郑煤集团大平煤矿工作面瓦斯抽放设计.docx

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1、郑煤集团大平矿16071工作面瓦斯抽放设计摘要：郑煤集团大平煤矿为年产09Mta,16071工作面为高产高效工作面，采用炮采放顶煤开采，虽然该工作面的煤层瓦斯含量并不高，但是由于其落煤强度大，工作面的绝对瓦斯涌出量也较大，其绝对瓦斯涌出量的最小值为1.214m3min,最大值为24.98m3min,平均值为12.29m3min.根据16采区16071工作面瓦斯涌出量预测结果16071工作面的瓦斯涌出量是较大的。本文对16071工作面的瓦斯储量及工作面的瓦斯涌出量进行计算，并对16071回采工作面瓦斯涌出来源进行了预测，要对该工作面进行瓦斯抽放。并对瓦斯抽放可行性进行分析。根据瓦斯涌出量预测结果

2、，瓦斯涌出量满足?煤矿平安规程?建立瓦斯抽放系统的要求。根据对瓦斯涌出量、抽放量及抽放系统效劳年限来看，已具备建立抽放系统是可行的。并对抽放系统的管路布置及抽放设备进行选型，最后提出平安管理及技术措施。关键词：瓦斯涌出量，瓦斯通风瓦斯抽放瓦斯储量抽放率摘要11引言O2矿井概况O井田概况O矿井位置O范围O交通O2.2煤层开采技术条件32.2.1瓦斯32.2.2水文地质类型32.3矿井开拓、开采概况32.3.1设计生产能力及效劳年限32.3井口位置及矿井开拓方式32.3采区布置及装备32. 4矿井通风及瓦斯概况42. 4.1矿井通风概况43. 4.2矿井瓦斯4316071工作面瓦斯储量及涌出量预测

3、63. 116采区及16071工作面的瓦斯储量64. 涌出量预测73.2,1回采工作面瓦斯涌出量预算7生产采区（16采区）瓦斯涌出量预测8瓦斯涌出量预测结果分析94矿井瓦斯抽放的必要性和可行性11瓦斯抽放的必要性11瓦斯抽放的可行性125瓦斯抽放系统设计及设备选型12抽放瓦斯方法12抽放范围12抽放瓦斯根底参数13瓦斯储量及抽放系统效劳年限13抽放瓦斯的稳定性预测13抽放瓦斯方法及钻场布置14抽放系统设备181. 2.1瓦斯抽放管路布置及选择185. 2.2抽放管路阻力计算及设备选型196. 2.3抽放瓦斯管路布置215. 3抽放瓦斯系统的建立215. 3.1瓦斯抽放管路系统226. 3.2抽

4、放泵选型247. 3.316采区移动抽放瓦斯泵站的位置及胴室尺寸278. 3.4管路安装279. 3.5管路防腐、防锈2710. 3.6井下移动抽放瓦斯泵站主要附属设施3011. 3.7抽放瓦斯系统平安措施306组织管理及平安技术措施31工作面瓦斯综合治理技术方案3112. 1.1问题的提出3113. 1.2工作面瓦斯来源构成3114. 合治理技术方案的制定原那么336. 1.416071工作面瓦斯综合治理技术方案337. 综合治理技术方案比拟378. 1.6抽放瓦斯量预计426.2平安监测及平安措施406. 2.1平安监测与计量407. 2.2平安措施418. 449. 文献451引言平安工

5、程毕业设计是平安工程专业全部教学进程中的最后一个环节，同时也是对学生成绩的最终考核，其目的是使学生在平安工程总体上深入认识矿井各个生产系统和各个生产环节之间的相互联系和制约关系，培养学生综合运用各门学科的理论知识，分析和解决平安工程技术问题的能力；培养和锻炼学生独立地、创造性地进行工作的能力；培养学生搜集、整理、运用科技资料和生产技术经验的能力；进一步训练了撰写技术文件和解决实际问题的能力。这些，对于我以后的工作和学习都是非常有益的。本次设计的参照矿井是郑煤集团大平煤矿，设计之前，我在该矿进行了为期20天的毕业实习，通过地面参观、听总工及各科室负责人作报告、参加科室实习及井下生产实习，对矿井的

