12301采面抽采设计

贵州国源矿业开发有限公司织金县珠藏镇龙桂煤矿12301采面抽采设计编制：龙桂煤矿通防科2015-7-28设计审批情况会审地点时间主持人会审意见会审人员姓名专业现职务12301采面瓦斯抽放设计一、概况龙桂煤矿属生产矿井，设计生产能力15万吨/年，矿井开采标高+1675m--+1350m采用斜井开拓，中央分列式通风。矿井地质构造复杂，水文地质类型为中等，属煤与瓦斯突出矿井。矿井可采煤层M16、M23，M16煤层已开采结束，按从上往下开采顺序，现开采M23煤层，12301回采工作面为M23煤层浅部第一区段东翼采面。（一）12301采煤工作面位置1、井上位置及标高12301工作面主要处一无名山脊中，南、北为山脊，北为顶部，南为底部;东、西向横穿山脊，工作面主要处南部山坡。地面标高+1670——+1622。2、井下位置及标高井下东为井田边界以煤柱为界；西为回风上山以护巷煤柱为界；北为井田浅部边界以12301回风巷为界；南为M23未开采深部以12301运输巷为界。3、开采范围工作面走向长450米（不含上山煤柱），平均倾斜长185米，平面积80580㎡，斜面积83424㎡.（二）巷道布置工作面回风巷由轨道上山+1540标高开口，按40度方位跟煤层顶板施工480米。运输巷由运输上山+1503标高开口，按50度方位跟煤层顶板施工35米后改按65度方位施工140米，再按53度施工316米，然后掘开切眼与回风巷贯通形成12301回采工作面。（三）煤（岩）层赋存特征1、M23煤层为龙潭组，煤层顶板为深灰色薄层粘土质粉砂岩，含大量碳化植物化石碎屑，夹菱铁质薄层，碳质线理;直接底板为粘土岩。煤层特征表顺序区域组煤层名称煤层厚度（m）层间距(m)煤层夹矸数稳定性煤层倾角（度）煤种顶底板岩性最小最大平均顶板底板1龙潭组M160.852.331.7520-2稳定9无烟煤粉砂岩，粘土岩砂质粘土岩2M230.951.811.50-3稳定9无烟煤粘土质粉砂岩粘土岩M23煤层赋存较稳定，煤层结构简单，煤层平均倾角150，煤层平均厚度1.4m，煤质为无烟煤。3、煤层瓦斯：本矿井未鉴定按突出矿井管理。矿井绝对瓦斯涌出量为27.47m3/min，相对瓦斯涌出量为98.89m3/t。根据中国矿业大学（北京）2007年10月20日提交的“贵州省织金县珠藏镇龙桂煤矿M16煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定”，在+1510m水平以上不具备煤与瓦斯突出危险性，现M23未做瓦斯突出鉴定，龙桂煤矿按煤与瓦斯突出矿井管理。根据贵州省矿山安全科学研究院于2014年8月《关于织金县珠藏镇龙桂煤矿M23煤层区域突出危险性预测报告》的预测结论，M23煤层的瓦斯含量为9.75m³/t。4、煤的自燃倾向及煤尘爆炸危险性：根据2000年12月16日贵州省煤田地质局实验室提供的《贵州省织金县珠藏镇龙桂煤矿煤炭自燃倾向等级鉴定报告》，M23煤层自燃倾向性II类自燃。根据贵州省煤田地质局实验室提供的《织金县珠藏镇龙桂煤矿煤层煤尘爆炸性鉴定报告》，M23煤层煤尘无爆炸危险性。5、地质及水文地质条件：根据地质资料和从上部已采的M16煤层来看，区内无较大断层分布，12301运输巷主要沿一正断层下盘边沿施工，断层落差4-5米，对采面影响不大，12301采面总体地质条件简单。矿区水文地质类型属裂隙型充水矿床，水文地质条件中等，本工程水文地质简单，遇小构造时有裂隙水。6、地质储量煤层走向50度，倾向约140度，煤层倾角15度，煤厚1．4M，煤层容重1．45T/立方米工作面走向长450米（不含上山煤柱），平均倾斜长185米，平面积80580㎡，斜面积83424㎡.地质储量Q地=83424*1.4*1.45=16.935万吨7、采煤方法及生产能力12301回采工作面采用走向长壁后退式采煤法。爆破落煤，全部垮落法管理顶板。采面支护使用DW20-30/100型单体液压支柱配HDJA—1200型金属铰接顶梁进行支护，设计“三四”排控顶，柱距0.8m，排距1.2m，最大控顶距为4.8m，最小控顶距为3.6m。采面生产能力采面日正规循环1.5个，循环进度1．2米，月按25日生产计算。循环产量W=185*1．2*1．