山西煤销集团旧街煤业有限公司瓦斯治理三规划.doc
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1、前 言为建立“通风可靠,抽采达标,监控有效,管理到位”的瓦斯治理工作体系,立足高投入、高标准的原则,按照国务院瓦斯治理规划编制指导意见,结合我矿实际,制定20132015年旧街煤业公司瓦斯治理三年规划,实现瓦斯治理从管理措施型向技术工程型转变,杜绝重大通风瓦斯事故,把我矿打造成本质安全型矿区,实现煤矿长治久安、和谐发展。第一章 矿井基本情况本矿井位于阳泉市西约18.5km,行政区划隶属阳泉市郊区旧街乡管辖。井田东距阳泉市区约18.5km,太旧高速公路、307国道及石太铁路紧邻井田南界通过,工业广场距太旧高速公路阳泉西坡头入口1.5km,距石太线坡头车站1.5km,工业广场与上述交通线均由水泥、
2、柏油硬化路连接,交通极为便利。本矿井于1979年开始筹建,1984年竣工正式投产,生产能力为90kt/a。2007年经技改扩建后,生产能力提升至300kt/a。2009年全省煤矿企业兼并重组整合工作中确定为单保矿井,现进行600 kt/a改扩建。目前属技改矿井。本矿井井田面积1.5046km2,批采煤层为3、8、9号煤层。现我矿8号、9号煤保有地质储量1077万吨,可采储量598万吨,矿井服务年限为5.8年。第一节 矿井煤层地质本井田位于太行山西翼,系舟山南侧,属侵蚀型中低山地貌,地表经长期风化侵蚀,沟谷纵横,梁岭绵延,地形比较复杂,其总的地势为北高南低,地形最高点为北部山梁处,标高1035m
3、,最低点为东南角桃河北岸,标高805m,地形最大相对高差230m。1、 8号煤层该煤层位于太原组上部,上距3号煤层47.95m左右,为井田内稳定可采的中厚煤层,煤厚2.403.60m,平均2.67m,结构简单中等,含夹石03层。顶板岩性为泥岩粉砂岩,底板为泥岩、粉砂岩。该煤层井田东部8101、8102、8103三个工作面和中部8201、8202两个工作面已全部采空,井田西部8301工作面正在回采。2、 9号煤层该煤层位于太原组上部,上距8号煤层平均4.69m,局部(主井附近)与8号煤层合并,为井田内稳定可采的中厚煤层,煤厚1.713.30m,平均2.77m,结构简单。顶板岩性为粉砂岩泥岩,底板
4、为泥岩细砂岩,井田内没有进行开采。可 采 煤 层 特 征 表煤层号煤厚(m)最小-最大平均间距(m)最小-最大平均结构(含矸数)稳定性可采性顶板岩性底板岩性20.701.590.997.2515.2012.0502较稳定大部可采泥岩细砂岩泥岩粉砂岩32.053.122.6202稳定井田内可采泥岩 砂质泥岩泥岩 砂质泥岩43.7751.4747.9582.403.602.6703稳定井田内可采泥岩粉砂岩泥岩 粉砂岩0.1910.604.6991.713.302.7702稳定井田内可采粉砂岩泥岩泥岩细砂岩3、煤尘和煤的自燃本矿井通过煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性鉴定,鉴定所采8号煤层为煤尘无爆炸性且煤
5、层为不易自燃煤层。4、地质构造根据钻孔及井下采掘控制,井田构造形态为一轴向北东的向斜(簸箕掌向斜)构造,向斜表现为宽缓褶曲,北西翼地层倾角610,南东翼地层倾角811。井田内目前未发现断层和陷落柱,没有岩浆侵入现象,地质构造属简单类型。第二节 矿井开拓开采现状本矿井现开采煤层为8号煤层,矿井采用单一水平开采,属立井开拓方式。本矿井属机械化开采,资源开发技术条件较好,矿井实现了生产集中,以“一井一面”达到设计生产能力。采煤方法采用综合机械化采煤法。工作面走向长度为600m,工作面长度为142m。矿井准备巷道及回采巷道均布置在煤层中,并沿煤层掘进,机械化程度100%。 一、二采区已回采完毕,现生产
