阳煤集团瓦斯抽采技术标准.doc
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备案号: Q/YMJ 阳泉煤业(集团)有限责任公司企业标准 Q/140303YMJ 001-2008 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 瓦斯抽采技术标准 Code for coal mine gas drainage 2008-00-00 发布 2008-00-00 实施 阳泉煤业(集团)有限责任公司 发 布 Q/140303YMJ 001-2008 目 次 前言 ……………………………………………………………………………………………… Ⅱ 1 范围 …………………………………………………………………………………………… 1 2 规范性引用文件 ……………………………………………………………………………… 1 3 术语和定义 …………………………………………………………………………………… 1 4 建立抽采瓦斯系统 …………………………………………………………………………… 3 5 地面永久瓦斯抽采系统 ……………………………………………………………………… 4 6 井下移动式瓦斯抽采系统 …………………………………………………………………… 10 7 瓦斯抽采方法 ………………………………………………………………………………… 10 8 瓦斯抽采管理 ………………………………………………………………………………… 14 9 瓦斯利用 ……………………………………………………………………………………… 17 10 地面永久瓦斯抽采系统的报废 ……………………………………………………………… 18 附录A(规范性附录) 瓦斯抽采基础参数测算 ……………………………………………… 19 附录B(规范性附录) 瓦斯抽采方法类别及抽采率 ………………………………………… 24 附录C(规范性附录) 瓦斯抽采参数监控系统 ……………………………………………… 26 附录D(规范性附录) 瓦斯抽采工程设计 …………………………………………………… 27 附录E(规范性附录)瓦斯抽采图 …………………………………………………………… 31 附录F(规范性附录)瓦斯抽采记录格式 …………………………………………………… 43 附录G(规范性附录)瓦斯抽采报表格式 …………………………………………………… 48 附录H(规范性附录)瓦斯抽采台帐格式 …………………………………………………… 51 附录I(规范性附录)瓦斯抽采工程设计、竣工报告目录内容及效果分析表格式 ………… 55 附录J(规范性附录) 主要单位换算 ………………………………………………………… 57 Ⅰ Q/140303YMJ 001-2008 前 言 为在煤炭开采中贯彻执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的方针,加强瓦斯抽采技术管理,保证瓦斯抽采工程的安全,提高瓦斯抽采效果,防止瓦斯事故,保护环境,制定本标准。 本标准以国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局2006年颁布的《煤矿安全规程》、国家安全生产监督管理总局2006-11-02颁布的AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》为依据,在充分考虑阳泉煤业(集团)有限责任公司煤矿瓦斯抽采工艺技术特点和目前我国煤矿瓦斯抽采现状的基础上编制而成。 本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录I、附录J为规范性附录。 本标准由阳泉煤业(集团)有限责任公司提出并负责解释。 本标准由阳泉煤业(集团)有限责任公司归口。 本标准负责起草单位:阳泉煤业(集团)有限责任公司。 本标准参加起草单位:中国矿业大学。 本标准制定参加人员:游浩、张福喜、李伟林、王一、张吉林、陈国华、刘彦斌、王瑛、梁爱堂。 本标准主要起草人员:赵长春、张爱科、程红林、刘朝阳、王徽宁、王保林。 