成庄矿瓦斯治理三年规划704Word格式文档下载.docx
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矿区内各主要煤层煤质稳定，煤类单一，均属中等变质程度的无烟煤大类。
成庄矿可采煤层特征表
表1-1
煤层号
见煤点厚度
煤层
间距
夹矸
层数
变异系数（%）
可采
系数
稳定性
最大-最小
平均（m）
3
4.30-7.68
0-4
6
1
稳定
6.44
44.82
9
0.15-2.00
0-2
29
0.96
较稳定
1.09
38.78
15
2.17-5.20
0-7
16
3.73
矿井采用+640m单一水平开采，斜立井石门混合开拓方式。
矿井现开采煤层为3#煤层，采煤方法采用综合机械化放顶煤、全部垮落采煤法。
工作面走向长度为1800～3000m，工作面长度为180～200m。
矿井准备巷道及回采巷道均布置在煤层中，并沿煤层顶板或底板掘进，机械化程度100%。
一盘区已回采完毕，现生产活动主要集中在二、三、四、五盘区。
2009年矿井完成原煤产量865万t。
2010年矿井完成原煤产量920万t。
采掘工作面作业方式为“四六制”，三班生产，一班检修。
二、矿井“一通三防”现状
1、矿井通风状况
矿井通风方式为分区式，通风方法为机械抽出式，现有七个进风井，三个回风井，分别服务于矿井一盘区大巷（已采完）通风和二、三、四、五盘区的采掘生产，三个风井供风区域之间均构筑了分区通风设施，形成了“三对风井，三个区域”的分区通风格局，矿井各盘区均设置了盘区专用回风巷。
矿井总风量约45400m3/min，矿井有效风量42000m3/min。
矿井进回风井筒风量表
井筒
名称
风量
（m3/min）
井筒名称
主井
1390
南翼措施井
2620
1#回风井
12000
副井
4460
2#进风井
7800
2#回风井
10600
排矸井
6640
3#进风井
21890
3#回风井
22800
3#进风斜井
矿井主要通风机担负区域、排风量及风排瓦斯量情况表
风井
进风井
担负通风区域
风机排风量
风排瓦斯量
1#
主井、副井
二、三盘区采掘工作面和主要硐室
41.79
2#
四盘区采掘工作面及开拓巷道
41.74
3#
3#进风立井
五盘区掘进工作面及开拓巷道
49.26
2、瓦斯抽采现状
矿井目前有三座永久瓦斯抽采泵站，分别为：
1＃、2#风井地面瓦斯抽采泵站、3#风井井底瓦斯抽采泵站。
1#风井地面瓦斯抽采泵站共安装4台CBF－710水环式真空泵，单台泵抽采混合气体流量为230m3/min，其中2台用于本煤层抽采，2台用于采空区抽采；
2#风井地面瓦斯抽采泵站共安装5台2BES-7202BG3D型水环式真空泵，单台泵抽采混合气体流量为220m3/min，其中3台用于采空区瓦斯抽采，2台用于四盘区本煤层预抽。
3#风井井底瓦斯抽采泵站安装3台CBF－630水环式真空泵，单台泵抽采混合气体流量为200m3/min，用于采空区抽采；
2台CBF－380水环式真空泵，单台泵抽采混合气体流量为80m3/min，用于本煤层预抽。
矿井泵站抽采瓦斯情况表
泵站
运行方式
浓度
（%）
标况混合量（m3/min）
标况纯量
抽采率
m3/min
万m3/d
1号泵站
预抽1用1备
40
113
45.2
6.5088
25.9816
55.85
采空区1用1备
15.5
100
2.23
2号泵站
42
134
56.28
8.1
采空区1用2备
9.2
219
20.148
2.9
3号泵站
55
61
33.55
4.83
5
195
9.75
1.4
3、安全监测监控状况