6、活动主要集中在三采区。 2011年矿井完成原煤产量35万t。2012年矿井完成原煤产量30万t。采掘工作面作业方式为“三八制”,两班生产,一班检修。二、矿井瓦斯赋存涌出情况由于煤层变质程度深,覆盖层厚且致密,瓦斯逸散条件不好,煤层瓦斯含量高,是瓦斯富集地带。根据2011年度山西省煤矿矿井瓦斯等级鉴定报告结果矿井瓦斯涌出情况矿井名称产能(万吨/年)层别瓦斯等级瓦斯涌出量备注相对(m3/t)绝对(m3/min)鉴定时间旧街煤业308#高46.8445.572011.07等级鉴定根据2013年山西煤炭工业厅综合测试中心8号煤层瓦斯赋存参数测定报告鉴定结果瓦斯参数测定情况煤层透气性系数m2/(MPa2
7、.d)吨煤瓦斯含量(m3/t)瓦斯压力(Mpa)瓦斯放散初速度P坚固性系数f百米钻孔自然瓦斯涌出衰减系数(d-1)孔隙率(%)11.5437.410.315011.30.90.00133.40第三节 矿井通风情况1、通风系统本矿井在工业场地内建设进、回风井三个井筒。采用中央并列机械抽出式通风。主立井布置在9号煤层下部。回风斜井布置在8号煤层上部。井下采用一进两回的通风方法进行通风:进风系统主要有东翼轨道运输大巷、东翼皮带运输大巷、西翼轨道运输大巷;回风系统主要有综采采区回风巷、西翼采区回风巷、回风全部归入1号、2号暗斜井。2、通风设施地面所有通风设施全部按30万吨/年设计要求建设完成,主要通风
8、巷道全部采用立体交错形式布置。在布置采面时,进、回风巷道互相实现连通,联络巷道在完成通风服务后及时构建了永久闭墙或行人风门,8号煤开采巷道范围集中在东西翼两侧,系统调节通风采用人工风桥。现矿井建设有4座人工风桥,各顺槽掘进巷道联络巷全部采用双道永久闭墙进行封闭。局部风量调节设施为回风巷道内带风窗行人风门,为各地点调节风量。综掘工作面均为双巷掘进,每隔50米开一横贯,解决送风距离远的问题。一般安装两台对旋局部通风机,均为双风机、双电源,并能自动切换。矿井主要通风机情况表核定生产能力(万吨)风机型号功 率风 量m3/min风压pa通风系数30FBCDZ60-6-NO192185KW42902560
9、1.2矿井通风能力验证FBCDZ60-6-NO19型轴流式风机,矿井总进风量4000m3/min。各用风地点总和为1650(回采)+1618(两个掘进)=3268 m3/min,乘以矿井通风富裕系数1.2,即得矿井总进风量为3922 m3/min。4000 m3/min3922 m3/min主扇风量能满足现在矿井的生产需要。后附:矿井通风能力核定计算过程3、矿井监测监控系统 监测监控系统本矿井监测监控系统于2008年5月升级改造,系统名称为KJ99N,监控数据与监测监控局域网联网上传。于2009年3月份经阳泉市郊区煤炭工业局组织有关专家进行验收,验收合格。并以阳郊煤【2009】23号文件批准投
10、入使用。升级改造后监测监控系统名称为KJ99N,到目前为止,井下安装了监控分站14台,地面5台。安装了瓦斯探头30个,一氧化碳探头6个,风速探头5个,温度探头6个,烟雾探头4个,风门开关传感器12个,设备开停传感器16个,监测监控系统干线光缆由主井引至地面监控中心站。中心站配备有主、副机2台,采用双回路供电,并配备有供电不少于2小时的不间断电源。各种参数不间断进行监测监控,出现故障能够报警和记录,并且具有强大的数据处理与存储功能,报表打印格式任意编排。 监测监控数据监测监控系统可随时显示监测数据、图形、曲线和报警、断电及数值,可完成数据的查询、统计、历史曲线显示、报表打印、故障报警,数据系统分
11、级管理,报警故障记录,完整的事件记录等功能。各种操作不影响系统的传输,保证系统的检测实时性。 监测监控效果监控系统可以检测瓦斯、风速、负压、一氧化碳、温度、风门开关及各种大型机电设备开停等参数。各分站具有风电、瓦斯电闭锁等功能,分站、传感器及执行器组成的工作单元可独立工作,系统可实现中心站远程监控或受到强行控制异地断电,分站和传感器断电及分站区域断电,声光报警功能。 系统维护井下监控系统维修工每班安排1名,每班检查监控系统及电缆的运行情况,核查探头显示数值是否误差超过规定值。如发现读数值误差大于允许范围时,先以读数较大者为依据,在8小时内将探头调校或更换。每7天对井下所有两闭锁进行测试,发现不