6、情况有了一个较全面和深刻的认识。本次设计就是在大平煤矿实际地质条件的根底上，根据收集到的矿井生产图纸和数据，按照指导老师的要求作了一些改动后，对矿井做的初步设计。其主要内容包括：矿区概况及井田地质特征、矿井储量年产量及效劳年限、井田开拓、瓦斯抽放、矿井通风与平安技术等方面。本设计以?毕业设计论文大纲?为依据，按照?平安规程?的要求。由于本人知识水平和知识范围的限制，设计中难免有不当和错误之处，恳请审阅老师批评纠正。2矿井概况2.1 井田概况2.1.1 矿井位置郑煤集团大平煤矿位于登封市东部约22km,行政隶属登封市大冶镇管辖。矿区地理坐标为东经113。Iy451301404,北纬3426,34

7、“342745。核查区范围以河南省国土资源厅下发的郑煤集团采矿许可证确定的矿区范围为准，由25个拐点坐标圈定。2.1.3交通本区西距登封市约30km,东北距新密市约18km。登封大冶新密公路从区北通过，新郑伊川伊水寨铁路从区外东南部通过，矿区距图郑煤集团大平煤矿交通位置图大冶车站约2km,新郑登封地方小铁路从本区南部边界通过，交通便利，见图Mo根据郑州市煤炭工业局批复：郑煤集团大平煤矿2004年度矿井绝对瓦斯涌出量4.03m3min,相对瓦斯涌出量19.34m3t,批复为高瓦斯矿井。本矿井水文地质类型为：以裂隙水为主的充水矿井水文地质类型。按水文地质条件复杂程度分级为煤层应为简单级。2.该矿目

8、前开采二1煤层，二1煤层井田面积2.8O657km2,煤层工业储量44670kt,现二1煤层保有可采储量2500kt02.3矿井开拓、开采概况矿井设计生产能力为90万ta,二1煤层剩余效劳年限约3a。1.井口位置及矿井开拓方式(1)开拓方式采用二立一斜井综合开拓方式。(2)井筒个数及位置矿井共有3个井筒，其中主井为立井，井口坐标：X=3934295.587、Y=19638176.025Z=329.492;副井为立井，井口坐标：x=3934543.208、Y=19638312.662Z=313.831；风井为斜井,井口坐标:X=3934421.839、Y=I9638224.272、Z=225.0

9、60o(3)主要巷道布置运输大巷和回风大巷均沿二1煤层底板布置。2.采区布置及装备m采煤方法选择采用长壁后退式炮采放顶煤一次采全高的采煤方法，全部垮落法管理顶板。(2)采区巷道布置采区巷道主要为运输大巷、回风大巷。运输大巷担负采区原煤运输;回风大巷承当砰石、设备、材料等辅助运输及回风任务。为便于施工和支护，两条大巷均布置在煤层底板布置。运输大巷通过联络巷与回风大巷相连；工作面运输顺槽和轨道顺槽均沿煤层底板布置，梯形断面，采用木棚支护。13)工作面主要参数回采工作面长度为145m,煤层平均厚度6.2m,采用炮采放顶煤一次采全高。工作面倾向方向长度约43m。(4)正常生产时采、掘工作面个数根据开拓

10、布置和采区巷道布置，为保证正常的开拓、准备和回采接替，矿井共配备了一个回采工作面，一个备用工作面，两个掘进工作面,因此，采掘比为1：2。两个掘进工作面均采用普通炮掘。2该矿具有完整独立的通风系统，采用两翼对角式通风，由主立井、副立井进风，两翼斜井回风。根据矿井所需的风量和负压，两风井口附近各安装一台BK54-6-NO16轴流式通风机，一台4-72-NO16B离心式通风机，其中1台工作，1台备用。2.4.2矿井瓦斯1.矿井瓦斯概况根据该矿提供资料：区内二1煤层瓦斯含量在走向上变化不大，随着煤层埋藏深度的增加由浅至深逐渐增高，呈现出正相关的线性变化规律。但由于各区段瓦斯地质条件的差异，瓦斯梯度的增

