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煤业有限公司重大灾害防治方案

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2020年4月19日
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第三节 重大灾害防治方案
根据矿井<开采方案设计>矿井分为两个采区,现一采区所有开拓巷道已开拓到位,二采区为后期工程,根据矿井中长期规划一采区能满足矿井当前6年内的生产需要,因此6年内无主要开拓巷道部署, -2022年计划布置11601、11602、11701、11702、11203、11204、11303、11304、11503、11504采煤工作面。
一、 生产区域重大灾害防治方案
1、 计划开采的11601、11602采煤工作面开采煤层属突出煤层,灾害防治重点为煤与瓦斯突出灾害,该工作面受上覆C15煤层的开采保护工作面区域内已消突,计划采取的措施为执行连续的区域验证,经区域验证无突出危险性时,采取远距离放炮措施进行推进,如经区域验证有突出危险性时,采取局部排放措施,并对排放措施进行效果检验,经检验无突出危险性时,采取安全防护措施进行回采。
2、 计划开采的11701、11702采煤工作面距离地表较近,灾害的防治重点为浅部小窑采空区及地表沟溪水,工作面在回采前计划对回采区域内进行一次工作面物探,并对低电阻区进行钻探验证,雨季前对地表进行巡视,填堵封闭不好的小窑井口及地表塌陷坑,疏导地表沟溪,清理地表防洪沟,加强地面降雨量观测及井下涌水量观测,发现涌水量突然增大时应组织人员分析井上下积水情况、洪水情况、地表有无塌陷裂缝、沟溪、老窑导水情况,并对导水源进行疏堵填排。
3、 -2020年计划开采的11203、11204、1303、1304采煤工作面主要灾害为瓦斯及煤与瓦斯突出灾害,因此工作面在开采前利用无突出危险的C15煤层施工底板抽放巷,对C12、C13煤层进行瓦斯抽放卸压,工作面回采前对工作面进行区域防突措施效果检验,经检验无突出危险后方可进行回采,加强采煤工作面上隅角的瓦斯管理,对上隅角进行埋管抽放。
4、2021年-2022年计划开采的1503、1505采煤工作面主要灾害为顶板灾害,C15煤层顶板为泥质粉砂岩,顶板破碎易落,回采时加强采面支护管理,严格控制柱距排距,炮后及时支设贴帮柱,加强采面特殊支护管理,保证工作面的正常推进度。
二、准备区域重大灾害防治方案
1、水害
11602回风巷掘进工作面、11701回风巷掘进工作面距离地表较近,受地表水及浅部小窑采空区、地表沟溪水影响,受水害威胁程度较大,计划对掘进工作面按循环进行超前物探,并对低电阻区进行钻探验证,做好每循环的探放水工作,雨季前对地表进行巡视,填堵封闭不好的小窑井口及地表塌陷坑,疏导地表沟溪,清理地表防洪沟,加强地面降雨量观测及井下涌水量观测,发现涌水量突然增大时应组织人员分析井上下积水情况、洪水情况、地表有无塌陷裂缝、沟溪、老窑导水情况,并对导水源进行疏堵填排。
2、 瓦斯及煤与瓦斯突出
11602运输巷掘进工作面、11701运输巷掘进工作面、11702运输巷掘进工作面、11203运输巷掘进工作面、11204运输巷掘进工作面在掘进工程中受瓦斯及煤与瓦斯突出灾害威胁程度较大,经开采保护层或区域预抽煤层瓦斯后,在掘进过程中必须对工作面进行区域防突措施效果检验,经检验无突出危险在采取连续的区域验证确认无突出危险后,方可进行掘进作业,否则继续采取区域防突措施进行消突。
三、 其它重大灾害防治方案
(一)防灭火
矿井开采煤层均属三类不易自燃煤层,矿井防灭火主要为防治外因火灾。
