度瓦斯治理技术方案及安全技术措施.docx
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度瓦斯治理技术方案及安全技术措施
矿井瓦斯治理技术方案及安全技术措施
（2017年度）
矿井名称：
新疆准南东煤矿
编制单位：
编制日期：
2017年2月15
措施名称：
矿井瓦斯治理技术方案及安全技术措施
编制人：
审
核
单位
审批意见
审批人
审批日期
生产技术科
机电科
调度室
机电副矿长
安全副矿长
生产副矿长
总工程师
矿长
2017年度矿井瓦斯治理技术方案及安全技术措施
根据2017年度矿井采掘布局及实际，为保证矿井采掘工作面安全顺利生产，特编制2017年度矿井瓦斯治理技术方案及安全技术措施。
第一节矿井概况
一、概况
新疆准南东煤矿位于乌苏市南东50km处，行政区划属乌苏市管辖。
煤矿与312国道通过长46km的简易公路相连，自312国道向西26km可到奎屯市，向西46km可到乌苏市，向东37km可到沙湾县，外部交通条件较为便利。
井田位于天山北麓山前低中山区，地形坡度5°〜27°,总体地势南高北低。
海拔高程+1650n〜+1725m相对高差80〜160m沟谷与山岭相间呈自北西向东、东南方向延伸。
矿井采用主斜井、副斜井进风,斜风井回风（两进一回）的中央并列式通风,矿井斜风井主要通风机为抽出式,一用一备,主要通风机型号FBCDZNO型主要通风机，额定功率2X110KV，电机型号YBF2-315L2-8,转数740r/min，风量1600~4920^min，风压2300~600Pa,额定电压380~660V。
二、矿井瓦斯情况
2016年瓦斯、二氧化碳鉴定成果,煤瓦斯绝对涌出量最大为：
1.09m3/min。
二氧化碳相对涌出量约为：
1.1m3/t。
三、煤层自燃倾向性、爆炸性
经鉴定：
A4煤层具有爆炸性，为自燃煤层，自燃倾向性等级为H类，自燃发火期51天；
四、气象及地震
井田一带气候属中温带大陆性干旱气候。
气温变化于-29.1C〜32.4C,年平均气温3.4C〜4.3C;6〜8月为夏季，其中7、8月间气温最高，年最高气温32.4C;11月份至来年3月份为冬季，1月份气温最低，年最低气温-29.1C。
年最大降雨量554.5mm年平均蒸发量为1411.91mm最大降雪厚度0.3m。
6月和9月多雨，常有雹、雨交加，引发山洪，冰雹直径可达0.5〜2cm。
9月底10月初开始降雪，次年3月底4月初消融。
最大冻土深度1〜1.2m。
4〜5月为多风期，风向西北，多为2〜4级，最大可达七级。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）,该区地震动峰值加速度为0.30g，地震动反应谱特征周期为0.40s。
地震基本烈度为忸度。
第二章矿井瓦斯治理技术方案及安全技术措施
根据矿井2017年生产规划、安技改及采掘接替需要，2017年计划掘进巷道为E1141准备工作面开切眼、二水平上部车场段、+1400m进料联巷、+1420m运输上山、+1150m运输上山、+1400m煤仓、+1150m井底水仓、+1150m井底水仓、+1150m回风上山下段、W2241首采面上顺槽与W2241首采面下顺槽。
第一节通风系统治理方案
一、矿井通风现状矿井采用主斜井、副斜井进风，斜风井回风（两进一回）的中央并列式通风，矿井斜风井主要通风机为抽出式，一用一备，主要通风机型号FBCDZNO1型，额定功率2X110KW电机型号YBF2-315L2-8，转数740r/min,风量1600~4920r3/min,风压2300~600Pa额定电压380~660V
矿井严格执行《煤矿安全规程》有关通风系统的管理规定，建立了独立完整的通风系统，矿井按规定设置专用回风巷，采区进、回风巷贯穿整个采区，各用风地点风量均达到或超过设计要求，没有无风、微风、循环
风现象。
矿井现工作面（W1141综放工作面），采用一源一汇的“U'通风，掘进工作面采用压入式通风。
二、通风系统