11、减有所不同。邻近矿井如上伏煤矿，下伏煤矿等均属高瓦斯矿井，随着开采深度的增加，邻近小矿还发生过煤与瓦斯突出现象。因此矿井在建设和生产过程中一定要加强通风管理，设置专门人员对井下瓦斯进行严密监测，防止造成人员伤亡及不必要的经济损失。3.建设方提供的本矿井及临近矿井瓦斯实测数据（1）上伏煤矿1）煤层破坏类型：HI类；2）瓦斯释放初速度：ZP=1822m/s；3）煤层巩固性系数：f=0.182.02；4）煤层瓦斯压力：O.BMpa；5）煤层透气性系数：4.78；6）钻孔瓦斯流量衰减系数：0.574；7）百米极限抽放量：61.5m3（2）下伏煤矿1）煤层巩固性系数：f=0.15（0.09）；2）煤层透

12、气性系数：5.13；3）瓦斯含量原煤：10.97m3t7.68m3t11.54m3t;可煤基：10.55m3t.r9.02m3t.r;4）煤层瓦斯压力：0.65Mpa;5）瓦斯涌出初速度：ZP=23ms;6）瓦斯吸附常数：a为41.4928m3t,b为0.689MPa。4.矿井瓦斯根底资料来源、可靠性评价及建议计算采掘工作面和矿井瓦斯涌出量的依据为地质报告提供的有关瓦斯资料，通过分析计算，确定矿井为高瓦斯矿井，符合矿井的实际情况。矿井煤层瓦斯压力、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等瓦斯参数主要是依据本矿井和临近矿井的瓦斯实测资料，通过综合分析，真，亦可作为本矿瓦斯抽放设计的依据。31607

13、1工作面瓦斯储量及涌出量预测3.116采区及16071工作面的瓦斯储量采区瓦斯储量是指在采区煤层开采过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤、岩层所赋存的瓦斯总量。采区瓦斯储量计算公式为：Wk=W1+W2+W3(3-1)式中：Wk采区瓦斯储量，万rrP；Wi可采层的瓦斯储量总和，万m%nWi=AiiCii(3-2)式中：Ali采区每一个可采煤层的煤炭储量，万t；Xli一一采区每一个可采煤层的瓦斯含量，m3t;W2开采煤层采动影响范围内不可采邻近层的瓦斯储量总和，万m3；nW2=A2iC2i(3-3)式中：A2i一一开采层采动影响范围内每个不可采邻近层的煤炭储量，万t;C2i开采层采动影响范围内每个不

14、可采邻近层的瓦斯含量，m3/t;W3围岩瓦斯储量，万m3O计算采区瓦斯储量时，按以下原那么考虑；(1)邻近层的瓦斯包括可采邻近层和不可采邻近层，因都无实测值,故根据漳村矿实际情况以煤层瓦斯储量的10%概算。(2)围岩瓦斯因无实测值，故根据禁烟以煤层瓦斯储量的10%概算。16采区3井煤层储量围2856.308Mt,煤层原始瓦斯含量围3.34m3/t,经计算得16采区瓦斯储量为9705.195Mm3,其中16071工作面瓦斯储量为1908.888Mm3矿井瓦斯涌出量预测的任务是确定新矿井、新水平、新采区投产时瓦斯涌出量的大小，为矿井和采区提供通风及瓦斯管理方面的根底数据,它是矿井通风设计瓦斯抽放和

15、瓦斯管理必不可少的根底参数。目前，矿井瓦斯涌出量预测方法科概括为两大类；矿山统计预测法和根据煤层含量进行预测的分源预测法。根据本矿的实际情况，本次瓦斯涌出量预测采用分源预测法，其实质是根据煤层瓦斯含量，按矿井瓦斯主要涌出源一回采（包括开采层、围岩和邻近层）、掘进及采空区瓦斯涌出规律对矿井各回采工作面、掘进工作面的瓦斯涌出量进行计算，到达预测各采区瓦斯涌出量的目的。3.2.1回采工作面瓦斯涌出量预算采场范围内涌出瓦斯的地点称为瓦斯源，瓦斯源的多少、各源涌出瓦斯量的大小直接影响着采场的瓦斯涌出量。16071工作面瓦斯涌出来源可划分为落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出及采空区瓦斯涌出三大局部。落煤瓦斯涌出是工作面采落煤炭解析出的瓦斯；煤壁瓦斯涌出又可分为工作面煤壁瓦斯涌出和顺槽煤壁瓦斯涌出；采空区瓦斯涌出可分为三局部，即围岩瓦斯涌出、回采丢煤瓦斯涌出和邻近层瓦斯涌出。前两局部