矿井瓦斯抽放设计.
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矿井瓦斯抽放设计1. 引言矿井瓦斯是煤矿中常见的一种危险气体,具有易燃、易爆等特点。
为了确保矿井的安全生产,矿井瓦斯抽放是必不可少的一项工作。
本文将就矿井瓦斯抽放的设计提出一些关键点和建议。
2. 设计目标矿井瓦斯抽放的设计目标包括:1.有效抽放瓦斯,保证矿井内空气质量符合安全标准;2.减少事故发生的概率,降低矿井的火灾和爆炸风险;3.提高矿工工作环境的舒适度,减少对矿工的身体影响。
3. 设计原则矿井瓦斯抽放的设计应遵循以下原则:1.安全性:设计必须考虑到矿井瓦斯的危险性,确保设计方案可以有效地抽放瓦斯,降低矿井事故的发生概率。
2.可靠性:设计方案应具备高可靠性,确保长时间运行稳定,并能适应复杂的矿井环境。
3.高效性:设计方案应能够高效地抽放瓦斯,提高矿井内空气质量,并确保矿工的工作环境舒适。
4.经济性:设计方案应尽量减少成本,提高资源利用效率,降低矿井运营成本。
4. 设计步骤矿井瓦斯抽放的设计一般包括以下步骤:4.1 瓦斯排放量计算首先需要对矿井瓦斯的产量进行测算和估计,以确定瓦斯抽放的具体需求和抽放能力。
4.2 风流动态模拟根据矿井的结构和布局,进行风流动态模拟以确定瓦斯的产生和传播规律。
4.3 抽放系统设计根据瓦斯的产生和传播规律,设计瓦斯抽放系统,包括抽放设备的选择和管线布置。
4.4 安全控制措施设计设计安全控制措施,包括瓦斯浓度监测和报警系统、通风系统、排放管道安全阀等。
4.5 现场施工和调试根据设计方案进行现场施工和设备调试,确保设计方案的实施效果。
5. 设计要点在矿井瓦斯抽放的设计过程中,需要注意以下要点:1.瓦斯抽放系统的排放能力要合理匹配瓦斯的产量,确保系统运行稳定。
2.抽放设备的选择要符合安全要求,充分考虑矿井环境复杂性和工作条件。
3.瓦斯抽放系统的安装和布置要科学合理,避免管线堵塞和泄漏等问题。
4.安全控制措施要可靠有效,确保在瓦斯浓度超标时能及时采取措施。
5.设计方案需要充分考虑矿工的工作环境和舒适度,提高工作效率。
普定县东光煤矿瓦斯抽采专项设计资料目录江苏省第一工业设计院有限责任公司二〇一一年七月普定县东光煤矿瓦斯抽采专项设计说明书建设规模: 30万吨/年江苏省第一工业设计院有限责任公司二〇一一年七月普定县东光煤矿瓦斯抽采专项设计说明书建设规模:30万t/a院长:总工程师:项目负责:江苏省第一工业设计院有限责任公司二〇一一年七月目录前言 (1)第一章矿井概况 (4)第一节概述 (4)第二节地质及煤层特征 (7)第三节开拓与开采 (10)第四节通风及瓦斯 (12)第二章矿井瓦斯基础资料 (13)第一节瓦斯基础参数 (13)第二节瓦斯涌出量来源分析 (14)第三节瓦斯涌出量预测及变化规律 (15)第四节瓦斯储量 (20)第三章矿井瓦斯抽采 (21)第一节瓦斯抽采必要性与可行性 (21)第二节瓦斯抽采控制范围和指标 (22)第三节瓦斯抽采效果预计 (25)第四节瓦斯抽采方法 (27)第五节瓦斯抽采工艺 (28)第六节钻孔封孔工艺 (33)第七节钻孔施工工艺 (37)第四章矿井瓦斯抽采管路系统及抽采设备 (39)第一节设计依据 (39)第二节瓦斯抽采管路选型 (41)第三节瓦斯抽采管路系统阻力 (42)第四节瓦斯抽采设备选型 (44)第五节瓦斯抽采管路与钻孔组合工艺 (47)第六节附属装置及安全设施 (48)第七节瓦斯抽采管路安装方式 (55)第五章矿井瓦斯抽采泵站 (57)第一节瓦斯抽采泵站场地布置 (57)第二节瓦斯抽采泵站建筑 (57)第三节瓦斯抽采泵站供电、通信、照明 (58)第四节瓦斯抽采泵站给排水系统 (62)第五节瓦斯抽采泵站通风及消防系统 (62)第六节瓦斯抽采泵站保护系统 (63)第七节瓦斯抽采泵站环境保护 (63)第六章矿井瓦斯利用 (64)第一节瓦斯利用方案 (64)第二节瓦斯利用输配系统布置 (64)第三节瓦斯加压站 (65)第四节装机方案及总平面布置 (66)第五节主机及辅助设备 (67)第六节电气部分 (69)第七节主厂房布置 (70)第八节给排水系统 (70)第九节采暖通风及空气调节 (71)第十节环境保护 (71)第十一节消防措施 (72)第十二节节能 (72)第七章瓦斯抽采利用监测及控制 (73)第一节井下瓦斯抽采监测 (73)第二节地面瓦斯利用监测 (73)第八章组织管理及安全措施 (74)第一节队伍组织 (74)第二节图纸和技术资料 (74)第三节管理与规章制度 (75)第四节常用记录和报表样式 (76)第五节安全措施 (79)第九章技术经济 (81)第一节劳动组织 (81)第二节投资估算 (82)第三节主要技术经济指标 (82)附录 (84)附件目录1、设计委托书;2、普定县东光煤矿《采矿许可证》(副本),证号:5200000830409;3、贵州省国土资源厅文件(黔国土资储备字[2008]157号):“关于《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量备案证明”及黔国土规划院储审字[2008]159:“《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审意见书”;4、贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]70号):“对安顺市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”;5、贵州省煤田地质局实验室2003年12月30日提交的光明煤矿13#、15#煤层的煤尘爆炸性鉴定报告及15#煤层自燃倾向性鉴定报告,据业主调查核实,当时的13#、15#煤层,即本报告的14、16号煤层;6、贵州省煤炭管理局文件(黔煤规字[2008]660号):“关于对普定县东光煤矿(整合)开采方案设计的批复”及贵州省煤炭工业协会文件:“关于《普定县东光煤矿(整合)开采方案设计》专家评审意见”;7、贵州煤矿安全监察局林东监察分局文件(黔煤安监林字[2008]316号):“关于安顺市普定县东光煤矿(整合)安全设施设计的批复”。
矿井瓦斯抽放设计矿井瓦斯抽放设计是保障矿井安全生产的一项重要措施。
瓦斯是煤矿生产过程中常见的危险气体之一,容易引起矿井火灾和爆炸事故,造成人员伤亡和生产损失。
因此,矿井瓦斯抽放设计对于提高矿井安全系数、降低事故发生风险具有非常重要的作用。
本文将对矿井瓦斯抽放设计进行详细阐述。
一、矿井瓦斯抽放意义矿井生产过程中产生的瓦斯,因其挥发性、易燃性,极易引发矿井火灾和爆炸事故。
而矿井瓦斯抽放就是指通过控制矿井中的气压和通风,以及使用专门的抽风设备,将矿井内部积聚的瓦斯排放出去,使其浓度在安全范围内,并保持一定的风量和风速,确保矿井内部空气清新。
这个过程对于保障矿井安全生产至关重要。
二、矿井瓦斯抽放设计方法1、确定矿井瓦斯产生的位置和量矿井瓦斯抽放的初步设计要从了解煤层、矿井构造和地下水等方面入手,并掌握矿井内部及区域内部瓦斯产生的位置和情况。
因此,需要对矿井内部的编排、结构、采煤方法、通风系统等进行详细分析,对矿井瓦斯产生量进行测算,绘制瓦斯分布图。
2、确定瓦斯抽放系统的布置方案基于瓦斯分布图和矿井结构图以及矿井的采矿工艺等信息,确定瓦斯抽放系统的布置方案,系统应位于旁通巷道的侧面,并在巷道一端装设瓦斯抽放风机。
其中,瓦斯开采系统包括钻孔钻眼、瓦斯抽放孔、瓦斯抽放管、密闭管汇管、进排风系统、瓦斯抽放风机及电气控制等。
