祥达煤矿二号井13年瓦斯治理方案.docx

1、祥达煤矿二号井13年瓦斯治理方案富源县大河镇祥达煤矿二号井 （2013年度）瓦斯治理方案2013年2月 富源县大河镇祥达煤矿二号井瓦斯治理方案 为深入贯彻落实全国煤矿瓦斯防治现场会议、全县安全生产暨煤炭工作会议和煤炭工作部署会议精神，全力抓好祥达煤矿二号井瓦斯防治工作，经矿委会研究决定，特制定本方案。1、矿井概况 1、祥达煤矿二号井位于富源县大河镇青龙村委会，行政区划隶属富源县大河镇管辖，企业性质为私营企业，企业法人李志进；煤矿属新建矿井，始建于2007年5月， 矿区有简易公路3km和大扒公路连接，往西6km连接富兴公路，距富源县城29KM,往西8km至大河镇接富源老厂公路，交通较为方便；地理

2、坐标：北纬：253515253630；东京10419001042000；矿区范围由11个拐点坐标圈定，矿区面积0.6686km2。开采深度标高为+19951200m， 现井筒数目2个：主平硐、 风井。主平硐功能为运输原煤、排矸、设备、材料提升运输及进风， 风井作为专用回风井及抽放管路的敷设。 2、瓦斯等级鉴定情况及瓦斯参数测定情况、近三年瓦斯鉴定结果：2011年度矿井最大绝对瓦斯涌出量为3.09m3/min； 最大绝对二氧化碳涌出量0.45m3/min。2010年度矿井最大绝对瓦斯涌出量为0.12m3/min； 最大绝对二氧化碳涌出量0.03/min。2011年度瓦斯等级鉴定结果为高瓦斯矿井。

3、由于煤矿属新建矿井，根据云南省143地质队提供的地质资料，煤矿所属的硐山矿区为高瓦斯区域，所以煤矿定为高瓦斯矿井，煤矿于2011年4月委托昆明煤炭科学研究院对煤矿进行瓦斯参数测定。所测定祥达煤矿二号井现开采范围内M3、M4+1煤层瓦斯参数情况见表。煤层编号M3M4+1测点标高m18101810测点埋深m150150煤层瓦斯压力pMPa0.280.32吸附常数am3/t.r29.67726.465bMPa-10.6030.650煤的孔隙率1.433.42煤层瓦斯含量m3/t3.713.74煤层透气性系数x/MPa2.d0.49490.5192钻孔瓦斯衰减系数d-12.18791.5020煤层坚固

4、性系数f0.520.57煤的瓦斯初散初速度7.14.43、煤尘爆炸性及煤层的自燃倾向性2010年5月云南省煤矿安全计量监测站对C4+1煤层煤样进行的自燃倾向性及爆炸性鉴定结论：为自燃煤层、有爆炸危险性。2012年7月云南煤矿技术中心对C3煤层煤样进行的自燃倾向性及爆炸性鉴定结论：为自燃煤层、有爆炸危险性。 二、组织机构 组 长：宋旭辉 副组长：晏中科组 员：崔代盛、李敏、宋天顺 温培伟 陈德良 赵发荣王家雄 王家良 李富国 三、治理方案总体要求：坚持“先抽后采，监测监控，以风定产”的瓦斯治理方针，全面构建“通风可靠，抽采达标，监控有效，管理到位”的瓦斯工作体系，有效防止瓦斯超限。祥达煤矿二号井

5、以下几个方面进行治理。1、优化系统根据曲靖市煤炭设计院的初步设计，煤矿采用平硐开拓，水平布置在1810水平，开采1810水平以上的煤层，根据修改后的“两设计”煤矿严格的按照设计的要求把巷道建成标准化巷道。对原生产系统的所有巷道进行改造，改造过程中，增大巷道断面，将原来弯曲的巷道改直，减小通风阻力。在以后掘进工作面的布置过程中，首先必须考虑掘进过程中的通风系统，如掘替工作面的掘进，先掘回风上山，再掘进工作面开切眼，打探放孔释放瓦斯， 局扇供风必须配足双风机双电源，并能自动切换， 工作面开切眼贯通后，采用全风压通风。 2、监测监控系统 安装KJ70N型煤矿安全监控系统（江苏三恒），地面中心站装备2

