度瓦斯治理技术方案及安全技术措施.docx

1、度瓦斯治理技术方案及安全技术措施措施名称：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 长审 批 记 录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

2、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527，总体地势南高北低。海拔高程+1650m+1725m，相对高差80160m。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FBCDZNO19型主要通风机，额定功率2110KW，电机型号YBF2-315L2-8，转数740r/min，风量16004920m3/min，风压2300600Pa，额定电压380660V。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

3、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-29.132.4，年平均气温3.44.3；68月为夏季，其中7、8月间气温最高，年最高气温32.4；11月份至来年3月份为冬季，1月份气温最低，年最低气温-29.1。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0.52cm。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11.2m。45月为多风期，

4、风向西北，多为24级，最大可达七级。根据中国地震动参数区划图（GB183062001），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

5、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FBCDZNO19型，额定功率2110KW，电机型号YBF2-315L2-8，转数740r/min，风量16004920m3/min，风压2300600Pa，额定电压380660V。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

6、井+1400m井底车场+水仓联巷W1141综放工作面运输顺槽W1141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

7、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

8、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2.65.71m，平均厚度为3

9、m；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0.160.33m3/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0.12mt0.3mt，绝对瓦斯涌出量最大0.36m/min；3.

10、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。工作面相对瓦斯涌出量与开采深度的关系可由公式（1-1）表示。 （1-1）式中：工作面相对瓦斯涌出量，m3/min；开采深度，m；瓦斯风化带深度，m；=-（-2）相对瓦斯涌

11、出量随开采深度的变化梯度，m/(m3t-1)；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：瓦斯带内2水平的开采深度，m；瓦斯带内1水平的开采深度，m；在深度开采时的相对瓦斯涌出量，m3/t；在深度开采时的相对瓦斯涌出量，m3/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：0.260.40 m3/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0.260.40 m3/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

12、涌出量0.30m/min0.48m/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W1141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：Qcf=6070%vcfScfkchkcl（m3/min）式中 vcf采煤工作面的风速，m/s。W1141进风流最高温度15，按采煤工作面进风流的最高温度从表1-1中选取；取1.0 m/sScf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，m2；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

13、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。Qcf=6070%1.013.31.21.0（m3/min） =670（m3/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采煤工作面风速（ms-1）201.020231.01.523261.51.826281.82.528302.53.0表1-2 kch采煤工作面采高调整系数采高m2.02.02.52.5及放顶煤工作面系数（kch）1.01.11.2表1-3 kcl采煤工作面长度调整系数采煤工作面长度m系数（kcl）150.8158

14、00.80.9801201.01201501.11501801.21801.301.40（2）按照瓦斯涌出量计算：Qcf=100qcgkcg=1000.481.2=58（m3/min）式中 qcg采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，m3/min。取0.48 m3/minkcg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1.21.6，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：Qcf=67qcckcc=670.811.2=65（m3/min）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

15、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：Qcf4Ncf444176 m3/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：验算最小风量：Qcf600.25Scb600.2511.06=166（m3/min）Scb =lcbhcf70%=6.592.670%=11.06（m2）验算最大风量：Qcf604.0Scs6047.56=1814（m3/min）Scs=lcshcf70%=5.991.670%=7.56（m2）式中 Scb采煤工作

16、面最大控顶有效断面积，m2；lcb采煤工作面最大控顶距， m；取6.59mhcf采煤工作面最采高， m；取2.6 mhcf1采煤工作面最采高， m；取1.6 mScs采煤工作面最小控顶有效断面积，m2；lcs采煤工作面最小控顶距，m；取5.99m0.25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，W1141综放工作面回采期间配风应不低于670mmin。最大配风量不得超过1814mmin。6.监测监控为切实做好该面的监测监控工作，由调度室在W1141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(T0)

17、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0.3 m，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10m15m，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

18、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10m15m，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30，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 632725。A4煤层：为中厚特厚煤层，煤层厚度为0.268.71m，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

19、定煤层。1.通风、瓦斯情况通风系统：副斜井+1400m井底车场回风上山E1141回风顺槽（局扇）E1141回风顺槽掘进工作面进料联巷回风上山地面，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0.070.35m3/min，该巷掘进期间绝对瓦斯涌出量取0.070.35m3/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：Q1=4n=430=120m3/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30人。（2）按瓦斯涌出量计算Q2=QhKh/Cp=0.

