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1151综采工作面瓦斯治理方案
2019-11-13  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   人气:0   

、矿井安全监测监控系统
矿井安全监测监控系统采用煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90NB型矿用综合安全监测监控系统,该系统有煤安MA标志,采用时分制分布式结构,由地面中心站、服务器、井上下分站、电源箱、各种智能传感器、断电器、传输电缆和系统软件组成,具有甲烷超限断电和风电、瓦斯闭锁功能;具备屏幕显示监测、存储数据、打印报表功能;系统主机或电缆发生故障时,系统中使用的分站能保证甲烷断电仪和风电闭锁的功能;能实现多屏显示和超限断电与远程控制断电。井上、下装有甲烷、温度、风速、设备开停、负压、风门开关等传感器,监测监控范围覆盖所有采掘工作面、主要硐室、主要进回风巷等地点,采掘工作面等区域实现了风电闭锁和瓦斯电闭锁。
四、瓦斯抽放系统
矿井在采区地面建有永久瓦斯抽采站,每个采区有封闭式和开放式抽采系统各一套,共有2BEC-52型高负压抽采泵2台(一台运行、一台备用),配套电机功率为280kW,最大排气量235m3/min;2BEC-52型低负压抽采泵2台(一台运行、一台备用),配套电机功率为280kW,最大排气量235m3/min。两套抽采系统主管均为DN500mm的煤矿用PVC管,干管均为直径315mm的双抗聚乙烯管。管径、管材符合安全设施设计要求。
高、低负压瓦斯管路均采用法兰和内插式连接的方式。
第二章   工作面瓦斯涌出量预计
1151工作面瓦斯来源主要有本煤层、邻近煤层(M5)、采空区(含围岩)的瓦斯。
1151工作面瓦斯涌出量预测方法采取分源预测法。
1151工作面瓦斯涌出量:
根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018—2006)回采工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表达,以24h为一个预测圆班,其计算公式为:
q采=q1+q2+q3
式中:
q采—— 回采工作面相对瓦斯涌出量,m³/t;
q1——开采层相对瓦斯涌出量,m³/t;
q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m³/t;
q3——采空区(含围岩)相对瓦斯涌出量,m³/t;
一、开采层瓦斯涌出量
根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018—2006),中厚煤层不分层开采时,开采层瓦斯涌出量,其计算公式为:                                                                           
 
式中:
q1——开采层相对瓦斯涌出量,m³/t;
K1——围岩瓦斯涌出系数;K1值选取范围为1.1~1.3;全部垮落法管理顶板,碳质组分较多的围岩,K1取1.3;局部充填法管理顶板K1取1.2;全部充填法管理顶板K1取1.3;
K2——工作面丢煤瓦斯涌出系数,用回采率的倒数来计算,开采M5煤层的平均厚度达1.7m,回采率取95%;K2=1.05
K3——采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数,参照AQ1018-2006标准附录D选取,采用长壁后退式回采时计算公式如下:
K3=(L-2h)/L
式中:
L——工作面长度:176m;
h——掘进巷道预排等值宽度m,按表D-1取值11.0;
b——巷道宽度:4m。
K3=(L-2h)/L=(176-2×11)/176=0.875
m——开采层厚度,取1.7m;
M——工作面采高,取1.7m;
W0——煤层原始瓦斯含量,10.81m³/t(在1151运输巷与回风巷掘进期间经过预测的最大值(最深处));
Wc——运出矿井后煤的残存瓦斯含量,m³/t;参照AQ1018-2006标准附录C选取。
表D-1.                     巷道预排瓦斯带宽度值
巷道煤壁
暴露时间T/d    不同煤种巷道预排瓦斯带宽度h/m
    无烟煤    瘦煤或焦煤    肥煤、气煤及长焰煤
25    6.5    9.0    11.5
50    7.4    10.5    13.0
100    9.0    12.4    16.0
150    10.5    14.2    18.0
200    11.0    15.4    19.7
250    12.0    16.9    21.5
300    13.0    18.0    23.0
H值亦可采用下式计算:
低变质煤:h=0.808T
高变质煤:h=(10.81×0.01183T)/(1+0.0183T)
根据本矿煤质情况,设计选7m3/t.r,换算成原煤瓦斯含量经计算为3.68m³/t。
 
q1=1.3×1.05×0.86×1×(10.81-3.68)=8.37m³/t
二、邻近层瓦斯涌出量
邻近层瓦斯涌出有M6,根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018—2006),邻近层瓦斯涌出量计算公式为:

式中:
  q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m³/t;
  mi——第i个邻近层煤层厚度 m;
M——工作面采高 m;
ηi——第i个邻近层瓦斯排放率,%,本矿采高小于4.5m参照AQ1018标准附录D.1选取;
W0i——第i个邻近层煤层原始瓦斯含量m³/t;
Wci——第i个邻近层煤层残存瓦斯含量m³/t,参照开采层选取。
因此邻近层M6煤层瓦斯涌出量为:
QM1——M6煤层相对瓦斯涌出量,m³/t;
M6——M6煤层厚度,取2.27m;
M——M5煤层工作面采高,取1.7m;
η1——M6煤层瓦斯排放率(M5和M6的层间距为20m),按图D.1选取25%;
W06——M6煤层原始瓦斯含量,16.08m³/t;
Wc6——M6煤层残存瓦斯含量选取3.68m³/t。
 qM6=(16.08-3.68)×1×25%=3.1m³/t
同理   qM3=(11.47-3.68)×1×25%=1.95m³/t


1-上邻近层;2-缓倾斜煤层下邻近层;3-倾斜煤层下邻近层。
邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线
三、采空区(含围岩)瓦斯涌出量
根据经验,工作面正常回采时采空区相对瓦斯涌出量占开采层、围岩与临近层总和的10-20%,取15%,则1151工作面正常回采时采空区相对瓦斯涌出量为m³/t。
qk=0.15×(10.81+3.68)=2.17(m³/t)
四、1151工作面瓦斯预测
根据上述分析,预测1151工作面正常回采时的相对瓦斯涌出量为10.81m³/t。见表2。
表2         1151采面瓦斯来源预测表
来源地点    1151工作面涌出量
            本层            10.81m³/t
          邻近煤层            3.1 、 1.95m³/t
           采空区               2.17m³/t
            合计             18.03m³/t

   按正常日产量2000t,最大日产量3000t计算,1151工作面正常回采时的绝对瓦斯涌出量为36.79m³/min,最大绝对瓦斯涌出量55.19m³/min。见表3。
表3   1151采面回采时的绝对瓦斯涌出量预测表
瓦斯涌出量预计    日产量(t)    相对瓦斯涌出量(m³/t)    绝对瓦斯涌出量(m³/min)
1151综采工作面    2000(正常)3000(最大)    18.03    25.04(正常)
37.56(最大)
第三章  1151综采工作面瓦斯综合治理方案
一、基本情况:
1151采面走向长540m,倾向长176m, 开采面积:95040 m2(留有20m保护煤柱除外)煤层厚度:1.7m, 煤的容重1.5t/m3,煤炭储量24.2万t、回采率95%、可采煤量23万t,M5煤层瓦斯含量10.81m³/t,从表3可以看出,M5煤层和邻近层瓦斯含量都比较大,所以必须加大瓦斯治理力度,从根本解决1151采面瓦斯问题。

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