白坪煤业瓦斯抽采达标工艺方案设计(编辑修改稿)

白坪煤业瓦斯抽采达标工艺方案设计(编辑修改稿)内容摘要：

果 钻孔号 坚固性系数（ f） 瓦斯放散初速度（ △ P） K 值 付 9805 / / 10106 31 10107 29 10802 29 10809 24 10911 20 200 （ 4） 瓦斯恒温吸附常数 a、 b 的测定 瓦斯恒温吸附常数是利用朗格缈尔方程实现瓦斯压力和郑煤集团白坪煤业公司 抽采达标工艺方案 22 瓦斯含量互算的最重要的瓦斯参数，同时，其本身也反映了煤层对瓦斯的吸附能力。 利用容量法测定解吸等温线。 吸附等温线是在某一温度下，吸附达到平衡时，吸附量与压力关系曲线，可反映出煤的吸附孔隙特征。 依据吸附等温曲线，按朗格缪尔方程用最小二乘法回归可以得出吸附常数 a、 b值。 在 13 回风上山上平台变坡点下 120m 实测吸附常数 1 组数据，结果为： a 值 ， b 值。 矿井瓦斯治理现状 (1)矿井瓦斯抽采系统 矿井建有井下 3 个和地面 2 个瓦斯抽放泵站，共 7 套瓦斯抽放系统 14 台瓦斯抽放泵，总抽气量为 846 m3/min。 分别为： 11采区井下瓦斯抽放系统 2 套共安装有 4 台 (两用两备）瓦斯抽放泵，型号为 2BEA－ 3030，额定流量为 62m3/min,电机功率为 110kW，抽放主管路采用Φ 300mm的镀锌螺旋管，支管路采用Φ 250mm的镀锌螺旋管； 13采区井下瓦斯抽放系统 2 套，共安装有 4台 (两用两备）瓦斯抽放泵，型号为 2BEA－ 355，额定流量为 94m3/min,电机功率为 160kW，抽放主管路采用Φ 325mm的无缝钢管，支管采用Φ 300mm镀锌螺旋管；21采区井下瓦斯抽放系统 1 套，安装 2 台（一用一备）型号为 2BEA－ 355，额定流量为 94m3/min,电机功率为 160kW，抽放主管路采用Φ 325mm 的无缝钢管，支管采用Φ 300mm 镀锌郑煤集团白坪煤业公司 抽采达标工艺方案 23 螺旋管。 中央风井地面瓦斯抽放系统 1套，安装 2 台（一用一备）型号为 2BEF4202B3G－ 490 瓦斯抽放泵，额定流量120m3/min，电机功率为 200kW，抽放主管路采用Φ 400mm 的镀锌螺旋管，支管采用Φ 300mm 镀锌螺旋 管。 东翼风井地面瓦斯抽放系统 1 套，安装 2 台（一用一备）型号为 2BE 062瓦斯抽放泵，额定流量 320m3/min，电机功率 355kW，抽放主管路采用Φ 425mm 的钢管，支管采用Φ 300mm 镀锌螺旋管。 矿井当前最大瓦斯抽采能力达 846m3/min。 矿井采用综合抽采技术，在二 1煤层底板抽采巷布置钻场，对二 1煤进行穿层预抽；回采巷道随掘进在进、回风巷打钻进行本煤层顺层抽采；同时在回风巷内布管进行隅角埋管抽采，同时进行顶板岩石钻孔抽采。 由于煤层松软，透气性差，局部存在集中应力，造成钻孔施工困难，经常出现塌孔、卡 钻现象，钻孔抽采浓度衰减快，抽采效果差；目前虽然采取了水力冲孔、水力压裂等增透卸压措施，但增透效果有待继续考察和提高。 瓦斯涌出情况 目前我公司生产采区为 21采区、 13采区， 20xx年矿井瓦斯等级鉴定结果为：矿井绝对瓦斯涌出量 ，相对瓦斯涌出量。 13采区最大瓦斯压力是 ，21采区测得的最大瓦斯压力是 （标高 310m）， 23采区测得的最大瓦斯压力是。 煤层透气性系数 ～郑煤集团白坪煤业公司 抽采达标工艺方案 24 (MPa2 d),属难抽采煤层，衰减系数 d=～,瓦斯放散初速度Δ p=，实测最大煤层瓦斯含量。 矿井从建井以来，未发生过瓦斯突出事故。 矿井瓦斯抽采的必要性与可行性 根据《煤矿安全规程》第 145 条规定 ,开采有煤与瓦斯突出危险性煤层的矿井 ,必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统。 