1、定期检查井上、下消防材料库,库存材料、工具的品种与数量符合需要,并定期检查更换。井底车场、机电设备硐室、检修硐室、材料库、火药发放硐室、风动工具清洗硐室、使用带式输送机或液力偶合器的巷道以及采掘工作面附近的巷道中等,是否配备足够数量的灭火器材,并按要求设置消防支管和阀门。
2、严格材料准入关:
(1)严格限制携带易燃、易暴物品下井,确属井下需要,必须严格按<规程>规定执行;(2)井下严禁存放汽油、煤油、变压器油。井下使用的棉纱、布头、纸和润滑油等必须存放在盖严的铁通内,严禁扔、洒在井巷、硐室和采空区;(3)在井下清洗风动工具必须在专用硐室内进行;(4)严格限制可燃性支护使用范围,木支护只允许做为特殊地段的临时支护、信号柱、应急支护使用;(5)对入井使用的胶带、电缆、管线、风筒、塑料网等材料必须具有阻燃性能和抗静电性能的试验合格证明。
3、完善矿井反风系统
建立矿井反风系统(包括主扇反风设施和井下反风设备),矿井反风装置必须每月检查一次,风机的反风系统应进行专门设计。反风系统必须在10分钟内完成反风操作。
4、建立健全明火管理制度,严格明火制度
(1)严禁携带明火下井;(2)回风井口20m内严禁烟火;(3)井下严禁使用电炉;(4)井下严禁使用灯泡取暖;(5)井口和井下电气设备必须有防雷击和防短路的保护装置;(6)井下电焊、气焊作业必须严格按<规程>规定进行;(7)严禁使用产生火焰的爆炸器材和爆破工艺;(8)木材场、矸石山、炉灰场距离进风井口不得小于80m。
5、严格落实防灭火措施
(1)回风巷、硐室回风道、联络巷等地点浮煤、电缆皮等可燃物必须明确管理责任单位,定期检查,及时清理干净。(2)皮带运输机应装设皮带火灾装置和自动洒水灭火装置。(3)井下电气焊作业必须符合<规程>中相关规定的要求,制定专项安全措施,经矿长批准后执行。
(二)粉尘防治
1、完善井下防尘供水管路;
2、在井下接煤口、刮板转载点、皮带机转载点等地点,安设喷雾装置并在作业时进行喷雾降尘;
3、掘进工作面建立完善的洒水系统,并在距工作面50m范围安设有两道净化水幕。
4、采煤工作面进、回风巷50m范围内设置两道全断面水幕;
5、采掘工作面巷道必须定期冲洗,不得有煤尘堆积,距离工作面50m范围内每班至少冲洗一次,50m以外的回风巷道每3天冲洗一次。
6、采掘工作面作业人员按规定佩戴个体防护设施;
(五)顶板管理
1、班前检查敲帮问顶使用工具,确保长钎、短钎齐全。
2、每个掘进工作面备足单体支柱、背板及前探梁用于临时支护。
3、每个工作面必须有顶板管理措施,有开切眼和工作面收尾时的顶板管理专项措施。
4、及时制定井巷维修制度,加强井巷的维修,保证巷道设计断面,保证通风、运输的畅通和行人的安全。巷道失修率不得超过规定,报废巷道和井筒必须按规定封闭。
5、失修巷道维修必须制定经矿总工程师审批的专项安全技措施。
6、严格执行敲帮问顶制度,严禁空顶作业。开工前,安全员和班组长人员必须对工作面进行全面检查,确认无危险后,方准作业人员进入工作面。
7、加强临时支护管理,必须按照<作业规程>的要求,及时架设临时支护,严禁空顶作业。
(六)提升运输
1、定期检查整改各地点的运输设备是否存在安全隐患。重点加强对绞车的管理:闸、护身板、各连接装置、钢丝绳,斜巷的信号、一坡三挡、防跑车装置、跑车防护装置;皮带输送机各种保护装置、防护栏、过桥、头尾基础固定;刮板机的机头机尾压柱、地锚、过桥、挡煤板;轨道运输的达标水平和车辆的完好性等进行整治。钢丝绳钩头处要按规定打绳卡或插接绳头,保险绳长度足够。
2、定期检查整治其它机电运输场所和采掘工作的机电运输设备。重点对各种电气闭锁、性能完好、安全保护、信号齐全、防护栏、预警急停等进行检查和整治。
3、检查各类矿车碰头、插销和三连环,完善及改进”一坡三档”设施。对斜巷运输信号装置检查,各单位负责自己所管辖范围内的信号装置检查、整改,必须落实到责任人。信号装置必须安装到信号硐室内,安装必须符合质量标准化规定的要求。
第三章 瓦斯治理
第一节 矿井通风

