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“一通三防”基礎(chǔ)知識(shí)及相關(guān)公式

 清煙幽夢(mèng) 2023-06-27 發(fā)布于陜西

“一通三防”基礎(chǔ)知識(shí)及相關(guān)公式

第一章   通風(fēng)瓦斯

一、測(cè)風(fēng)計(jì)算

1、檢驗(yàn)三次測(cè)量結(jié)果誤差是否超過5%

E=(最大讀數(shù)-最小讀數(shù))÷最小讀數(shù)×100%<5%

2、計(jì)算表風(fēng)速

V表=(n1+n2+n3)/t

式中: V表—風(fēng)表測(cè)得表速,r/s

n—風(fēng)表刻度盤的讀數(shù),r/min

t—測(cè)風(fēng)時(shí)間,一般60s

3、計(jì)算出的V表利用風(fēng)表校正曲線或校正公式求得真實(shí)風(fēng)速V真

4、為消除人體對(duì)風(fēng)速的影響,應(yīng)將所測(cè)得的平均風(fēng)速進(jìn)行校正,校正系數(shù)如下:K=(S-0.4)/S

式中: S為測(cè)風(fēng)巷道斷面積,m2

0.4為測(cè)風(fēng)員人體所占巷道斷面面積,m2

5、將真實(shí)風(fēng)速乘以測(cè)風(fēng)校正系數(shù)K,即得實(shí)際平均風(fēng)速V

6、Q= VS

式中:Q—所測(cè)巷道通風(fēng)風(fēng)量,m3/min

S—測(cè)風(fēng)巷道斷面面積,m2

V—巷道實(shí)際平均風(fēng)速,m/min

二、常見巷道斷面積計(jì)算

1、矩形 S=B×h m2

2、梯形 S=(B1+B2)/2×h m2

3、圓形 S=∏D2/4; S=0.7854D2 m2

4、三心拱 S=B(0.262B+h) m2

5、半圓形 S= ∏B2/8+BhB(0.39B+h ) m2

6、圓弧拱 S=B×(0.24B+h) m2

三、礦井等積孔

定義:假定在一個(gè)無(wú)限的空間有一薄板(壁),在薄板(壁)上開一面積為A(m2)的孔,當(dāng)孔口通過的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量Q,孔口兩側(cè)的靜壓差等于礦井通風(fēng)阻力h,則這個(gè)孔的面積A稱為等積孔。
    1、單臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)礦井的等積孔計(jì)算公式如下:

m2

式中 H-主扇系統(tǒng)的通風(fēng)阻力,Pa;Q-主扇系統(tǒng)的風(fēng)量,m3/s.

2、多臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)礦井的等積孔計(jì)算公式如下:

A=1.19/

式中 Hi-各臺(tái)主扇系統(tǒng)的通風(fēng)阻力,Pa;Qi-各臺(tái)主扇系統(tǒng)的風(fēng)量,m3/s。

礦井通風(fēng)難易程度的分級(jí)指標(biāo)

通風(fēng)阻力等級(jí)

通風(fēng)難易程度

風(fēng)阻R∕(N·s2∕m8

等積孔A∕m2

大阻力礦

困難

>1.42

<1

中阻力礦

中等

1.42~0.35

1~2

小阻力礦

容易

<0.35

>2

我礦峁上風(fēng)井等積孔為3.4 m2,馬莊風(fēng)井為3.66 m2。

四、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)流流動(dòng)的三大定律

風(fēng)流在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)時(shí),可以認(rèn)為是連續(xù)的、穩(wěn)定的流動(dòng)。因此,任何通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)都遵守阻力定律、風(fēng)量平衡定律和風(fēng)壓平衡定律三個(gè)基本定律。這些規(guī)律對(duì)于任何形式的網(wǎng)絡(luò),無(wú)論其中的風(fēng)路是按需分配還是自然分配,都能適用,故稱為普遍規(guī)律。

五、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)基本形式及其特性

1、串聯(lián)風(fēng)路及其特性

兩條或兩條以上的網(wǎng)絡(luò)分支彼此首尾順序相聯(lián),中間沒有分叉的聯(lián)接形式稱為串聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。也稱“一條龍”通風(fēng)。

串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)量與各分支的風(fēng)量相等。

串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)壓等于各分支風(fēng)壓之和。

串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻等于各分支風(fēng)阻之和。

串聯(lián)風(fēng)路的總等積孔平方的倒數(shù),等于各分支的等積孔平方的倒數(shù)之和。

2、并聯(lián)風(fēng)路及其特性

兩條或兩條以上的分支從同一個(gè)支點(diǎn)分開,又在另一節(jié)點(diǎn)同時(shí)匯合的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)稱為并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。

并聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量之和。

并聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)壓等于任一分支的風(fēng)壓。

并聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻平方根的倒數(shù)等于并聯(lián)各分支風(fēng)阻平方根倒數(shù)之和。

并聯(lián)風(fēng)路的總等積孔等于各分支等積孔之和。

3、角聯(lián)風(fēng)路及其特性

角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是指在兩條并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中間又有一條或一條以上分支與兩并聯(lián)分支相通,不與并聯(lián)的公共節(jié)點(diǎn)相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。

六、風(fēng)筒百米漏風(fēng)率計(jì)算

P=×10000

P—風(fēng)筒百米漏風(fēng)率; Q吸—局扇風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量;

Q出—局扇風(fēng)機(jī)風(fēng)筒出風(fēng)量;L—掘進(jìn)工作面的風(fēng)筒長(zhǎng)度

風(fēng)筒百米漏風(fēng)率符合以下規(guī)定(集團(tuán)公司規(guī)定)

通風(fēng)距離/m

<200

200500

5001000

10002000

>2000

L100/100%

<15

<10

<3

<2

<1.5

    七、瓦斯涌出量計(jì)算

1絕對(duì)瓦斯涌出量:?jiǎn)挝粫r(shí)間涌出的瓦斯體積,單位m3/min

Qg=Q×C(CH4

式中 Qg-絕對(duì)瓦斯涌出量, m3/min; Q-風(fēng)量,m3/min;CCH4)-風(fēng)流中的平均瓦斯?jié)舛龋?。

2相對(duì)瓦斯涌出量:平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌出的瓦斯量,單位 m3/t

qg=1440×Qg/ Td

式中 qg-相對(duì)瓦斯涌出量,m3/t;Qg-絕對(duì)瓦斯涌出量,m3/min;Td-與瓦斯涌出量相應(yīng)區(qū)域的平均日產(chǎn)煤量,t/d。

八、瓦斯修正值計(jì)算和二氧化碳測(cè)定方法

光學(xué)瓦斯測(cè)定器是在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1.01×105Pa)溫度20℃的條件下標(biāo)定刻度的。當(dāng)被測(cè)地點(diǎn)大氣壓力超過(1.01×105±100)Pa、溫度超過(20±2)℃范圍時(shí),應(yīng)當(dāng)進(jìn)行修正。修正的方法是將已測(cè)得的瓦斯或二氧化碳濃度值乘以校正系數(shù)K’。

K’=101.325/p·T/293=345.82T/P

式中T—測(cè)定地點(diǎn)絕對(duì)溫度,絕對(duì)溫度T與攝氏溫度t的關(guān)系為:T=t+273

    P—測(cè)定地點(diǎn)的大氣壓力,Pa

使用光學(xué)瓦斯測(cè)定器測(cè)定二氧化碳濃度

用光學(xué)瓦斯測(cè)定器測(cè)定二氧化碳濃度時(shí),要首先測(cè)出瓦斯?jié)舛龋缓笕サ舳趸嘉展?,在測(cè)定出瓦斯和二氧化碳混合氣體的濃度,后者減去前者,再乘以0.955的校正系數(shù)(由于二氧化碳的折射率與瓦斯折射率相差不大,一般測(cè)定時(shí),也可不校正)即為所要測(cè)定的二氧化碳濃度。

