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1、精品名师归纳总结23201采面工作面瓦斯抽采设计及措施纳雍县庆荣煤矿2021年3月1日可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一、矿井简况1、井田简况1.1.1交通位置庆荣煤矿位于纳雍县城南西的鬃岭镇境内，煤矿有水毕大路经过矿山南侧，矿山距纳雍县城 17Km，距滥坝火车站 56Km，交通便利。1.2 的势、的貌及河流矿区属云贵高原中高山的势，的势北东高南西低，海拔最高位于北东角为2186.6M，最低位于南西角海拔标高为1800M，相对高差 386.6M。矿区的表水系属长江水系乌江支流，矿井范畴内无大的河流，仅见季节性小冲沟，的下水动态随季节性变化较为明显。1.1.3 气象情形本区内气候
2、温顺潮湿，属亚热带高原性季风气候，冬无寒冷，夏无酷暑， 雨量充足，季节性分区不明显。年平均降雨量1238.8mm，年平均气温 14度。1.1.4 水源情形矿井生活用水取自邻近泉井水，生产用水可取自井田泉井水及井下水利用。1.2 的层特点及的质构造1.2.1 的层特点煤矿区域内出露的层从新到老：第四系 Q）。 三叠系中、下统 ， 二叠统上统茅口组 P1m），二叠系上统龙潭组 P2l ）、长兴组 P2c）。现简述如下：1）二叠系上统峨眉山玄武岩组 P3）：厚200300m，岩性。玄武岩2 ）二叠系上统龙潭组 P2l ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结厚250320m，由矿岩、页岩及
3、少量灰岩和煤层组成。3 ）二叠系上统长兴组 P2l ）厚2040m，一般为 34m。岩性为燧石灰岩夹砂泥岩。4 ）、三叠系下统 T1）厚600800m，岩性为灰岩、泥 页）岩5 ）三叠系中统 T1）厚度不祥。岩性为灰岩。6 ）第四系 Q）厚010m，岩性为佛浮土。1.2.2 的质构造煤矿井田位于织纳煤田西部阿嘎背斜北东翼南段，的层倾角9度，矿区内有2M左右断层，未发觉大的的层构造，的质构造条件简洁。矿区北部山高坡陡，易形成滑坡、倒塌等的质灾难。1.2.3 煤层及煤质矿区内含可采煤层 50余层，有编号的 18层，煤层总厚 25.04M，依据的质报告，其主采煤层为 28#、31#、32#煤层。各煤
4、层特点如下：1）、28#煤层28#煤：位于煤系的层下部，煤层厚度为1.3 1.5m，全区可采。顶板为浅灰、灰绿色中厚层细砂岩，底板为灰白色至灰黄色页岩及砂质页岩。下距31#煤层20-32M。2）31#煤层31#煤层：结构简洁，煤层厚度为 1.0 1.6m，含夹矸 1层，全区可采。顶板为黄绿色细砂岩，底板为白色页岩岩。煤层倾角 煤层平均间距m煤层结构煤层稳定性顶板底板备注28#1. 49简洁稳固稳固细砂岩页岩2631#1.649简洁细砂岩页岩10稳固32#1.949含1层夹矸砂质页岩泥质页岩可采煤层主要特点表表1-2-11.2.4 煤尘、煤层自燃倾向及煤与瓦斯突出情形1、瓦斯3依据贵州省动能煤炭
5、局文件黔煤行管字2021792 号文对毕节的区煤矿2021年矿井瓦斯等级鉴定报告的批复，庆荣煤矿矿井肯定瓦斯涌出量为39.24 方/t ，相对瓦斯涌出量为 45.14m /min ，肯定二氧化碳涌出量为0.33m /min。瓦斯等级为高瓦斯矿井。2、煤尘爆炸性依据贵州省六枝工矿集团恒达勘察设计有限公司试验室对31#、32#煤，所作的鉴定报告， 31#、32#煤层煤尘无爆炸性。3、自燃发火倾向依据贵州省六枝工矿集团恒达勘察设计有限公司试验室对32#煤，所作的鉴定报告， 32 # 煤层自燃倾向性为三类，即不易自燃煤层。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.3 矿井简况1.3.1 矿井