一、矿井通风现状
1、通风系统
矿井通风方式采用中央并列式。通风方法:机械抽出式,矿井主通风机为FBCDZ№19B/2×90型防爆对旋轴流式通风机。矿井进风斜井两个,回风斜井一个。矿井总进风量为2477m³/min,矿井总回风量为2522.9m³/min。
采煤工作面和掘进工作面均为独立的通风系统,回采工作面采用U型通风方式,掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。
矿井配备一个炮采工作面,两个炮掘掘进工作面。新鲜风流主要由主斜井、副斜井进入,经运输石门、轨道石门到达采掘工作面,回风流经回风石门汇入回风斜井,由回风斜井排出地面。开采采面11601采面至停采线为矿井通风容易时期。
矿井开采一采区二区段C21煤层的12102工作面时所需风量、通风阻力均为最大值,因此在12102工作面刚形成时即为矿井通风困难时期。
掘进工作面采用FBDNO5.6型局部通风机压入式通风,风筒选用直径600mm的柔性风筒,乏风经巷道进入采区回风石门内,经采区回风石门进入矿井总回风巷内由主扇风机排至地面。
根据贵州省煤田地质局对矿井C1、C3、C5、C6、C9、C12、C13、C15、C16、C17、C18煤层爆炸性和自燃倾向性鉴定,属III类不易自燃煤层,采区回风石门及回风井采用U型棚支护,采区回风巷内不设置任何电气设备,形成专用回风巷。 至2022年矿井主要生产区域位于一采区,未有较大的生产系统、通风系统的改变,通风系统改造工程较小。
2、矿井风量、阻力
根据贵州省煤田地质局 7月1日提交的<盘县洒基镇兴发煤业有限公司五排煤矿通风阻力测定报告>,矿井总进风量为2477m³/min。
矿井总回风量为2522.9m³/min,全系统计算阻力值177.6Pa,全系统测定阻力值180.1Pa,矿井等级孔3.73㎡,总风阻为0.10Ns²/m8,矿井断面较大,通风路线较短,当前使用的主扇风机调频的电流尚有很大的富余,切主扇叶片尚未调节至最大,现有主扇能满足今后的生产需要。
表3-1-1 矿井风量分配情况
矿井、
翼、采区
进风情况
风量分配情况
需风量
m3/min
进风量
m3/min
进风比%
有效
风量
m3/min
有效风量率%
采煤面
m3/min
掘进
m3/min
峒室
m3/min
其它
m3/min
漏风
m3/min
全矿合计
2140
2477
115
2318
95
877
906
240
329
24
一采区
2140
2477
115
2318
95
877
906
240
329
24

