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煤矿瓦斯抽放设计说明书

煤矿瓦斯抽放设计说明书
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山西吕梁中阳西合煤业有限公司

抽 放 设 计

通风工区

编制时间:2013年2月28日

1、概 况

山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件以晋煤重组办发[2009]45号文件下达《关于吕梁市中阳县、兴县煤矿企业兼并重组整合方案(部分)的批复》批准,由原山西吕梁万峰金泰煤业有限公司和山西大土河永祥煤业有限公司2个煤矿重组整合为山西吕梁中阳西合煤业有限公司。根据2009年11月29日山西省国土资源厅颁发的C1400002009111220044248号《采矿许可证》,批准开采煤层4-10号煤,面积为4.2979km2,生产规模90.00万t/a。

西合煤业属于高瓦斯矿井,由于生产能力的提升,瓦斯涌出量加大,瓦斯问题是矿井生产的首要安全问题。

2、井田位置

该井田位于山西省吕梁市中阳县城西北10km处金罗镇西北,行政区划属中阳县金罗镇管辖。其地理坐标为东经111°04′50″~110°07′07″,北纬37°26′10″~37°27′15″。

2009年11月29日山西省国土资源厅颁发的C1400002009111220044248号《采矿许可证》,批准开采煤层4-10号煤,面积为4.2979km2,井田范围由1~6号拐点圈定,整合后井田边界坐标见表1-1。

表1-1 矿界拐点坐标表

点号80西安坐标

XY

14146951.3819508229.76

24146951.3819509929.77

34145751.3719510429.78

44145951.3619508629.77

54145951.3719507629.76

64146727.3719507059.25

东西长3370m,南北宽2000m,面积4.2979km2。

井田周边邻近没有生产煤矿分布,仅东侧1.5km处南川河对面有山西吕梁中阳付家焉煤业有限公司和中阳县朱家店煤矿二坑。

3、矿井通风

矿井现在共有三个井筒:主立井、新副立井、建煤主井。通风方法为机械抽出式;主立井、副立井进风,建煤立井回风。重组整合后矿井安装FBCDZ№20型通风机,共2台,一台工作,一台备用。

通风方法机械抽出式。根据初步设计,工作面设计采用一进两回通风方式。掘进工作面采用局部通风机,机械压入式通风。

4、抽放系统

我矿目前地面有一个瓦斯抽放泵站,抽放泵站于2010年2月建成投入使用安装有两台功率为110Kw、型号为2BEA-353-O型水环式真空泵,单台额定抽采能力为66.4m3/min,一主一备每月交换运行。抽放泵运行良好,抽放泵站地面安装瓦斯抽放监测监控系统,对抽放管道的浓度、负压、温度、流量等实行24小时不间断的监控。我矿现安装抽放管路共有3900米,其中主管路从副井东绕道到井下瓦斯抽放钻孔,支管分为一采区采空区抽放,4301本煤层钻孔抽放,副井东绕道、清撒斜巷钻孔抽放

5、抽放管路选型

瓦斯抽采管径选择是否合理,对抽采瓦斯系统的建设投资及抽采系统效果有很大影响。应考虑抽采量最大时期,直径选择需合理,既要投资费用少,又要满足现在的抽放需求,同时参照抽采泵的实际能力使之留有备用量。

抽采管径一般采用下式计算:

D=0.1457(Q/V)1/2

式中:D—抽采瓦斯管内径,m;

Q—瓦斯管中混合瓦斯流量,m3/min;

V—瓦斯管中混合瓦斯平均流速,一般V=5~12m/s。

抽采系统瓦斯管径选择结果

类别抽采纯

量(m3/min)瓦斯

浓度

(%)混 合

流量(m3

/min)备用系数平均

流速

(m/s)计算管

内径

(mm)选择管

(外径

mm)壁厚

(mm)用途

主管630261.25332426无缝钢管13地面及地面钻孔中管路

主管630261.25332450 PVC8北回风巷

支管1445101.25203219钢管8副井东绕道

6、 建立瓦斯抽采系统的条件

根据住房和城乡建设部、国家质量监督检验检疫局联合发布的《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》(GB 50471-2008)3.1节规定:凡符合下列情况之一时,必须建立瓦斯抽采系统:

(1)高瓦斯矿井。

(2)一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min,且用通风方法解决瓦斯问题不合理的矿井。

(3)矿井绝对瓦斯涌出量达到下列条件时:

1)大于或等于40m3/min;

2)年产量1.0Mt~1.5Mt的矿井,大于30m3/min;

3)年产量0.6Mt~1.0Mt的矿井,大于25m3/min;

4)年产量0.4Mt~0.6Mt的矿井,大于20m3/min;

5)年产量小于或等于0.4Mt的矿井,大于15m3/min;

4)开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井。

根据前面的论述,西合煤业满足(1)、(3)两个条件,西合煤业具备建立瓦斯抽采系统的条件。

7、 开采层瓦斯抽采

本煤层瓦斯抽采包括预抽、边采边抽和强化抽采等方式,预抽本煤层瓦斯主要采用钻孔抽采的方法,预抽煤层瓦斯属于未卸压煤层的瓦斯抽采,对于透气性及其它预抽条件较好的煤层,预抽会取得较好效果。边采边抽利用工作面开采时的卸压效应抽采本层瓦斯,当工作面推进时,工作面前方煤体由于卸压,透气性大大增加,抽采效率大幅度提高,采用斜向钻孔,抽采工作面前方煤体的卸压瓦斯。

7.1 4301回风巷本煤层钻孔抽放

6.1.1施工方案

1、钻孔施工设备、参数

(1)钻机型号:SGZ-ⅢA(ZL-300HA)型矿用坑道钻机

钻杆直径:Φ50mm

钻头直径:Φ75mm

开孔钻头直径:Φ113mm 套管直径:Φ108mm

(2)4301回风巷瓦斯抽放钻孔参数表:

钻孔类别钻孔与巷道夹角

(°)钻孔开孔高度 (m)孔间距

(m)孔深

(m)钻孔直径(mm)钻孔个数

4号煤层

平行钻孔9015907573个

附:4301回风巷瓦斯抽放钻孔平面布置图

7.1.2、封孔工艺

封孔工艺:采用水泥砂浆封孔,封孔深度8m。封孔时将1m的孔口管全部缠麻,开始注浆,见孔口缠麻处返浆后,用钻机顶住注浆盘,关闭注浆阀门,打开泄压阀,并停止注浆,及时清洗注浆泵及注浆管路。具体操作为先用直径为Φ113mm钻头开孔,钻进8.5m时退杆,下Φ108 mm套管8m。再用比重为1.5的水泥浆固管,待水泥凝固48小时以后,用Φ75mm钻头扫孔至8.5m处,用泥浆泵打压30min,压力为3MPa。孔口无漏水为合格,合格后安装Φ108mm闸阀门方可钻进。施工结束后,用4寸弹簧管连接到支管上,再连接到干管上,最后到达地面瓦斯抽放泵房。

7.2 高位钻孔抽采

设计原则:终孔位置位于”三带”中的裂隙带,抽采裂隙带内富集瓦斯。

(1)新井东绕道1号、2号钻场钻孔

新井东绕道1号、2号钻场,分别施工3个钻孔预抽井筒周围的瓦斯,东绕道1号钻场流量1.2m3/min,负压3Hpa ,瓦斯浓度69%。东绕道2号钻场流量1.7m3/min,负压3Hpa,瓦斯浓度90%。

7.3 采空区瓦斯抽采方法

全封闭采空区瓦斯抽采:

全封闭采空区是指工作面(或采区、矿井)已采完封闭的采空区,也称老采空区。老采空区虽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,它仍有可能通过巷道密闭或隔离煤柱的裂隙往外泄出,从而增加矿井通风的负担和不安全因素。全封闭采空区瓦斯抽采有以下几种不同的方式:报废矿井抽采瓦斯、开采已久的老采空区瓦斯抽采、采完不久的采空区瓦斯抽采和地面钻孔抽采等。

