年度瓦斯抽放系统能力核查报告.docx

1、年度瓦斯抽放系统能力核查报告贵州丰联矿业有限公司普安县楼下镇天普煤矿瓦斯抽放系统能力核查报告编 制：通防科提交时间2017年14月天普煤矿会审意见表职务审批意见审批人签字会审日期调度室技术科通防科生产副总机电副总安全副总生产矿长机电矿长安全矿长总工程师矿 长天普煤矿瓦斯抽放系统能力核查天普煤矿矿井生产能力为15万吨/年，根据已批准的安全设施设计第三章（瓦斯灾害防治与抽采）要求，严格按照批准设计进行施工建设，竣工并投入运行；依据2014年度瓦斯等级鉴定报告，矿井绝对瓦斯涌出量为7.895m/min，其中，回采工作面瓦斯涌出为2.974m/min，约占全矿井瓦斯涌出的37.67%；掘进工作面m瓦斯

2、涌出为1.119m/min，约占全矿井瓦斯涌出的14.17%，其他地点瓦斯涌出为3.802m/min，约占全矿井瓦斯涌出的48.16%。天普煤矿安全生产许可证有效期至2018年2月10日，根据生产作业计划，2017年度主要回采11907煤柱回收工作面及11910回采工作面。11901煤柱回收工作面系统已形成（利用原11907运输巷作为回风巷，原11909回风巷作为运输巷），不需掘进，采场宽度50米，11907工作面与11909工作面已在2014年7月前回采完毕，煤层瓦斯有效起到解放作用，暂不考虑瓦斯抽采，回采时只需将瓦斯抽放管路接至工作面，按照四位一体的防突措施步骤进行效果检验，根据检验效果，

3、未达到规定，再布置瓦斯抽采工作，使其煤层瓦斯达到规定范围；11910工作面先对泄压效果进行检验，根据检验效果，未达到规定，再采用顺层抽放预抽煤层瓦斯，使其煤层瓦斯达到规定范围。依据该矿瓦斯等级鉴定报告得出，矿井达产后，矿井最大绝对瓦斯涌出量为7.895 m/min，其中，回采工作面瓦斯涌出为2.9743/min，约占全矿井瓦斯涌出的36.67%；掘进工作面瓦斯涌出为1.119m/min，约占全矿井瓦斯涌出的14.17%，采空区瓦斯涌出为3.802m/min，约占全矿井瓦斯涌出的48.16%。风井场地设立地面瓦斯抽放泵站一座，站内装备有高负压重新选择高效节能的水环式真空泵2BE3 400型两台（

4、一台工作、一台备用）作为瓦斯抽放泵，其工况点参数为：Q高=105.4m/min，340rpm，轴功率95kW；循环水流量6.7m/h台；配套防爆电动机YB315S-4，110kW，660V。低负压选用高效节能的水环式真空泵2BE3 400型两台（一台工作、一台备用、预留一台位置）作为瓦斯抽放泵，其工况点参数为：Q低=128.6m/min，390rpm，轴功率108kW；循环水流量9.5m /h台；配套防爆电动机YB315M-4，132kW，660V。采用循环水冷却方式，选用冷却水泵：IS6550125型2台（一台工作，一台备用），配套防爆电动机YB100L1-2，3kW，660V。高负压抽放系

5、统管路敷设路径为(地面选用250mm无缝钢管，井下选用PVC管)：工作面顺槽回风大巷回风立井井筒(选用2199镀锌铁管)低负压抽放管路系统为(地面选用250mm无缝钢管，井下选用PVC管)：工作面回风顺槽回风大巷回风立井井筒泵站。矿井生产时，全矿绝对瓦斯涌出量为7.895m/min，抽采率为40%；矿井及采掘工作面、老采空区瓦斯现状平衡表开采煤层回采工作面掘进工作面老采空区全矿井风排量(m/min)抽采量(m/min)抽采率%风排量(m/min)抽采量(m/min)风排量(m/min)抽采量(m/min)风排量(m/min)抽采量(m/min)抽采率%19号煤1.781.19401.1191.

