煤矿瓦斯综合治理示范项目-购买更换瓦斯抽放泵等设备可行性实施报告

可行性研究报告 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 4 4 4 4 43.项目实施存在问题及建议 5 6 6 6 6 6 6 9 9 9 9 3.矿井地质及煤层赋存情况 1 1 3 3 3 煤矿瓦斯综合治理示项目——购买更换瓦斯抽放泵等设备煤矿瓦斯灾害是制约我国煤炭工业发展的最大障碍，严重威胁到人身、财产安全，而且随着煤炭产量越高、开采深度越大，瓦斯灾害的威胁越大，成为煤矿安全生产的头号灾害。近年来，国家发改委、国家煤炭安全生产监督管理局等部委出台一系列文件规定，强化煤矿瓦斯综合坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的原则和瓦斯治理进一步明确了坚持“采气采煤一体化”的具体措施。国家煤矿安全监察局也在制定煤矿瓦斯强制预抽的实施细则，力图通过采前抽采，杜绝重***煤矿属煤与瓦斯突出矿井，煤层瓦斯的安全治理关系到整个煤矿求合理部署基于先进技术的监测监控设备；根据不同抽采单元、多种监控参数，构建一套科学合理的瓦斯抽采达标评价体系，实现对瓦斯抽采对各抽采钻孔或特征孔进行瓦斯流量、浓度、瓦力等参数监测，实现对抽采钻孔的实时监测和分析诊断，了解钻孔抽采现状，及时发现无部署具有低流速瓦斯流量监测技术的管道瓦斯综合参数测定仪。根据采空区抽采、上隅角抽采、本煤层抽采以及穿层孔抽采等不同类型的抽采管路，在主管、干管、支管等位置合理部署管道瓦斯综合参数测定仪，实现对管道瓦斯的低流速流量、浓度、温度、压力等参数的实时监应用部署瓦斯压力传感器，实时监测煤层瓦斯压力，及时了解煤层深钻孔深度不够、钻孔位置不对、钻工瞒报钻深等情况的发生，避免发生建立***煤矿瓦斯抽采达标评价体系，包括：掘进工作面瓦斯抽采动态达标评价系统、采煤工作面瓦斯抽采达标评价系统建立煤矿瓦斯抽采达标评价体系，通过不同抽采类型以及抽采单元段，及时处理漏气、传感器尘堵等故障，保障抽采工作的顺利、高效进本次安全技改项目主要是***能源开发有限责任公司所属的***煤矿瓦斯综合治理，购置抽采钻孔汇流管瓦斯综合参数测定仪、抽采管道瓦斯流量综合参数测定仪、购置煤层瓦斯压力传感器，实现煤层瓦斯压力的实时监测、矿用钻孔轨迹监测装置，自动监测打钻时的钻孔轨迹与孔进一步查明瓦斯赋存状况，包括煤层瓦斯含量、瓦斯梯度以及煤与补充煤与瓦斯突出危险性鉴定，以便采取针对性防突措施。同时也二、项目背景和发展概况是瓦斯治理“十二字”方针的深化和发展。因此，瓦斯综合治理符合国家发展规划，也是煤矿有效防和遏制重特大瓦斯事故、实现安全生产的心辐射全乡的公路网络。另目前由***煤矿投资建设的运煤道路（***煤矿至顺发煤矿）已经通车，道路直接通往钟山；临时进场道路与协和至图1-1-1***县***煤矿交通位置图矿区地势相对平缓，总体特征是南东高、北西低，属以岩溶地貌为主的地层呈反向斜坡，长兴组地层在南东部形成巨大高差，三叠系地层玉龙山段历年平均气温14.1℃,历年平均降雨量1050.7该区域属长江流域乌江水系，矿区位于六广河（乌江上游）支流乌渡河米为主，其次为麦类、豆类、薯类。经济作物有油菜籽、烟叶等。畜牧产品矿区及邻近区出露的地层由下至上有：下二叠统茅口组，上二叠统龙潭主要为一套碳酸盐岩沉积，主要出露在井田南部外围柳沟背斜主要为一套海陆交互相含煤碎屑岩沉积，为本区含煤地层。以为主，夹煤层及灰岩，含煤20层左右，其中可采煤层4层。产腕足类瓣鳃类为一套海相碳酸盐岩沉积，主要岩性由深灰色燧石灰岩部普遍夹一层厚0.20m左右的薄煤层。全层富产腕足类动物化石。厚度主要由泥质灰岩、灰岩及粉砂岩、泥质粉砂岩组成。