《煤矿安全规程》、《矿井瓦斯抽放管理规范》以及《煤炭工业设计规范》有关条款规定 :当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于 5m3/min 或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于 3m3/min,采用通风方法解决瓦斯问题不可能 或不合理时应采用瓦斯抽采措施。 瓦斯抽采必要性 (1)相关法规要求 按照《煤矿安全规程》的第 145条规定及“先抽后采，监测监控，以风定产”的十二字方针，我公司所采二 1 煤层具有煤与瓦斯突出危险性，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统。 (2)采掘工作面瓦斯治理的需要 《煤矿安全规程》、《矿井瓦斯抽采管理规范》以及《煤郑煤集团白坪煤业公司 抽采达标工艺方案 25 炭工业设计规范》有关条款规定：当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于 5m3/min 或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于 3m3/min，采用通风方法解决瓦斯不可能或不合理时应采用瓦斯抽 采措施。 随着开采深度增加，采掘工作面瓦斯涌出量是益增大，单纯靠通风方法解决瓦斯问题不科学、不合理、不经济、不安全，工作面瓦斯超限问题只靠通风方法也是不可能解决的。 因此，必须建立瓦斯抽采系统。 (3)瓦斯抽采的可行性 我公司二 1 煤层透气性差，钻孔瓦斯流量衰减系数大，属较难抽采煤层。 但可以通过采取措施提高煤体透气性来进行煤体预抽瓦斯，也可以利用采动影响进行边掘边抽和边采边抽，还可以在回采工作面进行顶板岩石钻孔瓦斯抽采。 第二章 矿井抽采达标工艺方案 第一节 抽采目标 矿井瓦斯预抽采范围界定： 矿井主采山 西组二 1 煤层，在二 1 煤层突出危险区的采掘作业和无突出危险区瓦斯异常区域都必须进行瓦斯抽采。 瓦斯抽采考核基本指标： 根据我公司 20xx 年的生产经营计划及瓦斯治理工程计划， 20xx 年白坪煤业公司瓦斯治理考核基本指标见表 7。 郑煤集团白坪煤业公司 抽采达标工艺方案 26 表 7 20xx 年白坪煤业公司瓦斯治理考核基本指标 瓦斯抽采量 （万 m3） 瓦斯抽采钻孔量 （万 m） 底板抽放巷 （ m） 矿井抽采率 （ %） 瓦斯利用量 （万 m3） 600 3650 36 0 瓦斯含量及瓦斯压力目标 根据《防治煤与瓦斯突出规定》、 《瓦斯抽采达标暂行规定》要求，各项数据应达到以下目标（表 8）。 表 8 瓦斯含量及压力目标 参数 可解析瓦斯含 量（ m3/t） 煤层残余瓦斯含量 （ m3/t） 煤层瓦斯压力 （ MPa） 目标值 ≤ 6 ≤ 5 ≤ 钻孔布置均匀程度目标： 钻孔抽采半径为 ，钻孔终孔间距不大于 3m，采用增透卸压措施的钻孔终孔间距不大于 10m，钻孔在控制区域内均匀布置 ,不留空白带。 杜绝各类通防、瓦斯事故。 实现“三零”目标：零爆炸、零突出、零超限。 巩固国家级质量标准化矿井、五优 矿井成果。 建设成瓦斯治理示范矿井。 第二节 瓦斯抽采设备 瓦斯抽采概况 矿井建有井下 3 个和地面 2 个瓦斯抽放泵站，共 7 套瓦斯抽放系统 14 台瓦斯抽放泵，总抽气量为 846 m3/min。 分别为： 11采区井下瓦斯抽放系统 2 套共安装有 4 台 (两用两备）瓦斯抽放泵，型号为 2BEA－ 3030，额定流量为 62m3/min,电机功率为 110kW，抽放主管路采用Φ 300mm的镀锌螺旋管，郑煤集团白坪煤业公司 抽采达标工艺方案 27 支管路采用Φ 250mm的镀锌螺旋管； 13采区井下瓦斯抽放系统 2 套，共安装有 4台 (两用两备）瓦斯抽放泵，型号为 2BEA－ 355，额定 流量为 94m3/min,电机功率为 160kW，抽放主管路采用Φ 325mm的无缝钢管，支管采用Φ 300mm镀锌螺旋管；21采区井下瓦斯抽放系统 1 套，安装 2 台（一用一备）型号为 2BEA－ 355，额定流量为 94m3/min,电机功率为 160kW，抽放主管路采用Φ 325mm 的无缝钢管，支管采用Φ 300mm 镀锌螺旋管。 