4*1．45*0．97W=437T月产量=437*1.5*25=16387T（四）、抽放条件地面建有瓦斯永久抽放泵站，安装2台高负压瓦斯抽放泵，其型号2BEA-303-0型水环式真空泵，电机功率90KW，抽放量58m3/min。安装2台低负压瓦斯抽放泵，其型号2BEC-40型水环式真空泵，电机功率75KW，最大气量68m3/min。一台工作、一台备用。抽放管路井筒及主要巷道采用pvc管，主管直径315mm，采掘面支管直径219mm，分别接到掘进工作面进行瓦斯抽放。各采、掘面抽放管上有自动计量装置。二、12301工作面抽放参数（一）M23煤层瓦斯涌出量预测1、煤层瓦斯含量预测由于矿井无测定参数，因此采用经验公式计算煤层中的瓦斯含量。Wx=65.5(100-Af-Wf)/(0.098a/P+b)(Vr)0.146en(1+0.31Wf)100Wy=fnP/9.8Kyγ式中Wx——煤的瓦斯吸附量，m3/t；Wf、Af、Vr——煤的水分、灰分、挥发分，%；P—瓦斯压力，矿井M16、M23煤层+1350m标高时瓦斯压力分别为P1350=6×316=1896KPa=1.896Mpa、P1350=6×372=2232KPa=2.232Mpa式中：P──距地表垂深H处煤层瓦斯压力，MPa；H──煤层距地表垂深，m。en——温度系数，查表或按下式计算；e——自然对数底；n＝0.02t/(0.993+0.007P)a——2.4+0.21Vr或查表；b——1-0.004Vr或查表；Wy——游离瓦斯量，m3/t；fn——煤的孔隙率，%。查表取8%；γ——煤的容重，1.45t/m3，根据《储量报告》提供的数据Ky——相当于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数，查《手册》表8-7-14；t——温度℃。将以上各参数代入公式计算得各煤层+1350m水平瓦斯含量。矿井+1350m水平各煤层瓦斯含量计算表煤层Wf(％)Af(％)Vr(％)fn(％)H(m)KYT(°C)γ(t/m3)abP(MPa)en吸附瓦斯含量(m3/t)游离瓦斯含量(m3/t)瓦斯含量(m3/t)M160.5811.245.364.003161.0320.01.454.160.960.231.6912.781.4814.22M230.626.275.224.003721.0320.01.454.140.970.251.6912.921.6514.572、各煤层的煤与瓦斯突出危险性分析根据矿井煤质指标，按经验公式计算矿井开采各煤层时的瓦斯含量、瓦斯压力结果见下表。1350m水平各煤层瓦斯压力、瓦斯含量煤层编号M16M23煤层埋藏深度(m)316372瓦斯压力（MPa）1.8962.232瓦斯含量（m3/t）14.2214.57从上表可看到，M16、M23煤层在开采+1350m以上标高时的煤层瓦斯压力大于0.74MPa，瓦斯含量大于8（m3/t）；根据《防治煤与瓦斯突出规定》中区域预测的临界值，M16、M23煤层在开采+1350m标高以上煤层时，有煤与瓦斯突出危险性。3、采煤面瓦斯涌出量预测［1］本煤层瓦斯涌出量预测回采工作面的瓦斯涌出量q采=q1+q2q1——开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；q2——邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t。A、q1=K1×K2×K3(Wo-Wc)×m/M式中：q1——开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；K1——围岩瓦斯涌出系数；取值1.1～1.3。全部陷落法管理顶板，碳质组分较多的围岩取1.3，局部充填法管理顶板时取1.2，全部充填法管理顶板时取1.1；砂质泥岩等致密性围岩时其取值可偏小。