防突设计编写提纲.doc

煤矿防治煤与瓦斯突出设计（编写提纲）前 言根据防治煤与瓦斯突出规定第十四条 “有突出危险的新建矿井及突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突专项设计。设计应当包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、通风系统、防突设施（设备）、区域综合防突措施和局部综合防突 措施等内容。”之规定，并结合本矿井实际编制出我矿防突专项设计。一、设计依据1. 煤矿地质勘察报告；2.煤矿初步设计；3.防治煤与瓦斯突出规定；4.煤矿安全规程；5.煤矿瓦斯抽采基本指标；6. 矿井瓦斯抽放工程设计规范；7、煤矿抽放瓦斯手册；8、煤矿瓦斯抽放规范；9. 矿井瓦斯涌出量预测方法；10.煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范；11.重庆市能源投资集团公司防治瓦斯事故规定五十条二、设计的指导思想设计工作中坚持认真贯彻执行党和国家的各项法令、方针、政策及煤炭工业技术政策，推广应用行之有效的各项先进技术和经验，在防止瓦斯突出确保矿井生产安全的前提下，同时把矿井中的瓦斯资源作为一种副产品进行开发利用，提高矿井经济效益，减小大气污染，促进矿井建设现代化。三、设计原则与目标1.原则。坚持区域措施先行、局部防突措施补充的原则，坚持先抽后采，可保必保、应抽尽抽、效果达标的原则，以及坚持瓦斯治理“三超前”的基本原则，做到不掘突出头，不采突出面。2.目标。（1）消灭瓦斯突出事故；（2）消灭瓦斯死亡事故；（3）消灭“双高”瓦斯超限事故；（4）实现瓦斯抽采全面达标；（5）瓦斯利用率95%以上（6）建成贵州省瓦斯治理示范矿井。四、设计说明矿为新建矿井，本设计中的机构、人员配置数量、防突装备数量是按照投产时考虑的，投产后还应根据防突工作的需要进行补充和完善。瓦斯抽采管路系统的管道数量及附属装置是按照第一水平需要设计的，但又考虑了矿井服务年限，以及该抽采系统还将为尚未开采的深部水平、采区服务。第一章 矿井概况一、矿井地质与煤层赋存条件（一）区域地层(二)矿区地层（三）环境地质特征（四）区域构造（五）矿区构造（六）煤层赋存（七）煤质条件二、井田范围及煤炭储量、生产能力与服务年限（一）井田范围（二）矿井总储量（四）矿井设计生产能力开工时间，投产时间，达产时间。（五）矿井服务年限三、矿井开拓方式（一）开拓方式1.井筒布置2.水平划分3. 开采顺序4.采区接替附;开拓系统图（二）采区巷道布置1. 采区巷道布置2.专用抽采巷道的布置（层位、与风巷或机巷的高差关系，与保护层、被保护层之间的距离，上下抽放巷的联接方式，断面形状、大小、支护方式）。四、开采方法与顶板管理1. 采煤方法2. 顶板管理3.采掘工艺五、通风方式1.矿井通风方式2.通风系统（附通风系统图）3.局部通风六、瓦斯、煤尘、自燃情况.瓦斯。根据为煤与瓦斯突出矿井。2. 煤尘。根据鉴定结果：煤尘具有爆炸性。3. 自燃。根据鉴定结果：自然倾向性分类为类，属自燃煤层。第二章 瓦斯基础数据一、煤层瓦斯压力、瓦斯含量及煤层透气性（矿井若无实测资料，应作简要说明）根据提供，煤矿标高（埋深m）处煤层原始瓦斯压力为Mpa， 煤层瓦斯含量为m3/t，煤层的透气性为0.281m2/ Mpa2.d；二、矿井瓦斯储量及可抽量（一）、矿井瓦斯储量计算W=W1+W2+W3W矿井瓦斯储量W1可采煤层瓦斯储量W2不可采煤层瓦斯储量W3围岩及煤线瓦斯储量W1=K1储 K1含=（万m3）根据地质报告，不可采煤层（K2、K3、K4、K5）的累计厚度为m，估算储量万吨，因无瓦斯含量测定资料，故取K1含的下限值 m3/t。