孟村矿401102工作面瓦斯抽采达标评判报告(终版)(1).docx
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1、腺蝗集陕西彬长孟村矿业有限公司401102综放工作面瓦斯抽采达标评判报告编制单位:陕西彬长孟村矿业有限公司编制时间:2021年7月25日2、工作面绝对瓦斯涌出量计算工作面相对瓦斯涌出量为L96m3 /t,计划日产量13395.4班,得出绝对瓦斯涌出量为18.23n? /min。第二章401102工作面瓦斯治理情况第一节瓦斯抽采钻孔施工情况401102工作面所有抽采钻孔已按设计施工完毕,累计施 工钻孔3670个,进尺55.25万m。其中:(1) 401102运输巷401102工作面运输巷自2018年3月开始施工预抽钻孔, 累计施工钻孔1777个,累计进尺26.44万m。其中掘前预抽 钻孔12个,
2、进尺0.15万m;倾向顺层钻孔1650个,进尺 24.67万m,钻孔间距1m;水力割缝钻孔107个,进尺1.6 万m,钻孔间距1.5m。(2) 401102回风巷401102工作面回风巷自2018年7月开始施工预抽钻孔, 累计施工钻孔1806个,累计进尺27.3万m。其中掘前预抽 钻孔20个,进尺0.28万m,倾向顺层钻孔1651个,进尺 25.22万m,水力割缝钻孔100个,进尺1.25万m;二氧化 碳驱替钻孔35个,进尺0.53万m,压注液态二氧化碳144 吨,孔间距2m,进尺0.02万m。倾向钻孔孔间距1m,水力 割缝钻孔孔间距2m,二氧化碳驱替钻孔孔间距50mo(3) 401102切眼
3、钻孔布置:开切眼两端各留5m,中间170m范围施工液态二氧化碳瓦斯驱替钻孔和采前预抽钻孔,共布置二氧化碳驱替钻孔2 个,进尺240m,压注液态二氧化碳10吨,采前预抽钻孔49 个,进尺1.18万mo第二节工作面瓦斯抽采系统及抽采量401102工作面采用以瓦斯抽采为主,风排为辅的瓦斯治 理方法。瓦斯抽采采用采前预抽、上隅角抽采、措施巷抽采 等,结合“2-111”瓦斯高效抽采技术解决工作面瓦斯涌出量。矿井地面瓦斯抽放泵站安装6套永久瓦斯抽采系统,每 套系统安设2台抽采泵,一用一备,总抽采能力:3960m3/min, 系统最高负压90KPa;并安装自动监控系统,实时监控抽采 瓦斯浓度、负压、流量、泵
4、站设备运行状态参数等。其中: 401102工作面瓦斯抽采系统简介如下:1 .抽采系统管路布置:401102工作面共布置3套(2#、3#、6#)地面永久瓦斯 抽采系统。3套瓦斯抽采系统布置如下:2#瓦斯抽采系统:地面泵站一风井(820mm钢管)一401盘区一回风( 720mm 钢管)一401101 回风巷(325mm 钢管)一401102 回风巷3#联巷(325mm钢管)一401102回风巷(325mm 钢管)一上隅角抽采3#瓦斯抽采系统地面泵站一风井(820mm钢管)一401盘区一回风( 720mm 钢管)一401101 回风巷(325mm 钢管)401102 回风巷3#联巷(325mm钢管)
5、一401102回风巷(325mm 钢管)一回风巷采前预抽地面泵站一风井(820mm钢管)一401盘区一回风( 720mm 钢管)401102 机头砸I 室( 325mm 钢管)401102 运输巷(325mm钢管)一运输巷采前预抽。6#瓦斯抽采系统地面泵站一风井(820mm钢管)一401盘区一回风( 720mm 钢管)一401101 回风巷(480mm 钢管)401102 回风巷3#联巷(480mm钢管)一401102措施巷口(中 450mm、325钢管)一401102措施巷抽采2 .瓦斯抽采量统计回采前相继在401102运输巷、401102回风巷施工采前 预抽钻孔,预抽钻孔孔口负压均不小于1
6、3KPa。根据管道计 量装置及抽采智能分元评价系统统计,截止2020年7月25 日,401102工作面累计抽采瓦斯量674.40万m3。第三节工作面风排瓦斯量1 .通风系统简介401102运输巷、回风巷均采用局部通风供风,运输巷掘 进期间平均回风量为580m3 /min,回风瓦斯浓度平均为0.10%,回风巷掘进期间平均回风量为620m3 /min,回风瓦 斯浓度平均为0.14%o2 .局部通风风排瓦斯:401102工作面运输巷自2018年5月24日开始掘进, 至2020年6月10日工作面贯通。掘进期间平均回风量为 480m3 /min,回风瓦斯浓度平均为0.08%。Q 运输巷风排二580X0.
