金银山煤矿生产成本预算.docx
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金银山煤矿生产成本预算
金银山煤矿2012年抽、掘、采计划
编写：
总工：
矿长：
时间：
一、2012年抽、掘、采计划
抽采瓦斯350万M3／年，总进尺：
2100m，生产原煤10万t，钻进进尺47440米。
1、现状
2011年底余下可采煤量110802工作面、抽采煤量110803、110804工作面：
可采煤量Q=300M（可采走向长度）*100M（工作面倾向长度）*1.6M（采高）*1.4吨／M3*95%=63840吨；
抽采煤量：
110803工作面：
Q=370M*100M*1.6M*1.4=82880T；
110804工作面：
Q=300M*100M*1.6M*1.4=67200T：
合计150080T
掘进煤量：
110805工作面Q=600M*100M*1.6M*1.4=134400T
掘进煤量：
110806工作面Q=350M*100M*1.6M*1.4=78400T
合计：
212800T
二、抽采能力
1、抽放系统
我矿已安装地面高低负压抽放系统（2BEC400-132、2BEC420-185）
型号
转速
（传动方式）
r/min
最大轴功率
kW
电机功率
kW
最大抽气速率
极限真空度
（绝对压力）
mbar
泵头重量
（含上置分离器）
kg
m3/h
m3/min
2BEC400
（点击查看性能曲线）
340（皮带/减速机）
390（皮带/减速机）
440（皮带/减速机）
490（皮带/减速机）
530（皮带/减速机）
570（皮带/减速机）
610（皮带/减速机）
82
95
115
134
148
167
189
110
110
132
160
185
200
220
4850
5650
6250
6900
7470
8000
8600
80.8
94.2
104.2
115.0
124.5
133.3
143.3
160
3275
2BEC420
（点击查看性能曲线）
340（皮带/减速机）
390（皮带/减速机）
440（皮带/减速机）
490（皮带/减速机）
530（皮带/减速机）
570（皮带/减速机）
610（皮带/减速机）
108
132
157
180
204
229
260
132
160
185
200
220
250
315
6650
7650
8550
9400
10150
10700
11600
110.8
127.5
142.5
156.6
169.2
178.3
193.3
160
3720
高负压年抽采能力Q=330天*24*6250*0.8*30%=11880000
低负压年抽采能力Q=330天*24*8550*0.8*40%=19699200m3／年
三、工作面瓦斯储量及抽放瓦斯量计算
1、工作面瓦斯储量
相邻110801工作面测定煤层瓦斯含量为9.8m3/t。
根据110801工作面瓦斯含量、110803、110804工作面测定数据和110803、110804工作面掘进期间瓦斯涌出量推断该工作面平均瓦斯含量为10m3/t。
工作面平均走向长420、350米，倾斜宽1100米，煤层平均厚度1.6米，容重1.4吨／m3。
因此该工作面瓦斯储量为：
Q储=L×H×M×γ×X
Q3=420*100*1.6*1.4*10=940800m3
Q4=350*100*1.6*1.4*10=784000m3
合计1724800m3
式中：
L—工作面走向长度；m
H—工作面倾斜宽度；m
M—煤层平均厚度；m
γ—煤的容重；吨／m3
X—煤层瓦斯含量；m3／吨
2、工作面巷道掘进及打钻过程中瓦斯自然排放量
110803、110804工作面自巷道掘进以来，通过采取边掘边抽、超前排放钻孔及风排等措施，使工作面煤层中赋存的瓦斯得到一定的释放，这不但保证了巷道掘进施工工作的顺利进行，而且在一定程度上降低了工作面煤层中的瓦斯含量，对以后工作面回采工作非常有利。
因此对工作面巷道掘进及打钻过程中自然排放的瓦斯量进行统计。
巷道掘进及打钻过程中瓦斯自然排放量预测：
（回风按瓦斯浓度0.5%，掘进风量400M3／MIN，每天瓦斯自然排放量Q=24*400*0.5%=48M3，巷道掘进及打钻过程按4个月计算，瓦斯自然排放总量统计48*30*4=5760M3,110803、110804掘进期间瓦斯自然排放总量统计5760M3*4=23040M3,
4、工作面需要抽放的瓦斯量
《煤矿安全规程》第190条规定煤层瓦斯预抽率应大于30%，根据该条规定和上述统计计算结果，110803、110804工作面预抽应抽出的瓦斯量（QY）为：
QY≥0.3（Q储-Q抽-Q排）
式中：
QY—工作面需要抽放的瓦斯量，万m3；
Q储—工作面瓦斯储量，1724800m3；
Q抽—工作面边掘边抽钻孔抽放量，m3；
Q排—掘进期间风排瓦斯量，23040万m3。
代入上式得工作面预抽率为30%时需要抽放的瓦斯量为1701760m3
四、低负压系统抽放率计算
高负压抽釆4个月，抽采率30%，剩余瓦斯含量为10（1-30%）7m3/min.