6、8341.9684.737315840瓦斯涌出量(m/min)2.9741.1193.8027.895一、矿井瓦斯抽采能力核查计算依据煤矿瓦斯抽采指标（AQ1026-2006）和煤矿瓦斯抽放规范（AQ1027-2006）所确定的指标及测算方法，瓦斯抽采达标核查主要应从年度瓦斯抽采钻孔量、年度瓦斯抽采量和抽采系统能力三方面进行核查。高负压2BE3 400型两台（一用一备）额定流量为105.4m/min，功率95kw；低负压2BE3 400（一用一备）额定流量为128.6m/min，功率108kw；1、年度瓦斯抽采钻孔量19#煤回采工作面开采层抽放钻孔量计算：19#煤回采工作面实际采用单侧顺层平行

7、钻孔抽放，钻孔间距为5m，工作面长度为400m，钻孔长度70m，则工作面共布置钻孔数为： 4005=80个。钻孔总进尺为：8070=5600m工作面煤炭总储量为：4002901.4=100800t则：吨煤钻孔量为5600100800=0.06m/t，满足吨煤钻孔量表中相关的规定要求，可见回采工作面开采层抽放钻孔布置是合理的。根据：采区抽钻孔量=采区产量/采区回采率吨煤钻孔量系数所以矿井年产量15万吨时，19#煤回采面年度抽采钻孔量应为：年度瓦斯抽采钻孔量=15万吨/90%0.063m/t=10000m其中：吨煤钻孔量系数依据煤矿瓦斯抽采指标（AQ1026-2006）取得；采区产量根据实际生产过

8、程中采区产量取得。（矿井核定产量为15万吨，19号煤层年产量约15万吨）计算结果验证根据计算结果，矿井实际年度抽采钻孔量达到煤矿瓦斯抽放规范（AQ1027-2006）要求。19#煤层11910工作面年度抽采钻孔量12800 m（实际抽采钻孔量）10000m（规定抽采钻孔量）所以矿井年度瓦斯抽采钻孔量达标。二、年度瓦斯抽采量1、规定矿井年度瓦斯抽采量根据实际情况，矿井年度瓦斯抽采量计算方式选择方法二即按矿井瓦斯抽采率计算（适用于矿井瓦斯涌出主要来源于邻近层或本煤层）：年度瓦斯抽采量=矿井绝对瓦斯涌出量矿井相对应的矿井抽采率1440365所以矿井最大年度瓦斯抽采量应为：7.895m/min40%1

9、440365=165.98万m其中：矿井绝对瓦斯涌出量根据贵州蓝博资源开发有限公司普安县楼下镇2014年度矿井瓦斯等级鉴定报告和矿井瓦斯涌出量预测相比取较大值；矿井相对应的矿井抽采率依据煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）取得。2、矿井年度瓦斯实际能达到的抽采量年度瓦斯抽采量=月平均瓦斯抽采量12所以：年度瓦斯抽采量=8012=960万m 其中：月平均瓦斯抽采量取瓦斯泵月抽采量能力平均值3、计算结果验证根据计算结果，矿井实际年度抽采量达到煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）要求。960万m（实际年度抽采能力）165.98万m（规定矿井年度抽采量）所以矿井年度瓦斯抽采量达标。

10、按矿井瓦斯抽采能力计算矿井产量：矿井最大年产量3302415矿井瓦斯抽采量(规定矿井最小瓦斯抽采率矿井相对瓦斯涌出量) 3302415165.98(4054.57)90.34万吨。矿井抽采能力能够达到15万吨矿井生产能力的要求。三、抽放泵能力核查1、抽放泵能力核查抽放泵流量核查Qz=Q泵X/K式中：Qz瓦斯抽放泵最大抽采瓦斯总量（纯量），m/min；Q泵瓦斯抽放泵额定流量，m/min；X瓦斯抽放泵入口处瓦斯浓度，%；K瓦斯抽采的综合系数，取K=1.2-1.8；瓦斯抽放泵机械效率，一般取80%；高负压2BE3 400型抽放泵抽采量：Qz=105.440%1.50.8=50.592低负压2BE3

