二号井2021年”一矿一策、一面一策“瓦斯综合治理方案(三采区)
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1、二号井2021年“一矿一策、一面一策”瓦斯综合治理方案第一部分:矿井概况一、矿井位置与交通二号井隶属于陕煤集团,井田位于陕西省。矿井距西(安)候(马)铁路线、浩吉铁路线约11km;距108国道约18km,距韩(城)宜(川)公路约3km;陕西省沿黄公路从井田东边界通过,交通条件十分便捷。二、矿井简介二号井隶属陕煤集团,系省属国有重点煤炭企业,证照齐全。矿区面积16.6718km2,开采3#煤层,设计生产能力90万t。属于煤与瓦斯突出矿井,截止目前矿井3号煤地质储量11834.4万t,可采储量6747.3万t。三、矿井地质概况矿区属渭北石炭二叠纪煤田一部分,地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区。2
2、#煤层属不稳定的薄煤层,煤层两极厚度0.00-0.80m,一般0.3-0.4m,下距3#煤层顶板15.6-25.6m。可采范围小,井田南段内仅有3个钻孔,即钻孔846号煤厚0.80m、P3号煤厚0.71m、B12-1号煤厚0.70m。煤层无夹矸,结构简单。3#煤层全区可采,煤层含夹矸,结构简单-复杂,厚煤层占该井范围面积96%以上,局部有中厚煤层,煤层两极厚度3.3-8.35m,平均厚度5.97m,一般厚度5-7m,下距11#煤层顶板50.6-65.6m。伪顶仅局部发育,为炭质泥岩,薄层状、易碎特点,厚度0.1-0.3m;直接顶有三类,主要为粉砂质泥岩、泥岩,厚度1.90-7.45m,一般4-
3、6m,其次为粉砂岩,厚度3.30-9.14m,一般5-6m,零星分布有细-粗砂岩,厚度5.35-7.5m,一般5-7m;基本顶主要为中、细砂岩,厚3.90-11.3m,一般5-6m;直接底为石英质细砂岩(含砾岩)与泥质砂岩,厚度1.30-2.40m。煤种为贫瘦煤(PS)和贫煤(P),总体煤质较硬,主要呈块状-碎裂状、局部有碎粒状及穈棱状,煤层中节理层理比较发育。煤为中灰-低灰、低硫或特低硫、低磷、高发热量、高熔灰分煤。11#煤层属较稳定的厚-中厚煤层,煤层由东向西、由南向北间隔性厚薄变化。煤层两极厚度0.38m-5.85m,平均厚度3.71m,一般厚度3.3-4.5m。煤层结构简单-复杂,含泥
4、岩夹矸0-3层,分层夹矸厚度0.2-0.25m。伪顶仅局部发育,为泥岩、炭质泥岩,一般厚度0.30.4m;直接顶也有三类,主要为灰岩、泥灰岩顶板,厚度0.60-9.90m,一般1.0-2.0m,其次为石英砂岩,厚度0.60-10.60m,一般3.0-7.0m,另一类为粉砂岩,厚度1.30-4.30m,一般1.0-3.0m;基本顶主要为石英砂岩及灰岩、泥灰岩,岩性致密坚硬,厚1.5-21.2m,一般6.0-10.0m;直接底主要为粉砂岩、砂质泥岩,岩性及厚度较稳定,厚3.0-5.0m,平均4.0m。煤岩类型为半亮型,煤质较为坚硬,硬度系数0.1-0.7,一般0.20-0.40。煤种为贫煤,无粘结
5、性,属中灰、中硫-高硫、高发热量、高熔灰分煤。四、矿井瓦斯等级鉴定、煤尘爆炸、煤层自燃情况2017年9月,经中煤科工集团重庆研究院鉴定,二号井为煤与瓦斯突出矿井(矿井3301以南区域属于突出煤层非突出区域),2020年矿井绝对瓦斯涌出量为109.56m3/min,相对瓦斯涌出量为68.08m3/t。根据测定二号井3#煤层有煤尘爆炸危险性,3#煤层自燃发火倾向为类,不易自燃。五、矿井通风能力、抽采能力现状矿井通风能力现状矿井的通风方式为分区式,通风方法为抽出式,有两个进风井,两个回风井(由主斜井、副斜井进风,回风斜井、回风立井回风)。矿井配备两套主要通风机,其中:南区回风斜井主要通风机为轴流式对
