富源县XX煤矿瓦斯抽采方案Word下载.doc

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矿2

2810900

35423520

矿3

2811038

35423614

矿4

2810750

35424115

矿5

2811130

35424165

矿6

2810975

35424365

矿7

2810525

35424425

矿8

35424290

矿9

2810354

35424104

矿10

2809944

35423684

矿11

2810287

35423503

矿12

2810203

35423354

开采深度

1835至1680米

矿区面积

0.6846平方公里

矿区至富源县区公路里程约60公里，矿区至竹园镇里程约6公里，交通便利。

煤矿现有开采井筒三个，分别为：

主井一个，风井一个，井口坐标及情况如下：

井口坐标

井口

X

Y

Z

α

β

主井

2810553

35424379

1903

120°

23°

风井

2810578

35424375

1904

设计生产规模为9万吨/年，斜井开拓，2006年核定生产能力为7万吨/年。

煤矿“六证”齐全，持有证件情况如下：

证件名称

证号

有效期

安全生产许可证

（滇）MK安许证字[2005]0416号

2011年6月15日

煤炭生产许可证

205303254123

2027年7月

采矿许可证

C5300002009031130005710

2010年11月30日

矿长资格证

云煤安证[2007]年第0400号

2012年10月

矿长安全资格证

煤炭安全资证云煤[2007]字第0400号

工商营业执照

530325100004099

长期

矿井涌水量情况为：

目前枯季涌水量为80m/h左右，一般涌水量为：

100m/h左右，最大涌水量220m/h左右。

瓦斯含量较高，由于可采煤层顶板均相对完整、致密，不利于瓦斯的渗漏排放，当开采延伸，通风线路加长时，易造成瓦斯的积聚。

据2009年瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，瓦斯最大绝对涌出量：

4.43m/min，瓦斯最大相对涌出量：

38.28m/t，因此，生产过程中应加强通风管理，确保安全

生产。

煤矿为斜井开拓，通风方式为中央并列式，采用皮带运输，现开采水平为1790水平，煤矿主采煤层C8、C9煤，煤层倾角8度到12度，可采煤层总厚度18.07米，可采煤层最小厚度0.78米，可采煤层最大厚度4.16米。

瓦斯与煤层

（1）、瓦斯

根据恩洪九﹟田取样分析成果及历年瓦斯登记鉴定结果表明，矿区范围内属高瓦斯矿区，矿山历年鉴定结果为高瓦斯矿井，具体鉴定参数见下表。

瓦斯、二氧化碳测定结果表

日期

（年）

瓦斯

二氧化碳

最大相对涌出量

（m/t）

最大绝对涌出量

（m/min）

2005

30.70

4.217

2006

42.15

5.8335

4.135

0.575

2007

53.6

7.45

8.27

1.15

2008

34.18

5.03

8.35

1.23

2009

38.28

4.43

9.07

1.05

（2）、煤尘爆炸性

富兴煤矿2005年8月2日委托江西煤矿矿用安全产品检验中心对C8、C9煤样进行煤尘爆炸性鉴定，其鉴定结果为：

C8、C9煤样煤尘均有爆炸性。

见表

煤层

编号

Mad

（％）

Aad

Vdaf

火焰长度

（mm）

抑制煤尘爆炸最低岩粉量

鉴定结论

C8

0.48

14.56

25.94

70

60

煤尘有爆炸性

C9

0.53

5.60

23.54

290

（3）、煤的自燃倾向

富兴煤矿2005年8月2日委托江西煤矿矿用安全产品检验中心对C8、C9煤样进行自燃倾向性鉴定，其鉴定结果为C8、C9煤样容易自燃。

见表：

煤层编号

Stad

真密度

（g/cm）

吸氧量ml/g干燥

0.06

1.37

0.84

容易自燃

0.02

1.38

0.75

（4）地温

该矿及邻近煤矿在开采过程中，井下地温正常，未出现地温异常现象。

二、矿井开拓开采概况

1、煤矿取得合法证件

2、煤炭生产许可证批准开采煤层一共8层，即C18、C16、C15、C14、C13、C11、C9、C8；

现煤矿设计开采C8、C9煤层，资源储量859万吨。

3、矿区由12个拐点圈定，矿区面积0.6846平方公里，开采标高为1835--1680m，设计生产能力9万吨/年，核定生产能力7万吨/年。

4、煤矿为斜井开拓，通风方式为中央并列式，采用皮带运输，现开采水平为1790m水平.