3、确定瓦斯抽放风机的选择与设计为了保障瓦斯抽放系统的工作安全和效率,必须选择适合的抽风设备,风机的扬程、风量和功率一定要符合要求。
同时,还需要考虑风机的抗腐蚀、抗磨损等耐久性问题。
风机的安装和改造必须经过安全技术评估,通过后方可施工。
4、确定瓦斯抽放孔的设计和位置瓦斯抽放孔的位置和数量关系着瓦斯的开采效果和通风效果。
针对不同的矿井区段和开采工艺,应合理设计瓦斯抽放孔的位置和数量,形成“点线面”相结合的抽放系统。
5、确定安全设施及工艺措施瓦斯抽放过程中,可能会引发火灾、爆炸等安全问题,在设计和安装风机及抽放管道的同时,必须配备必要的安全设施。
赫章县罗州煤矿1750西底板瓦斯抽放巷瓦斯抽放设计赤峪煤矿C0203底抽巷瓦斯抽放设计前言赤峪煤矿为煤与瓦斯突出矿井,根据各级政府与煤矿安全生产管理部门的重要指示精神,为搞好煤矿瓦斯防治工作,防止煤与瓦斯突出事故的发生,认真落实“先抽后采,监测监控,以风定产”瓦斯治理方针和“管理到位、抽采达标、通风可靠、监控有效、隐患排除、综合利用”的瓦斯防治体系,我矿深入开展瓦斯抽采工作。
因我矿各可采煤层为煤与瓦斯突出煤层,以预抽煤层瓦斯为作为区域防突措施。
矿为了保证防治煤与瓦斯突出工作安全有序地开展,达到抽、采、掘平衡,保证煤矿健康、稳定地发展,为确保C0203底抽巷巷充分发挥瓦斯抽采工作效能,特编制C0203底板抽放巷抽放设计。
一、设计依据1.《中华人民共和国煤炭法》(1996.8);2.《中华人民共和国安全生产法》(2002.6.29);3.《中华人民共和国矿山安全法》(1992.11.7);4.《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ1027—2006)(2006-11-02)中华人民共和国安全生产行业标准;5.《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026—2006)(2006-11-02)中华人民共和国安全生产行业标准;6.《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018—2006)(2006-02-27)国家安全生产监督管理总局;7. 《煤矿安全规程》(2010)国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局;8. 《防治煤与瓦斯突出规定》国家安全生产监督管理总局令第19号;9. 工程技术人员在赤峪煤矿现场调查收集的其它资料;二、指导思想1、在符合规范要求、满足使用的前提下,尽可能降低成本,节省工程投资;2、设备、管材选型留有余地,能充分满足矿井安全生产的需要;3、采用的工艺技术具有先进性,且符合矿井实际情况。
目录第一章矿井概况 (4)第一节概况 (4)一、地理概况 (4)二、矿井地质 (4)三、开采技术条件 (8)第二节矿井开拓与开采 (9)第三节矿井瓦斯 (10)第四节矿井瓦斯抽采设备 (16)第二章抽放巷道工程概况 (17)第三章抽放方法与工艺 (17)一、抽采方式 (18)二、钻场、钻孔布置及参数 (18)三、设备选型及主要检测仪表 (19)四、测定相关区域的煤层原始瓦斯参数 (20)五、瓦斯抽采应达到的指标 (20)六、封孔方法和技术要求 (20)第四章抽放管道安装 (24)一、抽放管材的选择和管径 (24)二、瓦斯抽放管路与抽放孔的联接 (24)三、管路敷设 (28)第五章抽放实时监测与检测 (30)第六章钻孔施工安全技术措施 (31)第七章瓦斯抽放管理 (33)第一节组织管理 (33)第二节瓦斯抽放组织机构管理 (34)第三节抽放钻场管理 (34)第四节报表管理 (36)第一章矿井概况第一节概况一、地理概况矿井位置及交通情况罗州煤矿位于赫章县城的西面,地理坐标为:东经104°30′01″—104°31′16″,北纬27°06′40″—27°07′39″;行政区划属赫章县罗州乡管辖,罗州煤矿南部距罗州乡政府约3.0km。
