xx煤矿瓦斯抽采工艺方案设计Word格式.docx

1、现将主要煤层特征分述如下：1煤层：位于山西组地层中部，是含煤地层中最上一层可采煤层，距离下石盒子组底界平均25m，距离2煤层1333m，平均20m。煤层厚度0.303.32m，平均厚度1.25m，纯煤厚度0.302.12m，平均厚度1.17m，为薄煤层。煤层结构简单，大部不含夹矸，在43个正常见煤点中有7点含一层夹矸，厚0.150.64m，夹矸为泥岩，分布在10线以北。煤层较稳定，大部可采。2煤层：为矿井主要可采煤层，位于山西组下部，下距北岔沟砂岩1020m，平均15m左右。煤层厚度0.807.71m，平均厚度3.53m，为中厚厚煤层，纯煤厚度0.807.56m。煤层结构简单，普遍含一层夹矸，

2、在49个正常见煤点中，有40点见一层夹矸，厚度0.090.62m，一般0.29m，夹矸多分布在煤层下部，岩性为粉砂岩、泥岩，偶见炭质泥岩，个别钻孔夹矸为岩浆岩。各煤层均变质为无烟煤，均呈黑色、灰黑色，条痕为灰黑色及灰色，具玻璃光泽、沥青光泽及似金属光泽，贝壳状、眼球状及参差状断口，半松软半坚硬，呈块状及粉状，外生裂隙发育，性脆，煤岩组分多由亮煤组成，镜煤及暗煤次之，属半亮型和半暗型煤，条带状结构。由于受岩浆热变质的影响，局部煤层变质程度增高。目前主采1#、2#煤层，两层煤平均间距20m，均为突出煤层。3、地质构造矿区地处山西断隆级构造单元，太行拱断束级构造单元，武安凹断束级构造单元的东部，矿位

3、于邯郸矿区的东部，地处半个山至紫山东倾单斜构造的东部。区内构造以断裂为主，并伴有轴向近东西的呈“W”型的简单宽缓褶皱构造。在24勘探线附近，有一明显的“马鞍型”构造，由店子背斜、史村向斜及史村东北部的向斜组合而成，虽被断裂构造破坏的支离破碎，但其马鞍型轮廓依然清晰。地层倾角在轴部都很平缓为6左右，在两翼较陡。对本区起主导作用的断裂带，大致可划分两个断裂束，由南向北是：由井田的南部至12勘探线间的F1、F32断层束，其间断层走向以北东及北北东向且断距大为其特征；12勘探线以北的断裂束，走向以北西及北北西向且断距较小为特征。断层间形成地垒或地堑，这两束断裂构造破坏了井田内褶皱构造线的连续性和本井田

4、的完整性。根据地质填图、地震勘探和钻孔揭露，目前已发现大小断层共29条，其中落差大于100m的断层有4条，落差50100m有7条，落差3050m有4条，落差小于30m有14条，其中影响到煤系地层的断层有17条。断层的性质均为高角度正断层，断层倾角一般6070；断层走向多为北东及北北东向，少数北西及北北西向。多数较小断层在非煤系地层延伸一段距离即尖灭。本井田总体构造形态为向东及南东倾斜的单斜构造，依本井田的构造发育程度和条件分析，其构造类型中等。 井田范围内大的褶皱共有4条。分别为北牛叫葛岩嵛向斜、南牛叫背斜、店子背斜、史村向斜。其中北牛叫葛岩嵛向斜由井田延伸到扩大区中北部，轴向近东西，两翼产状

5、大致对称，倾角1525，在本区轴长1900 m，并被F1、F20断层切割。南牛叫背斜由井田延伸到扩大区，轴部位于13与15勘探线之间，轴向近东西，1302孔处于轴部附近，与北牛叫葛岩嵛向斜对应，两翼产状大致对称，倾角15，在本区轴线长2800 m，并被F1、F20、F25断层切割，为一宽缓的简单背斜构造。店子背斜由半个山井田向东延伸入本区，西店子村以西轴向为北东向，进入店子村以东，轴向转为北西向，向南至24勘探线轴向转变为近南北向，轴部位于22勘探线以南，并分别被F1、F20、F37断层切割，在本区轴线长2700 m。史村向斜位于24勘探线与史村之间，轴向近南北，在本区轴线长1900 m。4、

