煤矿瓦斯抽放设计.doc

1、XX 县 XX 镇 XX 煤矿瓦斯抽放设计说 明 书1目 录概 述 .31 矿井概况 .41.1 交通位置 .41.2 井田地形与气候 .51.3 井田地质构造情况 .61.4 煤层赋存情况 .61.5 矿井开拓方式 .71.6 矿井通风方式及邻近矿井瓦斯涌出 .72 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性 .82.1XX 煤矿瓦斯治理现状 .92.2 矿井通风及瓦斯管理情况 .92.3 瓦斯最大涌出来源与构成 .112.4 瓦斯抽放的必要性 .112.4.1 相关法规的要求 .112.4.2 采掘工作面瓦斯治理的需要 .122.5 瓦斯抽放的可行性 .122.6 矿井瓦斯储量与可抽量 .133 矿井瓦

2、斯抽放方案初步设计 .143.1 抽放方法选择的原则 .143.2 抽放瓦斯方法选择 .153.3 矿井瓦斯抽放量预计 .153.4 抽放服务年限 .153.5 抽放参数的确定 .153.6 瓦斯抽放参数监测 .154 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算及设备选型 .164.1 矿井瓦斯抽放设计参数 .164.2 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算 .164.2.1 瓦斯抽放管网系统 .164.2.2 瓦斯抽放管管径计算及管材选择 .164.2.3 管网阻力计算 .174.2.4 瓦斯抽放管路敷设 .184.2.5 瓦斯抽放管道的附属装置 .194.3 瓦斯抽放泵选型计算 .214.3.1 瓦斯抽放泵

3、流量计算方法 .214.3.2 瓦斯泵压力计算方法 .214.3.3 瓦斯抽放泵选型计算 .224.3.4 瓦斯抽放泵选型 .225 瓦斯抽放泵站布置 .235.1 瓦斯抽放泵 .235.2 瓦斯抽放泵站供电 .245.3 瓦斯抽放泵给排水 .265.4 防雷设施 .2625.5 瓦斯抽放泵站照明 .265.6 瓦斯抽放泵站通讯 .265.7 抽放系统实时监测 .275.8 泵房采暖, 通风 .276. 瓦斯抽放系统的安装 .276.1 瓦斯抽放系统安装的基本要求 .276.2 瓦斯抽放泵的安装 .276.3 瓦斯抽放, 排放管路及附属设施安装 .277 环境保护 .277.1 抽放瓦斯工程对

4、环境的影响 .277.2 污染防治措施 .287.3 抽放站绿化 .288 瓦斯抽放组织管理及主要安全技术措施 .288.1 组织管理 .288.2 瓦斯抽放组织机构管理 .298.3 瓦斯抽放钻场管理 .298.4 采空区抽放管道的拆装 .318.5 瓦斯抽放管路管理 .318.6 主要安全技术措施 .318.7 钻机操作规程 .328.8 瓦斯抽放泵司机作业操作规程 .338.9 瓦斯抽放报表管理 .359 瓦斯抽放工程技术经济指标 .359.1 劳动定员 .359.2 投资概算 .369.3 矿井瓦斯利用 .363概 述XX 县 XX 镇 XX 煤矿 1983 年建矿，2002 年建成投

5、产,2007 年被山东华恒矿业有限责任公司收购，改名为云南 XX 公司 XX 县 XX 煤矿，设计生产能力为 150kt/年，核定生产能力 100kt/年。根据 XX 县 XX 煤矿矿提供的矿井设计和矿井瓦斯涌出资料(2010 年鉴定报告), 矿井绝对瓦斯涌出量为 17.33m3/t, 相对瓦斯涌出量为 3.463 m3/min, 属于高瓦斯矿井. 随矿井产量的增加和开采范围的扩大, 该矿今后主采煤层采掘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

