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1、某某富兴煤矿瓦斯抽放设计说 明 书目 录概 述31 矿井概况41。1交通位置41。2 井田地形与气候41。3 井田地质构造情况41。4煤层赋存情况41。5矿井开拓方式61。6矿井通风方式及邻近矿井瓦斯涌出62 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性72。1 矿井瓦斯涌出量预测结果82。2 回采工作面瓦斯涌出来源与构成92。3 瓦斯抽放的必要性102。3。1 相关法规的要求102。3。2 采掘工作面瓦斯治理的需要102。4 瓦斯抽放的可行性112。5 矿井瓦斯储量与可抽量123 矿井瓦斯抽放方案初步设计133。1 抽放方法选择的原则133。2 抽放瓦斯方法选择133。2。1 回采工作面本煤层瓦斯抽放143
2、。2。2 掘进工作面瓦斯抽放143。2。3 回采工作面高位抽放163。2 抽放量预计及抽放服务年限163。2。1 回采工作面本煤层预抽量预计163。2。2 掘进工作面边掘边抽瓦斯量预计163。2。3 矿井瓦斯抽放量预计173。2。4 抽放服务年限173。2。5 抽放参数的确定173。3 瓦斯抽放钻孔施工及设备183。3。1 钻机的选择183。3。2 钻孔施工技术安全措施183。3。3 钻孔封孔183。3。4 瓦斯抽放参数监测194 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算及设备选型194。1 矿井瓦斯抽放设计参数194。2 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算194。2。1 瓦斯抽放管网系统194。2。2 瓦
3、斯抽放管管径计算及管材选择204。2。3 管网阻力计算214。2。4 瓦斯抽放管路与瓦斯抽放钻孔的连接224。2。5 瓦斯抽放管路敷设224。2。6 瓦斯抽放管道的附属装置234。3 瓦斯抽放泵选型计算264。3。1 瓦斯抽放泵流量计算方法264。3。2 瓦斯泵压力计算方法264。3。3 瓦斯抽放泵选型计算274。3。4 瓦斯抽放泵选型275 瓦斯抽放泵站布置285。1 瓦斯抽放泵285。2瓦斯抽放泵站供电295。3 瓦斯抽放泵给排水325。4 防雷设施325。5 瓦斯抽放泵站照明325。6 瓦斯抽放泵站通讯325。7 抽放系统实时监测335。8 泵房采暖, 通风336。瓦斯抽放系统的安装33
4、6。1瓦斯抽放系统安装的基本要求336。2 瓦斯抽放泵的安装336。3 瓦斯抽放, 排放管路及附属设施安装337 环境保护347。1 抽放瓦斯工程对环境的影响347。2 污染防治措施347。3 抽放站绿化348 瓦斯抽放组织管理及主要安全技术措施348。1 组织管理358。2 瓦斯抽放组织机构管理358。3 瓦斯抽放钻场管理358。4 采空区抽放管道的拆装378。5 瓦斯抽放管路管理378。6 主要安全技术措施388。7 钻机操作规程388。8 瓦斯抽放泵司机作业操作规程398。9 瓦斯抽放报表管理419 瓦斯抽放工程技术经济指标439。1 劳动定员439。2 投资概算439。3 矿井瓦斯利用
5、43概 述富兴煤矿为贵州富平能源投资有限公司所属的下属煤矿之一。2013年8月份通过购买方式接手，成为真正法人，真管理、真控股。原设计生产能力为9万吨/年。目前公司正在进行产能升级申报程序的报送工作，产能升级后为60万吨/年，预计2015年初完成产能升级改造，并计划在新井改造过程中进行矿井抽放系统的完善工作，实现矿井瓦斯抽采达标。根据该矿提供的矿井设计和矿井瓦斯涌出资料(2004年鉴定报告), 矿井绝对瓦斯涌出量为21。84m3/t, 相对瓦斯涌出量为7。49 m3/min, 属于低瓦斯矿井。由于二区瓦斯较大, 按高瓦斯矿井管理。随矿井产量的增加和开采范围的扩大及开采水平的延伸, 该矿今后主采
