太岳矿抽采工艺方案设计(定稿)(2)

2019-01-18 19:29

煤的水分 0.52%~0.59% 煤的挥发分 15.77%~16.11% 煤的瓦斯吸附常数 a=26.315m3/t~26.401m3/t b=1.19MPa-1~1.22MPa-1 煤层透气数 λ=1.96m2/MPa2*d~3.28m2/MPa2*d 钻孔瓦斯流量衰减系数 α=0.0471d-1~0.0481d-1

(2)回采工作面、掘进工作面、采区及矿井瓦斯涌出量的预测结果

表1.3 回采工作面瓦斯涌出量预测结果

瓦斯涌出量 合计 邻近层 (m3/t) (m3/min) 3(m/t) 3.51 7.02 10.47 20.94 回采工作面 煤厚 (m) 瓦斯 含量 (m3/t) 日产量 (t/d) 生产采区 开采层 (m3/t) 一采区回采工作面 二采区回采工作面 2.2 2.2 4.52 6.92 4295 4295 2.52 0.99 5.04 1.98

表1.4 掘进工作面瓦斯涌出量预测结果

生产采区 掘进工作面 一采区掘进工作面 二采区掘进工作面 煤厚 (m) 2.2 2.2 瓦斯 含量 (m3/t) 4.52 6.92 巷长 (m) 1563 1563 掘进 速度(m/mon) 450 450 瓦斯涌出量(m3/min) 煤壁 1.07 1.64 落煤 0.41 1.17 合计 1.48 2.81

表1.5 采区瓦斯涌出量预测结果

生产采区 一采区 二采区 平均产量 (t/d) 4545.5 4545.5 采区瓦斯涌出量 回采 (m3/min) 10.47 20.94 掘进 (m3/min) 4.44 8.43 采空区 (m3/min) 4.47 8.81 合 计 (m3/t) 6.14 12.09 (m3/min) 19.38 38.18

矿井生产时期 一采区 二采区

表1.6 矿井瓦斯涌出量预测结果

平均产量 (t/d) 4545.5 4545.5 采区瓦斯涌出量 回采 (m3/min) 10.47 20.94 掘进 (m3/min) 4.44 8.43 采空区 (m3/min) 7.38 16.43 合 计 (m3/t) 7.06 14.51 (m3/min) 22.29 45.80

二、瓦斯抽采达标目标

1、 矿井瓦斯抽放率达标目标

根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》中第30条的规定及《煤矿瓦斯抽采基本指标》中4.4条的规定要求,矿井绝对瓦斯涌出量为40m3/min~80m3/min,矿井瓦斯抽采率≥40%时,判定矿井瓦斯抽采率达标。而我矿的预测的矿井瓦斯绝对涌出量为45.8m3/min, 且根据《太岳煤矿瓦斯抽放工程初步设计》设计: 太岳煤矿的矿井瓦斯抽放率不小于43%、回采工作面的瓦斯抽放率不小于52%, 因此,我矿的矿井瓦斯抽放率必须达到43%以上,回采工作面的瓦斯抽放率必须达到52%以上。

2、 回采、掘进工作面达标目标

(1) 根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》中第27条第(二)款的规定,对瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面,在工作面日产量在4001~6000吨时,评价范围内煤的可解吸瓦斯含量≤5.5m3/t时判定采煤工作面在评价范围内瓦斯抽采效果达标。我矿瓦斯涌出量预测本煤层瓦斯涌出量占回采工作面涌出总量的72%, 初步设计中设计的工作面日产达4295t时达到矿井设计生产能力,因此我矿的回采工作面吨煤可解吸瓦斯含量必须降至5.5 m3以下。

(2)根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》中第29条的规定,采掘工作面同时满足风速不超过4m/s、回风流中瓦斯浓度低于1%时, 判断采掘工作面瓦斯抽采效果达标。按我矿矿井瓦斯抽放设计,掘进工作面供风量为10m3/s,掘进工作面可仅以风排保证瓦斯不超限。因此,在上述规定的合理配风情况下,必须保证采掘工作面回风流中瓦斯不超限,可判断瓦斯抽采达标。

四、抽采达标工艺方案 1、抽放方法

选择抽放瓦斯的方法时应遵循如下的原则:

(1)选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质条件和开采技术条件;

(2)抽放方法的选取应根据瓦斯来源及涌出构成进行,应尽可能采用综合抽放瓦斯方法,以提高抽放瓦斯效果;

(3)选择的抽放瓦斯方法应有利于减少井巷工程量,实现抽放巷道与开采巷道的结合;

(4)选择的抽放瓦斯方法应有利于抽放巷道的布置与维护; (5)选择的瓦斯抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果,降低抽放成本;

(6)选择的瓦斯抽放方法应有利于钻场、钻孔的施工、抽放系统管网敷设,有利于增加抽放钻孔的瓦斯抽放时间。

根据对本矿采、掘工作面瓦斯涌出量的预测和对工作面瓦斯来源、涌出构成的分析,结合本矿开拓开采技术条件,可以采用的抽放瓦斯方法有:

本煤层瓦斯抽放; 邻近层瓦斯抽放; 采空区瓦斯抽放;

本煤层、邻近层和采空区综合瓦斯抽放。

按照本矿2号煤回采工作面的设计产量、瓦斯涌出量、通风能力以及目前的瓦斯抽放水平,本矿为达到设计的产量,回采工作面采取本煤层、邻近层和采空区同时抽放的综合瓦斯抽放方法,否则难以达到设计的生产能力。

(1)本煤层瓦斯抽放

回采工作面采用未卸压抽放(预抽)和边采边抽方法。利用回采工作面轨道顺槽向煤层打迎面斜交和平行于工作面的钻孔预抽瓦斯。该预抽钻孔还可随着回采工作面的推进前方煤体产生的卸压作用,实

施边采边抽煤层瓦斯,从而提高瓦斯抽放率,减少开采层的瓦斯涌出量。

A、钻孔布置

回采工作面本煤层瓦斯抽放钻孔在轨道巷沿煤层走向每隔4.5米布置一个。

回采工作面回风顺槽回采工作面轨道顺槽 回采工作面回采工作面胶带顺槽

图4-1 本煤层斜交钻孔和平行工作面钻孔预抽瓦斯示意图 钻孔布置方式:本煤层不设钻场,钻孔沿煤层迎面斜交(与顺槽成45°)和垂直于工作面顺槽布置,见图1;钻孔施工参数见表1。

表1 本煤层钻孔施工参数表

施工地点 开孔距顶板倾 角(0) 偏 角(0) 孔 深(m) ( (m) 轨道顺槽 轨道顺槽 1.2~1.5 1.2~1.5 +6 +3 0 45 120 120 ①钻孔直径:钻孔直径大,暴露煤壁面积大,瓦斯涌出量就大,但二者增长并非线性关系,一般选用Φ75~100mm,设计选用钻孔直径Φ89mm。

②钻孔长度:初步设计为120m。如打长钻孔有困难时,可分别从


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