6、开拓开采矿井采纳斜井开拓方式，主斜井主要用于运煤。副斜井主要用于运材料、进风，敷设管线。回风井回风。采煤方法采纳走向长壁后退式采煤法，在工作面回采的同时，布置两个顺槽掘进头，形成完整的生产系统。采纳单体支柱和金属铰接顶梁支护，全部垮落法治理顶板。采纳钻眼爆破法落煤。1.3.2 矿井通风矿井通风系统为中心并列抽出式通风，主、副斜井进风，回风斜井回风。3主扇配FBCD6- . 16 型轴流式风机 2台1台备用），电机功率 275Kw，目前主通风机叶片运行角度为 20度，矿井风量为 41m/s 。1.4 抽放工作面简况23201采煤工作面开采 32号煤层，平均采高 1.8 m左右，工作面采长385m
7、，走向长度余 350m，采纳爆破落煤，工作面采纳单体液压支拄和金属铰接顶梁支护，全部垮落法治理顶板，工作面采纳U 型通风，配风量 450m/min ，回风巷瓦斯浓度平均 0.4 左右。采空区有肯定的瓦斯涌出量，瓦斯浓度一般为1 左右，实行采空区低负压瓦斯抽放措施。二、 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性2.1 瓦斯抽放必要性瓦斯抽放旨在保证矿井安全生产，同时也是解决瓦斯的基本手段。众所周知，加强通风是处理瓦斯的最有效方法，而当瓦斯涌出量大于通风所能解决的瓦斯涌出量时就应当实行抽放瓦斯措施，对于局部区域的瓦斯超限如上隅角可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结等），采纳通风方法可能无法解决瓦斯
8、问题或采纳通风方法不合理时，也必需实行瓦斯抽放措施。庆荣煤矿 23201采煤工作面采空区瓦斯涌出量不大，上隅角浓度常常达到1左右，实行瓦斯抽放，解决上隅角瓦斯超限问题。此外，为预防 32煤层在掘进期间瓦斯超限，考虑掘进工作面超前预抽、边采边抽和本煤层预抽。2.2 瓦斯抽放的可行性瓦斯抽放的可行性应以是否能抽出瓦斯或能否获得较好的抽放成效来评 价。开采层瓦斯抽放 未卸压）的可行性是指在原始透气性条件进行预抽的可能性。最常用的衡量煤层瓦斯抽放难易程度的指标是煤层透气性系数和钻孔瓦斯 流量衰减系数。庆荣煤矿没有进行过抽放可行性讨论工作，但依据煤层硬度作 体会分析，煤层透气性一般，本煤层预抽可行。邻近
9、层和采空区 上隅角）瓦斯抽放是属于卸压瓦斯抽放，抽放成效一般较好，邻近层抽放一般浓度较高，而采空区抽放量一般较大，采空区抽放与煤层 预抽及邻近层抽放相比抽放浓度较低。抽放实践已证明，在煤层群开采时，邻 近层瓦斯抽放和采空区瓦斯抽放成效一般都比较好，故庆荣煤矿进行邻近层或 采空区瓦斯抽放技术上是可行的，同时瓦斯抽放能保证正常生产，所以经济上 也是合理的。三、 瓦斯抽放方法与工艺3.1 工作面瓦斯来源分析采煤工作面瓦斯涌出包括三部分，即落煤、煤壁及采空区瓦斯涌出。采落煤及煤壁瓦斯涌出来自开采煤体，采空区瓦斯涌出就可包括以下几部分，即围岩瓦斯涌出、未采分层瓦斯涌出、丢煤瓦斯涌出和邻近层瓦斯涌出等。对
10、于23201采面来讲，由于开采层上部有邻近层，受采动影响， 32#层瓦斯卸压，和围岩瓦斯涌出及丢煤瓦斯涌出一起构成采空区瓦斯，由于采空区内存在着漏风，漏风流携带高浓度瓦斯从上隅角邻近涌入到工作面，往往造成工作可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结面上隅角瓦斯超限。初步估算， 23201工作面采空区瓦斯涌出量占整个工作面瓦斯涌出量的50 左右，是工作面瓦斯涌出的来源之一, 采空区瓦斯涌出中有一部分来上自邻近层。3.2 瓦斯抽放方法挑选3.2.1 瓦斯抽放方法概述3.2.1.1 开采层瓦斯抽放开采层抽放包括预抽、边采边抽和强化抽放等方式，预抽主要采纳钻孔预抽，是在工作面开采前预先抽放煤体