本标准编订顾问:杨胜强 Ⅱ Q/140303YMJ 001-2008 瓦斯抽采技术标准 1 范围 本标准规定了建立抽采瓦斯系统的条件及工程设计要求、瓦斯抽采方法、瓦斯抽采管理及职责、瓦斯利用、瓦斯抽采系统的报废程序,以及瓦斯抽采基础参数的测算方法、各类瓦斯抽采方法的抽采率、瓦斯抽采监控系统监测参数的指标和瓦斯抽采工程设计有关计算方法及施工要求。 本标准适用于阳泉煤业(集团)有限责任公司及控股子公司。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB50187-1993《工业企业总平面图设计规范》 GB50215-2005《煤炭工业矿井设计规范》 AQ1026-2006《煤矿瓦斯抽采基本指标》 AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》 《煤矿安全规程》(2006年版) 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 瓦斯抽采 gas drainage 采用专用设备和管路把煤层、岩层和采空区中的瓦斯抽出或排出的措施。 3.2 未卸压抽采瓦斯 gas drainage without pressure relief 抽采未受采动影响和未经人为松动卸压煤(岩)层的瓦斯,亦称为预抽。 3.3 卸压抽采瓦斯 gas drainage with pressure relief 抽采受采动影响和经人为松动卸压煤(岩)层的瓦斯。 3.4 本煤层抽采瓦斯 gas drainage from extracting seam 抽采开采煤层的瓦斯。 1 Q/140303YMJ 001-2008 3.5 邻近层抽采瓦斯 gas drainage from adjacent seam 抽采受开采层采动影响的上、下煤邻近层(可采煤层、不可采煤层、煤线、岩层)的瓦斯。 3.6 采空区抽采瓦斯 gas drainage from the gob 抽采现采工作面采空区和老采空区的瓦斯。前者称现采空区(半封闭式)抽采,后者称老采空区(全封闭式)抽采。 3.7 围岩瓦斯抽采 gas drainage from surroundings rock 抽采开采层围岩内的瓦斯。 3.8 地面瓦斯抽采 gas drainage on surface 在地面向煤(岩)层打钻孔抽采瓦斯。 3.9 综合抽采瓦斯 combined gas drainage 在一个矿井或工作面同时采用两种或两种以上方法进行抽采瓦斯。 3.10 强化抽采 forced gas drainage 针对一些透气性低、采用常规的预抽方式难以凑效的煤层而采取的特殊抽采方式。 3.11 预抽 gas drainage from virgin coal seam 在煤层未受采动以前进行的瓦斯抽采。 3.12 瓦斯储量 gas reserves 煤田开采过程中,能够向开采空间排放瓦斯的煤层和岩层中赋存瓦斯的总量。 3.13瓦斯抽采量(纯瓦斯量) gas drainage volume 抽出混合气体中的瓦斯量。 3.14可抽瓦斯量 drainable gas quantity 瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。 3.15 煤层透气性系数 gas permeability coefficient of coal seam 表征煤层对瓦斯流动的阻力,反映瓦斯沿煤层流动难易程度的系数。 3.16 钻孔瓦斯流量衰减系数 damping factor of gas flow-rate per hole 表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。 3.17 瓦斯抽采率 gas drainage efficiency 矿井、采区或工作面等的瓦斯抽采量占其抽排瓦斯总量的百分比。 2 Q/140303YMJ 001-2008 3.18 边采边抽 gas drainage while extracting 在煤层开采过程中抽采受采动影响的煤(岩)体内的卸压瓦斯。 3.19 边掘边抽 gas drainage while driving 掘进巷道的同时,抽采巷道围岩内的瓦斯。 3.20 穿层钻孔 crossing hole 在岩石巷道或煤层巷道内向相邻煤岩层施工的钻孔。 3.21 顺层钻孔 hole drilled along seam 在煤层巷道内,沿煤层布置的钻孔。 3.22 斜交钻孔 inclined cross hole 与工作面呈一定夹角布置的顺层钻孔。 