瓦斯抽采技術管理要求
瓦斯抽采技術管理要求
一、抽采泵站
第一條 井上、下瓦斯抽采係統應有專項設計,設計符合《煤礦瓦斯抽采工程設計規範》(GB50471-2008)等要求。抽采係統設計按集團公司規定程序審批。
地麵瓦斯抽采泵抽采能力不小於200m3/min;井下瓦斯抽采泵抽采能力不小於90m3/min。抽采泵采用軟化水為介質,並有停水斷電保護裝置。
井下瓦斯抽采泵安裝在抽采地點附近新鮮風流的硐室中,並有獨立的通風係統,泵站硐室應有兩個供人員撤離的安全出口,出口設置向外開啟的防火、防爆門。抽采泵硐室及其防火鐵門外5m範圍內巷道是不燃性材料支護,引入引出的電纜有穿牆管,並用黃泥封堵。
第二條 泵房設備冷卻水宜采用閉路循環。水池容量、給水管路、水量及水質(軟化水處理裝置)滿足瓦斯抽采泵安全連續運行的需要。軟化水藥劑至少每六個月添加更換一次。
第三條 礦井瓦斯抽采泵站設置自動監控係統,實時監控抽采瓦斯濃度、負壓、流量、泵站設備運行狀態參數、環境瓦斯濃度、循環供水、供電、設備開停狀態等,同時對泵站設備運行異常、環境瓦斯濃度超限和供水係統故障報警,並進行斷電控製。抽采瓦斯監控係統並入礦井安全監測監控係統。
第四條 抽采泵站有專人值班,負責每小時巡檢一遍設備運行狀況和抽采參數,並做好記錄。當泵站抽采負壓超過73kPa或低於20kPa時,立即向礦調度室報告,進行處理。停泵有彙報、有記錄,嚴禁私自停泵。
第五條 抽采泵站配專用電話、消防器材、抽采泵01manbetx 01manbetx 、崗位責任製、泵站平麵與管網(包括閥門、安全裝備、檢測儀表等)布置圖、高低濃光學瓦斯測定器、水銀柱計、水柱計、人工觀測記錄等。
消防器材配置要求:滅火器不少於兩台、砂箱不小於0.2m3、消防水桶不少於2個、消防鐵鍬不少於2把、軟管不小於20m等。
第六條 井下瓦斯抽泵站抽出的瓦斯可引排至地麵、總回風巷、一翼回風巷或分區回風巷,保證稀釋後風流中的瓦斯濃度不超限。
建有地麵永久抽采係統的礦井,井下泵站抽出的瓦斯可送至永久抽采係統的管路,但應編製專項設計和措施,確保整個聯網抽采係統穩定運行。
二、抽采管路其附屬裝置
第七條 地麵抽采係統主管路直徑不得小於400mm,幹、支管直徑不得小於300mm。井下瓦斯抽采係統主管路直徑不得小於300mm,幹、支管不得小於200mm。瓦斯抽采管路係統按設計要求選材安裝,管路安裝製定安全技術措施。
第八條 管路敷設要做到“平、直、牢”,離地離度不小於0.3m。每節抽采管至少吊掛(或固定)一次。抽采管路(鋼管)每半年至少進行一次防腐處理。瓦斯抽采管有明顯標誌,以示區別。瓦斯抽采幹管的每一分支設置控製閥門,以便維修、掐接管路。
所有抽采管路不得與電纜等帶電物體同側敷設,不得與帶電物體接觸,巷道條件差的地段加強管路保護。
地麵瓦斯抽采管路與避雷線間距不小於5m,並每隔20m至少接地一次。
第九條 抽采管路每隔200~300m(最大不超過500m)設置放水清碴裝置,鑽場、管道低窪、拐彎、坡度突變處增設放水清碴裝置。至少每天對抽采管路巡查一次,清除管路積水、積碴,檢查管路氣密性等。
第十條 回風隅角埋管抽采瓦斯,伸入隅角的管路應采取保護措施。埋管段與外部抽采管之間采用絕緣管連接。
三、抽采方法
第十一條 堅持“多打鑽孔、打好鑽孔、增透卸壓、係統嚴密、綜合抽采”原則。施工大直徑長鑽孔,增加鑽孔施工工程量;采取多種技術提高煤層透氣性,改較難抽采煤層為可抽采煤層;嚴密封孔,優化係統;多措並舉,應抽盡抽。
