20 m,倾向长度29 0 m,平均煤厚4.9 m,倾 角1 7 左右,可采储量1 3 9.1 4万吨。1 20 3 1采煤工作面(由 原1 20 1 1工作面、1 20 3 1工作面合并开采)。1 20 3 1工作面回采走向长度4 4 5 m,倾向长度29 0 m,平均煤厚4.5 m,倾 角1 7 左右,可采储量7 8.9 8万吨。10第三章 矿井2021 2023年矿井抽采达标工作思路与主要措施第一节矿井瓦斯抽采思路*煤矿为煤与瓦斯突出矿井,矿井在掘进、回采时的瓦斯灾害将会给安全生产带来不可回避的隐患,所以在煤矿采掘活动过程中要
16、高度重视瓦斯灾害。矿井应坚持瓦斯综合治理理念,以采掘过程中的突出防治为重点,控制瓦斯超限、瓦斯积聚等隐患,区域防突措施技术体系采用“底抽巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯”的区域防突措施,为了进一步降低工作面回采期间回风流瓦斯浓度,瓦斯治理措施,根 据 河南省煤矿防治煤与瓦斯突出十项措施、河南省强化煤矿安全生产暂行规定 要求,确立适合自身特点的钻孔参数、瓦斯抽采方法及工艺等,保证矿井安全、持续、稳定发展。第二节区域防突方案选择区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类,开采保护层分为开采上保护层和开采下保护层两种形式。预抽煤层瓦斯可选用的方式有:地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻
17、孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯等。因*煤矿主采煤层为二 煤层,根据煤层赋存情况及地质情况,开采的二 煤层为单一开采煤层,其顶部及底部无可作为保护层的煤层,煤层顶底板均为灰岩或砂岩,岩石较硬,没有软岩可供开采保护层,所以二 煤层不具备开采保护层的条件。根 据 防治煤与瓦斯突出细则预抽煤层瓦斯按优先顺序选取,*煤矿地质条件复杂,如果采用地面井预抽煤层瓦斯措施,因*煤矿埋深大,煤层透气性差,预抽煤层瓦斯控制范围有限,且地面井预抽煤层瓦斯技术不能准确控制构造,尤其是有地质构造区域地面预抽煤层瓦斯不能真正消突,仍需井下采取区域治理1
18、1措施,造成工程投入大、工期长,不利于突出区域治理工作的开展,所以地面井预抽煤层瓦斯措施不可行。矿井二I煤层直接顶板是中一细粒结构的大占砂岩,厚度两极值9.0 3 3 7.8 8 m,平均厚度1 7.8 m。岩石强度中等,局部具炭质泥岩或泥岩伪顶。不利于实施顶板穿层钻孔,且顶板抽采钻孔内积水问题较难解决,抽采效果差,因此二1煤层不具备施工顶板抽采巷,所以顶板穿层钻孔预抽区域防突措施不可行。二煤层底板为砂质泥岩和泥岩,局部夹砂岩薄层,厚度0.9 4 6.6 4 m,一般厚5.3 7 m。岩石强度较低,具备实施底板抽采巷穿层钻孔条件,且底板抽采巷穿层钻孔能有效解决钻孔内积水问题,改善抽采条件,利于
19、瓦斯抽采,所以实施底板抽采巷穿层钻孔卸压增透区域防突技术可行。综上所述,针对*煤矿瓦斯地质条件,从技术和安全方面分析,*煤矿开采区域采用开采保护层作为区域防突措施不可行,采 用“地面井预抽煤层瓦斯措施”及“顶板穿层钻孔预抽区域防突措施”亦不可行,采用底板抽采巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯是一种科学合理、可行的区域防突技术方案。图1:区域防突措施示意图12第三节瓦斯抽采达标措施确定根据矿井采掘布置实际情况,采用底抽巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施,起到掩护煤巷条带掘进和采煤工作面回采作业,消除工作面煤层突出危险性,做到抽采达标,保证安全采掘作业。为了进一步降低工作面瓦斯含量,增加瓦斯利用率,减少工作面
20、风排瓦斯量,可采用顺层钻孔瓦斯治理措施,对回采区域的煤层瓦斯进行抽放。1、采煤工作面区域防突措施采煤工作面区域防突措施采取底抽卷穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯,辅以水力扩孔增透措施,当残余瓦斯含量小于6 m3/t和残余瓦斯压力小于0.6 M P a时,必须进行区域验证,验证合格后方可进行回采作业。2、煤巷掘进工作面区域防突措施煤巷掘进工作面区域防突措施采取底抽巷穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯,辅以水力扩孔增透措施,残余瓦斯含量小于6 n V7t和残余瓦斯压力小于0.6 M P a时,必须进行区域验证,验证合格后方可进行掘进作业。3、石门揭煤区域防突措施石门揭煤采用穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区
