煤矿瓦斯抽放毕业设计论文(编辑修改稿)

煤矿瓦斯抽放毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

矿井，实际上全国每年有 90%的来自回风流中的浓度低于 l％的瓦斯被直接排放到空气中。 ⑤ “ 安全第一 ” 的观念还没有牢固树立，对抽放瓦斯重要性的认识仍然不够，对抽放 6 瓦斯装备等的投入不能满足实际工作的需要，有些地方仍然维持在 20 世纪 80 年代的水平，须尽快转变观念，加快抽放瓦斯系统建设及更新改造。 只有这样才能从根本上提高抽放瓦斯的 能力。 减少瓦斯事故的发生，提高安全生产水平。 总而言之， 展经过半个世纪的发展，我国的瓦斯抽采技术虽然取得了长足的发展，但由于我国井工开采采煤量大，到 2020 年止 ， 抽放矿井的产煤量仅占总产量的 %，抽放瓦斯量仅占瓦斯涌 出量 的 %，故瓦斯抽采的工作还应该继续发展，并且 煤矿瓦斯事故是威胁煤矿安全生产的头号大敌，而瓦斯抽放技术是瓦斯治理工作的治本之策。 大力发展煤矿井下瓦斯抽放技术是当务之急，也是利国利民的大事。 研究内容 及技术路线 研究内容 （ 1）瓦斯涌出量预测：回采工作面的瓦斯涌出量 由开采层、临近层瓦斯涌出量两部分组成，利用在实习中收集到的资料，根据矿井 围岩瓦斯涌出系数，工作面丢煤系数，回采工作面长度，开采层厚度，工作面采高，煤层原始瓦斯含量等参数计算出开采层瓦斯涌出量。 利用 邻近层厚度工作面采高邻近层的原始瓦斯含量，邻近层残余瓦斯含量，邻近层瓦斯排放率计算临近层瓦斯涌出量。 （ 2）抽采方法的优选： 根据收集的基础资料（煤层赋存状况、瓦斯赋存规律、巷道布置、地质条件、开采技术等）和分析计算得出的结论（瓦斯涌出来源、瓦斯涌出量等）结合矿井生产的实际情况，选取最优的回采工作面瓦斯抽放方法、采空 区瓦斯抽放方法和工作面上隅角瓦斯抽放方法，使煤矿的整体效益最大化。 （ 3）抽采设备的选型：根据矿井开拓方式、井下采掘部署和通风设计确定抽放管路的布置。 根据收集的矿山基础资料，对抽放管道所需的管径进行计算，再结合进行环境，选取最合适的抽放管径。 根据矿山的基础资料，对抽放管路的阻力、瓦斯泵流量和压力进行计算，结合井下具体状况，确定瓦斯泵的型号，使之既不产生浪费，又能达到瓦斯抽放的需求。 技术路线 首先 收集有关新疆焦煤集团 XX 煤矿的煤质、地层、瓦斯与地质方面的资料，了解瓦斯抽放的地质背景和采掘工作面的 瓦斯抽放系统，查阅相关资料，对瓦斯基础参数进行计算或预测。 然后 根据计算得到的参数进行分析，确定抽放方法和抽放 设备，并且对该矿瓦斯抽放方法和抽放设备的选取， 进行论证。 经过论证分析，选取一个具体的设计方案， 本设计要包括各煤层瓦 斯抽放设计的方法，要做到安全可靠同时又要经济节约 ，技术路线图如图。 7 图 技术路线图 实习并收集资料 瓦斯参数计算或预测 确定方案设计 瓦斯含量 瓦斯储量 瓦斯涌出量 抽放年限 抽放方法优选 抽放设备选定 论证分析 计算分析 8 2 矿井概况 矿井位置、交通 艾维尔沟矿区位于乌鲁木齐市南郊，北距乌鲁木齐市 130km 处。 矿区自西向东分布有 2130 煤矿、 1930 煤矿及 XX 煤矿。 矿区东西长 ，南北宽 ～ 4km，面积 50km2。 矿区至乌鲁木齐市有国道 G314 与省道 S103 相通。 南疆铁路在矿区东南部约 22km 处呈东西向通过，矿区铁路支线由鱼儿沟车站延伸，全长 ，修至红石岭车站，距矿区 14km，交通较方便。 如图 所示。 XX 煤矿位于艾维尔沟矿区的东南部，东南起自 1 勘探线，西北至 7 勘探线北西 90m；东南～西北长约 ，北东～南西宽约 ，面积约。 井田中心地理坐标：东经 87176。 33′01″；北纬 42176。 58′58″。 图 XX煤矿交通位置图 地层及构造 XX 矿区地处天山山系内之山间盆地，呈近东西向狭长条带分布，南、北、西三面高山围绕，西高东低，最高。 艾维尔沟自西向东纵穿矿区，沟底海拔标高由西向东由 2435m 逐步降至 1780m；沟两侧为冲积阶地，宽 300～ 800m。 在河谷两侧阶地上有1890 煤矿 9 第四系、黄土沉积，植被较发育，南北两侧高山区发育着 “V”字型冲沟，沟深坡陡，基岩裸露，植被稀少。 