矿井主要通风线路为：
副斜井-+1400m井底车场-+水仓联巷-W1141综放工作面运输顺槽fW1141综放工作面—W1141综放工作面回风顺槽—回风上山—主要通风机-地面
副斜井-+1400m井底车场-回风联巷-回风上山-E1141回风顺槽外段（局扇）-E1141回风顺槽掘进工作面-进料联巷-回风上山-主要通风机-地面。
副斜井-+1400m井底车场-+1400m运输巷（局扇）-E1141运输顺槽掘进工作面-回风联巷-E1141回风顺槽外段-回风上山-主要通风机-地面。
三、通风设施
（一）井下通风设施布置
1．主要进、回风巷之间的每个联络巷中，必须砌筑永久性风墙；需要使用的联络巷及风井安全出口，必须按设计安设两道连锁的正向风门和两道反向风门。
+1520m车场至少设置两道连锁的正向风门和两道反向风门。
2．采空区必须及时封闭。
必须随采煤工作面的推进，逐个封闭通至采空区的联通巷道。
工作面开采结束后，必须在所有与采区相通的巷道中设置密闭墙，全部封闭采空区。
3．控制风流的风门、风墙、风窗等设施必须可靠。
不应在倾斜运输巷中设置风门；如果必须设置风门，应安设自动门或设专人管理，并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全措施。
回风上山构筑一道永久调节窗，E1141回风顺槽外段（通回风上山）构筑两道永久调节风门；
（二）确保风流稳定
1.在各通风网路上，应按设计和需要安设风门、调节风窗和密闭等通风构筑物，并随生产的进度进行及时调节补充，风门设置闭锁装置。
确保各用风地点的风量，风速符合《煤矿安全规程》的规定，确保风流稳定。
2.及时清除巷道的杂物和障碍，尽量避免在主要进回风巷道内停放矿车，堆放材料及其它物品，确保风流畅通。
2017年，对回风上山（下段）进行扩修，保证通风断面；
3.E1141运输顺槽、E1141回风顺槽等掘进工作面均为独立通风。
四、风量计算及分配
（一）W1141综放工作面
1.工作面概况
W1141综放工作面井下位于11采区西部，南部与上区段1493水平采空区留设垂高12米的隔离煤柱，东部距离副井900m工作面地面位于副斜井筒以西，地表附近范围为山区，地表覆有少量植被，地面无建筑物及保护物。
工作面所采为A4煤层，为中厚〜特厚煤层，煤层厚度为2.6〜5.71m,平均厚度为3m顶、底板均为粉砂质泥岩、粉砂岩，局部有高炭泥岩伪底；无夹矸层,为较稳定煤层。
W1141综采工作面地质构造较为简单，煤（岩）层走向近东西，倾向由南向北倾斜,倾角45°,煤（岩）层趋势为南高北低。
断裂、褶曲、裂隙等构造不发育；根据地质资料分析,煤层位于背斜的北翼、无断层穿过,对正常的回采工作无影响。
2.本煤层邻近已采块段的瓦斯涌出量
根据邻近采区已采块段资料：
A404工作面标高+1493m回采期间相对
瓦斯涌出量0.16〜0.33m'/t，绝对瓦斯涌出量最大0.41m3/min;A402工作面煤层底板标高为+1523m相对瓦斯涌出量0.12m3/t〜0.3m3/t，绝对瓦斯涌出量最大0.36m3/min;
3.瓦斯来源分析
W1141综放工作面井下位于11采区西部，南部与上区段1493水平采空区留设垂高12米的隔离煤柱，东部距离副井900m工作面地面位于副斜井筒以西，地表附近范围为山区，地表覆有少量植被，地面无建筑物及保护物。
W1141面在回采过程中，工作面瓦斯涌出主要有三个来源：
一是工作面煤壁及落煤的瓦斯涌出；二是采空区瓦斯涌出；
4.瓦斯涌出量预测
根据AQ1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》规定，该面采用统计法核算瓦斯涌出量。
式中:
q—工作面相对瓦斯涌出量，m/min;
H—开采深度，m
Ho—瓦斯风化带深度，m
H°=已-：
（q1-2）
■■1相对瓦斯涌出量随开采深度的变化梯度，m/（m3•t-）;
根据A404工作面、A402工作面标高差及相对瓦斯涌出量推算开采深
度的瓦斯变化梯度a,见公式1-2。
.