对于西合煤业生产时间已久,采空区已经积聚了大量的瓦斯,设计主要采用密闭巷道法抽采采空区瓦斯,该法是在回风顺槽内打密闭,将管子插入封闭采空区直接抽采采空区瓦斯。我矿一采区回风巷1号、3号、7号抽放闭对采空区-25、采空区-26进行密闭抽放。

图5-3 全封闭采空区瓦斯抽采方案

8、 抽采系统安全措施

8.1 抽采钻场、钻孔施工时防治瓦斯危害的措施

抽采钻场(孔)施工前,必须编制施工作业规程,制定施工安全措施,打钻时,必须配备专职瓦斯检查员,严格执行《煤矿安全规程》的有关规定,杜绝诸如无水打钻、瓦斯超限作业等违章作业。打钻过程中如遇喷孔,必须立即停钻,采取处理措施,并向有关领导汇报。

8.2 管路防漏气、防砸坏、防带电、防底鼓措施

抽采系统必须设置负压测定装置和截止阀门,新敷设的管路要进行气密性检查,正常抽采的管路亦应定期进行气密性检查。敷设抽采管路的巷道虽非主要运输巷道,但在管路上要悬挂警示牌,管路外部涂红色以示区别,提醒车辆注意,并要每天巡回检查,发现问题及时更换。抽采管路在巷道内吊挂安装时,吊挂高度不小于1.8m;为防止底鼓折损管路,管道都用墩垛垫起,垫起高度不小于0.3m。井下瓦斯抽采管应尽量避免与通讯、动力电缆设在一起,以防管路带电。

9、抽采泵站安全措施

(1)在一个瓦斯抽采泵站内,瓦斯抽采泵及附属设备只有一套工作时,应备用一套;两套或两套以上工作时,其备用量可按工作量的100%设计。钻机备用量按工作台数的100%设计。

(2)抽采泵站位置应设在不受洪涝威胁且工程地质条件可靠地带,应避开滑坡、溶洞、断层破碎带及塌陷区等;宜设在回风井工业场地内,泵房距井口和主要建筑物及居住区不得小于50m。

(3)泵房及泵房周围20m范围内禁止有明火。

(4)泵房应建在靠近公路和有水源的地方。

(5)泵房应考虑进出管敷设方便:有利瓦斯输送,并尽可能留有扩能的余地。

(6)抽采泵站建筑必须采用不燃性材料,耐火等级为二级。

(7)泵站周围必须设置栅栏或围墙。

(8)泵站附近管道应设置放水器及防爆、防回火、防回水装置,设置放空管及压力、流量、浓度测量装置,并应设置采样孔、阀门等附属装置、放空管设置在瓦斯抽采泵的进、出口,管径应大于或等于泵的进、出口直径,放空管的管口要高出泵房房顶3m以上。

(9)泵房内电器设备、照明和其它电器、检测仪表均应采用矿用防爆型。

(10)泵房必须有直通矿调度室的电话。

(11)抽采泵站应有供水系统,瓦斯抽采泵站设备冷却水一般采用闭路循环。给水管及水池容积均应考虑消防水量。污水应设置地沟排放。

(12)瓦斯泵前后防回火、防爆炸措施

为防止抽采泵的回火、爆炸事故,在抽采泵进气管和出气管的适当位置设置防爆、防回火装置。

(13)抽采泵房防雷电、防火灾措施

抽采泵房和泵房附近的放空管设置三针避雷装置,避雷装置的高度应超过泵房、放空管5m以上,并将避雷导线埋入地表3m以下。

泵房内必须设置干粉灭火器和砂箱等灭火器材。

(14)抽采浓度规定及在规定浓度下的防爆措施

抽采泵房内环境瓦斯浓度不得超过0.5%,否则必须停泵,查明原因并处理。

文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格式:Doc
  • 上传日期:2015年03月04日
  • 文档星级:★★★★★
  • 需要煤安币:5个
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