根据岩石⑵玉龙山段（T1y2灰色、浅灰色灰岩、泥质灰岩、鲕状灰岩。上部⑶九级滩段（T1y3暗紫色夹紫绿色泥质粉砂岩为主，夹细砂岩、粉残积、堆积层暗紫色，泥质粉砂岩、粉砂岩浅灰色灰岩、泥质灰岩，上部夹鲕粒灰岩浅灰色钙质泥岩、泥质粉砂岩深灰色遂石灰岩、灰岩，夹薄层泥灰岩夜郎组玉龙山段T1y2沙堡湾段T1y1地层系统345.298.0429.92地层系统地层系统11深灰色碎屑岩、灰岩夹煤层灰色厚层状灰岩构造较复杂；向斜两翼地层倾角较平缓，构造较简单，形成向斜宽缓、背斜60°,东翼地层倾角较缓20°,被F2断层斜切为南北两部分。东翼倾角10°~12°,南东翼倾角18°~20°。T2+3方大CP纸厂C黔斜T2背PT2+3P斜T2+3P斜C背斜1T2+3T寨向2P关P黔西P西PJP协和斜T2新店PT1柳井背PPT2背斜核部构造较复杂，地层倾角较陡。向斜核部矿区位于柳井背斜北西翼，基本构造形态：主体部分为一单斜构造，深（15～35°);由浅部向深部，倾角逐渐变缓（煤层倾角6～19°)。本区北20°,南西部变陡（30～40°);北西翼地层倾角较缓7～12°。为不对称向T1y3，两翼地层为T1m1；南东翼地层倾角7～12°,北西翼7～14°。为对地层附近，深部断层较少。区断层以正断层为主，逆断层罕见。断层走向以断层走向NE30°,断面倾向NWW，倾角60°,正断层，落差30m左右。该断断层走向NE65°,倾向NW，倾角60°±,正断层，断层落差20～40m。该断存在，在抽取的40m×80m的地震时间剖面上，共有断点5个，其中A级断点论为“F3断层走向近EW，倾向N，倾角50°~60°,落差0～12m，延展长延伸长度约3300m。断层走向NE40°,倾向NW，倾角60°,为正断层，落差断层，造成沙堡湾段、长兴组厚度断薄。该断层已经三维地震验证，在抽取中，东、西两端分别交F4和F3断层，长度约300m。断层走向NW75°,倾向SW，倾角67°,为正断层，落差约40m。F5断层属F4、F3地层或煤层不同程度重复，推测均为逆断层，断层落差4～10m。区断层主要表表控制程度地面有观测点垅T1y1+2口NW顶、底板岩芯破碎，见擦痕面P3c部分地层重复，岩芯破碎4岩垭石性质正正正正正逆逆NE-SWNE-SWNW-SEF5F6F302F303NE-SWF2NWW断层特征一览表—岩垭—下木NE-SWF3F4NWNW向NW～N，落差0～13m，倾角60°~65°,延展长度440m。该断层同时落差0～7m，倾角50°~55°,延展长度230m。该断层同时切割了4煤落差0～15m，倾角55°~65°,延展长度290m。在地震时间剖面上该断9m，倾角60°~65°,延展长度210m。该断层同时切割了4、5、9煤层。12m，倾角60°~65°,延展长度230m。该断层与F4断层相交，同时切9）DF9正断层：位于首采区中部，断层走向NW，倾向SE，落差0~8m，倾角55°~60°,延展长度145m。该断层11m，倾角55°~65°,延展长度250m。16）DF16正断层：位于首采区中部，断层走向NNW～NE，倾向NEE~SE，落差0～11m，倾角50°~60°,延展长度360m。该断层同时切割了走向NW，倾向NE，落差0～6m，倾角55°~60°,延展长度145m。该断NW，落差0～7m，倾角50°~60°,延展长度195m。该断层同时切割了0～20m，倾角55°~60°,延展长度460m。