W2=（万m3）W3= K（+W1+W2） （K为围岩系数，取K=0.1。）=（万m3）W= W1+W2+W3=（万m3）（二）矿井可抽瓦斯量计算WC=WK/100=（万m3）WC矿井可抽瓦斯量，万m3；WK矿井瓦斯储量，万m3；矿井瓦斯抽放率，%。5三、矿井瓦斯涌出量（可采用初设资料）1.矿井预计瓦斯涌出量计算2.采煤工作面预计瓦斯涌出量计算3.掘进工作面预计瓦斯涌出量计算第三章 防突专项设计一、保护层选择（说明理由）二、保护层的区域预测1.开拓前的区域预测。在何时、何地、何煤层进行开拓前的突出危险性区域性预测，预测方法，预测指标及临界值。2. 开拓后的区域预测。在何时、何地、何煤层进行开拓后的突出危险性区域性预测。预测方法，预测指标及临界值。3.区域预测为突出危险区的防突措施。简述石门揭煤前、掘前条带预抽、采前预抽的方式、方法选择。4. 区域预测为无突出危险区的防突措施。简述石门揭煤前、掘前条带预抽、采前预抽的方式、方法选择。三、区域性防突措施（一）保护层开采。1.工作面布置。布置方式，巷道规格，走向、倾向长度2.开采方法。回采工作面采用走向长壁后退式开采。无煤柱开采技术（沿空掘巷、沿空留巷、条带式跨石门开采等），3.必要煤柱留设与管理原则。4.保护范围划定。（要首先说明是新建矿井无实际考察资料，暂时按照防突规定执行），倾斜保护范围：煤层倾角计算，卸压角3按计算、4按计算；走向保护范围：5按计算。附;保护范围图5.保护时间与距离的确定。6.下一步对保护范围、保护效果的考察方式及时间、地点安排。（二）保护层瓦斯预抽1.石门揭煤前预抽。预抽孔的布置方式、钻孔直径、间距、控制范围，钻孔布置平、剖面图，预抽达标时间。2.保护层掘前条带预抽。预抽孔布置方式、钻孔直径、间距、煤巷两侧控制范围，钻孔布置平、剖面图，预抽达标时间。3.保护层采前预抽。 抽采方法，预抽孔布置（在何处打孔，孔间距、孔直径、孔深度，沿层钻孔“空白带”的处理，预抽达标时间，钻孔布置图。（三）区域防突效果检验1.被保护层的效果检验。检验方法，检验孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。2.石门揭煤预抽效果检验。检验方法，检验孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。3.掘进前条带预抽效果检验。检验方法，检验孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。4.工作面采前预抽效果检验。检验方法，检验孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。（四）区域验证1.石门揭煤预抽效果验证。验证方法，验证孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。2.掘进前条带预抽效果验证。验证方法，验证孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。3.工作面采前预抽效果验证。验证方法，验证孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。四、局部防突综合措施在经验证为无突出危险区域的采掘工作面按照以下方式采取局部综合防突措施。（一）工作面突出危险性预测1.