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xx礦井瓦斯抽放設(shè)計論文-wenkub

2023-07-17 20:31:37 本頁面
 

【正文】 打木垛,如上隅角淺部的抽效果不好,再考慮采用。目前抽放瓦斯方法主要有:開采層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放,選擇具體抽放瓦斯方法時應(yīng)遵循如下原則: 抽放瓦斯方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、開采巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件; 應(yīng)根據(jù)瓦斯來源及涌出構(gòu)成進行,盡量采取綜合抽放瓦斯方法,以提高抽放瓦斯效果; 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 10 有利于減少井巷工程量,實現(xiàn)抽放巷道與開采巷道 相結(jié)合; 選擇的抽放瓦斯方法應(yīng)有利于抽放巷道布置與維修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本; 所選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放工程施工、抽放管路敷設(shè)以及抽放時間增加。實踐證明,鄰近層瓦斯抽放不僅容易,而且效果好。根據(jù)盤江局礦井的抽放情況, XX 礦可以進行本煤層瓦斯預(yù)抽。 對于 2201 采面來講,由于開采層上下都有鄰近層,受采動影響,上下鄰近層卸壓后涌入到開采層工作面的采空區(qū)內(nèi),和圍巖瓦斯涌出及丟煤瓦斯涌出一起構(gòu)成采空區(qū)瓦斯,由于采空區(qū)內(nèi)存在著漏風(fēng),漏風(fēng)流攜帶高濃度瓦斯從上隅角附近涌入到工作面,往 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 9 往造成工作面上隅角瓦斯超限。 鄰近層和采空區(qū)(上隅角)瓦斯抽放是屬于卸壓瓦斯抽放,抽放效果一般較好,鄰近層抽 放一般濃度較高,而采空區(qū)抽放量一般較大,采空區(qū)抽放與煤層預(yù)抽及鄰近層抽放相比抽放濃度較低。 瓦斯抽放的可行性 瓦斯抽放的可行性應(yīng)以是否能抽出瓦斯或能否獲得較好地抽放效果來評價。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 7 17#運巷7#運輸主斜井副平硐車場#運輸大巷副斜井回風(fēng)井7#煤巷2 201運輸巷1 7#煤巷1 2#煤巷17#2 201回風(fēng)巷2 201工作面切眼3#煤巷圖 11 XX 礦巷道布置及通風(fēng)系統(tǒng)示意圖 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 8 2 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性 瓦斯抽放必要性 瓦斯抽放旨在保障礦井安全生產(chǎn),同時也是解決瓦斯的基本手段。礦井南采區(qū)巷道布置及通風(fēng)系統(tǒng)見圖 11。采用金屬支柱和金屬鉸接頂梁支護,全部垮落法管理頂板。 礦井概況 礦井的煤層儲量、設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限 依地質(zhì)報告,礦井內(nèi)保有儲量 1258 萬 t,井田邊界煤柱及村莊永久煤柱損失 364 萬t,采出及開采損失儲量 238 萬 t,井田內(nèi)保有儲量 1020 萬 t,剩余可采儲量 656 萬 t。本設(shè)計主要依據(jù) 20xx 年 5 月收集礦井的瓦斯資料。 結(jié)構(gòu)簡單 穩(wěn)定可靠 153 0. 78~ 0- 2 頂板以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖,底板巖性為泥巖或粉砂質(zhì)泥巖。 瓦斯、煤塵、煤的自燃 依據(jù)礦井 20xx 年瓦斯等級鑒定結(jié)果, XX 礦瓦斯相對涌出量 ,絕對瓦 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 5 表 11 煤層賦存情況表 : 煤層 號 煤層厚 (m) 最小 最大 平均 夾矸層數(shù) 頂?shù)装鍘r性 煤層穩(wěn)定性 3 ~ 0- 1 頂板以粉砂巖為主,局部粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖,底板巖性為泥巖或沙質(zhì)泥巖。左右。 F101正斷層:位于井田南部,為井田南部邊界。南部傾角小,一般 32186。 礦井采用雙回路供電系統(tǒng),一回從火鋪供電工區(qū) 6KV 引入,一回從 10KV 農(nóng)網(wǎng) T接引入,電源有保障。雨季暴漲,枯季流量較小,主要受大氣降水的控制。井田內(nèi)屬中切割的中山地形,地面多被第四系坡積物覆蓋。