11、中的瓦斯，属于未卸压煤层的瓦斯抽放， 对于透气性及其它预抽条件较好的煤层，预抽会取得较好成效。边采边抽利用工作面开采时的卸压效应抽放本层瓦斯，当工作面推动时，工作面前方煤体由于卸压，透气性大大增加，抽放效率大幅度提高，采纳斜向孔或交叉钻孔，抽放工作面前方煤体的卸压瓦斯。3.2.1.2 邻近层瓦斯抽放邻近层瓦斯抽放就是通常所说的卸压层瓦斯抽放。在煤层群条件下，受开采层的采动影响，其上部或下部的邻近层煤层得到卸压，而产生膨胀变形，煤层透气性大幅度提高。此时煤层与岩层之间形成的间隙与裂缝，不仅可储存卸压瓦斯，而且也是良好的瓦斯流淌通道，为防止邻近层瓦斯向开采层工作面涌出就应当用抽放的方法来处理这部分
12、瓦斯。实践证明，邻近层瓦斯抽放不仅容易，而且成效好。3.2.1.3 采空区瓦斯抽放采空区瓦斯抽放具有抽放量大、来源稳固等特点，23201工作面采空区有肯定的瓦斯涌出量，围岩及丢煤瓦斯的涌出，使采空区瓦斯涌出量稍大，具备进行采空区瓦斯抽放的条件。3.2.2 瓦斯抽放方法确定抽放瓦斯方法的挑选，主要是依据矿井或采区、工作面）瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采程序以及开采的质条件等因素进行综合考虑。目 前抽放瓦斯方法主要有：开采层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结放，挑选详细抽放瓦斯方法时应遵循如下原就：1、抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、开采
13、巷道布置、的质条件和开采技术条件。2、应依据瓦斯来源及涌出构成进行，尽量实行综合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯成效。3、有利于削减井巷工程量，实现抽放巷道与开采巷道相结合。4、挑选的抽放瓦斯方法应有利于抽放巷道布置与修理、提高瓦斯抽放成效和降低抽放成本。5、所挑选的抽放方法应有利于抽放工程施工、抽放管路敷设以及抽放时间增加。依据上述挑选瓦斯抽放方法的原就，结合庆荣煤矿煤层的赋存、瓦斯来源等特点，打算实行采空区瓦斯抽放、本煤层打钻孔预抽等方法。表3-1可行的抽放方案抽放方法抽放工艺理由备注工艺简洁，可解决上隅角邻近小上隅角浅部插管上隅角瓦斯浓度较高范畴瓦斯超限问题。需打木垛，如上隅角浅部的抽效打木
14、垛深部插管采空区瓦斯涌出量大果不好，再考虑采纳。采空区瓦前两种方法无法解决问题时考虑斯抽放采空区埋管采空区瓦斯涌出量大采纳。埋入管道难以回收，投资大。老塘 已采采空老塘瓦斯涌出量大防止老塘瓦斯向外涌出区）密闭抽放邻近层瓦 高位钻孔抽放邻抽放成效一般较好，但需打岩石邻近层较多且瓦斯涌出量较大斯抽放近层瓦斯钻孔，施工及治理难度较大。本煤层在掘进巷道打顺本煤层瓦斯涌出量大可边掘边抽或先抽后掘预抽层钻孔依据庆荣煤矿的情形，采煤工作面实行顺层预抽及采空区瓦斯抽放，采纳上隅角插管抽放，采煤工作面运输巷布置倾斜顺层钻孔进行本煤层瓦斯预抽，实行可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结先抽后采。3.3
15、抽放瓦斯工艺设计3.3.1 上隅角插管抽放瓦斯上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域 内瓦斯形成紊流状态与空气充分混合，由抽放管路抽走，这可以防止因工作面 上隅角处局部位置因风流不畅 或无风）引起的瓦斯超限，仍可解决因漏风使采空区向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。为操作便利，靠近采面上隅角段管 路可采纳 6m 长的负压软管与主抽放管路上的三通连接，将负压软管插入上隅角，为保证软管吸入口处于上隅角的上部上部瓦斯浓度较高），用铁丝吊挂在支架上，为提高抽放浓度，上隅角处应采纳挡风帘，提高抽放成效。随着工作 的推动，主管路三通上的负压软管移往前面的三通上联接，后面主管路上余出
