22800回风抽采设计.docx

1、22800回风抽采设计贵州鸿熙矿业有限公司纳雍长田煤矿22800回风掘进工作面瓦斯抽采设计二零一四年六月会 审 纪 要会审时间地 点矿会议室名 称22800回风掘进工作面瓦斯抽采设计编 制技术科施工队别抽采队队 长会审意见： 本设计于二一四年 月 日在矿会议室进行了集体会审。通过集体会审，讨论研究，同意本设计所编写的一切内容，要求在现场施工中严格执行，并提出如下审批意见：施工过程中，加强现场控制，严格按照措施执行。 若现场条件发生特殊变化时，要及时编写补充措施，并认真传达执行。加强通风管理、瓦斯监测预防、防治水是及其重要的环节，应根据其通风管理规定、瓦斯监测预防规定、防水规定及有关安全技术措施

2、等来进行安全作业，确保安全抽采。会审人签字：一、开采技术条件.1 （一）井田开拓方式.1 （二）顶底板条件.1 （三）瓦斯.2 （四）煤尘爆炸性及自燃倾向性.3 （五）采煤方法及运输.3 （六）通风.3 （七）地温.7 （八）冲击地压.7 （九）煤与瓦斯突出.7 二、瓦斯抽采.8 （一）瓦斯抽采的必要性分析.8（二）瓦斯抽采的可行性.10（三）瓦斯抽采方案.10（四）抽放方法.15（五）、采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性.17（六）抽采效果及消突效果分析.18（七）区域措施效果检验.19（八）瓦斯抽放泵.24三、瓦斯抽采安全措施.24（一）泵房安全措施.24（二）在钻孔施工中防止瓦斯

3、涌出事故及机械伤人事故的 措施.26（三）管路防腐蚀、防漏气、防砸坏、电气防爆、防静电、 防带电、防底鼓施.26（4）抽放泵站应设置避雷装置.27（5）通风设备良好,并有直通矿井调度室的电话.27（六）抽采机构.28（七）防止瓦斯积存的措施.28（八）防止瓦斯爆炸的措施.39（九）防治自燃措施.43（十）电气防爆措施.44（十一）防治撞击产生火花的措施.47（十二）防止产生引燃（爆）火源（明火）的措施.47（十三）防治雷电波及井下造成瓦斯灾害的措施.49 （十四）隔爆措施.49四、防突效果分析及煤层注水措施.53五、安全防护措施.57六、防突责任制.60七、灾害应急措施及避灾路线.61贵州鸿熙

4、矿业有限公司纳雍长田煤矿22800回风掘进工作面瓦斯抽采设计 一、开采技术条件（一）井田开拓方式矿井采用综合开拓，联合布置。主斜井（X=2961884.338，Y=35527662.105，Z=+1726.374，=352.530，=18），主要担负煤炭运输、矸石提升和材料、设备下放以及进风、铺设管线、行人等任务，净断面10.08m2，掘进断面11.09m2，采用矩形断面，工字钢支护。副立井（X=2961623.522，Y=35527676.771，Z=+1758.054，=90），主要担负进风、铺设管线、人员运输等任务，井筒内设有通讯、照明及信号电缆，采用圆形断面，掘进断面25.5m2，净断

5、面19.6m2，采用钢砼支护。回风立井（X=2961673.936，Y=35527822.162，Z=+1754.841，=90），主要担负回风任务，采用圆形断面，掘进断面13.9m2，净断面9.6m2，采用钢砼支护。（二）顶底板条件根据贵州省有色地质勘查局物化探总队2008年8月编制的贵州省纳雍县长田煤矿资源储量核实报告，矿区内C28号煤层顶底板稳定性一般，顶板为灰黑色、浅灰色薄层粘土岩，粉砂岩，总体上较稳定，但局部地区有冒顶脱落的可能。底板为灰、灰黑色薄层粉砂质粘土岩，粉砂岩，可能产生底鼓。开采过程中易引发冒顶、片帮、底鼓等安全事故，必须采取积极措施加以防范，确保安全生产，防止事故的发生。

6、（三）瓦斯1.根据2010年、2011年、2012年的矿井瓦斯等级鉴定，鉴定结果均为高瓦斯。矿井2010年、2011年、2012年的瓦斯涌出量参数见下表：表： 2010年、2011年、2012年矿井瓦斯等级鉴定结果表鉴定年度矿井瓦斯涌出量（CH4）鉴定结果绝对量(m3/min)相对量(m3/t)201012.9241.4高瓦斯201117.7657.07高瓦斯201217.5664.22高瓦斯2.根据中华人民共和国安全生产行业标准（AQ1018-2006）煤层瓦斯含量经验公式计算可采煤层瓦斯含量。计算结果见下表：表： 各类矿井瓦斯涌出量汇总表本设计综合考虑本次瓦斯预测计算结果（见表）及本矿历年