3.23 平行钻孔 parallel holes 与工作面平行布置的顺层钻孔。 3.24 交叉钻孔 cross holes 相互交叉布置的顺层钻孔。 3.25 高位钻孔 highly-located hole 在风巷向煤层顶板施工的抽采钻孔(进入裂隙带)。 3.26 高抽巷 highly-located drainage roadway 在开采层顶部处于采动影响形成的裂隙带内布置的专用抽采巷道。 3.27 水力压裂 hydraulic cracking 在钻孔内以水作为动力,使煤体裂隙畅通的一种方法。 3.28 水力割缝 hydraulic cutting 在钻孔内运用高压水射流对钻孔两侧的煤体进行切割,形成一定深度的扁平线槽的一种措施。 3.29 深孔预裂爆破 deep-hole pre- splitting blasting 在钻孔内利用炸药爆破使煤体裂隙增大,提高煤层透气性的一种措施。 3.30 封孔器 hole packer 瓦斯抽采或煤层注水钻孔的密封装置。 3.31 放水器 drainage device 用于储存和放出抽采管路中积水的专用装置。 3 Q/140303YMJ 001-2008 3.32 防回火装置 flame arrestor 在抽采瓦斯管网中,阻止火焰蔓延的安全装置。 3.33 水封防爆箱 explosive-proof box 在抽采瓦斯管网中,用水隔爆的一种水箱式安全装置。 4 建立抽采瓦斯系统的范围规定 4.1 必须建立地面永久、井下移动式瓦斯抽采系统的范围规定 4.1.1 凡符合以下几条之一的矿井,必须建立地面永久瓦斯抽采系统或井下移动式瓦斯抽采系统。 4.1.2 高瓦斯矿井、突出矿井都必须建立地面永久抽采系统。 4.1.3 矿井的单个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于 5 m3/min或单个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于 3 m3/min,用通风方法解决瓦斯问题不合理的。 4.1.4 矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的: ------ 大于或等于40 m3/min; ------ 年产量1.0~1.5 Mt的矿井,大于30 m3/min; ------ 年产量0.6~1.0 Mt的矿井,大于25 m3/min; ------ 年产量0.4~0.6 Mt的矿井,大于20 m3/min; ------ 年产量等于或小于0.4 Mt,大于15 m3/min。 4.2 建立地面永久瓦斯抽采系统的范围规定 4.2.1凡符合4.1条条件,并同时具备下列两个条件的矿井,应建立地面永久瓦斯抽采系统。 ------ 瓦斯抽采系统的瓦斯抽采量可稳定在2 m3/min以上; ------ 瓦斯资源可靠、储量丰富,预计瓦斯抽采服务年限在五年以上。 4.3 矿井新建瓦斯抽采系统的规定 4.3.1新建瓦斯抽采系统的矿井,必须经具有相关资质的专业机构进行可行性论证,由总公司技术负责人组织瓦斯抽采工程设计。 4.4 新建或扩建矿井的瓦斯抽采规定 4.4.1新建或扩建矿井,根据地质报告提供的瓦斯资源或参照邻近矿井参数而达到4.1条条件时,必须 将瓦斯抽采工程纳入矿井设计中,但设计所依据的瓦斯参数必须经具有相关资质的专业机构进行可行性论证。 4 Q/140303YMJ 001-2008 5 地面永久瓦斯抽采系统 5.1 地面永久瓦斯抽采系统工程设计内容 5.1.1 矿井概况:煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及通风状况; 5.1.2 瓦斯基础数据:瓦斯等级鉴定、矿井瓦斯涌出量、煤层瓦斯压力、含量、矿井瓦斯储量及可抽采量、煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及其衰减系数; 5.1.3 抽采方法:钻孔(巷道)布置与抽采工艺参数; 5.1.4 抽采设备:抽采泵、管路系统、监测及安全装置; 5.1.5 泵站建筑:泵房、供电系统、电控设备、供水系统及软化水装置、采暖、避雷系统; 5.1.6 瓦斯利用:利用方式和利用量、资金概算; 5.1.7 技术经济指标:投资概算及工期; 5.1.8 设计文件:设计说明书、设备与器材清册、资金概算、相关图纸。 