保德煤矿抽采达标规划.doc

保德煤矿抽放达标规划1. 矿井概况及“一通三防”现状1.1 矿井概况保德煤矿位于山西省保德县境内，地处黄河东岸，河东煤田的北部，属黄土高原晋西北边缘，晋北大型煤炭基地河保偏矿区，井田南北走向长为14.0km,东西倾向宽度为5.7 km，井田面积为55.9 k，可采煤层四层，分别为8#、10#、11#和13#层。1.1.1 地质特征保德煤矿地处黄河东岸，河东煤田的北部，属黄土高原的晋西北边缘，呈黄土沟峁、丘陵地貌，总体地势中部低、南北高，构造简单，呈平缓单斜构造，并且发育有宽缓的波状起伏，地层产状总体呈350走向，倾向260，倾角39，一般5左右，未见有大型断层、褶皱及陷落柱等。1.1.2 可采煤层保德煤矿区内地层由老而新分布有奥陶系、石炭系、二叠系、第三系及第四系。区内许采煤层共四层，分别为二叠系山西组8#煤层（目前正开采）和石炭系太原组10#、11#、13#煤层。1.1.3 矿井开拓保德煤矿开拓方式为“平硐+斜井+立井”联合开拓方式，其中辅助运输为平硐、主提升为斜井、回风为立井。1.1.4 采掘布置保德煤矿8#煤层以集中辅运大巷、8#层集中大巷及五盘区集中大巷为界把井田划分为一、二、三、五共计四个盘区，目前一盘区已开采完毕。保德煤矿队伍配置为“二个综采队+三个掘锚队”，采煤方法为走向长壁后退式综合机械化采煤，全部跨落法管理顶板。掘进方式采用掘锚机，梭车配合胶带机运煤。目前生产盘区为三、五盘区，其中三盘区一个综放工作面和一个掘进工作面，五盘区一个综放面和两个掘进工作面。保德煤矿8#煤层盘区采面规划及开采情况见表1。表1：保德煤矿8#煤层盘区采面规划及开采情况表8#层盘区一盘区二盘区三盘区五盘区合计规划采面个数131117849已采完个数1335122正在开采个001（综放）1（综放）21.2 矿井“一通三防”现状1.2.1 矿井通风现状矿井有完整独立的通风系统，采用分区机械抽出式通风，现有进风井6个，回风井2个。两回风立井分别安装两台防爆对旋轴流式通风机，一台运行，一台备用，采用双回路供电。2个回风井主要通风机运行状况、服务范围见表2，目前矿井总进风量33336m3/min ，总回风量为35003 m3/min，矿井通风等级孔10.5m2。表2:主要通风机运行状况 风井通风机型号功率（KW）风量（m3/min）负压（Pa）服务区域枣林FBCDZ-10-382900168432140服务二、三盘区刘家堰BDK60-10-382900164932420服务一、五盘区盘区采用“两进两回或两进一回”的通风方式，工作面采用“两进两回”、“两进一回”或“一进一回”的通风方式，掘进面采用全风压和大功率局扇配大直径风筒供风。井下所有采掘工作面，机电硐室通风系统独立、合理、完善，所有掘进面实行了“双风机双电源”及“三专两闭锁”，杜绝了无计划停风现象。1.2.2 矿井抽采概况1）地面瓦斯抽采系统目前，刘家堰风井地面抽放泵站已经建成一套，抽放泵型号为2BEC72水环式泵，额定流量为560m3/min，正对81104采空区进行抽放和五盘区预抽接力。在81502工作面回采100米左右时，将利用现有刘家堰地面560 m3/min抽放泵站对81502采空区进行抽放。另外，将在刘家堰风井地面再建设一套900m3/min瓦斯抽放系统，目前相关建设工作正在进行中，预计2012年6月份建成并投入使用。枣林回风井附近将建一套地面永久性高、低负压瓦斯抽放系统，目前抚顺院正在编制设计方案，计划2012年年底投入运行。2）井下移动抽放系统目前井下有2套本煤层预抽系统和2套采空区抽放系统，1套高位钻孔抽放系统。 （1）三盘区集中预抽系统一套，泵站型号ZWY-130/160-G，额定流量为130m3/min，该泵站于2011年10月28日切换成功开始抽放，目前对81304、81305、81306工作面进行集中预抽。（2）高位钻孔抽放系统一套型号为YD-6，额定流量为40m3/min，从11月份开始对81304高位钻孔进行抽放（以前该泵站作为三盘区集中预抽泵站）。（3）五盘区集中预抽系统一套，泵站型号为ZWY-110/160-G，额定流量为110m3/min，于2010年3月1日开始运行，目前对81502、81503、81504、81505等工作面进行集中预抽，待刘家堰地面低负压抽放系统建成后，切换到刘家堰风井地面现有560 m3/min的抽放泵站对五盘区各工作面进行集中预抽。