井田西高东低，最大高差可达 775m。 井田位于艾维尔沟矿区的东南端，出露的地层从老到新为石炭系，三叠系小泉沟组，侏罗系下 统八道湾组、三工河组，侏罗系中统西山窑组。 石炭系地层在井田东部、西南部都有少量范围分布，小泉沟组仅在井田东北角有小范围出露，井田东部及东南部有大面积八道湾组地层分布，三工河组地层在井田西北部有小面积分布，西山窑组在井田西部有大面积分布，在井田中部大部分地层被第四系覆盖。 井田处于断陷盆地东南端，地层走向略向南弯曲，总体构造形态为向南西倾斜的单斜构造。 岩煤层倾角一般 7176。 ～ 25176。 ，个别露头及受断层破坏影响处的岩煤层倾角局部变化稍大外，井田中部岩煤层倾角较东西两端平缓，深部倾角逐步变陡。 井田内走向逆断层较发育， 对煤层造成较大切割破坏的主要为 F F F5 组断层，见表。 表 矿区地层表 断层 编号 断层 性质 倾 向 倾 角 垂直 断距 分布 位置 切割破坏煤层情况 F32 逆断层 南倾 50176。 ～ 70176。 10～ 30m 3 线以西 1～ 2 煤层，上盘及下盘局部无 法利用 F41 下 逆断层 南倾 34176。 ～ 45176。 20～ 50m 6 线 1～ 6 煤层，破坏深度逐层加大 F41 上 逆断层 南倾 33176。 62176。 15～ 50m 加 4 线以西 1～ 5 煤层，破坏深度逐层加大 F42 逆断层 南倾 46176。 ～ 62176。 6～ 40m 6 线以西 4～ 10 煤层，破坏深度逐层加大 F59 逆断层 南倾 25176。 ～ 30176。 20～ 70m 纵贯全井 7～ 10 煤层，破坏深度逐层加大 F510 逆断层 南倾 30176。 ～ 60176。 40～ 50m 3 线以东 8～ 10 煤层，破坏深度逐层加大 F6 逆断层 南倾 25176。 ～ 30176。 0～ 60 5 线 1～ 2 煤层，破坏深度逐层变小 煤层与煤质 井田内的可采煤层主要集中赋存在侏罗系下统八道湾组地层内，共含煤 18 层，依次编为 1 1 1 下 、 2 2 2 下 2 下 5 上 、 1 12 号。 钻孔揭露最大纯煤总厚度 (54 号孔 )，钻孔揭露最小纯煤总厚度 (加 222 号孔 )，其平均总厚度 ，含煤系数 %。 井田内除 1 下 、 2 下 2 下 5 上 、 1 12 煤层不可采或零星可采外，其它 12 层均有所分布。 其它 12 层煤根据可采范围的大小，尚可进一步划分为全部可采、大部可采与局部可采煤层 尚可进一步划分为全部可采、大部可采与局部可采煤层。 井田内可采及局部可采煤层为 1 1 2 2 10 煤。 井田可采 煤层厚度、间距、结构、可采性、稳定性及顶底板岩性等详见表。 10 表 主要可采煤层特征表 煤层编号 煤 层 夹 矸 全区厚度 (m) 可采范围厚度 (m) 结构 稳定性 可采性 层数 岩 性 两极值 平均值 两极值 平均值 11 0～ （ 51） ～ （ 23） 简单 极不稳定 局部可采 02 炭质泥岩 12 0～ （ 53） ～ （ 42） 简单 不稳定 大部可采 04 炭质泥岩、泥岩 21 0～ （ 52） ～ （ 20） 简单 极不稳定 局部可采 01 炭质泥岩 22 0～ （ 52） ～ （ 50） 中等 稳定 全区可采 04 炭质泥岩、泥岩 3 0～ （ 33） ～ （ 21） 简单 不稳定 局部可采 01 炭质泥岩、细砂岩 4 0～ （ 51） ～ （ 37） 中等 不稳定 大部可采 03 炭质泥岩、泥岩、细 砂岩 5 0～ （ 64） ～ （ 59） 简单 较稳定 大部可采 01 炭质泥岩、泥岩、 粉砂岩、粗砂岩 6 0～ （ 65） ～ （ 61） 简单 较稳定 大部可采 03 炭质泥岩、粉砂岩、 粗砂岩 7 0～ （ 45） ～ （ 37） 简单 较稳定 局部可采 02 炭质泥岩、泥岩 8 0～ （ 39） ～ （ 17） 简单 极不稳定 局部可采 01 炭质 泥岩 9 0～ （ 37） ～ （ 16） 简单 极不稳定 局部可采 02 炭质泥岩、粉砂岩 10 0～ （ 42） ～ （ 30） 简单 较稳定 局部可采 01 炭质泥岩 井田内各煤层物理性质和宏观煤岩类型基本相似。 