5.2 瓦斯抽采系统工程设计的一般规定 5.2.1 瓦斯抽采系统工程设计应体现安全第一、技术先进和经济合理原则,因地制宜采用新技术、新工艺、新设备、新材料。 5.2.2 新建矿井瓦斯抽采系统工程设计应以批准的精查地质报告为依据,并参照邻近或条件类似生产矿井的瓦斯资料;改(扩)建及生产矿井应以本矿地质、瓦斯资料为依据。 5.2.3 瓦斯抽采系统工程设计应与矿井开采设计同步进行,合理安排掘进、抽采、回采三者间的超前和接替关系,保证有足够的工程施工及抽采时间。 5.2.4 瓦斯抽采站的建设方式,须经技术经济比较确定。一般情况下,宜采用集中建站方式。当有下列情况之一时,可采用分散建站方式: ------ 分区开拓或分期建设的大型矿井,集中建站技术经济不合理; ------ 矿井瓦斯抽采量较大且瓦斯利用点分散; ------ 一套瓦斯抽采系统难以满足要求。 5.2.5 分期建设、分期投产的矿井,瓦斯抽采工程可一次设计,分期建设、分期投产。 5.2.6 瓦斯抽采系统工程设计应进行矿井瓦斯资源的评价。 5.3 矿井瓦斯储量、可抽瓦斯量、瓦斯抽采率、年抽采量及抽采年限 5.3.1 矿井瓦斯储量应为矿井可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和(见附录A.3)。15# 煤层按上邻近层130 m,下邻近层30 m计算,其余煤层按上邻 5 Q/140303YMJ 001-2008 近层60 m,下邻近层 30 m计算。 5.3.2 矿井可抽瓦斯量是指矿井瓦斯储量中的在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。 5.3.3 设计瓦斯抽采率,可根据煤层瓦斯抽采方法、瓦斯来源等因素综合确定;也可参照邻近生产矿井或条件类似矿井的数值选取。抽采率指标见8.6.3条规定。 5.3.3.1突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力,则必须将煤层瓦斯含量降到8 m3/t 、瓦斯压力降到0.74 MPa以下。 ---- 石门(井筒)揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险程度确定,必须控制到巷道轮廓线外8 m以上(煤层倾角>80时,底部或下帮5 m)。钻孔必须穿透煤层的顶(底)板0.5 m以上。若不能穿透煤层全厚,必须控制到工作面前方15 m以上。 ---- 煤巷掘进工作面必须控制到巷道轮廓线外8 m以上(煤层倾角>80时,底部或下帮5 m)及工作面前方10 m以上。 ---- 采煤工作面必须控制到工作面前方20 m以上。 ---- 瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足表5.1规定,瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面前方20 m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应满足表5.2规定。矿井瓦斯抽采率应满足表5.3规定。 表5.1 采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标 工作面绝对瓦斯涌出量Q (m3/min) 工作面抽采率 (%) 备 注 5 ≤ Q < 10 ≥ 20 10 ≤ Q < 20 ≥ 30 20 ≤ Q < 40 ≥ 40 40 ≤ Q < 70 ≥ 50 70 ≤ Q < 100 ≥ 60 100 ≤ Q ≥ 70 表5.2 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标 工作面日产量 (t) 可解吸瓦斯量 (m3/t) 备 注 ≤ 1000 ≤ 8 1000 ~ 2500 ≤ 7 2000 ~ 4000 ≤ 6 4000 ~ 6000 ≤ 5.5 6000 ~ 8000 ≤ 5 8000 ~ 10000 ≤ 4.5 > 10000 ≤ 4 6 Q/140303YMJ 001-2008 表 5.3 矿井瓦斯抽采率应达到的指标 绝对瓦斯涌出量Q (m3/min) 抽采率 (%) 备 注 Q < 20 25 20 ≤ Q < 40 35 40 ≤ Q < 80 40 80 ≤ Q < 160 45 160 ≤ Q < 300 50 300 ≤ Q < 500 55 500 ≤ Q 60 5.3.4 矿井设计年瓦斯抽采量或矿井设计年瓦斯抽采规模按附录A.3计算。 