6、煤层采掘进工作面和采空区的瓦斯涌出量都将进一步增大。为贯彻执行党和国家的”安全第一, 预防为主”的安全生产方针和国家安全生产监督管理局制定的”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的煤矿安全生产管理方针, 该矿已在井下安装了为21181回采工作面服务的移动式瓦斯抽放泵站和与其相配套的瓦斯抽放系统。抽出的瓦斯直接排放到矿井的回风系统中。随着矿井瓦斯涌出量的增大, 总回风的瓦斯浓度较高, 并时常出现超限。另外, 井下泵站的管理也比较复杂, 经常需要对瓦斯抽放泵的水垢进行清理。随着新风井的建成使用, 建立地面抽放泵站是非常必要的和可行的。特此编写富兴煤矿瓦斯抽放系统方案设计说明书。一. 编制本设计方案的
7、依据1。矿井抽放瓦斯工程设计规范(MT95018-96),中华人民共和国煤炭工业部,1997年。2。矿井抽放瓦斯管理规范,中华人民共和国煤炭工业部,1997年。3。煤矿安全规程,国家煤矿安全监察局,2012年。4。防治煤与瓦斯突出细则,中华人民共和国煤炭工业部,2012年。5。富兴煤矿提供的通风,生产,瓦斯、地质等相关资料。二. 设计的主要技术经济指标1。矿井绝对瓦斯涌出量: 38.60m3/min(将来最大绝对瓦斯涌出量);2。矿井相对瓦斯涌出量: 7。49m3/t;3。矿井瓦斯抽放量: 11。58m3/min。三. 存在的主要问题及建议富兴煤矿缺乏必要的煤层瓦斯基本参数(煤层瓦斯压力, 瓦
8、斯含量, 煤层透气性系数, 钻孔瓦斯流量衰减系数等)。建议今后进行这方面的测定, 以便为瓦斯抽放管理提供必要的科学依据。1 矿井概况富兴煤矿为贵州富平能源投资有限公司所属的下属煤矿之一。2013年8月购买接手, 设计生产能力为9万吨/年。矿井目前主采K2、K3煤层，：K3煤层储量约为332万吨，其临近上层K2煤层约为365万吨。预计K3煤层开采时间为2014年-2019年。1。1交通位置富兴煤矿位于黔西南州兴义市白碗窑镇，距离兴义市约24公里，交通便利、气候宜人。1。2 井田地形与气候1)。地形地貌特征本井田以上侏罗统砾岩为骨架, 上部广泛第四系亚粘土, 地形较复杂, 属低山丘陵区。标高为+4
9、37。20 - +670。73m, 最大相对高差233。53m。整个井田呈南高北低的形态, 在井田南部构成近东西向分水坡, 标高+547。80 - +670。73 m。井田内南北及东西向冲沟发育。井田北部较平坦, 季节性河流南涧河自井田北部由西向东流过。2)。气候矿区为大陆性气候, 四季分明, 雨量较为充沛和集中。根据渑池气象站资料, 最高气温41。6C, 最低气温-18。70C, 年平均气温12。3C。3)。降水量年最大降水量为1013。6mm, 最小为371。2mm, 7, 8, 9月降水量占全年的55%。4)。冻结期冻结期为11月至第二年3月, 冻结天数为31-93天, 最大冻结深度为0
10、。34m。1。3 井田地质构造情况新井田北起二-3煤露头线, 南至F16断层, 东起F3-3断层, 西至耿村井田人为边界, 面积19。10km2。构造形态为一简单的单斜构造, 地层由老到新有三叠系, 侏罗系, 白垩系, 第三系和第四系。1。4煤层赋存情况侏罗系中统义马组(J12)为本井田含煤地层, 煤系保留厚度20。10-99。86m, 平均厚度67。0m。其上与马凹组(J22)呈平行不整合接触。其下与三叠系谭庄组呈角度不整合接触。1)。岩性组合特征义马组(J12)含煤岩系自下而上划分4段:(1)。底砾岩段厚0。30-32。81m, 平均厚度7。70m。由浅灰色砾岩, 砂岩及棕灰色含砾粘土岩组