（4）81304采空区抽放系统一套，泵站型号为CBF6102BG3，额定流量为260m3/min，于2011年1月6日开始抽放。（5）81304第二套采空区抽放系统，泵站型号ZWY-260/355-G，额定流量为260m3/min。 表3： 保德煤矿现有井下移动抽放系统情况抽放泵型号使用台数（台）配套电机功率（KW)配套管路额定流量（m3/min）使用地点抽放主管长度（m）用途安设地点YD-6275219/2504081304 面1300高位钻孔抽放81304胶运机头上方20米ZWY-110/160-G2160219PE管11081502面、81503面、81505面9883预抽五盘区胶辅18联巷ZWY-130/160-G2160315PE管13081304 面、81305 面、81306面10883预抽三盘区集中预抽泵站CBF6102BG32315377钢管26081304采空区2700采空区抽放81303胶运机头ZWY-260/355-G2355560PE管26081304采空区2700采空区抽放81304二号回顺1.2.3 矿井监测监控系统保德煤矿安全监测监控系统2010年11月升级为KJ2000N安全监测监控系统系统。目前井下在用分站52台、CH4传感器79枚、CO传感器22枚、温度传感器27枚、风速传感器6枚、设备开停传感器40枚、断电传感器19枚、烟雾传感器9枚、风门传感器30枚。各种传感器按照要求设定在规定地点，对各种参数进行实时监测。各种传感器按时标校、校准、调试，保证监控系统数据准确、断电可靠。2. 矿井生产规划安排坚持“高瓦斯矿井、低瓦斯采掘”的思路，建立井上、井下立体式抽采模式，按照“区域防治为主、局部防治为辅”治理瓦斯原则，优化开拓开采设计，合理采掘布局。2.1 生产规划遵循“安全、高效”的原则，使瓦斯治理与高效生产相得益彰。通过瓦斯治理，大幅度提高矿井的安全系数。 2.1.1 盘区延伸三盘区二号主、辅运大巷及回风大巷延伸至井田最低标高。2.1.2 采面布置2013年准备出81504工作面、81307工作面，2014年准备出81505工作面、81308工作面。2.2 采场接续规划本采场接续按照保德煤矿实际情况，在保障正常生产秩序的前提下，通过逐步调整、综合治理，完成三盘区和五盘区顺利接续，实现高瓦斯煤层在低瓦斯条件下开采。表4 采场接续表年 份201220132014产量（万t）115011501150其中回采煤量107210721072掘进煤量787878掘进进尺2700127246270263.瓦斯抽放达标规划3.1 发展思路由以本工作面短钻孔、小孔径、小流量预抽逐步过渡到大孔径、长钻孔区域性瓦斯预抽，通过地面永久泵站建设，将采面绝对瓦斯涌出量降至5m3/min以下，将掘进工作面降至2.5m3/min以下，实现高瓦斯区域在低瓦斯状态下采，掘，并为深部区开采奠定基础。3.2 规划目标完成地面泵站建设，淘汰井下移动泵站，消除总回瓦斯高的现象，刘家堰地面低负压抽放系统建设预计2012年6月30日投入运行，额定抽放量900m3/min，将整体北部区抽放从670m3/min提升至1570m3/min。枣林高低压抽放系统的建设预计在2012年底建成高压630m3/min，低压1480m3/min，届时南部区抽放量从690m3/min提升至2800m3/min。南北区发电厂建设预计在2014年底建成两套瓦斯发电系统，配有30500kW燃气内燃发电机组。3.2.1瓦斯抽采工艺方案1）提前预抽,降低煤层瓦斯含量，缓减掘进、回采期间的瓦斯涌出量。（1）目前矿井在浅部区回采，煤层瓦斯含量最大为2.26m3/t,远小于AQ1026-2006指标中工作面回采前可解吸瓦斯量的指标4m3/t，但根据矿井瓦斯治理的长远规划，对等高线在+750以下所有工作面在切眼和回撤通道施工顺层走向羽状千米钻孔，在胶运顺槽施工220米倾向平行钻孔进行提前预抽，钻孔间距为10-20米。目前已对81501、81502、81304、81503面施工了钻孔实现了提前预抽，取得了良好效果，百米钻孔抽放量达到0.0052m3/minhm,剩余工作面根据生产接续安排已进行了预抽钻孔设计，确保工作面回采前至少保证2年以上的预抽期.