（1-2）
式中：
H2－瓦斯带内2水平的开采深度，m；
Hi—瓦斯带内1水平的开采深度，m
q2－在H2深度开采时的相对瓦斯涌出量，m/t；
3
q1—在H1深度开采时的相对瓦斯涌出量，m/t；
把相关数据带入公式1-1、1-2计算：
该面回采期间相对瓦斯涌出量为：
0.26〜0.40m3/t。
根据该区域实测及统计法预测，W1141工作面回采期间相对瓦斯涌出量为0.26〜0.40m3/t。
按日产1700吨（该面计划日均产1417吨，富裕系数1.2）计算。
W1141综放工作面回采期间绝对瓦斯涌出量0.30m3/min〜0.48m3/min。
工作面回采期间瓦斯治理主要采取风排治理。
工作面采用“U'型通风，地面-副斜井-+1400m井底车场-煤仓联巷—W1141运输顺槽—W114综放工作面—W1141回风顺槽—斜回风井—地面
5.风量计算
（1）按气象条件计算：
Qf=60x70%XVcfxSCfxkchxkci（mVmin）
式中vcf—采煤工作面的风速，m/s。
W1141进风流最高温度15C，按采煤工作面进风流的最高温度从表1-1中选取；取1.0m/s
Sf—采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，m;根据ZFB500Q支架参数最大有效断面15.8m3,最小有效断面10.8m3;kch—采煤工作面采高调整系数，具体按表1-2取值;
kcl—采煤工作面长度调整系数，具体按表1-3取值；
70%-有效通风断面系数；
60—单位换算产生的系数。
Qf=60x70%<1.0x13.3x1.2x1.0（mi/min）
=670（m/min）
表1-1采煤工作面进风流气温与对应风速
采煤工作面进风流气温/c
采煤工作面风速/（m-s"1）
V20
1.0
20〜23
1.0〜1.5
23〜26
1.5〜1.8
26〜28
1.8〜2.5
28〜30
2.5〜3.0
表1-2kch—采煤工作面采高调整系数
米高/m
V2.0
2.0〜2.5
>2.5及放顶煤工作面
系数（kch）
1.0
1.1
1.2
表1-3kci—采煤工作面长度调整系数
采煤工作面长度/m
系数（kci）
V15
0.8
15〜80
0.8〜0.9
80〜120
1.0
120〜150
1.1
150〜180
1.2
>180
1.30〜1.40
（2）按照瓦斯涌出量计算：
QCf=100xqcgXkcg=100x0.48x1.2=58（ml/min）
式中qcg—采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m/min。
取0.48
mVmin
keg—采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数。
通常机采面可取1.2〜
1.6，取1.2100—按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1％的换算系数。
（3）按照二氧化碳涌出量计算：
Qf=67Xqeexkcc=67X0.81x1.2=65（mVmin）
式中qcc—采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，取
0.81m3/min；
kcc—采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数。
取1.267—按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5％的换算系数。
（4）按工作人员数量验算：
3
Qf>4Nf>4x44>176m/min
式中Ncfi—采煤工作面同时工作的最多人数；取44人
4—每人需风量，m3/min。
（5）按风速进行验算：
1验算最小风量：
Qf>60x0.25Sb》60x0.25x11.06=166（m/min）
Scb=lcbxhcfx70%=6.59x2.6x70%=11.06（m2）
2验算最大风量：
Qf<60x4.0Scs<60x4x7.56=1814（ml/min）
Scs=lcsxhcfx70%=5.99x1.6x70%=7.56（m2）
式中Sb—采煤工作面最大控顶有效断面积，m；
lcb—采煤工作面最大控顶距，m;取6.59m
hcf—采煤工作面最采高，m;取2.6m
hcf1—采煤工作面最采高，m;取1.6m
Scs—采煤工作面最小控顶有效断面积，m；
lcs—采煤工作面最小控顶距，m取5.99m
0.25—采煤工作面允许的最小风速，m/s；
70%—有效通风断面系数；4.0—采煤工作面允许的最大风速，m/s；
根据上述计算，W114综放工作面回采期间配风应不低于67003/
min。
最大配风量不得超过1814n3/min。
6.监测监控
为切实做好该面的监测监控工作，由调度室在W114综采面安设甲烷
传感器，安设温度传感器，一氧化碳传感器及风速传感器。
上隅角（T。