3、通风设备
矿井主扇风机选用FBCDZNO:19B-2×90KW轴流式风机两台(一台使用一台备用),风量范围:2160-4740m³/min,风压564-2130Pa;局部通风机选用FBD6.0-2×22KW对旋轴流式局扇风机,风量范围380-520m³/min(如下:主通风设备状况见表3-1-2)。
表3-1-2 主通风机技术特征表
项 目
技术特征参数
通风机型号、参数
FBCDZno-8-19B
电动机型号、参数
YBFh315L1-8,2×90KW,380V,n=740r/min
当前运行工况点
风量:3870m³min,负压:1185Pa,电流:178A,电压:380V,效率:75%,叶片角度:32°)
轴流风机富裕角度或离心机的富裕转速
12
主通风机运行状况
正常
主通风机使用年限
4
各类保护是否按规程规范要求设置
是
是否有合格证、煤安证、防爆证等相关证照
是
是否有淘汰或国家要求限期更换的设备
否
近三年发生的重大安全事故及整改措施
无
主扇性能曲线如下:

附:通风机装置安全检验报告、反风演习报告、风机出厂曲线。
4、通风系统现状评价
1)当前矿井布置有一个采区,采用中央并列式通风方式,通风方法为机械抽出式,采煤工作面采用U型通风,掘进工作面采用正压供风,采区内设置有专用回风井、专用回风巷,采掘工作面均有独立的回风系统,矿井通风系统符合设计要求,通风系统稳定可靠。没有瓦斯超限区域,供风量充分,没有不符合有关规定的串联通风、扩散通风、采空区通风的用风地点。
2)当前矿井总进风量2477m³/min,采煤工作面配风量877m³/min,掘进工作面配风量400m³/min,硐室配风240m³/min,其它巷道配风329m³/min,矿井实际需风量为2140m³/min,进风比115.2%,矿井有效风量率95%,因此各采掘工作面风量能满足需求。
二、 ～2022年矿井通风
1)矿井风量的计算
-2022年矿井按一采两掘组织生产作业。
(1)采煤工作面的风量确定
采煤工作面的实际需要风量,应按稀释和冲淡工作面瓦斯涌出量要求,并考虑工作面气温、风速以及人数等因素分别进行计算后,取其中最大值。经分析和计算认为,本矿井地温不高,采煤工作面人数配备为30人,因此,影响工作面风量确定的主要因素是瓦斯涌出量和风速。
1.1、按工作面温度计算:
Q采＝60•Vc•Sc•Ki
=60×1.5×7.4×1.0
=666( m3/min)
式中:Q采——采煤工作面需风量,m3/min;
VC——回采工作面适宜风速,按20～23℃风温取1.5m/s;
SC——平均有效断面,按最大和最小控顶有效断面的平均值计算,经计算断面为:7.4m2;
Ki——工作面长度系数,本矿工作面长度平均为100m,取Ki=1.0。
1.2、按采面瓦斯涌出量计算
Q=100q绝k
=100×1.46×1.6
=233.6(m3/min )
式中: q绝——采煤工作面绝对瓦斯涌出量,按前预测历年瓦斯等级鉴定最高值1.46m3/min.
　K——采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数,它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值与平均值之比,该值从实测和统计中得出,一般,炮采工作面一般取1.4～2.0,取1.6。
1.3、按最大班出勤人数计算
Q＝4×N
＝4×30
＝120(m3/min)
式中:N——工作面最大班出勤人数,30人。
1.4、按炸药使用量计算
Q采＝25Ac
25×12
=300(m3/min)
式中:Q采——回采工作面需要风量,m3/min;
Ac——回采工作面一次爆破所用的最大炸药量,取12kg;
根据以上计算取最大值, Q采＝666m3/min。
1.5、按风速验算
按最小风速:0.25×60×7.4＝111(m3/min)
按最大风速:4×60×7.4＝1776(m3/min)
111m3/min＜666m3/min＜1776m3/min
式中:S采——工作面有效断面积,7.4m2。
采煤工作面需风量确定表         单位:m3/min

项目
按温度计算
按瓦斯涌出量计算
按最多人数计算
按炸药量计算
最小风速要求
最大风速要求
采煤工作面
666
233.6
120
300
111
1776
备注
因此,采煤工作面需风量为666m3/min。
(2)掘进工作面需要风量的计算
掘进工作面需要风量按各个独立通风掘进工作面实际需要风量的总和计算:
∑Q掘=∑Q掘i (m3/min)
式中:Q掘i——第i个掘进工作面需要风量,m3/min。
每个掘进工作面实际需要风量,按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速、人数以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。
1.1、按照瓦斯涌出量计算:
Q掘=100×q掘×KCH4 (m3/min)
Q掘=100×1.46×1.6
=233.6(m3/min)
式中:q掘——绝对瓦斯涌出量,按前预测历年瓦斯等级鉴定最高值1.46m3/min;
K CH4——瓦斯涌出不均衡备用风量系数,正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值;取1.6。
100——回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。
1.2、按照二氧化碳涌出量计算:
Q掘=67×q掘×KCO2 (m3/min)
Q掘=100×0.78×1.6
=124.8(m3/min)
式中:q掘——回风流中平均绝对二氧化碳涌出量,根据瓦斯等级鉴定报告取最高值0.78m3/min;
K CO2——二氧化碳涌出不均衡备用风量系数,正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值,取1.6;
67——回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。
1.3、按炸药量计算(炮掘工作面采用硝酸氨炸药时计算,其它炸药不予计算):
Q掘=25×A (m3/min)
Q掘=25×12
=300(m3/min)
式中:A——掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,取12kg。
25——每千克一级煤矿许用炸药需风量,m3/min·kg;
1.4、按工作面人员数量计算:
Q掘=4×A (m3/min)
Q掘=4×15
=60(m3/min)
式中:N——掘进工作面同时工作的最多人数,取15人;
4——每人需风量,m3/min·人。
1.5、按局部通风机实际风量计算:
Q掘=Q局机×I (m3/min)
Q掘=330×1.2
=396 m3/min
式中:Q局机——局部通风机实际吸风量,m3/min,掘进工作面均选用FBD-№5.6(2×11 KW)局部通风机,额定风量为330-220 m3/min。
　　I—— 掘进工作面防止产生循环风系数取1.2。
1.6、按风速进行验算:
根据<煤矿安全规程>规定掘进工作面的风量应满足:
岩巷:9×S掘≤Q掘≤240×S掘
煤巷:15×S掘≤Q掘≤240×S掘
式中: S掘——掘进工作面的净断面积,我矿巷道平均断面6.0㎡。
岩巷:9×6＝54＜Q采396＜240×6＝1440(m3/min)
煤巷:15×6＝90＜Q采396＜240×6＝1440(m3/min)
掘进工作面需风量确定表         单位:m3/min

