瓦斯治理方案及措施.docx

1、瓦斯治理方案及措施2015年度瓦斯治理技术方案及措施为贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理工作体系，遏制煤矿瓦斯事故，实现煤矿瓦斯抽采达标，根据煤矿安全监察条例、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定等法规，制定本年度瓦斯治理方案及措施。梅河煤矿四井瓦斯防治坚持“应抽尽抽、多措并举、抽采平衡”的原则。瓦斯抽采紧密结合实际，加大技术攻关和科技创新力度，强化现场管理，采取多种可能的抽采技术和工程措施，充分抽采瓦斯，实现先抽后采、抽采达标。瓦斯抽采工作要超前规划、超前设计、超前施工，确保煤层预抽时间和瓦斯预抽效果，保持抽采

2、达标煤量与生产准备及回采的煤量相平衡。 梅河煤矿四井瓦斯抽采做到抽采系统能力足够、设施完善，抽采工程超前、“抽、掘、采”平衡，抽采计量和参数测定准确，抽采管理制度完善，抽采后的效果达到煤矿瓦斯抽采基本指标（以下简称抽采指标）和煤矿瓦斯抽采达标暂行规定等法规和标准的要求。1.矿井概述1.1储量情况梅河四井于1979年10月1日投产，截止到2014年底，累计采出煤炭1475.3万t，剩余工业储量768.8万t，可采储量576.6万t，已开采水平为+270-260m，现开采水平为-260-310m，预计可开采4年。1.2通风情况梅河四井为中央并列式，负压抽出式通风方法，主扇型号为BDKNo25型，功

3、率2400，风机额定风量为300010080m3/min。两台同型号，其中一台备用。反风采用主扇反转无反风道式反风，矿井反风率为84.38。采区均有独立通风系统，符合规程规定，通风能力核定为92.66万t/a，生产核定78万t/a。掘进道口使用215KW局部系列化风机，双回路供电，全部实行“三专两闭锁”。采区道口配风均按瓦斯、人员、炸药量、温度、风速设计风量。1.3 瓦斯及抽采情况1.3.1 抽放系统情况：四井现采用地面永久式瓦斯抽放系统抽采煤层瓦斯，地面瓦斯抽放泵站共设有瓦斯抽放泵2台，使用1台，备用1台；瓦斯抽放泵型号：2BEC50；配备电机功率200Kw，抽采能力：160m3/min。1

4、.3.2 采区抽放方式：采区抽放方式为：对开采区采取工作面上隅角插管方式、随工作面推进抽采空区及本煤层瓦斯。对深部煤层采取边掘进边预抽原始煤层瓦斯。1.3.3 瓦斯等级鉴定结果：根据2014年瓦斯等级鉴定结果为：矿井绝对瓦斯涌出15.74m3/min，相对涌出量27.54m3/t。瓦斯基础参数测定结果 ： 辽源矿业（集团）安全计量检定中心对梅河四井做12#煤层瓦斯基础参数测定，均没有超出煤与瓦斯突出临界值，所以属无瓦斯突出矿井。详见下表梅河四井1001瓦斯参数序号测定煤层吸附常数a吸附常数b灰分Aad(%)水分Mad( %)挥发分Vdaf(%)真密度(t/m3)视密度(t/m3)孔隙率1121

5、.63821.022520.288.347.51.461.422.74瓦斯含量参数： (临界值为：8)采样地点煤层标高(m)煤样重量(g)解吸量(m3/t)损失量(m3/t)残存量(m3/t)瓦斯含量W(m3/t)411道口2703.26790.68570.59443.8623瓦斯初速度： （临界值为：10）编号煤层采样地点采样点标高（m）初速度P11001-256.53.4煤的坚固性系数f值： （临界值为：0.5）编号煤层采样地点采样点标高（m）煤的坚固性系数f值112#1001-256.54.23煤层的瓦斯压力： （临界值为：0.74MPa）编号煤层采样地点采样点标高（m）煤层瓦斯压力P（