矿井装备了一套KJ31N型煤矿安全监控系统，该系统为总线式监控系统，主要由地面中心站、数据通讯设备、传输线路、监测现场各类工况环境的传感器及监控设备构成。
目前从地面中心站至二、三、四、五各盘区变电所监测主干全部用光缆传输，然后铺设监测电缆至采掘工作面等地点。
地面中心站除对监测监控设备及传感器采集到的各类数据进行处理显示外，还可自动或手动对监控设备发出控制指令来实现系统的控制功能。
4、防尘防灭火系统
矿井防尘用水主要采用静压供水，通过防尘管路供到各用水地点。
现在全矿地面共建有四个静压水池,总容积1600m3（两个500m3、两个300m3），防尘管路147km（主管45km、支管102km）。
矿井主要进、回风大巷安装了风流净化水幕，采煤工作面主要采取煤层注水、采煤机喷雾、支架喷雾、转载点喷雾及风流净化水幕等防尘措施；
掘进工作面主要采取掘进机喷雾、除尘器、转载点喷雾、风流净化水幕及湿式打眼等防尘措施。
矿井现开采的3#煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，为不易自燃煤层，矿井防灭火的主要任务是防止外因火灾。
矿井地面共建有四个静压水池,总容积1600m3（两个500m3、两个300m3），与消防水池共用。
消防洒水系统与综合防尘系统共用一趟管路，进风井口安装了防火铁门，矿井主扇全部安装反风设施并定期进行检查，井上下均设置消防材料库，按规定配备了消防器材。
各采掘工作面、机电设备硐室、油脂堆放处等都安设有消防器材。
井口附近设施都采用不燃材料；
井下所有作业地点井下电气设备、电缆、胶带全部符合防爆标准，使用不燃材料，井下风筒采用阻燃、抗静电材料。
各盘区及一翼回风装有风速传感器，各盘区变电所装有温度传感器。
矿井制定了防灭火管理制度、防灭火技术规范和质量标准化标准；
《矿井灾害预防和处理计划》中编制有井上下火电厂灾的预防及处理计划。
三、瓦斯赋存情况及瓦斯治理现状
成庄矿井田西南部瓦斯含量相对较大，而且瓦斯运移潜势较大。
四盘区北翼和二盘区南翼煤层瓦斯赋存整体受一向斜控制，在大的向斜构造内还发育有小背向斜，形成复合背向斜构造，而煤层瓦斯赋存异常地段一般就位于复合背斜部位和背向斜转换部位。
目前，矿井二盘区、四盘区采掘工作面和五盘区部分采掘工作面已进入8m3/t以上区域。
2005年开始，二盘区和四盘区的部分采掘工作面生产过程中陆续出现了4次有地质构造和软煤引发的瓦斯动力现象。
2007年10月，四盘区在抽采钻孔施工过程中还发生一起瓦斯喷孔事故，累计喷出瓦斯量达到5881m3。
预测现生产区域，3#煤层瓦斯含量14.49m3/t；
9#煤层瓦斯含量为14.69m3/t；
15#煤层瓦斯含量为14.82m3/t。
矿井现开采3#煤层，煤层瓦斯赋存受盖山厚度影响变化明显。
矿井由东向西瓦斯含量、瓦斯压力逐渐增加。
根据重庆煤科院2005年测定成庄矿3#煤瓦斯赋存情况为：
（1）瓦斯含量：
二盘区：
原始瓦斯含量10.32～13.27m3/t，平均11.80m3/t；
四盘区：
原始瓦斯含量8.97～15.62m3/t，平均12.30m3/t；
三盘区、五盘区浅部：
原始瓦斯含量4.26～7.26m3/t，平均5.76m3/t；
五盘区深部：
原始瓦斯含量11.34～14.02m3/t，平均12.68m3/t（河南理工大学和本矿测定）。
（2）瓦斯压力：
二盘区的瓦斯压力为0.32～0.46MPa，原始瓦斯压力为0.46MPa；
四盘区瓦斯压力为0.19～0.69MPa，原始瓦斯压力为0.69MPa；
三盘区、五盘区浅部瓦斯压力为0.02～0.18MPa，原始瓦斯压力为0.18MPa。
五盘区深部瓦斯压力为0.30～0.63MPa，原始瓦斯压力为0.63MPa。
