瓦斯区域治理三年规划

瓦斯区域治理三年规划 根据矿井三年采掘接替情况，在完善矿井各系统的同时，采用强力推 进以深孔抽放为主的区域治理工程，确保通过三年区域瓦斯治理，真 正实现“不掘突出头、不采突出面”，使我矿煤巷掘进不受瓦斯制约、单 进大幅提高;解放层回采前能充分消突，安全顺利回采。逐步实现“采、 掘、抽”良性循环的局面，并使矿井年产量稳步达到设计能力（15 万吨）。一、矿井概况1. 矿井基本情况纳雍县勺窝乡雍和煤业位于纳雍县城西南的勺窝乡，直距约 24 千 米，行政区划属勺窝乡管辖;矿区总体为单斜构造产出，地层走向北 西东南向;矿山距水城至纳雍的213省道13km,距县城28km,距川滇 铁路滥坝火车站62km,距纳雍火电厂32km。交通较为方便。原纳雍县 四通煤矿为 2010 年 3 月永贵全资整合矿井, 2010 年 7 月注册成为贵州 雍和煤业有限公司。矿井 2009 年鉴定为低瓦斯矿井, 2010 年鉴定为高瓦斯突出矿井, 可采煤层十层,解放煤层为 3#煤层,根据贵州煤田地质局实验室2005 年 4 月 26 号提交的鉴定报告, 3#、4#煤层为容易自燃煤层,其它为不 自燃煤层, 3#、4#煤层为煤尘具有爆炸性,其它煤层煤尘为无爆炸性。 矿井核定生产能力 15 万吨,可采储量 421 万吨,服务年限 21 年。矿井开拓方式为暗斜井多水平上、下山开拓,现为新建矿井, 2010 年 7 月 21 日联合试运转批复, 2010 年 10 月 29 日省安监局同意安全生产许可证。井田南北走向长0.640.88km，东西倾向宽2.012.15km，井田 面积1.721km2。所采煤层为3#煤层。采煤方法为倾斜长壁顶板全部垮 落法开采。3#煤煤层结构复杂，煤层厚度1.52.0m，一般在1.8m,局 部1.63.8m,偶发育一层0.2m夹矸，为黑色泥岩或砂质泥岩。1907 年-2010 年 3 月本矿一直为一贵州籍个体老板所属， 2007 年煤炭地质局对该矿鉴定为低瓦斯矿井,2009年 9 月在掘进主井延伸巷 时，距主井底 150 米处石门揭煤时，发生了第一次煤与瓦斯突出事故。 突出煤量350 吨，瓦斯25000 立方米。由于当时矿方采取了防突措施， 没有造成人员伤亡。始突地点见图11 突出后原矿主封闭。2010 年 9 月 28 日由纳雍县矿山救护队拆封， 9 月 29 日本矿通防 队采取打钻预抽现已预抽2 个月。图1-12. 矿井通风及瓦斯涌出量情况 矿井采用中央并列式通风，通风方法为机械抽出式，主、副井进风，风井回风;目前矿井总进风量2030m/min，总排风量2160m/min; 矿井瓦斯绝对涌出量8.07m/min，相对瓦斯涌出量4.60m叭，相对涌出 量为2.22m吮，绝对涌出量为3.26m:/min，矿井等积孔2.08m?。3. 煤层瓦斯赋存情况及基础参数（含量、压力、煤层透气性、钻孔 抽放半径等），具体参数见下表。表 1-1 雍和煤业瓦斯基础参数表采区瓦斯含量瓦斯压力煤层透气性百米钻孔瓦斯流量衰减系数名称系数10316.33 16.670.76-1.050.0220.5690.030.040.02180.0389区段10323.3610.241.25 3.180.056 0.4870.058 0.0850.06890.0896区段10332.87145.33530.0430.1920.45 0.780.023 0.0570.040.076区段合 计 12.5614-32.24532.053-4.4220.528 02.1490.111 0.1550.13070.20391907 年建井，2010 年 3 月 12 日由永贵能源整合，目前剩余可采 储量 1180 万吨。煤层赋存不稳定、结构复杂，煤厚平均01.8 米，设 计年产量15 万吨/年服务年限21 年。，局部为泥岩;老顶为粉砂岩;煤层 底板岩主要为泥岩和粉砂岩。