禹举明煤矿10101采面瓦斯治理方案Word格式.docx
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禹举明煤矿10101采面瓦斯治理方案Word格式.docx
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(12.87-3)=10.46m3/t
q1:
开采煤层(包括围岩)瓦斯涌出量,m3/t;
K1:
围岩瓦斯涌出系数,与围岩岩性、围岩瓦斯含量及顶板管理方法有关,一般按顶板管理方法取值。
全部陷落法管理顶板时,取1.3;
K2:
工作面丢煤瓦斯涌出系数,取1/η,η为工作面回采率;
K3:
分区内准备巷道预排瓦斯对开采层煤体瓦斯涌出的影响系数。
采用长壁后退式回采时,取值按下式确定:
K3=
=
L:
工作面长度,m;
h:
巷道瓦斯排放宽度,m。
矿井所采煤种为烟煤,h取18.0;
m:
开采煤层厚度,m;
2.8m;
M:
工作面采高,m;
均为一次采全高
W0:
煤的原始瓦斯含量;
WC:
煤的残存瓦斯含量,查表取3。
b、邻近层相对瓦斯涌出量计算
根据AQ1018-2006中图D.1邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线图分析,开采C1煤层时,下邻近分别为C5、C6、C7、C8、C9、C12,其计算结果如下:
q2=
=(13.26-3)×
(1.19÷
2.8)×
0.7+(13.05-3)×
(0.9÷
0.6+(13.0-3)×
(0.59÷
0.4+(13.03-3)×
(0.7÷
0.35+(13.03-3)×
0.2+(13.56-3)×
(4÷
0.05=8.19m3/t
mi------第i个邻近层煤层厚度,m;
M-------工作面采高,m;
----------第i个邻近层瓦斯排放率,;
---------第i个邻近层煤层原始瓦斯含量,m3/t;
--------第i个邻近层煤层残存瓦斯含量,m3/t;
即开采C1煤层工作面相对瓦斯涌出量为18.45m3/t,绝对瓦斯涌出量为18.45×
300000÷
330÷
24÷
60=11.65m3/min。
三、瓦斯治理
根据工作面瓦斯涌出来源特点分析,结合该区域煤层赋存状况、采掘布置、开采顺序及地质条件等综合考虑,设计本面瓦斯治理方案如下:
一)通风
1、10101工作面系统的通风方式
根据10101井巷布置情况,决定10101工作面的通风系统采用“U”型通风方式,即10101运输顺槽进风、10101回风顺槽回风的通风方式(见通风系统图)
回采工作面所需风量的计算
①、按瓦斯涌出量计算
Q采1=100×
q采×
Kc=100×
1.6×
6.4=10245m3/min=17.1m3/s
q采——回采工作面瓦斯的绝对涌出量,m3/min,6.4m3/min。
Kc——回采工作面瓦斯涌出不均衡系数,它是最大涌出量与平均涌出量之比,一般对于采工作面Kc为1.2~1.6,对于炮采工作面Kc为1.4~2.0,本矿为炮采工作面取Ka=1.6。
、按工作面温度与风速的关系计算
Q采2=Vc·
Sc·
Ki=1.3×
6.7×
1=8.7m3/s
Vc——采煤工作面应有良好的气候条件,其进风流气温和风速应符合有关要求,经查表,设回采工作面气温取20℃~23℃,则工作面风速Vc应为1.0~1.5m/s,取1.3m/s;
Sc——回采工作面平均断面积(m2),本矿C1号煤层平均厚2.8m,采用柔性掩护支架支护,则工作面平均断面为6.7m2;
Ki——回采工作面长度系数,经查工作面长度系数表,回采工作面为80~150m时,工作面长度系数为1.0。
、按炸药使用量计算
Q采3=(Ac×
b)/(t×
c)
Ac——回采工作面一次使用的最大炸药量,kg;
b——每公斤炸药爆破后生成的当量CO的量,根据炸药爆破后的毒气体国家标准取b=0.1m3/kg;
t——通风时间,一般取20~30min;
c——爆破经通风后,允许工作进入工作面工作的CO浓度,一般取CO=0.0024%,将各参数取值带入上式后,简化为:
Q采3=25AC=25×
13.5=337.5m3/min=5.6m3/s
工作面长度90m,设计分三段爆破,一次使用最大爆炸量取13.5kg。
、按工作人员数量计算
Q采4=4Nc=4×
30=120m3/min=2.0m3/s
Nc——回采工作面同时工作的最多人数,人;
4——每人每分钟4m3的供风标准。
、按风速进行验算
根据以上计算,回采工作面计算最大风量为:
Q采=max(Q采1、Q采2、Q采3、Q采4)=max(17.1,8.7,5.6,2.0)=17.1m3/min。
根据规定,回采工作面最氏风速为0.25m/s、最高风速为4m/s的要求进行验算,经验算:
Q采≥0.25×
Sc=0.25×
6.7=1.7m3/s
Q采≤4×
Sc=4×
6.7=26.8m3/s
工作面风量满足风速验算要求
二)、风排瓦斯能力计算:
根据10101回风顺槽的配风量,按照规定:
采煤工作面回风的最大允许瓦斯浓度为0.8%,则该面风排瓦斯量为:
q排=Q×
0.8%
=1026×
0.008=8.208m3/min
三)瓦斯抽放
一、抽放管路管径、材质、规格
1、抽放管路管径按下式计算:
d=0.1457
式中:
d—瓦斯管内径(m)
Q—瓦斯管流量(m3/min)
V—瓦斯管内流速(m/s),一般取5—15m/s。
(1)高负压瓦斯管路计算
矿井瓦斯抽放纯量为10.26m3/min。
设计考虑高负压抽放6.2m3/min,低负压抽放4.06m3/min。
抽放管路管径按下式计算:
d=0.1457(Q/V)0.5
d一瓦斯管内径,m;
Q—瓦斯管混合瓦斯流量,m3/min;
(混合瓦斯浓度按40%计算,高负压瓦斯纯量按6.2m3/min计算,则Q=1.5×
6.2÷
0.4=23.25m3/min,低负压瓦斯纯量按4.06m3/min计算,则Q=1.5×
4.06÷
0.2=30.45m3/min)
V一瓦斯管内流速,m/s,一般取5~12m/s;
支管:
流量按回采工作面抽放流量计算。
回采工作面瓦斯抽放按60%计算为13.95m3/min。
=0.1457
=0.172m,选择管径为φ185×
5.0mm的无缝钢管作为抽放支管。
(2)低负压瓦斯管路计算
主管:
×
K=0.1457
=0.254m,选择管径为φ285×
5.0mm的无缝钢管作为低负压抽放主管。
=0.184m,选择管径为φ210×
二、瓦斯管的连接方式
用弹簧软管将钻孔瓦斯抽放管与钻场汇流相连,汇流管与钻场瓦斯管连接后与巷道中的瓦斯抽放联接。
瓦斯抽放主管道均采用法兰盘螺栓紧固连接,中间夹像胶密封圈,为安装方便,抽放管路拐弯处也可采用弹簧软管代替铁管。
5、流量计算
Q=
K
Q----瓦斯泵额定流量,m3/min;
ΣQC----抽放期间内抽出的最大纯瓦斯量之和,m3/min;
X----瓦斯泵入口处瓦斯浓度;
n----瓦斯泵的机械效率,n=0.8;
K----抽放备用系数,取K=1.5。
(1)高负压抽放系统瓦斯泵流量计算:
Qp=∑QKQ/Cη=(6.2×
1.5)/(0.40×
0.8)=29.1m3/min
(2)低负压系统瓦斯泵流量计算:
Qp=∑QKQ/Cη=(4.06×
1.5)/(0.2×
0.8)=38.1m3/m
本矿现有高负压瓦斯抽放泵2台,型号2BE1-303型水环式真空泵。
其技术规格性能如下:
最大抽气量52m3/min,吸入口径200mm,最低吸入绝压33kpa。
选用YPB型防爆电机,电机功率75Kw,电机电压380V。
低负压瓦斯抽放泵2台,型号2BE1-353型水环式真空泵,其技术规格性能如下:
最大抽气量65m3/min,最大吸入绝压33kpa。
选用YPB型防爆电机,电机功率110Kw,电机电压380V。
瓦斯泵数量为四台,高、低负压各两台,其中均为各一台运转,一台备用。
低负压泵目前负责10101回风巷上隅角采空区的瓦斯抽放;
高负压泵目前负责10101运输顺槽的本煤层抽放。
三、根据瓦斯来源分析,结合矿井的巷道布置、瓦斯基础参数等因素,选用下列抽放方式:
方案:
(1)、本煤层瓦斯抽放(高负压):
在10101运输顺槽掘进期间,已在运输顺槽施工了78个本煤层钻孔;
回采时继续在运输顺槽每隔3米各施工一个本煤层抽放钻孔。
采用ZY—750S全液压钻机向C1煤层施工,设计钻孔深度为80米,孔径为75mm。
每施工完一个本煤层钻孔后,必须及时进行封孔,封孔长度为8m,并连管抽放。
采用马丽散进行封孔。
(2)、根据10101工作面回采期间的瓦斯治理结果分析可知,采用高位巷治理瓦斯时,高位巷抽放量占低负压抽放总量的40%,回风顺槽抽放量站低负压抽放总量的60%,以此为依据,在10101回风顺槽内安设8寸抽放主管,抽放主管前端埋入采空区,抽出采空区瓦斯。
另外,主管路上每隔50米安设一个三通,三通上加设闸阀,闸阀上连接一根8寸迈步管,迈步管接入高位“T”型窝抽放采空区瓦斯;
高位巷在封闭后采用8寸瓦斯管治理10101工作面回采期间的瓦斯.