石门揭煤工作面。预测方法，预测孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。2.煤巷掘进工作面。预测方法，预测孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。3.采煤工作面。预测方法，预测孔布置，要求达到的指标，超标后的措施。（二）防突措施1）石门揭煤防突措施。选择（预抽瓦斯、排放钻孔、水力冲孔、金属骨架、煤体固化或其他经试验证明有效的措施）布置方式、钻孔直径、间距、控制范围，钻孔布置平、剖面图。2）煤巷掘进防突措施。优先选用超前钻孔或其他经试验证明有效的措施，布置方式、钻孔直径、间距、控制范围，钻孔布置平、剖面图。3）保护层回采防突措施。选择（超前排放钻孔、预抽瓦斯、松动爆破、注水湿润煤体或其他经试验证实有效的防突措施。）布置方式、钻孔直径、间距、控制范围，钻孔布置平、剖面图。（三）防突措施的效果检验1.检验方法。检验方法与预测方法相同，不同的是检验孔布置在防突措施孔之间。2.检验超标后的措施。第四章 瓦斯抽采一、抽采方式煤矿含煤层，含煤总后，其中，可采煤层层，累计厚度，可采煤层层，累计厚度，煤层的透气性较好，属于可以抽放煤层，且不易自燃。可采好不可采的邻近煤层均处于煤层开采后的卸压影响范围内。因此，适宜选择综合抽采方式：1、 煤层掘进条带穿层预抽2、 煤层沿层预抽3、 临近层卸压瓦斯抽采。布置方式、钻孔直径、间距、控制范围，钻孔布置平、剖面图。4、 采空区抽采。钻孔布置（或埋管、密闭）方式、布置平、剖面图。二、抽采巷道1.抽放巷的选择：（布置层位的选择，重点是与各煤层之间的距离关系）2.巷道布置方式。3.巷道断面及形状。附：首采区抽放巷设计图三、抽采参数的确定（一）矿井抽采量的确定1.矿井综抽采量的确定。根据煤矿瓦斯抽采基本指标规定，矿井绝对瓦斯涌出量为m3/min的，其矿井瓦斯抽放率应不小于%（在20、1atm）的瓦斯抽采纯量。预计矿井绝对瓦斯涌出量为m3/min，为了确保安全、多抽瓦斯、减少矿井风排瓦斯量，取矿井瓦斯抽放率为50%。于是矿井总抽采量q= Q绝/（1/-1）=式中：q-矿井瓦斯抽采纯量，m3/min；Q绝矿井绝对瓦斯涌出量m3/min；-抽采率，50%；2.钻孔抽采量的确定。即：预抽钻孔和卸压抽钻孔的抽采量。3.采空区抽采量的确定。（注意：钻孔抽采量与采空区抽采量之和要等于矿井总抽采量）（二）抽放负压确定1.钻孔抽采负压。钻孔抽采包括预抽和卸压抽，由于预抽需有较高的负压才能达到较好的抽放效果，同时矿井又以邻近层卸压抽采为主，为此确定钻孔最小抽放负压为30Kpa。2. 采空区抽采负压。由于采空区抽采不需要高负压，为此确定钻孔最小抽放负压为10Kpa。（三）瓦斯浓度确定：1.高负压系统（钻孔抽采）因在高负压条件下漏气较大，同时矿井要利用瓦斯，故确定最小抽采瓦斯浓度为30%。2.低负压系统（采空区抽采）因抽主要抽采采空区瓦斯，浓度较低，故确定最小抽采瓦斯浓度为5%。4、混合瓦斯抽放量计算：1）高负压系统：q混=q/c=/30%=m3/min2）低负压系统：q混=q/c=/5%=m3/min四、抽采系统的确定抽采系统主要由抽采泵站，抽采主管道、干管道、分管道、支管道、阀门、放水器及排放管道、安全装置组成。附抽采系统示意图（图中要反映出管道直径及阀门、放水器、沉渣装置的安装位置）。（一）抽采泵站1.泵站位置，与工业广场、井口、瓦斯发电厂的位置关系，泵站及泵房面积，房屋结构。2.瓦斯泵型号、数量，配套电机功率，最大抽气能力、实际抽采量、富裕系数是多少。