瓦斯抽放系统安装计划Word格式文档下载.docx
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3型水泵三台,一台使用,一台备用,一台检修,矿井正常涌水量30m3/h,最大涌水量50m3/h,水泵流量Q=80m³
/h,扬程135m,功率55kw,选择两趟DN100无缝钢管,每趟长度640m左右,地面供电在地面设10kV变电所,共安装6台变压器,2台变压器向地面供电。
中心点接地,井下选用KS9-250/10/0.69型变压器四台,中心点不接地。
矿井选用重庆梅安森科技股份有限公司生产的KJ73N型宽带快速反应综合监测监控系统,整套系统由地面主机、井下分站以及传感器组成。
每个掘进工作面都配备2个瓦斯传感器和1个一氧化碳传感器,并与地面主机进行联网,一个瓦斯传感器设在工作面迎头不大于5米处,主要用于监测工作面迎头瓦斯变化情况,一个瓦斯传感器和一氧化碳传感器设在距回风口10-15米处,主要用于监测工作面回风瓦斯和一氧化碳变化情况。
矿井已安装南昌东维科技有限公司生产的人员定位系统,型号KJ393型,由地面主机(计算机)、井下分站以及识别卡组成。
分别在主井、风井、皮带运输巷与轨道运输巷交叉点、井底车场装有分站,可控制所有入井人员,目前人员定位系统运行正常。
矿井已设置瓦斯抽放系统,现已安装2台低负压抽放泵,由于无采煤工作面,只有4个掘进工作面,矿井现利用2台低负压抽放泵来对3个半煤岩巷掘进工作面进行瓦斯抽放(另一个掘进工作面为全岩巷道,未进行抽放),但抽放效果不是很好,其原因有3条,一是无高负压瓦斯抽放泵,二是工作面无符合的瓦斯浓度,三是工作面瓦斯浓度不高。
二、安全管理体系及瓦斯防治领导小组:
1、安全管理体系:
煤矿实施层层管理体制,即矿长对法人(或代表)负责,总工程师、生产矿长、安全矿长、机电矿长、后勤矿长对矿长负责,各个部门科长对分管矿长负责。
2、瓦斯防治领导小组:
组长:
康正家副组长:
候广法、文中印
成员:
鲁绍林、程友明、宋名臣、田厚安、阙括廷、鹿士均、
杨开锋、赵泽勤、龚发万、赵万雄
三、瓦斯抽放系统安装计划:
1、资金筹备:
2014年我矿瓦斯防治安全投入按30元/吨提取,计划安全投入计划金额247.5万元。
新建立瓦斯抽放房按《瓦斯抽采工程初步设计》要求,需851.41万元,由公司专项资金拨出,不在矿井瓦斯防治资金内。
2、瓦斯抽放系统安装计划要求:
①掘进工作面必须有独立的回风系统。
②进一步完善矿井安全生产六大系统建设工作。
③通风设施必须符合矿井通风要求。
④采掘工作面必须实行“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”工作体系。
⑤建立专业抽放队伍,安排一名专业管理人员负责。
⑥防止瓦斯超限,树立瓦斯超限即发生事故的安全理念。
3、瓦斯抽放系统安装计划投入及完成时间:
序号
名称
单价
金额(万元)
完成时间
1
新建瓦斯抽放房
182.16
2015年3月
2015年4月
2015年5月
2
抽放钻孔工程
20.9
3
土建工程
195.31
4
设备购置
359.57
5
安装工程
74.92
2015年6月
6
瓦斯抽采效果评判
4.5
2015年9月
7
其他
14.05
合计
851.41
四、瓦斯抽放系统安装措施:
1、回采工作面瓦斯抽放
考虑在开采各可采煤层以前,在煤层底板设置专用瓦斯抽采巷,瓦斯抽采巷内布置钻场,钻场间距30m,在钻场布置两排扇形上向穿层钻孔,每排10个钻孔,共20个钻孔,各一半钻孔分别终孔于10煤层顶板0.5m处,终孔间距初步均按3m考虑。