11、400型抽放泵抽采量：Qz=128.640%1.50.8=61.728矿井正常生产时高负压运行一台2BE3 400抽放泵，所以矿井高负压抽放泵最大抽放量为：50.292m/min年度抽放量为：50.292m/min1440365=2643.3万m矿井正常生产时低负压运行一台2BE3 400抽放泵，所以矿井低负压抽放泵最大抽放量为：61.728m/min年度抽放量为：67.728m/min1440365=3559.8万m总抽放量：2643.3万m+3559.8万m=6203.1万m换算为标准状态下纯瓦斯量为：6203.1万m40%=2481.24万m （其中：40%为最低瓦斯抽放浓度）其中瓦斯浓

12、度按最低抽放瓦斯浓度计算所以抽放泵能力为2481.24万m。抽放泵压力核查高负压H泵=( H入+ H出)K=（h入摩+ h入局+ h钻负）+（h出摩+ h出局+ h出正） K=（h摩+ h局+h钻负+ h出正） K=（h管总+h钻负+ h出正） K=(3453.64+13000+4000)1.530680.47Pa式中：H泵瓦斯泵的压力，Pa；H总抽放管路总阻力损失，3453.64Pa；H孔本煤层钻孔所需负压，取H孔=13000Pa；H正瓦斯泵出口正压，取H正4000Pa；K抽放备用系数，取K1.5。抽放泵站场地标高为+1774.11m，则抽放泵站大气压力约为Pd=80900Pa。高负压抽放泵

13、工况压力为P泵工：80900-30680.47=50219.53Pa，泵入口的绝对压力P= PdH孔H总64446.54Pa。低负压H泵=( H入+ H出)K=（h入摩+ h入局+ h钻负）+（h出摩+ h出局+ h出正） K=（h摩+ h局+h钻负+ h出正） K=（h管总+h钻负+ h出正） K=(3856.19+6700+4000)1.521834.28Pa式中：H泵瓦斯泵的压力，Pa；H总抽放管路总阻力损失，3856.19Pa；H孔采空区管口负压，取H孔=6700Pa；H正瓦斯泵出口正压，取H正4000Pa；K抽放备用系数，取K1.5。低负压抽放泵工况压力为P泵工：80900-2183

14、4.28=59065.74Pa，泵入口的绝对压力P= PdH孔H总70343.81Pa。2、瓦斯抽放泵能力核查结果高负压2BE3 400型抽放泵抽采量：Qz=105.440%1.50.8=50.592低负压2BE3 400型抽放泵抽采量：Qz=128.640%1.50.8=61.728预测矿井瓦斯抽采达标时应抽采瓦斯量对应的工况流量的2倍：低负压运行时：2100抽采达标时抽采量标准大气压力/抽采瓦斯浓度(当地大气压力-泵运行负压)= 21004.991.013105/8(0.82105-0.16105)=185.8m/min高负压运行时：2100抽采达标时抽采量标准大气压力/抽采瓦斯浓度(当地

15、大气压力-泵运行负压)= 21003.1581.013105/8(0.82105-0.14105)=133m/min运行抽放泵装机能力大于预测矿井瓦斯抽采达标时应抽采瓦斯量对应的工况流量的2倍,符合要求。3、抽放管路能力核查抽放瓦斯管径计算及选择19号煤层本煤层及邻近层抽放量：本煤层回采工作面瓦斯抽放量为1.19m/min；本煤层预抽工作面抽放量为0m/min；回采工作面邻近层抽放量为0m/min；1） 高负压抽放系统瓦斯管直径计算式中： D瓦斯管内径，m；Qk瓦斯管中的瓦斯混合量；V瓦斯管中的瓦斯平均流速。全矿井高负压抽放系统抽放瓦斯管路计算结果见下表。 高负压抽放系统抽放瓦斯管径计算表管

