10302采煤工作面瓦斯防治技术措施.docx

10302采煤工作面瓦斯防治技术措施.docx

《10302采煤工作面瓦斯防治技术措施.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《10302采煤工作面瓦斯防治技术措施.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

10302采煤工作面瓦斯防治技术措施

盘县黑皮凹子煤矿

10302采煤工作面瓦斯治理技术措施

2014年3月21日

第一节、工作面瓦斯赋存情况

按照国家“以风定产、先抽后采、监测监控”的瓦斯治理方针，本着“抽放为主、风排为辅”的瓦斯治理原则，采取“密钻孔、大孔径、严封闭、综合抽”实施瓦斯综合治理。

一、C3煤层突出危险性鉴定情况

盘县水塘镇黑皮凹子煤矿3煤层在揭煤、探水或勘探过程中发生顶钻和卡钻动力现象，根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》（AQ1024-2006）和《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》，鉴定结果：

盘县水塘镇黑皮凹子煤矿3煤层具有突出危险性，为突出煤层，盘县水塘镇黑皮凹子煤矿为煤与瓦斯突出矿井。

2010年8月13日12点30分左右，主斜井掘至60米时见3煤层，标高为+1653米，石门揭煤过程中，有顶钻、卡钻现象.

二、工作面瓦斯涌出量预计

10302工作面的相对瓦斯涌出量按下式计算；

Q=Q1+Q2+Qm3/t

式中：

Q--工作面相对瓦斯涌出量，m3/t；

Q1--开采层（本煤层）相对瓦斯涌出量，m3/t

Q2--邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t；

Q3--围岩相对瓦斯涌出量，m3/t；

其中：

1、开采层相对瓦斯涌出量按下式计算：

Q1=K1×K2×K3（W0-WK）M/Mem3/t

式中：

M--开采层平均厚度，米

Me--开采平均厚度，米

K1--围岩瓦斯涌出系数，与围岩岩性、围岩瓦斯含量及顶板管理方法有关，一般按顶板管理方法取值。

全部陷落法管理顶板时，K1=1.20.

K2--工作面丢煤瓦斯涌出系数，K2=1/η，η为工作面回采率：

η=95%

K3--采区内准备巷道预排瓦斯对开采层煤体瓦斯涌出的影响系数。

采用长壁后退式回采时，K3按下式确定：

1.18。

K3=（L-2h）/L。

L-工作面长度，米

h-巷道瓦斯排放带宽度，米。

根据本矿井具体条件，取h=7.4m.

