2018年度抽采达标规划

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贵州万胜恒通矿业有限责任公司普安县三板桥麒麟煤矿2018年度瓦斯抽采达标规划

编制单位：麒麟煤矿通防科

编制日期：2018年7月30日

目录

一、开拓开采概况................................................................................................. （一）开拓方式 .................................................................................................... （二）水平及采区划分 ........................................................................................ （三）通风方式和条件 ........................................................................................

二、矿井瓦斯压力和瓦斯含量............................................................................. （一）煤层瓦斯压力 ............................................................................................ （二）瓦斯等级 .................................................................................................... （三）煤层自燃倾向性和煤尘爆炸危险性 ....................................................... （四）瓦斯主要来源分析....................................................................................

三、瓦斯涌出、储存、可抽量............................................................................. （一）瓦斯涌出预测 ............................................................................................ （二）瓦斯存储、可抽量

（三）瓦斯涌出量计算

（四）瓦斯抽采系统选择及合理分析

（五）建立地面集中瓦斯站

（六）瓦斯抽采难易程度分析...................................... （七）瓦斯抽采率

（八）必须达到的指标

四、2018年瓦斯治理............................................................................................ （一）瓦斯抽采设备设施.................................................................................... （二）目标任务 ....................................................................................................

五、瓦斯抽采规划................................................................................................. （一）井下工作面抽采计划

（二）工作方向 ....................................................................................................

麒麟煤矿2018年度瓦斯抽采达标规划

根据《煤矿抽采达标暂行规定》和《防治煤与瓦斯突出规定》等要求，在瓦斯治理方面严格落实“通风可靠；抽采达标；监控有效；管理到位”的十六字工作体系和“先抽后采；监测监控；以风定产”的十二字方针，以及“应抽尽抽，多措并举，采掘平衡”的原则，我矿主要采用本煤层抽放，先抽后掘，超前释放瓦斯治理。

同时结合矿井实际情况，根据2018年度矿井瓦斯抽采计划以及矿井瓦斯来源、煤层赋存情况、地质条件等因素综合考虑，特编制《麒麟煤矿2018年度瓦斯抽采达标规划》，逐步搞好瓦斯抽采工作，提高矿井瓦斯管理水平。

一、开拓开采概况

（一）开拓方式

斜井开拓方式。

（二）水平及采区划分和可采存量及服务年限

本矿可采煤层有2层，C1、C17煤层，根据本矿井煤层赋存特点及构造分布情况，先采C1煤层，最后采C17煤层，设计一个水平六个采区来进行布置。C1煤层布置3个采区，C17煤层所有巷道政策性已封闭。目前矿井采掘活动均在C1煤层一采区。

根据《煤炭工业小型矿井设计规范》，该矿可采二层煤均为中厚煤层，采区回采率取80%，可采储量按下式计算：

可采储量=∑(设计利用储量-煤柱损失)×采区回采率

经计算本矿可采储量613万t。

设计能力及服务年限：采矿证登记生产规模15万t/a，矿井服务年限40.8a。

（三）通风方式和条件及瓦斯抽放泵型号

矿井通风方式：矿井采用并列通风方式，通风方法为抽出式。矿井有2个进风井口（即主斜井，副斜井），一个回风井。

回风井安装了两台FBCDZ№16型对旋轴流式通风机，电机功率为75kW，风量范围31.35～61.0m3/min，负压范围339～1583Pa，负压为850Pa，电机输入功率为75kW。

地面设瓦斯抽放泵房，已建立瓦斯抽采系统。高负压安装2BEA-303型水环真空泵2台(一台工作，一台备用），（最大抽气量51.3m3/min，最低吸入绝压40KPa，配套电机功率为90kW）。高负压抽放安装DN250型矿用阻燃PVC管作为抽放主管；安装DN159型矿用阻燃PVC管为抽放支管。

低负压选用2BEI-355型水环真空泵2台（一台工作，一台备用），最大抽气量52m3/min，最低吸入绝压40KPa，真空泵配套电机功率为110kW）。低负压抽放选用DN300型矿用阻燃PVC管作为抽放主管, 选用DN200型矿用阻燃PVC管为抽放支管。