6、套主机1套使用、1套备用，设5个分站，型号为KJ70-F，甲烷传感器24台，设备开/停传感器6台，风速传感器6台，温度传感器4台，远程瓦斯断电仪二台（每个掘进一台），瓦斯监控系统能有效准确的反应井下瓦斯、通风等情况。矿井监测监控系统中心站实行24小时值班制度，当系统发出报警、断电、馈电异常信息时，能够迅速采取断电、撤人、停工等应急处置措施，每7-10天必须对甲烷传感器进行检校，下井的甲烷传感器必须在有校期内，并对传感器登记造册，根据传感器编号，掌握那些在有效期内，什么时候该检校？做到一目了然，每班派专人检查维护。 3、矿井瓦斯抽放系统煤矿属新建矿井，我矿于2011年安装了2台型号为2BEA25

7、3 型高负压、低流量水环式真空瓦斯抽放泵，一台工作，一台备用，抽采管径主管选用31528.6mm；2012年煤矿根据曲靖市煤炭设计院的设计，煤矿安设两台2BEA-353-0型水环真空泵两台，配套电机功率160kW，转速660r/min，380V防爆电机。该泵在97kPa压力状态下的工况流量为97 m3/ min, 泵的转速为590 r/min，工况状态轴功率104KW。水环真空泵工作时开启一台，另外一台做为备用，抽采管径主管选用35532.2mm, 采煤工作面回风巷后方采空区瓦斯抽采支管选用31528.6mm，已采采空区瓦斯抽采支管选用28025.4mm。能满足矿井瓦斯抽采需要。2012年10

8、月20日通过验收，结合瓦斯抽采设计的要求和煤矿的实际情况，对110302工作面进行半封闭埋管抽放。2BEA-353-0型水环真空泵有关技术参数见表111，其性能曲线如图112所示，水环真空泵工况点为M、配套电机工况点为P。表111 2BEA-353-0型水环真空泵参数工况状态吸气压力（kPa）97极限吸气压力(kPa)3.3工况状态抽气量(m3/min)97转速（r/min）660最大轴功率（KW）120供水量(m3/h)4.05.0工况状态轴功率（KW）104泵重（kg）2000 图112 2BEA-353-0型水环真空泵性能曲线图以上性能曲线图为在吸气温度20，供水温度为15，出口压力为一

9、个标准大气压的饱和空气情况下得出。在不同吸气压力下2BEA-353-0型水环真空泵的耗水量见表112。表112 不同吸气压力下水环真空泵耗水量明细表泵型号吸气压力（hPa,绝压）2002004004006006002BEA-353-0耗水量（m3/h）12.013.09.510.58.59.54.05.0四、瓦斯抽采我矿瓦斯管理方面成立了瓦斯综合治理领导小组，建立了“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理的具体实施方案。（一）、通风可靠：煤矿成立以技术负责人为主的通风领导小组：组 长：晏中科副组长：李全坤成 员：周朝舍 田龙青 王家雄强化矿井通风管理，确保通风可靠，矿井具备独立

10、完善的通风系统，井下各采掘作业严禁微风、无风作业和串联通风、循环风作业；扩大原有巷道的断面，总回风巷的断面由原来4.2m2增加到5.8 m2， 减小通风阻力；构筑了可靠的控制风流的风门、风墙、风窗，进（回）风巷之间和主要进（回）风巷之间的联络巷砌筑了永久性风墙；并安装了2套同能力的主要通风机，型号FBCDZNO-15/B、风量1548-2280m3/min、功率237kw,其中1套作为备用，备用主要通风机能够在10min内启动， 风井出口安设了防爆门，严格执行了10天一次的测风制度。2011年4月，经昆明煤炭科学研究所测定富源县祥达煤矿二号井现开采范围内：M3煤层瓦斯含量(W)：3.71 m3