W0--开采层（本煤层）原始瓦斯含量，m3/t；

MC-残余瓦斯含量，采至地面时煤的残余瓦斯含量，m3/t；

10302工作面无煤柱回采，一次采全高。

从化验得知C3煤解吸瓦斯含量为18.745m3/t，可解吸瓦斯含量即为原始瓦斯含量与残余瓦斯含量差。

则：

Q1=1.20×1.05×1.18×6.97×1.80/1.80=10.36m3/t

2、邻近层相对瓦斯涌出量按下式计算：

Q2=∑（WOI-WCI）（MI/M）KIm3/t；

式中：

WOI第i个邻近层原始瓦斯含量，m3/t；

WCI---第i个邻近层煤层残余瓦斯含量，m3/t；

Mi--第i个邻近层厚度，m：

Ki--第i个邻近层受采动影响的瓦斯排放率。

Ki值与邻近层的位置、煤层倾角、层间距离等多种因素有关。

用下式计算各个邻近层的Ki值。

Ki=1-hi/hp

式中hi-第i个邻近层与开采层之间的垂直距离，C3煤层与C5煤层间距为23.17米，C12煤层与C3煤层间距约为40.95米。

hp--受开采层采动影响，邻近层能向工作面涌出卸压瓦斯的岩层破坏范围，米。

hp按下式计算：

对于上邻近层；hp=KY.mo（1.2-cosa）,28

对于下邻近层：

hp=35--60m，本矿取50m

式中：

mo--开采层的开采厚度，m：

a--煤层倾角，度：

KY--取决于顶板管理方式的系数。

对开采厚度小于等于2.5米用全部陷落法管理顶板时，KY=60。

Q2=（WO-WC）×2.02×0.5366

=（15.05-10.76）×1.084

=4.65m3/min

Q3=Q5+Q12=（WO下-WC下）（M下/M）K下+（WO12-WC12）（M12/M）K12

=（15.05-10.76）（4/3.88）1.05+（13.01-10.17）（2.24/1.69）0.82

=7.74m3/t；

10302工作面相对瓦斯涌出量预计：

10.36+4.65+7.74=22.75m3/t；

三、矿井通风情况

（一）矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式通风。

风井主要通风机担负全矿井的通风任务。

风井安装两台轴流式主要通风机；一台运转、一台备用，其型号FBCDZ5AN0-17，配套电机额定功率2×110kw。

风井主要通风机排风量1600-4500m3/min，静压为1200--2900pa。

矿井通风机目前利用调频单风机运行。

矿井绝对瓦斯涌出量24.13m3/min，相对瓦斯量涌出量38.2m3/t，属煤与瓦斯突出矿。

（二）通风系统（通风系统图）

10302工作面采用U型通风，具有独立的通风系统。

四、矿成立10302工作面瓦斯治理领导小组

组长：

卢宝安

副组长：

杨玉林

成员：

路明强、吴永高、吴秀永、王勤志、任广在、李本怀、马海权、杨用祥、卢瑞方、郑有吨、吴启用、陈永利、苏向阳、王书军。

1、组长（矿长）是10302工作面瓦斯治理工作的第一责任者，贯彻执行国家的安全生产方针、法律、法规以及上级有关指示和决定，对10302工作面瓦斯治理工作负主要领导职责。

2、副组长（总工程师）负责10302工作面瓦斯治理技术管理，协助组长研究确定工作面瓦斯治理方案、措施，采用先进技术治理瓦斯。

3、成员负责现场瓦斯治理工作。

1、组长（矿长）是10302运输巷掘进工作面瓦斯治理工作的第一责任者，贯彻执行国家的安全生产方针、法律、法规以及上级有关指示和决定，对10302运输巷掘进工作面瓦斯治理工作负主要领导职责。

2、副组长（总工程师）杨玉林负责10302运输巷掘进工作面瓦斯治理技术管理，协助组长研究确定工作面瓦斯治理方案、措施，采用先进技术治理瓦斯。

3、成员负责现场瓦斯治理工作。

安全副矿长吴永高负责10302工作面瓦斯治理的政治思想教育、宣传教育管理工作与职工培训和后勤工作；

生产副矿长王勤志负责10302工作面瓦斯治理安全监督、监察工作；

机电副矿长马海泉负责10302工作面机电设备管理工作；

通风副总工程师吴秀永负责具体技术指导工作，研究现场瓦斯治理措施；

监控专工宋正斌负责安设、更换并定期标校瓦斯传感器；

机电专工卢瑞方负责机电设备防爆检查；

通风队队长吴启用负责采取有效措施，现场治理瓦斯；

瓦斯抽放防突队队长任广在负责对10302工作面进行有效瓦斯抽放工作，从根本上解决瓦斯问题；

安全副矿长及采煤队长负责对采煤工作面员工进行培训教育，了解瓦斯危害，杜绝瓦斯超限作业。

第二节瓦斯抽放情况

一、采煤工作面的瓦斯抽放

采煤工作面回采前本煤层（煤柱段）钻孔抽放、回采期间对上隅角采空区埋管抽放。

1、本煤层穿层钻孔抽放本煤层瓦斯

在10302底抽巷布置穿层钻孔，预抽10302工作面区域内的瓦斯，当预抽后工作面的瓦斯仍然较高时，并采取底抽巷预抽及结合本煤层顺层钻孔做为补充进行预抽，底抽巷钻孔每7米布置一组，每组12个钻孔，孔直径75mm，封孔长度不小于5m；本煤层顺层钻孔每3米施工1个钻孔，孔直径75mm，封孔长度不小于8m，钻孔预计长度65m—85m。

钻孔倾角与煤层倾角一致，根据现场施工情况进行调整。

2、采空区上隅角埋管抽放

在采面回风巷布置一趟直径￠219抽放管利用低负压对10302上隅角采空区瓦斯进行抽放。

上隅角采空区瓦斯抽放率达10%。

二、采煤工作面风量计算：

1、按瓦斯涌出量：

Q=100×q×k/CCH4

式中：

Q——工作面需配风量，m3/min；

q——经抽放后需风排瓦斯量，m3/min；

k——采煤工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数，该数值应经过观察实测后取得；通常炮采工作面取1.5～2，实际按2计算。