第九章 矿井瓦斯抽放设计抽放瓦斯系统的建设必须有抽放瓦斯工程初步设计和施工设计,前者供上级主管部门审批立项之用,后者是工程施工的依据。
编制矿井抽放瓦斯设计要以上级批准的设计任务书和经审批的《矿井抽放瓦斯可行性论证报告》提供的瓦斯基础参数为依据。
设计任务书的要紧内容包括:抽放目的、抽放规模、抽放量估量、工程量和投资估算以及经济效益等。
设计任务书一样由生产单位(局、矿)与承担设计单位共同编制,按隶属关系报上级批准后下达。
第一节 设计必须的基础资料一、矿井概况1.矿井地质包括地质构造、煤层赋存条件、煤炭储量等。
2.开拓开采包括矿井生产能力、矿井开拓方式与巷道布量、采煤方法等。
3.通风、瓦斯包括通风设备与能力,矿井、采区和工作面(采煤与掘进)的瓦斯涌出量,瓦斯来源与平稳分析,瓦斯专门涌出情形,瓦斯对安全生产的威逼程度,煤尘爆炸指数,煤的自燃倾向性等。
瓦斯基础参数要紧包括:煤层瓦斯压力与瓦斯含量、矿井瓦斯储量、可抽瓦斯显、瓦斯抽放率、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量及其衰减系数等。
煤层瓦斯压力、瓦斯含量和煤层透气性系数的测定与运算可参见第三章和第四章的有关内容。
1.矿井瓦斯储量矿井瓦斯储量是指矿田开采过程中能够向矿井内排放瓦斯的煤层(包括可采、不可采煤层)与岩层储存的瓦斯总量。
其运算公式为:12311112221K n i i i nii i W W W W W A X W A X ===++=⨯=⨯∑∑ (9-1) 式中:W k ——矿井瓦斯储量,万m 3;W 1——可采煤层(包括局部可采煤层的可采部分)瓦斯储量总和,万m 3; A 1i ——矿井每一个可采煤层的煤炭储量,万t ;X 1i ——每一个可采煤层的瓦斯含量,m 3/tn ——矿井可采煤层数,W 2——可采煤层采动阻碍范畴内不可采邻近煤层的瓦斯储量总和,万m 3; A 2i ——可采煤层采动阻碍范畴内每一个不可采煤层的煤炭储量,万t ; X 2i ——可采煤层采动阻碍范畴内每一个不可采煤层的瓦斯含量,m 3/t ; m ——矿井可采煤层采动阻碍范畴内的不可采煤层数;W 3——围岩瓦斯储量,万m 3。
瓦斯抽放设计编制制度瓦斯抽放是保障矿井安全和生产的重要措施,而瓦斯抽放设计编制制度则是瓦斯抽放工作的重要组成部分。
本文就瓦斯抽放设计编制制度进行详细解读。
瓦斯抽放设计编制制度是指按照《煤矿安全规程》、《煤炭行业安全规定》以及国家相关法律法规、标准和技术规范的要求,制定煤矿瓦斯抽放设计方案、编制瓦斯抽放图纸并填写相应的瓦斯抽放登记簿,确保瓦斯抽放工作的安全、高效、规范进行。
瓦斯抽放设计要求合理合法。
同时,不同煤矿瓦斯含量有所差异,因此瓦斯抽放设计必须进行科学化设计,不同情况下采取不同的采煤工艺或进行不同的瓦斯抽放方式。
制定瓦斯抽放设计方案的同时,要将煤矿实际情况与技术标准进行比较,确保制定的方案质量和合理性。
编制瓦斯抽放图纸要精确可靠。
编制瓦斯抽放方案后,需根据方案制定瓦斯抽放图纸。
瓦斯抽放图纸主要包括瓦斯抽放通道和井筒的布局,瓦斯抽放系统的建设等内容。
编制瓦斯抽放图纸的关键在于布局合理、参数准确。
除了需要采用先进的计算软件外,还需要结合煤矿实际情况进行不断调整和完善,确保瓦斯抽放图纸精确可靠。
瓦斯抽放登记簿要详细完整。
在进行瓦斯抽放工作时,还需要建造瓦斯抽放设备和安装瓦斯抽放系统,这就需要进行瓦斯抽放登记。
瓦斯抽放登记主要记录瓦斯抽放设备和系统的建设、安装情况以及检修、维护和更新情况等内容。