6、MPa）112#1001-256.50.36K1值： （临界值为：0.5）编号煤层采样地点采样点标高（m）K1112#1001-256.50.21H2： （临界值为：200P）编号煤层采样地点采样点标高（m）H2112#1001-256.5671.3.4 瓦斯地质情况分析井田内由于F3断层和f2断层的切割，向斜的轴部和南部都被断失,因此四井井田煤层赋存是单一倾斜构造，但煤层倾角大，属于急倾斜煤层。煤层走向为N45E，倾角为6575，煤层厚度在040m之间，厚度变化大。梅河四井成煤期为新生界，下第三纪、古新统、梅河组、下含煤段。含2层煤，12层煤为主采层，全井可采，13层煤局部可采。1.3.5

7、地质构造变形应力分析井田一次成煤为原始缓慢性沉积成煤。二次构造应力变形分析为：在井田中间垂直应力做用下，形成向斜构造，向斜轴呈东北-西南方向。向斜北翼在向上地应力作用下，断开。该断层为逆断层，走向NESW，倾角70以上，断距不清。因此形成一个构造为向斜北翼、急倾斜煤层。井田范围内断距大于30米的大型断层共5条，以北东向断裂为主，其性质以正断层居多，多分布在井田的四周。大型断层以走向断层为主，其延展方向与煤岩层的走向一致。原始煤层瓦斯含量基本上以断层为界，断层面以上瓦斯含量小；断层面以下瓦斯较较大。1.3.6 瓦斯含量推测依据为了加强瓦斯升级管理，如按照辽源矿业（集团）安全计量检定中心测得数据3

8、.86 m3/t计算瓦斯量。2.各块段瓦斯量情况2015年地质储量为440933t，瓦斯储量1706189m3。10101-2区地质储量为98129（剩余）t、瓦斯含量为3.86m3/t、瓦斯压力为0.64（MPa）瓦斯储量=地质储量瓦斯含量=981293.86=378778 m3101032区地质储量为172973 t、瓦斯含量为3.86m3/t、瓦斯压力为0.64（MPa）瓦斯储量=地质储量瓦斯含量=1729733.86=667676m311101-1区地质储量为21991t、瓦斯含量为3.86m3/t、瓦斯压力为0.64（MPa）瓦斯储量=地质储量瓦斯含量=219913.86=84885

9、m311103-1区地质储量为147840t、瓦斯含量为3.86m3/t、瓦斯压力为0.64（MPa）瓦斯储量=地质储量瓦斯含量=1478403.86=572141m33. 抽、采、掘”平衡规划3.1 抽采达标工程2015年安排3个采区分别是101012区、101032区、11101-1区。10101-2区回采前瓦斯含量不大于6m3/t，符合规定，现正回采。101032区、11101-1区2015年陆续进行掘送。（一）2015年抽采达标工程计划2015年计划施工抽采钻孔共1084个，总进尺21451m。1、10101-2区共100个钻孔进尺为1836m，其中抽放钻98钻进尺为1770m、高位钻

10、2个钻孔进尺66m。2、10103-2区共180个钻孔，钻孔总进尺3365m。其中抽放钻孔173个进尺3120m、高位钻7个245m。3、11101-1区324个，钻孔总进尺6650m。其中预抽钻孔480钻9600m、采空区抽放钻孔23钻420m、高位钻1个30m。4、11103-1区480个，钻孔总进尺9600m。预抽钻孔480钻9600m。（二）、2015年度瓦斯抽采量及钻孔量分解实施计划2015年度瓦斯抽采量及钻孔量月份分解情况1月份计划：瓦斯抽采量为86251m3、打113个钻孔、钻孔进尺为2267m2月份计划：瓦斯抽采量为77905m3、打89个钻孔、钻孔进尺为1814m3月份计划：

11、瓦斯抽采量为86251m3、打117个钻孔、钻孔进尺为2343m4月份计划：瓦斯抽采量为83469m3、打81个钻孔、钻孔进尺为1612m5月份计划：瓦斯抽采量为61450万m3、打22个钻孔、钻孔进尺为410m6月份计划：瓦斯抽采量为48023m3、打77个钻孔、钻孔进尺为1521m7月份计划：瓦斯抽采量为79047m3、打133个钻孔、钻孔进尺为2635m8月份计划：瓦斯抽采量为106632m3、打133个钻孔、钻孔进尺为2635m9月份计划：瓦斯抽采量为103193m3、打122个钻孔、钻孔进尺为2381m10月份计划：瓦斯抽采量为101115m3、打122个钻孔、钻孔进尺为2381m1