表表1-2-3三维地震发现断层特征一览表440正NE-EWNW、N60-6513可靠程度编号DF1GF2DF3DF4DF5DF6DF7DF8DF9DF10NWWNWWNENWNWNEE-SENENNWNENENWNWNNENWNENENENNW-NENWNNWNWNENENWDF11DF12DF13DF14DF15DF16DF17DF18DF19DF20DF21DF22DF234605586678769本区的断层对煤有一定的破坏作用，根据现场揭露的实际情况来看，断褶曲影响：井田发育次一级向、背斜，本区地层与构造形态空间展曲构造轴线方向基本一致，且主要分布于井田浅部，对煤层整体赋存破***煤矿主要含煤地层为二叠系上统龙潭组，龙潭组含煤地层系海陆稳定煤层。直接顶主要为泥岩，其次为粉砂质泥岩及粉砂岩。煤层间接岩或粉砂质泥岩。煤层直接底板为泥岩，含植物根部化石，其下为粉砂结构，为大部可采煤层，属较稳定煤层。煤层顶板岩性变化较大，为粉煤层顶板为一套粉砂或细砂岩，厚度大，较稳定，它与煤层间常有一层化不大，西部、浅部变薄。为大部可采煤层，属较稳定煤层。煤层结构或含炭质泥岩。煤层顶板一般为粉砂质泥岩，局部为泥质粉砂岩，含植物化石，局部夹一层泥质灰岩，含动物化石。煤层底板为泥岩或粉砂质煤层全区煤层可采数大大2.18(17)采大0.39-1.30大较1.04(16)1.01(16)6.0-17.2较全2.53(17)2.53(17)砂岩岩可采大45.2-54.0大0.87-2.20采8722走向长度倾斜长度煤层倾角6～84、5、95、94、5、95、91234采区尺寸（1）颜色与光泽：灰黑色，粉粒状和碎块状为主，结构以细条带表1-2-6煤层视密度汇总表单位（t/m3）49495视密度序号123456789称459全区Mad(%)0.80-2.690.46-2.540.97(12)0.61-2.880.58-1.870.96(12)0.51-2.480.54-1.650.52-1.390.35-0.730.54(4)0.51-2.880.35-2.540.95(41)灰分Ad(%)15.77-34.8822.94(12)6.42-9.668.46(12)12.65-27.705.64-11.467.60(12)9.75-23.106.26-10.498.35(13)15.02-24.257.55-9.948.61(4)9.75-34.885.64-11.468.19(41)挥发分Vdaf8.68-12.169.77(12)6.98-8.267.44(12)8.11-11.089.17(12)6.76-8.097.38(12)7.84-11.478.91(15)6.86-8.187.46(13)7.41-10.308.45(4)6.12-7.436.82(4)7.41-12.169.23(43)6.12-8.267.37(41)硫分S，td2.05-6.213.54(12)0.74-1.552.80(12)0.45-1.800.28-2.420.43-0.870..65(13)2.36(4)0.28-6.212.41(43)0.43-1.90磷分Pd（%）0.004-0.0190.007(11)0.003-0.0110.007(11)0.004-0.0130.008(12)0.004-0.0060.005(3)0.003-0.0190.007(36)低位发热量Qnet,ar/20.98-30.1026.57(12)31.96-33.5832.64(12)25.39-31.4129.00(12)31.75-33.7133.09(12)27.55-32.2929.66(15)31.95-33.6332.80(13)26.12-29.7228.06(4)32.55-32.8932.65(4)20.98-32.2928.46(43)31.75-33.7132.82(41)主要来自含煤地层自身裂隙水及长兴组岩溶裂隙水；但是，开采下煤组煤层时，茅口组强岩溶水也有可能会成为直接充水水源。