4、近三年实际生产能力(具体见表1-2)表1-2 雍和煤业三年生产能 力年原煤(万t)巷道进尺(m)抽采钻孔岩石巷道顶层煤巷岩巷修理总进尺(m)20083.6300400 70020095.240073011002010 年 311 月 2.4120730 11305、矿井通风瓦斯情况 矿井采用中央并列式通风，通风方法为机械抽出式;主、副井进风， 风井回风;目前矿井总进风量2030m/min,总排风量2160m/min;矿井 瓦斯绝对涌出量8.07m:/min,相对瓦斯涌出量4.60m叭，相对CO2涌出 量为2.22m%t，绝对CO2涌出量为3.26m歹min,矿井等积孔2.08m2o6、瓦斯基础参数（具体见表 1-2）在目前开采的1031采区中，实测1031采区瓦斯含量9.8572m沢, 瓦斯压力1.021.15MPa矿井煤层透气性系数：0.0150.2钻孔瓦斯流 量0.0050.07m/min.hm，衰减系数0.01650.0563d-1。煤层透气性 中等，抽采较为容易。表1-3雍和煤业矿井瓦斯基础参数 采区名称瓦斯含量瓦斯压力煤层透气性系数百米钻孔瓦斯流量衰 减系数1031 采煤工作面 6.3316.670.76-1.050.0220.5690.03 0.040.02180.03891032 区 段 3.3610.241.25 3.180.056 0.4870.058 0.0850.06890.08961033 区 段 2.87145.33530.0430.1920.45 0.780.023 0.0570.040.076合 计 12.5614-32.24532.053-4.4220.528 02.1490.111 0.1550.13070.20397、现采掘工作面分布情况(具体见表 1-4)表 1-4 雍和煤业采掘工作面分布情况 采区名称煤巷掘进头个数岩巷掘进头个数岩巷修理头个数采煤工 作面个数1032 区段 20001033 区段 20001031 区段 001合计 40018、现有防突工程按排地点、人员配备(具体见表 1-5)表 1-5 防突工程分布情况钻机编号钻机型号施工地点月钻进工程量(m)人员配备岩孔煤孔1ZL-5001032 运输巷 400092ZL-5001033 回风巷 330099、近三年瓦斯治理基本情况(具体见表 1-6)表 1-6 雍和煤业近三年瓦斯工程完成情况换行年顶(底)板抽放钻 孔工程量(m)瓦斯抽放量巷道维修抽放巷道(1x104m3)工程量(m)(m)穿层钻孔煤层钻孔2008年2009 年2010 年 311 月4500015030010、近3 年瓦斯治理的主要方案及效果2010年3 月接管本矿，2010年4月开始采取防突措施。回采工作 面回采前主要采取顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施为主 掘进过程中采取浅孔抽放和排放等局部措施，采取措施的情况具体见 表 1-7 。表 1-7 雍和煤业近 3 年采取措施情况表项目年份2009年2010年2010年顶层煤巷掘进工作面有效进尺（m/年）800800顶层煤巷掘进工作面平均月进尺（m/月）90 90顶层煤巷掘进工作面水力冲孔月进尺（m/月）0突出次数（次）0主要采取的防突措施局部措施局部措施区域加局部防突措施二、三年瓦斯区域治理思路与目标1. 树立正确瓦斯治理理念我公司秉承河南煤化集团“从零开始，向零奋斗”的安全理念，按照 “三大理念”、“六大做法”理念，抓安全生产;在瓦斯治理上，牢固树立“治 理瓦斯，就是解放生产力;消除煤与瓦斯突出是发展生产力”、“瓦斯超 限就是事故”、“没有抽不出的瓦斯，只有不到位的钻孔”、“瓦斯治理是 一号工程”等理念。瓦斯是煤矿的第一杀手，瓦斯不治、矿无宁日!先抽后采、综合治 理是有效防范事故的根本措施，因此要将瓦斯治理工作提升为煤矿安 全管理的“一号工程、生命工程”抓实、抓牢，树立“瓦斯是可防、可控、 可治”、“治理瓦斯就是解放生产力、治好瓦斯就是发展生产力”的理念。2. 瓦斯治理思路实行分步走战略，具体如下：第一步完善通风系统。目前主风机为FBCDZNO-15、2x55KW, 2010 年 3 月开始，我矿对通风系统进行了全面改造，对总回风道部分狭小 地段进行了扩宽。对 1032 回风掘进巷道回风联络巷进行了整修扩宽， 增加了矿井总入有效风量。