12、1月份计划：瓦斯抽采量为103193m3、打44个钻孔、钻孔进尺为834m12月份计划：瓦斯抽采量为51325m3、打24个钻孔、钻孔进尺为450m2014年计划共抽瓦斯987855m3，计划打1084钻，计划钻孔进尺为21451m。（三）2015年抽采设备计划KHYD-140钻机4台、MK-4钻机2台、KHYD-45钻机4台，瓦斯抽采管150mm-300mmPE管3550m。1、10101-2区KHYD-140钻机2台、MK-4钻机1台、KHYD-140钻机2台2、10103-2区KHYD-140钻机2台、MK-4钻机1台、KHYD-140钻机2台（四）2015年采区抽采时间计划1、1010

13、1-2区2015年抽放时间1月1日至5月6日。2、10103-2区抽放时间2015年5月7日至12月1日。3、11101-1区预抽时间2014年11月21日至2015年5月7日，抽放时间2015年12月2日至12月31日。4、11103-1区预抽时间2015年7月5日至12月1日。服务时间2015.1.12015.12.31（五）2015年采区抽采量计划1、采区抽放计划1）10101-2区采空区共抽放318611 m3；1月份采空区抽放量为77771 m3，计划打抽放钻26钻钻孔进尺为479m。2月份采空区抽放量为70245 m3，计划打抽放钻20钻钻孔进尺为383m。3月份采空区抽放量为77

14、771m3，计划打抽放钻28钻钻孔进尺为495m。4月份采空区抽放量为75262 m3，计划打抽放钻26钻钻孔进尺为479m。5月份采空区抽放量为17561 m3。2）10103-2区采空区共抽放331356 m3；5月份采空区抽放量为38418 m3，计划打抽放钻22钻钻孔进尺为410m。6月份采空区抽放量为48023 m3，计划打抽放钻26钻钻孔进尺为492m。7月份采空区抽放量为49623m3，计划打抽放钻27钻钻孔进尺为509m。8月份采空区抽放量为49623 m3，计划打抽放钻27钻钻孔进尺为509m。9月份采空区抽放量为48023m3，计划打抽放钻26钻钻孔进尺为492m。10月份

15、采空区抽放量为49623m3，计划打抽放钻26钻钻孔进尺为461m。11月份采空区抽放量为48023m3，计划打抽放钻26钻钻孔进尺为492m。3）11101-1区共抽放42127m3；12月份采空区抽放量为48023m3，计划打抽放钻24钻钻孔进尺为450m。2、采区预抽计划1）11101-1区预抽量为38298m3；1月份采区预抽量为8480m3，计划打预抽钻87钻钻孔进尺为1788m。2月份采区预抽量为7660m3，计划打预抽钻69钻钻孔进尺为1431m。3月份采区预抽量为8480m3，计划打预抽钻89钻钻孔进尺为1848m。4月份采区预抽量为8207m3，计划打预抽钻55钻钻孔进尺为1

16、133m。5月份采区预抽量为5471m3。2）11103-1区预抽量为38298m3；6月份采区计划打预抽钻51钻钻孔进尺为1029m。7月份采区预抽量为29424m3，计划打预抽钻106钻钻孔进尺为2126m。8月份采区预抽量为57009m3，计划打预抽钻106钻钻孔进尺为2126m。9月份采区预抽量为55170m3，计划打预抽钻103钻钻孔进尺为2057m。10月份采区预抽量为51492m3，计划打预抽钻96钻钻孔进尺为1920m。11月份采区预抽量为55170m3，计划打预抽钻18钻钻孔进尺为342m。12月份采区预抽量为9198m3。（六）2015年抽采指标计划1、10101-2区计划

