采区防突设计说明书(编辑修改稿)

采区防突设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量， m3/min；矿井瓦斯涌出量指采掘工作面回风流绝对瓦斯涌出量，不含瓦斯抽放量。 KCH4—— 采面瓦斯涌出不均衡通风系数。 （正常生产条件下，连续观测 1个月，日最大绝对瓦斯涌出量与月平均日瓦斯绝对涌出量的比值）。 根据六矿统计资料采煤工作面 q 采 在 8～ 11m3/min 取 q 采 =11m3/min Q 采 =100 11 =1430 取 Q 采 =1500m3/min ② 岩巷掘进工作面所需风量计算 Q 掘 =(7. 8 )/t 式中： Q 掘 采用压入式通风时，稀释炮烟所需风量， m3/min t掘进巷道的通风时间， min，取 30； S掘进巷道的净断面， m3,取 ； L掘进巷道的通风长度， m，取 500； P风筒进出风量之比，取 ； A同时爆破的炸药量， kg，取 18 kg。 Q 掘 =（ /30=160m3/min 取 Q 掘 =200m3/min ③ 煤巷掘进工作面所需风量计算 Q 掘煤 =100 q K 式中： Q 掘煤 煤巷掘进工作面所需风量 m3/min q煤巷掘进工作面绝对瓦斯涌出量 m3/min K瓦斯涌出不均衡系数， K= 根六矿收集资料，煤巷掘进工作面绝对瓦斯涌出量在 ～ m3/min，取最大值 q= m3/min Q 掘煤 =100 =423 m3/min 根据六矿煤巷掘进的实际供风量统计资料取 Q 掘煤 =450 m3/min 2 个煤巷掘进面共需配风 900m3/min。 ④ 抽放工 作面和硐室实际需风量 根据《规程》要求和生产矿井的实际配风情况。 抽放工作面和硐室实际配风量如下： 抽放工作面配风量 600 m3/min； 采区变电所配风 120 m3/min； 井下火药库配风量 120 m3/min； 充电硐室配风量 120 m3/min； 采区绞车房配风量 120 m3/min； 其他地点配风量 240 m3/min； 风量合计：Q=1500+900+200+600+120+120+120+120+240=3920m3/min 五、通风设备 截至目前中央风井已停运。 小庄风井于 1978 年投入运行，现安装两台风机， 2 号风机均为 风机， 1 号风机作为 备 用 风 机。 东 风 井 于 1995 年 投 入 运 行 ， 现 安 装 两 台，现运行为 1 号风机， 2 号风机作为备用风机。 小庄风井设反风道，东风井为反转反风，反风量可达到正常风量的 40%以上。 六、矿井通风系统的合理性、可靠性及抗灾能力分析 矿井采用抽出式通风，从技术角度上讲有以下优点： 井下风流处于负压状态，当主扇因故停止运转时，井下风流压力提高，可使采空区瓦斯涌出量减少，比较安全； 漏风量小，通风管理比较容易； 矿井风量按实际需要配风，并考虑漏风系数，保证了矿井生产所需风量。 矿井有 3个能通达地面的安全出口，安全出口间距离大于 30m，保证了人员撤出的安全性； 巷道内设置有常开风门，常闭风门，保证了风力的流向。 井下各掘进面均配有两部 2 15kw 的局部扇风机，并考虑了风电闭锁及备用风机。 综上所述，六矿在通风方面，从系统、风量、通风设备、通风设施等方面都作详细的考虑，因此六矿的通风系统近期是安全可靠的。 在实际生产中，应根据实际供风情况，确定采区的产量。 第四章 防突设计 六矿二 1煤层具有储气条件好，瓦斯含量高，逸散条件差，构造发育，煤的坚固性系数低，突出危险性指标高等特点，特别是在向斜轴部及其附近、断层附近等地掘进采煤时，应加强瓦斯涌出检测、通风和防突工作，以防患于未然。 六矿 209采区防突设计坚持区域防突措施先行，局部防突措施补充的原则。 第一节 区域综合防突措施 一、区域突出危险性预测 六矿 1970年 9月 25日在南三岩石下山掘进工作面发生第一次煤与瓦斯突出，突出点标高约为 190m，埋深 340m，突出煤 量 30t，瓦斯量不详， 1970 年被定为煤与瓦斯突出矿井。 截止到目前，共突出33次。 20xx年 10 月 13 日， 21431综采工作面发生了自建矿以来最大的一次煤与瓦斯突出事故，突出煤量 ，瓦斯量 50052m3。 