图1 工作面走向千米钻孔布置图（2）为了缓解深部区掘进与回采期间的瓦斯压力，利用千米钻机在盘区辅运大巷沿走向提前施工钻孔进行预抽，降低了工作面掘进和回采期间的瓦斯涌出量。图2 工作面倾向220米钻孔布置图2）采空区联巷埋管和高位钻孔立体式抽采，解决上隅角瓦斯超限由于采空区埋管抽放与主扇风排作用于回风隅角的负压在同一水平，如果二者负压调整不适，抽放泵作用于回风隅角的负压小于主扇风排负压，或回风隅角顶板瞬时垮落，回风隅角瓦斯将会出现瞬间超限现象，为了彻底杜绝此现象，矿计划采取采空区联巷埋管和高位钻孔联合抽放，形成立体式抽放系统进行解决上隅角瓦斯问题，此项工作正在81304和81502进行实施高位钻孔。图3 采空区联巷埋管抽放示意图3）已采区埋管抽放，缓减已采区瓦斯压力，减少已采区瓦斯通过闭墙和裂隙涌向巷道进风流和邻近工作面为杜绝采空区积聚大量瓦斯后，由于闭墙内外压差变化，采空区的瓦斯通过裂隙涌向巷道中或邻近工作面，影响矿井的安全生产，为此矿采取在联巷或回风闭墙上埋管通过主扇或抽放泵抽放已采区瓦斯，均衡已采区内外压差，减少已采区瓦斯涌向进风风流或邻近工作面，此项措施在81203和81501工作面取得了较好的效果。图4 已采区联巷埋管抽放示意图3.2.2 矿井瓦斯抽采系统建设规划3.2.2.1 2012年规划2012年完成两大抽放系统建设刘家堰地面瓦斯泵站建设，枣林地面瓦斯抽放系统建设,完成井下瓦斯管路安装工程。1）2012年6月底完成刘家堰地面低负压系统建设包括增加2台抽放泵站，将原有低压抽放系统改变成高压抽放系统，形成高低压互补抽放，抽放能力达到1460 m3/min。共计费用4725万元。2）2012年12月底完成枣林地面高、低压系统建设包括增加4台抽放泵站，施工2个地面瓦斯钻孔，敷设820mm瓦斯管路2000m，抽放能力达到2110 m3/min。共计费用9730万元。3）2012年完成81305、81503工作面瓦斯管路安装，共计安装13000m，共计费用2000万元。4）2012年完成三盘区、五盘区大巷管路延伸共计安装管路3500m，共计费用1500万元。5)投资2000万元建设神东公司、忻州市首家市级通风实验室，更好的保德矿瓦斯参数测定及分析，为瓦斯治理提供良好保障。3.2.2.2 2013年规划1）2013年底前完成刘家堰、枣林地面瓦斯发电工程基本建设，建成瓦斯发电基础设施，包括宿舍、厂房的建设。2）完成81306工作面瓦斯管路安装，共计安装7000m，共计费用900万元。3）完成采空区“横三带”，“竖三带”数据测定，完善保德煤矿高位钻孔设计，并利用高位钻孔治理瓦斯4）与科研机构联合，改造保德矿自制的气水分离器，杜绝钻孔施工喷孔现象发生，预计费用100万元。5）完善忻州市级技术中心，共投资3000万元。3.2.2.3 2014年规划1）完成刘家堰、枣林地面瓦斯发电工程全部工程，并将电网并联进行河曲，用于民用。2）完成81504、81307工作面瓦斯管路安装，共计安装10000m，共计费用1800万元。3）协助集团公司、沈阳设计院完成井上下联合抽采方案，并制定10#、11#开采前预抽方案。3.2.2.4 瓦斯钻孔施工规划1）完成由以本工作面短钻孔、小孔径、小流量预抽到大孔径、长钻孔区域性瓦斯预抽的过渡，至2014年底将矿井所有钻机钻头从94mm改变成153mm，更换钻机，将短钻孔长度从220m提高至800m。2）提升钻孔施工进度，短钻孔从原有220m/d提升至280m/d，长钻孔从原有55m/d提升至85m/d。提高工作面预抽时间，从本质上解决抽采不达标问题。表8：8#煤层回采接续及预抽时间表序号盘区工作面地点及名称工作面形成时间采面回采接续和预抽时间起止预抽时间（年）1三盘区81304综放面09-08107-2912-1-151281305综放面10-0612-1-1613-3-151.2381306综放面11-713-3-1614-5-151.3481307综放面12-814-5-1615-7-152.05五盘区81502综放面09-911-7-2713-1-152.4681503综放面10-913-1-2014-9-82.2781504综放面12-914-9-1215-11-102.13）保德煤矿现有1台千米钻机和2台短钻孔钻机。