17、日产为830t ，预抽后可解析瓦斯含量为1.76m3/t、剩余瓦斯含量为2.23 m3/t。2、10103-2区计划日产为830t ，预抽后可解析瓦斯含量为1.76m3/t、剩余瓦斯含量为2.23m3/t。3、11101-1区计划日产为785t ，预抽后可解析瓦斯含量为1.75m3/t、剩余瓦斯含量为2.22 m3/t。4、11103-1区计划日产为740t ，预抽后可解析瓦斯含量为1.75m3/t、剩余瓦斯含量为2.22 m3/t。（七）梅河煤矿四井瓦斯抽采队伍及人员配备情况为了保证矿井安全生产，落实“安全第一，预防为主，综合治理”安全理念，作到“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理方针，

18、梅河煤矿四井配备瓦斯抽采队伍，具体人员配备如下：1、配备安全井长1人，全面负责瓦斯治理工作。2、配备瓦斯抽采专职人员1名，专管瓦斯抽采工作。3、配备通风段70人 其中：干部4人（ 段长1人、书记1人、技术员1人 副段长1人） 工人66人班长3人，组长6人，观测30人，施工6人，消火11人，火药库8人，地面看屋领料1人，更夫2人。4、配备抽放段50人 其中：干部4人（段长1人、书记1人、技术员1人、副段长1人） 工人46人班长3人，打钻31人，断电仪2人，微机4人，泵站司机4人，理研2人。（八）2015年资金计划2015年梅河煤矿四井计划投入资金51.54万元，以购买瓦斯抽采设备。并充分进行管路

19、回收利用，将采区回撤的管路用于新的采区，坚决做好节支降成工作，为矿井节约成本而努力。4.矿井瓦斯治理技术方案4.1煤层的瓦斯来源梅河四井瓦斯来源有四种：煤层赋存瓦斯；割煤和放顶煤期间上隅角出现瓦斯；采空区、邻近层涌出瓦斯；老空区涌入瓦斯。4.2回采期间瓦斯治理根据抽放方法的选择原则，结合梅河煤矿四井煤层的赋存、瓦斯来源等特点和工作面所需的抽放量，确定本井瓦斯抽放方法，详见表4-1。表4-1 瓦斯抽放方法抽放地点抽放方式理 由备 注采空区瓦斯抽放上隅角插管割煤和放顶煤期间易出现上隅角瓦斯超限在工作面上隅角插入抽放管路，抽放上隅角瓦斯，抽放方法见图3-1高低位钻孔采空区、邻近层瓦斯涌出量较大在回风

20、巷布置钻场，向采空区顶板裂隙带打钻孔，抽放采空区及邻近层瓦斯，抽放方法见图3-3老空区抽放防止邻近老空区向正在回采工作面涌入大量瓦斯在已采工作面回风巷打密闭，插入抽放管路，抽放老空区瓦斯，抽放方法见图3-44.2.1上隅角插管抽放采空区瓦斯治理方法根据回采工作面的瓦斯涌出状况，当工作面的瓦斯涌出量较小且风量已调至最佳供风量，但仍出现上隅角附近瓦斯超限的情况下，应考虑采用上隅角插管抽放采空区瓦斯。梅河煤矿四井回采工作面巷道均采用锚网钢棚支护方式，回采时由于回风巷道的垮落滞后于工作面顶板的垮落，在回风巷向采空区深部方向总有一段巷道没有垮落，可利用该空间插入瓦斯抽放管路，对上隅角瓦斯进行抽放。管路连

21、接方式：通过钢丝骨架胶管把布置在工作面回风巷的瓦斯抽放管路和插入采空区内的管路连接起来，随着工作面的推进和工作面回风巷道顶板的不断垮落，适当地向外拉出插入采空区内的瓦斯抽放管路。上隅角插管抽放采空区瓦斯方法见图4-2图4-2 上隅角插管抽放采空区瓦斯方法示意图4.2.2高低位钻孔抽放采空区及邻近层瓦斯方法抽放方法：在采区回风道距离工作面1030m范围内，向工作面架子风道向下35号顶板采空区打低位抽放钻孔，每组6个钻孔，其中三个抽放，三个备用，随工作面开采改变钻孔。或在回风巷布置的钻场内向采空区方向呈扇形打6个孔深为 3080m的高位钻孔，钻孔终孔点位于12煤层顶板裂隙带内，钻孔终孔点与工作面回

