2015年矿井瓦斯防治方案

矿井瓦斯防治方案一、矿井概述㈠一通三防概述1.矿井通风方式为中央并列（抽出）式，两进一回，主斜井和副斜井为进风斜井，回风斜井回风。矿井主要通风机型号为FBCDZ-6-NO.19B型，配套电机额定功率2×185KW，现主斜井进风量1707m³/min，副斜井进风风量2387m³/min，总回风量4121m³/min，风排瓦斯量4.12m³/min。2.2202采煤工作面布置期，2202运输顺槽和2202回风顺槽采用独头掘进（图1-1）。掘进工作面配备2×45KW局部通风机向工作面供风，2201采煤工作采用一进一回单U通风（图1—2）3.根据山西省煤炭工业局综合测试中心2015年3月8日对该矿原煤检验结果，该矿2号煤层煤尘无爆炸性，2号煤层自燃等级Ⅲ。矿井有健全防尘系统，地面进风斜井防尘管道采用Φ108mm钢管吊挂，主要大巷采用Φ70mm钢管布置，顺槽采用Φ50mm钢管吊挂，各转载点均安设了转载喷雾，并在掘进工作面按规定安设了60L/个隔爆水袋。㈡矿井瓦斯防治概况1.根据河南理工大预测报告2号原煤瓦斯含量为：矿井2号煤最大相对瓦斯涌出量14.68m3/t，2号煤层压力为：0.41Mpa—0.52Mpa，百米钻孔初始瓦斯流量为：0.0793m3min，透气性系数为：2238m2/Mpa2·d，钻孔瓦斯流量衰减系数为：0.0261d-1，百米钻孔瓦斯流量0.0793m3/min，矿井总瓦斯储量为437.11Mm3，可抽瓦斯量为54.61Mm3，经2012年瓦斯等级鉴定矿井绝对瓦斯涌出量为4.18m3/min，鉴定为高瓦斯矿井。2.矿井瓦斯抽采采用顺层钻孔抽放和采空区综合抽放，抽放系统为地面永久抽放泵站，高负压抽放系统配备2台电机功率为315KW，2BEK520-2BG4-380型抽放泵，低负压抽放系统配备2台电机功率为132KW，2BEK400-2BG4-340型抽放泵（低负压抽放泵未运行），现高负压36Kpa-42Kpa,管道平均瓦斯浓度5.5%，平均日抽采量3680m3,日风排瓦斯量5836m3。㈢瓦斯治理存在问题1.2#煤层平均厚度1.97m，部分小于1.97m煤层，钻孔倾角较难把握，造成成孔率较低。2.目前使用的ZDY1300小型钻机，额定施工距离180m，实际施工距离难以超过额定距离，不能满足实际施工要求。3.采用聚氨酯封孔，漏气现象较为严重，需改变封孔工艺，提高钻孔抽采效率。4.矿井2#煤透气性系数较低，抽采浓度较低，平均抽采浓度为5%—12%，导致抽采效果不佳。5.机构不健全、人员配备不足，需进一步补充人员，完善机构。二、瓦斯治理原则㈠监测监控是发挥人的能动性。充分发挥瓦斯检查员、测风员巡回流动检查的优势，及时发现现场生产过程中存在的不安全因素，并采取有针对性的处理措施。成立安全监测队伍，并配齐安全监测管理人员，确保安全监测系统正常运转，增强矿井安全监测监控能力，要充分发挥安全监测监控系统设备的作用，杜绝因人为因素造成的瓦斯检查过程中的不足，实现“人机”结合、“动静”结合的互补。㈡调控结合是基础方法，通过对通风系统网络的合理优化，利用通风系统的布置通过通风负压排放瓦斯，使瓦斯涌出向有利于瓦斯管理。㈢先抽后采，改变以风排为主治的旧理念，在巷道开拓区域提前，对未掘巷道进行提前局部治理为辅，利用已掘巷道，采用长距离大范围覆盖方式对接替工作面进行区域治理为主，从本质上消除瓦斯隐患。㈣合理布局，降低瓦斯治理成本，从人员组织入手，制定合理的激励制度，提高钻孔施工速度。加大验收考核制度，确保钻孔合格率。三、编制依据㈠《煤矿安全规程》；㈡2011年8月山煤集团编制的《山煤集团“一通三防”标准汇编》；㈢2011年10月山西国辰建设工程勘察设计有限公司编制的《山煤集团鹿台山煤业抽采设计》；《山煤集团鹿台山煤业通风系统图》等；㈣根据河南理工大学2010年9月编制的《山西煤炭进出口集团鹿台山煤业有限公司矿井瓦斯涌出量预测（2号煤层）》报告；㈤2012年7月山西煤炭工业局综合测试中心编制的《2012年瓦斯等级鉴定》；㈥《山煤集团鹿台山煤业采掘工程平面图》；㈦《山煤集团鹿台山煤业通风系统图》；㈧《山煤集团鹿台山煤业抽采系统图》。