115水平102采区瓦斯抽放设计

PAGEPAGE1+115水平102采区瓦斯抽放设计第一章矿井基本情况第1节矿井位置与交通赵家坝煤矿位于四川省广元市旺苍县县城以东10公里，行政区划归属于旺苍县普济镇，黄洋镇。隶属于四川广旺能源发展（集团）有限责任公司，属国有企业，井口地理座标：东经106°22′05″；北纬32°16′10″，交通方便，有宝成铁路广（元）乐（坝）支线及广（元）巴（中）公路通过矿区南侧，并有4km轻便机车道及铁路换装系统，与广乐线黄洋站相连，矿区公路4km与广巴公路衔接。矿井始建于1969年12月，1971年底投产，技改扩能后，核定生产能力36万吨/年，核定通风能力为46万吨/年，现有员工1226人。第2节煤层赋存条件井田含煤地层属三叠系上统须家河组第五段第三亚段（T3xj5-3），共含煤六层，依次为：7、8、9、10、11、12号煤层。均集中于煤组地层中、下部。煤层厚度一般比较稳定，但结构复杂。9＃、12＃煤层为主采煤层，7＃、8＃、10＃、11＃为局部可采煤层。煤层倾角35°～72°，平均50°。煤层厚度为500mm—1300mm，属于薄煤层。所采煤层为低硫、中磷、高灰煤层，煤种为贫瘦煤。第3节矿井开拓、开采赵家坝煤矿采用平硐加斜井开拓方式。矿井现有+555米、+340米+115米三个水平。+555米水平已开采结束。+340米水平为生产水平，+115水平现正在开拓，+340米水平共有五个采区，该水平301、302采区已开采结束。306采区为主采区，303采区为辅助采区，每个采区分为三个水平进行开采。第4节矿井开采布置一、赵家坝煤矿采用采区条带式布置。采区以轨道上山、回风上山为界分东西两翼。东西两翼分三个区段开采，沿煤层走向在各区段布置进回风巷，形成采区生产系统。采区轨道上山安装液压绞车，作为提升煤矸及运料用。采区轨道上山设置上、中、下部车场，作为调车、汇车使用。采区回风上山下部设采区变电所等机电硐室。二、矿井采用前进式开采。采区以后退式开采，并由采区上部向采区下部开采。赵家坝煤矿7#、8#、12#煤层采用俯伪斜走向长壁分段密集采煤法。9#、10#、11#煤层采用伪斜柔性掩护支架采煤法，采煤工作面采用1.2KW煤电钻打眼，放炮落煤，煤炭经搪瓷溜槽自溜，下平巷采用1吨“U”型矿车接装，人工配合11.4KW内齿轮绞车运输。采煤工作面采用金属支柱、掩护支架支护，全部垮落法管理顶板。巷道掘进采用煤电钻、风锤打眼，放炮爆落岩石，人工、扒岩机装碴，蓄电池机车牵引1吨“U”型矿车运矸。第5节矿井通风本情况一、赵家坝煤矿通风方式为中央分列式，通风方法为混合抽出式通风，由主、副斜井、陈家梁进风井进风，+555水平大巷回风，柯家梁风井排出地面，采用2台BDKIII-6-№18对旋式风机为主要通风通风机，一台运转，一台备用，电机功率为2×90kw。矿井总进风量为3100m3/min，总回风量为3300m3/min，通风负压2000pa，矿井等级孔为二、赵家坝煤矿采面采用上行通风方式，即风流经采区轨道上山→采面下平巷→采面→采面上平巷→采区回风上山，掘面采用对旋式局部通风机进行压入式通风。第6节矿井瓦斯分布情况矿井瓦斯分布状况为埋藏浅部低，深部高，西高东低，涌出异常，无规律可循。矿井在开采+555m以上水平时，瓦斯涌出量很小，属低瓦斯矿井，开采+340m水平后，瓦斯涌出量日益增大，近年来最大相对涌出量为24.92m3/t。现场实际情况反映为一采区范围内9#煤层瓦斯涌出量大，二采区7#煤层瓦斯涌出量大，三采区10#煤层瓦斯涌出量大，四采区9#煤层瓦斯涌出量大，六采区东翼边界9#、12#煤层局部瓦斯涌出量大。在局部地质构造带第7节矿井瓦斯分布情况赵家坝煤矿为高瓦斯矿井。2006年瓦斯等级鉴定时，矿井相对瓦斯涌出量为12.03m3/t，绝对瓦斯涌出量为6.12m3/min。相对二氧化碳涌出量为11.69m2007年瓦斯等级鉴定，矿井相对瓦斯涌出量为19.34m3/t，绝对瓦斯涌出量为10.84m3/min。第8节矿井瓦斯抽放情况矿井建立有瓦斯抽放系统，抽放泵型号为西门子2BE1252-OBY水环式真空泵，电机型号为YB2-280M8，功率45KW，转速740转/分，实际单台泵混合流量15m3/min左右，抽放负压0.07MPa，能有效进行局部瓦斯抽放。