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根据煤层顶板结构和岩性分析,发生冲击地压可能性较小,通过本矿和邻近矿井开采情况来看,本区未发生过冲击地压,本次设计按无冲击地压考虑。
第二章瓦斯抽采方案设计依据煤矿安全规程矿井开采设计方案说明书及相关图件近几年来矿井瓦斯等级鉴定报告煤矿瓦斯抽采基本指标煤矿瓦斯抽采规范矿井抽采瓦斯工程设计规范防治煤与瓦斯突出规定矿井瓦斯抽采规范化管理规范年版其它相关资料及数据。
第三章矿井年抽放量及抽放年限㈠矿井瓦斯储量及可抽量瓦斯储量计算范围煤矿可采煤层为煤层,由于煤层与煤层层间距为,对煤层瓦斯涌出量不会造成影响,但煤层瓦斯涌出量会影响煤层,当开采煤层时,煤层均处于充分卸压区,瓦斯会涌入煤层采煤工作面。
因此,本次计算瓦斯储量将邻近煤层瓦斯储量并计算。
瓦斯储量及可抽量煤层瓦斯含量该矿由于无瓦斯压力煤层瓦斯含量瓦斯含量梯度等实测数据,也无邻近矿实测资料,本次设计按以下经验公式进行计算。
矿井瓦斯压力计算按以下经验公式计算,根据当地经验取值,取式中距地表垂深处煤层瓦斯压力煤层所埋藏深度,。
首采标高煤层埋深为,可采范围最低标高标高煤层埋深为则标高标高矿井煤层瓦斯含量计算由于该矿井没有瓦斯储量图及测定相关资料,故采用以下经验公式计算煤层瓦斯含量。
式中煤层瓦斯含量吸附瓦斯含量游离瓦斯含量式中煤水分灰分挥发分实测瓦斯压力,由于没有实测值,采用以上计算值温度系数,按瓦斯压力查表得式中煤孔隙率查表相当于煤层瓦斯压力下瓦斯压缩系数,查表煤容重实测瓦斯压力,由于没有实测值,采用以上计算值按以上经验公式计算,各煤层在水平和水平瓦斯含量见表表各煤层各水平吸附瓦斯含量计算表煤层标高水分灰分挥发分吸附含量表各煤层各水平游离瓦斯含量计算表煤层标高容重孔隙率压缩系数游离含量表各煤层各水平瓦斯含量及梯度计算表煤层标高含量梯度瓦斯储量计算矿井瓦斯储量是指矿井可采煤层瓦斯储量受采动影响后能够向开采空间排放不可采煤层及围岩瓦斯储量之和,按下式进行计算式中矿井瓦斯储量可采煤层瓦斯储量式中矿井可采煤层资源量矿井可采煤层瓦斯含量受采动影响后能够向开采空间排放各不可采煤层瓦斯储量式中受采动影响后能够向开采空间排放不可采煤层资源量受采动影响后能够向开采空间排放不可采煤层瓦斯含量受采动影响后能够向开采空间排放围岩瓦斯储量实测或按下式计算式中围岩瓦斯储量系数,般取当围岩瓦斯很小时,可取若含瓦斯量较多时,可按经验取之或实测确定。
矿井瓦斯储量经上述公式计算,其结果详见表。
表矿井瓦斯储量计算结果表煤层瓦斯含量地质资源储量瓦斯储量合计瓦斯可抽量计算瓦斯可抽量是指在瓦斯储量中在当前技术条件下能被抽出最大瓦斯量,其计算公式如下抽可式中抽可抽瓦斯量可可抽系数可煤层瓦斯排放系数瓦斯涌出程度系数,按经验取之或实测确定煤层原始瓦斯含量运到地面煤残余瓦斯含量负压抽采时抽采作用系数矿井瓦斯抽采率,。
瓦斯可抽量计算结果见表。
表瓦斯可抽量计算结果表煤层原始瓦斯含量残余瓦斯含量瓦斯涌出程度系数瓦斯排放系数抽采作用系数矿井瓦斯抽采率瓦斯储量可抽瓦斯量合计㈡瓦斯涌出量计算本矿井可采煤层为煤层,由于煤层与煤层层间距为,对煤层瓦斯涌出量不会造成影响,因此,只考虑煤层瓦斯涌出量会影响煤层。
工作面瓦斯涌出量由本煤层临近层和围岩三部份组成,采用瓦斯涌出量预测法计算瓦斯涌出量。
有邻近层时回采瓦斯涌出量计算式中开采层瓦斯涌出量开采层本层瓦斯涌出量邻近层瓦斯涌出量,。