九、礦井瓦斯等級(jí)劃分和認(rèn)定

1、礦井瓦斯等級(jí)劃分為:

(1)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井(以下簡(jiǎn)稱突出礦井);

(2)高瓦斯礦井;

(3)瓦斯礦井。

2、同時(shí)滿足下列條件的礦井為瓦斯礦井:

(1)礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10m3/t;             

(2)礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等于40m3/min;

(3)礦井各掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量均小于或等于3m3/min;

(4)礦井各采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量均小于或等于5m3/min

一的礦井為出形式、

3、具備下列情形之一的礦井為高瓦斯礦井:

(1)礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t;

(2)礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3/min;

(3)礦井任一掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3/min;

(4)礦井任一采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min。

4、具備下列情形之一的礦井為突出礦井:

(1)發(fā)生過煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出的;

(2)經(jīng)鑒定具有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出煤(巖)層的;

(3)依照有關(guān)規(guī)定有按照突出管理的煤層,但在規(guī)定期限內(nèi)未完成突出危險(xiǎn)性鑒定的。

十、礦井風(fēng)量富裕系數(shù)相關(guān)知識(shí)(以我礦為例)

1、風(fēng)量富裕系數(shù)

我礦目前總進(jìn)風(fēng)量為16786m3/min,總回風(fēng)量為17068 m3/min,我礦一采區(qū)需風(fēng)量為6342 m3/min,三采區(qū)需風(fēng)量為7690 m3/min,按照山西焦煤集團(tuán)礦井通風(fēng)能力富裕系數(shù)不小于1.5要求,一采區(qū)需配風(fēng)量為9513m3/min,三采區(qū)需配風(fēng)量為11535 m3/min,現(xiàn)我礦一采區(qū)實(shí)際配風(fēng)量為8074m3/min,三采區(qū)實(shí)際配風(fēng)量為8712m3/min,一采區(qū)實(shí)際風(fēng)量富裕系數(shù)為1.27,三采區(qū)實(shí)際風(fēng)量富裕系數(shù)為1.13。

目前礦井風(fēng)量情況統(tǒng)計(jì)表

采區(qū)

需風(fēng)量

m3/min

實(shí)際配風(fēng)量

m3/min

應(yīng)配風(fēng)量

m3/min

備注

一采區(qū)

6342

8074

9513

-1439

三采區(qū)

7690

8712

11535

-2823

全礦井

14032

16786

21048

-4262

備注:

需風(fēng)量:根據(jù)礦井采掘工作面、硐室及其他巷道所有用風(fēng)地點(diǎn),按照現(xiàn)場(chǎng)條件及相關(guān)規(guī)定,計(jì)算所得需配的風(fēng)量;

實(shí)際配風(fēng)量:礦井所有用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際配備風(fēng)量(此數(shù)據(jù)能反應(yīng)實(shí)際風(fēng)量富裕系數(shù),即實(shí)際配風(fēng)量與需配風(fēng)量的比值);

應(yīng)配風(fēng)量:根據(jù)山西焦煤集團(tuán)礦井應(yīng)配風(fēng)量按需風(fēng)量1.5富裕系數(shù)計(jì)算所得(應(yīng)配風(fēng)量=需風(fēng)量×1.5)。

通風(fēng)富裕系數(shù):平衡礦井內(nèi)部漏風(fēng)和配風(fēng)不均勻等因素而采用的系數(shù),高瓦斯礦井k值取1.20。(根據(jù)國(guó)家AQ1028-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定)

2、礦井有效風(fēng)量率

我礦現(xiàn)有效風(fēng)量為15257m3/min,總進(jìn)風(fēng)量為16801m3/min,有效風(fēng)量率為90.8%。(根據(jù)省廳安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定礦井有效風(fēng)量率應(yīng)87%)。

(1)、礦井有效風(fēng)量:送到采掘工作面、硐室、和其他用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量總稱。

2)、礦井有效風(fēng)量率:礦井有效風(fēng)量占礦井總進(jìn)風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)。

十一、相關(guān)通風(fēng)參數(shù)規(guī)定值

礦井有害氣體最高允許濃度

名稱

最高允許濃度(%)

一氧化碳CO

0.0024

氧化氮(換算成二氧化氮NO2

0.00025

二氧化硫SO2

0.0005

硫化氫H2S

0.00066

NH3

0.004

井巷中的允許風(fēng)流速度

井巷名稱

允許風(fēng)速/(m/s)

最低

最高

無(wú)提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐


15

專為升降物料的井筒


12

風(fēng) 橋


10

升降人員和物料的井筒


8

主要進(jìn)、回風(fēng)巷


8

架線電機(jī)車巷道

1.0

8

運(yùn)輸機(jī)巷,采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷

0.25

6

采煤工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷

0.25

4

掘進(jìn)中的巖巷

0.15

4

其他通風(fēng)人行巷道

0.15


注1:設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒,風(fēng)速不得超過8 m/s;梯子間四周經(jīng)過封閉后,井筒中的最高允許風(fēng)速可按表中有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

注2:無(wú)瓦斯涌出的架線電機(jī)車巷道中的最低風(fēng)速可低于1.0 m/s,但不得低于0.5 m/s。

注3:綜合機(jī)械化采煤工作面,在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后,其最大風(fēng)速可高于4m/s的規(guī)定值,但不得超過5 m/s。

注4:專用排瓦斯巷道的風(fēng)速不得低于0.5m/s,抽放瓦斯巷道的風(fēng)速不應(yīng)低于0.5 m/s。

礦井通風(fēng)阻力要求

礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量

M3/min

系統(tǒng)的通風(fēng)阻力

Pa

<3000

<1500

3000~5000

<2000

5000~10000

<2500

10000~20000

<2940

>20000

<3920

第二章   抽采、防突方面

一、名詞解釋

礦井瓦斯涌出量

從煤層和巖層以及采落的煤(巖)體涌入礦井中的氣體總量,礦井進(jìn)行瓦斯抽放時(shí)應(yīng)包括抽放瓦斯量。

絕對(duì)瓦斯涌出量

單位時(shí)間內(nèi)從煤層和巖層以及采落的煤(巖)體所涌出的瓦斯量,單位采用m3/min。

相對(duì)瓦斯涌出量

平均每產(chǎn)1t煤所涌出的瓦斯量,單位為m3/t。

殘存瓦斯量

常壓狀態(tài)下,煤樣解吸后殘留在煤樣中的瓦斯量。

損失瓦斯量

煤樣從暴露到開始測(cè)定解吸量期間所遺失的瓦斯量。

粉碎前自然解吸瓦斯量

在常壓狀態(tài)下,煤樣井下解吸后運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室粉碎前所解吸的瓦斯量。

粉碎前脫氣量

在負(fù)壓狀態(tài)下,煤樣在粉碎前所解吸的瓦斯量。

粉碎后自然解吸瓦斯量

在常壓狀態(tài)下,煤樣在粉碎機(jī)中粉碎到95%以上煤樣粒度小于0.25mm時(shí)所解吸的瓦斯量。

粉碎后脫氣量

在負(fù)壓狀態(tài)下,煤樣在粉碎機(jī)中粉碎到80%以上煤樣粒度小于0.25mm時(shí)所解吸的瓦斯量。

常壓不可解吸瓦斯量

在常壓狀態(tài)下,粉碎解吸后仍殘存在煤樣中不可解吸的瓦斯量。

抽采煤量

通過抽采后達(dá)標(biāo)的煤量。

卸壓瓦斯抽采

抽采受采動(dòng)影響和經(jīng)人為松動(dòng)卸壓煤(巖)層的瓦斯。

強(qiáng)化抽采

針對(duì)一些透氣性低、采用常規(guī)的預(yù)抽方式難以奏效的煤層而采取的特殊抽采方式。

礦井瓦斯儲(chǔ)量

煤田開采過程中,能夠向開采空間排放瓦斯的煤層和巖層中賦存瓦斯的總量。

高位鉆孔

指在風(fēng)巷向開采煤層頂板施工的抽采鉆孔(進(jìn)入裂隙帶)。

高抽巷

在開采層頂部處于采動(dòng)影響形成的裂隙帶內(nèi)掘進(jìn)的專用抽采瓦斯巷道。

水力壓裂

在鉆孔內(nèi)以高壓水作為動(dòng)力,在無(wú)自由面的情況下使煤體裂隙暢通的一種措施。

深孔預(yù)裂爆破

在工作面采掘前施工一定深度的鉆孔,并在鉆孔內(nèi)裝填炸藥,利用炸藥爆破作為動(dòng)力,使煤體裂隙增大,提高煤層透氣性的一種措施。

礦井瓦斯儲(chǔ)量

指礦井可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量、受采動(dòng)影響后能夠向開采空間間排放的不可采煤層及圍巖瓦斯儲(chǔ)量之和。

