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禹举明煤矿瓦斯抽放系统建设项目可行性研究报告

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水城县禹举明煤矿

( 瓦斯抽放系统改建项目)
可行性研究报告

水城县禹举明煤矿
二0一三年十一月二十八日

目 录

第一章 总论………………………………………………………4
第二章 瓦斯抽放系统建设可行性和泵选型………………14
第三章 安全管理………………………………………………23
第四章 瓦斯抽放系统建设项目资金估算及资金筹措……25

第一章 总 论

一、 项目名称
禹举明煤矿矿井瓦斯抽放系统改建安装。
二、 项目承建单位
禹举明煤矿。
三、 项目投资概况
1、 建设地点
原抽放泵房。
2、 建设规模
将原2BEC—42型的高负压抽放泵更换为3BEA353—0型
3、 项目投资资金及效益情况
1) 项目投资资金见表一

表 一
矿山名称
水城县禹举明煤矿
地址
贵州省水城县阿戛镇通寨村
法人代表
吴恩辉
电话

企业联系人
姜传峰
联系电话

矿长
李姿荣
联系电话

项目名称
瓦斯抽放系统改建安装
立项时间
、 2
周期
、 6
实施时间
、 2

项目总投资
160万元
自筹
90万元
补助
70万元

购置设备情况( 数量、 型号金额)
1、 各种管路及其附属装置, 计130万元
2、 瓦斯抽放泵系统: 改建为3BEA-353型水环式真空泵2台( 正常工作时, 1台高负压抽放, 1台备用) 瓦斯抽放泵配套电机160kw、 380V矿用防爆电机2台, 计30万元
合计160万元
2) 、 瓦斯抽放系统效益
( 1) 保证矿井( 工作面) 从突出矿井( 工作面) 转化无突出矿井( 工作面) ; 高瓦斯矿井( 工作面) 转化为低瓦斯矿井( 工作面) ;
( 2) 有利于提高矿井安全生产环境及矿井气候条件;
( 3) 矿井财产和人身安全得到充分的保障;
( 4) 降低瓦斯及其它有毒有害气体对矿井及人员造成的危险和伤害。
四、 可行性研究报告编制依据
1、 《中华人民共和国水污染防治法》( 1996) ;
2、 《中华人民共和国节约能源法》( 1997) ;
3、 《中华人民共和国固体废弃物污染防治法》( ) ;
4、 《中华人民共和国清洁生产促进法》( ) ;
5、 国家计委发布的《建设项目经济评价方法与参数》( 第三版) 及现行财务制度:
6、 《国民经济和社会发展第十二个五年发展规划》
7、 《禹举明煤矿设计及安全专篇》