二、矿井瓦斯压力和瓦斯含量

（一）煤层瓦斯压力测定

根据中煤科工集团重庆研究院2012年4月13日对我矿1号煤层瓦斯放散初速度指标（ΔP）、煤的坚固系数（f）测试报告，1号煤层最大瓦斯压力0.58MPa，煤体破坏类型为IV，瓦斯放散初速度为13ml/s，坚固系数0.49。

（二）瓦斯等级鉴定

根据贵州省能源局文件：关于黔西南州煤炭局《关于上报黔西南州2012年度煤矿瓦斯等级鉴定的报告》的批复（黔能源发[2012]488号），普安县三板桥麒麟煤矿瓦斯绝对量5.98m3/min，二氧化碳绝对涌出量

2.19m3/min，鉴定等级为高瓦斯矿井。

（三）煤层自燃倾向性和煤尘爆炸危险性

根据贵州省煤田地质局实验室于2014年11月提交的C1煤层,2016年09月01日提交的C17煤层煤尘爆炸性鉴定报告：C1、C17煤层煤尘无爆炸性。

根据贵州省煤田地质局实验室于2014年11月提交的煤层，2016年09月01日提交的C17煤层自燃倾向性鉴定报告：C1、C17煤层自燃倾向性为III级，属不易自燃煤层。

（四）瓦斯主要来源分析

根据近年来煤矿瓦斯涌出情况，矿井瓦斯的主要来源有：生产采区瓦斯涌出和采空区瓦斯涌出。生产采区瓦斯涌出包括回采工作面瓦斯涌出、回采工作面采空区瓦斯涌出、掘进工作面瓦斯涌出以及煤壁瓦斯涌出和运输过程中的残余瓦斯等。

三、瓦斯涌出量、储存、可抽量

（一）矿井瓦斯涌出预测

瓦斯压力、含量预测结果表

（二）瓦斯储存、可抽量

（三）瓦斯涌出量计算

该矿共有二层可采煤层，煤层编号自上而下依次为：1、17，1号煤层下距17号煤层顶界法线距离约116m 。本次设计先行开采1号煤层，然后开采17号煤层。

q 采＝q 1＋q 2

式中：q 采—回采工作面相对瓦斯涌出量，m 3/t ；

q 1—开采层相对瓦斯涌出量m 3/t ； q 2—邻近层相对瓦斯涌出量，m 3／t 。

A 、开采层相对瓦斯涌出量 q 1＝K 1·K 2·K 3·

M

m

·(W 0-W C ) 式中：q 1—开采本煤层相对瓦斯涌出量，m 3/t ；

K 1—围岩瓦斯涌出系数，取1.1～1.3，全部垮落法取1.3；局部

充填法取1.2；全部充填法取1.1，本矿取1.3；

K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数计算；1号煤层

属中厚煤层，工作面回采率为95%，K 2得1.05，17号煤层属中厚煤层，工作面回采率为95%，K 2得1.05。

K 3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，查

（AQ1018－2006）标准；采用长壁后退式回采时按下式计算：K 3＝(L-2h)/L ，得0.76；

L —工作面长度，m ；

h —掘进巷道预排等值宽度，m ，查（AQ1018－2006）标准； m —开采煤层厚度，m ； M —工作面采高，m ；

W 0—煤层原始瓦斯含量，m 3/t ；

Wc—纯煤的残存瓦斯含量，m3/t，根据煤层挥发分按（AQ1018-2006）标准选取纯煤的残存瓦斯含量，1、17号煤层挥发分依次为14.21 %、10.04%，根据表4-2-1,1号煤层取4.0m3/t，17号煤层取5.0m3/t；

则原煤残存瓦斯含量：W原＝W c×（100)f

f W

-/[100×（1+0.31W f）]

A-

1号煤层：W原＝4.0×（100-27.82-0.52）/[100×（1+0.31×0.52）]＝2.5m3/t

（四）瓦斯抽采系统的选择及合理性分析

1、抽采系统的选择及合理性分析

2、根据AQ1055-2008第3.4.4.1规定：

3、有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采：

a）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。

b）矿井绝对瓦斯涌出量等于40m3/min；年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min；年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3/min；年产量0.4～0.6Mt 的矿井，大于20m3/min；年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min。 c）高瓦斯或煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的。