22、风巷最远水平距离在50m，封孔后抽放采空区及邻近层瓦斯。钻孔布置：每个钻场内布置6个钻孔，呈扇形布置， 抽放方法详见图4-4，图4-4高低位钻孔抽放采空区及邻近层瓦斯方法4.2.3老空区抽放瓦斯方法老空区是指已采完封闭的采空区。老空区虽已通过密闭与矿井通风网络隔绝，但采空区中往往积存大量的高浓度瓦斯。在邻近的回采工作面开采过程中，这部分瓦斯将在通风负压的作用下进入正在回采的工作面，使其瓦斯涌出量增大，甚至可能引起上隅角瓦斯超限，因此本设计考虑对这部分瓦斯进行抽放。老空区瓦斯抽放方法是在回风顺槽内打密闭，将抽放管路插入采空区直接抽放采空区瓦斯。抽放方法见图4-5图4-5 老空区瓦斯抽放方法示意图

23、4.3掘进期间瓦斯抽采工艺采用边掘边抽、穿层钻孔结合本煤层钻孔预抽及边采边抽的方法，通过在风道、溜子道及边界道打抽放钻孔进行抽放4.3.1顺层钻孔预抽方法顺层钻孔预抽下分层原始区域煤层瓦斯，采取从本层风道、溜道向下层溜道、风道打预抽钻。钻场布置：在本层风道、溜道分别布置钻场，在巷帮上分别起台0.3 m、0.8 m布置钻孔，在钻场内向下分层原始区域施工穿层钻孔，且钻孔在整个预抽区域内均匀布置。每3m一组，每组成扇形布置，钻孔形成后及时合管抽放。在巷帮上布置钻孔，每组布置2个钻孔，每组间距3m。终孔距下层巷道上3m5m，孔深30 m65m，倾角-8-65，终孔直径94mm，开孔直径114mm。抽放

24、方法见图4-7图4-7 穿层钻孔平、剖面穿层钻孔预抽方法穿层钻孔预抽下分层原始区域煤层瓦斯，采取从本层风道、溜道向下层溜道、风道打预抽钻。钻场布置：在本层风道、溜道分别布置钻场，在巷帮上分别起台0.3 m、0.8 m布置钻孔，在钻场内向下分层原始区域施工穿层钻孔，且钻孔在整个预抽区域内均匀布置。每3m一组，每组成扇形布置，钻孔形成后及时合管抽放。在巷帮上布置钻孔，每组布置2个钻孔，每组间距3m。终孔距下层巷道下3m5m，孔深30 m65m，倾角-8-65，终孔直径94mm，开孔直径114mm。抽放方法见图4-74.3.2掩护钻孔预抽、释放方法掘送巷道期间，未掘送的巷道煤层瓦斯解析量接近200p

25、a时,采用在掘送工作面向未掘送煤层打长距离预抽钻孔进行瓦斯抽放、释放巷道前方瓦斯。钻场布置：在掘送工作面布置钻场，分别起台0.5 m、1 m、1.5 m均匀布置9钻，钻孔形成后及时合管抽放。施工后严格执行矿要求“三个三”，即：抽放在三天，合流瓦斯浓度降到3%以下，掩护送道1/3。抽放方法见图3-9.图4-9 掩护钻孔平、剖面4.4新水平煤层瓦斯抽采工艺利用水平大巷或采区边界系统打长距离大孔径抽放钻孔抽采煤层瓦斯，个别区域还采取密集钻孔巷道抽放方式抽采瓦斯，深部石门及边界联络上山揭煤前必须打预抽钻抽采瓦斯。新水平发展、采区发展及回采期间必须编制专门的瓦斯治理设计和安全技术措施，并严格以抽采达标煤