11、/t；M4+1煤层瓦斯含量(W)：3.74 m3/t；掘进工作面在设计的掘进速度下，当掘进工作面配风量小于稀释瓦斯所需的风量，即下式成立时，抽采是必要的。Q掘式中： Q0掘进工作面稀释瓦斯所需风量，m3/s； Q掘进工作面的绝对瓦斯涌出量， m3/min； K瓦斯涌出不均衡系数，取1.3。 C煤矿安全规程允许的工作面瓦斯浓度， %，取C=1；经过对矿井瓦斯涌出量的预计，掘进工作面抽采必要性判别见表113。按局部通风机吸风量计算掘进工作面配风量Q掘: Q掘 QfIKf=20011.3260m3/min=4.33m3/s。式中：Q掘 掘进工作面设计配风量，m3/s；Qf 掘进工作面局部通风机额定风

12、量，设计选用YBT-11型局部通风机，额定风量为200m3/min；I 掘进工作面同时运行的局部通风机台数，1台；kf风量备用系数。kf取1.3。表113 掘进工作面抽采必要性判别表煤层编号掘进工作面类型掘进速度(m/min)掘进工作面瓦斯涌出量Q(m3/min)掘进工作面稀释瓦斯需风量Q0(m3/s)掘进工作面设计配风量Q掘(m3/s)Q掘Q0M2炮掘0.002780.5161.12 4.33否M3炮掘0.002780.4040.88 4.33否M4+1炮掘0.002780.4160.90 4.33否M7炮掘0.002782.2244.83 4.33是M9炮掘0.002780.7311.59

13、 4.33否M13炮掘0.002780.7531.63 4.33否M16炮掘0.002780.4390.95 4.33否从表113可以看出：祥达煤矿二号井掘进工作面配风为4.33m3/s的条件下，炮掘工作面按抽采必要性判别式计算后的结果，除M7煤层配风为4.33m3/s偏小，不能满足风排瓦斯要求外，认为炮掘工作面无需抽采，且掘进工作面的绝对瓦斯涌出量也未超过煤矿瓦斯抽放规范(AQ 10272006)所规定大于3 m3/min需抽采的绝对量，所以掘进工作面目前无需抽采，但M7煤层掘进工作面局部通风机必须更换为额定风量250m3/min以上才能满足风排瓦斯要求，其它煤层在掘进过程中需进行瓦斯预测。

14、（二）、抽采达标：煤矿成立以安全副矿长温培伟为主的瓦斯抽放领导小组：组 长：温培伟副组长：陈德良成 员：田龙青 范发云 朱治 李小雄煤矿在风井口侧面50m的地方构筑了瓦斯抽放泵房，采用不燃性材料建筑，并设有防雷电装置，按照设计要求安设低负压抽放瓦斯系统及附属设施，抽放系统需安设了2台160KW的抽放瓦斯泵，抽放主管为355mmPVC管，由于1810以上水平开采C4+1以上的煤层，根据瓦斯参数测定结果，工作面在掘进过程中不预抽煤层瓦斯，开采时抽放采空区瓦斯，如果在实际掘进过程中瓦斯涌出量发生变化，瓦斯抽放小组必须根据情况对瓦斯抽放做出调整，并立即对掘进工作点进行煤层瓦斯预抽。1、掘进工作面瓦斯涌

15、出量掘进工作面瓦斯涌出量按下式计算： q掘i=q3+q4式中 q掘i第i个掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min。q3掘进工作面巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m3/min。D巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m。D2mm0开采层厚度。巷道平均掘进速度，m/min。L巷道长度，m。q0煤壁瓦斯涌出强度，m3/(m2min)。 q0=0.0260.0004(Vr)2+0.16 W0Vr煤中挥发分含量，%。W0煤层原始瓦斯含量，m3/t。q4掘进工作面落煤绝对瓦斯涌出量，m3/min。q4=Sv（W0-Wc）S掘进巷道断面积，m2。巷道平均掘进速度，m/min。煤的密度，t/m3。Wc运出矿井后煤的残存瓦斯