第二章 瓦斯抽放系统安装建设可行性和选型

一、 瓦斯抽放可行性和必要性
( 一) 、 瓦斯分析
本矿区赋存瓦斯含量大。根据周边矿和本矿生产实践资料,井下瓦斯来源主要是开采层回采巷道及回采工作面煤层释压、 落煤解析瓦斯、 采空区浮煤解析瓦斯和临近层涌入瓦斯。由于本矿为新建矿井, 因此没有瓦斯来源统计分析资料, 根据所在区域临近矿井的开采实践分析资料: 开采层巷道及工作面煤层释压、 落煤解析瓦斯一般占工作面瓦斯涌出量的60%, 采空区浮煤解析瓦斯和临近层渗入瓦斯一般占工作面瓦斯涌出量的40%。考虑到本矿开采深度浅, 开发强度相对较低等因素预计本矿深部水平瓦斯来源比例是: 开采层巷道及工作面煤层释压、 落煤解析瓦斯一般占工作面瓦斯涌出量的60%, 采空区浮煤解析瓦斯和临近层涌入瓦斯占工作面瓦斯涌出量40%。
随着开采深度的增加, 瓦斯涌出量将越来越大。采空区冒落裂缝的形成与范围的扩大, 使上下煤层吸附的瓦斯由原来的压缩状态转为膨胀御压状态, 向采空区转移。由于采用负压通风, 瓦斯就由采空区涌出, 回采工作面上隅角瓦斯时有超限和回风流瓦斯浓度升高或超限。
根据地质报告提供的邻近生产矿井的生产资料比照, 本矿按煤与瓦斯瓦斯突出矿井设计与管理。在开采过程中应加强通风及瓦斯检测记录, 防止局部瓦斯积聚, 必须关注瓦斯涌情况, 根据情况采取措施。矿井在建设及生产期间必须进行瓦斯含量、 瓦斯涌出量的测定, 并定期进行瓦斯等级鉴定。
( 二) 、 抽放瓦斯参数确定
1、 瓦斯风化带的确定
煤中的瓦斯成分随着煤层埋藏深度的不同而变化, 由浅到深大致分为四个带: 二氧化碳——氮气带, 氮气带, 氮气——沼气带, 沼气带。沼气带以上的三个带统称为瓦斯风化带。煤的变质程度与瓦斯风氧化带的关系。
表2 瓦斯风化带表
煤的牌号
瓦斯风氧化带的深度( m)
瓦斯涌出梯度( m/m3.t)
气煤和长焰煤
500
30—40
肥煤
450--500
20--25
焦煤
150--200
15--20
瘦煤
100-150
10--15
贫煤和无烟煤
50--100
5---10
根据本矿条件, 煤的牌号为焦煤, 因此瓦斯风氧化带的深度为150—200m。
2、 瓦斯压力的确定
由于无实测资料, 参照整个地质单元的邻近生产矿井瓦斯资料, 根据《煤矿采矿设计手册》, 经过中国各主要煤田实测的煤层瓦斯压力得出以下规律:
P=( 0.02～0.1) H
式中: P——煤层瓦斯压力, kg/cm2
H——煤层距地表垂深, 开采深度取最大262m;
则: 平均瓦斯压力为: P=0.1×262=26.2kg／cm2。
3、 煤层瓦斯含量
根据禹举明煤矿《安全专篇》, C1煤层: 18.45 m3/t;
C9煤层: 13.03 m3/t;
C12煤层: 13.56 m3/t;
4、 煤中残存瓦斯含量
根据《采矿工程设计手册》通风与安全章节的计算统计, 结果如下:
表3 煤中残存瓦斯含量表
煤质
残存量 m3/t
煤质
残存量 m3/t
无烟煤
6--10
焦煤
2---4
贫煤
4--8
气煤
2---3
粘结煤
6---8
长焰煤
1—2.5
5、 矿井瓦斯储量及可抽量
( 1) 矿井瓦斯储量计算
瓦斯储量系指煤田开发过程中, 能够向开采空间排放瓦斯的煤岩层赋存的瓦斯总量。其计算公式为:
矿井瓦斯储量计算公式为:
Wk=W1+W2+W3
W1=∑A1iX1i
W2=∑A2iX2i
式中: W1—可采煤层瓦斯储量的总和, 万m3;
A1i—矿井每一个可采煤层的煤炭储量, 万t;
X1i—每一个可采煤层相应的瓦斯含量, m3/t;
W2—可采煤层采动影响范围内的不可采邻近煤层的瓦斯储量总和, 万m3;
A2i—可采煤层采动影响范围内每一个不可采邻近煤层的煤炭储量, 万t;
X2i—可采煤层采动影响范围内每一个不可采邻近煤层相应的瓦斯含量, m3/t;
W3—围岩瓦斯储量, 万m3。根据测定资料取, 或按煤层瓦斯储量的10%～15%概算。
经查禹举明煤矿《安全专篇》得矿井瓦斯总储量为12426.08万m3
矿井设计可采储量汇总表 单位 : 万t
煤层编号
资源储量类别( 万t)
工业资源储量( 万t)
设计资源储量( 万t)
采区回采率%
设计可采储量( 万t)
331
332
333
(334)?
C1
0
59
110
0
158
142
80
113.6
C5
0
12
58
0
64.2
59.2
85
50.32
C6
0
10
29
0
36.1
31.4
85
26.69
C7
0
7
34
0
37.5
33
85
28.05
C8
0
25
29
0
51.5
46
85
39.1
C9
0
37
26
0
60.4
54.4
85
46.24
C12
60
23
74
14
149.5
134.2
75
100.65
C13
17
18
21
16
53.8
48.1
85
40.9
C18b
0
0
76
4
68.3
61.8
85
52.53
合计
77
191
457
34
679.3
610.1

498.1

瓦斯可抽量是指在瓦斯储量中能被抽出的最大瓦斯量, 其计算公式为:
按消突计算
瓦斯抽放量是指矿井开采前必须达到消突, 将矿井煤层瓦斯含量降到8m3/t以下, 瓦斯压力降到0.74Mpa以下的必须抽放量以及矿井在正常回采过程中的瓦斯抽放量的总和。
经计算, 矿井瓦斯储量: 12426.08万m3; 矿井将所有可采煤层抽放后瓦斯含量应降到8.0m3/t以下, 本次设计均取7.5m3/t, 则矿井必须抽放瓦斯量为12426.08－821( 矿井地质资源储量) ×7.5=6268.58万m3。
矿井正常回采过程中的瓦斯抽放量按消突后的25%计算为: ( 12426.08-6268.58) ×0.25=1539.4万m3
矿井抽放量为: 6268.58+1539.4=7807.98万m3。
按矿井产量分析
设计矿井配风51m3/s, 按总回风瓦斯浓度不超过0.7%按下式计算:

式中: Q ——矿井设计配风量, m3/s ;
q绝——矿井相对涌出量, m3/t;
c ——矿井总回风允许的瓦斯浓度上限( 为0.7%) ;
k ——瓦斯涌出不均衡系数, 取1.4～1.6( 取1.6) ;
q绝=( 51×1.6) /( 60×0.7%) =194.3m3/t＞37.5m3/t( 矿井相对瓦斯涌出量)
根据上式计算矿井预抽后, 按当前设计的配风能满足矿井年产30万吨原煤的要求。
6、 煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及其衰减系数
因该矿未对煤层透气性系数和钻孔瓦斯流量及其衰减系数等参数进行测试; 根据本矿区生产矿井相近煤层的相关参数进行对比和参照得出该矿首采煤层的相关参数如下:
透气性系数(平均值)=0.092(m2／Mpa.d)
钻孔瓦斯流量衰减系数(平均值)=0.2036(d－1)
7、 瓦斯梯度计算
由于本矿井尚未进行相关参数测定。根据相邻的矿区的总体资料, 该矿区的瓦斯梯度为1.7—2.6m3/t.100m; 因此本矿暂按此作为瓦斯梯度。
( 三) 、 瓦斯抽放可行性和必要性
根据国家煤矿安全监察局 颁布的《煤矿安全规程》第一百四十五条规定: 有下列情况的矿井, 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。
1.一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min, 用通风方法解决瓦斯有问题不合理的。
2.矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的。
1) 大于或等于40m3/min;
2) 年产量1.0—1.5Mt的矿井, 大于30 m3/min;
3) 年产量0.6—1.0Mt的矿井, 大于25 m3/min;
4) 年产量0.4—0.6Mt的矿井, 大于20 m3/min;
5) 年产量小于或等于0.4Mt的矿井, 大于15 m3/min。
3.开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
①从瓦斯涌出量的计算结果来看
根据预测结果, C1煤层开采期间, 回采工作面的瓦斯涌出量均大于5m3/min; 煤层掘进工作面的瓦斯涌出量小于3m3/min。因此, 从瓦斯涌出的现状分析, 已符合建立瓦斯抽放系统的必要条件。因此, 必须采取瓦斯抽放措施, 保证矿井安全生产。
②从矿井通风能力来看
采掘工作面实行瓦斯抽放的必要性判断标准是: 采掘工作面稀释瓦斯所需的风量大于设计配风量, 即下式成立时, 抽放瓦斯才是必要的。

式中: Q ——采掘工作面设计配风量, m3/s ;
q绝——工作面瓦斯绝对涌出量, m3/min;
c ——采掘工作面允许的瓦斯浓度上限, 1%;
k ——瓦斯涌出不均衡系数, 取1.4～1.6;
据计算, C1煤层采煤工作面经抽放后, 设计根据煤层通风断面积、 风速等因素综合确定的配风量为1.5m3/s左右, 能满足实际需要。
本矿井设计仅靠通风能力无法满足矿井稀释瓦斯所需风量的要求, 难以保证采掘工作面瓦斯不超限, 完全具备实施瓦斯抽放的必要条件。
③从防止煤与瓦斯突出看
本矿井煤层瓦斯含量较高; 根据类似条件矿井的情况对比分析, 煤层具有煤与瓦斯突出危险的可能性。
因此, 从防止煤与瓦斯突出看, 也有必要进行瓦斯抽放泵的改造。
④从资源利用和环保的角度看
瓦斯是一种优质洁净的能源, 将抽出的瓦斯加以利用, 能够变害为宝, 改进能源结构, 保护矿区( 井) 环境, 取得显著的经济效益和社会效益。根据当前的计算, 本矿井的瓦斯储量为12426.08万m3。说明矿井瓦斯资源丰富, 为瓦斯开发利用提供了充分的条件。
因此, 从资源利用和环保的角度看, 也有必要建立永久瓦斯抽放系统, 进行瓦斯抽放, 变被动为主动开发。
3、 抽放瓦斯的可能性
衡量未卸压原始煤层可抽性的指标主要有下列三项。
a、 煤层的透气性系数(λ)
b、 钻孔瓦斯流量衰减系数(p)
c、 百米钻孔瓦斯极限抽放量(Qj)
煤层抽放瓦斯难易程度分类, 抽放难易程度分类详见下表。