5.3.5 矿井或水平的抽采年限应与其抽采瓦斯区域的开采年限相适应。 5.4 抽采管路系统 5.4.1 抽采管路系统应根据井下巷道的布置、抽采地点的分布、瓦斯利用的要求以及矿井的发展规划等因素确定,避免或减少主干管路系统的频繁改动,确保管道运输和安装维护的方便,应符合下列要求: 5.4.1.1 抽采管路通过的巷道曲线段少、距离短,管路安装应平直,转弯时角度不应大于50°。 5.4.1.2 抽采管路系统应布置在回风巷道或矿车不经常通过的巷道内,瓦斯抽采管件的外缘距巷道壁不小于0.1 m。 5.4.1.3 抽采管路系统设于主要运输巷道内时,在人行道侧必须架设护栏,并与巷道壁固定,与巷道壁的距离应满足检修要求,高度不应小于1.8 m,瓦斯抽采管件的外缘距巷道壁不小于0.1 m。 5.4.1.4当抽采设备或管路发生故障时,管路内的瓦斯不得外泄流入布置机电设备的巷道和采掘工作面。 5.4.1.5 管径要统一,变径时必须设过渡节。 5.4.2 瓦斯抽采管路的管径应按最大流量分段计算(见附录D.1.2),并与抽采设备能力相适应,抽采管路按经济流速为10~15 m/s和最大通过流量计算管径,抽采系统管材的备用量可取10%。 5.4.3 当采用专用钻孔敷设抽采管路时,专用钻孔直径应比管道外形尺寸大100 mm;当沿竖井敷设抽采管路时,应将管道固定在管道梁上或专用管架上。 5.4.4 抽采管路总阻力包括摩擦阻力和局部阻力。 5.4.4.1 摩擦阻力可用低压瓦斯管路阻力公式计算; 5.4.4.2 局部阻力可用估算法计算,一般取摩擦阻力的10~20%。用估算法计算局部阻力时,管路系统长、网络复杂或主管管径小者,可按上限取值,反之则按下限取值。 5.4.4.3 计算直管摩擦阻力按附录D.1.2计算。 5.4.5 地面管路布置 7 Q/140303YMJ 001-2008 5.4.5.1 尽可能避免布置在车辆通行频繁的主干道旁。 5.4.5.2 不得将抽采管路和动力电缆、照明电缆及通讯电缆等敷设在同一条地沟内。 5.4.5.3 主干管布置应与城市及矿区的发展规划和建筑相结合。 5.4.5.4 抽采管道与地上和地下建(构)筑物及设施的间距,应符合《工业企业总平面图设计规范》的有关规定。 5.4.5.5瓦斯管道不得从地下穿过房屋或其他建(构)筑物,一般情况下也不得穿过其他管网,当必须穿过其他管网时,应按有关规定采取措施。 5.4.6 抽采管路附属装置及设施 5.4.6.1 主管、分管、支管及其与钻场连接处应装设瓦斯计量装置。 5.4.6.2 抽采钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处及沿管路在适当距离应设置放水器(其间距一般为200m~300m,最大不超过500m)。 5.4.6.3 在抽采管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置。 5.4.6.4 抽采管路分岔处应设置控制阀门,阀门规格应与安装地点的管径相匹配。 5.4.6.5 地面主管上的阀门应设置在地表下的观察井内,观察井用不燃性材料砌成并要不透水,其间距为500 m~1000 m。 5.4.7 当阻燃抗静电新材料的阻燃性和抗静电性参数能够达到井下使用有关规定时,可选用阻燃抗静电新材料的瓦斯抽采管,但井下抽采管路禁止采用玻璃钢管(已经安装的矿井要逐渐淘汰更换)。 5.4.8 在倾斜巷道中,管路应设防滑卡,其间距可根据巷道坡度确定,对28°以下的斜巷,间距一般取15 m~20 m。 5.4.9 抽采管路应有良好的气密性并要采取防腐蚀、防砸坏、防带电及防冻等措施。 5.4.10 通往井下的抽采管路应采取防雷措施。 5.4.11 矿井上、下敷设的瓦斯管路,不得与带电物体接触。 5.5 抽采设备及抽放站 5.5.1 矿井瓦斯抽采设备宜选用湿式(水环式真空泵)抽采泵。抽采泵的能力,应满足矿井瓦斯抽采期间或在瓦斯抽采设备服务年限内所达到的开采范围的最大抽采量和最大抽采阻力的要求,且应有不小于15%的富裕能力。矿井抽采系统的总阻力,必须按管网最大阻力计算,瓦斯抽采系统应不出现正压状态。 