12、能实现闭锁功能的及时查明原因,进行处理,确保闭锁功能的可靠。瓦斯探头每7天进行井下标校一次。每半年送市质检中心进行标校一次,在日常的维护工作中,及时检查各类仪器仪表及探头、控制器,有超过使用期的进行更换,确保监测监控数据真实有效,控制设备灵敏可靠。4、人员配置矿井有“一通三防”专门管理机构,建立有矿、科、队三级责任制度。矿长为“一通三防”第一责任者、矿总工程师对“一通三防”业务技术负总责,矿井设立有通风科、通风队。通风科配备有3名工程技术人员,通风科配备人员84人,全部取得相关资格证书。其中:科级干部1人,技术员5人,测风员3人,瓦斯员18人,放炮员6人;井下监控维护工3人;监控组值班人员6人
13、;主扇值班人员6人;抽放泵站值班人员9人;抽放队人员26人。从事“一通三防”方面工作人员共84人(其中工程技术人员,中级职称3人,初级职称的5人)。第四节 矿井瓦斯抽采情况1、抽采系统本矿井在工业场地北侧修建了地面永久抽放泵站,安装2台2BEC-40型水环式真空泵(一用一备)。抽放泵功率90kw,额定抽放量813min,2台2BEC-52型水环式真空泵(一用一备)。抽放泵功率为220kw额定抽放量为167m3/min。分别承担高、低负压两套抽放系统,高负压抽放系统承担掘进顺槽巷道本煤层瓦斯预抽与回采工作面本煤层瓦斯抽放,低负压抽放系统承担邻近层与采空区瓦斯抽放工作。现矿井瓦斯抽放量14m3/m
14、in。矿井抽采系统情况表矿井抽放泵型号台数(台)装机能力(m3/min)抽采方法抽采量(m3/min)抽采浓度(%)抽放管路(米)备用系数旧街ZBEC-40281卸压抽放4.5110-3020002ZBEC-522167本煤层抽放11.710-30320022、抽采能力按照煤矿抽采达标暂行规定运行泵的装机能力不得小于瓦斯抽采达标时应抽采瓦斯量对应工况流量2倍,即2(100抽采达标时的抽采量标准大气压)/抽采瓦斯浓度(当地大气压-泵运行负压)高负压抽采瓦斯浓度以25%计算,低负压抽采瓦斯浓度以35%计算,泵运行负压以现在运行负压为准计算:高负压抽采纯量:167=2(100Q高101325)/25
15、(92.4-24)1000Q高= 14m3/min低负压抽采纯量:81=2(100Q高101325)/35(92.4-20)1000Q低= 10m3/min后附:抽采能力核定计算过程3、瓦斯抽采的具体方法目前主要的瓦斯抽采方式:邻近层卸压抽采、本煤层局部区域预抽、采空区瓦斯抽采等。8#煤层综采工作面都采用本煤层顺层钻孔进行预抽,邻近层瓦斯采用钻孔抽采结合采空区抽采的方法。 8#煤层掘进工作面都采用抽掘交替的方法。各开掘、回采工作面采用独立通风系统进行通风,风排瓦斯量17.43/min,抽采量在13m3/min,全矿井抽采率为43%,吨煤瓦斯抽采量为25m3/t。2BEC-52型抽放系统主管路全
16、部选用426mm钢管,2BEC-40型抽放泵系统主管路地面选用426mm钢管,井下选用219mm钢管。其中高负压抽放系统安装主管2110m,支管1410m,低负压抽放系统安装主管1920m支管600m。抽放泵站管路经回风井铺设至8号煤采区回风巷,由8号煤采区回风巷延伸至8301综采尾巷、回风巷及8302准备工作面、8303进风顺槽口钻场。综采工作面回风顺槽及尾巷顺槽设分支管道。分支管路选用219mm钢管垫高安装。全部延伸至工作面对本煤层瓦斯预抽和邻近层采空区抽放,现预抽钻孔达287个。钻机配备:我矿现有各类钻机7台,其中CSMI-6500型钻机一台,ZDY1900钻机3台,ZDY1200钻机3
17、台。本煤层采用89mm和98mm螺旋钻杆和94mm或113mm合金钻头。邻近层钻孔采用85mm、94mm合金钻头,部分钻孔用153mm合金钻头进行扩孔。封孔方法:本煤层钻孔采用聚胺脂和PE管封孔,封孔长度9m。矿井泵站抽采瓦斯情况表泵 站运行方式浓度(%)混合量(3min)纯量抽采率(%)3min万3d万3d2BEC40邻近层抽放与采空区抽放一用一备2218.1850.722.0240%以上2BEC52本煤层预抽一用一备1492.8691.304、抽采措施(1)掘进工作面采用掘抽交替作业的方式进行掘进,掘进停掘工作面设置钻场,打12个超前预抽钻孔,设计钻孔深度70m、100m和120m,钻孔孔
