完美升级版富祥煤矿瓦斯抽采系统技术改造的可行性研究报告.docx

1、完美升级版富祥煤矿瓦斯抽采系统技术改造的可行性研究报告贵州肥矿能源有限公司关于富祥煤矿瓦斯抽采系统技术改造可研报告一、矿井概况1.地理位置及交通富祥煤矿位于织金县城西约8公里处，方位262度，直距5.5公里，行政属织金县城关镇管辖，织金至白岩村公路经过矿区南部边缘，交通较方便。2.矿界矿界呈不规则的多边形，走向长2.3km，倾向宽1.4km，面积为2.9758km2。3.可采煤层工业储量1392.5万吨，设计可采储量845.88万吨，可采煤层五层，分别为6号、16号、23号、27号、30号煤层,可采煤层特征见表1。 表1 可采煤层特征表 煤层编号煤层厚度（m）煤层倾角（）煤层间距（m）煤层结构

2、煤层稳定性顶底板岩性备注顶板底板60-7.769110简单稳定砂质泥岩或泥岩泥岩可采2.00160.99-2.009简单稳定粉砂岩泥岩可采1.630230.8-0.99简单稳定粉砂岩泥岩局部0.8525270.32-2.239简单稳定泥岩倪泥岩可采1.3325300.92-1.809较简单稳定砂质泥岩或泥岩泥岩可采1.414.煤质主要可采煤层多为黑色或钢灰色，层状构造，常为条带状结构，以亮煤为主夹暗、镜煤及少量丝炭，参差状断口，半亮至半暗型。微观煤岩特征，有机组分分为镜质组、丝质组两类；无机组分包括粘土矿物、石英、方解石等。可采煤层煤质特征见表2。 表2 可采煤层煤质煤质特征表 煤号MadAd

3、VadSt,dQb,daf评价%最小值最大值平均值63.0529.72-36.4233.079.083.18-4.233.7134.29属中高灰高硫分无烟煤162.53-5.313.7410.96-22.0515.265.44-8.966.751.46-3.342.2935.21-35.4735.34属低中灰中高硫高热值无烟煤23350-4.203.8516.32-37.8025.556.50-7.777.142.89-5.784.6534.66属中灰分高硫分无烟煤273.15-4.803.9413.35-38.9023.104.85-6.675.790.94-2.511.6434.54-35

4、.4135.08属中灰中硫分高热值无烟煤302.66-3.943.1712.29-19.0415.674.81-6.685.630.97-2.692.0935.33-35.5435.42属低中灰中高硫高热值无烟煤5.地质构造矿区属阿弓向斜中段,阿弓向斜为一不对称向斜，轴向北东南西，煤矿位于南东翼北段，为一简单单斜。地层走向北东南西，倾向北西，倾角一般5-20度，地层产状正常，煤矿区内断层有AF7、F85、F14、F86、F15A及F8388等，以落差小于10米的小断层为较发育，对煤矿开采有较大影响的大、中断层不发育。6储量截止2007年5月，保有资源量（331）（332）（333） 1694万

5、吨，其中：探明的内蕴经济资源量（331）395万吨,控制的内蕴经济资源量（332）294万吨；推断的资源量（333）1005万吨，储量结果计算见表3。 表3富祥煤矿煤炭资料储量 地质储量（万吨）工业储量（万吨）设计储量（万吨）设计可采储量（万吨）16941392.51060.8845.887.开拓方式及采煤方法采用斜井开拓，27号煤层露头线下方距27号煤法线距离12m位置建主斜井、副斜井和回风斜井，多煤层联合开采，采煤方法为走向长壁后退式采煤法，分区式通风。8.生产能力及服务年限设计产能30万吨年，高档普采采煤，全部跨落法管理顶板；2012年计划产量45万吨，综合机械化采煤，按45万吨年计算，

6、服务年限13.4年。9.瓦斯情况:为高瓦斯矿井，可采煤层平均瓦斯含量14.56m3t，实测M27煤层瓦斯含量15.3m3t,无实测瓦斯压力。二、矿井瓦斯抽采系统现状（一）抽采工作面概况富祥煤矿正在回采2703工作面，2703采煤工作面倾斜长度平均115m，走向长度平均830m（目前剩余约350m）；煤层厚度平均1.45m，煤层倾角平均10，工作面构造复杂，有多条断层。由于该面采用沿空留巷，Y型通风，一进两回，上隅角瓦斯控制在规程允许范围之内，不需要低负压抽采。预抽煤层瓦斯地点有：2705回风巷、2706回风巷、2705运输巷、2706运输巷、2705采面、2706采面。(二）煤层瓦斯参数斯含量

7、为27.4m3t；根据公司瓦斯实验室取样测得27号煤煤的残存瓦斯含量的取值规定，参照表4、表5选取27号煤层残存瓦斯含量为9m3t。 表4 煤的残存瓦斯含量 挥发分6-88-1212-1818-2626-3535-4242-56WC（m3t.r）9-66-44-33-2222注：煤的残存瓦斯含量亦可按煤在0.1Mpa压力条件下的瓦斯吸附量取得。 表5 煤质主要特征表(原煤) 煤号MadAdVadSt,dQb,daf评价%最小值最大值平均值273.15-4.803.9413.35-38.923.104.85-6.675.790.94-2.511.6434.54-35.4135.08属中灰中硫分高