7、10%X24X60X748=62.47 万 m3401102回风巷自2018年6月15日开始掘进,至2020 年12月10日工作面贯通,掘进期间平均回风量为460m3 /min,回风瓦斯浓度平均为0.08%oQ 回风巷风排二620X0.14%X24X60X909=113.62 万 m 3因此,局部通风风排瓦斯62.47+113.62=176.09万m3 。3 .全风压通风风排瓦斯:自2021年6月20日起,401102工作面为全风压通风, 配风量为1800m3 /min,回风瓦斯浓度平均为0.06%。Q 工作面风排=1800X0.06%60X36=5.60 万 m3综上:截止2021年7月25
8、日,401102工作面累计风排 瓦斯量为 176.09+5.60=181.69 万 n?。第三章401102工作面预抽煤层瓦斯效果达标评判第一节瓦斯抽采基础条件评判根据煤矿瓦斯抽采达标暂行规定(安监总煤装2011) 163号)第二十一条,抽采瓦斯矿井应当对瓦斯抽采的基础 条件和抽采效果进行评判。在基础条件满足瓦斯先抽后采要 求的基础上,再对抽采效果是否达标进行评判。1.401102工作面配备3套抽采系统,运行正常,符合规 定。2 .矿井每年编制瓦斯抽采达标规划和年度实施计划,确 保“抽、掘、采平衡”。3 .矿井严格按照彬长公司的瓦斯治理模式执行,401102 工作面掘进前按要求编制了采掘工作面
9、瓦斯治理及抽采设 计,满足抽采达标要求。4 .矿井规范了工程验收管理,瓦斯治理工程完成后严格 对照设计进行验收,包括瓦斯治理巷道、抽采管路、瓦斯治 理钻孔等,竣工验收资料真实、可靠、齐全,符合抽采达标 规定要求。5 .矿井按规定编制了瓦斯抽采达标自评价体系和瓦斯抽 采管理制度。6.401102工作面3套抽采系统每套均安设2台抽采泵, 泵站运行正常,一用一备,总抽采能力为1980m3 /min,矿 井抽采系统抽采能力满足矿井瓦斯治理的需要。7 .矿井瓦斯抽采泵站各抽采系统等均按要求安设抽采计 量装置测定瓦斯浓度、负压、温度、流量等参数;其中预抽 评价单元、抽采泵站等关键抽采地点均按要求安装抽采自
10、动 计量装置(包括流量、浓度、温度、压力传感器)实现在线 监测。抽采计量测点满足要求,计量器具符合相关计量标准 和规范要求,并由专业人员进行定期检定和维护,能够做到 计量准确可靠,满足抽采计量相关要求。8 .矿井瓦斯实验室配备自动工业分析仪、吸附常数测定 仪、瓦斯放散初速度测定仪、全自动密度仪、CCL-1型瓦斯 残存含量智能测定仪、煤坚固性系数测定仪、球磨机及天平 等仪器。可准确测量煤的水灰分、密度、吸附常数、瓦斯放 散初速度、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力等瓦斯基础参数。第二节抽采钻孔有效控制范围界定根据煤矿瓦斯抽采达标暂行规定(安监总煤装2011) 163号)第二十四条,预抽煤层瓦斯的抽采钻孔
11、施工完毕后, 应当对预抽钻孔的有效控制范围进行界定,界定方法如下:(一)对顺层钻孔,钻孔有效控制范围按钻孔长度方向 的控制边缘线、最边缘2个钻孔及钻孔开孔位置连线确定。 钻孔长度方向的控制边缘线为钻孔有效孔深点连线,相邻有 效钻孔中较短孔的终孔点作为相邻钻孔有效孔深点。(二)对穿层钻孔,钻孔有效控制范围取相邻有效边缘 孔的见煤点之间的连线所圈定的范围。根据401102工作面钻孔施工实际情况,运输巷顺层倾向 钻孔孔间距1m,水力割缝钻孔孔间距1.5m,回风巷顺层倾 向钻孔孔间距1m,水力割缝钻孔孔间距2m。该工作面可采 长度1789m,倾向长度180m,布置钻孔长度160m,钻孔重 叠长度在14
12、0mo401102工作面运输巷、回风巷距切眼向西20m处至停采 线向东20m范围内每1m布置一个倾向顺层钻孔,运输巷每 1.5m施工一个水力割缝钻孔,回风巷每2m施工一个水力割 缝钻孔。综上可知401102工作面由切眼至停采线间1789m的范 围,为该工作面抽采钻孔有效控制范围。第三节抽采钻孔布孔均匀程度评价根据煤矿瓦斯抽采达标暂行规定(安监总煤装2011) 163号)第二十五条,预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后, 应当对预抽钻孔在有效控制范围内均匀程度进行评价,预抽 钻孔间距不得大于设计间距。401102工作面抽采钻孔设计,根据煤层厚度变化情况设 计:401102工作面运输巷、回风巷每1m施