6、开拓开采部署矿井采用立井开拓、平巷布置，其中主井、副井、东副井作为进风井，承担运煤、运料、运人；中央风井、北风井作为专用回风井；分两个生产水平258m和711m，主采85m以下的1号、2号煤层。 主要生产采区为四下采区、北二采区和-711m水平首采区。采煤方法为走向长壁后退式全部垮落法综合机械化采煤，掘进工作面采用爆破掘进工艺及综合机械化掘进工艺，煤巷采用锚网梁联合锚索支护，岩巷支护采用锚网喷联合锚索支护。5、瓦斯来源与涌出特征xx煤矿投产时设计为高瓦斯矿井，1983年经中国煤炭科学研究总院重庆分院鉴定为低沼气、低二氧化碳矿井，1994年鉴定为高瓦斯矿井，2007年经中国矿业大学（北京）鉴定为

7、煤与瓦斯突出矿井。1997-2011年瓦斯涌出情况见表1，瓦斯涌出主要来源为采掘工作面，同水平北部瓦斯涌出量低于南部区域。表1 xx矿各年度瓦斯等级鉴定结果年度绝对涌出量相对涌出量矿井等级m3/minm3/tCH4CO21997年10.63.2612.11.87高低1998年11.985.7210.174.851999年16.175.8310.243.692000年21.815.9913.813.792001年14.985.3910.443.762002年14.615.2211.823.912003年19.238.6610.344.662004年18.648.7310.394.872005年2

8、6.29.2811.143.952006年22.27.1910.433.382007年煤与瓦斯突出矿井2008年19.887.5810.564.032009年20.314.0612.952.592010年26.209.683.062011年28.8910.7912.94.822012年31.0510.8313.254.55三、煤层瓦斯基层参数测定经中国矿业大学（北京）、河南理工大学鉴定，矿井2号、1号煤层被鉴定为突出煤层。经沈阳煤科院实际测定：矿井开拓深度内2号煤层最大瓦斯含量13.102、最大瓦斯压力1.51Mpa ，钻孔瓦斯流量衰减系数0.0591，瓦斯放散初速度在19.0726.94mm

9、Hg，坚固性系数1.472.22，瓦斯吸附常数a值为41.433、b值为1.591，煤层破坏类型为、类，属三类不易自燃煤层，煤尘无爆炸性。矿井开拓深度内1号煤层最大瓦斯含量10.195，最大瓦斯压力1.86Mpa，钻孔瓦斯流量衰减系数0.0925，瓦斯放散初速度在22.3722.94mmHg，煤层坚固性系数2，瓦斯吸附常数a值48.14、b值为1.02经中国矿业大学考察，矿井2#煤层瓦斯抽放半径为10m，76mm钻孔排放半径为0.3m，确定工作面突出危险性预测采用钻屑瓦斯解吸指标法，2#煤层瓦斯解析指标、钻屑量S临界值为182pa、4.5kg，1#煤层工作面突出危险性预测指标临界值194pa、

10、4.5kg。矿井建立有煤层瓦斯参数测定实验室，具备对煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤层坚固性系数、煤层密度、煤层瓦斯极限吸附常数测定能力。四、瓦斯抽采方法选择1、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯消除工作面突出危险性，钻孔布置参数：在工作面上巷、下巷沿煤层倾斜方向每隔3m布置1个直径不小于94mm的顺层钻孔，钻孔深度视工作面切眼长度决定，但上下巷钻孔覆盖整个回采区域，钻孔交叉不小于10m。按照“打一个、封一个，抽一个”原则，施工完毕后，采用水泥砂浆封孔，顺层钻孔封孔深度不小于8m，并接入瓦斯抽采系统。2215工作面、2217工作面、12430工作面、22

11、16工作面采用该方式预抽煤巷条带瓦斯。见图1图1 2215工作面顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯钻孔设计图2、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯消除工作面突出危险性。控制煤巷条带长度70m，控制巷道两侧轮廓线外18m，孔底间距5m，钻孔直径不小于75mm。12430上巷、12430下巷、2216下巷（内）采用该方式预抽煤巷条带瓦斯。见图2图2、 12430上巷顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻孔设计图3、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯消除工作面突出危险性。在底板岩巷每隔5m施工一组共7个钻孔，孔底间距5m，控制巷道两侧轮廓线外15m，钻孔直径不小