K2——工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算；K3——采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，无实测值可参照AQ1018-2006附录D选取；m——开采层厚度，m；M——工作面采高，m；Wo——煤层原始瓦斯含量，m3/t；Wc—原煤残存瓦斯含量：根据本矿煤层的挥发分和AQ1018-2006表C.1（表3-1-5），M16、M23号煤层纯煤残存瓦斯含量Wlc分别取7.8m3/t.r、7.5m3/t.r。则原煤残存瓦斯含量：WC＝Wlc×（100F10M335640.535641.135641.33038.33039.53039.73039.93040.135642.935643.1拐点XY30419203564295030411903564362030400903564262030403603564234743038000356418005303800035641150矿区面积:3.0461Km2开采标高：+1050-+400m技改后荒田坝煤矿拐点坐标F1035640.335640.301236304080035641910采空区000主斜井X=3040944Y=35642633Z=+884ma=20β=339副斜井X=3040973Y=35642654Z=+884ma=23β=33903保护煤柱线意义符号矿区范围符号意义图例双向风门煤层底板等高线意义符号调节风门风井斜井煤巷岩石巷道A1技改前矿井未有正规采煤工作面，只有主井和风井两条巷道，在全岩石中掘进。未形成生产系统。１８１１９２163（176）/[100×（1+0.31Wf）]经计算：M16煤层为2.43m3/t，M23煤层为2.50m3/t。原煤的残存瓦斯含量取值表煤的平均挥发份Vdaf(%)6-88-1212-1818-2626-3535-4242-56纯煤残存瓦斯含量Wlc（m3/t.r）9-66-44-33-2222将以上各参数代入公式计算得采煤工作面本层瓦斯涌出量见下表。各煤层采煤工作面本层瓦斯涌出量计算表煤层K1工作面回采率K2K3L(m)H(m)m(m)M(m)W0(m3/t)Wc(m3/t)瓦斯涌出量(m3/t)M161.30.951.0530.7680121.71.714.222.4315.43M231.30.951.0530.7680121.51.514.572.515.76［2］、邻近层瓦斯涌出量q2=∑(Woi-Wci)miηi/M式中q2——邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t；mi——第i个邻近层煤层厚度，m；M——工作面采高，m；ηi——第i个邻近层瓦斯排放率，无实测值，参考AQ1018-2006附录D选取；Woi——第i个邻近层原始瓦斯含量，m3/t；Wci——第i个邻近层残存瓦斯含量，m3/t。本矿可采煤层为M16、M23煤层，按由上至下的开采顺序，参照（AQ1018-2006）标准附图D.1邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线选取瓦斯排放率，不可采邻近层涌入开采层的瓦斯量，按开采层相对瓦斯涌出量的2%估算。根据以上公式参数经计算，矿井各煤层开采时回采工作面瓦斯涌出量见下表各煤层开采时回采工作面瓦斯涌出量计算表煤层编号K1η(%)K2K3mM（m）W0(m3/t)Wc(m3/t)q1(m3/t)q2(m3/t)q采(m3/t)M161.3951.0530.761.21.714.222.4315.434.1419.57M231.3951.0530.761.471.514.572.515.764.2820.04M23煤层瓦斯：根据贵州省矿山安全科学研究院于2014年8月《关于织金县珠藏镇龙桂煤矿M23煤层区域突出危险性预测报告》的预测结论，M23煤层的瓦斯含量为9.75m³/t。（二）抽放系统设计1、抽放方法A、现有抽放系统地面永久抽放泵站安装2台高负压瓦斯抽放泵，其型号2BEA-303-0型水环式真空泵，电机功率90KW，抽放量58m3/min。安装2台低负压瓦斯抽放泵，其型号2BEC-40型水环式真空泵，电机功率75KW，最大气量68m3/min。一台工作、一台备用。抽放管路井筒及主要在巷采用pvc管，主管直径315mm，采掘面支管直径219mm，分别接到掘进工作面进行瓦斯抽放。各采掘面抽