（3）矿井煤层瓦斯压力与埋深关系为：
P=0.0021H-0.2954，其准确率可达到80%～90.98%。
（4）煤层瓦斯含量与埋深关系为：
W=0.0039H+12.186，其准确率可达到89%～97%。
（5）煤层初始百米钻孔瓦斯流量为：
0.037333～0.097938m3/（min·
hm）。
（6）钻孔初始瓦斯衰减系数为：
0.0426～0.1327d-1。
（7）透气性系数为：
0.440981～5.972992m2/（MPa2·
d）。
（8）3#煤层瓦斯放散初速度△P为：
26～37。
（9）煤的坚固性系数为：
0.9～1.15。
（10）孔隙率为：
5.77～11.47%。
目前，矿井主要采用地面钻井抽采、递进式模块抽采、掘进工作面迎头迈步式抽采和采空区抽采等抽采方式，进行瓦斯抽采。
（1）地面抽采：
地面抽采是集团公司瓦斯治理的一个重要手段，是实现井下瓦斯地面治理利用的根本措施。
2008年开始，集团公司安排在成庄矿井田内分三期共施工270口地面抽采钻井。
矿井各期煤层气井实施情况见下表。
矿井各期煤层气井实施情况表
序号
规划井数
已钻井数
压裂井数
投运井数
一期工程
30
26
二期工程
80
78
三期工程
160
从煤层气井排采情况看，其地质构造和地下水补排条件决定了成庄井田内煤层气井产水量大，且排采周期长的特点。
随着井组排采期的延长，动液面下降，产气量提升潜力尚大。
以服务期限15年计的话，单井平均日产气量在1484m3/d。
稳产期约为7年，可以保持到“十二五”末，服务期限内累计产气729.94万m3，采收率50.15%，这将大大降低矿井煤体瓦斯含量和瓦斯涌出量。
（2）井下递进式模块抽采：
就是在现有巷道采用功率较大的西安产ZDY-1900S或ZDY-6000S型钻机以及千米钻机，向相邻采面布置区域施工长钻孔，进行长时间（2年以上）抽采。
钻孔设计长度以超过一个采面长度20m为准。
钻孔采用聚氨酯和PE管封孔，封孔长度15m。
矿井目前形成的抽采模块主要在二四盘区的高瓦斯区域，目前井下递进式模块施工及完成地点主要有2319模块、4310模块、4312模块、4311模块、5311模块、5314模块。
（3）区域抽放：
主要是在四、五盘区延伸巷道区域，利用千米钻机施工350米左右的扇形长钻孔覆盖前方掘进区域，实现盘区巷道的区域抽放，通过1—2年的抽放，将巷道前方区域煤体瓦斯含量降到8m3/t以下，实现盘区延伸巷道的高效快速掘进。
目前形成的区域：
4103/4105巷21#横川迎头、四五联络巷9#横川迎头、2233/2238副13＃横川迎头、4＃进、回风联络二、三巷迎头。
（4）掘进巷道迈步式抽采：
施工区域为掘进巷道迎头、巷帮钻场及双巷横川内，主要解决模块及区域抽采空白区及效果差区域。
（5）采空区瓦斯抽采：
针对放顶煤综采工作面采空区瓦斯大、治理困难的情况。
目前，针对回采工作面尾部插管和尾巷埋管抽放，抽采浓度3～10%，抽采效果差。
（6）立体式扇形钻孔抽采：
2011年三季度利用定向钻孔从3#煤向9#煤施工穿层钻孔，掩护9#煤开拓巷道的施工。
第二章矿井三年生产规划安排
一、矿井三年生产规划
1、风井建设
（1）2011年8月投运4#回风井。
（2）2012～2013年，延伸回风巷形成9#煤通风系统。
2、水平开拓
2011年安排专项资金和队伍，开始二水平延伸。
2011年上半年完成二水平开拓延伸方案会审，年底开始实施二水平盘区开拓。
3、盘区开拓
（1）四盘区五巷延伸工程：
截止2010年底四盘区五条大巷距四五联络巷位置共剩余4000m工程量，4#风井投运风量增加后，进行四盘区巷道开拓延伸，预计到2012年四盘区大巷五巷全部延伸到四五联络巷位置。