8 Q/140303YMJ 001-2008 5.5.2 在抽采站内,瓦斯抽采泵及附属设备只有一套工作时,必须备用一套;两套或两套以上工作时,必须至少备用一套。 5.5.3 抽采站位置 5.5.3.1 设在工程地质条件可靠地带不受洪涝威胁,避开滑坡、溶洞、断层破碎带及塌陷区等。 5.5.3.2 宜设在回风井工业场地内,站房距井口和主要建筑物及居住区不得小于50 m。 5.5.3.3应建在靠近公路和有水源的地方。 5.5.3.4应考虑进出管敷设方便,有利瓦斯输送,并尽可能留有扩能的余地。 5.5.3.5站房内及站房周围20 m范围内禁止有明火。 5.5.4 抽采站建筑 5.5.4.1 必须采用不燃性材料,耐火等级为二级。 5.5.4.2 周围必须设置栅栏或围墙。 5.5.5 站房附近管道应设置放水器及防爆、防回水装置,设置放空管及压力、流量、浓度测量装置,并应设置采样孔、阀门等附属装置。配气管设在抽采泵的入口侧,放空管设置在抽采泵的出口侧,管径应大于或等于抽采泵的进、出口直径,放空管的管口要高出抽采泵的建筑房顶3m以上。 5.5.6 抽采泵房内电气设备、照明和其他电气、检测仪表均应采用矿用防爆型。 5.5.7 抽采站应有双回供电线路。 5.5.8 抽采站应具有防雷电、防火灾、防洪涝、防冻等设施。 5.5.9 干式瓦斯抽采泵吸气侧管路系统必须装设防回火、防回气、防爆炸的安全装置和配空气管路。 5.5.10 站房必须有直通矿和通风调度室的电话。 5.5.11 抽采泵运转时,必须对抽采泵水流量、水温度、泵轴温度等进行监测、监控。 5.5.12 抽采站应有供水系统。站房设备冷却水一般采用闭路循环,给水管路及水池容积均应考虑消防水量。污水应设置地沟进行排放。 5.5.13 抽采站采暖与通风应符合现行的《煤炭工业矿井设计规范》的有关规定。 5.5.14 废水、噪声和对空排放瓦斯不得超过工业卫生规定指标,抽采站场地应搞好绿化。 5.6 瓦斯抽采参数的监测、监控 5.6.1 地面永久瓦斯抽采系统必须建立瓦斯抽采参数监控系统。 5.6.2 矿井瓦斯抽采系统必须监测抽采管道中的瓦斯浓度、流量、压力、温度和一氧化碳等参数,抽采量的计算采用大气压101.325 kPa、温度20 ℃时标准状态下的数值。同时监测抽采泵站内泄漏瓦斯浓度等。当出现瓦斯抽采浓度过低、一氧化碳超限、抽采泵站内有瓦斯泄漏等情况时,应能报警并使抽 9 Q/140303YMJ 001-2008 采泵主电源断电。 5.6.3 抽采站内应配置专用检测瓦斯抽采参数的仪器、仪表及监测监控系统。 5.6.4 利用瓦斯时,瓦斯浓度不得低于30%,且在利用瓦斯的系统中必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。不利用瓦斯、采用干式抽采瓦斯设备时,抽采瓦斯浓度不得低于25%。 5.6.5 抽采容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时,必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度等有关参数的变化,发现有自然发火征兆时,应立即采取措施。 6 井下移动式瓦斯抽采系统 6.1 根据4.1、4.2条规定,不具备建立地面永久瓦斯抽采系统条件的,对高瓦斯区应建立井下移动式瓦斯抽采系统。 6.2 建立井下移动式瓦斯抽采系统时,由企业技术负责人负责组织编制设计和安全技术措施。井下移动式瓦斯抽采工程设计可按地面永久瓦斯抽采工程设计的相关内容进行。 6.3 井下移动瓦斯抽采泵站应安装在瓦斯抽采地点附近的新鲜风流中。抽出的瓦斯必须引排到地面、总回风道或分区回风道。 6.3.1 已建永久抽采系统的矿井,移动泵站抽出的瓦斯可直接送至永久抽采系统的管道内。并符合下列要求: ---- 符合5.4.1.4和5.5.1条规定。 ---- 利用瓦斯时,瓦斯浓度不得低于30%。 ---- 不利用瓦斯或采用干式抽采瓦斯设备时,抽采瓦斯浓度不得低于25%。 ---- 由企业技术负责人组织制定地面永久系统和井下移动泵站串联运行的专项安全措施。 6.4 移动泵站抽出的瓦斯排至回风道时,在抽采管路出口处必须采取安全措施,包括设置栅栏和悬挂警戒牌及安装瓦斯监测装置。 6.4.1 栅栏设置的位置,上风侧为管路出口外推5 m,下风侧为管路出口外推30 m,上下风侧栅栏间距不小于35 m。 6.4.2 两栅栏间禁止人员通行和任何作业。 