三、瓦斯涌出量预测计算

（1）、煤矿没有对煤层瓦斯主要参数进行实测，因此很难对矿井各可采煤层进行瓦斯涌出量预测计算。

但是煤矿现生产过程中，矿井总回风巷瓦斯在0.2—0.22%，掘进工作面回风流中瓦斯浓度达0.12%，回采工作面回风流中瓦斯浓度达0.2％，没有超过《煤矿安全规程》规定的安全浓度。

经过多年的鉴定结果表明和煤矿生产过程中实际分析，矿井瓦斯主要来源于采空区、开采层暴露的煤体及邻近层的瓦斯涌入巷道空间。

（2）、矿井瓦斯涌出量计算

瓦斯涌出量是指在生产过程中，矿井或采空区涌出量，主要由回采、掘进、采空区及邻近煤层几部分瓦斯组成。

瓦斯、二氧化碳测定结果表

平均

39.782

5.392

7.461

1.00

全矿井历年来瓦斯平均绝对涌出量为5.392m/min；

其中掘进工作面平均相对涌出量为0.840m/min；

采煤工作面平均绝对涌出量为0.942m/min；

采空区及围岩平均绝对涌出量为1.203m/min。

（3）、矿井瓦斯储量计算

矿井瓦斯储量是指矿井可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和。

瓦斯储量=工业储量×

瓦斯含量

煤矿煤炭生产许可证批准开采煤层一共12层，即C7、C8、C9、C11、C13-、C14、C15、C16、C18、C21-、C23、C24煤层。

现煤矿设计开采C8、C9煤层，上部C7煤层全部采空。

C8、C9、C11、C13-、C14、C15、C16、C18、C21-、C23、C24工业储量总计859万吨。

历年来瓦斯等级鉴定报告中最大相对瓦斯涌出量为39.782m/t。

瓦斯含量（历年来瓦斯登记鉴定结果平均值）=859×

39.782=34172.738万m。

（4）、矿井瓦斯抽放效果预计

矿井计划工作日为300天，年产7万吨，按现抽瓦斯煤层计算，回采工作面瓦斯涌出量为：

39.782m/t；

掘进工作面瓦斯涌出量为：

0.9m/min。

按全矿井瓦斯抽采量为5.02m/min,年抽采300天,日抽采24小时,矿井年抽采量为260.12m.

四、矿井抽放瓦斯方法的选择

（一）、回采工作面瓦斯来源及构成

矿井瓦斯涌出量主要由采煤、掘进和采空区3部分构成。

其中，采煤瓦斯涌出量又分为落煤瓦斯涌出量、煤壁瓦斯涌出量和运煤瓦斯涌出量。

落煤瓦斯涌出量与落煤量成正比。

煤壁瓦斯涌出量与煤壁暴露时间成反比。

运煤瓦斯涌出量随着运输方式、运输时间的不同而不同。

掘进瓦斯涌出量与采煤瓦斯涌出量基本相同。

采空区瓦斯涌出量与邻近层煤岩层瓦斯含量和采空区煤炭丢失量成正比。

（二）、本煤层瓦斯抽放方法

选择矿井瓦斯抽采方法根据本矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、巷道布置等因素确定，并遵循以下原则：

（1）、选择的抽采瓦斯方法适合煤层赋存状况、巷道布置、地质条件和开采技术条件。

（2）、应根据矿井瓦斯涌出来源及瓦斯涌出量构成分析，有针对性地选择抽采瓦斯方法，以提高瓦斯抽采效果。

（3）、巷道布置在满足瓦斯抽采的前提下，应尽可能利用生产巷道，以减少抽采工程量。

（4）、选择的抽采方法应有利于抽采巷道的布置和维护。

（5）、选择的抽采方法应有利于提高瓦斯抽采效果，降低瓦斯抽采成本。

（6）、抽采方法应有利于钻场、钻孔的施工和抽采系统管网的设计，有利于增加钻孔的抽采时间。

利于煤矿实际采取本煤层抽采的方法。

（三）、瓦斯抽采方法的确定

1、根据对矿井及采、掘工作面瓦斯涌出量的预测，本矿井相对瓦斯涌出量39.782m/t，但矿井生产能力70Ct/a，矿井绝对瓦斯涌出量为5.392m/min，又因矿井分为两个采区、用两个回采工作面生产，因此回采工作面绝对瓦斯涌出量较小，一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量为0.62m/min，可以用通风方法解决，不需要在回采工作面打顺层钻孔进行预抽和边采边抽瓦斯。