瓦斯抽采量

指礦井抽出瓦斯氣體中的純瓦斯量。

可抽瓦斯量

指瓦斯儲(chǔ)量中在當(dāng)前技術(shù)水平下能被抽出來的最大瓦斯量。

煤層透氣性系數(shù)

表征煤層對(duì)瓦斯流動(dòng)的阻力、反映瓦斯沿煤層流動(dòng)難易程度的系數(shù)。

鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)

表示鉆孔瓦斯流量隨時(shí)間延長(zhǎng)呈衰減變化的系數(shù)。

二、有下列情況之一的礦井必須進(jìn)行瓦斯抽采,并實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo):

1、開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的;

2、一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min或者一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3/min的;

3、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于或等于40m3/min的;

4、礦井年產(chǎn)量為1.0~1.5Mt,其絕對(duì)瓦斯涌出量大于30m3/min的;

5、礦井年產(chǎn)量為0.6~1.0Mt,其絕對(duì)瓦斯涌出量大于25m3/min的;

6、礦井年產(chǎn)量為0.4~0.6Mt,其絕對(duì)瓦斯涌出量大于20m3/min的;

7、礦井年產(chǎn)量等于或小于0.4Mt,其絕對(duì)瓦斯涌出量大于15m3/min的。

三、瓦斯抽采礦井必須滿足以下八項(xiàng)基礎(chǔ)條件,不符合下列情況之一的,應(yīng)當(dāng)判定為抽采基本條件不達(dá)標(biāo):

1、經(jīng)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)或者礦井瓦斯等級(jí)鑒定、評(píng)估符合應(yīng)當(dāng)建立瓦斯抽采系統(tǒng)的礦井,礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)及抽采系統(tǒng)工程報(bào)省煤炭工業(yè)廳備案或?qū)徟Ⅱ?yàn)收合格,且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定;建立移動(dòng)抽采系統(tǒng)的礦井,抽采設(shè)計(jì)及抽采系統(tǒng)工程報(bào)集團(tuán)公司通風(fēng)處審批、驗(yàn)收合格,且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

2、抽采泵站的裝機(jī)能力和管網(wǎng)能力應(yīng)當(dāng)滿足瓦斯抽采達(dá)標(biāo)的要求。備用泵能力不得小于運(yùn)行泵中最大一臺(tái)單泵的能力;運(yùn)行泵的裝機(jī)能力不得小于瓦斯抽采達(dá)標(biāo)時(shí)應(yīng)抽采瓦斯量對(duì)應(yīng)工況流量的2倍。

3、礦井在編制生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃和年度生產(chǎn)計(jì)劃時(shí),必須同時(shí)組織編制相應(yīng)的瓦斯抽采達(dá)標(biāo)規(guī)劃和年度實(shí)施計(jì)劃,確?!俺?、掘、采平衡”。

4、礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)規(guī)定。采掘工作面抽采工程必須由礦編制專項(xiàng)設(shè)計(jì),經(jīng)礦總工程師審核,報(bào)集團(tuán)公司總工程師批準(zhǔn)。

5、采掘工作面抽采工程竣工后,必須由礦總工程師組織相關(guān)部門進(jìn)行驗(yàn)收,相關(guān)負(fù)責(zé)人簽字;并繪制抽采工程竣工圖和記錄保存施工過程中的異?,F(xiàn)象(如噴孔、頂鉆、卡鉆)等內(nèi)容。

6、瓦斯抽采礦井必須建立瓦斯抽采達(dá)標(biāo)自評(píng)價(jià)工作體系和瓦斯抽采管理制度。

7、建立、完善瓦斯抽采監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)時(shí)監(jiān)控管網(wǎng)瓦斯?jié)舛?、壓力或壓差、流量、溫度等參?shù)及設(shè)備的開停狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。計(jì)量測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在泵站、主管、分(支)管、采區(qū)支管及需要單獨(dú)評(píng)價(jià)的區(qū)域分支、鉆場(chǎng)等測(cè)點(diǎn),抽采瓦斯計(jì)量裝置應(yīng)當(dāng)符合相關(guān)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,定期檢測(cè)。

8、建立瓦斯抽采效果評(píng)判測(cè)試技術(shù)分析實(shí)驗(yàn)室、且儀器、儀表配備齊全。

四、瓦斯抽采量計(jì)算

1、工況狀態(tài)下混合量及純量計(jì)算公式

(1)工況狀態(tài)下混合量計(jì)算公式

式中:Q工混—工況狀態(tài)下所抽出的混合氣體的總量,m3/min

H—孔板前后壓差(節(jié)流),mmH2O

K—孔板流量系數(shù)

(2)工況狀態(tài)下純量計(jì)算公式

式中:Q工混—工況狀態(tài)下所抽出的各種混合氣體的總量,m3/min

Q工純—工況狀態(tài)下所抽出的純瓦斯氣體量,m3/min

X—抽采管道中的瓦斯?jié)舛龋?

2、標(biāo)況狀態(tài)下混合量及純量計(jì)算公式

1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混合量計(jì)算公式為:

Q標(biāo)混=K××××

(2)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下純量計(jì)算公式為:

Q標(biāo)純=Q標(biāo)混×X

五、煤層可解析瓦斯含量的確定

Wj=W-Wc

式中:W—煤層原始瓦斯含量,m3/t   Wc—煤在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下的殘存瓦斯含量

Wj—煤的可解析瓦斯含量

六、瓦斯抽采方面相關(guān)規(guī)定值

中興礦各煤層主要參數(shù)匯總表

  參數(shù)

煤層

ΔP

f

壓力

(MPa)

含量

(m3/t)

百米鉆孔初始瓦斯流量

(m3/min·hm)

衰減

系數(shù)

(d-1)

透氣性系數(shù)

(m2/(MPa2·d))

2

8

0.48

0.41

6.47

0.0262-0.0429

0.3820-0.4104

0.0155-0.0437

4

9

0.34

0.44

7.05

0.0123-0.0741

0.46-1.1267

0.0056-0.0085

5

8

0.44

0.65

7.28

0.0090-0.038

0.6931-1.1875

0.015-0.0802

6

7.3

0.58

0.45

5.696

0.0045

0.048

6.9747

8

6.9

0.65

0.82

7.929

0.0039

0.049

1.2

9

9.0

0.78

0.50

8.007

0.0025

0.034

1.337

煤層可抽放性分類表

分類              指標(biāo)

煤層百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(d-1

煤層透氣性系數(shù)(m2/(MPa2.d)

容易抽放

<0.003

>10

勉強(qiáng)抽放

0.003-0.05

10-0.1

難以抽放

>0.05

<0.1

綜上分析:我礦2#、4#、5#煤層均屬于難抽放煤層,6、8、9煤層均為勉強(qiáng)抽放煤層。

采煤工作面回采前煤的可解吸量應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)

工作面日產(chǎn)量t

可解吸瓦斯量Wt

備注

≤1000

≤8


1000~2500

≤7


2501~4000

≤6


4001~6000

≤5.5


6001~8000

≤5


8001~10000

≤4.5


>10000

≤4


礦井瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)