按瓦斯计算
按局扇吸风量计算
最小风速要求
最大风速要求
掘进工作面
233.6
396
54
1440
因此,掘进工作面配风为396m³/min,现有2个掘进工作面。
(3)硐室需要风量
井底水仓配风120m3/min,机电硐室配风120m3/min,则独立通风硐室共需配风120m3/min。
(4)其它巷道需要风量
其它行人和维护巷道所需风时之和,按(ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐)的5计算,则:
ΣQ其它＝(666+396×2+2×120)×5%=84.9m3/min;
2)全矿井需要风量的计算
全矿井总进风量按以下两种方式分别计算,而且必须取其最大值:
1、按井下同时工作的最多人数计算矿井风量:
Q矿进=4×N×K矿通 (m3/min)
Q矿进=4×120×1.2=576(m3/min)
式中:Q矿进——矿井总进风量,m3/min;
4——每人每分钟供给风量,m3/min.人;
N——井下同时工作的最多人数,取120人;
K矿通——矿井通风需风系数,取K矿通1.20。
2、按各个用风地点总和计算矿井风量:
按采煤、掘进、硐室及其它巷道等用风地点需风量的总和计算:
Q矿进=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其它)×K矿通 (m3/min)
式中:∑Q采——采煤工作面实际需要风量的总和,m3/min;
∑Q掘——掘进工作面实际需要风量的总和,m3/min;
∑Q硐——硐室实际需要风量的总和,m3/min;
∑Q其它——矿井除了采、掘、硐室地点以外的其它巷道需风量的总和,m3/min。
K矿通——矿井通风需风系数,K矿通取1.20。
根据以上计算,矿井总进风量:
通风容易时期配备一个采面两个掘进工作面,通风困难时期配备一个采面两个掘进工作面。
容易时期:Q矿进=(666+396×2+2×120+84.9)×1.2=2139.5(m3/min)
困难时期:Q矿进=(666+396×2+2×120+84.9)×1.2=2139.5(m3/min)
根据贵州省煤田地质局 7月1日提交的<盘县洒基镇兴发煤业有限公司五排煤矿通风阻力测定报告>,矿井总进风量为2477m³/min,矿井总回风量为2522.9m³/min,全系统计算阻力值177.6Pa,全系统测定阻力值180.1Pa,矿井等级孔3.73㎡,总风阻为0.10Ns²/m8,矿井断面较大,当前使用的主扇风机调频的电流尚有很大的富余,且主扇叶片尚未调节至最佳状态, -2022年矿井计划保持一个采煤工作面,两个掘进工作面正常接替,现有主扇能满足今后的生产需要。
三、存在的问题及对策措施
1、通风设施
按照<煤矿安全规程>的有关规定,结合矿井开拓方式和巷道布置,为使风流按设计要求的路线流动,保证采掘工作面及各用风地点的通风要求,在各巷道设置相应的通风设施,用于井下风量调节。
1)在井下相关巷道中设置风门、调节风门等通风设施,由于矿井采用中央并列式通风方式,根据矿井中长期规划一采区即将开采至二区段,开采到第二区段时通风折返路线较长,通风负压也随之增大,各联络巷风门的风压增大,漏风也将增大,下一步在开采到第二区段时应尽量避免产生联络巷,必须设置联络巷时,必须按设计施工联络风门,联络巷的设置应尽量避开压力集中地带,针对压力集中地带的风门产生漏风后,应对壁后进行注浆充填,或对风门前后10米进行喷浆处理。
2)当矿井主斜井、副斜井等主要进风地点发生火灾等灾害事故时,为防止有毒、有害气体危害井下人员安全,采用主要通风机电机反转,实现全矿井反风。井下主要进回风联络巷及安全出口处风门均按反风要求设计,并安设联锁装置,以免正常通风或反风时风流短路。
3)井下报废巷道应进行永久密闭,临时停工地点应打栅栏、挂警示牌。
4)矿井移交生产时期通风设施的设置详见通风系统图。矿井应根据各用风地点需风量的变化,应及时调整井下风量的分配和通风设施的设置,以保证安全。
2、防止漏风的措施
1)密闭、风门、调节风门等通风构筑物,应设在围岩坚固,地压稳定的地点,并进行刻槽处理。尽量避免将风门、密闭、调节风门安设在采空区或煤柱附近,减少采空区或煤柱裂隙漏风量。
2)采空区、废弃的巷道应及时设置永久密闭,尽量避免引起采空区或附近裂隙漏风;进回风巷间的联络巷,须安设两道联锁的正向风门和两道反向风门。
3)生产时应设专人负责通风构筑物的管理与维修,提高通风设施质量。
3、降低风阻的措施
1)本矿井巷道支护形式主要为U型棚支护,巷道施工时应尽可能采用光面爆破,减少表面粗糙度。
2)在容易增加局部通风阻力地点,应尽量降低局部阻力系数;在不同断面的巷道连接处,应采取逐渐扩大、逐渐缩小的形式;巷道拐弯处应尽量避免直角转弯,转弯处内、外侧按斜线或圆弧形施工,必要时应设置导风板;进入风硐的转弯处,壁面应圆滑,并设置导风板,以减少局部阻力。
3)在日常通风管理中,主要进、回风巷道应随时维修,特别是产生底鼓或变形的巷道要及时修复,确保其完整和有足够有效的通风断面。
表3-1-3 矿井系统风量、通风阻力计算结果表
用风
地点
工作面名称
通风
断面
(m2)
瓦斯涌出量
(m3/min)
稀释瓦
斯风量
(m3/s)
计划供风
抽采前
抽采后
风 量
(m3/s)
风 速
(m/s)
回
采
11601回采工作面
8.0
/
0.87
2.9
14.6
1.83
采煤面风量合计
14.6
掘