8、热值无烟煤计算可得27号煤层原始瓦斯含量为16.29m3t，取值16.3m3t。各采掘工作面瓦斯储量、可解吸瓦斯量、消突瓦斯量及采煤工作面采空区瓦斯量见表6。 表6 各采掘工作面瓦斯量 工作面名称瓦斯储量（m3）可解吸瓦斯量（m3）消突瓦斯量（m3）采空区瓦斯量（m3）2703采面2705回风巷453461.4546638.4 02706回风巷343534.7153853.0185466.6 02705运输巷84377.037788.545553.2 02706采面543010.5654588.0 02705采面0注：可解吸瓦斯量是工作面煤体区域总量与煤层可解吸瓦斯含量的乘积；消突瓦斯量是以煤

9、层消突临界值含量值7.5m3t作为煤层残余瓦斯含量进行计算。（三）抽采系统参数1.装机参数富祥煤矿现有地面瓦斯抽采泵站，安装高、低负压瓦斯抽放系统，各系统装机参数见表7、表8表7 高负压水环式真空泵性能参数 真空泵型号2BEA-303极限绝压33hPa泵转速590rmin最大流量52m3min电机型号YBZ-280s-4电压380660Vcos0.87转速1480rmin频率50HZ入泵管径250mm功率75KW实测泵流量23.86-33.80m3min表8 低负压水环式真空泵性能参数 真空泵型号2BEA-400极限绝压160hPa泵转速393rmin最大流量92m3min电机型号YBZ-31

10、5s-4电压380660Vcos0.89转速1484rmin频率50HZ入泵管径300mm功率110KW实测泵流量26.2-50.03m3min2.运行工况矿井现瓦斯抽采泵站安装2BEA-303-0型高负压真空泵两台（铭牌流量52m3min，山东博山真空泵厂有限公司），安装2BEC-400-1型低负压真空泵两台（铭牌流量92m3min，山东博山真空泵厂有限公司），为原矿主2009年采购，2010年7月投入运行。2011年9月实测高负压泵抽采流量18m3min，遂采取两台高负压泵并联运行，实测流量30m3min，仍不能满足煤层瓦斯预抽需要，将两台低负压泵并联运行，同时用于预抽煤层瓦斯，实测流量5

11、2m3min。各采掘工作面瓦斯抽采参数利用管道瓦斯参数测定仪-WGC测定，高低负压浓度及流量变化如下：高负压浓度波动范围20.15%-20.69%，浓度值较稳，变化范围不大，流量波动范围23.86m3min-33.80m3min，变化范围较大。低负压浓度波动范围8.03%-8.26%，浓度值较稳，变化范围不大，流量波动范围26.2m3min-50.03m3min，变化范围较大。3.消突需抽时间根据目前瓦斯抽采系统运行工况，工作面预抽瓦斯达标时间，详见表9。 表9 消突瓦斯量设计抽放时间 工作面名称消突瓦斯量（m3）采空区瓦斯量（m3）高负压系统计划抽放时间（d）高负压系统累积抽放天数（d）高、

12、低负压系统计划抽放时间（d）高、低负压系统累积抽放天数（d）2703采面上隅角瓦斯不超限2705回风巷546638.4 079-5337.6-21.92706回风巷185466.6 026.8-18.412.8-7.42705运输巷45553.2 06.6-4.53.1-1.82706采面654588.0 094.5-6545.1-26.22705采面0301.9-207.6143.9-83.7注：1、上表累积抽放天数仅仅统计了抽放时间累加量，未考虑小区域循环区域验证或工作面预测及放炮推进所需要的时间；2、仅高负压系统计划抽放时间计算是以实测高负压泵站流量、浓度范围预抽区域煤层计划时间；3、高

13、、低负压系统计划抽放时间计算是以两台高负压同时运转泵站流量、浓度范围累加单台低负压泵站流量、浓度范围计算区域预抽煤层计划时间。（四)抽采系统现状1富祥煤矿高负压瓦斯系统抽采泵两台，型号为2BEA-303，极限绝压33hPa，最大流量52m3min，一用一备不能满足现场高负压抽采瓦斯设计要求。采取两台泵并联运行，无备用泵。2富祥煤矿低负压瓦斯抽采系统抽采泵两台，型号为2BEA-400，极限绝压33hPa，最大流量92m3min，不能满足综合机械化采面上隅角开放式抽采要求。32703工作面采用Y型通风，不再进行上隅角抽采后，为满足煤层瓦斯预抽需要，做到瓦斯抽采达标，采取两台高负压泵并联、两台低负压泵并联运行方式，同时用于预抽煤层瓦斯。4.工况核查，高负压瓦斯抽采浓度实测波动值20.15%-20.69%，瓦斯抽采泵站流量23.86m3min-33.80m3min，并联运行的抽采泵并非单台泵能力的累加。5高负压系统安装DN250PVC管路，低负压系统安装DN300PVC管路。6.生产过程中不能停止高低负压抽采泵运转，否则现场瓦斯超限，泵站无法检修，长时间运行，缺乏维护，真空泵功效降低。三、矿井增加抽采系统能力的理由（一）抽采能力不足根据国务院安全委员会办公室安委办（2