礦井絕對(duì)瓦斯涌出量Q(m3/min

礦井瓦斯抽采率(%)

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

七、掘進(jìn)工作面瓦斯抽采效果評(píng)判應(yīng)根據(jù)下列規(guī)定進(jìn)行:

1、瓦斯預(yù)抽時(shí)間不小于6個(gè)月;

2、評(píng)價(jià)單元瓦斯可解析量降至原始含量的50%以下;

3、評(píng)價(jià)單元瓦斯壓力降至原始瓦斯壓力的50%以下;

4、工作面同時(shí)滿足風(fēng)速不超過4m/s、回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%。

八、采煤工作面瓦斯抽采效果評(píng)判應(yīng)根據(jù)下列規(guī)定進(jìn)行:

1、煤層瓦斯預(yù)抽時(shí)間必須大于6個(gè)月以上(以最后抽采鉆孔計(jì)算);

2、評(píng)價(jià)單元瓦斯可解析量降至原始含量的50%以下;

3、評(píng)價(jià)單元瓦斯壓力降至原始瓦斯壓力的50%以下。

4、對(duì)瓦斯涌出量主要來自于鄰近層或圍巖的采煤工作面,工作面抽采效果達(dá)標(biāo)評(píng)判可根據(jù)同一煤層相鄰工作面開采時(shí)瓦斯量計(jì)算工作面抽采率,當(dāng)采煤工作面瓦斯抽采率滿足(下表)規(guī)定時(shí),工作面同時(shí)滿足風(fēng)速不超過4m/s、回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%時(shí),瓦斯抽采效果判斷為達(dá)標(biāo)。

采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)

工作面絕對(duì)瓦斯涌出量Q(m3/min

工作面瓦斯抽采率(%)

5≤Q<10

≥20

10≤Q<20

≥30

20≤Q<40

≥40

40≤Q<70

≥50

70≤Q<100

≥60

100≤Q

≥70

九、防突方面相關(guān)知識(shí)

(一)區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方法

1、單項(xiàng)指標(biāo)法

采用煤的破壞類型,瓦斯放散初速度(△p),煤的堅(jiān)固性系數(shù)(f)和煤層瓦斯壓力(P)作為預(yù)測(cè)指標(biāo),各種指標(biāo)的突出危險(xiǎn)臨界值應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料確定,無(wú)實(shí)測(cè)資料時(shí)可參考下表所列數(shù)據(jù)。只有全部指標(biāo)達(dá)到或超過其臨界值時(shí)方可劃為突出煤層。

預(yù)測(cè)煤層突出危險(xiǎn)性單項(xiàng)臨界指標(biāo)值

煤層突出危險(xiǎn)性

煤的破壞類型

瓦斯放散初速度指標(biāo)△P

煤的堅(jiān)固性系數(shù)f

煤層瓦斯壓力p/Mpa

突出危險(xiǎn)性

Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ

≥10

≤0.5

≥0.74

無(wú)突出危險(xiǎn)性

Ⅰ、Ⅱ

<10

>0.5

<0.74

煤的破壞類型分類表

破壞類型

光澤

構(gòu)造與構(gòu)造特征

節(jié)理性質(zhì)

節(jié)理面

性質(zhì)

斷口性質(zhì)

手試

強(qiáng)度

I

(非破

壞煤)

亮與半亮

層狀構(gòu)造,塊狀構(gòu)造,條帶清晰明顯

一組或二三組節(jié)理,節(jié)理系統(tǒng)發(fā)達(dá),有次序

有充填物(方解石),次生面少,節(jié)理、劈理面平整

參差階狀,貝狀,波浪狀

堅(jiān)硬,用手難以掰開

II

(破壞煤)

亮與半亮

1、尚未失去層狀,較有次序

2、條帶明顯,有時(shí)扭曲,有錯(cuò)動(dòng)

3、不規(guī)則塊狀,多棱角

4、有擠壓特征

次生節(jié)理面多,且不規(guī)則,與原生節(jié)理呈網(wǎng)狀節(jié)理

節(jié)理面有擦紋、滑皮。節(jié)理平整,易掰開

殘差多角

用手極易剝成小塊,中等硬度

III類煤

(強(qiáng)烈破壞煤)

半亮與半暗

1、彎曲呈透鏡體構(gòu)造

2、小片狀構(gòu)造

3、細(xì)小碎塊,層理紊亂無(wú)次序

節(jié)理不清,系統(tǒng)不達(dá)到,次生節(jié)理密度大

有大量擦痕

殘差及

粒狀

用手捻之可成粉末、碎粒

IV類煤

(粉碎煤)

暗淡

粒狀或小顆粒膠結(jié)而成,形似天然煤團(tuán)

無(wú)節(jié)理,成粘塊狀


粒狀

用手捻之可成粉末

V類煤

(全粉煤)

暗淡

1、土狀構(gòu)造,似土質(zhì)煤

2、如斷層泥狀



土狀

易捻成粉末,疏松

2、瓦斯地質(zhì)統(tǒng)計(jì)法。

根據(jù)已開采區(qū)域的煤層賦存和地質(zhì)構(gòu)造情況以及突出分布規(guī)律,劃分出突出危險(xiǎn)區(qū)、突出威脅區(qū)。

突出危險(xiǎn)區(qū)應(yīng)符合下列條件:

①上水平發(fā)生過一次突出的區(qū)域;下水平的垂直對(duì)應(yīng)區(qū)域應(yīng)預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)區(qū);

②根據(jù)上水平突出點(diǎn)分布;地質(zhì)構(gòu)造情況;突出點(diǎn)距斷層最遠(yuǎn)距離線情況;上水平地質(zhì)構(gòu)造分布,推測(cè)下水平或下采區(qū)的突出危險(xiǎn)性情況(如下圖);

③未劃定的其他區(qū)域?yàn)橥怀鐾{區(qū)。

3、綜合指標(biāo)法預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性計(jì)算公式

D=(0.0075H/f-3)·(p-0.74)

K=△P/ f

式中D—煤層突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)

K—煤的突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)

H—開采深度,m

P—煤層瓦斯壓力,取兩鉆孔瓦斯壓力最大值,MPa

△P—軟分層煤的瓦斯放散初速度指標(biāo)

f—軟分層煤的堅(jiān)固性系數(shù)

綜合指標(biāo)預(yù)測(cè)煤層區(qū)域突出危險(xiǎn)性的臨界指標(biāo)

煤層突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)

突出危險(xiǎn)性

D

K

無(wú)煙煤

其他煤種

≥0.25

≥20

≥15

突出危險(xiǎn)性

<0.25

<20

<15

無(wú)突出危險(xiǎn)性

注:(1)、如果D=(0.0075H/f-3)·(p-0.74)式中,兩括號(hào)內(nèi)計(jì)算都為負(fù)值時(shí),無(wú)論D值大小,都為突出威脅區(qū)。

(2)、地質(zhì)勘探和新建井進(jìn)行突出預(yù)測(cè)時(shí),突出威脅區(qū)視為無(wú)突出危險(xiǎn)煤層。

(3)、采用綜合指標(biāo)法對(duì)煤層進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)時(shí),應(yīng)符合下列要求:

①在巖石工作面向突出煤層至少打兩個(gè)測(cè)壓孔,測(cè)定瓦斯壓力(P),取其最大值;

②在打測(cè)壓孔過程中,每米煤鉆孔采取一個(gè)煤樣,測(cè)定煤的堅(jiān)固性系數(shù)(f),將兩個(gè)測(cè)壓孔所測(cè)得的堅(jiān)固性系數(shù)量最小值加以平均,作為該煤層平均堅(jiān)固性系數(shù);

③將堅(jiān)固性系數(shù)最小的兩個(gè)煤樣混合后,測(cè)定煤的瓦斯放散速度指標(biāo)(△p);

④測(cè)定后,填寫綜合指標(biāo)法預(yù)測(cè)區(qū)域突出危險(xiǎn)性報(bào)告表,見下表。

綜合指標(biāo)預(yù)測(cè)區(qū)域突出危險(xiǎn)性報(bào)告表

          