（2）四五联络巷工程：
四五联络巷（包括联络横川）设计工程量为8749m，截至2010年底剩余总工程量4309m，预计四五联络巷到2013年底全部结束。
4、采面布置
随着区域瓦斯治理的展开，盘区系统巷道的完善，以及治理瓦斯手段的多样化，将回采工作面由“U+L”、“U+u”及“三进两回”通风方式逐渐转变为“U-U”的偏“Y”型通风方式。
在规划期内矿井的采面布置仍为3#煤层三个综采面，在二、三、四、五共四个盘区进行回采。
通过调整，实现9#或15#煤层一个工作面加3#煤层两个工作面的生产格局，达到主采煤层与非主采煤层的合理配采，有益于矿井稳产、高产，提高经济效益。
二、采掘工作面三年衔接计划
成庄矿2011～2013年生产能力规划
年份
2011
2012
2013
生产能力（万t）
1000
其中
回采煤量（万t）
920
掘进煤量（万t）
掘进进尺（m）
36418
36436
35769
第三章瓦斯治理三年规划
一、本矿井三年瓦斯治理规划的总体思路
以建立六种抽放模式为基础的三级瓦斯治理模式，并辅以穿层钻孔、顶板高位钻孔抽采等措施，实现井上下、多方位、立体交叉抽采瓦斯。
实现由单一的本煤层治理向立体式多煤层的综合治理转变，实现“抽-掘-采”良性循环。
通过提升泵站能力，补充施工煤层气井，有效解决矿井瓦斯，最终达到高瓦斯煤层低瓦斯开采，实现煤与瓦斯共采，达到瓦斯治理的本质安全型目标，实现成庄矿的长治久安、和谐发展。
二、三年瓦斯治理规划目标
合理安排抽采衔接，优化、完善通风系统，提升通风能力，实现分区通风，提升矿井风量至60000m3/min，满足矿井安全高效发展需要。
2011～2013年，矿井向深部延伸，煤体瓦斯含量逐渐增大，局部区域可能达到16m3/t以上，矿井的瓦斯抽采量达到1000万m3，瓦斯抽采率达到60%。
以防突为关键。
加大模式抽采力度，实现不掘突出头，不采突出面，最终实现高瓦斯矿井低瓦斯开采。
三、三年瓦斯治理规划
一）矿井通风系统规划
1、规划目标
“多风井建设、多盘区生产”，合理安排抽采衔接，及优化、完善盘区通风系统，提升盘区通风能力，实现矿井分区通风，满足矿井安全高效发展需要。
2、风井接替建设
4#风井2011年8月投运后，矿井的总排风量将由目前的45400m3/min提高到60000m3/min。
矿井通风格局是：
1#风井服务二、三盘区及二水平，风量约为11600m3/min。
3#风井服务五盘区，风量约为23400m3/min。
4#风井服务四盘区，风量约为25000m3/min。
矿井通风能力，满足2011～2013年期间开拓延伸、掘进和回采要求。
3、主要通风巷道及盘区通风巷道工程
2011年8月4#回风井投入运行，同时停运2#风井。
4#风井担负四盘区供风，四盘区风量将达到25000m3/min。
2011～2012年完成二水平延伸巷道，形成9#煤开采通风系统。
2011～2013年，加大失修巷道维修力度，降低通风阻力。
规划期共维修巷道7252m，其中：
2011年维修2585m，2012年维修2369m，2013年维修2298m。
2014年底形成9#或15#煤首采工作面通风系统。
二）矿井瓦斯抽采系统规划
1、三年瓦斯抽采系统建设（含泵站及管路）
抽采系统能力的提升。
目前我矿现有的三个泵站抽放能力分别为：
1#抽放泵站87.5m3/min，2#抽放泵站95m3/min，3#抽放泵站85m3/min，能满足3#煤瓦斯治理需要。
实行上组煤和下组煤联合开采时，经计算需将矿井抽采能力提升至313m3/min以上。
由1＃抽放泵站担负下组煤抽采瓦斯110m3/min，3＃煤生产期间瓦斯抽放由2＃和3＃抽放泵站共同担负202m3/min。