13、工一个倾向顺层 钻孔,孔间距为1m;运输巷每1.5m施工一个水力割缝钻孔,回风巷每2m施工一个水力割缝钻孔,钻孔间距均不大于设 计间距,满足规定要求。第四节差异系数计算及评价单元划分根据煤矿瓦斯抽采达标暂行规定(安监总煤装2011) 163号)第二十五条规定:将钻孔间距基本相同和预抽时间 基本一致(预抽时间差异系数小于30%)的区域划分为一个 评价单元。根据彬长公司矿井瓦斯抽采达标评判细则规 定:评判测定点沿工作面推进方向每间隔300500m布置2 个。各测定点应布置在原始瓦斯含量较高、钻孔间距较大、 预抽时间较短的位置,并尽可能远离预抽钻孔或与周围预抽 钻孔保持等距离,且避开采掘巷道的排放范
14、围和工作面的预 抽超前距。在地质构造复杂区域适当增加测定点。结合 401102工作面实际情况,具体时间差异系数计算及评价单元 划分如下:表2 40no2工作面预抽时间差异系数及评价单元统计表单元控制范围第一个孔预抽时间(天)最后一个孔预抽时间(天)预抽时间差异 系数(%)备注f切眼至向外450m74159120. 242#切眼向外450nl900nl60548420. 003切眼向外900m 1350m49836426.914 二切眼向外1350m1789nl26819826. 11由上表可知:该工作面各单元预抽时间差异系数均符合 规定。第五节瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算根据煤矿瓦斯抽采达标
15、暂行规定(安监总煤装2011 163号)计算瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量:G式中:吃一煤的残余瓦斯含量,m3 /t;网一煤的原始瓦斯含量,取平均值3.27m3 /to。一评价单元钻孔抽排瓦斯总量,856.09万m3 ;G评价单元参与计算煤炭储量,t。评价单元参与计算煤炭储量G :G =(L-Hi-H2 +2H)(-4 一4 +R)畋式中:入一评价单元煤层走向长度,取1789m;/一评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度,取180m;用、凡一分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等 值宽度,mo如果无巷道则为0,取19.7m;九、为一分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值 宽度,mo如果无
16、巷道则为0,取19.7m;R一抽采钻孔的有效影响半径,取2m;m评价单元平均煤层厚度,取15.9m;/一评价单元煤的密度,取1.36t/m3。乩、凡、九、为应根据矿井实测资料确定,如果无实测陕西彬长矿业集团有限公司审批表职务审批签字彬长公司副总经理、 总工程师彬长公司通风副总工程师彬长公司通风部经理数据,可参照附表3中的数据或计算式确定。表3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(小)无烟煤瘦煤及焦煤肥煤、气煤及长焰煤2550 100 160 200 25023006. 57.49.010. 511.012.013.09.010. 512.414.215
17、.416.918.011. 513.016.018.019. 721. 523.0预排瓦斯等值宽度可采用下式进行计算:低变质煤:0. 8O8Xt0 55高变质煤:(13. 85X0. 0183t) / (l+0.0183t)经过计算:401102工作面残余瓦斯含量最大值为:1.67m3/to第六节现场实测煤体残余瓦斯含量根据矿业公司瓦斯抽采实验室取样分析,401102工作面 煤层原始瓦斯含量在3It。401102工作面经过不 小于6个月的预抽,由矿业公司通风部、抽采队共同取样分 析,经实测,401102工作面最大残余瓦斯含量为2.18m3 /t, 如下表:表4 401102工作面残余瓦斯含量统