煤層


水平


石門


距地表垂深/m


煤層瓦斯壓力測(cè)定

鉆孔編號(hào)

鉆孔直徑/mm

孔長(zhǎng)/m

鉆孔傾角

瓦斯壓力隨時(shí)間變化曲線

巖孔

煤孔

合計(jì)














封孔長(zhǎng)度/m

封孔日期

(年、月、日)

安設(shè)瓦斯壓力表日期

(年、月、日)

最大瓦斯壓力/MPa









煤的堅(jiān)固性系數(shù)


煤的瓦斯散放初速度指標(biāo)△p


煤層突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)D


煤層突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)K


突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)


預(yù)測(cè)人



通風(fēng)科長(zhǎng)


地測(cè)科長(zhǎng)



礦總工程師














4、地質(zhì)構(gòu)造指標(biāo)法

煤與瓦斯突出與地質(zhì)構(gòu)造有明顯關(guān)系,這實(shí)踐證明的。但是,由于煤與瓦斯突出機(jī)理比較復(fù)雜,各地區(qū)、礦區(qū)、礦地質(zhì)構(gòu)造又有很大不同,做出準(zhǔn)確的定量判斷很困難。

我國(guó)研究煤與瓦斯突出的校所,摸索出一整套方法,通過地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行預(yù)測(cè),雖然不能做出準(zhǔn)確預(yù)測(cè),但在作為定性判斷,還是很有參考價(jià)值的。

①傾角標(biāo)準(zhǔn)差:

用煤層傾角變化,反映局部褶曲發(fā)育情況。α越大越危險(xiǎn)。

式中   α——傾角標(biāo)準(zhǔn)差;

      Xi——每一測(cè)量點(diǎn)的傾角;

      ——統(tǒng)計(jì)地區(qū)平均傾角;

      n——測(cè)量點(diǎn)數(shù)。

②變形系數(shù):

用煤層相對(duì)變形大小,判斷突出可能性。越大越危險(xiǎn)。

式中   KB——變形系數(shù);

      L′——剖面中煤層頂(底)板上兩點(diǎn)實(shí)際變形長(zhǎng)度;

      L——兩點(diǎn)的水平變形長(zhǎng)度。

③小斷層密度:

用單位面積或長(zhǎng)度內(nèi)的小斷層個(gè)數(shù),判斷突出危險(xiǎn)性。越大越危險(xiǎn)。

④煤厚標(biāo)準(zhǔn)差:

用煤的厚度變化,判斷突出危險(xiǎn)性。越大越危險(xiǎn)。

式中   Hm——煤厚標(biāo)準(zhǔn)差;

      Hmi——某一測(cè)點(diǎn)煤厚;

      ——統(tǒng)計(jì)區(qū)域內(nèi)平均煤厚;

      n——觀測(cè)點(diǎn)數(shù)。

⑤煤厚變異系數(shù):

用煤厚變化幅度,判斷突出危險(xiǎn)性。

⑥煤層揉皺系數(shù):

用煤層被揉皺情況,判斷突出危險(xiǎn)性。

式中   K10——揉皺系數(shù);

      h2——二類結(jié)構(gòu)煤厚度;

      h3-4——三、四類結(jié)構(gòu)煤厚度和;

      M——煤層總厚度。

(二)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)

工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè),也稱局部預(yù)測(cè)。它主要是對(duì)石門揭煤、煤掘工作面和采煤工作面的危險(xiǎn)性進(jìn)行預(yù)測(cè)。

局部預(yù)測(cè)指標(biāo)主要有:鉆孔鉆屑量(S)、瓦斯解吸指標(biāo)(△h2K1)、鉆孔瓦斯涌出初速度(q)、R值及鉆屑溫度、煤體溫度、煤層瓦斯涌出量等。最常用的指標(biāo)有:S、△h2K1、q、R。

1、石門揭煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。

石門揭煤工作面可采用綜合指標(biāo)法、鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法或經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證實(shí)有效的其他方法預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性。

①綜合指標(biāo)法。見區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)方法。

②鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法。鉆孔瓦斯解吸指標(biāo)是反應(yīng)瓦斯壓力,瓦斯含量和煤層特征的一個(gè)指標(biāo)。當(dāng)煤層瓦斯壓力大,瓦斯含量高,煤層吸附瓦斯能力強(qiáng)時(shí),更容易突出。但直接測(cè)定煤層這種瓦斯解吸能力又很困難。人們通過研究,采用試驗(yàn)?zāi)M方法,間接進(jìn)行測(cè)量,提出了△h2K1概念。

在石門工作面距煤層最小垂距為3~10m,利用探明煤層賦存條件和瓦斯情況的鉆孔或至少打兩個(gè)直徑為50~75mm的預(yù)測(cè)鉆孔,在其鉆進(jìn)煤層時(shí),用1~3mm的篩子篩分鉆屑,測(cè)定其瓦斯解吸指標(biāo)△h2K1。

h2:即在固定炭粒度(1~3mm),固定煤炭重量(10g),固定暴露時(shí)間(3min)和固定測(cè)量時(shí)間(2min)情況下,測(cè)定瓦斯解吸量。但直接測(cè)量解吸量很困難,而測(cè)量產(chǎn)生的瓦斯壓力更容易,于是就產(chǎn)生了△h2

K1:是煤樣從煤體脫落暴露后,第1分鐘內(nèi),每克煤的累積瓦斯解吸量。它的理論依據(jù)是:

式中   Q——煤樣解吸測(cè)定開始后,t分鐘時(shí),解吸每克煤樣累積瓦斯解吸量;

      W1——解吸測(cè)定開始前,煤樣在暴露時(shí)間內(nèi)損失的瓦斯解吸量,mL/g;

      t1——取樣到啟動(dòng)儀時(shí)間,min;

      t2——解吸測(cè)定時(shí)間,min;

      t3——煤樣從煤體脫落到鉆孔口時(shí)間(一般取0.1L,L為鉆孔長(zhǎng)度,m),min。

由于式中有兩個(gè)未知數(shù),K1W1,需要用作圖法或試算法獲得。

鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)的突出臨界值,應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定;如無(wú)實(shí)測(cè)出數(shù)據(jù)可參照規(guī)定:兩項(xiàng)指標(biāo)滿足下表規(guī)定值,為突出危險(xiǎn)工作面。

鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)石門工作面突出危險(xiǎn)的臨界值

指標(biāo)

干煤

濕煤

h2/Pa

≥200

≥160

K1/mL·g-1·min-1/2

≥0.5

≥0.4

2、煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。

在突出區(qū)域中的煤巷掘進(jìn)工作面,可采用以下方法之一預(yù)測(cè)其突出危險(xiǎn)性;鉆孔瓦斯涌出初速度法、R值指標(biāo)法、鉆屑指標(biāo)法和其他經(jīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)有效的方法(如鉆屑溫度、煤體溫度、爆破后的瓦斯涌出量等)。

①鉆孔瓦斯涌出初速度法。鉆孔瓦斯涌出初速度是測(cè)定鉆孔自然涌出瓦斯多少的一個(gè)指標(biāo)。它相當(dāng)于間接地表明了瓦斯含量、瓦斯壓力及解吸能力等情況。它的定義是鉆孔打完后,立即封鉆孔,在2min內(nèi),測(cè)得的自然涌出瓦斯流量(L/min)。

采用鉆孔瓦斯涌出初速度預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí),應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:

在掘進(jìn)工作面的軟分層中,靠近巷道兩幫,各打一個(gè)平行于巷道掘進(jìn)方向,直徑42mm、深度為0.5m(如左圖);

用專門的封孔器封孔,封孔后的測(cè)量室長(zhǎng)度為0.5m。

鉆孔瓦斯涌出初速度的測(cè)定,必須在打完鉆孔2min內(nèi)完成;