根据以上规定：

①根据预测采面瓦斯涌出量3.52m3/min。

②矿井生产能力15万t/a，矿井最大绝对瓦斯涌出量5.98m3/min。

③本矿按煤与瓦斯突出矿井设计。

由此可见，该矿必须进行瓦斯抽放，本设计在地面建立瓦斯抽放泵站，采用高、低负压系统进行抽放，矿井已委托有资质的部门编制瓦斯抽采专项设计，该矿应按瓦斯抽放专项设计进行施工。

（五）本设计建立地面集中瓦斯泵站，设高、低负压抽放系统，经分析认为是合理的。

本设计不设井下移动瓦斯抽放泵及抽放泵站。

地面集中抽采(预抽)的预抽量、预抽时间、预抽效果分析

（六）瓦斯抽采难易程度分析

①由于本矿瓦斯资料欠缺，未能获得煤的孔隙率、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等资料，无法定量分析瓦斯抽采难易程度。

②矿井应进一步进行孔隙率、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等资料的测定和收集，在实施瓦斯抽采过程中进一步检验各种抽放方法的抽放效果和对抽采难易程度进行评价，采取合理、可行、有效的抽放方法。（七）瓦斯抽放率

该矿按煤与瓦斯突出矿井设计，设计建立地面永久性瓦斯抽放站。

根据AQ1026-2006《煤矿瓦斯抽采基本指标》，矿井瓦斯抽采率应达到的指标为≥25%(矿井绝对瓦斯涌出量Q，当Q＜20时，本矿最大为11.84)，采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标为≥30%(采煤工作面绝对瓦斯涌出量Q，当5≤Q＜10时，本矿最大为5.98)。

因此本设计取回采工作面瓦斯抽采率35%、掘进工作面瓦斯抽放率按35%，采空区瓦斯抽放率按50%，则矿井瓦斯抽放率为42.87%。

瓦斯抽放、风排量

设计采用高、低负压抽放，高负压抽放主要抽采掘工作面瓦斯，低负压主要抽采空区瓦斯。

预抽时间及预抽效果，瓦斯抽放应达到的指标及控制范围

（九）必须达到的指标

A、根据煤矿瓦斯抽采基本指标(AQ1026-2006)：“突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa(表压)以下”；根据《防治煤与瓦斯突出规定》：“煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为

无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效”，因此瓦斯抽放必须达到的指标为预抽区域的煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t。

B、瓦斯抽放控制范围

（1）穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是：倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离。

（2）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围与上述回采巷道外侧的要求相同。

（3）穿层钻孔预抽石门(含立、斜井等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施(在构造破坏带应适当加大距离)。钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m(急倾斜煤层底部或下帮6m)，同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线(包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线)的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m。

（4）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于80m，巷道两侧的控制范围与上述回采巷道外侧的要求相同。

（5）当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m。

C、预抽时间

预抽时间以达到上述规定的煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t为准。不少于7天。

一、瓦斯抽采方法

1、本矿井瓦斯来源及抽放方法选择分析

1) 来源构成

采掘工作面瓦斯来源包括巷道煤壁瓦斯涌出和回采、掘进落煤中的瓦斯出

以及采空区瓦斯涌出。

2) 瓦斯抽放方法选择分析

根据采掘活动瓦斯涌出分析，我矿主要采取掘进迎头预抽和回采工作面本煤层块段预抽以及回采工作面上隅角低负压埋管抽放。

2、抽采方法，抽采巷道的选择和布置，钻场布置和钻孔参数

◆本设计采用地面瓦斯抽放泵，采用如下抽放方法：

◆高负压抽放系统

◆掘进工作面抽放

◆掘进工作面先抽后掘

◆抽采巷道：掘进头所在巷道

◆抽放及控制范围

掘进头所在煤层，巷道轮廓线外不小于15m，控制范围120m，超前距不小于20m

◆钻孔布置

巷道掘进工作面可采用掘前预抽方法，见下图：

图3-4-1掘进工作面先抽后掘进钻孔布置示意图

◆钻场及钻孔参数

a、钻场间距：不设钻场

b、钻孔长度：53.5～121m

c、终孔间距：5m(实际抽放过程中根据抽放效果适当调整)