进
煤岩巷综掘面个数、风量
2×6.67m³/s
岩巷掘进面个数、风量
/
掘进面风量合计
13.34
硐室风量
4
其它地点风量
5.48
回风井系统总风量(通风系数)
2522.9
回风井通风阻力(Pa)
988

第二节 瓦斯抽采

一、瓦斯抽采现状
(一)抽采系统
1、瓦斯抽采设备
1)地面固定瓦斯抽采泵概况
矿井高负压系统选用2台2BEC-40型真空泵,一台工作、一台备用,最大抽气量为:104m3/min,最低吸入绝压为160hpa,390rpm(min-1),传动形式为皮带,供水量9.7m3/h,防爆电机型号:YB2-315M-4,功率为132kW,电压660V/380V。
矿井低负压系统选用2台2BEC-40型真空泵,一台工作、一台备用,最大抽气量为:96m3/min;最低吸入绝压为160hpa,390rpm(min-1),传动形式为皮带,供水量9.7m3/h,防爆电机型号:YB2-315M-4,功率为132kW,电压660V/380V(地面固定瓦斯抽采泵概况见表3-2-1)。
表3-2-1 地面固定瓦斯抽采泵技术特征表
项 目
技术特征参数
高压系统
低压系统
瓦斯泵型号、台数
2BEC-40、1用1备
2BEC-40、1用1备
瓦斯泵参数
叶轮直径:400mm,转速:400r/min,抽气速率:96m³/min
叶轮直径:400mm,转速:400r/min,抽气速率:104m³/min
配套防爆电动机型号、参数
YB2-2-315m-4、132KW 、380V、1484r/min
YB2-2-315m-4、132KW 、380V、1484r/min
当前运行工况点
流量:84.9m³/min,负压:415.9hpa,电流:208.1A,电压:393.4V
流量:88.66m³/min,负压:331.2hpa,电流:210.8A,电压:331.2V
设备运行情况如何
正常
正常
设备使用年限
4
4
各类保护是否按规程规范要求设置
是
是
是否有合格证、煤安证、防爆证等相关证照
是
是
是否有淘汰或国家要求限期更换的设备
否
否
近三年发生的重大安全事故及整改措施
无
无