16、含量，m3/t。M4+1煤层掘进工作面瓦斯涌出量按如下公式计算： q掘=q3+q4 =0.342+0.074=0.416m3/min式中 q掘掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min。q3掘进工作面巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m3/min。 =0.342 m3/min。D巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m。D2m21.15=2.3 mm0开采层厚度，1.15m。巷道平均掘进速度，m/min。取0.00278 m/min。L巷道长度，m。L取364 m。q0煤壁瓦斯涌出强度，m3/(m2min)。 q0=0.0260.0004(Vr)2+0.16 W0 =0.0260.0004(29.49)2+0.1

17、6 5.61 =0.074 m3/(m2min)Vr煤中挥发分含量，%。M4+1煤层Vr取29.49%。W0煤层原始瓦斯含量，m3/t。M4+1煤层W0取5.61m3/t。q4掘进工作面落煤绝对瓦斯涌出量，m3/min。q4=Sv（W0-Wc）=6.90.002781.40（5.61-2.87）=0.074 m3/minS掘进巷道断面积，m2。S取6.9 m2。巷道平均掘进速度，m/min。取0.00278 m/min。煤的密度，t/m3。M4+1煤层=1.40 t/m3。Wc运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m3/t。M4+1煤层Wc为2.87m3/t。经计算，M4+1煤层掘进工作面瓦斯涌出量为0

18、.416m3/min。根据瓦斯等级鉴定和煤层瓦斯计算结果，在对M4+1煤层掘进时不需要进行瓦斯预抽。2、对110302工作面抽采瓦斯方法的选择如下：煤矿建成投产后，回采工作面在老顶来压时由于顶板垮落，将采空区内邻近层卸压瓦斯和围岩瓦斯压出，汇集到回采工作面上隅角，会造成上隅角瓦斯浓度超限，因此工作面上隅角位置进行瓦斯抽采。工作面（或采区、矿井）采空区虽与矿井通风网络隔绝，但采空区中往往积存大量的高浓度瓦斯，它仍有可能通过巷道密闭或隔离煤柱的裂隙往外泄出，从而增加矿井通风的负担和不安全因素，因此矿井必须对采空区进行瓦斯抽采。（1）、采煤工作面采空区采用半封闭埋管抽采瓦斯考虑到矿井属近距离多煤层开

19、采，工作面回采后，下邻近层瓦斯大量涌入工作面和采空区，为减少因工作面上隅角瓦斯超限而停产，对采煤工作面采空区进行半封闭采空区瓦斯抽采。半封闭采空区是指回采工作面后方的、工作面回采过程中始终存在的、并且随着采面的推进范围逐渐增加的采空区。半封闭采空区抽采瓦斯所采用的方式为：插（埋）管抽采。在不增加井巷工程量的前提下，采空区考虑采用埋管抽采方法，对已采完封闭的采空区抽采采用密闭瓦斯抽采。矿井实际开采过程中应对采空区抽采方法进行试验，选取合理的抽采方法，将瓦斯灾害降低到最小程度。埋管抽采的方法为：在采面回风巷安设PVC管作为瓦斯抽采管，在抽采管的末端设一弯管，使抽采管口抬高至回风巷顶部，并设木垛对其

20、管口进行保护。在工作面后部抽采管上每隔3050m安装一组三通、控制阀门及埋管组件，在工作面推进过程中，将埋管口保留在工作面的采空区，通过抽采管路对采空区瓦斯进行抽采。根据工作面瓦斯涌出量及煤矿可操作性，采用采空区埋管抽采方法，并PVC管作为瓦斯抽采管进行抽采。采空区瓦斯抽采管路布置见图111。图111 采空区半封闭瓦斯抽采管路布置图（2）、对已采完封闭的采空区，采用全封闭插管抽采瓦斯全封闭采空区瓦斯抽采有以下几种不同的方式：报废矿井抽采瓦斯、开采已久的老采空区瓦斯抽采、采完不久的采空区瓦斯抽采、地面钻孔抽采和密闭巷道法抽采采空区瓦斯。对于煤矿现目前状况来说，目前矿井因处于基建阶段，仅在M3煤层