第十二條 穿層鑽孔、順層鑽孔采取增透卸壓措施。增透卸壓可選擇水力衝孔、旋切鑽進、水力壓裂單項或多項綜合措施,也可采用其它試驗有效的措施。
(一)穿層鑽孔增透卸壓符合下列技術要求:
1.增透卸壓範圍為煤層全厚。
2.根據煤層賦存條件、鑽孔控製煤層條帶範圍,計算增透卸壓泄煤量。穿層鑽孔水力衝孔泄煤量不少於控製範圍內煤體的5‰。
3.水力衝孔和旋切鑽頭直徑小於岩孔直徑10mm以上。
4.水力衝孔和旋切鑽進有噴孔危險時,底(頂)板岩巷停止施工、撤出人員、切斷電源。
5.衝孔水源水壓不小於5MPa。
6.設計水煤沉澱分離和水煤清挖運輸係統。
(二)順層鑽孔增透卸壓,製定專項安全技術措施,確保施工地點及附近區域人員安全。
第十三條 頂(底)板岩巷穿層鑽孔預抽煤層瓦斯符合下列技術要求:
(一)頂(底)板岩石抽采巷距二1煤層法距不小於10m,與控製煤巷平距一般不得大於20m,斷麵不小於10m2,具有獨立通風係統和完善生產係統。
(二)設計施工底(頂)板岩巷,同時設計施工安全防護係統。底(頂)板岩巷單獨設立或混合設立避難硐室或避難艙。
(三)底抽采巷與被預抽的煤巷掘進工作麵同時掘進的,岩巷超前距離不得小於100m。
(四)鑽場規格滿足鑽機作業的要求,斷麵不小於10m2,長度4~4.5m;相鄰兩個鑽場間距根據實際情況確定,但不得超過40m。
(五)鑽孔直徑:≥113mm。
(六)鑽孔深度:穿透煤層進入煤層頂(底)板不小於0.5m。
(七)鑽孔間距及抽采時間:按實測抽采半徑確定鑽孔間距,抽采時間不小於設計抽采半徑對應的預抽期;無實測資料,鑽孔終孔間距不大於10m,預抽時間不少於3個月。
(八)鑽孔控製範圍:
(1)底板岩石抽采巷不在其控製範圍垂直下方
設計鑽孔傾向與煤層傾向一致時,傾斜、急傾斜煤層,鑽孔至少控製至煤層巷道上幫輪廓線外20m層麵法線與底板交界處,下幫輪廓線外10m層麵法線與頂板交界處;近水平、緩傾斜煤層鑽孔應至少控製至煤層巷道上幫輪廓線外15m層麵法線與底板交界處,下幫輪廓線外15m層麵法線與頂板交界處。(見圖3)
設計鑽孔傾向與煤層傾向相反時,傾斜、急傾斜煤層至少控製至煤層巷道上幫輪廓線外20m層麵法線與頂板交界處,下幫輪廓線外10m層麵法線與底板交界處;近水平、緩傾斜煤層鑽孔至少控製至煤層巷道上幫輪廓線外15m層麵法線與頂板交界處,下幫輪廓線外15m層麵法線與底板交界處。(見圖1和圖2)
(2)底板岩石抽采巷處於其控製範圍垂直下方
傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少控製20m,下幫至少控製10m;近水平、緩傾斜煤層煤層巷道控製兩側輪廓線外至少15m(鑽孔見煤點沿層麵距離)(見圖4)。
(3)預抽區段煤層瓦斯
傾斜、急傾斜煤層,上部至少控製至回采區域上幫輪廓線外20m,下部至少控製至回采區域下幫輪廓線外10m;近水平、緩傾斜煤層,至少控製回采區域輪廓線外15m(鑽孔見煤點沿層麵距離)。
預抽範圍附近存在采空區時,根據具體條件確定預抽鑽孔控製範圍。
第十四條 石門揭煤采用預抽煤層瓦斯區域措施符合下列技術要求:
(一)鑽孔直徑89~120mm。
(二)鑽孔間距及抽采時間:按實際測定的瓦斯抽采半徑均勻布置鑽孔,抽采時間不小於設計抽采半徑對應的抽采期;無實測資料時,鑽孔終孔間距不得大於3m,預抽時間不小於30天。