煤层开采前进行大面积预抽钻场间距或终孔间距可根据生产中实际抽采效果调整。
2、掘进面先抽后掘、边掘边抽
由于没有+1510m标高以下煤层的防突鉴定结果,考虑到防突效应,掘进工作面设计采用先抽后掘、边掘边抽的瓦斯抽采方法进行抽采。
即对即将掘进的巷道前方进行瓦斯预抽,经预抽后再掘进施工,并对已经掘进施工好的巷道进行边掘边抽。
在掘进工作面开口后5m处上下布置第一组钻场,每组钻场在煤巷两侧错距10m,巷道同一侧钻场间距为50m,每个钻场布置8个钻孔,钻孔水平投影长度为60m,前后两组钻孔至少有10的压茬,以确保抽采效果。
钻孔抽采范围为巷道轮廓线外上帮8m,下帮16m。
钻场尺寸为3m(长)×
掘进巷道高度×
2.4m(深)。
掘进工作面先抽后掘、
边掘边抽。
3、采空区瓦斯抽放
采空区瓦斯抽采方法多种多样,按采空区状态划分,可分为半封闭采空区瓦斯抽采和全封闭采空区瓦斯抽采。
随着工作面的接替推进,要进行半封闭采空区瓦斯抽采。
当一个回采工作面回采完毕后,应对其工作面及时进行密闭,进行全封闭采空区瓦斯抽采。
⑴、半封闭采空区瓦斯抽采
半封闭采空区是指回采工作面后方的、工作面回采过程中始终存在、并且随着采面的推进范围逐渐增加的采空区。
半封闭采空区抽采瓦斯在国内外所采用的主要方式有:
插(埋)管抽采;
顶、底板高位钻孔抽采;
向冒落拱上方打钻孔抽采;
在老顶岩石中打水平钻孔抽采;
直接向采空区打钻抽采;
顶板抽采巷抽采;
工作面尾巷打钻抽采和地面钻孔抽采等。
我矿半封闭采空区瓦斯抽采方法选用顶板高位钻孔抽采。
在工作面回风巷施工顶板高位钻孔抽采瓦斯,即在采煤工作面回风巷中,沿煤层倾向向工作面采空区顶板施工穿层钻孔进入开采层采后裂隙带,抽采上采空区的瓦斯。
利用巷道掘进期间形成的钻场(间距为30m)施工钻孔,每组布置5个钻孔,钻孔水平投影长度为80m,倾角为14°
,前后两组钻孔压茬为10m。
钻孔终孔点距开采层顶板垂距应由日常的矿压观测资料来确定,一般为6~15倍采厚。
⑵、全封闭采空区瓦斯抽采
全封闭采空区是指工作面(或采区、矿井)已采完封闭的采空区。
采空区虽与矿井通风网络隔绝,但采空区中往往积存大量的高浓度瓦斯,它仍有可能通过巷道密闭或隔离煤柱的裂隙往外泄出,从而增加矿井通风的负担和不安全因素。
全封闭采空区瓦斯抽采有以下几种不同的方式:
报废矿井抽采瓦斯、开采已久的老采空区瓦斯抽采、采完不久的采空区瓦斯抽采、地面钻孔抽采和密闭巷道法抽采采空区瓦斯。
我矿采用密闭巷道法抽采采空区瓦斯。
该方法是在回风顺槽内打密闭,将管子插入采空区直接抽采采空区瓦斯。
加强采空区密闭对全封闭采空区瓦斯抽采是个必要条件,提高采空区的气密性可防止漏气,保持必要的抽采瓦斯浓度和防止有自燃倾向煤层因漏气进氧而发生采空区发火。
对于已采完的采空区都要砌筑永久性密闭。
永久性密闭要选择顶底板坚固的岩(煤)层巷道,两道密闭墙(砖或料石)中间充填砂或黄土,密闭墙四周要掏槽,插管抽采的密闭上还应设置注砂(泥浆)管和采气测温管等观测管。
密闭墙厚度不小于1m,四周掏槽深度不小于0.3m。
全封闭采空区插管抽采示意图见图
全封闭采空区插管抽采示意图
4、石门(斜巷)揭煤预抽方法
由于矿井经预测为高瓦斯矿井,石门揭穿煤层前,必须进行煤层瓦斯预抽。
石门巷道最凸出边缘距最近煤层的法向距离不小于10m,其控制范围为石门巷道轮廓线外左右及上帮为5m、下帮3m以上,且钻孔必须穿透煤层并进入顶(底)板岩石0.5m以上。