登记簿的建立需要遵循科学、规范、系统的原则,每笔流水都要详细、准确、完整地记录在册。
煤矿瓦斯抽放工作是一项重要而复杂的工作,并且与煤矿安全和生产紧密相关。
而有效的瓦斯抽放设计编制制度是保障煤矿安全和生产的重要保障。
因此,在瓦斯抽放工作中需要高度重视瓦斯抽放设计编制制度的制定和执行,确保煤矿瓦斯抽放工作的顺利进行,实现煤矿安全、高效、可持续的发展。
XX矿瓦斯抽放设计说明书前言宣东矿业公司位于张家口市宣化区东南10km处,矿井年设计生产能力90万吨,服务年限64年,井田面积21.9 km2。
矿井为一对立井开拓,中央并列抽出式通风方式。
矿井主扇为两台BDK-8-№24对旋风机,主要大巷为一进两回。
矿井前期设计通风能力为85m3/s,后期通风能力为125 m3/s。
一、设计的基础条件矿井2001年11月投产至今,先后开采了33101和33103两个采煤工作面。
在两面的开采过程中,经常由于瓦斯超限,使工作面时采时停不能正常生产。
经实际测定,矿井绝对瓦斯涌出量为40.3m3/min,综采工作面绝对瓦斯涌出量为18.85 m3/min,掘进工作面绝对瓦斯涌出量为6 m3/min,属高瓦斯矿井。
与精查地质报告提供的矿井相对瓦斯涌出量为5.54 m3/t(属低瓦斯矿井)比较相差较远。
为解决瓦斯问题采取了多种治理措施和方法,即在33101回采时,先后采取了加大矿井总进风量、局扇抽下隅角瓦斯、支架间安设局扇吹下隅角瓦斯、开区均压和“U+L”通风系统等一系列措施,初步总结出采面采用”U+L”通风方法(即U型通风加一条尾巷的方法)可勉强维持生产,并在33103回采工作面得到进一步验证。
但总体来说,此法虽见一定效果,但不能从根本上解决瓦斯问题。
现矿井有一个正在生产的回采工作面(33104),一个正在准备的回采工作面(33203),四个煤巷掘进工作面,一个岩巷掘进工作面。
现运行的2#主扇的叶片角度平均为42.5°,负压为190mmH2O,矿井总进风量5700 m3/min,为主扇最大能力。
在生产过程中,矿井总回风瓦斯浓度为0.75%左右,基本达到了《规程》允许浓度的上限,且33104胶带顺槽及集中胶带巷瓦斯超限问题严重地制约着采面生产,再加上33203工作面的投产,矿井瓦斯总的涌出量必将增大,瓦斯问题将是影响矿井安全生产的瓶颈。
2002年11月,为了彻底解决矿井瓦斯问题,也为了使正常的生产行为符合《规程》的有关规定,集团公司上下一致认为必须建立矿井瓦斯抽放系统进行抽放,因此委托抚顺分院对宣东二矿进行矿井瓦斯抽放的初步设计及资金估算。
XX煤矿瓦斯抽放巷抽采设计编制:编制时间:目录一编制依据 (1)二瓦斯抽放巷基本情况 (1)三瓦斯预测 (4)四瓦斯抽放巷瓦斯抽放的必要性和可行性 (5)五瓦斯抽放巷瓦斯抽采方案 (7)六瓦斯抽放巷瓦斯抽采设计 (8)七瓦斯抽放巷抽采系统 (17)八抽放管理 (23)九附件 (29)一、编制依据1、《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采设计规范》(GB50471-2008)、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026-2006)等相关规定。
2、《抽放工操作规程》和《抽采岗位责任制》。
3、《煤矿(变更)初步设计安全设施设计》。
4、《煤矿防突设计》。
5、《煤矿瓦斯抽采设计》。
二、瓦斯抽放巷基本情况1、概况瓦斯抽放进风巷位于XX煤矿南井+1336m水平112运输石门的南面5-2煤层中,从112运输石门开口,沿岩层按方位角186度,按3‰掘进坡度往北掘进。
瓦斯抽放进风巷设计长度为210米。
2、地质情况XX煤矿井田位于六盘水断陷普安旋扭构造变形区杨梅树盆形向斜的次一级构造妥倮屯向斜的南东翼。