12、于75mm。2217上巷、2217下巷采用该方式预抽煤巷条带瓦斯。见图34、顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯采用顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯消除工作面突出危险性，钻孔布置参数：在工作面上巷、下巷沿煤层倾斜方向每隔3m布置1个直径不小于113mm的顺层钻孔，钻孔深度60m，但钻孔控制整个区段。2216下巷采用该方式预抽区段煤层瓦斯。见图4图4 2216下巷顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯钻孔设计图5、穿层钻孔抽采邻近层卸压瓦斯采用高位钻孔抽采邻近层卸压瓦斯治理工作面上隅角瓦斯，即在工作面上巷每隔60m左右布置1个高位钻场，在钻场内布置4排共计16个钻孔直径为94mm的高位钻孔，控制煤层走向长度80m，倾向长度20m

13、，钻孔穿过1#煤层，具体钻孔布置参数根据工作面实际情况决定（见图5）。钻孔参数见表1图5 2214采煤工作面高位抽放钻孔布置图五、瓦斯抽采工艺选择钻孔施工-钻孔封孔-瓦斯抽采管路连接-瓦斯抽采参数测定-钻孔孔口牌板吊挂-接入瓦斯抽采分管路抽采主管路瓦斯抽采泵站排入地面大气或专用回风巷中。六、各项工程布局、工程量及进度计划1、井巷工程2013年计划施工的瓦斯治理巷为2217上底板瓦斯抽放巷和2217下底板瓦斯抽放巷。具体方案：在2217上巷、2217下巷西侧平距24.6m、24.65m（帮帮），2#煤层底板17m以下布置一条底板岩巷，底板岩巷净断面为4.2m3.4m（宽高）。均布置至距工作面切眼

14、北侧20m位置处用联巷进行联通，联巷同底板岩巷，始终位于2#煤层底板17m以下，再分别与2217顶板绕道贯通，实现底板岩巷全负压通风。2、抽采钻场矿井抽采钻场为高位钻场，主要分布于2214上巷，主要为2214采煤工作面施工高位钻孔服务。钻场布置参数：在2214上巷每隔60m左右布置1个高位钻场，钻场长6m、深4.5m、高2.8m。3、抽采钻孔1）邻近层瓦斯抽采工程沿2214工作面上巷每隔60m布置1个高位钻场，钻长规格为长（6m）宽（4.5m）高（2.8m），在每个钻场中施工4排共计16个高位钻孔，每排4个钻孔，钻孔孔径不小于94mm，抽采1#煤层卸压瓦斯。2013年2214工作面需施工4个高

15、位钻场，按每个钻场16个钻孔，每个钻场钻孔工程量为986m，共计钻孔工程量3944m。2）煤巷掘进工作面12430上巷及联巷：工作面采用迈步式巷帮钻场连续抽采瓦斯钻孔+迎头卸压抽采瓦斯钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯方式，在巷道两帮施工2个钻场（上巷第一循环除外），共施工钻孔18个，其中15个区域防突钻孔，3个效果检验孔，其中左钻场、右钻场、巷道迎头各施工5个区域防突钻孔及1个效果检验钻孔，抽采钻孔控制工作面前方70m、巷道两侧轮廓线外15m范围的煤层，每循环总进尺1135m；上巷第一循环：在巷道迎头施工钻孔18个，其中15个区域防突钻孔，3个效果检验孔，抽采钻孔控制工作面前方70m、巷道两侧轮廓线外

16、15m范围的煤层，每循环总进尺987m；钻孔孔径为75mm，采用水泥砂浆或其他封孔，封孔深度不小于8m，连接至四下临时瓦斯抽采系统。每循环进尺为50m，共7个循环，需施工12个钻场，钻孔工程量为7797m。12430下巷及联巷：工作面采用迈步式巷帮钻场连续抽采瓦斯钻孔+迎头卸压抽采瓦斯钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯方式，在巷道两帮施工2个钻场（联巷第一循环、上巷第一循环除外），共施工钻孔18个，其中15个区域防突钻孔，3个效果检验孔，其中左钻场、右钻场、巷道迎头各施工5个区域防突钻孔及1个效果检验钻孔，抽采钻孔控制工作面前方70m、巷道两侧轮廓线外15m范围的煤层，每循环总进尺1135m；联巷第一循