21、110302工作面试生产时形成部分采空区，设计采用密闭巷道法抽采采空区瓦斯。该方法是在回风顺槽内打密闭，将管子插入采空区直接抽采采空区瓦斯。加强采空区密闭对全封闭采空区瓦斯抽采是个必要条件，提高采空区的气密性可防止漏气，保持必要的抽采瓦斯浓度和防止有自燃倾向煤层因漏气进氧而发生采空区发火。对于已采完的采空区都要砌筑永久性密闭。永久性密闭要选择顶底板坚固的岩（煤）层巷道，两道密闭墙（砖或料石）中间充填砂或黄土，密闭墙四周要掏槽，插管抽采的密闭上还应设置注砂（泥浆）管和采气测温管等观测管。密闭墙厚度不小于1m，四周掏槽深度不小于0.3m，采空区全封闭插管长度1520m。采空区全封闭插管抽采示意图见

22、图112。（三）监控有效：建立健全了安全监控监控系统，型号为KJ70N。煤矿必须按照相关标准完善并正常使用矿井安全综合监测监控系统（瓦斯监测监控系统、人员定位系统），达到“装备齐全、运行正常、闭锁可靠、处置及时”的要求。1、井下监测监控系统的具体要求：. （1）.煤矿安全监控系统必须24h连续运行。井下分站应设置在便于人员观察、调试、检验及支护良好、无滴水、无杂物的进风巷道或硐室中，安设时应垫支架，或吊挂在巷道中，使其距巷道底板不小于300mm。（2）.甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷道侧壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。图1-1-2 采空区

23、全封闭插管抽采示意图（3）.采煤工作面采用U形通风方式时，在上隅角设置甲烷传感器T0或便携式瓦斯监测报警仪，工作面设置甲烷传感器T1，工作面回风巷设置甲烷传感器T2。（4）.煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面，在工作面混合风流处设置甲烷传感器T1，在工作面回流中设置甲烷传感器T2；采用串联通风的掘进工作面，必须在被串工作面局部通风机前设置甲烷传感器T3，并实现瓦斯风电闭锁。（5）.一氧化碳传感器应垂直悬挂，距顶板（顶梁）不得大于300mm，距巷壁不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。开采容易自然、自然煤层的采煤工作面必须至少设置一个一氧化碳传感器，地点可设置在上隅角、

24、工作面或工作面回风巷，报警浓度为0.0024%。（6）.采区回风巷、一翼回风巷、总回风巷的测风站应设置风速传感器。风速传感器应设置在巷道前后10m内无分支流、无拐弯、无障碍、断面无变化、能准确计算风量的地点。当风速低于或超过煤矿安全规程的规定值时，应发出声、光报警信号。（7）.煤矿所有入井人员必须携带人员定位识别卡，并实行矿灯，识别卡，自救器捆绑式管理。（8）. 煤矿监控室必须实行专人24小时值班，严格遵守值班制度，若出现超限报警等情况，必须按照流程和措施及时上报。并做好相关记录。（9）.加强和技术服务站的沟通，联系，及时解决系统存在的问题，煤矿必须按照时限规定送检各类仪器。2、抽放泵站各类传

25、感器布置（1）在抽采泵站内设置1只环境甲烷传感器对抽采泵站内的甲烷浓度进行实时监测，当甲烷浓度0.5%时报警。（2）在抽采泵站内设置1只一氧化碳传感器对抽采泵站内的一氧化碳浓度进行实时监测，当一氧化碳浓度为0.0024%时报警。（3）在抽采泵输入管内设置管道压力传感器、管道流量传感器、管道温度传感器、管道甲烷传感器、一氧化碳传感器各1只，对抽采泵输入管路中的压力、流量、温度、甲烷浓度、一氧化碳浓度进行实时监测，当甲烷浓度25%、一氧化碳浓度为0.0024%时报警。（4）设置缺水传感器2只、设备开停传感器2只，对抽采泵的开停、供水状况进行实时监测。（5）设置2只设备开停传感器对供水泵的开停状态进