18、计表单元编号取样地点原始瓦斯 含量(/ /t)残余瓦斯含量 (m3 /t)残余瓦斯压力(Mpa)备注1#单元切眼向外225m3. 271.960. 262#单元切眼向外675m3.422. 180. 323#单元切眼向外1125m3. 162.080. 284#单元切眼向外1570m2.982. 090. 28备注:每个单元取样2次,取残余瓦斯含量较大者做为 统计数据。第七节采煤工作面瓦斯预抽率及矿井瓦斯抽采率(一)根据集团公司矿井瓦斯抽采达标评判细则要 求对瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面,瓦斯预抽 率ri三35% ( T=瓦斯抽采量/瓦斯储量)。工作面瓦斯储量2277.1万Hi?,预
19、抽瓦斯856.09万m3 , 工作面瓦斯预抽率为37.59%,满足公司规定T1N35%。(二)根据集团公司矿井瓦斯抽采达标评判细则矿 井瓦斯抽采率满足表5规定时,判定矿井瓦斯抽采率达标。表5矿井瓦斯抽采率应达到的指标矿井绝对瓦斯涌出量Q (m3 /min)矿井瓦斯抽采率(%)Q2025020WQ4025540WQV8026080WQV160265160WQV25070250WQ275矿井瓦斯抽采率计算公式为:力二丁多了Yh十 Ykfn k矿井瓦斯抽采率,%;Qh当月矿井平均瓦斯抽采量,n? /minQkf当月矿井风排瓦斯量经估算:Qkc=25m3 /min;Qkf=10m3 /min;矿井瓦斯
20、抽采 率 曙=71.4% (20WQV40, Dk?55%),抽采率满足规定。第八节预抽钻孔量计算根据集团公司矿井瓦斯抽采达标评判细则要求预抽 钻孔量:薄煤层不少于O.lm/t,中厚煤层不少于0.08m/t,厚 煤层不少于0.06m/t(地面或井下大直径羽状孔根据瓦斯渗透 半径计算钻孔率,抽采瓦斯范围确保能够覆盖整个抽采区 域)。401102工作面共施工钻孔进尺552500m,其中预抽钻孔 进尺 548876m。预抽钻孔量二钻孔总进尺+评价单元储量=5488764- (1789X180X20.5X1.36)=0.0611m/t因401102工作面煤层平均厚度为20.5m,属于厚煤层, 预抽钻孔
21、量符合规定。第九节可解析瓦斯含量及抽采后煤的残余瓦斯压力计算(一)可解析瓦斯含量根据彬长公司矿井瓦斯抽采达标评判细则规定和矿 井工作面日产量实际情况,评价范围内煤的可解析瓦斯量满足表6规定。表6工作面回采前煤的可解析瓦斯量应达到的指标工作面日产量(t)可解析瓦斯量取(m3/t)60002. 56001-900029001-120001. 512001-15000150001按煤层瓦斯含量井下直接测定方法(GB/T23250) 现场测定煤层的残余瓦斯含量,按煤矿井下煤层瓦斯压力 的直接测定方法(AQ/T1047)现场测定煤层的残余瓦斯压 力,依据现场测定的煤层残余瓦斯含量,计算现场测定的煤 层可
22、解析瓦斯量Wj。吗=一C式中:吗一煤的可解析瓦斯量,m3 /t;%抽采瓦斯后煤层的残余瓦斯含量,m3 /t;%一煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量,按下式计 算。w QAab 100-Ad-Mad1 兀cc 1 + 0.1Z?1001 + 0.31M, Y式中:WCc标准大气压力下的残存瓦斯含量,m3 /t;一吸附常数;4一煤的灰分,%;ad煤的水分,%;万一煤的孔隙率,m3 /m3;7煤的容重(假密度),t/m3 o经现场实测数据,计算可得,各评价单元内煤的可解析瓦斯量如表7所示:表7各评价单元内煤的可解析瓦斯量统计表单元编号取样地点残余瓦斯含量(m3 /t)标气下的残存瓦 斯含量(in? /
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