6、管理方针, XX县 XX 煤矿已在井上安装了一套为矿井工作面服务的永久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空气中。根据行业管理部门要求, 高瓦斯矿井需要建设高低压两套抽放设施。为此特编写 XX 煤矿瓦斯抽放系统方案设计说明书.一. 编制本设计方案的依据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,2011 年.4. 防治煤与瓦斯突出规定, 国家煤矿安监总局,2009 年.5. XX 县 XX 煤矿的通风、生产、

7、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: 10.29m3/min（最大时期）2. 矿井相对瓦斯涌出量: 17.33m3/t;3. 矿井瓦斯抽放量: 3.1 m3/min（最大抽放量） 。 三. 矿井煤层瓦斯基础参数测定结果：XX 县 XX 煤矿已经对矿井开采煤层瓦斯基础参数进行了测定。其测定结果如下：煤层 瓦斯压力 瓦斯含量 钻孔瓦斯流量衰减系数 煤层透气系数4（MPa ） (m3/t) （d -1） （ m2/MPa2d）C9 0.57 5.835 0.0368 0.109C13 0.65 6.828 0.0288 0.1941 矿井概况云南 XX 公司 X

8、X 县 XX 煤矿 1983 年建矿，2002 年建成投产,2007 年被山东华恒矿业有限责任公司收购，改名为云南 XX 公司 XX 县 XX 煤矿，设计生产能力为150kt/年。1.1 交通位置云南 XX 公司 XX 县 XX 煤矿位于 XX 县东南 165方向，直距约 16 公里处。地理极值座标：东经 10420031042057，北纬 252714252823，行政区划属 XX 县 XX 镇所辖。矿区范围呈不规则多边形，面积 3.3099 平方公里。其矿界拐点坐标见表1.21。云南 XX 公司 XX 县 XX 煤矿矿区范围拐点坐标表 表 1.21北京 54 坐标（3 度带） 西安 80

9、坐标（ 3 度带）拐点编号 东经 北纬 X Y X Y矿 1 1042048 252823 2818685.0 35434300.0 2818626.735 35424220.276矿 2 1042057 252747 2817590.0 35434555.0 2817531.729 35434475.283矿 3 1042056 252714 2816560.0 35434520.0 2816501.721 35424440.288矿 4 1042043 252656 2815999.0 35434145.0 2815940.715 35434065.289矿 5 1042040 25264

10、2 2815565.00 35434056.00 2815506.711 35433976.290矿 6 1041959 252707 2816350.00 35432915.00 2816291.711 35432835.277矿 7 1042020 252738 2817300.00 35433500.00 2817241.721 35423420.277矿 8 1042003 252758 2817915.00 35433050.00 2817856.723 35432970.270矿 9 1042023 252820 2818582.00 35433600.00 2818523.731

11、 35433520.271开采标高：17251500m 矿区面积：3.3099km 2矿区东侧有 XX 主干公路经过，现矿山有简易公路与之相通，公路里程约 4 公里，北至 XX 县城约 38 公里，由 XX 县到曲靖市为 73 公里，交通方便（见交通位置图 1） 。51.2 井田地形与气候1). 地形地貌特征矿区位于云南省东部，属构造剥蚀、侵蚀低中山地貌。山脉走向呈南东北西6向展布。地势总体为北西高南东低。最高处为矿区西南无名山包，海拔高程+1865.0 米，最低点为矿区东南块择河河床，海拔高程为+1628.45 米，最大相对高差 221.55 米，一般为 100 米左右。地形坡度 1545之

12、间，植被覆盖率较低，约 20%左右。2). 气候区内属北亚热带山地季风气候，四季温差变化不大，最低气温-5，最高气温34.9，年均气温 13.8。3). 降水量每年 11 月至次年 2 月为冬季，常出现冰雪天气。雨量充沛，最大日降雨量 143.7毫米，年平均降雨量为 1098.6 毫米，降雨多集中在 59 月，占年降雨量的 79%。一年中的 34 月为风季，年最大风速 23 米/秒，年平均风速 3.4 米/ 秒，以西南风为主。年相对湿度 75%。1.3 井田地质构造情况矿区大地构造位处扬子准地台（I） 、滇东台褶带（I2） 、曲靖台褶束（I34）之XX 凹褶（I34 3）的次级构造恩洪复向斜中