2)根据矿井<安全专篇>设计只需在地面安设固定抽放站即可,井下不设置井下移动抽放站。
2、抽采管路
1)高负压
主管选用直径400mm无缝钢管1趟,壁厚9mm,主管铺设路线由地面瓦斯泵房→回风斜井→回风石门。
支管选用直径250mm无缝钢管,壁厚7mm,支管铺设路线由回风石门/运输石门→采掘工作面运输/回风巷。
2)低负压
主管选用直径400mm无缝钢管1趟,壁厚9mm,主管铺设路线由地面瓦斯泵房→回风斜井→回风石门。
支管选用直径325mm无缝钢管,壁厚7mm,支管铺设路线由回风石门→采面回风巷→上隅角。
(二)抽采方法
1、抽采方法的选择
根据矿井的抽采设计,结合矿井煤层赋存及瓦斯含量等实际情况,本矿井确定采用本煤层预抽、边掘边抽、边采边抽、邻近层顶底板穿层钻孔预抽及采面上隅角留管抽放采空区瓦斯等多种瓦斯抽放方法。
2、 抽采巷道布置
根据矿井突出危险性鉴定报告,矿井C15、C17煤层在+1725m以上无突出危险性,在开拓开采过程中设计利用C15、C17煤层巷道作为抽放巷对上下邻近层进行瓦斯抽放。
3、 抽采钻孔布置及参数
1)回采工作面打顺层钻孔抽放
抽放方法:在工作面运输顺槽打顺层平行钻孔,进行采动卸压抽放。这是在未经预抽或预抽时间不足的条件下,解决开采煤层采掘过程中瓦斯涌出问题的有效抽放方法。实质上,主要是利用开采过程中造成的卸压作用抽放煤层中的瓦斯,以降低回采工作面的瓦斯涌出量。
抽放钻孔布置:钻孔技术参数见下表,抽放钻孔布置见下图。
钻孔技术参数表
钻孔
类别
钻孔与巷道夹角(°)
钻孔与水平面夹角(°)
孔 深
(m)
钻孔直径(mm)
孔间距
(m)
平行煤层
的顺层孔
平行切眼
同煤层倾角
110米
80
5
钻孔深度根据工作面长度而定,钻孔尽量平行切眼,运输巷孔深110米,回风巷不施工下行钻孔,可用膨胀水泥封孔,封孔长度8米。

顺层钻孔布置示意图
2)运输巷、回风巷掘进中本煤层区域条带预抽瓦斯(边掘边抽)
采取在掘进工作面两帮施工钻场,每组钻场在煤巷两侧布置,每组相邻的两个钻场之间的距离为40m,按照<防治煤与瓦斯突出规定>要求控制巷道轮廓线外20m,钻孔必须超前于掘进工作面20m。每组钻场内,设计沿走向布置14个抽放钻孔,即在左、右钻场各布置7个,钻孔编号为1#～14#,孔深分别为1#(60m)、2#(60.14m)、3#(60.42m)、4#(60.84m)、5#(61.41m)、6#(62.12m)、7#62.97m),8#～14#钻孔深与1#～7#钻孔相同,其中,左边钻场为1#～7#钻孔,终孔位置在工作面前方煤层中部,距巷道掘进上邦轮廓线的距离分别为20m、17m、14m、11m、8m、5m、2m,开孔位置距巷道中心线距离为3.2m;右边钻场为6#～12#钻孔,终孔位置、开孔位置同右边钻场的要求一样。

煤巷掘进工作面局部防突措施抽放钻孔布置图
3)顶底板穿层钻孔设计
设计在无突出危险性的C15、C17煤层中布置底板瓦斯抽放巷,施工底板穿层钻孔对上下部煤层提前进行预抽。
钻场布置:在底(顶)板瓦斯抽采巷一侧每隔50m左右施工一个钻场,钻场的规格为长×宽×高=4×3×1.8 m,采用工字钢支护。
钻孔布置:在底板瓦斯抽采运巷每一个钻场内布置115个穿层抽采钻孔(每排5个,共23排),在底板瓦斯抽采风巷每一个钻场内布置85个穿层抽采钻孔(每排5个,共17排),钻孔深度以穿过煤层0.5m为准,且钻孔揭穿煤层位置不得与本煤层钻孔交叉,底板瓦斯抽放巷穿层钻孔预抽煤层区域瓦斯示意图详见下图。

顶底板穿层钻孔预抽煤层瓦斯钻孔布置示意图
4)回采工作面上隅角留管抽放
根据生产布局及瓦斯涌出现状,结合邻近大矿的抽放经验,回采工作面采空区采用”留管抽放”方法解决回采工作面上隅角瓦斯超限和条带瓦斯。对已停采老空区积聚的瓦斯采取”封闭抽放”方法。
在回采工作面回风口预留三通,抽放支管安设到采面回风巷上出口。除旧巷、老空区密闭处留置三通及闸阀外,支管约每隔15米留一个三通及闸阀(或堵板),在采面往前推进接近的三通时安设旁抽管,旁抽管始终保持超前工作面两组。旁抽管每根长约7～8米,三通和旁抽管间安装有闸阀(或堵板),待旁抽管进入上隅角采空区以后,拆除或打开旁抽管间的堵板或闸阀,用于抽吸上隅角及采空区瓦斯,外面一根旁抽管抽上部条带瓦斯。以后依次向外进行旁抽管的安装。需要抽时就打开三通与旁抽管间的闸阀拆堵板。回采工作面抽放管为永久投入,不予回收。