d=
式中：
d——工作面抽放率m3/min
Qy——抽放期间工作面涌出瓦斯量
Qy=Q×C=650×0.5%=3.25m3/min
Qc——工作面抽放瓦斯量，即Qc=7-Qy=3.75m3/min
则d=53.57%
1、抽放钻孔的布置
（1）、抽放钻孔布置方式
平行布置、扇形布置，水平钻孔平行布置和混合钻孔布置等几种方式。
钻孔布置方式要根据矿井的具体生产条件选择，对于以防突为目的的煤层瓦斯抽放，无论采用哪种布置方式，都要求在预抽煤层的范围内均匀布孔，使整个开采区域尽可能都在钻孔控制范围之内。
根据金银山煤矿工作面长度和打钻能力，拟采用混合钻孔单排平行布置方式，从上、下顺槽同时打钻，贯穿整个工作面。
钻孔布置方式如图所示。
（2）、钻孔布置原则
①、要做到抽放钻孔“抽而有源”。
即必须保证钻孔有充足的瓦斯源，以利于提高煤层瓦斯抽放率。
②、布置的钻孔要达到“吸而不漏”。
即钻孔孔口必须位置适当，加强封孔质量，保证严密不漏气。
故要求抽放钻孔的封孔段至少为5～7m。
（3）、钻孔布置注意事项
①、孔口位置应避开地质构造破坏带或采动裂隙区，以免漏气。
②、钻孔必须均匀布置，并且必须到位。
③、钻孔应做到抽出的瓦斯量大，服务期限长。
④、开采层回采工作面初次卸压时，往往发生瓦斯大量涌出，因此，开切眼附近的钻孔应适当布置密集一些。
3、工作面预抽时间及单孔抽放量的确定
表征钻孔自然瓦斯涌出特征的参数有两个，它们是钻孔自然初始瓦斯涌出强度（qo）和钻孔自然瓦斯流量衰减系数（a），其中钻孔瓦斯流量衰减系数a是评价煤层瓦斯预抽难易程度的一个重要指标。
（qo）和（a）值是通过测定不同时间的钻孔自然瓦斯涌出量并按式（3-4）回归分析求得：
qt=qoe-at………（3-4）
式中：
qt—自排时间t时的钻孔自然瓦斯流量，m3/min；
qo—自排时间t=0时的钻孔自然瓦斯流量，m3/min；
a—钻孔自然瓦斯流量衰减系数，d-1；
t—钻孔自排瓦斯时间，d。
对（3-4）式积分，可以得到任意时间t内钻孔自然瓦斯涌出总量Qt；
Qt=∫otqtdt=∫otqo.e-atdt=qo（1-e-at）/a
即：
Qt=QJ（1-e-at）………（3-5）
式中：
Qt—时间t内钻孔自然瓦斯涌出总量,m3;
QJ—钻孔极限瓦斯涌出量，m3
其余符号意义同前.
具体测定步骤为：
（1）、在110803上顺槽距三叉口195米处右侧钻场内沿煤层打两个直径75mm试验钻孔，其参数见下表。
孔号
孔深
（m）
成孔时间
封孔深度
（m）
有效孔深
（m）
1
44
2010年7月28号0点
2
42
2
22
2010年7月28号8点
2
20
（2）、采用多级流量计定期测定钻孔自然瓦斯流量q，并记录流量测定时的钻孔在排瓦斯时间t。
测定参数见下表：
编号
排放时间（d）
瓦斯自然涌出量（L/min）
1
1
91.7
2
2
88.37
3
3
82.56
4
4
73.9
5
5
66.6
6
6
58.7
7
7
57.3
8
8
68
9
10
76.33
10
11
64.2
11
12
68.1
12
13
65.1
13
14
51.5
14
15
61.11
15
16
62.2
16
17
58.1
17
19
57.6
18
21
56.4
19
23
43.1
20
28
44.9
21
31
43
22
34
41.12
23
37
36.5
24
40
33.91
25
44
33.4
26
49
32.7
27
54
30.2
28
59
28
29
62
24.8
根据最小二乘法原理，用一元线性回归分析法将上表数据得出110803工作面煤层钻孔百米自然涌出规律为：
qt=0.1281e-0.0191t
以上测定结果表明：
110803工作面百米钻孔初始瓦斯涌出量为0.1281m3/min﹒100m，钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0191d-1。
从而，百米钻孔在不同时间（t）内可抽放总量（Qt）和钻孔抽放有效系数（K）按下式计算。