b、抽放孔口负压：应大于13kPa

e、封孔：水泥砂浆，封孔深度不小于8m。

(1) 回采工作面顺层钻孔抽放

◆抽放巷道：工作面运输和回风巷、

◆抽放煤层：本煤层

◆钻孔布置

由工作面运输作为瓦斯抽放巷道，向本煤层打顺层钻孔抽放本煤层的瓦斯，自工作面运输巷打顺层钻孔预抽下一区段工作面瓦斯。见下图。

图3-4-3回采工作面顺层抽放钻孔布置示意图

◆钻场、钻孔参数

a、钻场间距：不设钻场，平行钻孔布置

b、钻孔长度：75～150m(采面真斜长110m)

c、钻孔间距：5m(实际抽放过程中根据抽放效果适当调整)

b、抽放孔口负压：应大于13kPa

e、封孔：水泥砂浆，封孔深度不小于8m。

2) 低负压抽放系统(采空区留管及埋管抽放)

(1) 抽放巷道：工作面回风巷

A、布置

在工作面回风巷内安设抽放支管，抽放支管前端埋入采空区，边回采，边抽放采空区瓦斯，抽放管路上每隔40～50m安设一个三通。见下图

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图4-4-6埋管抽放采空区瓦斯示意图

1-回风巷；2-抽放瓦斯管

四、2018年瓦斯治理

根据对矿井瓦斯主要来源分析，煤矿主要采取风排和瓦斯抽放措施。风排主要针对C1煤层采煤工作面及采空区的瓦斯涌出，掘进工作面、煤壁瓦斯涌出和运输过程中的残余瓦斯量。瓦斯抽放主要针对C1煤层采面采空区埋管抽放，掘进迎头条带瓦斯预抽和回采工作面块段瓦斯预抽。

（一）瓦斯抽采设备设施

现采用地面永久式瓦斯抽放系统抽采瓦斯，地面瓦斯抽放泵站共设有两套抽放泵运行，可以满足生产需求。

矿井地面建有永久抽放系统，泵房内安装高低负压两套抽采系统，高负压安装2BEA-303型水环真空泵2台(一台工作，一台备用），（最大抽气量51.3m3/min，最低吸入绝压40KPa，配套电机功率为90kW）。低负压选用2BEI-355型水环真空泵2台（一台工作，一台备用），最大抽气量76.7m3/min，最低吸入绝压40KPa，真空泵配套电机功率为110kW）。主管路的管径为300mm，干管选择管径为200mm（低负压管径为300mm）。高低管

道的材质为PVC（聚氯乙烯抗静电煤矿瓦斯抽放管），目前该四台抽放泵已投入使用。

ZDY-650、ZDY-2300全液压钻机、WTC瓦斯突出参数仪、CJZ70瓦斯抽放多参数测定仪、抽放瓦斯用气压封孔器以及负压表、流量表等。

管路敷设：高负压--地面抽采泵→回风井Φ250mm→回风石门→1116专回→Φ159mm1116掘进工作面

低负压抽放主管→总回风巷Φ300mm聚乙烯抽放主管→采区回风上山Φ300mm聚乙烯抽放主管→各巷道支管（钻场）。

（二）目标任务

（1）全年完成条带预抽，打钻进尺26300m。

（2）完成抽放瓦斯纯量100.12万m3以上。

（3）抽放瓦斯浓度平均20%以上（采空区瓦斯抽放除外）。

（4）矿井抽放率达30%以上。

（5）井下各采掘工作面瓦斯控制在1%，总回风瓦斯控制在0.75%以下。

五、瓦斯抽采规划

一、井下工作面抽采工程计划

附1116采面块段瓦斯抽采钻孔工程计划表

二、工作方向

瓦斯治理必须坚持分源治理、先抽后采，以瓦斯防止为主、长期和短期相结合的原则，以工作面为重点，保证工作面的上隅角和回风流的瓦斯不超限，抽放效果逐渐提高。