毕业设计论文段王煤矿瓦斯抽放设计重庆煤科院(4)

2019-01-18 19:24

矿井扩建后,主采煤层仍为9#和15#煤层,根据煤层赋存情况,顶底岩性、开采现状、各煤层煤质及产量配比情况,确定9#煤层采用走向长壁一次采全高综采采煤法,15#煤层采用走向长壁轻型综采放顶煤采煤法,顶板管理方式采用全部垮落法。

第五节 矿井通风情况

一、通风方式

矿井目前采用分区式通风系统,抽出式通风方式,扩建完成后,仍采用分区抽出式通风,新主井、副井,进风行人井(老主井)为进风井;西风井、北风井为回风井,东风井停止使用。其中西风井主要用于9#煤各采区回风用,北风井用于15#煤各采区回风用。

采面通风情况为9#煤工作面采用“一进两回”的通风系统,15#煤工作面采用“一进一回”的通风系统。

二、矿井供风量

矿井改扩建设计初稿总风量7320m3/min,其中,9#煤回采工作面设计风量为2880m3/min,掘进工作面设计风量为660m3/min;15#煤回采工作面设计风量为858m3/min,掘进工作面设计风量为300m3/min。

目前,矿井实际回风量为东风井5300m3/min,西风井3600m3/min,共8900m3/min。

第六节 矿井瓦斯涌出情况

2006年矿井瓦斯等级鉴定结果为:绝对瓦斯涌出量19.76m3/min,相对瓦斯涌出量13.30m3/t;二氧化碳绝对涌出量2.50m3/min,相对涌出量1.70m3/t,为高瓦斯矿井。鉴定时生产能力为60万t/a,月均日产量为2140t。

2007年矿井瓦斯等级鉴定结果为:绝对瓦斯涌出量25.43m3/min,相对瓦斯涌出量12.95m3/t;二氧化碳绝对涌出量3.55m3/min,相对涌出量

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1.81m3/t,为高瓦斯矿井。鉴定时生产能力为90万t/a,月均日产量为2828t。

目前,矿井处于改扩建阶段,且开采的煤层属于浅部煤层,因此,矿井瓦斯涌出量较小。根据XX煤矿2008年1~4月测风报表, 2008年全矿井最大绝对瓦斯涌出量为23.13 m3/min(含瓦斯抽采量5 m3/min),150302工作面最大绝对瓦斯涌出量为3.0 m3/min,090412工作面绝对瓦斯涌出量为7.5m3/min以上(含瓦斯抽采量5m3/min)。

但根据XX煤矿详查地质报告,瓦斯含量与埋藏深度成正比,即由浅到深逐渐增大,因此,随着矿井技改完成、产量增加及开采深度的加深,矿井瓦斯涌出量必将大量增加。

第七节 现瓦斯抽采站概况

XX煤矿目前建有地面瓦斯抽采站,安装有两台CBF410-2BV3型水环式真空泵,电机功率为160kw,最大抽气量为130m3/min。瓦斯抽采站其它主要设备有S9-315型变压器2台,QFX2型低压开关柜2台,XGN2-10型高压开关柜2台;防爆防回火装置2套;2TC-24型自吸泵2台,流量为18m3/h,扬程22m,电机功率2.2kw;避雷针2套;监测系统一套。

为了统一管理新、老瓦斯抽采泵站,原瓦斯抽采泵站的瓦斯泵房,泵房内的瓦斯管路系统,原泵房外的防爆防回火装置,吸空管,排气管和变压器将保留。供排水系统、避雷系统、监测系统、供配电系统将与新瓦斯抽采站统一重新设计。

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第二章 瓦斯储量及可抽量预测

第一节 煤层瓦斯基本参数

煤层瓦斯基本参数包括煤层瓦斯压力、瓦斯含量、钻孔自然瓦斯涌出量、钻孔瓦斯涌出衰减系数、煤层透气性系数、煤的工业分析、瓦斯吸附常数、煤的孔隙率、煤的瓦斯放散初速度、坚固性系数及钻孔瓦斯组分等参数。

一、矿井煤层瓦斯基本参数井下实际测定情况

《瓦斯赋存规律阶段报告》中采用井下间接测定法测定9#和15#煤层瓦斯基本参数。其瓦斯基本参数测定结果如下:

9#煤层:

原煤瓦斯含量: 4.64~5.68m3/t; 煤层瓦斯原始压力: 0.56~0.7MPa; 钻孔瓦斯流量衰减系数:0.18(d-1);

煤层透气性系数: 0.082 m2/MPa22d;

煤层对瓦斯的吸附性: 吸附常数a=57.14m3/t,b=0.20Mpa-1。 瓦斯放散初速度: 7.2; 煤的孔隙率: 3.33 测点距地表垂深: 186~237m; 15#煤层:

原煤瓦斯含量: 1.66m3/t; 煤层瓦斯原始压力: 0.16~0.19MPa;

煤层对瓦斯的吸附性: 吸附常数a=54.64m3/t,b=0.23Mpa-1; 瓦斯放散初速度: 5.94; 煤的孔隙率: 2.68 测点距地表垂深: 236m。

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二、地勘时期煤层瓦斯含量测定情况

XX煤矿地质详查报告中,通过对井田内P26号孔煤芯取样分析, 1g可燃物质中CH4含量,8+9#煤为15.76ml,15#煤为10.95ml(表2-1-1)。瓦斯含量换算成原煤瓦斯含量,则9#煤层瓦斯含量为13.40m3/t,15#煤层瓦斯含量为10.00m3/t。

根据XX煤矿详查地质报告,矿井煤层瓦斯含量与埋藏深度成正比,即由浅到深逐渐增大。瓦斯风氧化带深度为50m。

表2-1-1 煤层瓦斯含量表

孔煤号 号 9 P26 15上 15下 CH4含量 (ml/g) 15.76 10.95 1.64 煤中自然瓦斯成分(%) CH4 CO2 N2 4.70 0.32 2.89 分带 沼气带 沼气带 沼气带 煤层埋深 (m) 472.81 539.4 549.18 备注 偏小 94.77 0.53 96.78 2.90 91.87 5.24 三、矿井目前瓦斯涌出情况

目前,矿井处于改扩建阶段,且开采煤层处于浅部煤层,煤层瓦斯含量低,矿井瓦斯涌出量较小。根据XX煤矿2008年1~4月测风报表,全矿井最大绝对瓦斯涌出量为23.13m3/min(瓦斯抽采量5m3/min),150302工作面最大绝对瓦斯涌出量为3.0m3/min,090412工作面绝对瓦斯涌出量为6.33m3/min(瓦斯抽采量5m3/min)。

四、设计所需的煤层瓦斯含量

根据《瓦斯赋存规律阶段报告》,采用井下间接测定法测定的9号煤层瓦斯含量为4.64~5.68m3/t, 测点埋深186~237m ;15号煤层瓦斯含量为1.66m3/t,测点埋深236m。根据测定的结果进行矿井瓦斯涌出量预测与矿井目前开采水平内瓦斯涌出情况基本符合,但根据XX煤矿详查地质报告,矿井瓦斯含量与埋藏深度成正比,即由浅到深逐渐增大。随着矿井开采深度的加深,矿井瓦斯含量必然不断增加,到时《瓦斯赋存规律阶段报

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告》中所测煤层瓦斯含量将明显偏小。

因此,根据XX煤矿煤层赋存情况、矿区地质构造及周边矿井9#、15#

煤层实际赋存情况,地质勘探时期9#、15#煤层煤层埋深472.81m,15#煤层埋深539.4m时,原煤瓦斯含量分别为:9#煤层13.40m3/t,15号煤层10.00m3/t,基本符合矿井深部瓦斯含量真实情况。目前,矿井已经开采深度为250m左右,因此,将13.40m3/t及10.00m3/t分别作为XX煤矿9#煤层、15#煤层平均瓦斯含量,本次设计中以地质勘探时期P26孔瓦斯含量作为矿井瓦斯涌出量预测的基本依据。

由于矿井地质勘探时,仅对一个钻孔进行了瓦斯取样分析,而且实测瓦斯基本参数又较少,因此,所采用的煤层原始瓦斯含量值不确定性较大,建议该矿今后加强各煤层瓦斯基本参数的测定工作,以便修正瓦斯抽采设计,同时使之能更科学合理的指导矿井瓦斯的抽采工作。

第二节 矿井瓦斯储量

矿井瓦斯储量指煤田开发过程中,能够向开采空间排放瓦斯的煤岩层赋存的瓦斯总量,包括可采煤层瓦斯储量、可采煤层采动影响范围内的不可采邻近煤层瓦斯储量以及围岩瓦斯储量的总和,其计算公式如下:

WK=(K12K2)?Ai2Xi (2-1)

式中 WK—矿井瓦斯储量,Mm3;

K1—可采煤层影响范围内不可采邻近煤层瓦斯储量系数; K2—围岩瓦斯储量系数;

Ai—矿井第i个可采煤层的煤炭储量,Mt; Xi—第i个可采煤层瓦斯含量,m3/t。

根据XX煤矿煤层赋存情况及顶底板岩性分析,可采煤层影响范围内不可采邻近煤层赋存不稳定,根据经验,取K1=1.3,K2=1.1。由于无其它煤层瓦斯含量数据,6#、8#、11#煤层距9#煤层较近,因此取9#煤层的瓦斯

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