间接充水水源为茅裂隙，人工采矿冒落裂隙、断层破碎带、小煤矿和老窑采空区及少量岩溶综上，故本区属于以裂隙、岩溶裂隙充水为主、水文地质条件中等的煤矿床，水文地质类型属二类二型。根据《煤矿防治水规定》分析，该矿协议、留设了足够的保护煤柱，根据矿井安全设施设计，水文地质类型属与瓦斯突出措施，在建设和生产过程中必须严格执行《防治煤与瓦斯突出根据***省煤田地质局地质勘察研究院提交的《*平均为1.21°,该矿井属地温正常区，矿井无热害的可能。地质资料中未提供冲击地压的相关资料，该矿井及周围矿井尚未有冲4.1***煤矿瓦斯治理4.1.1.矿井现有瓦斯抽采系统及抽采参数的确定-2006从防突角度考虑，因此一采区+1114m标高以上区域设计不考虑4采泵的服务年限按20年考虑，因此主要通风机和抽采泵先后分别服务一、巷条带预抽工作面考虑，经预测，二采区最大预另外后期设计考虑抽采老空区瓦斯，根据类似矿井经验，4.2.1.抽采瓦斯方法选择选择矿井瓦斯抽采方法应根据矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、巷道布置、抽采瓦斯目的及利用要求等因素确定，并遵循以下原4、抽采方法在满足矿井安全开采的前提下，还需满足开矿井抽采瓦斯的目的是为了降低煤层瓦斯含量，为煤炭开采提供防突出及通风安全生产环境，同时开发利用瓦斯资源。因此，根据矿井的瓦斯该矿部分可采煤层未作煤与瓦斯突出危险性鉴定，抽采方法采用穿层预抽、采煤工作面顺层抽采、掘进工作面先抽后掘、采空区瓦斯抽采的综4.2.2.瓦斯治理方式+1100m轨道石门1405回风顺槽1405运输顺槽+1060m轨道石门瓦斯抽放巷+1020m轨道石门瓦斯抽放巷瓦斯抽采钻孔459图3-1-1专用瓦斯抽采巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯示意图保护层的瓦斯。根据《煤与瓦斯突出防治规定》和《可暂不采用下向钻孔抽采下临近层瓦斯，第二区段根据现场实际情况确定顶板终孔间距等参数可生产实践中钻孔间距可根据实际抽采效果和实测参在掘进工作面预抽不充分、煤巷未消突的情况下可采用先抽后掘的方钻孔长度≥60m钻孔长度≥60m预抽钻孔线止停进掘预掘巷道允许巷道掘进距离40m超前距离≥20m现有巷道图3-1-5掘进工作面先抽后掘抽采钻孔布置图为降低煤层开采时的瓦斯涌出量，设计在采煤工作钻孔布置：在采面运输巷布置顺层抽采钻孔，设计每隔3~4m布置一个效果有效的区域作业时，工作面距未预抽或预抽防突效果无效围的边界不矿井现已布置有瓦斯抽放系统，矿井巷道在揭可采煤层时，通过区域预测如果存在突出危险性，则利用现有抽放系统抽放石门揭煤区域进行区穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5mAAA6石门A57439A821图3-1-7石门揭煤抽采钻孔布置图采工作面上隅角瓦斯对解决开采层瓦斯很有必要，投产初期，由于距地表垂深不大，这种方式会取得比较好的效果。是比较适合的。上隅角埋管抽上隅角瓦斯抽采的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域瓦斯形成紊流状态与空气充分混合，由抽采管路抽走，这可以避免因工作面上隅角处局部位置因风流不畅（或无风）引起的瓦斯超限，和减少风排瓦斯量。为操作方便，靠近采面上隅角段管路要采用7m长的抽采软管与主抽采管路相连接，将抽采软管的一端插入上隅角，为保证软管吸入口能处于上隅角的上部（上部瓦斯浓度较高）可将抽采软管与木棒绑在一起断调整，得到合理的参数。