20、351.5/0.8%=66.63m3/min式中：Qh掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，m3/min；预计掘进过程中瓦斯绝对涌出量：0.070.35m3/min。Kh工作面瓦斯涌出不均衡系数， k取1.5； Cp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=67qhKh=670.301.5=30 m3/min式中：Q掘掘进工作面迎头需风量，m3/min；qh掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min，取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

21、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15Smax=1510.92=164m3/min按最高风速验算每个岩巷、煤巷或半煤岩巷掘进工作面的最大风量：Q掘240Smin=24011.32=2717m3/min式中：S掘掘进工作面巷道断面积。最大取11.32 m2，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、最高允许风速、同时工作最多人数计算，掘进工作面需风量不得低于164m3/min。（5）局部通风机选择风筒有效风量率按直径800mm、供风长度870m计算P效（1L800P100100）100（1-8702.6100）10077.38式中：

22、P效风筒有效风量率，L800800风筒供风长度（m），风筒长度取870mP100800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）1000P 100（）1032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Q局吸Q掘/P效16477.38=212m3/min式中 Q局吸局部通风机的吸风量，m3/min。 Q掘掘进工作面风量，m3/min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m3/min最高全压效率比A声级Db(A)FBDNO6.02*18.5450-3008225FBDNO6.02*22580-25082

23、25FBDNO6.32*30630-4208225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800mm的风筒，风筒必须是胶质阻燃抗静电型风筒。（6）局扇前风量校核Q掘需=Q局吸+15S=350+158.39=476m3/min Q掘需-掘进巷道局扇前全风压需要风量，m3/minQ局吸-风机吸风量，取350m3/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164m3/min，掘进巷道局部通风机前全风压需要风量不低于47

24、6m3/min。3.监测监控掘进工作面甲烷传感器T1距迎头不大于5m，掘进工作面回风甲烷传感器T2距回风点1015m，设在非风筒侧。断、复电瓦斯浓度及断电范围（1）报警值：T10.8%CH4，T20.8%CH4。（2）断电值：T11.3%CH4，T20.8%CH4。（3）断电范围：T1、T2掘进巷道内全部非本质安全型电气设备。（4）复电值：T10.8%CH4，T20.8%CH4。（三）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

25、特厚煤层，煤层厚度为0.268.71m，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

26、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0.070.35m3/min，该巷掘进期间绝对瓦斯涌出量取0.070.35m3/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：Q1=4n=441=164m3/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Q2=QhKh/Cp=0.351.5/0.8%=66.63m3/min式中：Qh掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，m3/min；预计掘进过程中瓦斯绝对涌出量：0.070

27、.35m3/min。Kh工作面瓦斯涌出不均衡系数， k取1.5； Cp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=67qhKh=670.221.5=22.11 m3/min式中：Q掘掘进工作面迎头需风量，m3/min；qh掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，m3/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15Smax=1512.6=189m3/min按最高风速

28、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240Smin=24012.6=3024m3/min式中：S掘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、最高允许风速、同时工作最多人数计算的风量选择需风量不得低于189m3/min。（5）局部通风机选择风筒有效风量率按直径800mm、供风长度870m计算P效（1L800P100100）100（1-8702.6100）10077.38式中：P效风筒有效风量率，L800800风筒供风长度（m），风筒长度取870mP100800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）1000P 100（

29、）1032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Q局吸Q掘/P效18977.38=244m3/min式中 Q局吸局部通风机的吸风量，m3/min。 Q掘掘进工作面风量，m3/min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m3/min最高全压效率比A声级Db(A)FBDNO6.02*18.5450-3008225FBDNO6.02*22580-2508225FBDNO6.32*30630-4208225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800mm的风筒，风筒必须是胶