呈黑色，条痕棕黑色～黑色，玻璃光泽～强玻璃光泽，条带状结构，层状构造，断层附近的煤层，因挤压多呈鳞片状、贝壳状或阶梯状断口。 煤层内生裂隙较发育，局部受构造的影响，可见外生裂隙发育，黄铁矿薄膜充填。 容重 ～ ，硬度 2～ 3 级，易碎，混末煤较多，块煤较少。 煤岩组分以镜煤、亮煤为主，暗煤和丝炭呈条带状交互产出。 煤岩类型以光亮型、半亮型为主，半暗型、暗淡型较少。 煤岩显微结构多为均一状。 煤岩组分中的有机组分一般以镜质组为主，惰质组次之，无机组分以粘土类为主。 各煤层显微煤岩类型基本一致，多属亮煤型。 矿井开拓、开采情况 根据《新疆艾维尔沟矿区总体规划》确定的一八九〇矿井规划范围为：东南起 1 勘探线，西北至 6 勘探线北西 150m 及原南山平硐东部边界，东北以煤层露头为浅部境界， 11 西南以推测的 1 号煤层 +1300m 底板 等高线为深部境界。 东南 西北走向长 ～ ，北东 南西倾向宽 ～ ，面积约。 规划井田范围内各煤层深部境界为 +1300m 水平，较勘探报告提供的范围深，规划将焦煤井采矿证划定的井田范围内的 6 线以西约 1000m 走向长度的资源量划给 1930 平硐开采。 矿井井筒北翼 +1682m水平以上 5 号煤层基本已采完，只 15123 工作面 剩余约 300 米。 6 号煤层正在布置回采工作面，其中 161221 工作面已 布置 完毕，抽采钻孔也已施工完毕，目前正在进行瓦斯抽采。 16122 工作面目前还没形成回风， 正在进行切眼施工工作。 井田北部 +2线至井田南边界 +1800m 水平以上 6 煤层均不同程度的受到浅部小窑开采影响，井田内除 6 号煤层进行规模化开采，其余各煤层均未规模 化开采过。 矿井工业场地位于井田东北部，加 4 与 4 勘探线之间的地势较为平坦的场地内，场地内布置有主、副斜井和斜风井。 主、副斜井均沿 6 号煤层顶板布置，主斜井位于加 4勘探线以西 200m，副斜井位于主副井以南并与主斜井平行布置，间距 50m。 斜风井位于主斜井西侧，与主斜井间距 30m，斜风井沿 5 号煤层顶板布置。 通风与瓦斯 矿井 通风系统为分区式， 通风方式为机械抽出式。 矿井改扩建设计三个进风井和一个回风井，三个进风井分别为主斜井、副斜井和行人进风斜井，四个井筒均位于同一个工业场地内。 后期在 3勘探以南单翼采区，增加两个井筒，井筒在 3勘探线以南浅部新掘进、回风井。 矿井初期四个井筒的服务范围为整个矿井，服务时间与矿井生产年限同步。 后期两个井筒服务 3勘探以南采区，服务年限 15a，矿井一水平设计供风量为 7500m3/min。 矿井改扩建后新鲜风流由主斜井、副斜井及行人进风斜井进入，经副斜井区段石门车场、 +1682m水平井底车场、到达工作面运输顺槽， 冲洗工作面 后的乏风经回风顺槽，区段回风石门最终从斜风井排到地面。 根据地质勘探，井田内各煤层瓦斯成分主要以 CH4 和 N2 为主，瓦斯分带以氮气 沼气带为主，局部地区（深部和地形起伏处等）为沼气带。 井田内瓦斯含量分布差异性较大，地质构造因素对瓦斯含量的影响比较明显，在逆断层、地形起伏处等位置，瓦斯局部富集。 围岩是炭质泥岩和粉砂岩的部位，瓦斯含量相对较高。 在 2020 年，矿井回采 15123工作面期间，工作面瓦斯涌出量为 7～ 8m3/min，矿井瓦斯涌出量为 18～ 19m3/min。 矿井瓦斯灾害情况 一 XX 原开采深度较浅， 瓦斯等级鉴定为瓦斯矿井，随着开采深度的增加，瓦斯涌出量逐渐增大。 根据邻近矿井一九三〇煤矿、二一三〇煤矿开采情况，一 XX 开采至深 12 部有转变为煤与瓦斯突出矿井的趋势，现已完成防治煤与瓦斯突出专项设计。 矿井工作面采煤方法采用一次采全高综合机械化采煤法，采面后部输送机侧瓦斯涌出量远大于采面煤帮侧，造成采面后部输送机侧和采面上隅角出现瓦斯超限现象。 矿井15123 工作面在新建瓦斯抽采泵站低负压系统投入使用前，工作面回风流瓦斯浓度一直较高，上隅角瓦斯超限严重影响正常生产。 在工作面开采初期，上隅角瓦斯浓度偶尔有超限现象，但 从 2020 年 10 月 4 日开始，工作面上隅角瓦斯超限频繁出现。 随着工作面。