回采工作面上隅角留管抽放置示意图
5)老空区密闭抽放
对于已采完的老空区如果瓦斯涌出量大,向邻近工作场所涌出瓦斯时,能够采用密闭抽放,采空区密闭抽放布置示意图如下图。

采空区密闭抽放布置示意图

二、 ～2022年瓦斯抽采规划
(一)瓦斯抽采量
及 计划开采的11601、11602、11701、11702采煤工作面回风巷距离地表垂深34-84米,运输巷受上覆C15煤层的保护,瓦斯已得到很好的释放,因此无抽采计划。
开采的11203、11204采煤工作面位于第二区段首采煤层,无保护层保护,因此在开采第二区段C12煤层前,利用第二区段C15煤层巷道作为底板抽放巷,对C12煤层进行穿层抽放,实施穿层抽放后在C12煤层掘进及回采期间执行本煤层顺层预抽措施,见表3-2-2。
2020～2022年矿井C12煤层开采后形成保护层,同时按照顺序采用下行式开采各煤层,依次对第二区段下覆煤层起到保护作用,2020～2022年无抽采计划。
表3-2-2 ～ 工作面瓦斯抽采参数及抽采量预计
工作面
编号
工作面参数(m)
抽采方法
抽采时间
煤层瓦斯
参数
抽采量预计
走向长
倾向宽
煤厚
起
止
原始瓦斯含量
残余瓦斯含量

11203工作面
220
110
2.5
穿层
8.1
12.31
11.37
7.0

370139

11203工作面
220
110
2.5
顺层
9.1
12.31
1137
4.0

254100

11204工作面
380
110
2.5
穿层
2.1
10.31
11.37
7.0

639331
11204工作面
380
110
2.5
顺层
6.1
10.31
11.37
4.0

438900
合计

624239
1078231

(二)抽采系统能力校核
依据<煤矿瓦斯抽采指标(AQ1026- )>和<煤矿瓦斯抽放规范(AQ1027- )>所确定的指标及测算方法,瓦斯抽采达标核查主要应从年度瓦斯抽采钻孔量、年度瓦斯抽采量和抽采系统能力三方面进行检核。
1、年度瓦斯抽采钻孔量
1)11203回采工作面顺层抽放钻孔量计算:
11203回采工作面实际采用顺层平行钻孔抽放,钻孔间距为5m,工作面长度为110m,钻孔长度90m,走向长度为220m。则工作面共布置钻孔数为:220÷5=44个。
钻孔总进尺为:44×90=3960m
工作面煤炭总储量为:220×110×2.5×1.4=84700t
则:吨煤钻孔量为3960÷84700=0.05m/t,满足吨煤钻孔量相关的规定要求,可见回采工作面开采层抽放钻孔布置是合理的。
2)11204回采工作面顺层抽放钻孔量计算:
11204回采工作面实际采用顺层平行钻孔抽放,钻孔间距为5m,工作面长度为110m,钻孔长度90m,工作面平均走向长度为380m。则工作面共布置钻孔数为:380÷7=55个。
钻孔总进尺为:55×90=4950m
工作面煤炭总储量为:380×110×2.5×1.4=146300t
则吨煤钻孔量:4950÷146300=0.03m/t,满足吨煤钻孔量相关的规定要求,可见回采工作面开采层抽放钻孔布置是合理的。
3)实际矿井年度抽采钻孔量
工作面年度抽采钻孔量=上年度月平均抽放钻孔量×12个月
=6840×12
=82080m
其中:月平均抽放钻孔量根据最近三个月的瓦斯抽放钻孔工程月报表平均计算得到。
4)计算结果验证
根据计算结果,矿井实际年度抽采钻孔量达到<煤矿瓦斯抽放规范(AQ1027- )>要求。
工作面年度抽采钻孔量82080m(实际抽采钻孔量)＞4950m(预计抽采钻孔量),因此矿井年度瓦斯抽采钻孔量达标。
2、年度瓦斯抽采量
近年来经过开采保护层已形成良好的保护层开采条件,经过开采保护层已能满足瓦斯治理的目的,因此无法经过过去几年的瓦斯抽放量来检核未来瓦斯抽采量。
3、抽采系统能力核查
根据<安全专篇>矿井在地面安设了瓦斯抽放泵4台,高负压泵型号2BEC-40水环真空泵(一台使用一台备用),电机功率132KW,额定流量96m³/min;低负压泵型号2BEC-40水环