17、环：在巷道迎头施工钻孔20个，其中17个区域防突钻孔，3个效果检验孔，抽采钻孔控制工作面前方70m、巷道两侧轮廓线外15m范围的煤层，每循环总进尺1024m；下巷第一循环：每循环进尺为50m，共9个循环，施工14个钻场，钻孔工程量为9956m。2216下巷：工作面采用顺层预抽区段煤层瓦斯方式，在2214下巷每3m施工顺层钻孔，钻孔深度为60m，孔径为113mm, 采用水泥砂浆或其他封孔，封孔深度不小于8m，连接至地面永久瓦斯抽采系统，需施工220个钻孔,钻孔工程量为13200m。2216下联巷：工作面采用顺层预抽煤巷条带煤层瓦斯方式，在巷道迎头施工钻孔20个，其中17个区域防突钻孔，3个效果检

18、验孔，钻孔直径75mm，抽采钻孔控制工作面前方70m、巷道两侧轮廓线外15m范围的煤层。采用水泥砂浆或其他封孔，封孔深度不小于8m，连接至地面永久瓦斯抽采系统，每循环总进尺1024m。每循环进尺为50m，共1个循环，钻孔工程量为1024m。3）采煤工作面12430工作面：工作面突出危险区域采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯方式。分别在工作面上、下巷每5m施工一个孔深80m、孔径为113mm的顺层钻孔（钻孔压茬距10m），共需施工钻孔360个，控制整个突出危险区，采用水泥砂浆或其他封孔，封孔深度不小于8m，连接至地面永久瓦斯抽采系统，钻孔工程量为28800m。2217工作面：采用顺层钻孔预抽回采区

19、域煤层瓦斯方式，即2217下巷、2217上巷每隔3m施工1个直径94mm的顺煤层钻孔，上巷平均孔深60m、下巷平均孔深60m。采用水泥砂浆或其他封孔，封孔深度不小于8m，连接至地面永久瓦斯抽采系统。分别需在2217下巷、2217上巷各自施工钻孔53个、60个，钻孔工程量为6780m。2215工作面：采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯方式，即2215上巷、2217上巷每隔3m施工1个直径94mm的顺煤层钻孔，2215上巷平均孔深60m、2217上巷平均孔深45m。采用水泥砂浆或其他封孔，封孔深度不小于8m，连接至地面永久瓦斯抽采系统分别需在2215上巷、2217上巷各自施工钻孔90个、53个，钻孔

20、工程量为7785m。4）石门揭煤工作面-711北大巷回风巷：采用预抽瓦斯工作面防突措施，钻孔孔径113mm,依次揭露1#上、1#、2#煤，钻孔工程量8520m。2013年，矿井瓦斯抽采钻孔工程量大约为87806m。4、管网工程1）2012年7月矿井完成了地面瓦斯抽采系统升级改造，矿井共有3套瓦斯抽采系统，其中1套地面高浓度瓦斯抽放管路、额定抽放能力260 m3/min， 1套地面低浓度瓦斯抽放管路、额定抽放能力260 m3/min，主管路为直径450mm矿用聚乙烯瓦斯抽放管，分管路为直径350mm矿用聚乙烯瓦斯抽放管。1套井下临时抽采系统，额定抽放能力为60 m3/min，主管路和分管路为直径

21、225mm矿用聚乙烯瓦斯抽放管。（1）地面高浓度瓦斯抽采系统管网布局东副井工业园区的地面瓦斯抽采泵站瓦斯抽采地面1#钻孔瓦斯抽采巷-711m水平北大巷回风巷首采皮带上山分叉至2214下巷、2217下巷、2217上巷、2215上巷。（2）地面低浓度瓦斯抽采系统管网布局东副井工业园区的地面瓦斯抽采泵站瓦斯抽采地面2#钻孔瓦斯抽采巷-711m水平北大巷回风巷首采回风上山分叉至2214上巷等地点。（3）四下临时抽采系统管网布局瓦斯抽采管安装线路：四下临时瓦斯抽采泵站428车场采掘面。抽采地点： 12430下巷预抽煤巷条带煤层瓦斯。2）在掘进工作面安装瓦斯抽采管路，随工作面延长加长。3）在采煤工作面回收

