(四)矿井通风系统
矿井通风方式为中央并列式,主斜井和副斜井进风,回风斜井回风。主斜井风量为2356m3/min,副斜井风量为3948 m3/min,回风井回风风量为6350m3/min,由于矿井通风线路短,通风系统简单,井筒断面设计施工和维护较好,井巷通风设施设计布置合理,矿井负压为1920pa,等积孔为2.73㎡,矿井通风难易程度为容易。
风井安装2台型号为2K56-2N-24防爆轴流式风机,一台工作,一台备用,配套电机型号为Y450-8,功率为400kw。
(五)瓦斯抽放系统
矿井现有高、低负压两套地面瓦斯抽放系统。高负压抽采系统选用2BEF-67型瓦斯抽放泵两台,配套电机功率500kW,额定抽气量为425m3/min。高负压系统用于抽采工作面回采区域本煤层瓦斯、掘进工作面条带瓦斯。低负压抽采系统使用2台2BEP-52型瓦斯抽放泵,配套电机功率250kw,额定抽气量为172m3/min;2台2BE3-400型瓦斯抽放泵备用,配套电机功率160kw,额定抽气量126m3/min。低负压抽采系统用于抽采回采工作面上隅角高位孔、专排巷埋管、采空区埋管。
(六)安全监测监控系统
安顺煤矿目前使用的是由中煤科工重庆煤科院研发生产的KJ90NB煤矿安全监测监控系统,2014年进行过升级改造。该系统全面满足AQ6201-2006新的煤矿监控系统行业标准,国内首家完全按新标准取得安标证的煤矿监控系统。采用主副井两条光缆进行数据传输,其容量最大能接入128台分站,其中包含1024个输入量和512个控制量。能将井下各种环境参数传输到中心站,方便管理者及时掌握现场情况及各项指标。能实现远程传输,控制,本地显示,报警,控制等功能。按相关规定,安顺煤矿瓦斯监控系统将在2018年9月再次进行升级,现升级设备线缆基本到位,9月开始进行安装。升级后的系统采用总线制传输,掘进采煤头面使用激光瓦斯探头,使瓦斯监控数据更加真实稳定可靠。
二、目前掘进工作面区域瓦斯治理整体方案
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2016年10月份《煤矿安全规程》修订下发后,矿井针对《规程》中对区域防突措施新规进行了验证,确定了我矿目前采取的顺层钻孔作为掘进工作面区域防突措施的可行性。
根据《煤矿安全规程》中第二百一十条规定有下列条件之一的突出煤层不得将在本巷道施工顺煤层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施:
1、新建矿井的突出煤层。
2、历史上发生过突出强度大于500t/次的。
3、开采范围内煤层坚固性系数小于0.3的;或者煤层坚固性系数为0.3-0.5,且埋深大于500m的;或者煤层坚固性系数为0.5-0.8,且埋深大于600m的;或者煤层埋深大于700m的;或者煤巷条带位于开采应力集中区的。
安顺煤矿的现有条件如下:
1、安顺煤矿1996年12月26日正式开始动工建设,2001年2月9日开始试生产,因此我矿不属于新建矿井。
2、安顺煤矿M9煤层中历史上共发生过7起突出事故,最大的一次突出事故为2008年3月20日在9100切眼内,突出煤量为200t小于500t。
3、根据贵州煤炭地质局2018年3月测定西翼三盘区M9煤层煤样坚固性系数为1.0~1.2,且该区域无较大的地质构造,属于同一瓦斯地质单元。
4、我矿地面标高为+1415m,9303工作面的最低点标高为1110m,高差为305m,即9303工作面的最大埋深为305m。
综上所述,矿井M9煤层掘进工作面采取顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施。
(一)区域瓦斯治理技术路线 1、区域突出危险性预测
根据重庆煤科院所做瓦斯等级鉴定,M9煤层鉴定为突出煤层,采掘区域均按突出煤层管理。
(1)掘进工作面每60m区域瓦斯治理循环在20m、40m、60m位置共取三个煤
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样,测定其原煤瓦斯压力及原煤瓦斯含量,该数据作为抽采达标评判依据。