　煤层瓦斯抽放难易程度分类表
　　　　指标
难易程度
а( d-1)
QJ(m3)
λ(m2MPa2d)
容易抽放
<0.003
>14400
>10
能够抽放
0.003-0.05
14400-2800
10-0.1
较难抽放
>0.05
<2800
<0.1
由于本矿在地质勘查阶段未做相应的工作, 故建议在今后开采过程中必须进行这项工作, 以确定煤层进行预抽的可能性。
瓦斯抽放的可行性应以抽出瓦斯效果和经济性、 可操作性来评价。鉴于本矿未作抽放可抽性的几项指标鉴定,仅参照临近矿井预抽的情况进行。为尽早地发挥瓦斯抽放优势,确保本矿在安全上有把握的进行瓦斯抽放, 服务于矿井安全生产。本次设计采用成熟且见效的打钻预抽放技术; 对准备采煤工作面采用打钻预抽放瓦斯。
3、 抽放瓦斯的可行性
本矿井当前尚无煤层透气性系数、 钻孔瓦斯流量衰减系数等实测资料。参考邻近矿区的一般经验, 矿井设置高、 低负压双系统进行瓦斯抽放, 高负压系统用于煤层预抽和解突, 低负压系统用于采空区卸压抽放, 实践证明是完全可行的。
贵州省煤炭安全管理部门规定, 贵州省所属煤矿凡是高瓦斯矿井或突出矿井都必须开展瓦斯抽放工作, 本煤矿作为煤与瓦斯突出矿井, 为贯彻”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的方针政策, 确保采掘工作面通风安全和满足防治煤与瓦斯突出的需要, 本煤矿有必要进行矿井瓦斯抽放工作。
二、 瓦斯抽放泵选型
原选用高负压抽放泵型号为2BEC—42, 其电机功率为57Kw, 极限压力为33hPa, 抽放量为52min/m3, 现一采区+1333标高以上穿层抽放经实测计算抽放率为34.9%, 本层抽放率为39.66%, 由于巷道的开拓距离的延长, 预计在二采区、 三采区的穿层抽放率为26%左右, 本层抽放率达28%左右。
现选用高效节能的水环式真空泵: 3BEA353-0型、 二台, 其中: 一台工作、 一台备用; 其工况点参数为: Q＝85m3/min, H＝33kPa, 轴功率126kW, 选配的防爆电动机160Kw、 380V二台; 预计更换泵以后, 在二、 三采区的穿层抽放率达42%, 本层抽放率达45左右, 为我矿的瓦斯治理及安全带来较大的效益。
1、 抽放瓦斯泵房及附属设备布置
瓦斯抽放泵、 电控设备、 补水泵等布置在机房内, 防爆炸、 防回火装置、 放空管等布置在室外。机房条形布局, 要考虑防冻设施。供水系统要考虑消防容量。
抽放瓦斯泵房及附属设备布置见图。
2、 供电与通讯
2.1、 供电电源
瓦斯抽放站二回专用电源引自矿井辅助井地面10kV变电所不同母线段, 一回工作, 一回备用。