钻孔直径设计采用φ65mm,钻孔终孔间距设计采用2m,采用网格布置,其钻孔布置见图。
石门揭煤预抽钻孔布置示意图
5、煤巷掘进预防突出措施
首先在煤层掘进巷道时向巷道前方及两侧施工顺层钻孔,进行掘进面条带预抽,待抽采条带降低瓦斯含量后掘进巷道,然后在巷道内向工作面施工顺层钻孔,进行大面积预抽瓦斯。
6、构造带和瓦斯异常区域预防突出措施
在距离构造150m时进行打钻勘探,若有瓦斯喷出或瓦斯涌出量异常时,必须停止掘进工作,插管抽采瓦斯。
当瓦斯压力、涌出量正常时再继续掘进工作。
7、矿井抽放现状
矿井在地面已经建立瓦斯抽放泵房,并安装2BEA-303-0型水环真空泵两台,已投入运行,主管路直径Φ255×
12.8mm聚氯乙烯管,在工作面的回风巷抽采半封闭瓦斯的支管选用Φ105×
11.3mm聚氯乙烯管,并已订购了2BEC52型水环真空泵两台,采用2BEA-303-0型水环真空泵作为底负压抽采泵,2BEC52型水环真空泵作为高负压抽采泵。
2BEA-303-0型水环真空泵流量为50.8m3/min,泵的转速为590r/min,功率55kw。
故该型水环真空泵工作时开启一台,另外一台做为备用,可满足矿井的低负压抽采系统抽采。
五、防止瓦斯积聚的措施
1、瓦斯积聚是指局部瓦斯浓度超过2%,其体积超过0.5m3的现象。
矿井必须从采掘工作、生产管理上采取措施,防止瓦斯积聚。
若发生瓦斯积聚,必须及时处理。
通风异常和瓦斯涌出异常是造成瓦斯积聚的根本原因。
因此防止瓦斯积聚的根本措施是避免这些异常的发生,或者一旦出现异常,必须及时采取措施,在造成事故或灾害之前,使其恢复正常;
如果经处理仍不能恢复正常,应将其控制在局部地点,使异常局部化,并在异常区采取措施,杜绝一切可能产生的火源,撤出人员确保安全。
2、从矿井开拓、准备、回采系统及工艺上防止瓦斯积聚
矿井在开拓、准备、回采系统中,应保持通风井巷及回采工作面的设计断面,严禁任意改变井巷断面和回采工作面的有效断面;
通风井巷及回采工作面内严禁堆放其他杂物,经常保持畅通,确保风流稳定;
回采工作面基本保持直线推进,放炮落煤后及时将工作面煤炭运出工作面,保持工作面畅通,减少通风阻力,确保回采工作面有稳定的风量和适宜的风速,从而有效地稀释和排放瓦斯,防止瓦斯积聚。
在回采工艺上,尽量减少炮眼数量、放炮次数及装药量;
选用湿式钻眼设备,采取湿式作业、水炮泥填充炮眼等措施,减少炮烟的生成量及瓦斯的涌出量。
3、建立健全稳定、合理、可靠的通风系统,有效稀释排放瓦斯
通风异常的主要原因是停电、通风系统或设施的破坏或异常等。
健立健全稳定、合理、可靠的通风系统是防止瓦斯积聚的基本方法之一。
①、矿井必须采用机械通风,正确选择矿井主要通风机。
选择技术先进、效率高、运行可靠的主要通风机,确保主要通风机运行工况在高效、稳定区内。
②、主要通风机的设置和使用要求
(1)主要通风机必须安装在地面;
装有通风机的风硐口必须封闭严密,随时检查、测试风硐的密封性,控制矿井外部漏风,确保外部漏风率不超过5%。
(2)必须保证主要通风机连续运转。
(3)在矿井回风斜井井口安装2套同等能力的主要通风机装置作为矿井的通风设备,其中一套作备用,为矿井正常通风、人员的生命安全提供可靠的保障。
(4)加强备用风机管理,当工作风机发生故障时,备用通风机必须能在10min内投入运行。
(5)风机不能正对回风井口安装,必须开凿风硐与风机相连。
(6)严禁采用局部通风机作为主要通风机。
(7)在装有主要通风机的出风井口安装防爆门,防爆门每6个月检查维修一次。