16、路名 称纯瓦斯流 量(m/min)瓦 斯浓 度(%)混合瓦斯流 量(m/min)气 体流 速(m/s)管 道内 径(m)安装地点服务范围主管10.053030.404.840.20地面全矿井主管10.053030.404.840.20回风立井全矿井干管10.053526.057.370.20回风大巷全矿井分管10.91402.280.20轨道顺槽11907回采工作面分管21.825454.060.20回风顺槽11910预抽工作面抽放管材的选择和管径确定地面、回风立井井筒（主管）：选用2196镀锌螺旋焊缝钢管；回风大巷（干管）：选用2196镀锌螺旋焊缝钢管；工作面顺槽（分管）:选用2196镀锌螺

17、旋焊缝钢管。2）低负压抽放系统瓦斯管直径计算： 式中： D瓦斯管内径，m；Qk瓦斯管中的瓦斯混合量；V瓦斯管中的瓦斯平均流速。全矿井低负压抽放系统抽放瓦斯管路计算结果见下表。 低负压抽放系统抽放瓦斯管径计算表管 路名 称纯瓦斯流 量(m/min)瓦 斯浓 度(%)混合瓦斯流 量(m/min)气 体流 速(m/s)管 道内 径(m)安装地点服务范围主管14.091578.465.550.3地面全矿井主管14.091578.465.550.6行人进风斜井全矿井干管14.092058.854.160.6总回风巷全矿井分管11.91404.773.030.2工作面回风顺槽11907回采工作面分管23.

18、14407.854.990.2工作面运输巷11910工作面本煤层6.722033.60工作面采空区实际选用的抽放管管径：地面、回风立井井筒（主管）：选用3506镀锌螺旋焊缝钢管；回风大巷（干管）：选用3506镀锌螺旋焊缝钢管；工作面顺槽（分管）:选用2506镀锌螺旋焊缝钢管。 管路阻力计算：计算公式： 式中：管路内壁的当量绝对粗糙度（mm）L瓦斯管路长度mQ抽放混合量m/h0标准状态下的混合瓦斯运动粘度（m2/s）管路内混合瓦斯密度（kg/m）d抽放管路内径cmP0标准大气压力（101325Pa）P管道内气体的绝对压力（Pa）T管路中的气体温度为t时的绝对温度（K）T0标准状态下的绝对温度（K

19、）抽放管路的阻力损失计算应选择抽放系统服务年限内一条阻力损失最大的抽放管路进行计算。根据矿井的开拓布置图，抽放系统直管阻力损失计算结果见表。抽放管路阻力损失计算表管路名称L(m)P(Pa)Qc(m/h)0D(mm)Hm(Pa)高负压抽放系统主管（地面）1007405918241.120.000015940062.52主管（回风立井）1917441718241.120.0000159400357.76干管(回风大巷)4507482615631.090.00001613001701.07分管1（胶带顺槽）45075700243.31.030.0000165200874.38直管阻力损失3003.1

20、7局部阻力损失450.48合计3453.64低负压抽放系统主管（地面）100786954707.61.200.000015560048.74主管（回风立井）191789754707.61.200.0000155600279.25干管（回风大巷）4507922535311.170.0000156600250.06分管1（回风顺槽）450820004711.060.00001632002775.16直管阻力损失3353.21局部阻力损失502.98合计3856.19通过以上计算管路管径满足使用要求。瓦斯管流量350mm钢瓦斯管能力：（0.175m）2 15m/s=1.44m/s250mm钢瓦斯管能