为确保抽采点的合适位置，在主抽采管路末端采空区抽放管路挡风帘吸气管（埋丝管）铁丝支柱图3-1-8采煤工作面上隅角插管抽采示意图根据《矿井瓦斯抽采管理规》及其它矿区采空区瓦斯抽采经验，采空瓦斯参数随吸气口距回采工作面距离变化，确定通风量、为提高采空区瓦斯抽采浓度，取得较好的抽采效果老空区铁丝网老空区铁丝网法兰盘巷道测试孔测试孔阀门三、项目实施的主要容本项目的建设容涉及了多种传感器的部署和系统平台的搭建，在方案充分应用了当前监测设备的先进技术，部署基于先进技术之上的传感器，如低流量瓦斯流量监测技术、激光甲烷监测技术等，保障监测数据的根据不同传感器的感知类型以及抽采管路的钻孔、支管、干管、主管等逻辑关系，合理选择各类传感器的部署位置，做到用最少根据不同的瓦斯监测数据，如瓦斯抽采、风排瓦斯，构建一套科学的瓦斯抽采达标评价方法，并充分利用煤层瓦斯压力这一监在井下重要的抽采钻场的钻孔上安装钻孔汇流管瓦斯综合参数测定通过对钻孔流量的实时监测和历史数据分析，诊断塌孔和失效孔钻孔汇流管瓦斯综合参数测定仪由分站进行供电，实现本地显示和上井下瓦斯抽采分为掘进面抽采、工作面本煤层抽采、穿层孔抽采、采通过关联各管路的监测参数，分析评价不同位置的抽采情况，关断漏气、堵塞等异常管段，并关联其它测点位置、其它类型不同位置的管道瓦斯综合参数测定仪由分站供电，实现传感器瓦斯压力是反映煤层瓦斯含量的重要指标，同样通过穿层孔部署瓦斯压力传感器，实时监测煤层瓦斯压力，能够准确的衡量和判断瓦斯抽采效果。为瓦斯抽采达标评价提供科学的评判依井下钻孔尤其是长距离钻孔往往很难实现预期设计标准，钻孔出现位置偏差或钻孔深度与设计不符，都不能实现瓦斯抽采的高效进行，从而导在井下重要抽采钻场，部署矿用钻孔深度监测装置，自动监测钻孔轨迹以及钻孔深度，能够直观了解钻场钻孔的三维状态，对于偏差较大或深度不够的钻孔及时修复处理，实现按照预先设计成孔，保障瓦斯抽采的顺统，实现掘进工作面抽采达标动态评价、采煤工作面抽采达标动态评价以监测地点监测地点倾角(°)方位角(°)钻孔深度（m）右侧钻场钻孔基本参数倾角(°)方位角(°)钻孔深度（m）迎头钻孔基本参数倾角(°)方位角(°)钻孔深度（m）预抽煤层基本参数应预抽储量残余瓦斯里程钻孔基本参数左侧钻场钻孔基本参数煤厚实现对工作面各抽采管路监测参数的实时显示，实时显示抽采量实时瓦斯抽实时瓦斯抽实时瓦斯抽混合气体流混合气体流混合气体流预抽瓦斯累计量（m3）预抽瓦斯累计量（m3）预抽瓦斯累计量（m3）纯瓦斯浓度纯瓦斯浓度纯瓦斯浓度漏气、堵塞、风排瓦斯异常等，并进行异常告警，实现异常的及时发现和通过不同瓦斯抽采源和释放源的监测，如钻孔瓦斯监测、管道瓦测、风排瓦斯监测等，并关联瓦斯压力，实现对瓦斯抽采达标的判断和评***煤矿2015年煤矿安全改造项目资金估算（单位：万元）12344.1产品名称软件部分监控系统基础平台历史数据曲线分析子系统可视化动态评价子系统设备部分通信线路避雷器监测分站及电源管道瓦斯气体综合参数测定仪钻孔汇流管瓦斯综合参数测定仪矿用瓦斯压力传感器矿用钻孔轨迹监测装置线缆及辅料煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套八芯通信电缆本安型两通接线盒本安型四通接线盒项目实施、维护、管理费技术指导、培训等2322222/2.30.31.77.64.20.8/km0.9/km0.003/个0.007/个/43654.64五、项目实施后的预期效果1.通过添置新的参数测定仪器后，测量结果更加准可以了解钻孔的三维轨迹，防止发生钻孔深度不够、钻孔位置不对、钻工3.建立煤矿瓦斯抽采达标评价体系，通过不同抽采类型以及抽采单元监测数据的关联分析，建立科学的达标评价方法