通过本设计的实施,工作面在回采过程中风排瓦斯量大大降低。
若10101工作面高、低负压抽放浓度未达到本方案的要求时,工作面回风流中瓦斯浓度将超过有关规定,所以必须采取以下措施:
1、瓦斯管必须按要求进行吊高或垫高,离底板高度不得低于300mm。
2、当出现瓦斯管积水时,必须及时进行放水,保证瓦斯抽放负压。
3、通防科必须每天对10101工作面高、低负压瓦斯抽放的各项参数进行测定,发现抽放负压达不到要求,必须及时进行调整,保证抽放负压。
4、通风科、安检科,对施工的本煤层抽放钻孔进行监督,其方位、倾角严格按设计施工,且孔深不得低于设计孔深的80%,否则视为废孔,必须重新补打钻孔。
5、对施工好的本煤层抽放钻孔,用压风导入法进行试漏气,发现有漏气现象的,重新进行封堵,保证抽放浓度。
6、对本煤层抽放连接胶管要加大检查力度,一旦发现连接胶管有打折现象时,必须及时进行处理。
7、对抽放浓度低的钻孔(低于5%),要及时甩掉,保证抽放浓度。
8、通风科每周对高、低负压抽放系统进行全面检查,发现问题,必须及时进行处理,保证抽放系统正常运行。
通过采取了以上措施,可确保抽放效果,达到了瓦斯治理的目的。
五、回采期间安全管理措施
1、在工作面回采期间,若因故瓦斯抽放系统停止运转,工作面涌出瓦斯将全部依靠风排,在此状态下,根据工作面的配风设计,10101回风顺槽的瓦斯浓度将超过0.8%,超过相关规定。
为此,必须加强瓦斯抽放泵的管理,一旦出现停泵,10101工作面必须停电撤人,待采取有效措施进行处理,系统恢复正常运转,工作面瓦斯浓度降到规定值以下后,方可恢复生产。
2、加强对10101工作面、回风、上隅角的瓦斯管理,当10101工作面、回风顺槽的瓦斯浓度达到0.8%时,必须立即切断电源,采取措施进行处理。
3、按规定加强10101工作面及相关地点的通风系统进行检查、测定。
发现问题及时汇报处理,确保风量分配合理,回采安全。
4、按规定派木工对井下的通风设施进行检查维护,发现隐患及时处理,确保通风系统稳定、可靠。
5、10101工作面回采期间,通风科每班派瓦检员加强瓦斯检查,严禁空班、漏班、误检及漏检.杜绝瓦斯超限作业.风流中的瓦斯浓度达0.8%时,必须立即停止工作、撤出人员、切断电源、查明原因、进行处理。
6、矿调度室要随时注意采面瓦斯变化情况,发现问题及时处理并汇报相关领导。
7、加强对监控室的管理,监控室必须随时注意瓦斯的显示情况,发现异常及时向调度汇报。
8、通风科领导必须将瓦检员检查的瓦斯浓度与监控室显示的瓦斯浓度进行比较分析,发现问题及时采取相应的措施进行处理。
9、因瓦斯浓度超限而切断电源的电气设备,都必须在瓦斯浓度降到规定值以下时,方可恢复送电,严禁瓦斯超限强行送电。
10、瓦检员必须做到:
A、现场交接班,交接班时必须将当班的通风、瓦斯及其它有关情况交接清楚,并相互签字。
B、无空班漏检、假检、无虚报瓦斯,做到瓦检员手册、记录牌板、台帐“三对口”。
C、严格执行“一班三汇报”制度,班中发现隐患时必须及时汇报。
D、随时掌握瓦斯变化情况,发现异常及时处理并汇报。
11、瓦斯超限时,撤人设岗工作由施工单位当班负责人、安检员与瓦检员共同负责。