鉆孔瓦斯涌出初速度的臨界值qm與煤的揮發(fā)分有關(guān),應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料分析確定;如無(wú)實(shí)測(cè)資料,可參照下表中的臨界值qm。當(dāng)時(shí)測(cè)的q值等于或大于qm時(shí),煤巷掘進(jìn)工作面有突出危險(xiǎn);否則,預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面。

鉆孔瓦斯涌出初速度臨界值

煤的揮發(fā)分/%

3~15

15~20

20~30

>30

鉆孔瓦斯涌出初速度qm/min-1

5.0

4.5

4.0

4.5

②R值指標(biāo)法。R值是綜合預(yù)測(cè)指標(biāo)。它是反應(yīng)地應(yīng)力、煤質(zhì)特征、瓦斯賦存狀況的指標(biāo)。

采用R值指標(biāo)預(yù)測(cè)煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性時(shí),應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:

在煤掘工作面打2個(gè)(傾角和急傾斜煤層)或3個(gè)(緩傾斜煤層)直徑為42mm、孔深5.5~6.5m鉆孔。鉆孔應(yīng)布置在軟分層中。1個(gè)鉆孔打在工作面中部并平行掘進(jìn)方向,另1個(gè)鉆孔的終孔點(diǎn)位于巷道輪廓線外2-4m處。

鉆孔每打1m,測(cè)得一次鉆屑量和鉆孔瓦斯涌出初速度,測(cè)量室的長(zhǎng)度取0.5m。取每個(gè)鉆孔最大Smax和qmax,按下列公式算出Rmax:

R=(Smax-1.8)×(qmax-4)

式中   R ——綜合指標(biāo);

Smax——測(cè)量鉆孔單位長(zhǎng)度(m)最大鉆屑量(L/m);

qmax——測(cè)量鉆孔單位長(zhǎng)度(m)最大瓦斯涌出初速度(L/m·min)。

判斷突出危險(xiǎn)性的臨界指標(biāo)Rm應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料確定,如無(wú)實(shí)測(cè)資料,可取Rm=6,當(dāng)任何一個(gè)鉆孔的R≥6時(shí),工作面為突出危險(xiǎn)工作面;當(dāng)R≤6時(shí)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面;當(dāng)R為負(fù)值時(shí),應(yīng)用正值項(xiàng)單項(xiàng)指標(biāo)。

采用R值指標(biāo)法預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)時(shí),每預(yù)測(cè)循環(huán)應(yīng)留有2m的預(yù)測(cè)超前距。

③鉆屑量指標(biāo)法。鉆孔鉆屑量指標(biāo)(S)是反應(yīng)地應(yīng)力大小、煤的結(jié)構(gòu)特征的指標(biāo)。地應(yīng)力大、煤質(zhì)松軟、鉆屑量就大。

一般正常鉆孔鉆屑量:

式中   S0——鉆孔正常鉆屑量,kg/m或L/m;

      π——3.1416;

      R——鉆孔直徑,m;

      d0——煤的密度,取1400kg/m3;

      1.3——鉆頭在鉆孔中超切削系數(shù)。

當(dāng)鉆頭為42mm時(shí),正常鉆屑量為1.8L/m或2.4kg/m。

當(dāng)鉆孔每米鉆屑量大于或等于3倍正常鉆屑量,即Smax≥3S0時(shí)(5.4L/m或6kg/m),認(rèn)為有突出危險(xiǎn)。

采用鉆屑量指標(biāo)法預(yù)測(cè)煤掘工作面突出危險(xiǎn)性時(shí),應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:

在煤掘工作面打2個(gè)(傾斜和急傾斜煤層)或3個(gè)(緩傾斜煤層)直徑為42mm、孔深8~10m的鉆孔。鉆孔應(yīng)布置在軟分層中,1個(gè)鉆孔打在工作中部并平行掘進(jìn)方向,另1個(gè)鉆孔的終孔點(diǎn)位于巷道輪廓線外2~4m處。

鉆孔每打1m測(cè)定一次鉆屑量,每隔2m測(cè)定一次鉆屑解吸指標(biāo)。根據(jù)每個(gè)鉆孔沿孔長(zhǎng)每米最大鉆屑量Smax和鉆屑解吸指標(biāo)K1或△h2預(yù)測(cè)工作面突出危險(xiǎn)性。Smax、K1或△h2的突出危險(xiǎn)臨界值,應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定,如無(wú)實(shí)測(cè)資料可參照下表數(shù)據(jù)判斷工作面的突出危險(xiǎn)性。

鉆屑量突出危險(xiǎn)性臨界值

危險(xiǎn)性

h2

最大鉆屑量

K1

Pa

㎏·m-1

L·m-1

mL·-1·min-1/2

有突出危險(xiǎn)

200

6

4

0.5

無(wú)突出危險(xiǎn)

200

6

4

0.5

預(yù)測(cè)得到的任一指標(biāo)Smax、K1或△h2值等于或大于臨界值時(shí),該工作面預(yù)測(cè)為突出危險(xiǎn)工作面。

采用鉆屑量指標(biāo)法預(yù)測(cè)突出危險(xiǎn)性,當(dāng)預(yù)測(cè)為無(wú)突然危險(xiǎn)時(shí),每預(yù)測(cè)循環(huán)應(yīng)留有2m的預(yù)測(cè)超前距。

3、采煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)。

采煤工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)按下列步驟進(jìn)行:

①沿采煤工作面每隔10~15m布置一個(gè)預(yù)測(cè)鉆孔,鉆孔深度根據(jù)工作面的條件而定,但不得小于3.5m;

②可采用煤巷掘進(jìn)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)的方法,如鉆孔瓦斯涌出初速度法、R值指標(biāo)法、鉆屑指標(biāo)法等;

③當(dāng)預(yù)測(cè)為無(wú)突出危險(xiǎn)工作面時(shí),每預(yù)測(cè)循環(huán)應(yīng)留有2m超前距。

(三)兩個(gè)“四位一體”綜合防突措施是指區(qū)域綜合防突措施和局部綜合防突措施。

1、區(qū)域綜合防突措施包括下列內(nèi)容:

(1)、區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè);

(2)、區(qū)域防突措施;

(3)、區(qū)域措施效果檢驗(yàn);

(4)、區(qū)域驗(yàn)證。

2、局部綜合防突措施包括下列內(nèi)容:

(1)、工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè);

(2)、工作面防突措施;

(3)、工作面措施效果檢驗(yàn);

(4)、安全防護(hù)措施。   

第三章   防滅火方面基礎(chǔ)知識(shí)

一、煤自燃傾向性等級(jí)分類及分類指標(biāo)

1、煤自燃傾向性等級(jí)分類

煤自燃傾向性等級(jí)分為三類:Ⅰ類容易自燃、Ⅱ類自燃和Ⅲ類不易自燃。

2、煤自燃傾向性分類指標(biāo)

以每克干煤在常溫(30℃)、常壓(1.0133×105Pa)下的吸氧量作為分類的主指標(biāo),煤的自燃傾向性指標(biāo)如表1、表2。

表1   煤樣干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf>18%時(shí)自燃傾向性分類

自燃傾向性等級(jí)

自燃傾向性

煤的吸氧量Vd,cm3/g

Ⅰ類

容易自燃

Vd>0.70

Ⅱ類

自燃

0.40<Vd≤0.70

Ⅲ類

不易自燃

Vd≤0.40

表2   煤樣干燥無(wú)灰基揮發(fā)分Vdaf18%時(shí)自燃傾向性分類

自燃傾向性等級(jí)

自燃傾向性

煤的吸氧量Vd,cm3/g

全硫SQ,%

Ⅰ類

容易自燃

Vd≥1.00

≥2.00

Ⅱ類

自燃

Vd<1.00

Ⅲ類

不易自燃


<2.00

二、我礦各煤層自燃傾向性和發(fā)火期鑒定結(jié)果匯總

(02、2、4+5、)煤層自燃傾向性和發(fā)火期鑒定結(jié)果匯總表

煤層編號(hào)