开采层本层瓦斯涌出量式中围岩瓦斯涌出系数,全部陷落法管理顶板取丢煤损失系数为损失率计算得掘进回采巷道瓦斯预排系数为工作面长度,为掘进预排宽度,本矿井为无烟煤,取,计算得瓦斯涌出程度系数,取开采层厚度开采分层厚度本煤层瓦斯含量,根据上述瓦斯含量预测值,煤层瓦斯含量为根据以上数据,代入公式可得开采煤层标高时,本层瓦斯涌出量为邻近层瓦斯涌出量式中邻近煤层厚度邻近煤层瓦斯涌出程度系数,其计算公式第邻近层瓦斯含量邻近层残余瓦斯量邻近层瓦斯排放带宽度其计算公式第煤层与开采层间距卸压角回采工作面长度根据以上数据,代入公式可得邻近层煤层瓦斯涌出量为代入以上数据可得。
则回采面瓦斯涌出量为。
掘进面瓦斯涌出量计算掘进工作面瓦斯涌出来源包括两部份是暴露煤壁涌出瓦斯,二是破落煤块涌出瓦斯。
其涌出量计算公式如下式中掘进工作面瓦斯涌出量掘进煤壁瓦斯涌出量其计算公式如下,代入数据得落煤瓦斯涌出量其计算公式如下,代入数据得暴露煤面个数,单巷掘进时煤层厚度巷道平均掘进速度煤壁瓦斯涌出初速度参照如下公式„‟煤挥发份煤层瓦斯含量巷道瓦斯涌出量达到最大稳定值时巷道长度,根据经验取掘进端头见煤面积原煤容重煤层残存瓦斯含量,煤层挥发分,查表取根据以上经验数据代入公式可得。
采空区瓦斯涌出量计算式中采空区瓦斯涌出量采空区瓦斯涌出系数,般为采出煤瓦斯涌出量掘进煤瓦斯涌出量,。
代入数据可得。
矿井瓦斯涌出量计算矿则矿井绝对瓦斯涌出量按日产量计算掘相式中掘绝对瓦斯涌出量相矿井相对,并积极采取措施进行处理和防范。
第七章环境保护职业卫生㈠抽放瓦斯工程对环境影响矿井瓦斯主要成分为和,是种洁净优质能源,不含灰分,也没有硫化物,燃烧后不产生粉尘,与燃煤相比,可减少排放量,减少飞灰炉灰和运输量,瓦斯燃烧后产生水和二氧化碳,不会产生新污染。
瓦斯抽放工程对环境影响主要是真空泵和电动机产生噪声。
瓦斯泵采用循环供水,不对外排放,只有少量生活污水对外排放,不会对环境产生大影响。
但是,瓦斯是造成温室效应主要气体之,其温室效应效果是二氧化碳倍,温室效应主要是对地球大气影响,对小环境作用不太明显。
㈡瓦斯抽放污染防治措施矿井瓦斯抽放后直接排放到大气中,会破坏臭氧层,造成温室效应。
矿井形成抽放系统后,如果抽放浓度和抽放量稳定,可以规划利用,对保护环境是十分有利。
瓦斯抽放主要产生噪声污染,所以,主要考虑对机械设备声源控制。
其主要措施是,在建筑抽放泵站时,值班室与瓦斯泵房隔开,内墙表面采取吸声设计,以保证值班室内噪声低于规定值,减少噪声对值班人员危害。
抽放站绿化对瓦斯抽放站进行绿化,在防治污染保护和改善环境方面,有着特殊而重要作用,具有较好调温调湿吸尘净化空气改善小气候减弱噪声等功能。
在泵站周围种植速生滞尘树冠丰满常绿树木,设臵绿化带,以美化环境,降低噪声和净化空气。
㈣职业卫生瓦斯抽放工程主要职业危害为钻机打孔产生粉尘,管路安装和搬运劳动强度大,抽放泵站产生噪声等。
设计本着技术可行,安全可靠原则,采取了以预防为主,防治结合,综合治理措施。
采用湿式打眼布臵洒水降尘系统,做好个体防护管路安装和搬运尽量采用机械起重和运输,减少工人劳动强度抽放泵房值班室与瓦斯泵房隔开,内墙表面采取吸声设计,以保证值班室内噪声低于规定值,减少噪声对值班人员危害。
第八章安全与管理㈠主要安全技术措施凡进行瓦斯抽放工作面,必须编制专门设计,经矿总工程师审查批准。
瓦斯抽放工程施工必须严格按设计进行,抽放钻孔角度确定,钻孔结束必须由机长组长或队长签字。
钻孔角度误差不大于,开孔要圆滑,终孔打到设计层位。
不得随意改变钻孔设计参数,若确需修改时,必须经通风科批准。
瓦斯抽放钻孔封孔,应采用膨胀水泥封孔,封孔长度岩石钻孔不得小于,煤层钻孔不得小于。