(8)至少每月检查1次主要通风机。
改变通风机转速或叶片角度时,必须经矿技术负责人批准。
(9)新安装的主要通风机投入使用前,必须进行1次通风机性能测定和试运转工作,以后每5年至少进行1次性能测定。
(10)严禁主要通风机房兼作它用。
主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表,还必须有直通矿调度室的电话,并有反风操作系统图、岗位责任制和操作规程。
主要通风机的运转应由专职司机负责,司机应每小时将通风机运转情况记入运转记录薄内;
发现异常,立即报告。
(11)矿井通风系统中,如果某一分区风路风阻过大,主要通风不能供给足够风量时,可在井下安设辅助通风机,但必须供给辅助通风机房新鲜风流,确保瓦斯稀释和排放。
(12)矿井必须制订因停电或检修主要通风机而停止运转或通风系统遭到破坏以后恢复通风、排除瓦斯和送电的安全措施;
恢复通风后,所有受到停风影响的地点,都必须经过通风工及瓦斯检查工的检查证实无危险后,方可恢复工作。
所有安装电动机及其开关的地点附近20m巷道内,都必须检查瓦斯,只有瓦斯浓度不超过0.5%时,方可开启。
(13)主要通风机安装及风井口布置还应该符合《云南省小型煤矿矿井回风井井口及地面设施布置建设通用技术标准图集》。
4、健立健全稳定、合理、可靠的通风系统
①矿井采用机械抽出式通风方法,此方法使井下风流处于负压状态,有利于瓦斯排放。
另一方面,当主要通风机因故停止运转时,井下的风流压力提高可减少采空区瓦斯涌出量,对安全十分有利;
同时该通风方法漏风量小,能确保井下用风地点有效风量的稳定供给,通风管理简单。
②矿井设有2套同等能力的主要通风机,1台工作,1台备用;
当工作风机发生故障时,备用通风机能在10min内投入运行,确保井下用风量的稳定供给。
③本矿井为高瓦斯矿井,为不易自燃煤层,矿井采用中央并列式通风方式,一旦井下采区发生火灾便于隔离。
矿井通风方式选择合理。
④各生产时均设有单独的进、回风井,进、风井数目能满足安全生产的需要。
回风井口设有防爆门,能确保井下发生爆炸时风机不被爆炸冲击波损坏,且防爆门打开后易于复原,风机反风时不被风流打开,防爆性能可靠。
⑤矿井生产水平和采区均实行分区通风。
井下各用风地点的回风直接进入采区回风巷,实现分区通风,通风系统简单,设置合理,抗灾能力强;
井下发生灾变时,根据灾变地点的不同,可采用全矿井反风和局部反风来控制灾害扩散。
通过选用的对旋轴流式风机电机反转实现全矿性反风,反风系统简单,漏风少,并能在10min内改变井巷中的风流方向,且反风量大于正常通风量的40%。
通过合理有效的反风系统可使矿井灾害减小到最低。
⑥本矿井为高瓦斯矿井,主要开采煤层为不易自燃煤层,每个采区均设有进风巷道(运输大巷和轨道大巷)及专用回风巷道(回风大巷及回风上山),并贯穿整个采区。
矿井通风系统安全可靠。
⑦矿井用一个采区、一个机采工作面投产保证年产量,生产集中,便于通风系统的管理。
各掘进工作面与采煤工作面分开布置,均采用独立通风,其污风直接引入回风巷,均不经过采空区或冒顶区,采煤工作面采用矿井全风压通风;
掘进工作面采用矿井全风压通风状态下的局部通风机压入式通风,掘进工作面污风均不流经采煤工作面,无串联通风。
⑧设置安全可靠的通风设施及构筑物,确保风流稳定。
⑴井下风门、调节风门等通风构筑物,必须设在围岩坚固、地压稳定的地点,尽量避免引起采空区或附近煤柱裂隙漏风量的增加。
风门、调节风门均实行闭锁。