）甲烷传感器安设在上隅角距充填带不大于0.8m，距顶不大于0.3m，距巷道壁不小于200mm报警点为》0.8%、断电点为》1.3%、复电点为＜0.8%；断电范围为W1141工作面及回风巷道中所有非本质安全型电器设备。
工作面（T1）甲烷传感器安设在距工作面上出口10m内，距顶不大于
300mm距巷道壁不小于200mm报警点》0.8%，断电点为》1.3%,复电点为＜0.8%;断电范围为W1141工作面及回风巷道中所有非本质安全型电器设备。
工作面回风（T2）甲烷传感安设在W1141回风顺槽距联巷口以西10m-15m报警点》0.8%、断电点》0.8%，复电点为＜0.8%;断电范围均为工作面及回风巷中所有非本质安全型电器设备。
一氧化碳、温度传感器安设在W1141工作面上出口10m以内，风速传感器安设在距联巷口以西10m-15m距顶不大于300mm距巷道壁不小于200mm一氧化碳传感器报警值》24PPM温度传感的报警值》30C，风速报警值》4m/s。
（二）E1141回风顺槽
E1141回风顺槽位于一采区东翼，东部和北部为未采动的实体煤，南
部为采空区。
E1141综采工作面上顺槽开口位置位于W1141综采工作面专
用回风巷迎头位置，向东翼掘进施工，设计方位角63°27’25〃。
A4煤层：
为中厚〜特厚煤层，煤层厚度为0.26〜8.71m,平均厚度为5.13m;顶、底板均为粉砂质泥岩、粉砂岩，局部有高炭泥岩伪底；无夹矸层,为较稳定煤层。
1.通风、瓦斯情况
通风系统：
副斜井t+1400m井底车场t回风上山tE1141回风顺槽（局扇E1141回风顺槽掘进工作面t进料联巷t回风上山t地面，局部通风机采用压入式供风,掘进巷道局部通风距离为980m。
瓦斯：
根据邻近掘进巷道掘进期间瓦斯涌出量,最大绝对瓦斯涌出量
0.07〜0.35m3/min,该巷掘进期间绝对瓦斯涌出量取0.07〜0.35m3/min,瓦斯防治采用风排。
2.风量计算
（1）按工作面同时作业最多人数计算：
3
Q=4n=4X30=120riVmin
式中：
4—每人每分钟应供给的最低风量,m3/min；
n—掘进工作面同时工作的最多人数,取30人。
（2）按瓦斯涌出量计算
Q二QXKh/Cp=0.35x1.5/0.8%=66.63m3/min
式中：
Q—掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，m/min;预计掘进过程中
瓦斯绝对涌出量：
0.07〜0.35m3/min。
&――工作面瓦斯涌出不均衡系数，k取1.5;
G――掘进工作面回风流瓦斯浓度不超过0.8%,Cp取0.8%。
（3）按照二氧化碳涌出量计算：
3
Q掘=67qhKh=67X0.30X1.5=30m/min
式中：
Q掘掘进工作面迎头需风量，m/min;
qh――掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m/min，取
3
0.30m3/min;
Kh――掘进工作面二氧化碳涌出不均衡备用风量系数，取1.5;
67――掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系
数。
（4）按风速进行验算：
每个半煤岩巷、煤巷掘进工作面的最小风量：
Q掘》15XSma>=15X
10.92=164mi/min
按最咼风速验算
每个岩巷、煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最大风量：
Q掘<240&n=240
3
X11.32=2717m/min
式中：
S掘一一掘进工作面巷道断面积。
最大取11.32m,最小取10.92m2根据瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、最低允许风速、最咼允许风速、同时工作最多人数计算，掘进工作面需风量不得低于164m/min。
（5）局部通风机选择
①风筒有效风量率
按直径800mm供风长度870m计算
P效=（1—L800XP100'—100）x100%
=（1-870X2.6%-100）X100%
=77.38%
式中：
P效风筒有效风量率，％
L800①800风筒供风长度（m）,风筒长度取870m
P100800风筒风筒百m漏风率，2.6%
柔性风筒百米漏风率表
通风距离（m
<200
200〜1000
>1000
P100（%）
<10
<3
<2
2局部通风机吸风量计算
根据风筒的有效风量率，计算局部通风机的吸风量
3
Q局吸=0掘/卩效=164—77.38%=212nVmin式中Q局吸局部通风机的吸风量，rnVmin。
Q掘掘进工作面风量，rnVmin
3局部通风机选择
根据局部通风机需要吸风量Q需吸，选用合适的局部通风机
局扇型号
局扇功率KW
风量nm/min
最高全压效
率％
比A声级[Db（A）]
FBDNO6.0
2*18.5
450-300
>82
<25
FBDNO6.0
2*22
580-250
>82
<25
FBDNO6.3