6.4.3 移动抽采泵站排到巷道内的瓦斯,其浓度必须在30 m以内被混合到《煤矿安全规程》允许的限度以内。 6.4.4 栅栏处必须设置警戒牌和瓦斯监测装置,巷道内瓦斯浓度超限报警时,应断电、停止瓦斯抽采、进行处理。 6.4.5 瓦斯监测传感器的位置设在栅栏外1 m以内。 6.5 井下移动瓦斯抽采泵站必须使用专用线路、专用变压器、专用开关,实行“三专”供电。 7 瓦斯抽采方法 7.1 一般规定 10 Q/140303YMJ 001-2008 7.1.1 建立瓦斯抽采系统的矿井必须执行先抽后采或边采边抽的原则。 7.1.2 按矿井瓦斯来源实施开采煤层、邻近层、采空区和围岩瓦斯抽采方法。 7.1.3 多瓦斯来源的矿井,应采用综合瓦斯抽采方法。 7.2 瓦斯抽采方法选择 7.2.1 矿井瓦斯抽采方法要根据矿井瓦斯来源、煤层地质和开采技术条件以及瓦斯基础参数来确定。本煤层钻孔抽采与采空区抽采宜分别建立单独系统进行抽采。 7.2.1.1 本煤层钻孔抽采 ---- 边掘边抽。 ---- 工作面预抽。 ---- 边采边抽。 7.2.1.2 采空区抽采 ---- 老空区抽采。 ---- 现采空区抽采。 7.2.1.3 邻近层抽采 ---- 上邻近层抽采。 ---- 下邻近层抽采。 7.2.2 开采层瓦斯抽采方法 7.2.2.1 未卸压煤层进行预抽,煤层瓦斯抽采的难易程度可划分为三类,见附录A.8表A.1。 7.2.2.2 煤层透气性较好、可以抽采的煤层,采用本层预抽方法,采用顺层或穿层布孔方式。 7.2.2.3 煤层透气性较差、采用分层开采的厚煤层,可利用先采用分层的卸压作用抽采未采分层的瓦斯。 7.2.2.4 单一低透气性高瓦斯煤层,较难抽采的煤层可选用加密钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔控制预裂爆破等方法强化抽采。煤与瓦斯突出危险严重煤层,应选择穿层网格布孔方式。 7.2.2.5 煤巷掘进瓦斯涌出量较大煤层,可采用先抽后掘或边掘边抽的抽采方法。 7.2.3 邻近层瓦斯抽采方法 7.2.3.1 通常采用从开采层回风巷、尾巷向邻近层打垂直或斜交穿层钻孔抽采瓦斯的方法。 7.2.3.2 当邻近层瓦斯涌出量大时,可采用顶(底)板专用瓦斯抽采巷道(高抽巷)抽采。 7.2.3.3 当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时,可在工作面回风侧沿开采层顶板布置迎面水平长钻孔(高位钻孔)抽采上邻近层瓦斯。 11 Q/140303YMJ 001-2008 7.2.4 采空区瓦斯抽采方法 7.2.4.1 老采空区应选用全封闭式抽采方法。 7.2.4.2 现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况,采用顶(底)板钻孔法,有煤柱及无煤柱垂直及斜交钻孔法,插(埋)管法等抽采方法,并应采取措施,提高瓦斯抽采浓度。 7.2.4.3 开采容易自燃或自燃煤层的采空区,必须经常检测抽采管路中CO浓度和气体温度等有关参数的变化。发现有自燃发火征兆时,必须采取防止煤自燃的措施。 7.2.5 埋藏浅、瓦斯含量高的厚煤层或煤层群,有条件时,可采用地面钻孔预抽开采层瓦斯、抽采卸压邻近层瓦斯或抽采采空区瓦斯的方法。 7.2.6 对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层赋存条件复杂的矿井,应采用多种抽放方法相结合的 综合抽采方法。 7.2.7 煤与瓦斯突出矿井开采保护层时,必须同时抽采被保护煤层的瓦斯。 7.3 专用瓦斯抽采巷道的要求 7.3.1专用瓦斯抽采巷道的位置应布置在邻近层瓦斯涌出密集层段、数量应能达到良好的抽采效果。7.3.1.1 15#煤层综放工作面顶板走向高抽巷的布置位置 ---- 垂高应距开采层8~10倍采高为宜。 ---- 距回风巷水平投影距离为采长的1/3~1/4之间为宜。 7.3.1.2 综采工作面顶板倾斜高抽巷的布置位置 ---- 倾斜段巷道应避开破坏冒落带边缘,水平段垂高应高于冒落临界层面,距开采层8~10倍采高为宜,伸入工作面水平段距离25~40 m为宜。 ---- 倾斜高抽巷道布置间距100~150 m为宜。 7.3.1.3 15#煤层综放工作面伪倾斜后高抽巷的布置位置在开切巷与回风巷交叉点10 m范围内为开口位置,切巷以里开采范围内开口可直接按一定角度与顶板走向高抽巷连通,切巷以外开口必须打8~15 m的平巷后才能起坡与顶板走向高抽巷连通,且必须进行密闭。 