使风量充分的满足了采掘生产的要求，风 量由原来的总入1300m3/min,提高到1900m3/min完善了通风系统，为 矿井瓦斯治理提供了通风保障。第二步完善抽放系统，我矿自2010年4月中旬对全矿抽放管路进 行整理原主干管路不适应采掘期间瓦斯抽放能力需求的6寸管路更换 为 8 寸主干抽放管路，并且所有采掘工作面抽放管路布置到位。形成 了全矿立体交叉的抽放网络系统，确保了生产期间煤层瓦斯抽放的需 要。第三步掘进后巷本煤层预抽，确保 1032 工作面抽采平衡，保证1032工作面到2011年5月，平均抽放达到3个月以上。第四步掘进工作面超前布置， 2011 年 7月以后实现采、掘、抽平衡的良性循环。3. 瓦斯治理目标通过三年区域瓦斯治理，2014 年矿井产量达到 30 万吨，实现“不 掘突出头、不采突出面”的目标,达到采、掘、抽平衡。三、瓦斯区域治理的基本方案（一）1032 瓦斯治理方案1032 回风掘进工作面实施顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域治理措 施的条件，因此该工作面以预抽煤层瓦斯区域措施为主。目前 1032回风巷还剩余 200 米掘进距离、还要开设12 个迈步钻 场，需要打超前预抽钻孔70 个，本煤层预抽钻孔240 个，还要打钻进 尺 21700 米。1032 运输巷剩余掘进距离 560 米，还要掘进挂耳钻场 40 个，施工钻孔 800 个钻孔总长度 56000 米。在两巷贯通后在其工作面 切眼位置及运输巷施工抽放钻孔，预抽整个工作面瓦斯。（二）1033 瓦斯治理方案1033 回风巷掘进工作面掘进期间，采取顺层钻孔预抽区段煤层瓦 斯区域防突措施。1033 运输巷的掘进期间，同时预抽 1033 工作面煤层 瓦斯。同时施工右帮钻场预抽本煤层瓦斯， 1033 运输巷左帮为 1031 采空区所以不开设钻场。预计2011年 2 月回采。（三）1042 瓦斯治理方案在 1042 区段下部，可以作为 1032 的被保护层进行开采，同时采 用超前预抽煤层瓦斯和巷帮钻场预抽本煤层瓦斯方法对1042区域进行 瓦斯治理。2013年 1 月掘进，2013 年 11月回采。掘进期间1042回风 巷布置巷帮钻场40 个，本煤层抽放钻孔800个，总钻孔长度48000米， 预计可抽出瓦斯量 68 万立方米。1042 运输巷掘进期间布置巷帮钻场 42个。瓦斯量 52 万立方米。掘进期间瓦斯突出防治措施超前预抽加巷 帮钻场预抽煤层瓦斯。预计抽出率为 40%。（四）1034 瓦斯治理方案1034位于1032下段，1032回风巷对 1034运输巷的采掘起瓦斯释 放作用。1032 回风巷同时向 1042 回风巷布置 48 米-24 度穿层钻孔预 抽 1042 回风巷瓦斯为 1042 回风巷掘进期间瓦斯治理提供消突作用。 1032运输巷同时向 1042 运输巷布置穿层钻孔预抽1042 运输巷瓦斯为 1042 运输巷掘进期间瓦斯消突起到作用。2011 年 5 月掘进，2012 年 2 月回采。采掘期间仍然采用超前预抽加巷帮钻场的防突措施。掘进期 间 1034 回风巷布置巷帮钻场 45 个，本煤层抽放钻孔 900 个，总钻孔 长度 54000 米，预计可抽出瓦斯量 70 万立方米。1042 运输巷掘进期间 布置巷帮钻场 45 个，本煤层抽放钻孔 900 个，总钻孔长度 54000 米， 预计可抽出瓦斯量 60 万立方米.掘进期间瓦斯突出防治措施超前预抽 加巷帮钻场预抽煤层瓦斯。预计抽出率为40%。（五）1036 瓦斯治理方案1036位于1034下段，1034回风巷对 1036运输巷的采掘起瓦斯释 放作用。2012 年 3月掘进，2012年 12月回采。采掘期间仍然采用超 前预抽加巷帮钻场的防突措施。掘进期间 1036 回风巷布置巷帮钻场 45 个，本煤层抽放钻孔 900 个，总钻孔长度 54000 米，预计可抽出瓦斯 量 85 万立方米。 1036 运输巷掘进期间布置巷帮钻场 45 个，本煤层抽 放钻孔 900个，总钻孔长度54000米，预计可抽出瓦斯量65 万立方米. 