抽放瓦斯泵房及附属设备布置图
2.2、 电力负荷

工作台数
负荷( 功率)
高负压瓦斯抽放泵
1
160kW
低负压瓦斯抽放泵
1
75kW
2.3、 防雷
瓦斯抽放站及其管路、 瓦斯储气罐均要按GB50057《建筑物防雷设计规范》的第一类建筑物防雷要求, 设置避雷装置( 避雷针、 避雷带、 接地系统等) , 防止雷击并防止雷电波侵入井下。
2.4、 通讯
抽放瓦斯站设有直通矿井调度室的矿用防爆型电话。
3、 瓦斯泵站给水排水:
瓦斯泵站的给水主要是供给瓦斯泵的循环冷却水, 并考虑消防容量, 循环水流量按20m3/h计算。
第三章 安全管理
根据矿井瓦斯涌出量大小, 不同时间, 不同地点, 应选择切实可行的抽放方法。
(一)、 根据不同的抽放方法, 应制定相应的针对性强的安全措施。
1 .如果要采面上隅角留管抽放( 利用支管上加三通安旁抽管抽放) , 应当将管留下, 以免因拔管有可能引起火花而造成瓦斯爆炸。
2 .如果在本矿有自燃发火危险煤层的采空区抽放瓦斯时, 必须经常检查CO浓度和气体温度等有关参数的变化, 并采用自动监控装置。发现有自燃发火征兆时, 应及时采取措施处理。
3 .采用钻孔抽放瓦斯或者密闭内插管抽放瓦斯, 应做到封闭严密, 以提高抽放效果。
(二)、 对瓦斯抽放管路的安全要求:
1、 抽放管必须采用阻燃、 抗静电的材料。具有良好的气密性, 足够的机械强度, 并应满足防冻、 防腐蚀的要求。
2、 抽放管路宜沿回风顺槽道或矿车不经常经过的巷道布置。特殊情况抽放管布置在轨道井中, 必须制定防跑车撞坏管路的防范措施。
3、 抽放管需进行防腐处理, 外涂红色以示区别。
4、 当抽放管设备或管路发生故障时, 管路内的瓦斯不得留入采掘工作面及机电硐室内或机房内。
5、 抽放管路不得和带电体接触, 不能和电缆布置在同侧, 抽放管路必须在入井前进行接地处理。井下要有被砸坏的保护措施。
6、 井下抽放管路应垫不低于30cm的木垫, 以防底鼓损坏管路。
7、 倾斜巷道内的抽放管路, 应用卡子将管子固定在巷道支护上, 以免下滑。在倾角26°以下的巷道中, 一般每隔15～20米设一个卡子固定。
8、 地面抽放管路布置要求:
① 尽可能避免布置在车辆通行频繁的主干道旁。
② 不得将抽放管路和自来水管、 暖气管、 下水道管道、 动力电缆、 照明电缆及通讯电缆敷设在同一条地沟内。
③ 抽放主管路距有关物体的距离要求:
1) 距离建筑物＞5m;
2) 距离动力电缆＞1m。
3) 距离水管和排水沟＞1.5m;
4) 距离木电线杆＞2m
④ 抽放管路不得从地下穿过房屋或其它建( 构) 筑物, 一般情况下也不得穿过其它管网。当必须穿过其它管网时, 应按有关规定采取措施。
9、 抽放管路敷设要平直, 不要拐急弯。
10、 主管、 分管、 支管及其与钻场连接处均要安设阀门及观测孔。
11、 在抽放管路的适当位置应安设除渣装置和测压装置。
12、 抽放管路分岔处应设置控制阀门, 阀门规格应与安装地点的管径相匹配。
13、 在抽放钻场、 管路拐弯、 低洼、 温度差异大的地方及沿管路适当距离( 间距一般为200～300m, 最大不超过500m) 应设置放水器。放水器要保证在放水时, 不影响抽放。
14、 使用钢板卷管, 壁厚需3～6mm, 并需进行0.2～0.5MPa的水压试验, 合格后才能够使用。
15、 通往井下的抽放管路应采取防雷措施。
( 三) 、 对抽放站的安全要求:
1、 地面固定式抽放站
( 1) 抽放站站址应选择不受洪涝威胁且工程地质条件可靠的地点, 无滑坡、 溶洞、 断层及塌陷等灾害。
( 2) 抽放站宜设在回风井工业场地内, 泵房距井口和主要建筑物及居住区不得小于50m。
( 3) 泵房内及泵房周围20m范围内严禁有明火。
( 4) 泵房建筑必须采用不燃性材料, 耐火等级为二级。
( 5) 泵房周围必须设栅栏或围墙保护。
( 6) 泵房内及泵房周围 20m范围内的电器设备( 含电话) , 仪表及照明等都必须采用矿用防爆型的, 并按井下防爆电器管理规定进行管理, 消灭失爆。泵房应采用双回路供电, 电器设备一套使用, 一套备用。泵房必须装有直通矿调度室的电话。
( 7) 泵房内的电器设备, 值班室应与泵房隔离分开, 分成泵房、 配电间、 值班室, 避免相互干扰。
( 8) 泵房内要保证通风良好, 房顶应设天窗, 防止瓦斯积聚, 并安设瓦斯报警装置。瓦斯探头设在泵房中上部瓦斯易积聚的位置, 并保证灵敏可靠, 报警浓度0.5%。
