A4012工作面瓦斯抽放设计.docx

1、A4012工作面瓦斯抽放设计第一章 工作面概况第一节 工作面位置及井上下关系A4012工作面布置在三矿矿井西翼+700下部采区，开采位置：上限+661.4m水平、下限+603m水平。工作面西部为F8、F5断层，南部为A4煤层未开采区，东部为A4西翼回风上山，北部为A4010工作面采空区。上为地面戈壁滩。A4012工作面走向实际长度为1000m，切眼长度156m。表1-1 工作面位置及井上下关系表概况煤层名称A4煤层水平名称+700m采区名称西翼+700下部采区工作面编号A4012地面标高+939.8+926.4m工作面标高上限+661.4m下限+603m地理位置地处和丰县城工业区东南46km，

2、位于和什托洛盖镇以西北8km左右，南经217国道至克拉玛依150 km。地理坐标：东经：85503385 5419北纬：463124463253井下位置及相邻采掘关系工作面布置在三矿矿井西翼，开采位置：上限+661.4m水平、下限+603m水平。西部为F8断层，东部为西翼A4回风上山、北部为A4010工作面采空区，南部为A4煤层未开采区。回采对地面设施影响地面为戈壁荒滩，无任何建筑物。走向长（m）1000倾向长(m)156面积（m2）156000第二节 地质煤层赋存情况A4012工作面开采的A4煤层位于下侏罗统八道湾组上段下部，煤层结构简单复杂，属于较稳定煤层，A4煤层层厚平均2.45m。根据

3、对A4煤层掘进中所打钻孔显示：煤层上方有一层厚度为：0.150.5m的泥岩伪顶，伪顶上为厚度为1.21.5m厚的砂质泥岩，砂质泥岩上为0.81.6厚的煤层，煤层上是厚度为2.0m的细砂岩。该工作面的煤层属全区可采的稳定中厚煤层。表1-2 煤层情况表煤煤层煤层平均厚度（m）2.45煤层结构简单复杂煤层倾角（o）14煤层简介A4012工作面布置在采区的A4煤层西翼，位于下侏罗统八道湾组上段下部，煤层结构简单复杂，根据A4012掘进期间上下两道剖面图，工作面两道内揭露的煤层厚度为2.32.6m，确定采高为2.4m。煤质Mad(%)Ad %Vdaf%Std(%)Qbad(MJ/kg)煤岩类型牌号5.1

4、615.4749.260.3621.76亮煤型41CY状况简介井田内煤岩组成主要以黑色，条痕灰黑色，沥青光泽，块状为主。半亮型，以半暗、半亮煤为主，见少量内生裂隙。本工作面主要可采煤层煤岩类型属亮煤型。第三节 煤层顶底板根据掘进时期施工情况看，A4煤层顶板基本为砂质泥岩，属于稳定的中等冒落易冒落的顶板。A4煤层底板基本为灰黑色砂泥岩、煤线，含砂较均，细腻，含菱铁条纹植物叶片化石碎片，煤线为黑色、块状。表1-3 A4煤层顶底板情况表顶底板名称岩石类别厚度m岩 性顶板老顶细砂岩2.03.0灰色细砂岩，成分以石英、长石为主，含菱铁条纹植物叶片化石碎片，分选较好。直接顶砂质泥岩1.422.30深灰色夹

5、薄层菱铁矿，偶夹不稳定的砂砾岩，泥岩。伪顶泥岩0.150.5该泥岩不稳定，变化较大。底底板直接底砂质泥岩含煤线2.563.21灰黑色砂泥岩，含砂较均，细腻、含菱铁条纹植物叶片化石碎片，煤线为黑色、块状。老底灰色细沙岩2.33.5灰色细砂岩，成分以石英、长石为主，含菱铁条纹植物叶片化石碎片，分选较好。第四节 通风系统情况1、通风方式根据赛尔三矿A4012综采作业规程A4012工作面采用U型上行风通风方式，工作面设计风量为821m3/min。2、通风路线（附通风路线图）新鲜风流副斜井（主斜井）+730m水平车场西翼运输大巷A4轨道下山（A4运输下山）A4012运输巷工作面A4012回风巷A4回风下