3.供电系统及主要参数。4.泵站安全要求。泵站建在距井口50m以外，远离烟火的地方。真空泵出气端必须安装排空管、水封隔爆箱、防回火网，所有电器设备为矿用防爆型，排空管出口必须高过泵站3m以上，泵房两端必须安装避雷装置(高出排空管5m以上)，泵站内必须安装瓦斯抽放监控系统及瓦斯报警断电仪，必须有直通矿调度室的电话，泵站内有专人24小时值班。循环水池的水质应达到生活水标准，泵站围墙门口安装钎子铁门，泵房20m范围以内严禁有明火。泵站内要建立安全管理制度，瓦斯泵司机要经过专门培训，并持证上岗。附：泵站平面布置图，泵房平面、立面、侧视图。（二）抽采管道根据煤矿瓦斯抽放规范规定，系统的设计抽采能力应有不小于15%的富裕能力，实际为%。1.管材的选择。瓦斯抽采管道选择为无缝钢管。2.管径的选择：管道的经济流速为1015 m3/s，计算式为D=0.1457(Q混/V)1/2。选择结果见下表：抽采管道敷设地点及管径选择系统分类管道类别敷设瓦斯管道地点巷道类型管道内径(mm)混合瓦斯直径是否合理长度 (m)重量 (t)流量(m/min)流速(m/s)高负压系统主管岩#合理0.0干管岩#合理0.0分管#合理0.0岩#合理0.0支管#合理0.0#合理0.0#合理0.0岩#合理0.0合 计合理00低负压系统主管岩#合理0.0干管岩#合理0.0分管#合理0.0岩#合理0.0支管#合理0.0#合理0.0#合理0.0岩#合理0.0合 计合理00通过计算选择出的瓦斯抽采主管为mm，长度m重量t；干管为mm，长度m重量t；分管为mm，长度m重量t；支管为mm，长度m重量t的无缝钢管。3.安装要求。地面管道不得与电缆敷设在同一地沟内，并不得从地下穿过房屋，在即将进入井口段必须安装25m长度同管径的不导电的瓦斯管，以防止雷电和杂散电流进入井下。井下斜坡上的主管采用防滑墩支撑，每间隔5m构筑1个防滑墩，并在防滑墩上用防滑卡将管道固定牢靠，安装高度不小于0.3m；运输大巷的干管安装高度应不低于1m，支撑梁间距不大于5m，每间隔20m用1副防滑卡将管道固定牢靠，若安装在人行道侧，其架设高度不得小于1.8m。4.堵管的选择卸压抽堵管，选内径为50mm，壁厚为3mm的无缝钢管为堵管，每根堵管长为6m。预抽堵管，选内径为25mm的PVC管为堵管，每根堵管长为68m。（三）抽采监控计量。1. 抽采泵站。采用全自动多参数瓦斯抽采监控仪，对瓦斯浓度、负压、流量、温度、水位、瓦斯泵的开停等进行全面实时监控。2.井下系统管路。采用瓦斯抽采多参数测定仪，对主、干、分、支管道及钻孔的瓦斯浓度、负压、流量、温度等进行定期测定计量。3.检测周期。主、干、分、支管道及卸压抽钻孔每周测定次数不少于2次，预抽钻孔每周测定次数不少于1次。（四）抽采工艺1.预抽。钻孔施工要求，封孔材料、设备，堵孔长度，抽采超前于采、掘工作面的距离、时间，抽采负压。2.卸压抽。钻孔施工要求，封孔材料、设备，堵孔长度，抽采超前于采、掘工作面的距离、时间，抽采负压。3. 采空区抽。根据选择的方式按上面要求描述。（五）抽采管理。1. 矿要制定瓦斯抽采管理办法，加强抽采系统管理与维护，防止瓦斯正压涌出。2.钻孔施工要有防止喷孔的措施，施工煤层钻孔时其回风系统必须设为禁区，施工穿层钻孔过煤时，其回风侧不得有人。3.卸压钻孔施工超前于对应保护层采煤工作面的距离不少于100m，接抽超前于对应保护层采煤工作面的距离不少于60m。4.有自燃发火倾向的煤层采用采空区抽时，应采取特殊措施，并经常观测CO。5.预抽孔要严封闭，孔口负压不低于15Kpa。