Qt=
（1-e-at）
K=（1-e-at）×100
式中：
Qt—百米钻孔在有效抽放时间（t）内累计抽出的瓦斯量，m3；
qo—钻孔的初始瓦斯涌出量，m3/min；
a—钻孔自然瓦斯流量衰减系数，d-1；
t—钻孔自排瓦斯时间，d；
k—钻孔抽放有效性系数。
计算结果列于下表：
排放时间（d）
60
90
120
150
180
270
360
∞
排放总量
Qt（m3）
6587.59
7927.12
8681.40
9107.31
9347.78
9601.78
9561.22
9657.8
钻孔抽放有
效系数（kc%）
68.21
82.08
89.89
94.30
96.79
99.42
99.90
100
由表中可以看出，当排放时间为90天时，排放总量已经达到极限排放量的82.08%；当排放120天时，排放总量以达到极限排放量的89.89%。
虽然再又延长排放时间全抽放量增加，但实际意义并不大。
因此根据110803工作面接替时间，本着尽量减少钻孔工程量又保证抽放效果的原则，设计钻孔预抽时间为120天，百米钻孔抽放量为8681.4m3。
4、钻孔数量与钻孔间距
钻孔间距是重要的抽放参数，它不仅决定着钻孔总量和打钻时间，而且在预抽时间已定时，还决定着预抽率。
即钻孔瓦斯流量衰减系数（a）和钻孔有效抽放时间（t），以及所需要抽放的瓦斯量（QY），然后，就可按下式计算钻孔数量和钻孔间距。
n＝
R＝
式中：
n—钻孔数量，个；
K—备用系数，取1.2；
QY—工作面需要抽放的瓦斯量，m3；
Qt—百米钻孔在有效抽放时间（t）内累计抽出的瓦斯量，m3；
R—钻孔间距，m；
L—工作面走向长度，m。
经计算抽放时间4个月达到预抽率30%，需要百米钻孔235个，钻孔总长23500米，钻孔间距3m。
5、钻孔直径
钻孔直径大，暴露煤壁面积也大，瓦斯涌出量就大。
钻孔直径应根据打钻技术、抽放瓦斯量和抽放半径等因素综合考虑，按我公司现有打钻设备选用直径75mm的钻头，有条件时可打大直径钻孔抽放瓦斯。
6、钻孔长度
钻孔的抽放瓦斯量随着钻孔长度的增大而增加，沿层钻孔的长度，一般为工作面长度的70%～90%。
考虑到工作面长在100米左右，沿层打长钻孔有困难，可分别从工作面的上、下顺槽布置钻孔，以加大工作面的瓦斯抽放量，钻孔长度上向孔为65～70m，下向孔为50～55m。
7、抽放负压
抽放负压对未卸压煤层抽放瓦斯效果的影响，当前尚无统一的认识。
但预抽负压不宜过高，否则容易漏气，对封孔器的选择、封孔质量等要求较高，给管理带来一定困难。
一般选用13.33～26.66kpa的负压抽放。
8、钻孔封孔长度
封孔应保证不漏气，以提高抽放量。
在煤壁开孔，一般封孔深度为5～7m。
封孔材料可用聚氨脂。
综上所述，回采工作面预抽钻孔参数初步确定如下：
布孔方式：
上、下向钻孔平行单排布置方式；
钻孔平均间距：
3.0m；
钻孔直径：
75mm；
钻孔深度：
120m
钻孔总长：
28200m
抽放负压：
13.33～26.66kpa；
封孔长度：
5m；
封孔材料：
聚氨脂。
考虑到工作面的接替安排和瓦斯抽放钻孔服务时间的长短不同，靠近切眼处钻孔的抽放时间相对较短，因此实际打钻时钻孔间距可适当调整。
具体布置如下：
距切眼100m范围内钻孔间距定为1.5m；100～200m范围内钻孔间距定为2m；200m以外范围内钻孔间距定为3.5m。
五、打钻能力
我矿目前有ZY-750全液压钻机4台，每台每班（8小时）可以钻进80米、4台齐全年总钻进进度L=4*330天*2*80=211200米；2011年计划钻进进尺47440米，满足要求。
六、生产煤量
每天采面推进2米，采煤工作面斜长100米，采高1.6米，每月推进50米，月产量Q=100*1.6*1.4*50*95%=10640T，
年产量Q=10640*11=117040T
通过分析2012年我矿抽、掘、采平衡
2012年1月2日
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