21、域防突措施。当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7 m以前实施(在构造破坏带应适当加大距离),钻孔的最小控制范围为石门揭煤处巷道轮廓线外1 2 n l (急倾斜煤层底部或下帮6 m),同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5 m,且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时,应当保持最小超前距1 5 m。穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施效果检验采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量法,或采用钻屑瓦斯解吸指标法进行效果检验。效检孔至少布置4个,分别位于要求13预抽区域内的上、中部和两侧,并至少有1 个检验测试点位于要求预抽区域内距边缘不大于2
22、m的范围。14第四章 矿井2 0 2 1 2 0 2 3 年瓦斯治理措施工程根据矿井2 0 2 1-2 0 2 3 年采掘工程接替计划,特编制2 0 2 1 2 0 2 3年区域防突工程规划。2 0 2 1 年 2 0 2 3 年计划施工底抽巷0 m,施工穿层钻孔8.6万 m,顺层钻孔5 7.6 6 万 m,敷设抽放管8 2 8 0 m。*煤矿2 0 2 1 2 0 2 3 瓦斯抽采达标工程计划汇总表时间底抽巷工程量(m)顺层钻孔(万m)穿层钻孔(万m)敷设抽放管路(m)2 0 2 1 年01 3.64.4 84 4 4 02 0 2 2 年02 2.5 42.82 4 0 02 0 2 3
23、年02 1.5 211 4 4 0合计05 7.6 68.68 2 8 0一、2 0 2 1 2 0 2 3 年矿井瓦斯治理工程计划2 0 2 1 年计划施工穿层钻孔1 0 3 0 个,钻尺 4.4 8 万米,顺层钻孔1 7 0 0 个,钻 尺 1 3.6 万米;详见表2 0 2 2 年计划施工穿层钻孔7 0 0 个,钻尺2.8 万米,顺层钻孔2 1 0 0个,钻尺2 2.5 4 万米;详见表2 0 2 3 年计划施工穿层钻孔2 5 0 个,钻 尺 1 万米,顺层钻孔2 0 4 0个,钻尺2 1.5 2 万米;详见表15*煤矿2021年度瓦斯抽采钻孔工程计划序号施工地点钻孔类型项目2 0 2
24、1 年合计1 月2 月3月4月5 月6月7 月8月9月1 0 月1 1 月1 2 月11 2 0 3 1 机巷揭煤 穿层钻孔孔 数(个)7 52 55 01 5 0总钻尺(m)2 8 0 09 0 01 9 0 05 6 0 021 4 采区下山揭煤 穿层钻孔孔 数(个)7 57 57 57 58 03 8 0总钻尺(m)3 0 0 03 0 0 03 0 0 03 0 0 03 2 0 01 5 2 0 031 2 0 3 1 下底抽巷(掩护机巷)穿层钻孔孔 数(个)5 05 05 05 02 0 0总钻尺(m)2 0 0 02 0 0 02 0 0 02 0 0 08 0 0 041 2
25、0 3 1 下底抽巷(掩护采面)穿层钻孔孔 数(个)7 57 57 57 53 0 0总钻尺(m)4 0 0 04 0 0 04 0 0 04 0 0 01 6 0 0 0合计小计孔 数(个)7 51 0 01 7 51 2 51 2 51 3 07 57 57 57 5001 0 3 0总钻尺(m)2 8 0 03 9 0 06 9 0 05 0 0 05 0 0 05 2 0 04 0 0 04 0 0 04 0 0 04 0 0 0004 4 8 0 051 2 0 4 1 风巷顺层钻孔孔 数(个)2 04 04 04 04 01 8 0总钻尺(m)1 6 0 03 2 0 03 2 0
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