第五章 瓦斯治理指标（一） 采掘部署及三超前。部署能力应达到万t/a，三超前应达到瓦斯预抽巷超前于正在掘进的保护层机巷的距离不小于1000m，预抽时间超前于正在采掘的保护层工作面6个月，保护层工作面超前于被保护层工作面一个区段。（二）五量及可采期（投产时三量，达产时的五量及可采期）。投产时的三量，达产时的五量如下表：投产时“三量”，达产时“五量”表序号项目名称投产(2012)达产时(2013)公司三量五量规定一开拓煤量储量(万t)可采期(a)3二准备煤量储量(万t)可采期(a)1三回采煤量储量(万t)可采期(月)6四保护煤量储量(万t)可采期(月)五可布置工作储量(万t)面保护煤量可采期(月)（三）抽采指标（根据矿井生产能力计算保护层面积开采量，根据保护层面积计算抽放巷需要量和抽放钻孔进尺，取矿井应达到的抽采率及矿井绝对瓦斯涌出量计算抽采量。）1.保护层面积万/年。（写出依据）2.抽放巷进尺Km。（写出依据）3.钻孔进尺万m。（写出依据）4.瓦斯抽采量万m3。（写出依据）5.矿井抽采率%。（写出依据）6.预抽效果达到煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t。第六章 防突设施、设备一、防突设施1.防突设施。（反向风门构筑及质量要求），2.矿井、采区及工作面安全出口。数量及质量要求。3.避难所。构筑地点及质量要求。4.压风自救系统的安设及要求。二、防突设备、仪器（一）瓦斯监控系统1.选型及配置（包括瓦斯抽采参数自动监控系统）2.监控内容及范围（抽采参数：瓦斯浓度、负压、流量、温度、水位、瓦斯泵的开停等）3.监控参数4.联网（二）防突预测仪器1.选择MD-2瓦斯解吸仪套。用于测定煤的瓦斯解吸指标，该仪器体积小、重量轻、操作简单、显示直观，并且价格便宜。2.选择瑞丽波地质构造探测仪1台。用于探测工作面前方的地质构造，该仪器探测的准确性很高。（三）瓦斯抽采设备、仪器1.主打钻机选择ZDY1200S型全液压钻机台（0.3Mt以上选8台）。该钻机性能好、自动化程度高，功率能满足各种抽采钻孔施工需要，并且价格合理。2.辅助钻机选择ZY-750型全液压钻机台（0.3Mt以上选4台）。该钻机相对重量较轻，机动性强，功率能满足一般钻孔施工需要3.流量计选择瓦斯抽采多参数测定仪（0.3Mt以上选3台）台。该类仪器携带方便、操作简单、测试快速、智能化程度高，同时不需要安装孔板流量计，可节省大量孔板流量计购置费。（四）自救器1.便携式自救器选择隔离式化学氧自救器只（根据入井最多人数1.2系数）。体积相对较小、重量相对较轻、价格较低。2.压风自救器选择自救器只。（根据防突头面最时期数及规定安装的地点、距离1.2系数）需要配置的防突设备、仪器规格、数量如下表：防突装备表序号工程名称规格型号单位数量资金备注(万元)一通风1.1主扇套包括购置及安装1.2对旋式局扇套包括自动切换装置1.3对旋式局扇套包括自动切换装置二瓦斯检测2.1监测系统套包括购置及安装2.2便携式瓦检仪台2.3光学瓦检仪台三防突3.1瓦斯解吸仪台3.2瑞丽波地质构造探测仪台四抽采4.1水环式真空泵套包括购置及安装4.2水环式真空泵套包括购置及安装4.3无缝钢管m包括购置及安装t4.4无缝钢管m包括购置及安装t4.5无缝钢管m包括购置及安装t4.6无缝钢管m包括购置及安装t4.7钻机台4.8钻机台4.9多参数测定仪台五自救5.1隔离式化学氧自救器台5.2压风自救器只第七章 瓦斯利用（一）利用途经。把矿井中的瓦斯资源作为一种副产品进行开发利用，可变害为宝提高矿井经济效益，同时节能又减排，减小大气污染，促进矿井建设现代化。