四、2201首采工作面瓦斯防治方案2201采煤工作面通风方式为单U通风，回采水平为仰斜上隅角易发瓦斯积存，且构造较多（表1-1），受采动影响容易发生伴有瓦斯涌出煤体位移现象，经技术研究考证，通过施工高位钻孔，并结合异常区域超前治理措施有绝对的必要性。2201采煤工作面地质构造情况表1-1㈠区域含量测定⒈在2201运回顺槽距工作面30m区域内各布置一个检测钻孔，测孔长度不低于30m，工作面每推进30m测定一次：含量＜7.5m3和瓦斯压力＜0.74Mpa，大于规定值，必须采取措施对两顺槽布置测点位置前后30m施工补增抽采钻孔，补增钻孔抽采后，继续对2201运回顺槽距工作面30m区域内各布置一个检测钻孔，待含量和压力小于规定值，直接在工作面施工释放孔。⒉在2201采煤工作面正前每隔30m区域内布置一个检测钻孔，共布置3个，测孔长度不低于30m：含量＜7.5m3和瓦斯压力＜2201回风顺槽2201运输顺槽轨道大巷皮带大巷回风大巷采煤工作面2201运回顺槽补增钻孔布置平面图1-2冒落区1.5m1.4m2.8m2201综采工作面硬煤区域瓦斯释放钻孔布置图(1-3)0.74Mpa，大于上述值，必须采取措施在工作面正前补增释放孔，补增释放孔施工完毕，继续对2201采煤工作面正前每隔30m区域内布置一个检测钻孔，共布置3个，待含量和压力小于规定值。㈡钻孔布置⒈补增钻孔在距离原抽采钻孔上方0.5m处，2201运输顺槽钻孔方位角90°，2201回风顺槽钻孔方位角270°，钻孔倾角0°（±1°），补增钻孔间距2m，深度100m，补增钻孔施工30个，孔径Φ75mm。⒉补增钻孔施工范围：两顺槽布置测点位置前后30m范围见图（1-2）。㈢瓦斯释放孔释放孔布置：⒈在硬煤区域每隔1.5m布置一个释放孔（图1-3），释放孔距离底板1.4m，释放孔间距1.5m，释放孔长度15m，释放孔预留5m的安全距离；⒉在软煤区域每隔1.5m布置两层释放孔，上层孔距离顶板0.8m，下层孔距底板0.8m，间距1.5m，释放孔长度15m，释放孔预留5m的安全距离，释放孔直径为89mm。（图1-4）。2.8m2201综采工作面软煤区域瓦斯释放钻孔布置图(1-4)0.8m1.5m1.5m0.8m㈣参数指标测定沿采煤工作面每隔10-15m布置一个检验钻孔：⒈在硬煤区域每隔15m布置一个检验钻孔检测；⒉在软煤区域每隔10m布置一个检验钻孔检测；测孔长度设计15m，每推进10m测定一次，预留5m的安全距离：钻屑量S值＜6kg/m（5.4L/m）、含量＜7.5m3和瓦斯压力＜0.74Mpa。大于上述值，采煤工作面继续补增释放孔，补增释放孔施工完毕，继续对采煤工作面布置检验钻孔，待小于上述值，采煤工作面可以正常推进。㈤重点区域⒈依据2201采煤工作面观测分析回采期间地质与瓦斯赋存情况，针对煤层较厚、酥软、地质构造和煤层变化异常区域，地测科提供素描图，计划春节放假期间在2201采煤工作面正前垂直打抽放钻孔（图1-5）。⒉补打钻孔施工范围：2201综采工作面设计长度156m，在工作面20m-136m区域补打抽采钻孔40个，钻孔长度120m，钻孔间距3m，累计孔深4800m。㈥上隅角瓦斯防治⒈在2201回风顺槽每50m（图1-6）布置宽2.5m、长4m的矩形钻场，每个钻场的钻孔分三个水平布置，共施工9个向工作面方向仰斜钻孔，终孔间距10m控制范围20m，钻孔长大于70m,孔径75mm，重叠20m。⒉终孔距底板距离分别控制在18m/15m/12m三个水平（图1-7），当回采工作面向前推进逐步垮落，垮落高度到达钻孔终孔位置时，顶部积存高浓瓦斯通过钻孔和插管产生负压排出，预计抽采单孔瓦斯浓度60%-80%。五、2202掘进工作面瓦斯防治方案㈠2202运输顺槽掘进期间瓦斯治理⒈掘进期间的瓦斯预抽，通过在钻场布置钻孔进行预抽。