13、段的西部边缘。是滇东煤田的重要组成部分之一。区域出露地层由老到新主要有二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P2） 、龙潭组（P2l） ；三叠系下统卡以头组（T1k） 、飞仙关组（ T1f）及第四系（Q ） 。1.4 煤层赋存情况矿区煤层赋存于二叠系上统龙潭组（P2l）中，地层平均总厚 243.93m，含煤 2756 层。其矿区内含可采煤层 5 层，平均可采总厚 9.54m，平均可采含煤系数 3.91%。煤层倾角 314为近水平产出。各可采煤层特征如下：1、C7 煤层位于龙潭组三段（P2l3 ）中部，下距 C9b 煤层 32.5 米。煤层厚度在 0.34-2.27米，平均 1.20 米。结构简单，局部夹

14、0.10-0.17 米灰色隐晶质高岭石粘土岩夹矸。属大部可采较稳定型煤层。煤层顶底板为薄层状泥质粉砂岩。2、C9b 煤层位于龙潭组二段（P2l2 ）顶部，下距 C13 煤层 28-30 米。煤层厚 1.27-3.85 米，平均 2.28 米。结构较简单，局部含 1-2 层粘土岩夹矸。属全区可采较稳定型煤层。7煤层顶板为砂岩，底板泥岩中常含鲕状菱铁矿，是识别该煤层的良好标志。3、C13 煤层位于龙潭组二段（P2l2 ）中部，下距 C16 煤层约 30 米。煤层厚度 0.47-2.78米，平均厚 1.31 米。为单一结构煤层，大部可采。煤层顶底板均为泥岩。4、C16 煤层位于龙潭组一段（P2l1

15、）顶部，下距 C19 煤层 25 米左右。煤两极厚度 0-1.95米，平均 1.06 米。常含 1-2 层高岭石粘土夹矸，属局部可采不稳定型煤层。煤层顶板为细砂岩，底板为粉砂岩。5、C19 煤层位于龙潭组一段（P2l1 ）中上部，下距 C21 煤层 40 米左右。煤两极厚 0.10-1.30 米，平均 0.75 米，以单一煤层为主，局部含夹矸一层，不稳定。煤层顶板为灰绿色细砂岩，底板为粉砂岩。属局部可采不稳定薄煤层。6、C21 煤层位于龙潭组一段（P2l1 ）中下部，下距 C23 煤 7.20 米。两极厚 0-2.38 米,平均厚 0.89 米。结构较复杂，含 1-4 层粘土岩夹矸。煤层顶、底

16、板皆为粉砂岩。煤层厚度不稳定,矿区内大多为厚度小于 0.70 米的不可采区。7、C23 煤层位于龙潭组一段（P2l1 ）下部，下距 C24 煤 8.30 米。两极厚 0.3-3.75 米，平均厚 0.79 米。大部为单一结构，偶含 1-4 层粘土岩夹矸。煤层顶、底板皆为粉砂岩。属局部可采不稳定薄煤层。8、C24 煤层位于龙潭组一段（P2l1 ）底部，下距玄武岩基底约 10 米。两极厚 0-3.25 米，平均厚 1.26 米。此煤为复杂结构煤层，含 1-3 层稳定粘土岩夹矸。煤层顶、底板皆为粉砂岩。属局部可采较稳定煤层。1.5 矿井开拓方式XX 煤矿采用斜井开拓方式，工作面采用走向长壁式开采,

17、一次采全高, 全部陷落法管理顶板。 2009 年, 矿井的生产能力达到 100kt/年，矿井服务年限大约为 16 年。 81.6 矿井通风方式及邻近矿井瓦斯涌出XX 煤矿目前开采九煤和十三煤。采用分区对角式抽出式通风，主井和副井进风，一采风井和二采风井回风。一采风井安装两台 FBCZ-6-NO.19 型轴流式风机,二采风井安装两台 FBCDZ-4-NO.14 型轴流式对旋风机， 风量为 2890m3/min。2 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性根据国家煤矿安全监察局 2011 年颁布的煤矿安全规程第 145 条规定, 如果矿井绝对瓦斯涌出量超过 40.0m3/min, 无论井型大小, 也不管煤层有

