瓦斯抽采项目设计方案

瓦斯抽采项目设计方案第一章矿井概况第一节矿井概况1、矿井生产现状核桃冲煤矿为斜井开拓，现有5个井口，分别为主斜井、副斜井、1号回风斜井、2号回风斜井、3号回风斜井，均为煤炭生产许可证登记的合法井口。

主、副斜井位于井田北部，主斜井：半圆拱形断面，砌碹支护，面积为5.7m2。

副斜井：半圆拱形断面，砌碹支护，面积为4.5m2，两个斜井均在+1621m标高处落平。

1号回风斜井位于主井南部、2号回风斜井位于井田东南部，服务于主井筒与断层之间资源开采，梯形断面，金属支架支护，面积为4.2m2。

3号回风斜井位于井田西北部，服务于主井筒西北翼资源开采，梯形断面，金属支架支护，面积为4.2m2。

+1620m水平运输大巷布置在C9煤层中，梯形断面，采用金属支架支护，断面积4.2 m2，采用2.5t特殊防爆型蓄电池机车运输；矿井目前2个采区生产，分别在矿井1620水平北翼C9煤层中布置了一个120904采煤工作面与一个C7煤探煤巷掘进工作面，采煤工作面采用走向长壁采煤法；在1620南翼C10煤层中布置一个111001机运巷掘进工作面、在1620南翼布置一个避难硐室掘进工作面。

目前该矿+1620m以上只有C9煤层、C10煤层已经开采，其余煤层均没有开采。

2、瓦斯参数根据中国矿业大学2010年10月提供的《省富源县核桃冲煤矿开采煤层瓦斯参数测定报告》，核桃冲煤矿现开采围+1657m水平C9、C10、C12煤层的瓦斯基本参数如下表所示。

核桃冲煤矿+1657m水平C9、C10、C12煤层煤层瓦斯基本参数测3、瓦斯等级2009年瓦斯等级鉴定为煤与瓦斯突出矿井。

4、通风情况矿井目前采用分区式通风方式，抽出式通风方法，主、副斜井进风，1号、2号、3号回风斜井回风，矿井目前在1号回风斜井安装4-72-16C型风机2台，风量1835m3/h；2号回风斜井安装4-72-16C 型风机2台，风量1835m3/h；3＃回风斜井安装FBCDZNo.15型风机2台，风量1398－3102m3/min。

第二节瓦斯抽采工程简述1、矿井瓦斯涌出量预计及涌出构成经预测矿井瓦斯相对涌出量为55.72m3/t，绝对瓦斯涌出量为35.2m3/min。

其中采煤工作面绝对瓦斯涌出量为17.02 m3/min，每个采煤工作面绝对瓦斯涌出量为8.51m3/min；掘进工作面绝对瓦斯涌出量为1.644 m3/min ，每个掘进工作面绝对瓦斯涌出量为0.411m3/min；采空区绝对瓦斯涌出量为16.54 m3/min。

2、抽采方法的确定、抽采效果、抽采量的预计根据该矿煤层赋存情况、矿井开采技术条件以及预测的瓦斯涌出量情况，核桃冲煤矿在C10煤层回采时采取邻近层瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采相结合的综合抽采瓦斯方法；矿井瓦斯抽采量为13.54m3/min，抽采后每个采煤工作面绝对瓦斯涌出量为4.22m3/min，采空区绝对瓦斯涌出量为11.58m3/min，矿井绝对瓦斯涌出量为21.66m3/min，矿井抽采率为38.5%。

3、井下瓦斯抽采管网与抽采设备选型建立地面永久抽采瓦斯系统，采用高低负压抽采瓦斯系统；低负压抽采系统选用2台2BEA303水环真空泵，电机功率110kw。

高负压抽采系统选用2台2BEA353水环真空泵，电机功率132kw。

4、抽采泵站给排水、供电。

矿井瓦斯抽采泵循环冷却水补充水及消防水源利用矿井生活区生活用水水源，布置DN65给水HDPE管与煤矿工业场地生活给水管网连接，并在抽采站工业场地布置环状生活消防合用管网。

在地面瓦斯抽采泵站设瓦斯抽采泵站0.4kV配电室，配电室与瓦斯抽采泵站合建。

两回0.4kV电源取自矿井风井变电所0.4kV不同母线段上，两回电源线路均选用MYJV22-0.6/1，3×120+1×35mm2型煤矿用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆，单回线路长约120m。