6、旋通风机,型号FBCDZ-32,配套电机为2630kW电动机,目前运行负压1910Pa,排风量6080m3/min;北区回风立井主要通风机为轴流式对旋通风机,型号FBCDZ-28,配套电机功率2500kW,目前运行负压2010Pa,排风量10693m3/min。矿井的总进风量16775m3/min,有效风量15633m3/min, 有效风量率93.19,等积孔7.49m2。矿井抽采能力现状二号井共有3套地面永久瓦斯抽采系统,抽放泵型号均为2BEC72水环真空泵,电机功率800KW,额定流量500m/min;服务类型:1#、2#、5#、6#抽放泵服务本煤层预抽、高位裂隙抽采,3#、4#抽放泵服务
7、采空区抽采,各套系统独立,全面实现“分区、分源、分压”。矿井现采用的抽采方法有:边掘边抽、采空区抽采、本煤层抽采、高位裂隙抽采、顶板水力压裂增透预抽等综合抽采方法。六、矿井安全监测监控系统矿井安装有KJ66X型安全监测监控系统和KJ751煤矿瓦斯抽(采)管网控制系统,并与矿业公司实现联网,在调度室安设有瓦斯监控显示终端,形成了瓦斯监测系统和生产调度系统联合值守,系统运行正常;监控主干线通讯为光缆传输,数据信号传输快速、监测系统可靠性强,现在我矿瓦斯监测室实现了双机热备份并具有手动切换功能和自动切换功能,当工作主机发生故障时备份主机自动投入工作,瓦斯监测室配备不间断电源,确保监测系统稳定可靠运转
8、,配备了报警超限短信提醒功能,当井下任一监测数据出现报警、故障等异常情况时,能够自动发送短信至各级领导及相关负责人手机。井下各施工地点根据煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范(AQ1029-2019) 要求,井下共设置监测分站44套,设置有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、风速、风向、温度、负压、液位、风门开关、设备开停以及瓦斯抽采计量等各类传感器共计501余台,实现对全矿生产作业的各个地点进行实时监测,同时按照规定要求,使用标准气样和空气样每10天对甲烷传感器进行调校,进行瓦斯电闭锁试验。每天八点班在瓦检员、安检员和电工共同监督下进行局部通风机自动切换试验,并进行风电闭锁试验。所有采掘工作面均装备
9、有瓦斯断电仪和瓦斯风电闭锁装置,当系统发出报警、断线、馈电异常等情况时可将监控场所的真实状态随时反映至地面监控中心,同时进行停电闭锁,确保了矿井安全生产。七、2021年矿井采掘部署2022年计划回采的采煤工作面为3309采煤工作面,接续面为3306采煤工作面、3310采煤工作面。2021年计划主要掘进工作面15个,分别为:北胶带大巷及回风联巷、北回风大巷、北回风大巷反头、南胶带大巷及回风联巷、南轨道大巷、南回风大巷、4302一号底板巷、4302二号底板巷、4302三号底板巷、4301底板巷(北头)、4301底板巷(南头)、四采区南翼底板边界巷、3307-2进风顺槽、3307-2回风顺槽、331
10、0回风顺槽正头及回风绕道。第二部分:“一矿一策”瓦斯综合治理方案一、2021年瓦斯治理总体思路2021年矿井瓦斯治理工作的总体思路是以瓦斯治理为中心,按照“安全第一,预防为主,综合治理”的总体方针,坚持“管理、装备、素质、系统”并重的原则,强化红线意识,坚守底线思维,以瓦斯治理为核心,以“三零目标”为导向,以瓦斯抽采“四化建设”为抓手,实施地面、井下立体抽采,狠抓过程管控,夯实基础管理,理顺层级管理职责,落实“四个责任”,建立适合我矿特点的“一矿一策、一面一策”瓦斯综合治理方案,继续保持我矿瓦斯灾害治理超前优势,全面提升矿井瓦斯治理、管理水平。二、矿井瓦斯治理方案采煤工作面采用掘进期间在顺槽内
11、施工顺层钻孔预抽回采区域瓦斯,回采期间风排加抽采(本煤层、高位裂隙钻孔和采空区抽采相结合)的方式治理瓦斯。掘进工作面采用子母巷超前预抽、顶板水力压裂增透预抽、边掘边抽的方法治理瓦斯。2021年继续与中煤科工集团重庆研究院开展技术合作,充分发挥中煤科工集团重庆研究院的科研和技术优势,严格按照防治煤与瓦斯突出细则的要求认真落实区域及局部两个“四位一体”防突措施。加强局部预测(效果检验)现场管理,确保防突预测和效果检验准确性。根据中煤科工集团重庆研究院考察结论,区域防突措施效果检验瓦斯含量临界值按照下表执行:煤破坏类型-(或构造附近50米范围内)区域类别临界值(m3/t)98无突出危险区除上述情况以