预计2012年初再增加一台千米钻机和两台短钻孔钻机，届时2台千米钻机和4台短钻孔钻机将同时施工。保德煤矿预抽钻孔接续见表9。表5：保德煤矿预抽钻孔接续表地点千米钻孔（个/m）开工时间竣工时间短钻孔(个/m)开工时间竣工时间吨煤钻孔量（m/t）备注81306剩140/3080011-8-112-4-300.01238150412/960012-3-112-6-10240/5280012-4-512-12-300.008下行钻孔8150412/960012-3-112-6-10220/4840012-8-3013-2-280.016全部上行81505已施工10868170/3740012-8-512-12-50.0144全部下行81505已施工10868170/3740014-2-514-5-50.0288全部上行81506不施工360/7920013-3-1013-11-10.0280全部上、下行8130750/3625012-1-112-9-25250/5500012-4-512-12-200.0127下行钻孔81308200/8600012-10-113-12-20400/8800013-1-113-7-10.020两台钻机同时施工81309180/3960013-7-113-12-100.011下行钻孔81309180/3960014-7-114-12-100.021上行钻孔三盘区延伸回风巷60/4800013-12-3014-6-303）钻孔施工规划表6：保德煤矿钻孔量施工规划年 份201220132014钻探进尺（万米）1314.5163.2.2.5 瓦斯抽采达标规划矿井利用三年时间完成抽采达标，建设成瓦斯治理示范矿井，具体抽放方法及抽放量见下表11：表7 ：各工作面瓦斯抽放方法年度盘区工作面抽放设备抽放方式备注2012三盘区81305综放面2BEC72配820PE管采空区抽放井下移动泵抽放81305综放面ZWY-130/160配315PE管预抽81306备用面五盘区81502综放面地面900m3/min泵配两套508钢管采空区抽放地面抽放81502综放面地面560m3/min泵配315PE管预抽地面抽放81503备用面81504备用面81505备用面2013三盘区81306综放面地面1200m3/min泵配820PE管采空区抽放地面抽放81306备用面地面630m3/min泵配315PE管预抽81307备用面81308备用面五盘区81502综放面地面900m3/min泵配两套508钢管采空区抽放81503综放面地面900m3/min泵配820PE管81503综放面地面560m3/min泵配315PE管预抽81504备用面81505备用面81506备用面2014三盘区81306综放面地面1200m3/min泵配820PE管采空区抽放地面抽放81307综放面81307综放面地面900m3/min泵配315PE管预抽81308备用面81309备用面五盘区81503综放面地面900m3/min泵配820PE管采空区抽放81504综放面81504综放面地面560m3/min泵配315PE管预抽81505备用面81506备用面81507备用面表8：保德煤矿抽放量规划年 份201220132014抽放量（万m3）120015002000位置 抽采达标工作面（%）202527矿井（%）4550554. 保障措施4.1 矿井科研攻关保障措施以科研为依托。推动技术创新，技术创新，技术进步，实现技术队伍人员素质的整体提高及矿井生产力水平的有效发挥，推进技术经济一体化。1）工作任务依托科研院所，加强产学研联合和引导煤矿瓦斯科研攻关，加大技术创新力度和瓦斯治理利用、科研成果推广应用，开发瓦斯治理关键技术和装备，围绕煤矿瓦斯赋存机理，瓦斯重大课题以及安全生产的共性、关键技术进行科学研究，使煤与瓦斯突出预测，煤与瓦斯突出防治技术和设备、提高瓦斯抽采效果等瓦斯治理技术取得新的实质性突破。从而建立保德煤矿瓦斯综合治理的新模式。2）重点项目（1）开展瓦斯赋存规律研究，提高治理措施的针对性。开展对8#、10#、11#、13#可采煤层瓦斯基础参数进行测定，动态跟踪矿井瓦斯赋存规律变化，指导瓦斯治理工作。开展煤层瓦斯基础参数的测定，以及参数的测定，以及瓦斯含量、压力、抽采半径、煤体强度的测定等，增强防突工作的针对性、合理性。