矿山整体呈一单斜构造,地层走向由北向南,从北东~南西向缓慢转向南-北向,地层倾角一般26~52°。
南翼煤层倾角较大,多在44°左右,局部煤层倾角可达56°。
瓦斯抽放巷对应地表为陡坡地形盆地,无重要建筑物、保护物及高压线路。
该巷范围内地质条件简单,无断层影响。
瓦斯抽放巷所在地层倾角平均为43°,含0.3~0.5m厚煤线,顶板岩层性质为粉砂岩夹泥岩,底板岩层性质为粉砂质泥岩。
巷道范围内水文地质简单,井下水主要来源于地表降水。
预计该巷道局部有少量的淋水、滴水的现象,正常涌水量为0.2m3/h,雨季顶板淋水会增加。
所以在采掘进中必须坚持“有掘必探,先探后掘、先治后采”的防治水原则。
3、顶、底板情况瓦斯抽采进风巷层位为粉砂岩夹泥岩,力学强度中等,部分会发生顶板垮落,力学强度低,遇水易膨胀和底鼓现象,支护时可能发生支柱下陷。
第一节矿井概况一、矿井开采范围及煤层状况****开采煤层为城子河组,全区可采的煤层有3#、4#、24#、29#、36A#共五个煤层,局部可采有7#、25#、27#三层,煤层赋存状态比较稳定,除3#29#36#层为中厚煤层外其余均为薄煤层,煤层倾角深部变缓,矿井煤种为1/3焦煤,倾角小于25○时,最低可采厚度为0.7m;煤层倾角为25~45○时最低可采厚度为0.6m。
区内煤层由于受区域变质作用影响,煤的变质程度由浅至深、由上至下有增高的趋势,视觉煤岩类型为半暗-半亮煤,少量的光亮型,原煤灰分12.27-58.37%精煤挥发份:28.58-36.77%,胶质层9-24mm,硫:0.29-0.40%;磷:0.0032-0.006%。
原煤发热量4852-7969千卡/Kg。
本井田煤层属低硫、特低磷。
井区范围:西以F31断层为界,东以F48断层为界,北起各煤层露头,南到各煤层-900m标高。
截止到2012年底,资源储量为3215.4万吨。
矿井系煤层群开采、煤层间距较近见《煤层赋存情况表》二、矿井通风现状矿井通风方式为中央并列式,原矿井通风主要扇风机为二台70B2-21-NO24#,电机功率为570 KW一台使用一台备用。
矿井总排风量为3860m3/min 。
经矿井通风机选型改造,现矿井主要扇风机为二台BD—Ⅱ—8-№28型扇风机,矿井总风量5630 m3/min。
三、瓦斯情况:1)、2005年矿井绝对瓦斯涌出量10.1m3/min,相对瓦斯涌出量15m3/t;2006年矿井相对瓦斯涌出量13.4米3/吨,绝对瓦斯涌出量6.39米3/分;2007年矿井绝对瓦斯涌出量34.13米3/分,相对瓦斯涌出量20.56米3/吨;2008年矿井绝对瓦斯涌出量26.075米3/分,相对瓦斯涌出量21.92米3/吨。
2009年矿井绝对瓦斯涌出量为26.9M3 /分,相对瓦斯涌出量为38.49M3 /T。
2010年矿井绝对瓦斯涌出量为34.4M3 /分,相对瓦斯涌出量为39M3 /T。
2011年矿井绝对瓦斯涌出量为42.26M3 /分,相对瓦斯涌出量为29.99M3 /T。
2012年矿井绝对瓦斯涌出量为37.77M3 /分,相对瓦斯涌出量为23.29M3 /T。
因建井初期轮子坡2片掘进工作面施工揭穿3#煤时,发生了一次动力现象,也是该矿建井以来发生的唯一的一次煤与瓦斯动力现象,所以自2006年以来始终鉴定为煤与瓦斯突出矿井。
矿井随着开采深度的增加、生产能力的提高,矿井瓦斯涌出量迅速增长,矿井绝对瓦斯涌出量由2006年的 6.39m3/min增加到2012年的37.77m3/min。
相对瓦斯涌出量从13.4m3/T增加到23.29m3/T,回采工作面绝对瓦斯涌出量一般在10--26 m3/min;相对瓦斯涌出量12--41 m3/T。
各煤层瓦斯涌出量随着开采深度的增加及回采产量的加大将呈逐渐增大的趋势。
矿井煤尘爆炸指数为31.82—40.87%,有煤尘爆炸危险。