2006年以来，由于对31032、31232工作面连续进行瓦斯抽放，31032备用工作面回风瓦斯浓度由1.20%下降到0.40%左右，采面回风巷瓦斯绝对涌出量由3.2-3.5m3/min，下降到抽采后的第二章102采区瓦斯抽放设计第1节+115水平瓦斯涌出量预测+555米水平瓦斯相对涌出量为16m3/T，矿井+340米水平瓦斯平均最高涌出量为22.8m3/m3/（t×m）所以，+115水平瓦斯相对涌出量预计为：m3/T赵家坝煤矿核定生产能力为36万吨/年，则日产量为857T，因此+115水平正常生产时绝对涌出量为：857×30÷（24×60）＝17.9第2节瓦斯抽放系统的确定根据《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027—2006）规定，矿井年产量等于或小于0.4MT，绝对瓦斯涌出量大于15m3/min1、赵家坝煤矿现已建有永久瓦斯抽放系统，抽放泵型号为西门子2BE1252-OBY水环式真空泵，单台泵混合流量15m3/min，计划+115水平采用综合瓦斯抽放方法，按30%的抽放率进行抽放（按规定，采用综合瓦斯抽放方法的矿井，瓦斯抽出率不小于25%瓦斯抽放纯量为：17.9m3/min÷30%＝抽放浓度按30%计算则：瓦斯抽放混合量为：5.37m3/min÷30%因此现有瓦斯抽放泵抽放流量不符合要求，必须更换。2、抽放管径计算：主管：抽放混合量为17.9m3/min，按抽放管管内气体经济、合理流速V==0.178m＝17.8所以，瓦斯抽放主管直径选为2支管：根据采掘面部署具体情况，对1923、1723、1724采面、1924、1727、1728掘面等进行瓦斯抽放，102采区最远抽放点为1727掘面，距离地面瓦斯抽放泵站6120米（其中主管5470米，支管650米），各地点瓦斯抽放管径，根据瓦斯涌出量具体确定。支管直径采用200mm、150mm、100mm。3、抽放阻力计算：(1)瓦斯抽放管路阻力计算：+115水平102采区瓦斯抽放摩擦阻力按最长的线路分段进行计算：A、主管的摩擦阻力计算：泵房至102采区二甩道。按Q=17.9m3/min=1074m3/h，D=200mm===0.866=＝24344PaB、分管的摩擦阻力计算：102采区二甩道至1727石门口。按Q=9m3/min=540m3/h，D=200mm==0.821=＝485.3PaC、支管的摩擦阻力计算：1727石门口至1727平巷。按Q=4m3/min=240m3/h，D=100mm===0.798=＝4722.5Pa所以H摩=H1＋H2＋H3=24344＋485.3＋4722.5=29551.8Pa(2)局部阻力计算：H局=H摩×20%=29551.8×20%=5910.4Pa(3)抽放管道总阻力计算：H阻=H摩+H局=29551.8＋5910.4=35462.2Pa(4)孔口负压计算：查中国煤矿安全教育4-27参照同等条件中等数，H孔=3000Pa(5)瓦斯抽放泵压力计算：H压=H阻+H孔=35462.2+3000=38462.2Pa=38.5KPa(6)瓦斯抽放泵真空度计算：45.6%4瓦斯抽放泵选型：根据Q=17.9m3/min，H压=38.5KPa，选用佛山水泵厂生产的2SKW27型水环第3节瓦斯抽放系统设备、器材根据瓦斯抽放系统设计的规定，抽放主管、分管、支管与钻场连接处应安设瓦斯计量装置；钻场、管路应设置防水器；抽放管路分岔处应设置控制阀门；地面泵站应设置防爆、防回火、防回水装置及压力、流量、浓度测量装置，以及对泵站瓦斯、泵水流量、温度等参数进行监测的监测装置，因此赵家坝煤矿+115水平102采区瓦斯抽放系统设备、器材如下：序号名称数量规格单位单价总价（万元）备注1PE管6120φ200mm米48.629.7432瓦斯抽放专用2PE管2600φ100mm米28.47.384瓦斯抽放专用3自动放水箱14个20002.84球阀28φ200mm个1600.448瓦斯抽放管配套5球阀52φ100mm个950.494瓦斯抽放管配套6流量计2个56001.127负压抽气筒2个8000.168铜管10φ4mm米400.04瓦斯测点加工9斜坡管道防滑卡100φ200mm付500.510泵站防爆装置2台30000.611泵站回火装置2台5000112泵站防回水装置2台20000.413高含量光干涉瓦斯检查仪2台7000.1414负压表2支3100.06215正压表2支2800.05616温度计支20017KFD瓦斯监测断电仪2台120002.4重庆煤科院产18瓦斯传感器4台40001.619压力传感器2台38000.7620温度传感器2台38000.7621流量传感器2台67001.3422传感器电缆1600米50.823水环真空泵22SKW27台21600043.2佛山水泵厂含附件24合计95.8072第4节瓦斯抽放系统管路的铺设赵家坝煤矿+115水平102采区的瓦斯抽放管路铺设分为主管路铺设与支管路铺设。主管路铺设：由地面瓦斯抽放泵房开始铺设，经+340水平付斜井→+340井底车场→矿井东翼大巷→102回风上山联络石门→102回风上山到102采区下部车场。支管路铺设：由102回风上山各甩道联络石门→各抽放平巷