26、行实时监测。（6）设置1只压差传感器对回火装置的管道压力进行实时监测。（7）设置2只水位传感器对高、低位水池的水位进行实时监测。（8）设置4只轴温温度传感器对瓦斯抽采泵轴及抽采泵电动机轴的温度进行实时监测。（四）、管理到位1、每班每个掘进工作面、采煤工作面、维修点都配备一名专职瓦检员和巡回瓦检员检查瓦斯。2、必须建立瓦斯检查制度，定期进行检查。每班至少检测五次。对本班没有进行工作的工作面每班至少到工作面检查三次。3、瓦斯检查人员必须执行瓦斯巡回检查制度和班中“四汇报”制度，并认真填写瓦斯牌板、手册。4、瓦斯日报必须送矿长、技术负责人审阅，并进行签字。对重大的通风、瓦斯隐患必须制定技术措施，进行

27、处理。5、必须从采掘工作，生产管理上采取措施，防止瓦斯积聚。当发生瓦斯积聚时，必须及时处理。6、井下各处瓦斯的允许浓度及超限处理措施必须符合煤矿安全规程的有关规定。7、采掘工作面风流中的瓦斯浓度达到1.0或二氧化碳浓度达到15时必须停止工作，撤出人员，向当班的带班领导汇报，并查明原因，采取有效措施，进行处理。8、井下所有的盲巷、报废巷道和采空区必须打密闭，挂密闭牌版、瓦斯牌板和报警仪。五、安全防范措施 1、采煤工作面应根据顶板初次来压和周期来压对工作面瓦斯涌出量的影响，必要对工作面风量进行调整，保证工作面所需风量。2、井下整个通风系统至少每旬进行一次风量测定，局部区域根据生产实际情况随时进行风

28、量测定，并保证测定质量。3、瓦检员必须按检查瓦斯操作规程认真检查瓦斯，自觉遵守执行瓦斯检查员岗位责任制。4、总回风巷或一翼回风巷风流中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75时，必须立即查明原因进行处理，并报告技术负责人。5、采区回风巷和采掘工作面回风流中瓦斯浓度超过1时，瓦检员必须对工作面的工作人员停止作业，撤出人员，并由矿技术负责人负责编制措施。通防队长负责措施的实施。采区回风巷中的瓦斯和二氧化碳浓度在该采区全部回风流汇合后的风流中测定。采煤工作面回风巷风流中的瓦斯和二氧化碳浓度，在工作面上出口10m以外的回风流中测定，并取其最大值为测定结果。掘进工作面回风流中的瓦斯和二氧化碳浓度的测定地点为：掘进

29、工作面采用压入式通风时，掘进工作面回风巷风流中瓦斯和二氧化碳浓度的测定应在其回风巷道风流中进行测定。并取其最大值为测定结果。6、采掘工作面风流中瓦斯浓度达到1时，瓦检员必须通知工作面所有人员停止作业，撤到新鲜风流中进行处理。放炮地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1时，严禁放炮。7、电动机或其它开关地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1时，瓦斯电闭锁装置必须能自动切断该设备电源，使之停止运转，撤出人员，进行处理。8、加强工作面上隅角瓦斯抽放和上隅角瓦斯管理，严禁上隅角瓦斯聚积。当采掘工作面内出现瓦斯局部聚积时，其附近20m范围内必须停止工作，撤出人员，切断电源，向调度室汇报，按防治采掘工作面

30、内瓦斯局部积聚的措施规定进行处理。9、严禁在停风或瓦斯超限的区域内进行机电、回收等作业。10、加强通风设施管理，建造密闭时必须有防止密闭前积聚瓦斯的措施。11、因停电和维修，主扇停止运转或矿井通风系统遭到破坏后，必须按矿井瓦斯排放制度的有关规定进行处理。12、因临时停电或其它原因，局扇停止运转，瓦检员必须撤出因停风而受到威胁的工作人员，设置栅栏，悬挂警示牌，禁止人员入内，并向通风技术员汇报。在恢复通风前，首先必须由瓦斯员检查瓦斯，在停风区中瓦斯不超过1，局扇和开关附近10m范围内风流中瓦斯浓度不超过0.5时，方可由瓦检员开动局扇，恢复正常通风。如果停风区中瓦斯浓度超过1，必须按矿井瓦斯排放制度规定进行处理。13、恢复已密闭的停工区，必须事先排出其中聚积的瓦斯。14、井下出