11、成, 为一套河床相及河漫相沉积物, 在煤层分叉区为二-3煤底板, 合并区为二煤底板。(2)。下含煤段厚5。31-39。34m, 平均32。30m。该段为义马组主要含煤段, 含二煤组(二-1煤, 二-3煤), 其上称二-1煤, 其下称二-3煤, 两层合并后称二煤。以煤层分差合并线为界, 本段岩煤层组合差异显著。二煤分叉为二-1煤, 二-3煤,本分叉后煤层总厚度变小, 两煤层间为一套三角洲相砂质沉积物。该层特征明显, 层位稳定, 为义马煤田重要标志层之一, 其编号为J12S1。其厚度变化自北向南, 自东向西变薄尖灭。在井田西北边角处极小范围内有二-2煤存在。合并区: 以厚及特后二煤层为主体, 属于
12、泥炭沼泽相沉积, 煤层最大厚度为37。48m, 纯煤厚度为m。(3)。泥岩段厚4。40-42。20m, 平均24m。在井田内该层自北向南, 自东向西逐渐增厚, 在煤层分叉区为二-1煤顶板, 在合并区为二煤顶板。(4)。上含煤段厚度为0 - 9。09m, 平均3。00m。仅不同程度留于井田的中, 深部。2)。煤层本井田含煤地层为义马组, 含煤两组, 3-4层, 上部为一煤层, 含一-1煤, 一-2煤。其中一-1煤被剥蚀殆尽, 一-2煤局部可采。下部为二组煤, 含二-1煤, 二-2煤, 二-3煤。二-1煤和二-3煤合并后称二煤。二-1煤, 二-3煤和二煤均为本井田主要可采煤层。井田各可采煤层发育如
13、表1-1所示。表1-1。某井田可采煤层发育情况煤层全层厚度, m纯煤厚度, m可采厚度, m可采程度二-20-4。69(平均0。98)0-2。54(平均0。6)0。8-2。38(平均2。16)局部可采二-10。14-9。45(平均4。24)0。14-7。40(平均3。60)1。00-7。40(平均3。60)全井田可采二-30。20-18。99(平均4。72)0。20-17。76(平均4。21)0。80-17。76(平均4。25)全井田大部可采二5。59-37。48(平均16。29)3。89-33。26(平均13。81)3。89-33。26(平均13。81)全井田可采目前开采的煤层为二煤。二煤位
14、于煤系下部, 属于特厚煤层, 顶板为J2K1泥岩, 底板为J21S2含砾粘土岩及粘土岩, 上距一-1煤平均为24m。1。5矿井开拓方式富兴煤矿原来为一对立井多水平盘区上下山开拓, 主采层为二-1和二-3煤层。新材料井和新风井于2004年投入使用。目前开采的21181工作面为综采放顶煤开采工作面。该工作面位于21区下山西翼, 北邻未回采的21161工作面, 南邻未回采的21201工作面, 东邻21区下山保护煤柱, 西邻F3-9断层保护煤柱。工作面采用走向长壁开采, 一次采全高, 全部陷落法管理顶板。工作面上下巷沿底掘进。2004年, 矿井的生产能力达到1000Mt。日生产能力为3000t/d。矿
15、井服务年限为90年。 1。6矿井通风方式及邻近矿井瓦斯涌出富兴煤矿目前开采二-1和二-3煤。采用中央边界式抽出式通风，材料立井和材料斜井进风，3#风井, 1#风井和新风井回风。新风井安装两台DDK-6-No20型风机, 风量为3800m3/min。3#风井安装两台70-D2-21-24型风机, 1#风井安装两台BK54-6-13型风机, 3#和1#风井合并风量为1000余m3/min。3#和1#风井对将来进行瓦斯抽放的区域影响甚微。虽然煤矿周边煤矿瓦斯涌出不大，为低瓦斯矿井（表12）, 但随开采深度的增加, 瓦斯涌出量有增大的趋势。2004年8月某矿瓦斯鉴定结果表明全矿井绝对瓦斯涌出量为21。84。0m3/min, 相对瓦斯涌出量为7