第三节参数测定根据中国矿业大学2010年10月提供的《省富源县核桃冲煤矿开采煤层瓦斯参数测定报告》，核桃冲煤矿现开采围+1657m水平C9、C10、C12煤层的瓦斯基本参数如表1-2-3所示。

表1-2-3 核桃冲煤矿+1657m水平C9、C10、C12煤层煤层瓦斯基本2、矿井瓦斯等级据核桃冲煤矿2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告：矿井最大绝对瓦斯涌出量为7.54m3/min，最大相对瓦斯涌出量为56.18m3/t，为煤与瓦斯突出矿井。

2008年的瓦斯等级也为煤与瓦斯突出矿井。

根据云工信煤行【2010】160号文，省工业信息化委员会关于《2009年度全省煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果》的批复，该矿被列为煤与瓦斯突出矿井管理的矿井。

根据煤炭科学研究总院分院2008年7月提供的《省富源县大河镇核桃冲煤矿C9、C10煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，核桃冲煤矿+1620m标高及以上区域C9煤层无煤与瓦斯突出危险。

+1620m标高及以上区域C10煤层无煤与瓦斯突出危险。

（二）邻近矿井瓦斯情况云乡煤矿：位于核桃冲煤矿的西北部，2009年的瓦斯等级鉴定结果为高瓦斯矿井，矿井最大绝对瓦斯涌出量为5.03m3/min，最大相对瓦斯涌出量为36.33 m3/t。

大坪煤矿一号井：位于核桃冲煤矿西部，2009年的瓦斯等级鉴定结果为高瓦斯矿井，矿井最大绝对瓦斯涌出量为2.23m3/min，最大相对瓦斯涌出量为12.2 m3/t。

四、其它开采技术条件(一)煤层自燃倾向性根据核桃冲提交的C9、C12煤层自燃倾向等级鉴定结果(表1-2-4)，C9煤层属容易自燃煤层，C12煤层属自燃煤层。

其他煤层的自然倾向性，该矿未进行鉴定。

（二）煤尘爆炸性根据核桃冲提交的煤尘爆炸性鉴定报告(表1-2-5)，C9、C12煤层煤尘具有爆炸性。

该矿未对其他煤层的煤尘爆炸性进行过鉴定。

第二章采空区及掘进迎头瓦斯抽采方案核桃冲煤矿为生产矿井，现矿井在1620北翼布置一个C7煤探煤巷掘进工作面、120904采煤工作面、在1620北翼布置两个掘进工作面：111001机运巷掘进工作面、1620避难硐室掘进工作面。

根据该矿煤层赋存情况、矿井开采技术条件以及预测的瓦斯涌出量情况，加之该矿为煤与瓦斯突出矿井，本矿井瓦斯抽采主要目的是预防瓦斯超限以及防治煤与瓦斯突出问题。

本设计确定核桃冲煤矿在C10煤层回采与掘进时、在C9煤层回采与掘进时采用邻近层瓦斯抽采和采空区瓦斯抽采相结合的综合抽采瓦斯方法。

第一节邻近层抽采瓦斯根据瓦斯涌出量预测结果，邻近层瓦斯涌出量占C10煤回采工作面瓦斯涌出量的84.0%，其中上邻近层占28.6%，下邻近层占55.4%。

本设计拟在C10煤运输顺槽、回风顺槽每隔10m在巷道两帮分别布置一钻场，在钻场当中布置两排钻孔抽采上下邻近层瓦斯，每排布置三个钻孔，钻孔终孔间距3m左右。

抽采方法详见图3-2-1。

图3-2-1 穿层钻孔抽采邻近层瓦斯钻孔布置示意图第二节采空区抽采瓦斯煤层开采后，受采动影响，煤层顶、底板变形产生裂隙导致邻近煤层瓦斯卸压释放，通过采空区涌向采煤工作面，经风流稀释后排出，当采空区涌出瓦斯量较大时，容易造成上隅角瓦斯超限，所以需要进行采空区抽采。

采空区瓦斯抽采方法多种多样，按采空区状态划分，可分为半封闭采空区瓦斯抽采和全封闭采空区瓦斯抽采，根据1027-2006《煤矿瓦斯抽放规》，全封闭采空区瓦斯抽采适用于瓦斯涌出量大的老采空区，本设计主要针对现采空区，因此选择半封闭采空区瓦斯抽采方法。