( 9) 泵房内必须安设安全监测系统, 对泵的开停, 抽放管内瓦斯浓度, 流量、 抽放负压, 温度和CO以及泵房内的瓦斯浓度等实施自动监测监控。当出现异常时能自动报警断电等。泵房内必须配备有测量负压、 流量、 温度及瓦斯浓度等的仪表, 并制定泵房内定时人工检查的制度。
( 10) 抽放站应设避雷装置, 避雷装置应高于瓦斯放空管。避雷的覆盖面应能保护整个抽放站。
( 11) 抽放站应有防火措施, 应有供水系统。泵房设备冷却水一般采用闭路循环。给水管路及水池容积应满足消防用水量。
( 12) 泵房附近的管路应设置放水器及防爆、 防回火、 除渣装置和压力、 流量、 浓度测定装置, 还应设置采样孔、 阀门等附属装置。
( 13) 抽放站在吸排气两端应设置瓦斯放空管。放空管直径不得小于吸排气两侧的主管直径, 高度至少超过泵房屋顶5米以上。为防杂物和雨水进入放空管内, 其上端管口要设置保护盖帽。
( 14) 使用水环式真空泵的循环水系统必须正常, 供水可靠, 严禁泵内缺水或无水。高低位水池位置要合适, 池容要够, 保证供水压力和水量。水质要好。泵房冷却低位水池严禁密封, 要采取防止瓦斯积聚的措施。
2、 抽放系统安全措施
(1) 抽放钻场、 钻孔施工防治瓦斯措施。
在钻孔施工中碰防止瓦斯涌出事故及机械伤人事故。具体有:
1) 边钻进边抽放瓦斯;
2) 钻机配备的电动机及附属电气设备必须是防爆型的;
3) 劝配备瓦斯检测器及警报器, 定期检查瓦斯浓度, 一旦瓦斯超限, 必须立即停钻处理:
4) 钻场内使用的敲击工具必须用铜制造;
5) 钻工必须衣着整齐利索, 以免被机械绞伤;
6) 钻机转动部件的防护装置及保护外罩必须完整无缺;
7) 扶”给进把”时, 身体与”给进把”不能成一直线, 应离开一定距离, 以免孔内发生故障, ”给进把”打伤人;
8) 开动钻机前应做好准备工作, 分式要明确, 操纵钻机应动作协调, 达到准确无误, 勿用手脚拉蹋滚筒上的钢丝绳, 以防止被钢丝绳绞伤。
(2) 管路防腐蚀、 防漏气、 防砸坏、 电气防爆、 防静电, 防带电、 防底鼓措施;
1) 瓦斯管路需涂防腐剂, 以防锈蚀;
2) 管路底部应垫木垫, 垫起高度不低于30cm, 以防底鼓损坏管路;
3) 主要运输顺槽道中瓦斯管路架设高度应大于18m, 以免被砸损坏;
4) 管路需进行气密性检查以免漏气。
(3) 斜井管路的防滑措施
倾斜巷道中的瓦斯管路, 应用卡子固定在巷道的支护上, 以免下滑损坏。
瓦斯抽放系统必须进行专门的《瓦斯抽放设计》; 故本设施未进行全面的设计, 其它不足部分由专门的《瓦斯抽放设计》完善。
( 4) 地面管路的防冻措施
本矿井地面管路不需要采取防冻措施。
3．抽放瓦斯站安全措施
1) 抽放站的泵房为砖混结构, 耐火等级为二级;
2) 泵房距井口和场地内主要建筑物大于50m, 并用围墙隔离;
3) 抽放站附近管道设置放水器及防爆、 防回火、 防回水装置, 设置放空管及压力、 流量浓度测量装置, 并设置采样孔、 阀门等附属装置;
4) 抽放站设有防雷电、 防火灾、 防洪涝、 防冻等设施;
5) 抽放瓦斯浓度利用的应不低于35%。
( 四) 、 监测监控系统
1、 监测监控参数的确定及设置地点
抽放瓦斯监测: 监测整个抽放网络各个部位的瓦斯流量、 浓度、 抽放负压、 瓦斯温度等参数, 同时监测水位和抽放站内瓦斯泄露等。其目的一是当出现瓦斯浓度过低、 瓦斯泄露超限等情况时, 应能报警并对抽放泵主电源断电, 二是根据监测数据能够研究瓦斯涌出规律和分析效果、 指导投放网络的投产使用, 管道的延长与钻孔的衔接、 调节钻孔的抽放负压、 查明漏气和水堵部位。监测地点设置在抽放站进出管道, 以及井下各主干管道和支管上。
2、 监测监控系统的自动化程度及设备选型
矿井选用KJ90NA监测监控系统进行实时抽放监控, 在抽放站内选择自动化程度较高的AK-3A多参数监控仪, 该仪器可按设在抽放泵站的控制室内。它能连续监测系统中的浓度、 流量、 正压、 负压、 泵房内泄露瓦斯浓度、 泵机的轴承温度等参数。由微机完成测量显示、 打印等功能。当任一参数超限时, 可发出声光报警信号, 并按给定的程序停止或启动泵机。另外, 还能累计纯瓦斯量, 并以数字方式显示出来, 还设有模拟量直流1～5V和数字量BCD代码输出, 可与遥控系统相接和供打印用。该监测仪设有接口可与矿井安全监测监控系统连接。
3、 检测仪器仪表的配备
( 1) 瓦斯流量测定仪
管道流量测量采用孔板流量计;
测量钻孔瓦斯涌出量采用: U型玻璃管流量计、 容积式气体流量计。
( 2) 抽放管路压力测定仪器
采用U型管压差计和气压计。
( 3) 瓦斯浓度检测仪器
光学瓦斯检定器、 热导式检测定器、 国产瓦斯检定器及校正仪、 瓦斯采取器等。
