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中柱煤礦瓦斯抽采工程說明書-資料下載頁

2025-06-28 23:55本頁面
  

【正文】 瓦斯的必要性、可行性一、瓦斯抽放的必要性本礦井按煤與瓦斯突出礦井進(jìn)行設(shè)計,經(jīng)前述礦井瓦斯涌出量的分析,本礦井達(dá)產(chǎn)時最大絕對瓦斯涌出量達(dá) 。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第 145條規(guī)定本礦井必須進(jìn)行瓦斯抽采。本礦井煤層瓦斯含量高且按煤與瓦斯突出礦井進(jìn)行設(shè)計,根據(jù)《AQ10272022瓦斯抽放規(guī)范》 ,按本礦井目前的瓦斯勘測情況,采掘作業(yè)前必須將煤層瓦斯含量降到 8 m3/t以下,或?qū)⒚簩油咚箟毫档?,因此本礦井必須進(jìn)行瓦斯抽采。由于本區(qū)煤層瓦斯含量較大,開采時單位時間內(nèi)涌出瓦斯量大,工作面空間小,僅靠風(fēng)排辦法是難以稀釋瓦斯的。因此,為保證礦井達(dá)產(chǎn)及生產(chǎn)安全,礦井必須進(jìn)行瓦斯抽采。瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)和不再生能源,其具有發(fā)熱量高的同時,還是一種強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)氣體,抽采瓦斯并加以利用將取得保證安全生產(chǎn)、開發(fā)能源和減少環(huán)境污染的三重效果。二、瓦斯抽放的可行性六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計27雖然礦井衡量瓦斯可抽性的三項(xiàng)指標(biāo):煤層的透氣性系數(shù)(λ) 、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(β) 、百米鉆孔瓦斯極限抽放量(Qj)暫未測定,開采層的抽放難易程度還有待于在以后的實(shí)際抽放過程中進(jìn)行檢驗(yàn)。但礦井井田內(nèi)各煤層屬于煤層群,受煤層采動影響后煤層的透氣性將會大大提高,有利于瓦斯抽采。另外,本煤層、臨近層抽放瓦斯技術(shù)是一項(xiàng)成熟的治理瓦斯災(zāi)害技術(shù),我國陽泉、松藻、鐵法、淮南、淮北、北票和我省六枝、水城、盤江等抽放瓦斯礦區(qū),通過幾十年的抽放實(shí)踐得出:在本煤層及中、近距離臨近煤層賦存條件下,只要鉆孔參數(shù)設(shè)計、施工合理,抽放參數(shù)選擇適宜,都能取得良好的抽放效果,本煤層和臨近層的瓦斯抽放率一般可達(dá) 40~70%,可滿足《煤礦瓦斯抽采基本要求》的要求。綜上所述,中柱煤礦建立瓦斯抽放系統(tǒng)不僅必要,而且從技術(shù)上講是可行的。當(dāng)然,礦井在今后的建井及生產(chǎn)過程中應(yīng)盡快地組織對礦井井田范圍內(nèi)主采煤層的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行測定,以便更好地指導(dǎo)礦井的瓦斯抽放工作。六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計283 瓦斯抽采方法煤層瓦斯抽采一般是指利用瓦斯泵或其他抽采設(shè)備,抽取煤層中高濃度的瓦斯,并通過與巷道隔離的管網(wǎng),把抽出的高濃度瓦斯排至地面或礦井總回風(fēng)巷中。近年來,隨著煤礦開采深度增大和開采強(qiáng)度的提高,礦井瓦斯涌出量增大,抽采瓦斯已越來越成為高瓦斯煤層開采的一個必不可少的重要環(huán)節(jié),并為煤礦瓦斯利用提供了重要條件。 抽放瓦斯方法選擇一、選擇抽放瓦斯方法的原則 抽放瓦斯方法的選擇,主要是根據(jù)礦井(或采區(qū)、工作面)瓦斯來源、煤層賦存狀況、采掘布置、開采程序以及開采地質(zhì)條件等因素進(jìn)行綜合考慮。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、巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件。應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯涌出來源及涌出量構(gòu)成分析,有針對性地選擇抽放瓦斯方法,以提高瓦斯抽放效果。