礦井現(xiàn)有簡易公路與 320 國道相連,以井口為中心,距盤西支線紅果車站 10km,盤縣新城 10km,距云南富源縣 36km,交通運輸十分便利。 二、設(shè)計的主要依據(jù) 《礦井抽放瓦斯工程設(shè)計規(guī)范》 ( MT501896) 中華人民共和國煤炭工業(yè)部 1997 年 1 月; 《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》 中華人民共和國煤炭工業(yè)部 1997 年 4 月; 《煤礦安全規(guī)程》 煤礦安全監(jiān)察局 20xx 年 9月 28 日; 《貴州省盤縣紅果鎮(zhèn) XX 煤礦改擴建方案》 貴州省煤礦設(shè)計研究院 20xx 年5月 XX 煤礦提供的通風(fēng)、生產(chǎn)和地質(zhì)方面的資料。 三、設(shè)計的指導(dǎo)思想 在符合規(guī)范要求,滿足使用的前提下,盡可能降低成本,節(jié)省工程投資; 設(shè)備、管材選型留 有余地,能充分滿足礦井安全生產(chǎn)的需要; 采用的工藝技術(shù)具有先進性,且符合實際。 地形、地貌及河流 XX 煤礦位于盤關(guān)向斜西翼南段。井田內(nèi)總體地勢北部高,南部低,井田內(nèi)最高點位于井田東北部邊界附近,標(biāo)高 1985m左右,最低點位于井田南部邊界附近,標(biāo)高 1695m左右,相對高差 290m。 氣象及地震情況 本區(qū)內(nèi)氣候溫和濕潤,屬亞熱帶高原 性季風(fēng)氣候,冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,雨量充沛,季節(jié)性分區(qū)不明顯,據(jù)盤縣氣象局資料,最高氣溫為 30℃,最低氣溫- 5℃,年平均降雨量為 ,年平均濕度為 81%。 地質(zhì) 構(gòu)造及煤層 特征 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 4 地層 井田內(nèi)出露的地層由老到新有上二迭統(tǒng)峨嵋山玄武組、宣威組、下三迭統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組及第四系。左右,北部傾角大,一般 55186。井田內(nèi)走向 800m,斷層走向近北東,傾向南東,傾角 75186。 F104 正斷層:位于井田北部井田內(nèi)走向 240m,斷層走向北東、傾向南東,傾角 65186。 結(jié)構(gòu)簡單 穩(wěn)定可靠 8 1~ 無 頂板以粉砂巖、細(xì)砂巖為主,底板巖性為泥巖或粉砂巖。 結(jié)構(gòu)簡單 穩(wěn)定可靠 20- 1 ~ 0- 2 頂板以泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖,底板巖性為粉砂質(zhì)泥巖。南采區(qū)的絕對瓦斯涌出量近10m3/min,相對瓦斯涌出量近 20m3/t,瓦斯涌出量大大超過 20xx 年,根據(jù)礦井等級鑒定結(jié)果,礦井的煤塵有爆炸危險性,煤層按有自燃發(fā)火考慮。礦井改擴建后設(shè)計能力 15 萬 t/a,礦井服務(wù)年限計算如下: 服務(wù)年限 =可采儲量 80% /(年產(chǎn)量儲量備用系數(shù) )=656 80% /(15 )=25a。采用鉆眼爆破法落煤。 抽放工作面概況 2201 采煤工作面位于南采區(qū),開采 201號煤層,平均采高 2m左右,工作面采長84m,走向長度 800m,采用爆破落煤,工作面采用單體液壓支拄和金屬 鉸接頂梁支護,全部垮落法管理頂板,工作面采用 U 型通風(fēng),配風(fēng)量 740m3/min,回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛绕骄プ笥?,回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛扔谐蕃F(xiàn)象。眾所周知,加強通風(fēng) 是處理瓦斯的最有效方法,而當(dāng)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能解決的瓦斯涌出量時就應(yīng)當(dāng)采取抽放瓦斯措施,對于局部區(qū)域的瓦斯超限(如上隅角等),采用通風(fēng)方法可能無法解決瓦斯問題或采用通風(fēng)方法不合理時,也必須采取瓦斯抽放措施。開采層瓦斯抽放(未卸壓)的可行性是指在原始透氣性條件進行預(yù)抽的可能性。抽放實踐已證明,在煤層群開采時,鄰近層瓦斯抽放和采空區(qū)瓦斯抽放效果一般都比較好,故 XX 礦進行鄰近層或采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)上是可行的,同時瓦斯抽放能保證正常生產(chǎn),所以經(jīng)濟上也是合理的。 初步估算, 2201 工 作面采空區(qū)瓦斯涌出量占整個工作面瓦斯涌出量的 50%以上,是工作面瓦斯涌出的主要來源 ,采空區(qū)瓦斯涌出中有一部分來自鄰近層。 鄰近層瓦斯抽放 鄰近層瓦斯抽放就是通常所說的卸壓層瓦斯抽放。