（2）开展瓦斯抽采技术研究，全面提升保德煤矿瓦斯抽采效果将现有的煤层钻探工艺改进成长距离，大孔径的施工工艺。开展封孔技术和工艺技术研究。瓦斯抽采自动放水监测监控技术研究。矿井煤层递进式区域预抽技术研究。收集各项瓦斯治理技术在现场实施的资料，并进行分析，总结，探索一条适合保德煤矿瓦斯治理新路子。（3）开展防突技术研究，提高防突效率根据保德煤矿地质条件，建立适合本矿条件下的突出敏感性综合指标及其临界值。进一步加强防治煤与瓦斯突出技术研究，建立防治煤与瓦斯突出措施体系，研究适合本矿煤与瓦斯突出防治技术措施。（4）开展矿井通风系统可靠性研究，提高矿井抗灾能力。矿井系统分析与优化。8#煤层工作面通风方式的研究。8#煤层回采工作面沿空留巷技术研究。4.2 组织制度保障措施1）健全制度，强化管理。矿井编制年度工作计划时必须同瓦斯治理三年规划相结合，并明确年度瓦斯治理规划目标，工作任务及措施，严格落实各级管理人员和各岗位的职工在瓦斯治理工作中的职责，实行责任问责制，确保瓦斯治理措施制度落实到位。并制定目标责任制，责任落实到部门和个人，矿井每半月组织召开一次瓦斯治理专题会，总结当月瓦斯治理工作完成情况，修改和补充瓦斯治理三年规划，按照三年规划总体编制下一年瓦斯治理工作计划。 2)提升技术管理，提高抽放效果 （1）抽采前必须对抽采区域的煤层瓦斯基础数据进行测定，测定数据包括瓦斯含量，煤层瓦斯压力，抽采半径，煤层瓦斯透气性系数及衰减系数等。（2）抽采设计必须以煤层瓦斯基础参数数据测定为依据，设计包括设备和管路选型，管路安装，管路附件及监测监控装置安装位置要求，钻场钻孔施工参数，封孔工艺，孔口压力及瓦斯浓度测定方式等；设计必须经过通风科长，通风副总，总工程师及相关部门领导审批。（3）钻孔施工前，必须标定钻场及孔口位置，施工时对钻孔参数进行抽查，成孔后进行验孔及验收工作，确保每个钻孔有效利用。（4）抽采钻孔达到预期抽采时间要对抽采效果（孔口瓦斯压力、煤层瓦斯含量及煤层瓦斯压力等）进行测定和评价，达不到标准的不得拆除，查明原因。3）加强队伍建设，提高人员素质为了加强瓦斯治理工作，应配足瓦斯抽采钻探人员，不定期的聘请相关专家进行技术培训和技术讲座，提高从业人员工资待遇（到达一线平均工资），对从事瓦斯治理和开发利用的工程技术人员实施特殊岗位补助，稳定现有队伍，吸引工程技术人员特别是大中专毕业生投入到煤炭事业上来。4）理顺机构、明确责任，分工到位，程序严密，深化瓦斯管理。理顺机构：进一步理顺矿井瓦斯治理管理机构，配齐瓦斯治理管理和工程技术人员。明确责任：进一步理顺和健全各级管理人员和技术人员瓦斯治理工资责任制。牢固树立总工程师在瓦斯治理管理中技术权威，不能用管理代替技术，更不能用技术代替管理。程序严密：建立健全各级瓦斯治理管理工资程序和技术审批程序，明确管理层次，规范瓦斯治理工资严格按规定程序组织进行，杜绝瓦斯治理工作中决策的随意性5.资金规划5.1瓦斯区域治理吨煤资金投入表9：瓦斯区域治理吨煤成本规划年份瓦斯区域治理吨煤成本（t/元）2012152013192014145.2 资金预算明细表10：资金预算明细项目年度投入（万元）主要内容概算备注名称201220132014刘家堰地面泵站建设47254725年度安技措枣林面泵站建设93709370年度安技措瓦斯管路4000200025002012年包括81305、81503、三、五盘区大巷延伸等2013年包括81306瓦斯管路，大巷延伸2014年包括81504、81307瓦斯管路，大巷延伸8500安全资金管路安装工程70080011002600安全资金钻机购置110047002012年购置2台6000L钻机，2013年购买二台澳钻6400生产成本钻机配件700700700共10台钻机，每台60万元/台，千米钻机220万元2100生产成本研究中心建设2000100010005000生产成本监测监控3005001000设备更新；升级改造；建立通风瓦斯灾害预警系统，实现公司联网1800年度安技措局部通风3004005001200生产成本一通三防仪器仪表35070010002050年度安技措瓦斯检查通风设施构筑80090012002900年度安技措科技项目10020010001300安全资金其他3050100180总计15505190201670051725