统计33次突出，平均突出煤量 、平均突出瓦斯量 7200m3；统计 33次突出，煤巷掘进工作面共发生 29 次，横川揭煤 3 次，采煤工作面1 次；突出多发生在地质构造附近，如断层，煤层 变薄带，向斜轴部；多数突出发生在放炮后，即放炮震动引起；突出前均有明显的突出预兆，主要表现为响煤炮、煤层层理紊乱、煤强度变软，有时出现支架歪扭变形；突出时一般伴随有动力现象，且随着突出强度增加，动力现象逾为明显。 建矿以来发生的瓦斯事故 11 次，共死亡 34 人，其中突出 4 次，死亡 18人。 由鹤煤（集团）公司科研所测得在南翼六采区独立回风掘进工作面（标高 300m），瓦斯压力为 ；北翼专用回风巷三横川（标高 360m），瓦斯压力。 已远远超出突出临界值。 二、区域防突措施 ㈠区域防 突措施选择 区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类，本井田主要可采煤层为山西组二 1 煤，属单一煤层，无保护层，因此选择预抽煤层瓦斯。 ㈡瓦斯抽放 抽放方法的选择 209采区区域防突措施采取穿层孔预抽煤层瓦斯及顺层钻孔预抽煤层瓦斯区域防突措施两种方法。 ①穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯 我矿 209 采区在每个工作面底板岩石中均布置有底板抽放巷，即2091 底板抽放巷、 2093 底板抽放巷、 2095底板抽放巷（即南翼三水平辅助回风巷北段），通过对底板岩石抽放巷的布置为实现穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯创造了条件。 为使预抽瓦斯措施取得良好的效果，穿层钻孔一般采用网格式布孔方式。 网格式穿层钻孔的钻孔间距，一般采用 10 10m(走向倾向 )的网格间距布孔 ,根据煤层透气性及采掘接替所允许的预抽时间 ,网格间距可适当增加或减小 ,如采用 5 5。 ②顺层钻孔预抽煤层瓦斯 此种布孔方式适用于无底板岩巷的巷道布置方式，目的是为了防治采煤工作面的突出。 钻孔从下顺槽打上向孔，从上顺槽沿煤层打下向孔。 在煤层内掘进巷道及开钻场时，都必须采取防突措施。 钻孔孔径一般为 75～ 100mm，孔间距 2～ 3m，孔深要求能控制采煤工作面整个长度。 抽 放钻场、钻孔布置 ①钻场布置、间距尺寸及支护方式、抽放时间 在瓦斯抽放巷道，煤巷掘进和工作面均按一定的间距和形式布置有瓦斯抽放钻场，钻场的支护方式与所在巷道的支护方式相同，在巷道掘进的过程中同时准备好。 岩巷中，同侧钻场间距为 15～ 30m，两侧钻场相互错开，钻场内布置 20～ 35 个钻孔，呈扇形布置。 煤层巷道中每隔 ～。 开采煤层预抽瓦斯时间应大于 9 个月，煤层瓦斯预抽率应大于 30%，并应合理安排掘进、抽放、采煤三者的超前和接替关系，以保证瓦斯抽放时间。 ②钻孔参数 ⑴钻孔直径 根据实际抽放经 验，设计抽放瓦斯钻孔直径 90mm。 ⑵单个钻孔长度 根据工作面长度及邻近矿经验，确定单个钻孔长度为 60～ 75m。 ⑶钻孔间距 根据采掘工程布置，结合实际经验，确定工作面顺槽抽放瓦斯钻孔间距为 ～ 3m。 ⑷孔口负压 根据实测效果及抽放量，设计确定抽放瓦斯钻孔孔口负压 20KPa。 ⑸回采面钻孔布置 在工作面上、下顺槽沿煤层倾向打瓦斯抽放钻孔，孔与孔平行或交叉布置，孔间距 ～ 3m。 生产中可根据实际抽放效果调整钻孔布置，但必须保证上、下顺槽的钻孔孔底之间交叉长度不小于 5m。 ⑹岩石集中巷钻孔布置 为使预抽 与其措施取得良好的防突效果，穿层孔一般采用网格式布孔方式，钻孔间距，一般采用 10 10m（走向倾斜）。 ⑺采空区瓦斯抽放布置 采空区瓦斯采用插管抽放法，即在顶板冒落之前，把抽放瓦斯管直接插入采空区进行抽放，瓦斯管的末端约 2m 长的一段要有孔眼， 同时要尽量靠近煤层顶板，使其处于高浓度瓦斯带。 ⑻高位抽放钻孔布置 在工作面回风顺槽每隔 100m 布置一个钻场，向工作面方向打高位抽放钻孔，以抽放工作面上顺槽裂隙带瓦斯。 每个钻场布置 5～ 8个抽放钻孔。 钻孔深为 120m～ 130m。 封孔方式、材料及工艺 钻孔封孔应满 足密封性能好，操作便捷，封孔速度快，造价低的要求，对所有抽放钻孔设计选用聚氨脂封孔。 