巷道布置在滿足瓦斯抽放的前提下,應(yīng)盡可能利用生產(chǎn)巷道,以減少抽放工程量。選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放巷道的布置和維護(hù)。選擇的抽放方法應(yīng)有利于提高瓦斯抽放效果,降低瓦斯抽放成本。抽放方法應(yīng)有利于鉆場、鉆孔的施工和抽放系統(tǒng)管網(wǎng)的布置,有利于增加鉆孔的抽放時間。二、抽采瓦斯方法概述瓦斯抽放工作經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展和提高,人們也提出了各種各樣的瓦斯抽放方法。一般按不同的條件進(jìn)行不同的分類,其主要有:按抽放瓦斯來源分類,可分為本煤層瓦斯抽放、臨近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放和圍巖瓦斯抽放。按抽放瓦斯的煤層是否卸壓分類,可分為未卸壓煤層抽放和卸壓煤層抽放。六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計29按抽放瓦斯與采掘時間關(guān)系分類,可分為煤層預(yù)抽瓦斯、邊采(掘)邊抽和采后抽放瓦斯。按抽放工藝分類,可分為鉆孔抽放、巷道抽放和鉆孔巷道混合抽放。 抽放瓦斯方法礦井必須執(zhí)行先抽后掘、先抽后采的原則。本礦井按煤與瓦斯突出礦井設(shè)計,并在地面建有高、低濃度永久抽采系統(tǒng)。其中高濃度抽采系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)底板穿層鉆孔預(yù)抽、卸壓抽放和本煤層邊采邊抽以及掘進(jìn)工作面預(yù)抽;低濃度抽采系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)采空區(qū)抽采。通過長時間、連續(xù)的高負(fù)壓抽采,煤層中的瓦斯含量和瓦斯壓力肯定會降低,對降低煤層的突出危險性有積極的作用。一、底板巖巷穿層鉆孔抽放利用上下煤組底板瓦斯抽采巷向上打穿層網(wǎng)格式密集鉆孔,對上下煤組煤層分別進(jìn)行預(yù)抽和卸壓抽放。根據(jù)對礦井煤層瓦斯涌出量的分析,保護(hù)層回采面涌出的瓦斯主要來自鄰近層,各煤層瓦斯涌出量隨著開采的進(jìn)行,呈現(xiàn)由上到下逐漸降低的趨勢,保護(hù)層的回采工作面瓦斯明顯高于被保護(hù)層回采工作面,達(dá)到設(shè)計能力所需要的瓦斯抽放強(qiáng)度也大大高于被保護(hù)層。在底板抽放巷道中,以滿足保護(hù)層的網(wǎng)格式密集鉆孔布置要求為原則,同時適當(dāng)增加被保護(hù)層的抽放鉆孔,預(yù)計區(qū)段運(yùn)輸巷每隔 10m設(shè)一個鉆場。扇形鉆孔終孔間距10m,每個鉆場設(shè) 11個鉆孔,見圖 31。本礦采用的這種底板巖巷穿層鉆孔抽放,可實(shí)現(xiàn)一孔多用,即可對首采層及下鄰近層實(shí)行預(yù)抽和卸壓抽放,還可在煤層采后抽其采空區(qū)瓦斯。也就是將預(yù)抽、卸壓抽和采空區(qū)抽放結(jié)合一體,依次完成。六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計30圖 31 底板巖巷穿層鉆孔布置示意圖二、本煤層抽采在采取底板巖巷穿層鉆孔預(yù)抽措施后,如果未能達(dá)標(biāo),預(yù)測回采工采工作面仍有突出危險性時,在采煤工作面運(yùn)輸巷打平行順層鉆孔進(jìn)行煤層瓦斯預(yù)抽,設(shè)計的首采面真傾斜長 45m,鉆孔沿煤層盡可能長,一般以不打穿到工作面回風(fēng)巷為原則,設(shè)計保留 10m,鉆孔沿煤層傾向方向施工,鉆孔間距為 3m。該方法主要優(yōu)點(diǎn)有:不需專用抽采巷和鉆場,鉆孔工程量??;抽采鉆孔全部布置在煤層中,抽采效果好,施工成本較低;順層鉆孔對煤層控制作用強(qiáng)。順層鉆孔布置示意圖如圖 32所示。實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)實(shí)測積累的有效抽采半徑,確定合理的布孔參數(shù)。同時由于鄰近煤層開切眼的區(qū)域,煤層預(yù)抽時間較其他區(qū)域預(yù)抽時間短,礦井可根據(jù)實(shí)際抽采效果調(diào)整噸煤鉆孔量。