抽放工程结束后,由矿组织设计生产通风安监等有关部门参加验收,经过验收合格瓦斯抽放工程才准投入使用。
工作面推进中,应每周检查次抽放钻孔瓦斯浓度,抽放瓦斯浓度明显降低钻孔,经通风科批准后停抽拆除。
新安装瓦斯抽放管路都要进行漏气试验,试验时管内瓦斯浓度不得超过,负压不得低于,安装管路漏气率不得超过每千米。
抽放管路出口处必须采取安全措施,放空管高度应符合相关要求,有防雷措施。
地面管道设臵防回火和防爆装臵,悬挂警戒牌。
㈡瓦斯抽放管理管理制度岗位制度瓦斯泵司机岗位责任制抽放技术员岗位责任制钻探工岗责任制电钳工岗位责任制。
管理制度抽放设备检修制度抽放设备停车运转联系制度工程质量验收制度抽放瓦斯基础参数定期检测制度。
抽放管理现场管理工作包括钻场设计和施工管理巡回检查文明生产等。
钻场设计抽放瓦斯钻场必须保持通风良好,瓦斯不能积聚和超限,并且要便于施工和管理。
钻场设计必须满足扩散通风要求和钻孔布臵钻机操作需要。
布臵钻场位臵煤岩层应完整不破碎,断面符合施工要求,支护可靠,无空帮空顶,布孔煤岩壁要平直,以利钻孔施工封孔和安设瓦斯管。
施工管理施工管理是指导瓦斯抽放钻场做出后,在钻孔施工中除人员合理安排及钻机钻具配套使用等管理工作外全过程管理。
现场必须有瓦斯钻孔设计图板和说明书,并标明钻孔数目位臵间距方位倾角孔径孔深封孔长度封孔材料注意事项及特殊要求等,并要求施工操作人员在施工中严格遵守。
必须有安全技术措施。
针对具体地点提出具体措施,提出操作人员应该注意安全问题发生意外时处理方法发生灾害时避灾路线等。
④在钻孔施工中,每班必须有钻孔施工记录,记录内容包括施工时间年月日班次孔径进尺煤岩性变化及施工中出现各种问题,以便有关人员和接班人员及时掌握现场情况。
抽放瓦斯钻孔施工过程中必须实行先封前面打完孔,后钻进,边钻进,边抽瓦斯施工工艺,避免孔内瓦斯大量涌入钻场,造成瓦斯积聚和超限。
钻孔验收合格后,必须进行严密封堵,不得泄漏。
抽放过程中采空区撤装管路时管理所有参加采空区密闭墙施工及抽放管路撤装工作人员必须掌握施工岗位作业标准,熟知瓦斯基本知识,严格遵守煤矿安全规程。
安全负责人负责现场把关。
密闭墙及撤除施工地点瓦斯浓度不得超过,否则必须停工,采取措施处理。
④在采空区密闭施工作业时必须使用铜质工具,以防火花产生。
在管路安装及撤除时需轻拿轻放,避免碰撞。
为确保安全,埋入密闭墙段管路不回收。
第九章抽放瓦斯综合利用及评价根据计算,矿井瓦斯储量为,矿井可抽瓦斯量约为,矿井瓦斯资源比较丰富。
根据本次设计规模,矿井瓦斯年抽采量。
本次设计中根据业主委托,在瓦斯抽放系统设计中暂不考虑瓦斯利用,仅考虑了满足井下安全生产要求。
瓦斯亦即煤层气,是种优质洁净能源,同时,还是种强烈温室效应气体,瓦斯抽放并加以利用将取得保证安全开发能源和减少环境污染三重效果。
目前瓦斯利用方式主要是作为民用燃料和工业燃料,其他工业用途还有生产炭黑甲醛发电以及作为汽车燃料替代汽油。
矿井可以在瓦斯抽放浓度和抽放瓦斯量比较稳定情况下进行统筹规划,将抽出瓦斯加以利用,可以变废为宝,改善能源结构,保护矿区环境。
第十章矿井瓦斯抽放系统建设资金概算根据上级煤矿抽放瓦斯抽放系统设计规范规定要求,结合煤矿井上下实际情况,我们对该矿瓦斯抽放系统建设资金进行了解概算。
预计煤矿瓦斯抽放系统建设共需投入资金万元,其中井上下矿井瓦斯抽设管路设施设备建设投入资金万元,地面瓦斯抽放泵站征地及泵房建设资金万元,瓦斯抽放监测监控系统建设资金万元。
具体情况详见煤矿瓦斯抽放系统建设投资预