( 五) 抽放机构设置及抽放系统管理制度
( 1) 瓦斯抽放机构设置
为加强矿井瓦斯抽放管理, 提高抽放效率, 防止瓦斯事故, 保证矿井安全生产, 搞好矿井瓦斯抽放工作, 矿井瓦斯抽放机构内设置专职抽放队和专职钻机队。
专职抽放队负责瓦斯抽放泵房的抽放工作、 瓦斯抽放参数的测定、 瓦斯抽放设备管理和瓦斯抽放泵房的管理工作。设队长1名, 抽放队成员8人。
专职钻机队负责瓦斯抽放钻孔的施工、 瓦斯抽放系统及管路的安装和维护工作。设队长1名, 设技术员1名, 抽放队成员15人。
( 2) 抽放系统管理制度
1) 管理人员责任制
①矿长对瓦斯抽放工作负全面责任。负责平衡、 解决抽放工作中的人、 财、 物及其它重大问题, 保证抽放工作的正常进行。
②总工程师对抽放工作负技术责任。负责组织、 审批、 检查抽放工程规划、 计划、 设计、 措施, 确定抽放方案、 抽放规模, 解决抽放工作过程中出现的重大技术问题, 推广抽放新技术、 新工艺、 新装备、 新材料, 保障矿井抽放工作有序开展。
③生产矿长、 副总工程师对抽放工作负生产计划、 采掘工程安排、 实施的保证责任, 负责把抽放工作纳入采掘生产管理, 领导和督促生产部门按时完成抽放巷道的施工和抽放管路的铺设, 平衡采、 掘、 抽工作。
⑤安全矿长对瓦斯抽放工作的安排、 落实情况负检查、 督促责任。
⑥其它矿级副职从各自分管角度对抽放工作负责。
2) 职能部门责任制
①安全监察科负责监督、 检查、 考核有关规程、 措施、 上级的抽放政策、 及规程、 措施的贯彻、 执行, 负责组织有关抽放的安全培训工作。
②技术科负责编制抽放计划、 设计抽放方案、 编制抽放施工设计, 提供抽放新技术、 新工艺。负责监督、 验收钻孔的方位、 倾角等基本参数是否符合设计要求。
③经营部门负责落实抽放工作所需的材料、 设备计划, 资金计划。
④材料科负责落实抽放工作所需的材料、 设备、 抽放管路、 放水器、 分流器、 及抽放所需物件。
3) 基层单位责任制
①采区负责抽放巷道和钻场的施工、 除钻场外抽放管路及附属设施的安装和回收、 协助进行抽放系统故障的处理, 保证钻孔施工所需水电。
②通风部门负责编制钻孔施工和抽放的安全技术措施, 现场落实钻孔施工和抽放工作, 安装、 回收钻场内抽放管路和附属设施, 负责瓦斯抽放泵房的运转和维护, 抽放系统的检查、 维护和故障处理; 申请并配合钻孔验收, 测定、 调节抽放参数, 建立抽放台帐, 填制抽放图表, 编制钻孔竣工报告, 总结、 分析抽放技术, 提出合理化方案。
③机电科负责对瓦斯抽放泵房的安装、 大修, 保证抽放泵的正常供电。
4) 抽放工作人员责任制
①所有抽放工作人员都必须经过培训, 掌握有关知识和技能。
②抽放队队长负责全矿抽放钻孔的施工、 钻场管路的连接、 除主管路外抽放设施的安装、 抽放系统的巡查和调节等现场管理工作, 保证施工质量和进度, 及时处理工作中出现的问题。
③抽放队班长负责本班抽放钻孔的施工、 钻场管路的连接、 抽放设施的安装、 抽放系统的巡查和调节等现场管理工作。及时填写施工记录和交接班记录。
④抽放工作人员负责按抽放钻孔设计进行钻孔施工和抽放设施的安装, 严禁任何弄虚作假行为。
⑤管路巡视、 测流人员负责抽放系统的巡查和抽放参数的测量、 调节工作, 发现问题及时汇报并进行处理, 保证抽放效果达到最佳值。及时填写测流记录和故障处理记录。
⑥抽放泵站司机负责瓦斯抽放泵房的运转和维护, 定时测量瓦斯抽放浓度、 泵站负压等参数并记录, 经常巡视检查设备运转状况, 发现异常及时汇报并处理。及时填写交接班记录。
5) 抽放管理
①矿每次召开的”一通三防”会上, 同步安排抽放工作, 平衡抽放工作中的人、 财、 物等问题, 分析解决抽放技术工程等。条件许可时, 必须进行卸压瓦斯抽放和采空区抽放, 防止卸压瓦斯涌向所开采的工作面。
②在进行采区和采煤工作面设计的同时进行抽放设计。设计的基本内容为: 煤层赋存状况、 煤层的瓦斯含量、 抽放巷的布置、 钻场的间距和尺寸、 钻孔的间距、 抽放的方式方法、 抽放管路系统和附属装置的设计、 抽放率的要求, 并在此基础上进行钻孔施工设计。
③在进行矿井远景规划和生产作业计划的同时, 必须进行抽放计划。抽放计划的内容为: 所开采煤层的开采强度及接替关系、 抽放巷道布置, 抽放巷道、 钻场 、 钻孔进尺, 瓦斯抽放量, 所需的人、 财、 物等。
④钻孔施工及钻场管理
A、 在钻孔施工前, 通风区必须按设计参数进行现场标定, 并悬挂施工图板。
B、 钻机的方向必须和标定的方向一致。