16、 来的三通上加蜂窝管，采纳打隔离墙爱护不被跨落矸石压死。如此反复。抽放 工艺如图 3-1 所示。软管可采纳 4寸管。抽放管伸入上隅角长度及位置应依据实际抽放成效，不断调整，得到合理的参数。3.3.2 采空区埋管抽放对于采空区瓦斯涌出量较大的工作面，也可以实行采空区埋管抽放的方式，随着工 作面不断向前推动，沿回风巷将管路埋入采空区。采空区埋管抽放见图3-1 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1201回风巷挡风帘隔离挡墙AA抽放管三通采空区1201回风巷 3.4 采煤工作面顺层钻孔预抽煤层瓦斯采纳的面瓦斯抽放泵，按设计抽放32号煤层，将采煤工作面的运输巷作为瓦斯抽放巷道，在煤层沿倾
17、斜方向打顺层钻孔，抽放煤层瓦斯，并通过抽放管 路将抽出的瓦斯排放到的面空气中安全放空，降低回采工作面的瓦斯涌出量。采煤工作面运输巷作为瓦斯抽放巷道，钻孔终孔距回风巷约5-10M，钻孔直径75毫 M，钻孔间距为 5M，钻孔在采面回采前布置好并安装高负压抽放治理进行预抽，实行先抽后采。顺层钻孔抽放瓦斯的主要优点是钻孔施工速度快，钻孔全长均在煤层中， 抽放面积大，封孔质量好，不漏气，能取得较好的抽放成效。回采工作面瓦斯抽放布置如图示。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结钻孔布置参数如下表：钻孔布置的点钻孔方位钻孔倾角钻孔直径钻孔深度23201运输巷20975mm80m3.5 瓦斯抽放量估
18、计庆荣煤矿进行瓦斯抽放，没有进行过上隅角及采空区的瓦斯浓度分布测定工作。3.6 采空区插管抽放的安全治理1） 全部参与采空区插管 埋管）抽放的工作业人员必需把握操作的作业标可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结准，熟知瓦斯的基本学问，严格遵守规程，安全负责现场把关。2） 撤装管路时回风巷瓦斯浓度不得超过0.8%，否就必需停工，实行措施处理瓦斯。3） 插管抽放时，插入上隅角的管路应为软管，可防止撞击，同时软管应阻燃防静电。4）. 回风巷的抽放管路安装及拆除时应轻拿轻放，施工作业时要使用铜质工具，以免产生火花 , 防止碰撞。5） 应在上隅角设挡风帘或隔离墙，并调整插管的位置和深度，以保证
19、抽放浓度较高。6） 抽放泵必需为水环真空泵，不能采纳干式泵。四、 瓦斯抽放管路系统4.1 抽放瓦斯管路挑选4.1.1 抽放管路及抽放泵位置挑选原就抽放管路应尽量挑选敷设在巷道曲线段少和距离短的线路中，尽可能躲开运输繁忙巷道，首选回风巷内铺设，仍要考虑安装、检修便利。抽放管路系统与抽放泵的位置有很大关系，抽放泵站布置在的面，选在回风井邻近，泵房20m内严禁明火，运输及供水、供电要便利。4.1.2 抽放泵位置挑选抽放泵站的位置设在的面，一般是由于矿井总回风巷瓦斯浓度较高或总回风巷行人，抽出的瓦斯不能排放到总回风巷内，必需排放到的面。这样泵站即使布置在井下也不能缩短抽放管路的长度，而且布置在井下需打
20、硐室，供电及供水都不如的面便利，因此这种情形下，泵站一般都布置在的面。庆荣煤矿总回风巷瓦斯浓度为0.3 左右，泵站安装到的面，抽放管路从回风斜井通到的面。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4.1.3 抽放管路敷设路线庆荣煤矿采面进行采空区上隅角瓦斯抽放、采面运输巷预抽实行边抽边采，瓦斯抽放泵站挑选在的面，抽放管路从回风井敷设到的面，上隅角瓦斯抽放管敷设路线为：23201工作面上隅角 23201工作面回风巷回风下山总回风斜井的面管路瓦斯抽放泵房放空管。23201采面运输巷预抽和边采边抽，抽放管路敷设路线为：23201运输巷回风下山总回风斜井的面管路瓦斯抽放泵房放空管。可编辑资料 - - - 欢迎下载