六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計31圖 32 順層鉆孔布置示意圖三、采空區(qū)抽采對開采煤層的采空區(qū)進(jìn)行抽采,是降低回采期間工作面瓦斯涌出量的一個較好的辦法。對于采空區(qū)瓦斯,設(shè)計建立獨(dú)立的低濃度抽采系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯抽采。對于回采工作面的采空區(qū)瓦斯,礦井可采用采空區(qū)埋管抽采,具體措施如下:鋪設(shè)瓦斯管至采面上隅角,從里往外每隔 30m安設(shè)一個三通,在三通位置另接一段 5~8m 管子至上隅角,不用時先用堵板堵好,當(dāng)采面推到三通位置時,在三通周邊架設(shè)木垛將三通短節(jié)護(hù)住,以防止頂板垮落時壓壞三通短節(jié),待采面推到三通位置時,再將堵板取掉,這樣在瓦斯抽放泵的作用下就可以直接抽放上隅角的瓦斯。上隅角埋管抽放布置示意圖見圖 33。六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計32圖 33 采空區(qū)埋管抽采示意圖四、老空區(qū)密閉抽采對于老采空區(qū)瓦斯,礦井可根據(jù)老采空區(qū)瓦斯實(shí)際涌出情況采用密閉采空區(qū)插管方式進(jìn)行抽采,老空區(qū)密閉抽采示意圖如圖 34。鐵 絲 網(wǎng) 巷 道抽 放 管老 空 區(qū) 密 閉 測 試 孔 閥 門法 蘭 盤圖 34 老空區(qū)密閉抽采示意圖五、掘進(jìn)工作面先抽后掘六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計33本礦井為煤與瓦斯突出礦井,掘進(jìn)時煤層瓦斯含量高,掘進(jìn)工作面推進(jìn)速度快,其瓦斯涌出量大,為防止掘進(jìn)工作面發(fā)生突出和通風(fēng)安全需要,設(shè)計考慮掘進(jìn)工作面先抽后掘。根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》AQ10262022,掘進(jìn)前必須將煤層瓦斯含量降到 8m3/t以下,或?qū)⒚簩油咚箟毫档?。在采取底板巖巷穿層鉆孔預(yù)抽措施后,如果未能達(dá)標(biāo),預(yù)測掘進(jìn)工采工作面仍有突出危險性時,設(shè)計建議采取超前預(yù)抽本煤層瓦斯作為突出危險區(qū)煤層掘進(jìn)工作面的防突措施。在掘進(jìn)突出危險區(qū)煤層巷道時先抽后掘,每 60m一循環(huán),沿煤巷掘進(jìn)方向施工順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯,鉆孔長大于 60m,孔徑 65mm,順層鉆孔控制范圍為煤巷輪廓線外 8m,每循環(huán)掘進(jìn) 40m,煤巷磧頭前方保留 20m防突措施超前距。如圖 35所示。圖 35 掘進(jìn)工作面先抽后掘鉆孔布置示意圖六、井巷、石門揭煤預(yù)抽石門(斜井)揭煤前先抽,保證礦井采掘活動嚴(yán)格控制在抽采達(dá)標(biāo)的區(qū)域和煤層內(nèi)。穿層鉆孔預(yù)抽石門(斜井)等揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施應(yīng)當(dāng)在揭煤工作面距煤層的最小法向距離 7m以前實(shí)施(在構(gòu)造破壞帶應(yīng)適當(dāng)加大距離) 。鉆孔的最小控制范圍是:石門(斜井)揭煤處巷道輪廓線外 12m,同時還應(yīng)當(dāng)保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線(包括預(yù)計前方揭煤段巷道的輪廓線)的最小距離不小于 5m,且當(dāng)鉆孔不能一次穿透煤層全厚時,應(yīng)當(dāng)保持煤孔最小超前距 15m。石門揭煤工作面抽放六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計34鉆孔布置見圖 36。圖 36 石門揭煤預(yù)抽鉆孔布置示意圖礦井必須執(zhí)行先抽后掘、先抽后采的原則。