18、径105mm。成孔后连接抽放系统对掘进前方的瓦斯预抽允许掘进50m、80m和100m,留20m安全距离。(2)8302和8303部分巷道采用本煤层和掘进预抽钻孔同时施工,随掘进巷道成巷推进,及时对准备工作面煤体打本煤层抽放钻孔。工作面采长142米,钻孔深度120-130m,间距4米,单侧施工,孔径105mm。成孔后对采面煤体瓦斯进行预抽,减少工作面开采时的风排瓦斯量。(3)在综采工作面尾巷向工作面顶部每7m打1个邻近层瓦斯抽放钻孔,钻孔设计采用高、低位孔相结合的方法,高位钻孔设计是采高的10-15倍,钻孔角度在40-57之间,低位钻孔设计是采高的4-8倍,角度在30-36之间。其中最大孔径为1
19、53mm,小孔径为94mm,深入工作面长度平均30m。工作面每过一个贯眼,贯眼密闭后全部接瓦斯管,对采空区进行抽放。第五节 防治煤与瓦斯突出情况按照集团公司要求,旧街煤业按照突出矿井管理,公司于2012年5月制订了防突安全生产岗位责任制防治煤与瓦斯突出管理制度防突队各工种操作规程煤与瓦斯突出事故专项应急预案 8301回采工作面防治煤与瓦斯突出安全技术措施8302掘进工作面防治煤与瓦斯突出安全技术措施并从6月开始试行。购买了WTC瓦斯突出参数测定仪2台,DGC型瓦斯含量直接测定仪2台,对各地点的瓦斯参数进行测定,每个工作面都严格执行“四位一体”综合防突措施。采出的煤样送保安煤业进行化验,使瓦斯含
20、量降至8m3/t以下,瓦斯压力在0.74mpa以下,且打钻时无顶钻、夹钻现象,无突出危险,方可掘进。井下安装了防突门、防突栅栏等防突设施。具体实施情况1、8301工作面布置了9个测点,瓦斯含量在5.67m3/t,瓦斯压力在0.02-0.24Mpa之间。在工作面切眼进行了29次(每次施工9个钻孔)瓦斯突出参数测定,k1值和S值都未超标。2、在西区轨道巷取样化验瓦斯含量3次,原始含量在7.8m3/t,经过预抽瓦斯含量降至6m3/t以下,达到了掘进的条件。3、在西区皮带巷取样化验瓦斯含量,原始含量在9.2m3/t,经过预抽瓦斯含量降至6m3/t以下,达到了掘进的条件。在工作面进行了5次(每次施工3个
21、钻孔)瓦斯突出参数测定,k1值(0-0.40之间)和S值(1.2-3.8之间)在都未超标。4、在8302回风顺槽取样化验瓦斯含量,原始含量在7m3/t,经过预抽瓦斯含量降至6m3/t以下,达到了掘进的条件。在工作面进行了5次(每次施工3个钻孔)瓦斯突出参数测定,k1值(0-0.36之间)和S值(1.5-2.6之间)均在未超标范围。5、在8302专用排瓦斯巷取样化验瓦斯含量,原始含量在7m3/t,经过预抽瓦斯含量降至6m3/t以下,达到了掘进的条件。在工作面进行了8次(每次施工3个钻孔)瓦斯突出参数测定,k1值(0-0.4之间)和S值(1.8-3.8之间)均未超标。第六节 抽采达标1、回采工作面
22、的预抽时间计算根据瓦斯抽放设计,我矿百米钻孔初始瓦斯流量0.1495m3/min.100m,钻孔瓦斯流量衰减系数0.0013d-1;最短预抽时间计算公式:t=kzL1L2MrW0(14.4KNIq0)式中:t-最短预抽期,d;Kz钻孔抽放不均衡系数,取Kz=2.0;L1工作面采长,142m;L2工作面走向长,600m;M-煤层厚度,2.8m;r-煤的容重,1.45m3/t;W0煤层瓦斯含量,7.41m3/t;-工作面瓦斯抽放率,取25%;K抽放情况下,百米钻孔初始瓦斯抽放量修正系数,取1.15;N-回采工作面钻孔数量,128个;I-钻孔长度,120m;q0百米钻孔初始瓦斯流量,0.1495m3
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