采樣地點(diǎn)

自燃傾向性等級(jí)

自燃傾向性性質(zhì)

揮發(fā)分

(%)

全硫

(%)

吸氧量

(cm3/g)

最短發(fā)火期(天)

02

10211運(yùn)巷

Ⅱ類

自燃

20.13

0.44

0.69

89

30219運(yùn)巷

Ⅱ類

自燃

18.61

0.48

0.68


4

1207回風(fēng)巷

Ⅱ類

自燃

21.00

0.71

0.60

84

四采軌道巷

Ⅲ類

不易自燃

17.22

0.46

0.60


2

1209運(yùn)巷

Ⅰ類

容易自燃

18.39

1.68

0.82

53

3221運(yùn)巷

Ⅱ類

自燃

18.94

0.34

0.58


三、煤塵爆炸性鑒定結(jié)果的評(píng)定和我礦各煤層爆炸性鑒定結(jié)果

1、在5次鑒定試樣試驗(yàn)中,只要有1次出現(xiàn)火焰,則該鑒定為有煤塵爆炸性。

2、在10次鑒定試樣試驗(yàn)中均未出現(xiàn)火焰,則該鑒定試樣為無(wú)煤塵爆炸性。

3、凡是在加熱器周圍出現(xiàn)單邊長(zhǎng)度大于3mm的火焰(一小片火舌)均屬于火焰;而僅出現(xiàn)火星,則不屬于火焰。選取5次試驗(yàn)中火焰最長(zhǎng)的1次的火焰長(zhǎng)度作為該鑒定試樣的火焰長(zhǎng)度。

4、以加熱器為起點(diǎn)向管口方向所觀測(cè)到的火焰長(zhǎng)度作為本次試驗(yàn)的火焰長(zhǎng)度;如果這一方向未出現(xiàn)火焰,而僅在相反方向出現(xiàn)火焰時(shí),應(yīng)以此方向確定為本次試驗(yàn)的火焰長(zhǎng)度;選取5次試驗(yàn)中火焰最長(zhǎng)的1次的火焰長(zhǎng)度作為該鑒定試樣的火焰長(zhǎng)度。

5、在添加巖粉試驗(yàn)中,混合粉塵剛剛不出現(xiàn)火焰時(shí),該混合粉塵中的巖粉用量百分比即為抑制煤塵爆炸所需的最低巖粉用量。

(02、2、4+5、)煤層煤塵爆炸性鑒定結(jié)果匯總表

煤層編號(hào)

采樣地點(diǎn)

火焰長(zhǎng)度(mm)

檢驗(yàn)結(jié)論

02

30219材巷

210

有爆炸性

4

1207工作面

200

有爆炸性

2

3215采煤工作面

>400

有爆炸性

四、封閉火區(qū)時(shí),密閉過程要遵守下列規(guī)定:

1、進(jìn)、回風(fēng)巷道的全部閉墻應(yīng)同時(shí)構(gòu)筑,特別是最后一個(gè)進(jìn)風(fēng)閉墻嚴(yán)禁超前最后一個(gè)回風(fēng)閉墻封閉。

2、火區(qū)密閉墻上應(yīng)埋設(shè)適當(dāng)管徑的管路供密閉期間通風(fēng)使用,待閉墻工程全部完成后,進(jìn)回風(fēng)巷同時(shí)封堵通風(fēng)孔。防滅火密閉墻應(yīng)埋設(shè)灌漿管路和觀察孔,閉墻內(nèi)有水的應(yīng)設(shè)反水池。

3、在砌筑密閉期間必須設(shè)專人檢查各種氣體的變化情況,特別是在瓦斯?jié)舛妊杆僭黾訒r(shí),必須保證施工人員的安全,必要時(shí)可遠(yuǎn)距離大面積封閉,當(dāng)火區(qū)穩(wěn)定后再進(jìn)行縮封。

4、當(dāng)火區(qū)各閉墻采用同時(shí)封口的方法時(shí),必須統(tǒng)一指揮,密切配合,用最少的人員和時(shí)間同時(shí)封堵,封口后立即撤離至安全地點(diǎn)。

五、啟封火區(qū)前應(yīng)做好下列準(zhǔn)備工作。

1、必須提前制定啟封方案,并由集團(tuán)公司審批后方可實(shí)行。

2、做好把火區(qū)的回風(fēng)直接引入回風(fēng)巷的準(zhǔn)備?;饏^(qū)回風(fēng)所通過的巷道內(nèi)不準(zhǔn)有人員工作或停留,電源要切斷。

3、在有瓦斯爆炸和煤塵爆炸危險(xiǎn)的礦井中,與火區(qū)相連的巷道內(nèi)應(yīng)仔細(xì)地撒布巖粉或采取其它隔爆措施。

4、準(zhǔn)備好足夠的啟封火區(qū)和重新封閉火區(qū)所需的一切材料設(shè)備和滅火器具。

六、封閉的火區(qū),只有經(jīng)取樣化驗(yàn)證實(shí)火己熄滅后,方可啟封或注銷。火區(qū)同時(shí)具備下列條件時(shí),方可認(rèn)為火已熄滅:

1、火區(qū)內(nèi)的空氣溫度下降到3℃以下,或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日??諝鉁囟认嗤?。

2、火區(qū)內(nèi)空氣中的氧氣濃度降到5.0%以下。

3、火區(qū)內(nèi)空氣中不含有乙烯、乙炔,一氧化碳濃度在封閉期間內(nèi)逐漸下降,并穩(wěn)定在0.001%以下。

4、火區(qū)的出水溫度低于25℃,或與火災(zāi)發(fā)生前該區(qū)的日常出水溫度相同。

5、上述4項(xiàng)指標(biāo)持續(xù)穩(wěn)定的時(shí)間在1個(gè)月以上。

第四章   防塵相關(guān)知識(shí)

一、名詞解釋

分散度:分散度是指各種粒度的塵粒在粉塵總量中所占的百分比。

粉塵濃度:粉塵濃度是指單位體積的空氣中所含浮塵的數(shù)量。

二、煤礦井下粉塵測(cè)定時(shí)間規(guī)定

對(duì)井下每個(gè)測(cè)點(diǎn)的粉塵濃度每月測(cè)定兩次。

粉塵粒度分布每半年測(cè)定一次,采掘工作面有變動(dòng)時(shí),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行游離SiO2測(cè)定。

粉塵中游離SiO2含量每半年測(cè)定一次。

三、防塵用水的水質(zhì)應(yīng)符合下列要求

1、懸浮物含量不得超過150mg/L;

2、懸浮物的粒子直徑不得大于0.3mm;

3、水的PH值應(yīng)在6.0—9.5范圍內(nèi)。

四、我國(guó)通常將粉塵的粒度分為四級(jí):小于2μm、2μm—5μm、5μm—10μm、和大于10μm。只有粒度小于5μm的粉塵,才能進(jìn)入人體的肺部?jī)?nèi)。

五、煤礦塵肺因吸入粉塵成分的不同分為三類:

矽肺:吸入游離二氧化硅含量較高的巖塵所引起的塵肺。

煤肺:長(zhǎng)期接觸煤塵的采煤工所患的塵肺。

煤矽肺:由煤塵和含游離二氧化硅的巖塵共同作用所引起的塵肺。

六、K值計(jì)算公式

K值是礦井粉塵平均濃度與國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的比值。

K值是礦井粉塵濃度一個(gè)衡量值,K值越小,表明礦井平均粉塵濃度越小,礦井粉塵管理和控制得越好。

K=L/3×(Y/2N1+M/10N2+S/6N3

式中Y—巖塵的粉塵濃度之和,mg/m3;

    M—煤塵的粉塵濃度之和,mg/m3;

    S—水泥的粉塵濃度之和,mg/m3;

    N1—巖塵的測(cè)點(diǎn)數(shù),個(gè);

    N2—煤塵的測(cè)點(diǎn)數(shù),個(gè);