18、无煤与瓦斯突出危险性, 必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统。 煤矿安全规程, 矿井瓦斯抽放管理规范以及煤炭工业设计规范有关条款规定: 当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于 5m3/min 或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于 3m3/min, 采用通风方法解决瓦斯问题不可能或不合理时应采用瓦斯抽放措施。XX 煤矿一号井历年来瓦斯等级鉴定情况表 表 2-1鉴定时间 相对瓦斯涌出量 绝对瓦斯涌出量 鉴定结果2006 年 7 月 25.19m3/t 5.83m3/min 高瓦斯矿井2007 年 7 月 28.55m3/t 6.01m3/min 高瓦斯矿井2008 年 7 月 16.4m3

19、/t 3.28m3/min 高瓦斯矿井2009 年 7 月 16.55m3/t 3.46m3/min 高瓦斯矿井2010 年 7 月 17.33m3/t 3.46m3/min 高瓦斯矿井本设计中 XX 煤矿三采区（原 XX 煤矿二号井）历年瓦斯鉴定结果均为低瓦斯矿井。2010 年 11 月 XX 煤矿委托中国矿业大学和云南方圆中正工贸有限公司，对 XX煤矿煤层瓦斯基础参数进行测定工作，测定煤层为 9 煤、13 煤。 表 2-2序号 名称 9 煤 13 煤 抽放标准1 瓦斯压力（MPa） 0.53 0.65 0.742 瓦斯含量（m 3/t） 5.835 6.828 89按此测定结果，可不进行抽

20、放。根据以上分析，XX 煤矿全矿井瓦斯绝对涌出量仅为 3.46m3/min（如表 2-1） ，且瓦斯参数测定结果表明不需要进行抽放。因此根据煤矿安全规程建立瓦斯抽放系统的相关要求，可以不建设瓦斯抽放系统。2.1XX 煤矿瓦斯治理现状2.1.1 矿井通风及瓦斯管理情况矿井采用分区对角式通风方式，机械抽出式通风方法，主井、副井两个进风斜井，一采区风井、二采区风井两个回风斜井。一采风井安装两台 FBCZ-6-19 主要通风机(一台备用） ，一采风井的风量为1350m3/min，瓦斯浓度为 0.02%，二氧化碳浓度为 0.04%。二采风井安装两台 FBCDZ-4-14 主要通风机（一台备用） ，二采风

21、井的风量为1732m3/min，瓦斯浓度为 0.18%，二氧化碳浓度为 0.06%。2.1.2 工作面供风及瓦斯情况110907 工作面供风及瓦斯情况副井九煤提料上山集中运输皮带道110907 工作面下巷110907 工作面110907 工作面上巷一采区回风巷一采风井110907 工作面的需风量为 357m3/min，实际配风量为 480m3/min，工作面上隅角瓦斯浓度为 0.05%，工作面回风巷瓦斯浓度为 0.03%。121303 东工作面供风及瓦斯情况主、副井1580 大巷北翼二部皮带道121303 工作面下巷121303 工作面121303 工作面回风巷（尾巷 ）二采区回风巷二采风井121303 工作面的需风量为 629m3/min，实际配风量为 780m3/min，工作面上隅角瓦斯浓度为 0.10%，工作面尾巷瓦斯浓度为 0.56%，工作面回风巷瓦斯浓度为0.20%。根据 XX 煤矿 2007-2011 年瓦斯治理现场实际情况，XX 已总结了一套有效的瓦斯治理工作经验，建设科学合理的通风系统，利用风排瓦斯结合工作面尾巷排瓦斯，已完全可以治理好 XX 煤矿瓦斯问题。但根据行业管理部门的相关要求，高瓦斯矿井必须建设地面高低负压抽放设施，本设计不再进行必要性和可行性分析。