7、瓦斯等级鉴定结果（见表），选择本矿2011年矿井瓦斯等级鉴定结果即矿井相对瓦斯涌出量64.22m3/t，绝对瓦斯涌出量17.56m3/min作为本设计依据。（四）煤尘爆炸性及自燃倾向性根据贵州省煤田地质局实验室2004年10月和2005年5 月出具的纳雍县勺窝乡长田煤矿28、31、32、34号煤尘爆炸性鉴定报告：28、31、32、34号煤层均无爆炸危险性， 28、31、32、34号煤层自燃性向等级为III类（不易自燃煤层）。（五）采煤方法及运输28号可采煤层煤层厚度稳定，煤层平均倾角18，矿井地质构造为中等类型，开采方式采用走向长壁后退式采煤法，工作面采用DW28-350/110X型外注式单体

8、液压支柱加矿用长2.1m的11kg花边钢梁支护，端头采用DW28-350/110X型外注式单体液压支柱加8根长3m的11kg花边钢梁组成“四对八梁”交错迈步抬棚加强支护，全部垮落法管理顶板。工作面两个安全出口20m范围内，设临时超前支护，采用DW28-350/110X型外注式单体液压支柱配合长2.1m的11kg/m花边工字钢进行超前加强支护，靠煤壁10m采用双排支柱，往外10m采用单排支柱。采煤工作面采用炮采工艺。掘进工作面采用炮掘工艺，锚网加锚索支护。回采工作面及掘进工作面均采用刮板加皮带运输。主要运输大巷及主运输斜井采用皮带运输，辅助运输采用轨道矿车运输。 （六）通风1、通风方式：中央并列

9、式。2、通风方法：机械抽出式。3、工作面通风方法：回采工作面采用U型全负压通风，掘进工作面采用FBD-No5.6/211型低噪音隔爆对旋轴流式局部通风机压入式通风。4、风量计算掘进工作面采用压入式通风，风筒选用60010000mm胶质“双抗”风筒，局部通风机安装在22800运输巷距回风口10m的新鲜风流中，局扇额定供风距离2000m，工作面实际需要供风距离638m。根据贵州省能源局(黔能源煤炭2012498号)文件“关于请求审批毕节市2012年度煤矿瓦斯等级鉴定的报告的批复”本矿井瓦斯绝对涌出量为17.56m3/min，相对涌出量为64.22m3/t；二氧化碳绝对涌出量为1.4m3/min，相

10、对涌出量为4.54m3/t。鉴定结果为高瓦斯矿经。根据瓦斯等级鉴定报告，其中采面瓦斯涌出量占全矿井瓦斯涌出量的41.3%，掘进工作面瓦斯涌出量占全矿井瓦斯涌出量的11.4%，采空区及其他煤壁巷道瓦斯涌出量占全矿井瓦斯涌出量的47.3%。瓦斯抽放率取55%，则：采面需风排瓦斯涌出量为：17.5641.3%（1-55%）=3.26m3/min， 掘进面需风排瓦斯涌出量为：17.5611.4%（1-55%）=0.9m3/min。1）风量计算按瓦斯涌出量计算Q掘=100q掘K掘通式中：100掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数； q掘掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；K掘通掘进工作

11、面瓦斯涌出不均衡系数，取K掘通=2.0；则掘进面所需风量： Q掘=100q掘K掘通=1000.92.0=180m 3/min 按工作同时工作最多人员数量计算Q掘=4N 式中：4工作面每个人所需要的风量，m3/min； N掘进工作面同时工作的最多人数，取20人； 则：Q掘42080m3/min按炸药量计算 Q采=25A式中：25每公斤炸药需风量， m3/minA掘进工作面一次爆炸最大炸药用量，为7.9kg。Q掘=257.9=197.5 m3/min以上计算取最大值197.5 m3/min，即：3.29m3/s按风速验算0.25SjQ掘4Sj，则:0.25Sj0.2561.5(m3/s)Q掘4Sj

12、4624(m3/s)Q掘Q掘Q掘197.5 m3/min3.29m3/s满足要求，取3.29m3/s按局部通风机吸风量计算为避免局扇吸入循环风及预防局扇吸风口至回风口段瓦斯积聚，以下式计算：掘进工作面采用FBD-No5.6/211型隔爆对旋轴流式局部通风机，吸入风量200420m3/min； Q60QfIKf式中：Qf掘进工作面局部通风机额定吸风量，本方案取420m3/min，I掘进工作面同时运转的局部通风机台数，取1台；Kf为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取1.34；Q掘投Q掘难42011.34=562.8m3/min则局部通风机安设处风量必须大于562.8m3/min综上计算：掘进