26、量制定年度生产计划。5.钻孔插管选择及钻孔封孔工艺5.1钻孔插管选择回采工作面抽放钻孔插管选用4寸圆头型插管，掘进预抽钻孔、掩护钻孔插管选用2寸圆头型插管。5.2钻孔封孔工艺选用一根3m长的圆头型插管（直径小于钻孔直径20mm30mm），先将聚氨脂封孔胶中间的隔断撕开，使聚氨脂封孔胶A料和B料混合，用手揉撮聚氨脂封孔胶，使聚氨脂封孔胶A料和B料充份发生反应，然后用胶带将聚氨脂封孔胶牢牢缠绕在圆头型插管1m左右位置上，迅速将带聚氨脂封孔胶的圆头型插管插入钻孔，等待30min后即封好，用胶皮杠接到抽放管路上。详情见图5-1图5-1 封孔工艺6.抽采达标服务工程6.1抽放系统梅河四井现采用地面永久式

27、瓦斯抽放系统抽采煤层瓦斯，地面瓦斯抽放泵站共设有瓦斯抽放泵2台，使用1台，备用1台；瓦斯抽放泵型号：2BEC50；配备电机功率200Kw，抽采能力：160m3/min。梅河四井抽放主线管路为12寸PE管，支线管路为10寸PE管，预抽管路为8 、6寸PE管。抽放管路按规程安设流量计和观测孔，便于随时监测抽放流量。在巷道最低点抽放管路安设放水器，便于及时放水除尘排渣。6.2矿井瓦斯抽放能力核定6.2.1瓦斯量测定6.2.1.1测定方法手动测量：通过井下测量大气压值、管路负压值、管路温度、管路压差、管路内甲烷含量等参数进行计算。6.2.1.2测定工具空盒气压计、负压表、温度计、U型压差计、100%光

28、干涉式甲烷测定器6.2.1.3计算方法计算瓦斯流量，可按下列公式计算0=0.0034575(Pd-Hf)/(273Tg)0=井下空气平均密度 单位：Kg/m2Pd=气压表读数 单位： paHf=抽放管路负压 单位： paTg=温度 单位：g=00.554CH4%0（1CH4%）g=管内密度 单位：Kg/m3CH4%=甲烷浓度 单位：%Vg=(29.81Hv)/0Vg=管内流速 单位：m/sHv=管内管外压力差 单位：mmH2OQg=Vg60S2gQg=管内混合流量 单位：m3/minSg=管路横截面积 单位：m2b=1.20.554CH4%1.2(1CH4%)b=标准状态下管内密度 单位：Kg

29、/m3Qbh=(Qgg)/ hQbh=标准状态下管内混合流量 单位：m3/minQbc=QbhCH4%Qbc=标准状态下管内纯瓦斯流量 单位：m3/min通过以上公式计算结果为：参 数TgPdHfCH4HvSgQbhQbc测定日期地点MpaMpa%mmH2Om2m3/minm3/min20141226地面泵站200.0960.0348160.07166.635.03101012区121.0270.0231590.05132.645.08结果分析地面泵站额定抽放负压为0.048 Mpa，预抽瓦斯钻孔的孔口负压均达到0.013 Mpa以上，附合煤矿瓦斯抽采达标规定。6.2.2抽放管网能力核定计算方

30、法计算管径，可按下列公式计算：D=0.1457Q/VD=瓦斯管路内径 单位：mQ=管内瓦斯流量 单位：m3/minV=瓦斯在管内平均流速 单位：m/s地点抽放管径管内流量管内流速mm3/minm/s地面泵站0.0866.6315.64101012区0.0832.6410.67结果分析地面泵站抽放管径0.3 m大于计算管径0.08m，101012区抽放管径0.25m大于计算管径0.08 m。所以矿井管网能力满足需求。6.2.3瓦斯抽放泵能力核定计算方法计算瓦斯抽放泵额定流量，可按下式计算：Q100Qz/nK Q瓦斯抽放泵额定流量 单位：m3/minQz矿井最大纯瓦斯抽出量 单位：m3/minK瓦斯抽采能力富裕系数，取K=1.21.8。瓦斯抽采泵的机械效率，一般取=0.8通过