(三)鑽孔控製範圍:揭煤工作麵距煤層最小法距7m前采取區域防突措施,鑽孔最小控製範圍:巷道輪廓線外12m(急傾斜煤層底部或下幫6m),同時還應保證控製範圍的外邊緣到巷道輪廓線(包括預計前方揭煤段巷道的輪廓線)的最小距離不小於5m,且當鑽孔不能一次穿透煤層全厚時,應保持煤孔最小超前距15m。
(四)為了縮短石門揭煤時間,可采取水力衝孔、水力壓裂等卸壓增透措施和煤體固化措施。
第十五條 順層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯區域防突措施符合下列技術要求:
(一)煤巷斷麵不小於12m2。
(二)鑽孔直徑89~120mm。
(三)鑽孔控製範圍:控製條帶長度不小於60m,傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少控製20m,下幫至少控製10m,近水平、緩傾斜煤層控製巷道兩側輪廓線外至少各15m。
(四)鑽孔間距及抽采時間:按實際測定的瓦斯抽采半徑均勻布孔(鑽孔在控製邊界麵上交點間距不大於2倍抽采半徑,沿煤層麵布置的鑽孔,距煤層麵間距不大於抽采半徑),抽采時間不小於設計抽采半徑對應的抽采期。無實測資料時,鑽孔在煤層中的終孔間距不大於3m,預抽時間不小於15天。
第十六條 鄰近巷道順層鑽孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯設計、施工符合下列技術要求:
(一)鑽孔直徑89~120mm。
(二)鑽孔控製範圍:
1.被掩護巷道側向
掩護傾斜上方煤巷條帶時,傾斜、急傾斜煤層鑽孔穿過被掩護巷道上幫輪廓線至少20m;掩護傾斜下方煤巷條帶時,鑽孔穿過被掩護巷道下幫輪廓線至少10m。近水平、緩傾斜煤層鑽孔穿過被掩護巷道輪廓線至少15m(均為沿煤層層麵距離)。
2.被掩護巷道走向
順層鑽孔控製有效範圍至少超前被掩護巷道20m,並且一次施工順層鑽孔控製條帶長度不少於60m。
3.鑽孔均勻控製煤巷條帶煤層全厚。
(三)鑽孔間距及抽采時間:按實際測定的瓦斯抽采半徑均勻布置鑽孔,抽采時間不小於設計抽采半徑對應的抽采期;無實測資料時,鑽孔終孔間距不得大於3m,預抽時間不小於15天。
第十七條 順層鑽孔預抽回采區域煤層瓦斯設計、施工符合下列技術要求:
(一)鑽孔直徑:89~120mm。
(二)鑽孔布置及參數:根據礦井實測資料確定(抽采半徑),抽采時間不低於設計抽采半徑對應的抽采期。無實測資料的礦井參照表1選擇。在斷層等地質構造帶附近和煤層賦存變厚區域增補鑽孔或延長抽采期。突出危險區煤層順層鑽孔工程量不低於0.1m/t。
表1 煤層順層鑽孔布置表
1.平行工作麵布孔
在采煤工作麵上、下副巷分別施工下行、上行鑽孔,搭接長度不小於10m。僅在工作麵下副巷或上副巷施工單向鑽孔時,鑽孔長度≥工作麵傾斜長減10m。
2.交叉布孔
平行工作麵鑽孔與斜向工作麵鑽孔立體交叉布置,兩類鑽孔在交叉處上下距離為5~8倍鑽孔直徑,兩類鑽孔夾角一般為15~20度。在采煤工作麵上、下副巷分別施工鑽孔,鑽孔搭接長度不小於10m。
第十八條 回采工作麵淺孔抽采符合下列技術要求:
(一)鑽孔直徑:42~89mm。