因此需提升3#抽放泵站能力，更换3台CBF630-2型泵为4台CBF810-2型泵，系统能力将提升至292.5m3/min。
同时消除井下抽放泵站管理过程中的诸多隐患，将3＃抽放泵站移到地面建设。
原3#井下抽放泵站作为移动备用泵站。
后期规划4#风井地面抽放泵站。
矿井瓦斯抽采进尺达到吨煤0.09m以上，矿井抽采率达到60％以上，采掘作业前煤体瓦斯残余含量降到8m3/t以下。
3、将第三期煤层气井全部投运排采，在四五盘区下部部分地质构造区未布置煤层气井。
针对当前瓦斯治理现状，立足六种抽放模式相结合的瓦斯抽放体系，同时学习借鉴两淮矿区、平顶山煤业集团瓦斯治理的先进经验，坚定信念，加大力度，迎难而上，解决制约矿井发展的瓦斯难题。
2011年规划：
⑴二季度2#瓦斯抽采泵站3#管道井投运，提升2#抽采泵站采空区抽采能力；
⑵制定出二水平抽采设计方案；
⑶2011年，安装DN500、DN600抽放管路共计2000m，安装DN250、DN350抽放管路共计17000m，共计费用2780万元；
⑷四季度形成地面3#瓦斯抽采泵站建设设计初步方案；
2012年规划：
⑴2012年底地面3#瓦斯抽采泵站建设到位。
⑵二水平延伸安装DN600抽放管路4000m，共计费用1600万元；
3＃煤层采掘面安装DN250、DN350抽放管路共计22000mm，需要费用2900万元；
3＃煤层盘区延伸安装DN600抽放管路3000m，共计费用1200万元；
⑶地面3#瓦斯抽采泵站建设共计费用2500万元，其中4台CBF-810型水环式真空泵费用700万元，其它设备及劳务费用1300万元，土建工程500万元；
2013年规划：
⑴二水平延伸安装DN500抽放管路2800m，共计费用1120万元；
⑵3＃煤层和二水平采掘面安装DN250、DN350抽放管路共计25000mm，需要费用3200万元；
⑶3＃煤层盘区延伸安装DN600抽放管路4000m，共计费用1600万元；
2、地面钻井抽采工程
2011年上半年，对“十一五”期间，已施工270口地面抽采钻井，认真排查其地质构造和地下水补排条件，最大发挥其排采周期，在未来三年内形成对矿井生产区域瓦斯治理的积极影响。
将第三期煤层气井全部投运排采，在四五盘区下部部分地质构造区未布置30口煤层气井并投运。
3、地面钻井压裂井下抽采工程
4、区域及模块划分及抽采接替工程（见抽采接替衔接表）
5、采掘工作面抽采工程（含高抽巷和高抽钻孔）
矿井瓦斯抽采指标表
时间
2011年
2012年
2013年
项目名称
瓦斯治理巷道（m）
2000
5000
突出区域煤巷（m）
14700
22900
27400
钻孔进尺（万m）
90
瓦斯抽采量（万m3）
9000
9500
10000
瓦斯抽采率（％）
58
60
投抽井数量（口）
地面钻井数量（口）
2011年底四量情况表
开拓煤量
（万t）
准备煤量
达标煤量
回采煤量
合计
13962
1649
1253
可采期
14.0年
19.8月
15.2月
注：
可采期按照年产量1000万吨计算
2011年抽采工程衔接计划。
抽采钻孔进尺计划90万m，安装抽采管路12000ｍ，抽采量9000万m3。
2011年抽采钻孔衔接表见
钻机类别
巷道名称
抽采进尺
钻孔类型
普
通
钻
机
4310南
40000
顺层
4312南
31500
模块
4311
14500
4310北
26000
4312北
16500
5307/2322
46500
53105巷
5309
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