13、工作面实际需风量为197.5 m3/min，即：3.29m3/s，1.5m3/s3.29m3/s24m3/s，符合要求。2）风机选型：通过以上计算，选用FBD-No5.6/211型低噪音隔爆对旋轴流式局部通风机一台，即可满足供风需要，功率211KW。同时要备用一台同等能力的局部通风机，实现双电源自动切换。3）确定需要的配风量根据规程要求，安装局部通风机处的全风压风量必须大于局部通风机的吸风量，保证风机吸风口至回风口之间巷道风速不得低于0.25m/s。避免局扇吸入循环风及预防局扇吸风口至回风口段瓦斯积聚，所以确定该局部通风机安装处全风压配风量为600m3/min。4）风机安装位置与风筒口距工作面

14、的距离：压入式风机安装在22800运输巷内，距底板高度1.5m。风筒出风口离工作面迎头不得小于5m，风筒选用60010000mm胶质“双抗”风筒。风筒吊挂，应执行逢环必挂，缺环必补，拉紧平稳，吊挂平直的原则。5）通风系统新鲜风流：地面主斜井22800运输巷压入式风机压入式风筒工作面。污浊风流：22800回风顺槽掘进工作面22800回风顺槽回风下山回风立井地面。（七）地温本矿生产过程中无异常地温现象，属正常地温矿井。（八）冲击地压本矿井目前无法确定其冲击地压的倾向性，本矿及其周围井田无冲击地压的历史记录，矿井暂按无冲击地压矿井考虑。但在巷道布置时就尽量避开应力集中区，掘进和采煤时也应注意应力集中

15、的影响。（九）煤与瓦斯突出 根据贵州省能源局文件关于对的批复（黔能源煤炭2011296号），鉴定结论为：长田煤矿28号煤层鉴定范围内（标高+1500m以浅）无突出危险性，属非突出煤层。 根据国家煤矿安全监察局2001年颁布的煤矿安全规程第145条规定, 如果矿井绝对瓦斯涌出量超过40.0m3/min, 无论井型大小, 也不管煤层有无煤与瓦斯突出危险性, 必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统. 煤矿安全规程, 矿井瓦斯抽放管理规范以及煤炭工业设计规范有关条款规定: 当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min, 采用通风方法解决瓦

16、斯问题不可能或不合理时应采用瓦斯抽放措施. 除此而外,为贯彻国家安全生产监督管理局”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的安全生产方针, 建立了一个地面抽放瓦斯泵站为抽放瓦斯服务. 本矿根据相关规定制定了相应的安全措施，防止瓦斯突出事故的发生，严格执行两个“四位一体”防突措施。二、瓦斯抽采（一）瓦斯抽采的必要性分析1.从防突角度分析1）从瓦斯预测计算结果分析根据长田煤矿最近3年（2010、2011、2012年）瓦斯等级等级鉴定，鉴定结果均为高瓦斯矿井，如下表对矿井瓦斯涌出量的预测可知，本矿在未进行瓦斯抽采前的矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t，发生突出事故的危险性很大，为了保证井下作业人员的生命

17、安全，必须设置瓦斯抽放系统。表： 各类矿井瓦斯涌出量汇总表2）从可采煤层变质程度及围岩性质分析根据贵州省有色地质勘查局物化探总队2008年8月编制的贵州省纳雍县长田煤矿资源储量核实报告，各可采煤层煤质特征见表。表： 各可采煤层煤质特征表（原煤）煤层编号水分（Mad）灰分（Aad）含硫（St，d）挥发分（Vdaf）（C）（）Qnet,d(MJ/kg)C280.5429.771.199.1377.525.45-33.12C310.5622.001.168.379.027.62-34.12C320.4412.420.656.4878.325.14-33.45C340.5313.420.757.127

18、9.126.20-34.13据上表：煤层在变质过程中会释放了大量的瓦斯，且区内围岩大部分为粉砂岩、砂岩和泥岩，裂隙发育程度不高，煤炭变质过程中释放的瓦斯不能很好的排出地表；矿井施工工程中常见小断层，断层周围瓦斯相对集聚，有潜在突出危险。因此，本矿具有设置抽放系统的必要性。2.从安全角度分析贵州省内煤炭赋存条件普遍没有北方好，矿区所在的纳雍县更是煤与瓦斯突出现象的危险区，为了保证井下作业人员的生命安全，本矿必须设置瓦斯抽采系统。3.从环保及综合利用角度分析瓦斯是有毒气体，随意的任其排放会对大气环境造 成污染，同时瓦斯也是清洁能源，可用于瓦斯发电和民用，有效的抽放并综合利用不仅可以减少环境污染，还