6、山西翼回风巷+855m水平车场+835m水平回风石门风井地面。第二章 监测监控由于矿井现有KJ90NA型监测系统可采用模块化设计具有可伸缩性，瓦斯抽采监测可配备对应探测设备，采用监测分站接入综合监测系统，并利用矿井综合监测系统完成数据上传，实现矿井监测系统与瓦斯抽采监测的兼容。所以可以将A4012瓦斯抽采监测系统作为矿井安全监测系统的一个子系统，不需再单独配备数据显示和上传设备，监测分站设在地面瓦斯抽放泵站。第一节 监测内容1、抽采管路监测矿配备ZKC5瓦斯抽放多参数测定仪1台，可以监测抽采管路的负压、压差、温度、甲烷浓度等参数。2、抽采泵站实时监测对抽采泵、抽采泵房环境甲烷浓度、管路压力、压

7、差、温度、甲烷浓度、CO浓度等进行监测。对泵站的供电系统进行监测。对泵体的运行状况及温度金行监测。第二节 井下监测井下瓦斯抽采监测使用ZKC5瓦斯抽放多参数测定仪，可以对瓦斯抽放总管路及各个抽放钻孔甲烷浓度、负压、压差、抽放流量、温度等参数进行监测。第三节 地面监测地面瓦斯抽采总管路采用V锥流量计、管路瓦斯浓度、负压、温度传感器，实现抽采参数连续监测。另通过地面抽放泵检测口还可以人工检测泵站出气管路甲烷浓度、CO浓度、瓦斯温度等参数。采用红外线测温仪，对2台抽采泵、2台循环水泵轴温进行监测，设4个开停传感器对设备的开停状态进行监测。设2个供水传感器对抽采泵的供水状态进行监测。采用高低瓦斯浓度传

8、感器对瓦斯泵房环境的瓦斯浓度进行监测。对泵站的供电参数（电流、电压）进行监测。各路开关的电流及故障显示（接地、短路、过流等）7个，进线的电压监测传感器2个。第三章 工作面瓦斯概况第一节 瓦斯来源分析A4012工作面属于煤层群开采，因此，瓦斯涌出量来自本煤层、邻近层及围岩等。第二节 瓦斯涌出量参考赛尔三矿瓦斯抽采初步设计，赛尔三矿井田内煤层瓦斯含量总体较低，但随着煤层埋深增加，瓦斯含量有递增趋势。A3煤随煤层埋深的增加，瓦斯梯度为3.30m3/100m；A4煤随煤层深度的增加，瓦斯梯度为3.90m3/100m；A5煤随煤层深度的增加，瓦斯梯度为7.30m3/100m；A7煤随煤层深度的增加，瓦斯

9、梯度为1.44m3/100m。根据经验，对于缓倾斜煤层受开采采动影响，上邻近层能向工作面涌出卸压瓦斯的岩层破坏范围取100m；下邻近层能向工作面涌出卸压瓦斯的岩层破坏范围取60m。图3-1-1 邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线表3-1-1 回采工作面本煤层瓦斯涌出预测表水平煤层回采率煤层厚度（m）采高（m）工作面长度(m)瓦斯含量(m3/t)残存瓦斯含量（m3/t）相对瓦斯涌出量(m3/t)第一水平A495%3.22.61603.181.083.40第二水平A495%3.22.61609.031.7711.74根据煤层特征表中各煤层的间距，受A4煤层开采影响的可采邻近煤层有A7、A3煤层。表