掘进期间瓦斯突出防治措施超前预抽加巷帮钻场预抽煤层瓦斯。预计 抽出率为 40%。时间项目内容1032区 1033区 1034 区 1036区 1042 区合计2011 年采掘煤量（万吨）1320.515.5瓦斯储量（万立方米）9010260360需抽瓦斯量（万立方米）546156216实抽瓦斯量（万立方米）3641041442012 年采掘煤量（万吨）4 110.5 15.5瓦斯储量（万立方米）80 64374 518需抽瓦斯量（万立方米）48 39225 312 实抽瓦斯量（万立方米）32 26150 2082013 年采掘煤量（万吨）5100.515.5瓦斯储量（万立方米）292292需抽瓦斯量（万立方米）175175实抽瓦斯量（万立方米）116116雍和煤业 20112010 年采掘抽范换行围（六）1033 区域瓦斯治理 方案1033 区域地质条件简单、煤质较硬、透气性好，采取顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯等区域瓦斯治理措施。(七)提高区域治理效果的措施1、由于雍和煤业煤层瓦斯含量高、透气性比较好，掘进期间工作 面前方采取打排放孔进行排放。为了彻底地进行区域瓦斯治理，我矿 计划开展针对性的区域抽放技术研究。在提高煤层透气性方面进行的 研究，包括提高钻孔有效影响半径和改变煤体裂隙发育状态等方面。 大直径钻孔试验、已经取得很多经验。预裂爆破等煤层增透技术，达 到短时、高效抽出煤层瓦斯，采前消除煤层煤与瓦斯突出危险。主要 包括以下关键技术：本煤层水力压裂增透技术：通过提高注水钻孔的 孔径、深度，进一步增加高压水的影响范围，促进游离瓦斯的快速释 放，达到提高煤层透气性的目的。同时，充分利用巷道两帮的边掘边 抽钻孔截流抽放作用，抽放掘进工作面前方注水段内的游离瓦斯，消 除煤与瓦斯突出危险。1、区域治理工程量(具体见表 1-9)表 1 9 区域治理工程量汇总表年抽放巷(m)钻孔(m)沿空掘进巷道(m)沿空留巷(m)抽放管路底板巷顶板巷穿层钻孔煤层(m)钻孔2011 年3200003002012 年4200004502013 年 450000 400 2、钻机及人员安排（具体见表 113）四、实施区域治理后的达标煤量、生产煤量（具体见表 110） 表 1 10 区域治理后的达标煤量表年采区抽放达标煤量（万t）瓦斯抽放量万m3 10321033103410361042 合计抽放总量2011 年 17215341442012 年 1.218.7 19.92082013 年14.614.6116五、未来3年采掘接替计划表 111 未来 3 年巷道掘进计划安排表 年岩石巷道煤层巷道万吨掘进率（m）（m）（m/万 t）103410361042 合计 103410361042 合计岩巷煤巷2011 年 4001220120174030026020076017407602012 年 2001603506102002302306606106602013 年 210230300740230300230760740760 2、原煤产量计划（具体见表 1-12）年1031采区1032采区1033采区1034采区1036采区1042采区 当年计划产量（万 t）15.72011 年 0.21320.52012 年 4 110.5 15.52013 年 5100.515.5六、区域治理3 年后的预期效果从20112013年区域治理规划看，如果我矿产量能够维持15万 吨/年，通过2010年2011年两年时间对矿井通风系统进行改造，在 保证矿井“系统顺、风量足、设施牢”的条件下，实行分步走战略，第一 步实现消除突出，第二步消灭瓦斯超限，第三步走上良性循环， 2013 年以后产量将达到30-60万吨左右。