21、力：（0.125m）2 15m/s=0.74m/s矿井现有瓦斯抽放泵4台（两台2BE3 400、两台2BE3 400），其中2台使用（一台2BE3 400），2台备用（一台2BE3 400）。同时运行管路最大为1趟350mm钢瓦斯管路，1趟250mm钢瓦斯管路，所以矿井抽放管路最大流量为：0.74m/s+1.44 m/s=2.18 m/s年度抽放量为：2.18m/s606024365=6874.8万m根据相关规定，管网能力要保证10%的富余系数，所以矿井最大管网能力为：6874.8万m90%=6187.32万m换算为标准状态下纯瓦斯量为：6187.32万m40%=2474.93万m所以管网能力

22、为2474.93万m。4、抽放系统能力：依据上述抽放泵能力和管网能力计算，取两者最小值作为矿井抽放系统能力，即：矿井年度抽放系统能力为2481.24万m，即47.86m/min；按矿井年度抽放系统能力计算矿井产量：矿井最大年产量3302460矿井瓦斯抽放量(规定矿井最小瓦斯抽采率矿井相对瓦斯涌出量) 330246047.86(4054.57)104.2万吨。矿井瓦斯抽采指标核查根据国家安全生产监督管理总局2006-11-02颁布的中华人民共和国安全生产行业标准(AQ10262006)煤矿瓦斯抽采基本指标的规定；1、瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足表3-8-8规定，瓦

23、斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面前方20 m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应满足表3-8-9规定。2、矿井瓦斯抽采率应满足下表规定。采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标工作面绝对瓦斯涌出量Q (mmin)工作面抽采率 (%)备 注5Q10 2010Q20 3020Q40 4040Q70 5070Q10001 4矿井瓦斯抽采率应达到的指标绝对瓦斯涌出量Q （mmin）抽采率 （%）备 注Q 202520Q403540Q 804080Q16045160Q30050300Q30%，因此符合回采工作面瓦斯抽放指标的要求。（二）矿井瓦斯抽放率及符合抽采指标的分析预测结果可知，矿井最大绝对瓦斯涌出量为7.89

24、5m/min，其中，回采工作面瓦斯涌出为2.974m/min，掘进工作面瓦斯涌出为1.119m/min，采空区瓦斯涌出为3.802m/min。根据瓦斯平衡现状表计算，矿井高负压抽放量为1.19m/min，低负压抽放量为1.968m/min，矿井瓦斯抽放总量为3.158m/min，矿井抽放率为=(3.1587.895)100%=40%。按照煤矿瓦斯抽采基本指标规定的矿井绝对瓦斯涌出量为Q 20时，要求矿井抽采率40%，本矿抽放率为40%，因此符合要求。（三）可解吸瓦斯量19号煤层根据前面计算结果，本矿井19号煤回采工作面预抽时间为120天，工作面开采层抽放量为1.968m/min。工作面开采层抽

25、放总量为：W抽放=1.9681201440=340070m1).抽放后回采工作面瓦斯含量11910回采工作面平均走向长度为400m，倾斜长度平均为90m，煤厚2.0m，则抽放后工作面瓦斯含量为： Wg=W-340070(4002901.4)=6.24-3.37=2.87m/t式中：W煤的瓦斯量含量，19号煤为6.24m/t2).抽放后工作面可解吸瓦斯量：Wj = WgWc 式中：Wg抽放后煤的瓦斯量含量3.37m/tWj 煤的可解吸瓦斯量，m/t；Wc 煤在标准大气压力下的残存瓦斯含量，根据预测报告为2.87m/t。计算得出：Wj =Wg-Wc=3.37-2.87=0.5m/t8.0m/t(工作面日产量 1000t，可解吸瓦斯量Wj为8m/t)的规定。根据以上计算，矿井瓦斯抽采情况完全达标。六、问题及建议1、该矿19#煤层为炮工作面，上隅角容易形成瓦斯积聚，要加强现有的瓦斯抽放和通风管理，确保矿井安全生产。2、该矿前几年为高瓦斯矿井，矿井在该文件划定的煤与瓦斯突出区域内，要严格按照煤与瓦斯突出矿井进行管理。