煤矿预计年抽采瓦斯量达万m3，根据瓦斯抽采量及矿井的地理位置和技术条件，宜选择瓦斯发电及民用燃气。（二）利用方案煤矿属煤与瓦斯突出矿井，煤层瓦斯含量高、储量大，矿井服务年限长，需要建立永久的瓦斯利用系统。1.新建瓦斯发电厂。发电厂地址、面积、装机容量、年发电量（按装机容量的50%计算）、年耗气量（发电量3），2.民用燃气。主要用于矿井员工煮饭、取暖。预计员工户数，每户用气量300m3/a，年耗气量共计，（三）利用装备1.瓦斯发电机。发电机型号、数量2.输配电系统。主要设备型号、数量3.输送气管道。规格、数量附表格式与防突装备表同（四）利用指标1.利用量2.利用率（五）预期效果1.经济效果。达产后的年抽量、利用率（按90%计算）、利用抽量计算发电量及收益（电价按0.5元/度计算），民用燃气收益（单价按1.5元/m3计算），节能减排收益（单价按1.2元/m3计算）。2.社会效果。从节能减排、改善员工生活第八章 保障措施（一）技术保障1.坚持瓦斯治理“三超前”原则，为瓦斯治理创造时间和空间。确保抽采达标，不掘突出头，不采突出面。2.所有进入保护层和被保护层中的煤柱区的采掘工作面，以及施工钻孔、修透巷道都必须编制专门的防治瓦斯突出措施。3.所有防突头面开工前都必须建立独立、可靠的通风系统。4.在防突头面放炮及施工防突钻孔期间，其回风系统必须设置为禁区。5. 所有防突掘进工作面及有瓦斯涌出的岩层巷道掘进工作面都必须配置“双风机，双电源”。6.严格防突措施编制、审批程序。.7.加强培训，不断提高员工素质。8.依靠科技，提高瓦斯治理水平。（二）组织保障1.健全机构。矿井组建通瓦部，内设三个专业组： （1）防突技术组: 负责编制防突措施和瓦斯治理技术方案、设计，负责井下重点防突头面的现场控制和跟班及日常预测预报工作。收集相关防突资料，并及时绘制瓦斯地质图和防突动态图。督促防突措施在现场的落实，搞好井下防突措施工程的验收。（2）抽采技术组：负责提交瓦斯抽放技术方案、编制瓦斯抽放计划，负责矿井抽采钻孔的设计及终孔的现场跟班工作。协助搞好井下钻孔施工、验收工作，搞好日常瓦斯抽采管理，解决处理现场问题，对各抽采地点进行抽放效果分析、并提交技术报告。（3）通风技术组：负责矿井通风系统管理，合理分配风量，保证各类采掘头面、峒室风量符合规定；制定重点头面设点巡回检查瓦斯、二氧化碳、温度检查；通风设施管理；防尘喷雾，隔爆设施、压风自救安装计划。（4）通瓦部下设一个通风队和一个瓦斯队，队内工种有瓦斯钻探工、抽放工、堵孔工、瓦斯管道安装工、测风工、瓦斯检查工、放炮工、防尘工、瓦斯监测工、通风设施工、监测计算机操作员等工种。（5）矿组建一个石门队。石门队负责矿井石门揭煤的施工，行政上归生产部领导，通瓦部负责技术指导。2.明确责任。（1）矿主要领导是瓦斯防治的第一责任者。负责建立和组织落实瓦斯治理的责任制，落实瓦斯治理所需的人、财、物，亲自督办和及时解决较大的瓦斯问题；引导和感召员工自觉地落实瓦斯治理工作。（2）矿总工程师是瓦斯治理的行政领导和技术第一责任者。负责组织编制和审批瓦斯治理规（计）划、方案、设计、措施；负责组织、领导和指导瓦斯治理工作与工程的实施；亲自分析、审批竣工效果报告与图表；及时组织研究解决技术问题；了解、分析和掌握现场动态。（3）矿分管安全的领导负责督促国家、集团公司、矿业公司关于瓦斯治理的规定、规程的执行和措施的落实。（4）矿分管生产的领导负责组织落实部署计划，保正“三超前”的实行，要组织采用有利于瓦斯防治的采掘工艺。（5）矿通