2、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主要方式有：

插（埋）管抽采、顶、底板高位钻孔抽采、向冒落拱上方打钻孔抽采、在老顶岩石中打水平钻孔抽采、直接向采空区打钻抽采、顶板抽采巷抽采、工作面尾巷打钻抽采和地面钻孔抽采。

顶、底板高位钻孔抽采和向冒落拱上方打钻抽采原理为在工作面回风巷每隔一定距离（依据顶板来压步距确定）布置严格钻场，顶板高位钻场布置在工作面煤体上方，底板高位钻场布置在工作面煤体下方，向工作面采空区范围内打钻孔，钻孔均呈仰角布置，抽采邻近层卸压瓦斯及采空区瓦斯，该方法对煤层顶底板条件要求较高；

工作面尾巷打钻抽采即在工作面回风巷、运输巷向采空区打钻孔抽采，由于钻孔均为下向钻孔，钻孔排水问题不好解决，煤矿暂不推荐采用该方法。

在不增加井巷工程量的前提下，采空区设计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，将瓦斯灾害降到最小程度。

埋管抽采的方法为：

在采面回风巷安设焊缝钢管作为瓦斯抽采管，在抽采管的末端设一弯管，使抽采管口抬高至回风巷顶部，并设木垛对其管口进行保护。

在工作面后部抽采管上每隔30—50米安装一组三通、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。

但考虑到煤矿实际，煤矿煤层多属近距离多煤层开采，工作面回采后，下邻近层瓦斯将大量涌入工作面和回采区，其涌出量难以准确预测，为减少因工作面上隅角瓦斯超限而停产，设计对采空区进行瓦斯抽采。

矿井计划布置两个掘进工作面，其掘进工作面的绝对瓦斯涌出量为5.392m/min，可以用通风方法解决，也不需要在掘进工作面进行打钻预抽，如果在掘进过程的局部地段遇到瓦斯涌出量大时，可考虑对掘进工作面进行打钻孔排放瓦斯，如果在掘进过程中瓦斯涌出量较大，用通风方法和打钻孔排放瓦斯无法解决时，可考虑对掘进工作面进行打钻孔抽采瓦斯。

根据煤层瓦斯涌出情况和工作面布置位置煤矿草区边采边抽、采后抽放的埋压抽放方法：

煤层回采的工作面对上隅角以及进行采空区抽采，当回采工作面在老顶来压时由于顶板跨落，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，造成上隅角瓦斯浓度超限，因此在实际操作中要将瓦斯抽采管抬高至上隅角位置进行瓦斯抽采，回采工作面可用通风解决瓦斯问题。

五、瓦斯抽放管路和设备及选型

（一）、抽放管路布置及选型计算

本矿井瓦斯抽采泵选用ZBEA—255型水环式真空泵两台，一台在用，一台备用，配套电机功率55KW，该泵在60Cpa压力状态下的工况流量为3200m/h，泵的转速为660r/min。

故该型水环真空泵工作时开启一台，另外一台作为备用，可满足矿井瓦斯抽采。

井下使用QM2/8型风煤钻机打眼，使用KPS90型压风机供风。

A、瓦斯抽采管路系统布置如下；

主管从地面埋到风井，沿风井井筒底板布置至1790运输巷，分支管到C9煤层工作面和C8煤层工作面。

B、抽采管路管径计算及管材选择

1、瓦斯管直径计算

根据抽采管道服务的范围和所负担抽采量的大小，其管径按下式计算：

D=0.1457（Q混/V）式中D----瓦斯管内径，m/s，一般取V=5--15m/s；

这里取V=10。

Q混—管内混合瓦斯流量，m/min。

按照大管径流速取大值、小管径流速取小值，管路系统较长者流速取小值、管路系统较短者流速取大值的原则选取经济流速。

（1）、主瓦斯抽采管内径

D=0.1457×

（Q混/V）=0.1457×

（25/10）=0.230m

（2）、支管瓦斯抽采管内径

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