12、外的其他情况突出危险区根据中煤科工集团重庆研究院考察结论,钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性临界值按照下表执行:钻屑瓦斯解析指标h2/Pa钻屑量S Kg/m指标类别1806正常地质条件临界值1205地质构造异常及其影响范围内临界值三、2021年采掘作业工艺及生产布局2021年采掘作业工艺采煤工艺:目前矿井开采3#煤层,3305采面采用走向长壁后退式综合机械化放顶煤采煤方法,全部垮落法管理顶板。掘进工艺:巷道主要采用综掘工艺(煤巷)和炮掘工艺(岩巷)掘进,掘进工作面主要采用锚网梁支护或金支、锚喷支护。2021年生产布局2021年计划回采的采煤工作面为3305采煤工作面。2021年计划主要掘进
13、工作面7个,分别为:北胶带大巷及回风联巷、专用瓦斯抽放巷北头、北边界排矸巷、北回风大巷、南胶带大巷、3309回风、3309辅助回风巷。四、2021年矿井瓦斯治理工作目标实现“三零”目标,即瓦斯零超限,煤尘零超限,“一通三防”零事故。实现抽采达标。矿井、采面瓦斯抽采率达到40%以上,采掘工作面采掘前达到抽采达标要求。完成抽采瓦斯量2800万m3,抽采钻孔量52.56万m,瓦斯利用量2000万m3,瓦斯发电量4600万度。地面泵站瓦斯抽采浓度考核指标(采空区除外):二号井上半年考核指标20%以上,下半年考核指标25%以上。矿井通风安全生产标准化达到一级标准。第三部分:“一面一策”瓦斯综合治理方案第
14、一节:采煤工作面瓦斯综合治理方案一、瓦斯治理要求采煤工作面顺槽掘进期间取煤样,进行原始瓦斯含量测定,以便掌握采面的瓦斯分布情况。顺槽掘进期间必须同时施工本煤层预抽钻孔,钻孔严格按照设计施工,深度、角度等参数符合要求。采面回采期间,两顺继续进行钻孔瓦斯抽采工作;利用相邻顺槽进行采空区埋管及高位裂隙瓦斯抽采。回采期间工作面根据钻孔施工布置及区域验证结果,对有突出危险的区域进行释放钻孔的实施工作。下隅角及时回柱放顶,顶板坚硬完整难以自行垮落时,执行超前预裂强制放顶措施;顶板垮落不充分时用煤袋子垒墙堵漏,并用黄泥勾缝,降低采空区漏风。严格落实采煤工作面顶板管理制度、措施,及时拉架,防止工作面片帮漏顶。
15、严格落实“一通三防”各类设施保护措施及瓦斯治理措施。二、瓦斯综合治理方案3305采煤工作面1.工作面生产简介3305采煤工作面切眼宽度165米,顺槽设计长度为920米,截止2020年底,3305采面剩余可采长度850米,预计2021年6月底推采结束。2.通风系统3305采煤工作面采用“U”型通风系统,3305进顺进风,3305回顺回风,3305采面配风2000m3/min,风量可根据瓦斯涌出量作适当调整。3.瓦斯及本煤层钻孔施工情况3305采面顺槽掘进期间实测瓦斯含量9.83-12.68m/t。3305采面本煤层顺层钻孔从3305进顺巷道右帮开孔,设计钻孔498个,钻孔间距2.5m,孔深180
16、m。钻孔于2019年7月20日开始施工,2020年3月26日全部施工到位。4.瓦斯综合治理方案采煤工作面采用风排+抽采瓦斯的方法综合治理瓦斯。具体如下:风排治理 采面配风量2000m3/min,风流瓦斯浓度控制在0.2%左右,最大风排瓦斯量为4.0m3/min左右。抽采治理采前预抽(边采边抽)在3305进顺掘进期间,利用施工的普通钻孔,采用“两堵一注”带压封孔,每10个钻孔为一组连接抽放;随着回采进行边采边抽,具体见图。 采空区抽采(上隅角压管)随着工作面推采,在上隅角视顶板垮落情况及时封堵,利用3305回顺预埋抽放管进行采空区瓦斯抽采,具体见图。高位裂隙抽采(定向长钻孔)在3305回顺向33
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