七、资金投入计划序号指标名称型号规格单位单价（万元）合计2011年2012年2013年备注工程量（m）投资（万元）工程量（m）投资（万元）工程量（m）投资（万元）工 程量（m）投资（万元）（一）岩巷工程3440412814801776125015006107321 主皮带运输巷 13m2 米 1.211001320490588 45054060722 主专用回风巷 13m2 米 1.2110013205006004004802002403主轨道运输巷13m2米1.212401488490588400480350420（二）区域治理钻孔工程量095MM米0.0052575201287.676240381.2105040525.276240381.2（三）设备、配件 5230 2160.00 1630 14401 抽放泵房及配套设施 项 60160.00160.00 新建2 钻机 ZY-750 台 104404403 钻机 ZYW-150 台 821600216004 封孔泵 BFZ-10/1.3 台 6530.00210.00210.002105 风动防突钻机 2QS-65/2.5 台 1060600.0020200.0020200.00202006 钻机配件及钻杆钻具 项 1503450.001150.001150.0011507 聚乙烯抽放管 8 寸、 10 寸米 0.0730002101000701000701000708 封孔材料管及密封料项 20360120120120（四）提升系统改造7191371913.001 矿内副井提升系统改造 项 -21501501 1000 0（五）地质勘探工程3745449.43745449.41 勘探钻孔 米 0.123745449.43745449.4（六）岩巷所需设备01039.5 346.5 346.5 346.51 刮板机 SGB620/40T 部 303901301301302 皮带机 DSJ80/40/2*40 部 252502503 调度绞车 JD-25 台 832400324004 调度绞车 JD-55 台 1055055010 水泵 DF46-30*645KW 台 53153150000（七）扩修工程900103690010361 主回风巷 13m2 米 1.09100109100109 岩巷2 主皮带巷 13m2 米 1.09300327300327 岩巷3 主轨道巷 13m2 米 1.2300360300360 岩巷 合计八、存在的问题及解决思路1、由于煤层瓦斯含量高，透气性差，不易抽放，采取顺层钻孔预 抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施时，预抽期较长，掘进速度较慢。解决方法：在掘进工作面采取深孔松动爆破、深孔水力压裂增透、 建立采区固定抽采泵站提高抽放负压、合理有效增加抽放钻孔数量等 措施，缩短预抽期，提高掘进速度。现在我矿正准备购进采区固定抽 采泵站。2、根据接替安排，2011 年及 2012 年需要掘进的巷道较多，每个 掘进工作面需要2部钻机施工抽放钻孔，井下需要搁置8 部钻机，按 照 20% 设备备用率计算，还需要 2 部备用钻机。我矿现有钻机 5 台， 需要再增加 5 部钻机。解决方法：通过公司计划购进，预计到 2010 年末可以购进 2 台。3、20112013年在各区段系统没有形成期间本矿将出现多个掘进 工作面共存现象。解决方法：在一个区段内开设的掘进工作面可以交替掘进，在一 个掘进头掘进期间，另外的掘进头进行瓦斯治理。4. 根据20112013年煤巷掘进进尺及钻孔施工量计算，需要增加 掘进人员 30 人、打钻人员 20 人。解决方法：将掘进队伍培养成掘进、打钻复合型人才，减少打钻 人员的增加数量。九、需要集团公司从政策层面解决的问题 1、根据我矿实际情况，煤层赋存不稳定煤层瓦斯含量高，现在我 们缺少煤层瓦斯含量测试设备请公司解决。2.我们现在迫切继续解决的是缺少2台750型钻机用于防突请予解 决。表 1 131032 区 1034 区 1036 区 1042 区 1032 区 1034 区 1036 区 1042 区2011 年 2 台 2 台9 人 6 人2012年 2 台 2台6 人 6 人2013 年2 台 2 台9 人 9 人20112013 年钻机及人员投入情况表1-14 本煤层预抽瓦斯钻孔布置图图 1 15 掘进工作面边抽边掘钻孔布置图