半封闭采空区是指回采工作面后方的、工作面回采过程中始终存在、并随着采面的推进围逐渐增加的采空区。

半封闭采空区抽采瓦斯在国外所采用的主要方式有：埋管抽采、向冒落拱上方打钻孔抽采、在老顶岩石中打水平钻孔抽采、直接向采空区打钻抽采、顶板抽采巷抽采、工作面尾巷打钻抽采、地面钻孔抽采等。

生产采区采空区瓦斯抽采暂考虑采用埋管抽采方法，抽采方法详见图3-2-2 半封闭采空区瓦斯抽采管路布置示意图由于核桃冲煤矿C 9煤层为易自燃煤层，C 12煤层为自燃煤层，虽然在C 9煤层开采过程中未发生煤炭自燃发火，但为了安全起见，在对C 10煤层采空区瓦斯进行抽采时必须安装监控装备，设计选用WCP-1型采空区瓦斯抽采自动监控装置（由控制主机、执行装置及取气泵组成），可实现自动监控，抽放管中的CO浓度与气体温度等参数。

若发现有自燃发火征兆时，必须采取相应措施进行处理。

第三节钻场布置本设计方案中，采用在C10煤层、C9煤层运输顺槽、回风顺槽沿巷道两帮每隔10m布置一钻场，在钻场布置两排穿层钻孔抽采上下邻近层瓦斯，钻场宽3.5m，深3.5m，高与C10煤层运输顺槽、回风顺槽相同，在距钻场底部0.6m以上，开孔间距0.5左右施工穿层钻孔。

（二）钻孔参数1、钻孔直径理论上钻孔直径大，暴露煤壁面积也大，瓦斯涌出量就大。

但钻孔的直径应根据打钻技术、抽采瓦斯量和抽采半径等因素综合考虑，一般选用Φ75～113mm，有条件时可用大直径钻孔。

根据核桃冲煤矿的实际情况，设计钻孔直径为75mm。

2、钻孔长度及间距钻孔长度根据抽采方法确定，钻孔长度及间距确定见各抽采方法示意图。

钻孔有效抽采围决定钻孔间距。

钻孔有效抽采围受煤层裂隙发育、煤层透气性、煤层瓦斯压力等因素影响，设计初步确定本煤层抽采半径为 2.0m。

生产中要对不同钻孔间距的抽采效果进行测试、统计，比较确定更加合理的钻孔间距。

3、钻进工艺设计采用ZY-750型全液压钻机，配Φ42mm钻杆，风压排粉，孔口压力水防尘，无岩芯钻进工艺。

第四节其他参数1、抽采浓度根据《煤矿瓦斯抽采规》（AQ 1027-2006），预抽瓦斯钻孔抽采过程中孔口瓦斯浓度不应小于20％。

而采空区瓦斯浓度较低，预计可达到8％左右，设计矿井的瓦斯抽采浓度为15%。

2、抽采负压按其它矿井瓦斯抽采经验，钻孔抽采负压为13～25KPa，采空区抽采管口负压为5～8KPa左右。

3、瓦斯抽采率矿井瓦斯抽采率可以达到38.5％。

四、钻机及附属设备1、钻机在满足钻孔施工要求前提下，为方便采购及维修，选用ZY-750型全液压钻机3台，其中一台备用。

ZY-750型矿用全液压坑道钻机，具有钻进能力大、操作简单、稳定可靠、体积小、适应性好、寿命长、移动方便、钻杆刚度大强度高等特点。

主要技术参数如下：最大钻进深度 150m开孔直径 65/85/115mm终孔直径 65/75钻杆规格Ф42×800mm /Ф50×800mm 钻孔倾角-90～+90°额定输出转速＞90 r/min额定输出转矩＞650 N·m给进力50kN起拨力30kN正常进给速度0～1.5m/min给进行程850mm锚固力2×80kN电机功率15kW主机外形尺寸 2.107×0.38×10.35m主机重量（不含钻杆）约980kg钻进指标：根据《煤矿瓦斯抽采管理规》，钻机台月效率为：岩石f=6～8，不小于1200m／月·台岩石f＜6（包括煤），不小于1600m／月·台2、钻杆钻杆是将钻机的能力传递给岩芯管和钻头，并将水引入孔底的装置。