19、能实现经济利益，为了响应煤炭行业的产业节能减排政策，本矿应设置瓦斯抽采系统。 4、从技术角度分析本设计方案主要针对一采区进行设计，根据采区巷道布置剖面图可知，矿井一采区28号煤层一区段回风巷标高处（+1710m）煤层埋深为80m，一区段回风巷标高处（+1710m）煤层瓦斯压力按照下式进行计算：P（2.0310.13）H1.2 Mpa式中：P瓦斯压力，MpaH垂深(m)；由于本矿未对28号煤层+1710m标高以下做过煤与瓦斯突出危险性鉴定，无法取得精确的瓦斯压力值，基于安全考虑，瓦斯压力系数取最大值，该矿取P10.13H。经计算，矿井一采区28号煤层一区段回风巷标高处（+1710m）煤层瓦斯压力

20、为1.2Mpa，大于0.74 Mpa；由于矿井28号煤层二采区、三采区已经采完，对一采区28号煤层一区段回风巷瓦斯得到一定程度的释放，故暂不考虑布置专用瓦斯抽放巷预抽措施治理瓦斯。但是，矿井在施工过程中必须先抽后掘，并经检测达到消突（瓦斯含量小于8m3/t或瓦斯压力低于0.74MPa）效果后，并做消突报告报行业主管部门审查备案，才可进行巷道的施工。本矿按煤与瓦斯突出性矿井设计、管理。矿井必须对区内煤层瓦斯进行预抽，确保采、掘工作面煤层原始瓦斯含量均小于8m3/t，瓦斯压力小于0.74Mpa后才能进行回采和煤巷掘进活动。综上所述，开展瓦斯抽采工作从行业政策及行业规定来说是必须的，同时在技术上也是

21、可行的。本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计，应进行瓦斯抽采，本设计设置地面抽放站，选择水环式真空瓦斯抽采泵。（二）瓦斯抽采的可行性1.煤层的自然透气性开采层瓦斯抽采的可行性取决于煤层的自然透气性，其评价指标有两个：煤层的透气性系数()和钻孔瓦斯流量衰减系数()。根据开采类似煤层生产矿井资料显示，本矿井所开采煤层抽采难易程度介于可以抽采和较难抽采之间。2.抽采技术目前抽采设备，施工钻机具也比较先进，能满足矿井建立抽采系统的需要。综上所述，矿井建立抽采系统是完全合理的。（三）瓦斯抽采方案1、矿井瓦斯抽采方案本矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理，建立地面永久性瓦斯抽采站，采用高低负压抽采治理瓦斯。按“煤

22、矿瓦斯抽采基本指标”（AQ10262006）“突出煤层在采掘作业前必须将煤层原始瓦斯含量降到8 m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74Mpa（表压）以下”。（1）瓦斯抽采巷钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯经计算，矿井28号煤层一区段回风巷标高处（+1710m）煤层瓦斯压力为1.2Mpa，大于0.74 Mpa；由于矿井28号煤层二采区、三采区已经采完，对一采区28号煤层一区段回风巷瓦斯得到一定程度的释放，暂不考虑布置专用瓦斯抽放巷预抽措施治理瓦斯。但是，在施工过程中必须先抽后掘，并经检测达到消突（瓦斯含量小于8m3/t或瓦斯压力低于0.74MPa）效果后，并做消突报告报行业主管部门审查备案，才可进行

23、巷道的施工。本矿采用高低负压相结合的方法预抽瓦斯，回采工作面在工作面的运输巷中安设高负压管路对工作面进行抽放，在施工备采面运输巷的过程中安设高负压管路对备采面进行抽放，在上区段回风巷布置钻孔控制本区段及下区段回风巷抽采范围。同理，在22800回风巷安设高负压管路对22800工作面进行抽放，两个掘进工作面分别安设一趟高负压管路进行瓦斯预抽。若打抽放钻孔时出现卡钻、顶钻、喷孔等现象时，则必须布置底板抽放进行穿层抽放。本矿在开采一采区煤层时，通过本煤层抽放，布置一个回采工作面和两个掘进工作面即可保证抽、掘、采接替平衡，因此，暂不考虑布置专用瓦斯抽放巷治理瓦斯；若开采煤层时瓦斯涌出量增大，通过本煤层抽放无法保证抽、掘、采接替平衡，则可考虑布置