C、 钻孔施工必须编制施工安全技术措施并严格贯彻、 执行。应随时检查施工地点及其附近通风、 瓦斯、 巷道支护状况, 确保安全方可施工, 并防止在施工过程中出现因操作等原因造成的机械伤人事故。
D、 每个抽放钻场必须进行挂牌管理。牌板要标明钻孔施工人员、 施工时间、 验收人员、 测流人员、 钻场管理人员, 发现问题及时处理并追究相关人员责任。
⑤工程验收
A、 抽放巷道、 钻场及抽放管路每月月底验收一次。由技术科组织, 安检科和采区参加, 由技术科向矿提交验收报告。
B、 抽放钻孔的验收由技术科组织, 安检科、 通风部门和采区参加验收。
6) 抽放系统
①每个抽放钻场必须安装流量计, 每个抽放孔必须安装流量调节闸门并设观测孔。
②每条抽放巷安装一个流量计。
③抽放管路的铺设和放水器等附属设施的安设必须符合设计要求。
④钻场和支管的瓦斯流量、 浓度、 负压、 每周至少测定和调节两次, 并建立台帐。通风区必须经常派人对钻孔和管路参数进行测定、 分析和调节, 以达到最佳抽放效果。钻孔瓦斯浓度低于一定值时, 必须及时进行限量抽放或关停抽放。
⑤在抽放泵站的进气端, 每一小时测定一次流量和浓度, 并如实填写记录。若浓度、 负压出现较大波动, 则必须立即向通风部门汇报, 由通风部门组织调查原因并进行相应处理。
⑥抽放系统每周至少检查一次, 并建立检查和故障处理台帐。
⑦抽放泵每周至少检查一次, 并建立检查和检修台帐。
⑧因检修 管路、 抽放泵或其它原因需停泵时, 必须事先有计划, 并按总工程师批准的安全技术措施执行。
7) 工程质量
①抽放巷和钻场的施工严格按其作业规程的要求进行施工和验收。
②钻孔的施工严格按其设计的要求进行施工和验收。钻孔的倾角误差不大于+2°, 方位角误差不大于+5°。施工人员未经矿井技术负责人同意无权更改参数。
③煤层钻孔的封孔长度不小于10m, 岩层钻孔的 封孔长度不小于8m。
④整个管路系统和各种附属装置运行正常, 无积水、 漏气现象。
⑤抽放管路必须垫高离巷道底板0.8m以上, 连接处紧密无缝隙, 转弯处过渡圆滑。
8) 钻场文明生产
①钻场内必须保持清洁, 浮煤、 矸及时清走, 水沟畅通、 无积水, 每班交接班时进行检查。
②钻机、 钻杆及其它材料设备放置整齐有序。
③抽放支管和分流器设置美观实用。
④钻孔施工地点必须有施工图板, 并保持清洁、 悬挂整齐。
9) 结束抽放时必须进行专业评估且同时满足:
①单孔标准纯瓦斯量小于0.01m3/min;
②钻场标准纯瓦斯量小于0.01m3/min;
10) 矿井抽放必须满足抽放要求, 具备相关图件和技术资料, 并作好相关记录台帐。
( 六) 、 抽采规划
( 1) 生产矿长、 总工程师负责抽放工作、 生产计划、 采掘工程的谐调和安排, 负责把抽放工作纳入采掘生产管理, 领导和督促生产部门按时完成抽放巷道的施工和抽放管路的铺设, 平衡采、 掘、 抽工作。
( 2) 采、 掘、 抽三者之间的平衡关系
限于条件本矿未作煤与瓦斯突出鉴定, 未作矿井瓦斯等级鉴定, 暂无法确定各煤层的突出危险性, 无法对开采保护层的选择, 但根据贵州省安全生产监督管理局、 贵州煤矿安全监察局、 贵州省煤炭管理局文件(黔安监管办字【 】345号”关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”。本煤矿在该文件划定的煤与瓦斯突出区内, 因此, 本矿在作出煤与瓦斯突出鉴定之前, 按有煤与瓦斯突出设计和管理, 矿井揭煤后必须及时进行煤与瓦斯突出鉴定, 确定各煤层的煤与瓦斯突出危险性, 将底板瓦斯抽放巷布置在鉴定没有突出危险性的煤层中。
为使矿井在采、 掘、 抽三者顺序上的合理安排, 矿井开拓系统形成后可先施工底板抽放巷, 对将要施工的石门及首采工作面施工钻场采取穿层钻孔进行预抽, 预抽时间可根据煤层瓦斯含量、 煤层透气性、 抽放效果决定, 一般预抽时间不得低于6个月。在施工一翼底板抽放巷及预抽工程的同时, 可根据矿井生产实际情况施工另一翼的底板抽放巷, 这样可使两翼的预抽时间、 工作采面回采时间及准备面施工的时间得到合理安排。
底板抽放达到预抽时间且达到预抽指标后, 可组织对回采工作面上下顺槽的施工, 在工作面上下顺槽施工的同时, 可滞后掘进工作面施工本层抽放钻孔进行预抽, 待构成回采工作面, 本层钻达到预抽指标后即可组织回采工作面的生产。
一翼回采工作面施工及回采过程中, 另一翼的穿层抽放及本层抽也同时进行, 这样就可保证采、 掘、 抽三都在时间、 空间上得到合理安排和接替。
( 3) 矿井在编制年度采掘计划时一并考虑瓦斯抽放工程计划。

第四章 瓦斯抽放系统安装建设投资估计
及资金筹措
一、 瓦斯抽放