煤层赋存情况表第二节、建立矿井永久抽放系统的必要性一、矿井瓦斯资源丰富矿井系煤层群开采,经初步估算矿井可采煤层及邻近层的瓦斯总储量为90770万m3,瓦斯是宝贵的煤层气,是一种洁净、热效率高、低污染的优质能源,在常温条件下发热量为3.43~3.71MJ/m3(约合7978~8869千卡/m3),而城市焦炉气则在4000千卡/m3左右。
据有关专家测算250m3煤层气即可替代1t标准煤。
煤层气可用于燃气发电、燃气供暧、民用燃气,又可作为原料生产化肥和其它化工原料,所以建立瓦斯抽放及利用系统十分必要。
附矿井瓦斯储量表(2)二、安全生产需要据调查,近年来矿井采(掘)工作面均布置在被解放层内,尽管回采工作面的瓦斯量已经大量释放,可是仍有个别采(掘)面瓦斯超限,且随着矿井开采深度的增加瓦斯涌出量还会增大,单靠增加风量的方法是难以解决瓦斯超限问题。
按《煤矿安全规程》《矿井瓦斯抽放细则》《煤炭工业设计规范》等文件规定,矿井建立抽采瓦斯的必要性指标已经达到,同时也是进一步落实国家煤矿安全生产“先抽后采”的方针,所以建立矿井抽放及利用系统十分必要。
矿井瓦斯储量估算表(2)第三节、瓦斯抽放量的估算矿井系煤层群开采,可采煤层10个且层间距在5~75米之间、平均间距为29.4米,层间距较近。
临近层瓦斯占采面瓦斯涌出量的40%——60%,瓦斯涌出量随本煤层和其邻近层煤层厚度的增加而增大。
2006年6月至今,根据已采区域和回采工作面的瓦斯涌出资料统计分析, 29#、36#煤瓦斯绝对量平均值达到了26m3/min;从分析2905采煤面瓦斯资料来看,除了本煤层瓦斯含量大以外,36#煤层受其采动影响,煤层瓦斯通过顶板裂隙大量涌入2905采空区,造成回风和上隅角瓦斯增大。
各煤层瓦斯涌出量矿井瓦斯赋存分析:越往深部开采瓦斯涌出量越大,西部瓦斯涌出量比东部瓦斯大,特别是西部36#层、29#层。
由于煤层群开采,邻近层瓦斯向已采煤层涌出成为瓦斯治理的难点。
抽放瓦斯量概算表经初步概算矿井每分钟最大抽放瓦斯量为18.4m3/min,矿井年抽放瓦斯量为954万m3。
第四节、抽放方法一、邻近层高位钻孔抽放:在回采工作面上顺槽内每20m布置一个钻场,每个钻场布置6~9个抽放钻孔,孔径为Φ90mm终孔点位于工作面顶板10~15m,钻孔长度为70~80m见图(1)二、老空区抽放:在区段石门内向已采空区密闭下管进行抽放或打钻进行抽放。
第五节、抽放系统沿程管径计算一、抽放管径检验地面由泵站通过双排Ф529mm管,分别通过副井、新风井同井下抽放系统对接。
新风井Φ529mm与副井Φ529mm管路形成2趟主干管路,分别与二段Φ325mm管路、西区Φ325mm管路、底部层Φ325mm管路3趟副主干管路在—580石门、—250水平联通,形成管网,覆盖全井。
抽采管径计算表管径校验:(1)副井到—250车场、新风井至—250水平管径为Ф529mm,各长为1200m,抽放混量为150m3/min。
依据公式检验管径:D=0.1457×=0.46m经检验抽放管径符合要求。
(2)东主运、底部层风道、抽放管路Ф325mm、长1864 m,抽放纯量为11.2m3/min、浓度为15%、混量为75m3/min。
依据公式校验管径:D=0.1457×=0.32m=320mm经检验抽放管径符合要求。
(3)二段风道、抽放管路Ф325mm、长1216m,抽放纯量为3.2m3/min、抽放浓度为10%、混量为32m3/min。
依据公式校验管径:D=0.1457×=0.2m=200mm经检验抽放管径符合要求。
(4)西区抽放管径为Ф325mm长1186m、Ф273mm长320m、抽放纯量为4m3/min、抽放浓度为10%、混量为40m3/min。