当上隅角及回风顺槽内的瓦斯超过规定时,工作面人员撤到上出口20米以下,由安检员及当班负责人负责,安检员在该处设置警戒,回风顺槽内的人员撤到1436石门风门外,由瓦检员负责,并在该处设置警戒,严禁人员进入10101回风顺槽。
12、施工隔离墙管理规定
(1)由施工单位负责备足施工隔离墙所用的编织袋和黄泥。
(2)施工隔离墙必须先向通风科相关领导和调度室汇报,由矿调度通知施工单位,切断10101工作面及回风巷的所有非本质安全型电源后,方可开始施工隔离墙。
(3)隔离墙由施工单位负责施工,隔离墙施工长度根据现场瓦斯情况而定,通风科瓦检员和安检科安检员进行监督。
(4)施工隔离墙时,必须先洒水浇湿,隔离墙施工顺序为由里向外进行施工,施工好第一层后,再洒水浇湿施工第二层。
(5)施工隔离墙时,矸石带必须交错搭接,一层紧挨一层,中间不得留有空隙,隔离墙与帮、顶搭接严实,高顶空隙处严禁用空编制袋封堵,必须用黄泥充填;
用黄泥勾缝封堵严实,必须保证隔离墙施工质量。
(6)隔离墙施工周期为:
每安一次支架施工一道隔离墙。
(7)施工隔离墙期间,瓦检员必须挂好上隅角处风幛和T4瓦斯传感器,必须管理好工作面上隅角的风幛,严禁其他人员无故拆除风幛。
必须加强回风顺槽及施工范围内的瓦斯检查工作,严禁瓦斯超限作业。
(8)隔离墙施工人员和瓦斯超限时各地点设岗人员,由当班瓦检员及安检员负责;
(9)施工隔离墙及处理高顶瓦斯时,无关人员严禁在现场逗留,并严禁移动、解除或损坏风幛。
(10)上隅角施工隔离墙时,必须严格按上述施工隔离墙的规定执行,否则不准施工。
(11)施工隔离墙结束,瓦检员必须及时向调度室汇报。
(12)施工隔离墙时,工作面上不允许生产,严禁隔离墙施工与采煤平行作业。
(13)、由机电科按规定安设4台瓦斯传感器:
①、T1设置在回风顺槽距工作面煤壁退回5米的顶板下300mm处,其报警值≥0.8%,断电值≥0.8%,复电值<0.8%.断电范围为工作面及回风顺槽内的全部非本安型电器设备.
②、T2设置在10101回风顺槽回风联络巷口往面方向10__15米位置的顶板下300mm处,其报警值≥0.8%,断电值≥0.8%,复电值<1.0%.断电范围为工作面及回风巷内全部非本安型电气设备.
③、T3设置在距工作面下出口往外10米的运输顺槽内,其报警值≥0.5%,断电值≥0.5%,复电值<0.5%。
断电范围为运输顺槽内的全部非本安型电气设备。
④、T0设置在上隅角,其报警值≥0.8%,断电值≥0.8%,复电值<0.8%.断电范围为工作面及回风巷内的全部非本安型电气设备。
(14)、每天派监测工加强对瓦斯传感器的检查,调校。
确保灵敏可靠,数据返回准确。
水城县禹举明矿业有限公司
10101回采工作面
瓦斯治理设计
会审单位及人员:
通防科:
采煤队:
安全矿长:
调度室:
生产矿长:
机电矿长:
总工程师:
矿长:
编制人:
蒋弟坤
编制日期:
2011年11月14日
101011工作面瓦斯治理方案
会审签字单:
通风科:
采煤队:
安检科:
调度室:
机电科
机电矿长:
矿长:
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- 禹举明 煤矿 10101 瓦斯 治理 方案