CCH4——工作面最高允许浓度。

Q采=100×3.2×2=640m3/min

2、按工作面人员数量计算

Q采=4N=116m3/min

式中：

N—采煤工作面同时工作的最多人数，29人；

3、按风速验算

风速V=Q/S

三、工作面回采结束后瓦斯治理

回采结束后，在采煤工作面运输巷、回风巷停采线构筑密闭。

密闭内预埋DN200mm抽放管抽放采空区内的瓦斯，采空区埋管抽放治理的瓦斯效果较好。

四、瓦斯抽放管路敷设

1、本层钻孔抽放管路选择

（1）本煤层顺层钻孔抽放混合量计算：

Q混=Q/C

式中:

Q混——抽放混合流量，m3/min；

Q——本煤层顺层抽放钻孔瓦斯量，m3/min；

C——本煤层顺层抽放钻孔抽放浓度，取30%；

（2）本层抽放管路管径计算：

D=0.1457（Q混总/V）1/2

式中:

Q混总——抽放总混合流量，m3/min；

D——抽放管直径，m；

V——管路内的瓦斯流速，取20m/s。

2、上隅角采空区抽放管路选择：

采空区抽放混合量计算：

Q混=Q/C

式中:

Q混——抽放混合流量，m3/min；

Q——采空区抽放瓦斯量，m3/min；

C——采空区抽放浓度，取10%；

五、抽放系统说明

矿井在地面安装有2BEC.50型水环真空泵4台，极限压力16000帕，转速300转/min，最大气量16.8m³/min，功率185千瓦。

泵房至风井的管路为Φ355，风井至10301回风平巷的管路为Φ350，其他巷道的管路都为Φ219。

并且分别在10302联络回风上山和10301回风平巷的抽放管理上安装有GLW300/200流量传感器、KGJ27A型管道传感器、GP100型负压传感器、GWD100型温度传感器。

第三节工作面瓦斯综合治理措施

一、区域防突措施

（1）开采保护层情况

本工作面为C3煤层，经鉴定为具有突出危险性，作为C5煤层的上解放层进行开采。

（2）1302回采工作面采取穿层钻孔结合本煤层钻孔抽放瓦斯的区域防突措施，在工作面掘进前施工底抽巷布置穿层钻孔（底抽巷钻孔每7米一组，每组1个钻孔，孔径75mm，封孔长度5m.）及工作面掘进期间沿煤层倾向施工抽放钻孔，钻孔间距为3米，孔径75mm，封孔长度8m,钻孔设计长度65-85米。

钻孔倾角与煤层倾角一致，根据现场施工情况进行调整。

（详见10302工作面穿层钻孔和顺层抽放钻孔设计图）

（3）区域措施效果检验

对穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应在底抽巷每隔30m布置一组检验孔,至少沿工作面方向布置2个检验测试点。

对顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应在回采工作面推进方向每隔30m,至少沿工作面方向布置2个检验测试点。

检验测试点示意图如下：

采用小型钻机施工30m钻孔，进行封孔测压或取煤样化验解吸残余瓦斯量。

瓦斯压力P（MPa）

瓦斯含量W（m3/t）

区域类别

P<0.74

W<8

无突出危险区

除上述情况以外的其他情况

突出危险区

根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域措施效果检验的临界值为：

（4）区域验证

采用工作面预测的方法对无突出危险区进行区域验证，还应当按照下列要求进行：

（1）在工作面进入该区域时，立即连续进行至少2次区域验证；

（2）工作面每推进30米（在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其它必要情况时宜取最小值）至少进行2次区域验证；

（3）在构造破坏带连续进行区域验证；

当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行回采作业。

但若为工作面在该区域进行的首次区域验证时，回采前还应保留足够的突出预测超前距。

只要有一次区域验证为突出危险或超前钻孔等发现突出预兆，则该区域以后的回采作业均应当执行局部综合防突措施。

二、局部综合防突措施

1、突出危险性预测措施。

2、在工作面距风巷、运输巷10m处开孔进行预测。

3、沿采面倾斜方向采用42㎜钻孔打孔，每孔间距15m，孔深10m。

4、每打1m测一次钻屑量，每打2m测一次K1。

5、所测钻屑量S＜6㎏/m,K1值在0.