预抽钻场设计为耳朵形流线型（图1-8），钻场采用迈步式布置，钻场间距50m。共计24个钻场。⒉钻孔成扇形布置，每个钻场施工5个钻孔（图1-9、1-10），控制巷道西帮15m的安全距离，控制巷道东帮15m的安全距离，钻孔长度120m,共计120个钻孔，总进尺14400m。第1个钻孔平行巷道方向开孔，距巷帮2.0m，其余4个孔钻孔间距0.3m。施工时根据巷道掘进方向煤层倾向布置钻孔。参数见表一、表二2202运输顺槽西帮钻孔参数（表一）孔号开孔方位（°）孔深（m）孔径（mm）10120942358121943356121944355121945353121942202运输顺槽东帮钻孔参数（表二）孔号开孔方位（°）孔深（m）孔径（mm）10120942212194341219445121945712194㈡2202回风顺槽掘进期间瓦斯治理⒈2202回风顺槽掘进期间的瓦斯预抽，通过在钻场布置钻孔进行预抽，预抽钻场间距50m，共计24个钻场。⒉钻孔成扇形布置，每个钻场施工5个钻孔（图1-10），控制巷道西帮15m的安全距离，钻孔长度70m,共计120个钻孔，总进尺8400m。第1个钻孔平行巷道方向开孔，距巷帮2.0m，其余4个孔钻孔间距0.3m。施工时根据巷道掘进方向煤层倾向布置钻孔。参数见表三2202回风顺槽西帮钻孔参数（表三）孔号开孔方位（°）孔深（m）孔径（mm）10709423577194335371944351719453577194㈢2202掘进工作面瓦斯治理2202掘进工作面煤体含量大于8m³/t时对工作面正前进行预抽，工作面正前打含量检测钻孔2个，测孔长度不低于55m：含量＜8m³和瓦斯压力＜0.74Mpa，允许掘进50m，保留5m的安全距离，并在掘进工作面悬挂掘进起止牌板；大于上述值时：对掘进工作面正前进行预抽，计划布置5个钻孔，钻孔间距0.8m，孔深70m。（钻孔参数见表二）预抽钻孔进尺保留20m的安全距离，待预抽钻孔经校验瓦斯含量小于规定值可以正常掘进。（图1-11）㈣2202掘进工作面掘进期间平行钻孔设计⒈钻孔位置⑴沿运输顺槽及回风顺槽两侧布置单排平行钻孔，倾角与煤层倾角相同。孔向：垂直巷道，开孔位置：距离底板1.4m±10mm处。⑵煤层抽采钻孔角度采用平行于工作面的钻孔布置方式，垂直于煤帮。施工时根据煤层倾角布置钻孔。⒉钻孔规格⑴2202运、回顺槽钻孔底部交叉排列，两顺槽钻孔施工过程中不得穿透，为达到理想抽采效果2202运输顺槽设计钻孔100m，2202回风顺槽设计钻孔80m。（图1-12）⑵钻孔间距①50m-600m钻孔间距为3m；钻孔孔径：Φ94mm。（图1-13）②600m-900m钻孔间距为2m；钻孔孔径：Φ94mm。（图1-14）③900m-1200m钻孔间距为1.5m；钻孔孔径：Φ94mm。（图1-15）六、保障性措施㈠科学预测预报，完善抽采系统，确保抽采达标1.进一步完善瓦斯涌出量预测，按照瓦斯涌出量预测要求，与河南理工合作进行瓦斯含量测定工作，并结合矿井瓦斯地质图及在生产中出现的异常情况，摸清底数，掌握瓦斯涌出机理，提高瓦斯治理水平和工作面瓦斯管理及风量核定。2.科学优化抽、掘、采衔接，优化巷道布置，简化生产系统，明确开采顺槽开采顺序，合理进行采掘布局，优化抽、掘、采衔接，实现“先抽后采”和“先抽后掘”。3.细化高瓦斯矿井高标准管理，按照设计要求配全和完善瓦斯实验室设备，并与北京矿大合作对技术人员进行培训，完成实验室投运。及时测定煤层瓦斯含量，压力等相关技术参数，做好瓦斯预警工作。重点在地质构造区域、巷道贯通、瓦斯排放、系统调整等重点工程要制定周密措施，提前预防，并加强现场监督管理。㈡建立稳定可靠的通风系统1.按实际情况搞好每月通风能力核定和瓦斯抽采能力评价，根据核定结果制定采掘计划。2.规范和优化矿井通风系统，确保通风系统合理，保持系统简单合理。提前制定计划，改造副斜井底通风系统，避免角联通风出现。㈢建立有效可靠的安全监控系统1.狠抓硬件