⑵加强上部采空区的密闭,特别是老窑贯穿地点进行严密永久封闭,防止和减少采空区及老空区漏风。
⑶随着工作面的推进,采空区及废弃巷道及时密闭,并确保密闭质量,尽可能减少漏风。
矿井必须指定专人负责井下各种通风设施的检查、维护,并随生产的进行,根据井下各用风地点地实际需风量,实时调整通风设施,确保井下各用风地点有效风量的稳定供给。
⑷井下通风设施必须设置专人负责日常检查与维修,通风设施的破坏或异常(如风门该关的未关,风道堵塞、风墙破坏、掘进通风风筒脱节或破坏、风筒撕裂漏风等),都会造成局部或区域风量不足甚至无风,产生瓦斯积聚。
出现这些异常,必须及时修复,采取措施恢复正常通风。
⑸各锚喷巷道周壁尽可能光滑。
以达到降低巷道周壁的风阻,确保风流稳定。
⑹清除巷道中的杂物或障碍,尽量避免在主要巷道中停放矿车、堆放木材、器财及其它杂物,确保风流畅通。
⑺巷道断面大小尽量保持相对稳定,避免忽大忽小;
巷道转弯处应呈弧形或斜线形,避免直角转弯。
进入风硐的转弯处壁面应圆滑,并设置导风板,以达到降低风阻的目的。
(三)、保证工作面有足够的风量和合理的风速,防止瓦斯积聚
1、为使风流按规定路线流动和控制各用风地点的风量,在井下适当地点设置可靠的通风设施,井下各巷道及工作面的风量均可根据需要进行调节,确保工作面及其它用风地点有足够的风量和适宜的风速,并符合《煤矿安全规程》的规定。
⑴在回风斜井安全出口内设置两道连锁的正向风门及两道反向风门,以免风流短路。
(2)在回风联络巷、井底回风联巷以及掘进工作面回风侧等处均设有调节风门,以达到根据生产需要调节各用风地点需风量的目的。
(3)废弃巷道及时进行永久密闭。
2、矿井总风量的保证程度
设计按分别法计算矿井总风量为45m3/s,能满足井下各用风地点有效风量的供给,且满足《煤矿安全规程》第103、135条的规定。
3、采煤工作面及掘进工作面均采用独立通风
采煤工作面采用矿井全风压U型通风。
采煤工作面是根据工作面瓦斯涌出量、同时工作的最多人数的需风量、工作面温度以及同时爆炸的最大炸药量,并按风速进行验算取其中最大值来进行配风的。
经计算,采煤工作面配风量为23.0m3/s,风速为3.19m/s。
掘进工作面采用矿井全风压通风状态下的局部通风机压入式供风。
掘进工作面是根据瓦斯涌出量、同时工作的最多人数的需风量、局部通风机的吸入风量以及同时爆炸的最大炸药量,并按风速进行验算取其中最大值来进行配风的。
经计算,每个掘进工作面配风8.0m3/s,风速为2.31m/s。
4、加强局部通风机管理,确保连续正常运转
井下各掘进巷道必须采用矿井全风压通风状态下的局部通风机压入式供风;
局部通风机必须指定专人负责管理,并保证连续正常运转,不得停风。
局部通风机送风必须采用抗静电阻燃风筒;
风筒应悬挂平直,拐弯半径尽可能加大,以减少通风阻力;
加强风筒连接质量管理,防止漏风;
风筒出风口应随工作面掘进及时移动,确保掘进工作面有足够的有效风量,并能有效地稀释和排放瓦斯。
局部通风机及启动装置必须安设在进风巷道中,距掘进巷道回风口不小于10m;
全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量,局部通风安装地点到回风口间的巷道中的最低风速必须满足:
煤巷及半煤岩巷0.25m/s,岩巷0.15m/s。
矿井为高瓦斯矿井,掘进工作面的局部通风机采用双风机双电源供电,同时其供电回路采用装有选择性漏电保护的专用开关和专用线路供电,供电可靠性较好。
掘进工作面的电气设备设甲烷风电闭锁。