2*30
630-420
>82
<25
根据以上风量计算和掘进期间瓦斯涌出量情况，选用二台
FBDNO6.0/2*18.5KW局扇供风，以确保一台使用，一台备用。
根据风量及通风距离（约870m）,选择使用①800mm勺风筒，风筒必须是胶质阻燃抗静电型风筒。
（6）局扇前风量校核
3
Q掘需二Q局吸+15S=350+15<8.39=476m/min
Q掘需----掘进巷道局扇前全风压需要风量，m/min
Q局吸----风机吸风量，取350ni/min。
S----局部通风机与掘进巷道回风口之间巷道断面，取8.39m2。
所以，根据计算，掘进工作面风量不低于164mVmin，掘进巷道局部
通风机前全风压需要风量不低于476m/min。
3.监测监控
掘进工作面甲烷传感器Ti距迎头不大于5m掘进工作面回风甲烷传感器T2距回风点10〜15m设在非风筒侧。
断、复电瓦斯浓度及断电范围
（1）报警值：
Ti>0.8%CI4T2>0.8%CHt
（2）断电值：
Ti>1.3%CH,T2>0.8%CHt
（3）断电范围：
Ti、T2――掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。
（4）复电值：
Ti<0.8%C4T2<0.8%CH。
（3）E1141运输顺槽
E1141运输顺槽该巷道开口位于+1400主、副井绕道内，以东800米处至东翼井田边界，西以主井煤仓为界，上部为A404炮采工作面采空区，相隔斜距140米，下部为二水平未开拓区。
A4煤层：
为中厚〜特厚煤层，煤层厚度为0.26〜8.71m,平均厚度为
5.13m;顶、底板均为粉砂质泥岩、粉砂岩，局部有高炭泥岩伪底；无夹矸层,为较稳定煤层。
E1141综采工作面运输巷掘进工作面地质构造较为简单,煤（岩）层走向近东西,倾向由南向北倾斜,倾角45°,煤（岩）层趋势为南高北低。
断裂、褶曲、裂隙等构造不发育；根据地质资料分析,煤层位于背斜的北翼、无断层穿过,对正常的掘进工作无影响。
1.通风、瓦斯情况
通风系统：
主斜井-+1400m井底车场-+1400m运输巷（局扇）-E1141运输顺槽掘进工作面-E1141运输顺槽外段-E1141运输顺槽回风联巷--E1141回风顺槽外段-回风上山-地面,局部通风机采用压入式供风,掘进巷道局部通风距离为820m。
瓦斯：
根据邻近掘进巷道掘进期间瓦斯涌出量,最大绝对瓦斯涌出量
0.07〜0.35m3/min,该巷掘进期间绝对瓦斯涌出量取0.07〜0.35m3/min,瓦斯防治采用风排。
2.风量计算
（1）按工作面同时作业最多人数计算：
Q=4n=4X41=164m/min
式中：
4—每人每分钟应供给的最低风量,m3/min；
n—掘进工作面同时工作的最多人数,取41人（本队35人,加测气员、监测员及管理人员6人）。
（2）按瓦斯涌出量计算
3
Q二QXKh/Cp=0.35x1.5/0.8%=66.63m3/min
式中：
Q—掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，m/min;预计掘进过程中
瓦斯绝对涌出量：
0.07〜0.35m3/min。
&――工作面瓦斯涌出不均衡系数，k取1.5;
G――掘进工作面回风流瓦斯浓度不超过0.8%,Cp取0.8%。
（3）按照二氧化碳涌出量计算：
Q掘=67qrK=67X0.22x1.5=22.11m3/min
式中：
Q掘掘进工作面迎头需风量，m/min;
qh――掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m/min，取
0.22m3/min；
Kh――掘进工作面二氧化碳涌出不均衡备用风量系数，取1.5；
67――掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系
数。
（4）按风速进行验算：
每个半煤岩巷、煤巷掘进工作面的最小风量：
Q掘》15xSma>=15X
12.6=189m/min
按最咼风速验算
每个岩巷、煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最大风量：
Q掘<240Sin=240
x12.6=3024m/min
式中：
S掘一一掘进工作面巷道断面积。
取12.6m2
根据瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、最低允许风速、最咼允许风速、同时工作最多人数计算的风量选择需风量不得低于189nVmin。
（5）局部通风机选择
①风筒有效风量率
按直径800mm供风长度870m计算
P效=（1—L800xP100'—100）x100%
=（1-870x2.6%-100）x100%
=77.38%
式中：
P效风筒有效风量率，％
L800①800风筒供风长度（m）,风筒长度取870m
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