7.3.2 专用瓦斯抽采巷道支护必须采用不燃性材料,巷道断面应满足施工期间通风、行人要求,符合《煤矿安全规程》有关规定。 7.3.3 必须提前掘好巷道,保证有足够的抽采时间,有较大的抽采范围。 7.3.4 专用于敷设抽采管路、布置钻场、钻孔的专用瓦斯抽采巷道采用矿井全压通风时,巷道风速不得低于0.5 m/s。 12 Q/140303YMJ 001-2008 7.4 钻场钻孔布置 7.4.1 钻场的布置应免受采动影响,避开地质构造带,便于维护,利于封孔,保证抽采效果。尽量利用现有的开拓、准备和回采巷道布置钻场。 7.4.2 对开采层未卸压抽采,除按钻孔抽采半径确定合理的孔间距外,应尽量增大钻孔的见煤长度。 7.4.3 邻近层卸压抽采,应将钻孔打在采煤工作面顶板冒落后所形成的裂隙带内,并避开冒落带。 7.4.4 强化抽采布孔方式在编制施工措施时,必须考虑取得好的抽采效果,施工时应保证质量。 7.4.5 边采边抽钻孔的方向应与开采推进方向相迎,避免采动首先破坏孔口或钻场。 7.4.6 钻孔方向应尽可能正交或斜交煤层层理。 7.4.7 穿层钻孔终孔位置,应在穿过煤层顶(底)板0.5 m处。 7.5 封孔 7.5.1 封孔方法的选择应根据抽采方法及孔口所处煤(岩)层位、岩性、构造等因素综合确定,因地制宜地选用新方法、新工艺。 7.5.2 岩壁钻孔,宜采用封孔器封孔。封孔器械应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快的要求。 7.5.3 煤壁钻孔,宜采用充填材料进行压风封孔.封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨酯等新型材料。在钻孔所处围岩条件较好的情况下,亦可选用水泥砂浆或其他封孔材料。 7.5.4 封孔长度参数见表7.1 ---- 孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压中等时,封孔长度可取2~3 m; ---- 孔口段围岩裂隙较发育或孔口负压高时,封孔长度可取4~6 m; ---- 在煤壁开孔的钻孔,封孔长度可取8~10 m; ---- 采用除聚氨酯外的其他材料封孔时,封孔段长度与封孔深度相等; 表7.1 聚氨酯封孔参数 封孔材料 钻孔条件 封孔段长度(m) 封孔深度(m) 聚氨酯 岩 孔 孔口段较完整 0.8 2~3 孔口段较破碎 1.0 4~6 煤 孔 8~10 7.5.5 钻孔封孔质量检查标准 ---- 预抽瓦斯钻孔抽采过程中孔口瓦斯浓度不应小于40%; 13 Q/140303YMJ 001-2008 ---- 邻近层瓦斯抽采钻孔抽采过程中孔口瓦斯浓度不应小于30%; ---- 当钻孔封孔质量达不到上述标准时,应加大封孔段长度。 7.5.6 当采用地面钻孔瓦斯抽采时,抽采结束后应全孔封实。 8 瓦斯抽采管理 8.1 矿井瓦斯抽采工作职责 8.1.1 矿井瓦斯抽采工作由矿技术负责人负责,应定期检查、平衡瓦斯抽采工作。 8.1.2 负责组织编制、审批、实施、检查瓦斯抽采工作长远规划、年度计划和安全技术措施,保证瓦斯 抽采工作的正常衔接,做到“掘、抽、采”平衡。行政正、副职负责落实和检查所分管范围内的有关瓦斯抽采工作。 8.1.3 各职能部门负责人对本职范围内的瓦斯抽采工作负责。瓦斯抽采所需要的费用、材料和设备等,必须列入企业财务、供应计划和生产计划。 8.1.4 配备专业技术人员,负责瓦斯抽采日常管理,总结分析瓦斯抽采效果,研究和改进抽采技术,组织新技术推广等。 8.2 矿井瓦斯抽采规定 8.2.1 建立专门的瓦斯抽采机构和队伍,配备分管防突及瓦斯抽采副职1名。 8.2.2 抽采队负责打钻、管路安装回收等工程的施工和瓦斯抽采参数测定等工作。 8.3 瓦斯抽采工作制度 ---- 瓦斯抽采岗位责任制。 ---- 瓦斯抽采钻孔钻场检查管理制度。 ---- 瓦斯抽采工程质量验收制度。 8.4 矿井瓦斯抽采必须具有的图纸和技术资料 8.4.1 图纸 ---- 瓦斯抽采系统图; ---- 泵站平面与管网(包括阀门、安全装备、检测仪表、放水器等)布置图; ---- 抽采钻场及钻孔布置图; ---- 泵站供电系统图。 8.4.- 配套讲稿:
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