        N3—水泥塵的測(cè)點(diǎn)數(shù),個(gè);

        L—當(dāng)只測(cè)巖塵、煤塵、水泥塵一種時(shí)取3,當(dāng)三種都測(cè)時(shí)取1,當(dāng)只測(cè)兩種時(shí)取1.5;

    2、6、10—國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),mg/m3;

    注:當(dāng)煤塵中的游離SiO2含量大于10%時(shí),按巖塵計(jì)算;當(dāng)巖塵中的游離SiO2含量小于10%時(shí),按煤塵計(jì)算。

作業(yè)場(chǎng)所空氣中粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)

粉塵中游離SiO2含量%

最高允許濃度mg/m3

總粉塵

呼吸性粉塵

<10

10

3.5

10—50

2

1

50—80

2

0.5

≥80

2

0.3

七、管路尺寸知識(shí):DN-公稱直徑、Ф-外徑

DN80(3寸管)、DN100(4寸管)、DN125(5寸管)、DN150(6寸管)、DN200(8寸管)

DN80-ф89mm、 DN100-ф114mm、DN125-ф140mm、DN150-ф168mm、

DN200-ф219mm

第五章   監(jiān)測(cè)監(jiān)控

甲烷傳感器或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀設(shè)置地點(diǎn)

甲烷傳感器編號(hào)

報(bào)警濃度

%CH4

斷電濃度

%CH4

復(fù)電濃度

%CH4

斷電范圍

采煤工作面上隅角

T0

≥1.0

≥1.5

<1.0

工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

采煤工作面上隅角設(shè)置的便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀


≥1.0




低瓦斯和高瓦斯礦井的采煤工作面

T1

≥1.0

≥1.5

<1.0

工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

煤與瓦斯突出礦井的采煤工作面

T1

≥1.0

≥1.5

<1.0

工作面及其進(jìn)、回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

采煤工作面回風(fēng)巷

T2

≥1.0

≥1.0

<1.0

工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

煤與瓦斯突出礦井采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷

T3

≥0.5

≥0.5

<0.5

進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

采用串聯(lián)通風(fēng)的被串采煤工作面進(jìn)風(fēng)巷

T4

≥0.5

≥0.5

<0.5

被串采煤工作面及其進(jìn)回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

采用兩條以上巷道回風(fēng)的采煤工作面第二、第三條回風(fēng)巷

T5

≥1.0

≥1.5

<1.0

工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

T6

≥1.0

≥1.0

<1.0

專用排瓦斯巷

T7

≥2.5

≥2.5

<2.5

工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

有專用排瓦斯巷的采煤工作面混合回風(fēng)流處

T8

≥1.0

≥1.0

<1.0

工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井采煤工作面回風(fēng)巷中部


≥1.0

≥1.0

<1.0

工作面及其回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

采煤機(jī)


≥1.0

≥1.5

<1.0

采煤機(jī)及工作面刮板輸送機(jī)電源

采煤機(jī)設(shè)置的便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀


≥1.0




煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的掘進(jìn)工作面

T1

≥1.0

≥1.5

<1.0

掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中

T2

≥1.0

≥1.0

<1.0

掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

甲烷傳感器或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀設(shè)置地點(diǎn)

甲烷傳感器編號(hào)

報(bào)警濃度

%CH4

斷電濃度

%CH4

復(fù)電濃度

%CH4

斷電范圍

采用串聯(lián)通風(fēng)的被串掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)機(jī)前

T3

≥0.5

≥0.5

<0.5

被串掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

≥0.5

≥0.5

<0.5

掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

高瓦斯礦井雙巷掘進(jìn)工作面混合回風(fēng)流處

T3

≥1.5

≥1.5

<1.0

包括局部通風(fēng)機(jī)在內(nèi)的雙巷掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全電源

高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井掘進(jìn)巷道中部


≥1.0

≥1.0

<1.0

掘進(jìn)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

掘進(jìn)機(jī)


≥1.0

≥1.5

<1.0

掘進(jìn)機(jī)電源

掘進(jìn)機(jī)設(shè)置的便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀


≥1.0




采區(qū)回風(fēng)巷


≥1.0

≥1.0

<1.0

采區(qū)回風(fēng)巷內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

一翼回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷


≥0.70


回風(fēng)流中的機(jī)電硐室的進(jìn)風(fēng)側(cè)


≥0.5

≥0.5

<0.5

機(jī)電硐室內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

使用架線電機(jī)車的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)裝煤點(diǎn)處


≥0.5

≥0.5

<0.5

裝煤點(diǎn)處上風(fēng)流100m內(nèi)及其下風(fēng)流的架空線電源和全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

高瓦斯礦井進(jìn)風(fēng)的主要運(yùn)輸巷道內(nèi)使用架線電機(jī)車時(shí),瓦斯涌出巷道的下風(fēng)流


≥0.5

≥0.5

<0.5

瓦斯涌出巷道上風(fēng)流100m內(nèi)及其下風(fēng)流的架空線電源和全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車內(nèi)


≥0.5

≥0.5

<0.5

機(jī)車電源

礦用防爆特殊型蓄電池電機(jī)車內(nèi)設(shè)置的便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀


≥0.5




礦用防爆特殊型柴油機(jī)車內(nèi)設(shè)置的便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀


≥0.5




兼做回風(fēng)井的裝有帶式輸送機(jī)的井筒


≥0.5

≥0.7

<0.7

井筒內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

甲烷傳感器或便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀設(shè)置地點(diǎn)

甲烷傳感器編號(hào)

報(bào)警濃度

%CH4

斷電濃度

%CH4

復(fù)電濃度

%CH4

斷電范圍

采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷及總匯豐巷道內(nèi)臨時(shí)施工的電氣設(shè)備上風(fēng)側(cè)


≥1.0

≥1.0

<1.0

采區(qū)回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷及總回風(fēng)巷道內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備

井下煤倉(cāng)上方、地面選煤廠煤倉(cāng)上方


≥1.5

≥1.5

<1.5

貯煤倉(cāng)運(yùn)煤的各類運(yùn)輸設(shè)備及其他非本質(zhì)安全型電源

封閉的地面選煤廠內(nèi)


≥1.5

≥1.5

<1.5

選煤廠內(nèi)全部電氣設(shè)備

封閉的帶式輸送機(jī)地面走廊內(nèi),帶式輸送機(jī)滾筒上方


≥1.5

≥1.5

<1.5

帶式輸送機(jī)地面走廊內(nèi)全部電氣設(shè)備

地面瓦斯抽放泵站室內(nèi)


≥1.5


井下臨時(shí)瓦斯抽放泵站內(nèi)下風(fēng)側(cè)柵欄外


≥0.5

≥1.0

<0.5

瓦斯抽放泵站電源

瓦斯抽放泵輸入管路中


≤25




利用瓦斯時(shí),瓦斯抽放泵站輸出管路中


≤30

不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯設(shè)備的瓦斯抽放泵站輸出管路中


≤25

第六章、其他

各井口地面和井底標(biāo)高值

名稱

行人斜井

材料斜井

峁上主提升井

馬莊回風(fēng)井

峁上回風(fēng)井

井底標(biāo)高

799.1

776.8

764.9

623.98

677.3

井口標(biāo)高

1028.1

1012.1

1086.1

1160.63

1077.9

進(jìn)、回風(fēng)井特征表

名稱

峁上主斜井

行人斜井

材料斜井

峁上回風(fēng)井

馬莊回風(fēng)井

傾角

16

26°50′42″

24°46′

31°11′32″

立井

落底煤層

9#

5#

2#

4#

4#

斷面(m2

20

17

10.5

15

23.8

主要單位換算:

1個(gè)大氣壓(atm)=760 mmHg=10332.3 mmH2O=101325Pa;

1毫米汞柱(mmHg)=13.6毫米水柱=133.322Pa;

1毫米水柱(mmH2O)=9.80665Pa;

1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(atm)=1.03125×105Pa;

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