礦的煤層賦存與開采條件,各鄰近層較薄,進行鄰近層瓦斯抽放在經(jīng)濟上是不合理的。 根據(jù)上述選擇瓦斯抽放方法的原則,結(jié)合 XX 礦煤層的賦存、瓦斯來源等特點,決定采取鄰近層或采空區(qū)瓦斯抽放的方法。 采空區(qū)埋管 采空區(qū)瓦斯涌出量大 前兩種方法無法解決問題時考慮采用。 可邊掘邊抽或先抽后掘 根據(jù) XX 礦的情況,與鄰近層抽放 相對,采空區(qū)瓦斯抽放投資小,操作簡單,因可首先考慮采空區(qū)瓦斯抽放,在采空區(qū)抽放時,可先采用上隅角插管抽放,如效果不好再采取深部埋管或埋管抽放。 為操作方便,靠近采面上隅角段管路可采用 6m長的鎧裝軟管與主抽放管路連接,將鎧裝軟管插入上隅角,為保證軟管吸入口處于上隅的上部(上部瓦斯?jié)舛容^高),抽放軟管與木棒綁在一直(避免軟管口下耷),用鐵絲吊掛在支架上,為提高抽放濃度,上隅角處應(yīng)采用擋風(fēng)簾,提高抽放效果。抽放管伸入上隅角長度及位置應(yīng)根據(jù)實際抽放效果,不斷調(diào)整,得到合理的參數(shù)。采空區(qū)埋管抽放見圖 34。 鉆孔 布置:每個鉆場內(nèi)布置 4 個鉆孔,呈扇形布置,詳見圖 36,鉆孔參數(shù)見表32。 回風(fēng)巷進風(fēng)巷鉆場 采面切眼BB 剖面BB頂板孔AA 剖面2201工作 面鉆場 A A圖 36 頂板高位鉆孔抽放上鄰近層瓦斯示意圖 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 17 封孔工藝:鉆孔施工時,先采用直徑 78mm 鉆頭開孔,開孔深度 6m。為提高抽放瓦斯鉆孔的抽放瓦斯量,防止鉆孔垮孔、堵孔,影響抽放效果,頂板孔內(nèi)可采用鐵套管固孔,以提高鉆孔的密封性,每施工完成一個鉆孔后立 即進行封孔。 掘進工作面斷面鉆孔布置剖面圖4583272463掘進工作面鉆孔布置俯視平面圖 圖 37 掘進工作面鉆孔布置示意圖 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 18 注:上圖僅供參考,鉆孔開孔 位置應(yīng)避開破碎處,鉆孔的個數(shù)可以根據(jù)瓦斯及斷面情況布置 48個左右,可根據(jù)抽放情況增減。對于井下封孔而言,主要要求聚氨酯在發(fā)泡后,其內(nèi)所形成的孔為封閉孔, 即各孔之間互不連通,另外對發(fā)泡時間、發(fā)泡倍數(shù)、固化后的強度,可塑性等均有一定的要求。抽放管為內(nèi)徑 25mm的焊縫鋼管,長為 5~ 6m,在管前端焊上鐵檔板,套上木塞和橡膠墊圈,距前端橡膠墊圈 1m處,再套上木塞和橡膠墊圈,并用鐵線纏緊固定,在 1m間距內(nèi)的抽放管上固定一塊毛巾布( 1m )。 鉆孔與管路的連接 聚氨酯封孔 1 小時后,便可與抽放管路連接(水泥砂漿封孔不但麻煩,還需經(jīng) 25小時后才可與抽放管路連接)。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 19 10005000~600010005000~6000橡膠墊圈鐵檔板木塞鐵線毛巾布抽放管水泥沙漿聚氨脂密封段鉆孔10花孔圖37 聚氨酯纏藥方法及封孔管結(jié)構(gòu)示意圖 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 20 圖38 掘進工作面鉆孔與抽放瓦斯管路連接示意圖抽放管閥門彎頭封孔管觀測咀鉆孔孔板主抽放管路閥門膠管封孔鐵管鎧裝膠管封孔材料抽放鉆孔觀測咀 掘進工作面邊掘邊抽 除采取迎頭打鉆孔抽放外,也可以考察邊掘邊抽,其優(yōu)點抽放時不影響掘進,且抽放效果較好,缺點是需掘鉆場,增加工程量,見圖 39,鉆場規(guī)格寬 2m,長 4m,高與掘進巷道相同。) 孔深 ( m) 鉆孔直徑 ( mm) 掘進鉆孔 β 1 8176。 采空區(qū)插管抽放的安全管理 1)所有參加采空區(qū)插管(埋管)抽放的工作業(yè)人員必須掌握操作的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn),熟知瓦斯的基本知識,嚴(yán)格遵守規(guī)程,安全負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場安全把關(guān)。 5)應(yīng)在上隅角設(shè)擋風(fēng)簾,并調(diào)整插管的位置和深度,以保證抽放濃度較高。 抽放泵位置選擇 抽放泵站的位置,一般有兩種選擇,一種是泵站布置在井下靠近抽放地點的進風(fēng)流中,這樣可以大大減少管路長度,可以根據(jù)抽放地點的改變移動抽放泵,可以節(jié)省管路投資,前提條件是抽放管路排出的瓦斯排放到采區(qū)專用回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷后,經(jīng)稀釋瓦斯?jié)舛炔怀?。根?jù)礦井的具體情況,由于回風(fēng)井今后將廢棄,因此抽放管路從副平硐通到地面,在副平硐口以北的山上,開出一塊平地,用來建泵站。故一般采用
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