迎头20m40m60m 图1 掘进工作面区域预测取样孔布置图
(2)采煤工作面不再进行区域预测,直接执行区域防突措施。 2、区域防突措施
掘进工作面采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯措施作为区域防突措施,钻孔控制掘进前方60m,巷道左、右轮廓线外各20m范围,最多掘进40m,保留不低于20m的超前距,抽放半径2.5m。
15#14#16#17#18#19#13#12#11#10#9#8#7#6#5#20m超前距4#3#2#40m允许进尺1#20m4.8m20m 图2 掘进工作面区域防突钻孔设计图
3、区域突出危险性预测预报
掘进工作面每60m循环每间隔20m布置一组检验点,且循环测点不少于7个。残余瓦斯含量最大值小于7m3/t且残余瓦斯压力最大值小于0.7Mpa,达到防突规
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定要求,方可允许掘进。当施工区域效果检验钻孔时出现喷孔、卡钻、顶钻等突出预兆时,立即停止施工重新采取区域措施。
3#2#1#20m超前距40m允许进尺20m20m
图3 掘进工作面区域效检取样钻孔设计图
4、区域验证
掘进工作面区域验证采用复合指标法作为效检指标,效检钻孔布置及方法按照以下步骤执行:由通防部人员进行效检。效检指标为:利用钻孔瓦斯涌出初速度q和钻孔最大钻屑量S两参数法对工作面突出危险性进行效检。效检钻孔沿工作面本煤层在措施孔之间布置。临界值按照永贵能源(2014)371号文《关于进一步规范永贵能源瓦斯治理规定的通知》规定执行。
表5 防治煤与瓦斯突出规定的临界值
S(Kg/m) ≥5 <5 q(L/min) ≥4 <4 危险性 有突出危险 无突出危险 (二)提高瓦斯区域治理效果的措施
1、改进条带预抽钻孔进行封孔工艺,减少封孔漏气、提高抽采效率。 2、在瓦斯治理装备水平不断提升的同时,不断提高瓦斯治理队伍素质,通过社会招工和导师带徒等手段,提高了钻机司机技能操作水平,满足瓦斯治理工程
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需要。
3、加强设备检修维护,防突队实施配有专管设备的副队长及6名机修工,实施专人包机,尽量减少因设备故障影响施钻时间。
4、加快三盘区抽采管路安装速度,确保顺层钻孔与高位钻孔、采空区分源抽放,保证高负压抽放负压不低于13kpa。
5、强化两个“四位一体”,区域措施钻孔凡是出现见岩、喷孔的一律补充施工,掘进期间掘进工作面两帮钻孔继续连抽;区域效果检验指标正常情况下,再次采取局部措施进行补充,有效消除局部空白带。
6、坚持执行异常汇报制度,掘进工作面凡是出现动力现象、瓦斯、地质、指标异常现象的一律采取停止施工,排查异常情况并采取相应措施处理完毕后方可恢复生产。
7、加强防突队及通风队材料回收管理力度,杜绝乱丢乱放情况发生,节约材料使用成本。
8、将防突队施钻期间丢失钻杆做好标记,采面采到该位置时全部回收。 三、三盘区掘进工作面区域瓦斯治理可行性方案
随着三盘区采深的增加,M9煤层瓦斯含量及瓦斯压力也随之增加,三盘区掘进工作面区域瓦斯治理达标平均每60m循环需要9天以上,已经制约掘进速度,影响矿井正产采掘接续。因此,矿计划优化三盘区掘进工作面区域瓦斯治理方案,择优采用。
方案一:底板抽放巷施工穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯作为掘进工作面区域防突措施
根据三盘区采掘布局1个采煤工作面平均走向长度为1000m,切眼长度为160m。采用底板抽放巷施工穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯作为区域防突措施,需要在进风巷下方施工一条长度为1000m的底板抽放巷(回风巷为沿空留巷一次成巷),具体措施如下:
在M9煤层底板下10m位置施工一条岩石巷道作为采面进风巷区域瓦斯治理巷
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