礦井設(shè)置高、低負(fù)壓雙系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯抽放,高負(fù)壓系統(tǒng)用于本煤層預(yù)抽、消突以及對臨近層預(yù)抽,低負(fù)壓系統(tǒng)用于上隅角抽放,實(shí)踐證明是完全可行的。抽采巷道的選擇和布置(1)抽采巷道布置該礦在工作面運(yùn)輸巷、煤層掘進(jìn)巷設(shè)置瓦斯抽放管道,通過回風(fēng)平硐、回風(fēng)斜巷進(jìn)入地面瓦斯抽放泵房。(2)鉆場布置及鉆孔參數(shù)沿煤層打鉆孔;鉆孔直徑;設(shè)計考慮 6095mm;鉆孔長度:采面斜長:95m,掘進(jìn)斜長:105m,穿層鉆孔:最長 70m;;鉆孔間距:采面:3m孔口負(fù)壓:不小于 Pa;六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計35封孔:可用膨脹水泥,封深 58m。 瓦斯抽放施工設(shè)備 一、鉆機(jī)在本次設(shè)計的瓦斯抽采系統(tǒng)中,共配備 4臺 MYZ150型液壓鉆機(jī)。MYZ150型鉆機(jī)的主要技術(shù)參數(shù):鉆進(jìn)深度(m) 150鉆桿直徑(mm) 42開孔直徑(mm) 87/115終孔直徑(mm) 65鉆孔角度(176。) 0~90176。電動機(jī)功率(kw) 質(zhì)量(kg) 1200外形尺寸(mm) 2089800940二、封孔泵采用 SLB~Ⅱ型水泥砂漿封孔泵封孔。三、主要檢測儀表本礦井按煤與瓦斯突出礦井設(shè)計,參照《礦井通風(fēng)安全裝備標(biāo)準(zhǔn)》 ,設(shè)計配備的瓦斯及其它氣體檢測儀器、設(shè)備備置見表 31。表 31 礦井瓦斯及其它氣體檢測儀器、設(shè)備備置表順序 設(shè)備器材名稱 型 號 及 規(guī) 格 單位 數(shù)量一 礦井通風(fēng)檢測1 高速風(fēng)表 EY11B便攜數(shù)字式 個 12 高中速風(fēng)表 AFC121 個 13 微速風(fēng)表 DFA3 個 14 秒表 塊 45 通風(fēng)干濕表 DHJ1 個 16 干濕溫度計 DHM、DHM2 個 37 空盒氣壓計 DYM3 個 38 雙管水銀壓力表 DYB30 支 19 U型華僑壓差計 AFJ15 臺 310 皮托管 AEP系列 支 6六枝特區(qū)中柱煤礦 瓦斯抽采工程設(shè)計36順序 設(shè)備器材名稱 型 號 及 規(guī) 格 單位 數(shù)量11 補(bǔ)償式微壓計 BEY250 臺 112 礦井通風(fēng)多參數(shù)檢測儀 JFY 臺 2二 礦井氣體檢測1 便攜式甲烷檢測儀 GWJ1A 臺 452 光干涉式甲烷測定器 AQGCJG10Z 臺 6CJG100、 GWJ2 臺 33 瓦斯檢定器校正儀 GJX2 臺 24 便攜式甲烷檢測報警儀 AZJ2022 臺 205 瓦斯檢定器綜合校驗(yàn)臺 WZX2 臺 26 便攜式光學(xué)甲烷檢測儀 AQJ1 臺 207 甲烷,氧氣兩參數(shù)檢測儀 CZ4/25(A) 臺 108 一氧化碳檢測儀 MYJ1 臺 79 氣體儀表校準(zhǔn)儀 BGQ1 套 310 氣體儀表綜合實(shí)驗(yàn)臺 QT1 臺 211 標(biāo)準(zhǔn)氣樣配氣裝置 ZP1 套 2 抽采施工要求一、抽采鉆孔施工要求鉆孔的開孔位置、鉆孔施工參數(shù)必須嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行;施工中每班應(yīng)對鉆孔進(jìn)尺、煤巖孔長度以及施工地點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行詳實(shí)記錄;在鉆孔施工中設(shè)瓦檢員對施工中瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行監(jiān)測,對于鉆孔施工處的通風(fēng)、安全管理建議按煤巷掘進(jìn)面的有關(guān)要求執(zhí)行;施工地點(diǎn)必須保證一定的供風(fēng)量,且不能間斷;鉆機(jī)操作臺不得正對孔口,操作人員在距孔口 3m外的操作臺上操作。鉆孔施工期間,所有人員不得站在孔口正對處,防止噴煤、噴瓦斯傷人;鉆孔施工完成后,應(yīng)即時進(jìn)行封孔和接抽。二、采空區(qū)抽放要求與底板穿層鉆孔和本煤
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