中央风井地面瓦斯抽放系统 1套，安装 2 台（一用一备）型号为 2BEF4202B3G－ 490 瓦斯抽放泵，额定流量120m3/min，电机功率为 200kW，抽放主管路采用Φ 400mm 的镀锌螺旋管，支管采用Φ 300mm 镀锌螺旋管。 东翼风井地面瓦斯抽放系统 1 套，安装 2 台（一用一备）型号为 2BE 062瓦斯抽放泵，额定流量 320m3/min，电机功率 355kW，抽放主管路采用Φ 425mm 的钢管，支管采用Φ 300mm 镀锌螺旋管。 泵站供电系统 均实行“三专” +“两专”供电，即专用变压器、专用开关、专用线路。 检测、监控系统 根据《矿井瓦斯抽放管理规范》和《煤矿瓦斯抽放规范》的有关规定，瓦斯抽采监控系统必须对泵站抽采瓦斯管道内的瓦斯浓度、一氧化碳浓度、气体的流量、进气管负压、排气管正压以及抽采泵轴温、循环冷却水温 、泵房室内瓦斯浓郑煤集团白坪煤业公司 抽采达标工艺方案 28 度进行连续监测。 为满足抽采瓦斯系统连续监测的要求，抽采瓦斯监测系统需装备高低浓度瓦斯传感器、一氧化碳传感器、气体的流量传感器、正负压力传感器、温度传感器。 人工检测仪器、仪表的配备 井下管路检测采用人工方法时，检测和计量设备包括标准孔板流量计、瓦斯浓度检定器、 U 型压差计、高负压取样器，管路系统的控制主要靠截止阀门。 泵房监测仪器仪表：瓦斯抽采系统监测分站及各种传感器一套。 瓦斯浓度检定器各 1 台， U 型压差计 1 个。 第三节 上隅角瓦斯抽采工艺方案 上隅角埋管抽采是解决上隅角及采面回风流瓦 斯超限的主要手段之一。 即在上隅角位置提前预埋抽采管路，采面每推进 1015m 续接一次管路。 上隅角埋管抽采浓度为 5～15%，抽采浓度的高低取决于对采空区的管理，减少向采空区漏风是提高抽采浓度和抽采效果的有效途径。 第四节 抽采管路安装及钻孔联网工艺方案 管路安装规定 钻孔施工完毕后，采用Φ 50mm的双抗管封孔，孔口留出200mm 长度作为联网使用。 在工作面打钻前，提前将瓦斯抽放主管路（Φ 315mm）敷设到位，要求抽采主管路距巷道底郑煤集团白坪煤业公司 抽采达标工艺方案 29 板不小于 300mm，在每个抽采钻场口或沿巷道每隔 12m 安装一个分组集流器，集 流器上有 6～ 12个抽采接口，主管路上进入抽采巷道前安设一个蝶阀和孔板流量计，便于参数测量及调整抽采系统，并在抽采主管路上按 200m 间距或在低洼点处或“龙门架”安装人工排碴放水器。 连管规定 管路安装时必须严格按照相关标准安装，管路必须吊挂平直并上齐螺栓，不得出现漏气现象，钻孔采用Ф 50mm埋线软管联网，并用喉箍规范捆扎，对于涌水较大的钻孔必须加接汽水分离器或放水器后再联接到抽采系统内，并在抽采期间加强对钻孔的放水。 (1)钻孔验收退钻，必须及时进行封孔，封孔时间滞后不得超过 8 小时。 (2)注浆时若水泥浆 自封孔管内流出时，则必须立即停止注浆。 (3)所有工具及材料必须准备充分，以免影响操作时间。 (4)根据封孔数量的多少配制封孔材料，严禁浪费。 (5)使用矿用封孔胶封孔必须动作迅速，从药剂搅拌至送入钻孔必须在规定时间内完成。 (6)注浆管联接必须用正规的 U型卡，严禁用铁丝代替 U型卡。 (7)封孔时必须戴好防护眼镜且严禁站在钻孔正下方操郑煤集团白坪煤业公司 抽采达标工艺方案 30 作，以免药品溅入眼睛内。 (8)封孔结束 ①必须及时清理孔口，保证封孔质量。 ②及时清理现场卫生，搞好文明生产。 ③矿用封孔胶用完后必须加盖密封，避免与空气长时间接触造成失效； 水泥必须存放在干燥无淋水地点的木板上或塑料纸上，上方必须盖好；未用完的材料必须码放整齐。 (9)联网 封孔后待水泥浆凝固 8～ 16 小时后必须按标准进行联网。 第五节 抽采达标工程 区域防突措施的选取原则 (1)依据 采掘面瓦斯地质 、煤 厚、煤 层倾角 、 支护工艺 ，结合 穿层钻孔工程量 最优原 则 确定 底抽巷位置 （ 平距、法距 、服务范围） (2)底 抽巷 距二 1煤层法距不小于 10m，断面不小于 12m2。 (3)不 得 出现 5176。 或孔 深超过 80m 的 穿层钻孔。 (4)底抽巷 空间 位置确 定后， 按 钻孔工程 量最 小原 则设计 穿层钻孔。