依据公式检验管径:D=0.1457×=0.23m=230mm经检验这段管径符合要求(5)底部层风道至0303回顺钻场,抽放管径分别为Ф273mm长940米、Ф219mm长940m、由于双排并联其管径为Ф492mm、抽放纯量为11.2m3/min、抽放浓度为15%、混量为75m3/min。
依据公式检验管径:D=0.1457×=0.32m=320mm经检验这段管径符合要求(6)二段风道至2508回顺钻场,抽放管径为Ф273mm长310m、Ф219mm、长450m、抽放纯量为3.2m3/min、抽放浓度为10%、混量为32m3/min。
D=0.1457×=0.2m=200mm经检验这段管径符合要求经检验全矿抽放管径,符合要求。
二、抽放系统阻力计算1、抽放系统分段沿程阻力计算管网沿程阻力计算:依据公式:h f =d c LQ c2 /KD5h f —摩擦阻力(P a)d c=混合气体密度=1-0.00446×22=0.9D—管径(cm)L—管长度(m)Q c=流量K=0.072 (1)副井到—250车场、新风井至—250水平管径为Ф529mm,各长为1200m,h f =0.9×1200×90002÷0.072×52.95=2608P a≈34.7mmH gh f =0.9×1200×90002÷0.072×52.95=2608P a≈34.7mmH g合计69.4mmH g沿程阻力损失不计(2)东主运、底部层风道、抽放管路Ф325mm、长1864 m,混量为75m3/min。
h f =0.9×1864×45002÷0.072×32.55=1954P a≈26.05mmH g沿程阻力损失不计(3)二段风道、抽放管路Ф325mm、长1216m,混量为32m3/min。
h f =0.9×1216×19202÷0.072×32.55=2031P a≈27.1mmH g沿程阻力损失不计(4)西区抽放管径为Ф325mm长1186m、Ф273mm长320m、混量为40m3/min。
h f =0.9×1186×24002÷0.072×32.55=1295P a≈17.3mmH gh f =0.9×320×24002÷0.072×27.35=349.2P a≈4.65mmH g合计:21.95mmH g沿程阻力损失不计(5)底部层风道至0303回顺钻场,抽放管径分别为Ф273mm长940米、Ф219mm长940m、混量为75m3/min。
h f 1 =0.9×940×45002÷0.072×27.35=3607P a≈48.1mmH gh f =0.9×940×45002÷0.072×21.95=1197P a≈15.9mmH g合计:64mmH g沿程阻力损失不计(6)二段风道至2508回顺钻场,抽放管径为Ф273mm长910m、Ф219mm、长550m、抽放纯量为 3.2m3/min、抽放浓度为10%、混量为32m3/min。
h f =0.9×910×19202÷0.072×27.35=635P a≈8.4mmH gh f =0.9×550×19202÷0.072×21.95=1274P a≈16.9mmH g合计:25.3mmH g沿程阻力损失不计2、矿井沿程阻力合计h f矿井=69.4+26.05+27.1+21.95+64+25.3=233.8mmH g(不包括西区到3607损失,不包括管路到钻场损失)3、局部阻力损失局部阻力损失(h3)取总沿程阻力的15%h3=233.8×15%=35.07mmH g4、抽放系统总阻力为保证抽放效果取孔负压为100mmH g(h1)抽放泵出口正压(h4)取40mmH gh f总= h f矿井+h3+h1+h4=233.8+35.07+100+40=408.87mmH g第六节瓦斯抽放泵选型一、抽放泵全压,既抽放系统的总阻力,考虑巷道条件及管线安装等因素抽放泵全压取1.2备用系数。