5、对主要进、回风巷,工作面进、回风巷,掘进工作面回风巷等进行风量、风速监测,确保风量满足设计要求,风速符合《煤矿安全规程》的规定。
检查风门、调节风门、风墙的制作、安装质量和使用情况,对不符合要求的拆除重建,直至合格为止。
6、矿井必须建立测风制度,根据需要调节风量
在主要风流的分支或汇合地点、各用风地点的进出风侧均设测风站,测出风量、风速等参数,从而得到主要漏风地点、漏风区段的漏风量数据,有针对性地进行处理。
每10d进行一次全面侧风,对采掘工作面和其他用风地点(如井下变电所、水泵房、及其他用风巷道),根据需要随时测风,每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上,并根据测风结果采取措施,进行风量调节,合理分配风量,确保井下所有工作面、巷道和硐室有足够的新鲜风量和适宜的风速,以达到有效的稀释和排放瓦斯的目的。
7、加强巡回检查,防止瓦斯积聚
矿井必须建立完善的瓦斯检查制度,配备足够数量的通风安全检测仪器、仪表,并配备专职瓦斯检查工。
矿长、技术负责人、安全副矿长、爆破工、采掘队长、通风队长、工程技术人员、班组长、流动电钳工等人员下井时,必须携带便携式甲烷检测仪;
瓦斯检查工必须携带便携式光学甲烷检测仪;
安全监测工必须携带便携式甲烷检测仪或便携式光学甲烷检测仪。
井下各采掘工作面、硐室、使用中的机电设备的设置地点以及有人员作业的地点,每班必须有瓦斯检查工跟班检查,经常检查井下通风情况和瓦斯浓度。
瓦斯检查工必须按规定次数检查瓦斯和二氧化碳浓度,本矿为高瓦斯矿井,每班至少检查两次所有采掘工作面与可能涌出或可能积聚瓦斯或二氧化碳的硐室和巷道,严禁空班漏检;
井下停风地点栅栏外风流中瓦斯浓度每天至少检查1次,挡风墙外瓦斯浓度每周检查1次;
瓦斯变化异常的采掘工作面,必须有专人经常检查,并安设甲烷断电仪。
严格执行瓦斯巡回检查制度和请示报告制度,认真及时填写瓦斯检查班报,每次检查结果必须记入瓦斯检查班报手册和检查地点的记录牌上,并通知现场工作人员;
若发现瓦斯超限,瓦斯检查工必须责令现场人员停止工作,撤离到安全地点,并报告有关部门进行处理。
通风班值班人员必须审阅瓦斯班报,掌握瓦斯变化情况,发现问题及时处理,并向矿调度室汇报。
通风瓦斯日报必须送矿长、矿技术负责人审查签字。
(四)瓦斯异常区装备及管理标准
近年来,全国瓦斯爆炸事故时有发生,给国家财产和人民生命安全造成巨大损失,在社会上造成很坏影响。
国内外统计资料表明高瓦斯矿井发生瓦斯爆炸事故的机率并不是很高,高瓦斯矿井的瓦斯涌出异常区(瓦斯涌出异常区:
按照矿井瓦斯相对涌出量和绝对涌出量属于高瓦斯矿井,但在日常生产中瓦斯涌出量忽高忽低,瓦斯绝对涌出量偏大,局部区域瓦斯浓度经常接近或超过《煤矿安全规程》规定,给安全生产造成潜在威胁)却时有瓦斯爆炸事故发生。
本矿为高瓦斯矿井,因此,加强矿井瓦斯异常区的管理并采取行之有效的治理措施,是本矿井瓦斯治理的重点之一。
1、矿井可能存在的瓦斯异常区
根据矿井采掘布局,结合矿井原生产中瓦斯涌出的实际情况分析,本矿井可能存在的瓦斯异常区有:
(1)采煤工作面上隅角及采空区边界;
(2)断层等构造带附近的掘进工作面;
(3)顶板冒落的空洞内;
(4)低风速巷道的顶板附近;
(5)停风的盲巷中。
2、瓦斯异常的成因分析
(1)采煤工作面上隅角及采空区边界瓦斯异常区的成因分析
该矿回采工作面采用U型通风方式,工作面轨道巷和工作面胶带机巷为进风巷,工作面回风巷回风,该通风方式具有漏风小的优点,但在工作面出口与回风巷连接处附近由于