10、3-1-2 工作面邻近层瓦斯涌出预测表水平层位关系煤层煤层原始瓦斯含量 （m3/t）煤层残存瓦斯含量 （m3/t）邻近煤层 平均厚度 （m）开采层 厚度 （M）邻近层瓦斯排放率 （%）邻近煤层瓦斯涌出量 （m3/t）第一水平上邻近层A71.330.151.612.6850.68下邻近层A32.240.423.05350.75合计1.42第二水平上邻近层A73.491.691.612.6850.95下邻近层A37.191.723.05352.24合计3.19受A4煤层开采影响的不可采邻近煤层（A5、A6煤层）瓦斯基本参数缺失，本次预测按相关规范，考虑邻近煤层瓦斯排放系数和邻近煤层厚度等因素，以A

11、4煤层本煤层瓦斯涌出量的27%作为不可采邻近煤层瓦斯涌出量，则：第一水平不可采邻近煤层瓦斯涌出量为1.11 m3/t；第二水平不可采邻近煤层瓦斯涌出量为3.15 m3/t。矿井核定生产能力为0.95Mt/a，回采工作面生产能力以0.90Mt/a计，计算工作面瓦斯涌出量见表3-1-3。表3-1-3 回采工作面瓦斯涌出量水平煤层本煤层相对瓦斯涌出量(m3/t)邻近层相对瓦斯涌出量(m3/t)回采工作面相对瓦斯涌出量(m3/t)回采工作面绝对瓦斯涌出量(m3/min)第一水平A43.402.345.7410.88第二水平A411.746.3618.1034.28A4012工作面上限+661.4m水平

12、、下限+603m水平，综上所述A4012工作面回采期间绝对瓦斯涌出约为11.26m3/min。第三节 瓦斯抽放的必要性根据国家煤矿安全监察总局2012年颁布的煤矿瓦斯抽采达标暂行规定第七条规定：有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统。 开采具有煤与瓦斯突出危险煤层； 一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min，或一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min的； 矿井绝对瓦斯涌出量大于15m3/min，年产量等于或小于0.4Mt；矿井绝对瓦斯涌出量大于20m3/min，年产量等于或小于0.6Mt；矿井绝对瓦斯涌出量大于25m3/min，年产量等于或小于1.

13、0Mt；矿井绝对瓦斯涌出量大于30m3/min，年产量等于或小于1.5Mt；矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。根据重庆煤科院塞尔能源三矿瓦斯抽采工程初步设计说明书中对A4012工作面瓦斯涌出含量的预测，A4012工作面瓦斯绝对涌出量约为11.26m3/min,相对涌出量约为7.70m3/t，确定本矿井为高瓦斯矿井。经过以上分析，A4012工作面符合煤矿瓦斯抽采工程设计规范第3.1.1条规定的1、2、3点三种情况，因此必须建立瓦斯抽采系统。第四章 瓦斯抽放设计第一节 瓦斯抽放设备1、瓦斯抽放泵赛尔公司三矿建立了地面永久式瓦斯抽放系统，地面瓦斯抽放泵站安装有两台2BEY-62型水环式真空瓦斯

14、抽放泵(一用一备)，抽放泵最大排气量为300 m3/min ,160 hpa，转速290r/min。该泵推荐的工作区间为-0.04MPa-0.09MPa，具有高可靠性、维护方便、高效节能、适应冲击载荷的特点。2、施工钻机的规格根据三矿的瓦斯抽采方法、煤层赋存特点及国内外打钻设备的现状，设备选用ZDY3200S型全液压钻机2台。钻孔施工设备：采用ZYW/3200S型钻机施工，选用95mm的钻头，钻孔孔径95mm108mm。严格按设计参数施工，施工完后作好钻孔竣工参数记录。钻孔封孔设备：采用BFZ水泥浆封孔泵封孔，封孔管采用50mm具有煤安标志的矿井许用塑料管。第二节 瓦斯抽放管路的布置 1、抽放管路的规格A4012工作面瓦斯抽放选用400mmPE塑料管、355mPE塑料管和219mm不锈钢管三中类型的抽放管。从地面瓦斯泵房至东翼A4回风下山使用400mmPE塑料管，约881m；从东翼A4回风下山至距离1号钻场100m使用3