封孔方式为卷缠药液法。 封孔深度：煤孔大于 5m，岩孔大于 3m，保证封孔严密。 ㈢ 2091 工作面抽放瓦斯参数确定 2091 工作面走向长度为 585m，倾斜长度 105m ，煤层厚度。 根据百米钻孔抽放瓦斯流量统计，确定该采区原始计算依据为：百米钻孔抽放流量为 min。 抽放钻孔及长度 ⑴抽放钻孔孔径：采用 ZY— 200 型抽放瓦斯钻机打孔，孔径为90mm。 ⑵抽放钻孔长度：上向孔 65m，下向孔 45m， 上向孔与下向孔重合交叉 5m。 抽放钻孔间距确定 ⑴河南理工大学研究人员对 209采区瓦斯含量进行了测定，测定值。 ⑵工作面预抽瓦斯量 根据公司要求，瓦斯预抽率按 30%，由公式得知，采煤工作面开 采前预抽出瓦斯量： Qr=SHγ（ W— WC） 30% 式中： Qr—— 采煤工作面预抽瓦斯量， m3； L—— 采煤工作面走向长度， 取 585m； S—— 采煤工作面倾斜长度， 取 105m； H—— 采煤工作面煤层厚度 , 取 ； γ —— 煤层容重，取 t/m3 ； W—— 采煤工作面煤层瓦斯含 量；取 m3/t ； Wc—— 采后吨煤残存瓦斯含量，取 4 m3/t。 Qr=585 105 （ － 4） =2788531m3 ⑶百米钻孔抽出瓦斯量 Qb=1440qbT=1440 270=6610m3 式中： Qb—— 百米钻孔抽出瓦斯量， m3； qb—— 百米钻孔抽放瓦斯流量， T—— 预抽期，根据该采区瓦斯含量大煤层埋藏深，突出危险性大等特点，预抽期定为 9 个月，即： 270天。 ⑷工作面钻孔总长度 LZ=100Qr/Qb=100 2788531/6610=42186m ⑸钻孔间距 由于钻孔长度平均为 55m，则钻孔总数 n= LZ/=42186/55=767个 钻孔间距 R=2L/（ n－ 2） =2 585/（ 767－ 2） =，取 R= 实际布置抽放孔数 N=2L/R =2 585/=975 个 ⑹预抽工作面实际钻孔总长度 Ls=55N=55 975=53625m 每分钟应抽瓦斯量 qmin =QbLs/100= 35595/100=抽放管路混合流量 管路内抽放瓦斯浓度 按 40%预计，则混合流量。 Qh= Qmax/=㈣瓦斯抽放设备及抽放管路 六矿在 1990 年扩建时就建立了瓦斯抽放系统； 20xx年又对瓦斯抽放系统进行了系统改造，改造内容包括：①把地面泵站的 SK— 42抽放泵换成两台 2BEC— 52 型真空泵，流量 200m3/min；② 把二水平大巷中 6″、 8″的抽放管全部换成 12″、 16″无缝钢管；③增加了孔板流量计及放水器等设施。 另外，井下增加了移动瓦斯抽放泵站，以提高瓦斯的抽出率，增加抽放量。 抽放系统利用已有移动瓦斯抽放泵站 ，管路引自 209采区皮带下山，服务 2091底板抽放巷， 2093底板抽放巷及 2091工作面上下顺槽。 ⑴主管路：φ 325 9无缝钢管， L=250m。 ⑵支管路：φ 150 6无缝钢管， L=1830m。 ⑶闸阀： Dg300， 2个； Dg=150， 10个。 ⑷放水器： 80个。 六矿的瓦斯抽放系统基本上能满足要求。 三、区域措施效果检验 每次区域防突措施采取完毕后，由科研院校按规定进行区域效果检验（直接测定残余瓦斯含量，临界值为 8m3/t）。 四、区域验证 在区域效果检验参数（残余瓦斯含量）符合规定（小于 8m3/t）后 ，由通风区进行区域验证。 区域验证时，必须连续进行 2 次区域验证，且第一次区域验证必须保留 2m 的验证超前距，只有当验证指标不超时方可进入掘进。 区域验证采用复合指标法，即同时测定钻孔瓦斯涌出初速度q(临界值为 )和钻屑量 S(临界值为 )，测量气室长度为 1m。 (1)在煤巷掘进工作面布置 3个直径为 42mm、深度为 8m的钻孔，验证钻孔中间孔布置在巷道中部，并平行于掘进方向，两侧孔距巷帮（具体布置见附图），钻孔应尽量布置在软分层中。 (2)三个验证孔每钻进 1m测定该 1m段的全 部钻屑量 S和钻孔瓦斯涌出初速度 q 值，测定位置为 3m、 4m、 5m、 6m、 7m、 8m 处，两侧钻孔终孔点控制巷道断面两侧轮廓线外 2m。 (3)。