22、瓦斯抽采管路，随工作面推进拆卸。5、监测计量工程矿井安装了1套瓦斯抽采监控系统，其中地面永久瓦斯抽采泵站安装2组瓦斯抽采监测点，2214上巷安装2组瓦斯抽采监测点，2214下巷安装1组瓦斯抽采监测点，2215上巷至少安装1组瓦斯抽采监测点，2217上巷至少安装1组瓦斯抽采监测点，2217下巷至少安装1组瓦斯抽采监测点，2216下巷至少安装1组瓦斯抽采监测点，12430上巷至少安装1组瓦斯抽采监测点，在12430下巷上巷至少安装1组瓦斯抽采监测点。6、抽采管路管理工程矿井将在地面瓦斯永久抽放泵站安装4个放水器，其中2个正压放水器、2个负压放水器，在井下瓦斯抽放巷口安装2个负压放水器，在各采掘工作

23、面最低洼处至少安装1个负压放水器；在各采掘工作面至少安装1个测量口、1个排渣装置；在每个高位钻场处至少安装1个放水器、1个测量口等。在各钻孔施工地点至少安设1个除尘装置。2013年瓦斯抽采工程见表2七、施工设备矿井钻孔施工设备较为先进、型号搭配合理。2009年引进SGZ-A型杭州坑道钻孔5台；2010年引进SGZ-A型杭州坑道钻机5台，3200型钻机（西安煤科院）4台，江苏中煤矿山设备有限公司生产的“6200/80煤矿用深孔履带钻车”1台，2011年引进“6200/80煤矿用深孔履带钻车”2台，引进凸轮钻杆1000m。2012年矿井推广使用“6200/80煤矿用深孔履带钻车”施工大直径螺旋钻孔

24、与3200型钻机搭配凸轮钻杆快速施工钻孔。八、主要器材1、瓦斯抽采系统2012年7月矿井完成了地面瓦斯抽采系统升级改造，矿井共有3套瓦斯抽采系统，其中1套地面高浓度瓦斯抽放管路、额定抽放能力260 m3/min， 1套地面低浓度瓦斯抽放管路、额定抽放能力260 m3/min，1套井下临时抽采系统，额定抽放能力为60 m3/min。具体如下：（1）地面高浓度瓦斯抽采系统抽采泵站：安装在东副井工业园区地面；共安装2台（1台备用）额定抽采能力260 m3/min、功率355KW的2BEC60型水环式真空泵。抽采管路：主管路为直径450mm矿用聚乙烯瓦斯抽放管，分管路为直径350mm矿用聚乙烯瓦斯抽放

25、管。安设1套多功能泵站控制器及相关计量传感器，并接入矿井安全监控系统。抽采-711m水平首采区小流量、高浓度瓦斯。（2）地面低浓度瓦斯抽采系统安装在东副井工业园区地面，共安装2台（1台备用）额定抽采能力260 m3/min、功率300KW的2BEC60型水环式真空泵。 抽采-711m水平首采区大流量、低浓度瓦斯。（3）四下临时抽采系统。安装在四下采区428车场内；共安装2台（1台备用）ZYW-62/100，功率110KW的水环式真空泵，额定抽采能力60 m3/min。直径为225mm的矿用聚乙烯瓦斯抽放管。安设1套ZKC200-Z多功能泵站控制器及相关计量传感器，并接入矿安全监控系统。 12430上、下巷预抽煤巷条带煤层瓦斯。2、瓦斯实验室实验室配备了煤层瓦斯含量测定仪3台，其中沈阳煤科院生产的2台，重庆煤科院生产的1台；测定煤层ab值的WY-98A型吸附常数测定1台；瓦斯放散初速度测定仪1台；密度测定仪1台；SP3420A型气相色谱1台；煤层坚固性测定仪2台。具备了煤层瓦斯基础参数测定能力。3、瓦斯抽采监控系统安装了一套瓦斯抽采监控系统，能实现对瓦斯抽采