(二)鑽孔布置及參數:根據實測有效抽采半徑確定鑽孔間距,孔深不小於10m,均勻控製回采麵前方不少於10m煤層全厚。采用快速封孔器或合格樹脂材料封孔(或其他經試驗有效的封孔方法)。
第十九條 高抽巷設計、施工符合下列技術要求:
(一)煤厚超過8m的高瓦斯回采工作麵應施工高抽巷進行瓦斯抽采。
(二)高抽巷沿煤層頂板布置或直接布置在頂板中,平行於采麵回風巷,內錯10~20m。
(三)高抽巷密閉後,不得留有盲巷,密閉前方巷道要形成全風壓通風,以防瓦斯聚積。在沿煤層頂板巷道內設雙層密閉,間距不小於0.5m,中間用黃土填實,對密閉及密閉前5m範圍內全巷道噴漿處理(或采用樹脂材料封堵密閉牆及圍岩)。
第二十條 高位走向鑽孔設計、施工符合下列技術要求:
(一)鑽孔直徑:不小於113mm。
(二)鑽孔布置:在二1煤頂板穩定岩層中布置高位鑽場,鑽場內布置5-9個鑽孔,相鄰兩鑽場鑽孔搭接不少於20m。終孔層位及傾向控製範圍根據礦井實測資料確定。一般終孔距二1煤頂板10~20m,傾向控製範圍為工作麵回風安全出口上風側3~25m。
第二十一條 回風巷迎麵斜交鑽孔設計、施工符合下列技術要求:
(一)鑽孔直徑:89~120mm。
(二)鑽孔布置:鑽孔開孔點可布置在回風巷巷中或下幫適當位置,終孔層位根據礦井實測資料確定。一般終孔距二1煤頂板10~20m,鑽孔控製範圍為工作麵回風安全出口上風側3~25m。鑽孔開孔步距滿足連續抽采需要。
四、鑽孔設計、施工、驗收
第二十二條 礦防突(通風)科負責組織人員按照集團公司相關要求編製抽采鑽孔設計,報礦總工程師審批實施。抽采鑽孔設計中說明鑽場規格、支護方式、鑽場間距、鑽場編號、鑽孔類別、鑽孔編號、鑽機型號、封孔材料、封孔深度及每個鑽孔參數(孔徑、開孔位置、方位角、傾角、孔深、終孔位置),按比例繪製鑽孔設計平麵圖、剖麵圖、斷麵圖。鑽孔開孔間距不小於0.4m。
第二十三條 鑽孔設計前,礦地質測量部門負責提供鑽孔施工地點煤層預想剖麵圖、煤層底板等高線等鑽孔設計基礎資料。
抽采鑽孔施工前,地質測量部門負責抽采鑽孔施工地點附近巷道中線標定;防突部門或地質測量部門負責按照鑽孔設計標定鑽孔開孔位置、方位等。鑽孔的開孔角度以及方位誤差不得大於±1度,開口位置誤差不得大於±0.1m,鑽孔直徑和深度符合設計要求。
第二十四條 鑽孔施工單位負責完善鑽孔施工現場安全設施,鑽機穩固牢靠,鑽機施工地點設置電話,打鑽地點回風側0.8~1m範圍內懸掛甲烷便攜儀(傳感器),回風側2m範圍內懸掛一氧化碳便攜儀(傳感器)。水壓不低於0.4MPa,供水能力不低於0.6m3/min,風壓不低於1MPa。
(一)防塵措施:采用風力排碴時,使用降塵捕塵裝置。
(二)防火措施:風力排粉鑽尾安設風水互換三通裝置,現場配備滅火器不少於2個,黃土不少於50kg,軟管不少於20m。每次開機前至少試驗一次風水三通可靠性。
(三)防噴孔措施:打鑽噴孔地點使用防噴裝置,防噴裝置連入專用的井下抽采係統。
(四)煤巷掘進工作麵迎頭施工抽采鑽孔時,采取迎麵支護蔽護措施。
第二十五條 鑽孔施工現場懸掛抽采鑽孔設計、施工管理牌板,並有鑽孔施工記錄。
牌板內容包括:鑽孔設計圖、鑽孔設計參數、鑽孔施工負責人、鑽孔施工技術要求、鑽孔施工注意事項等。懸掛在施工現場附近10m範圍內。
鑽孔施工記錄內容:鑽場號、孔號、方位、角度、孔深、孔徑,煤岩性質以及鑽進過程中頂鑽、、噴孔、鑽機附近瓦斯濃度等。
第二十六條 鑽孔無法按設計參數施工時,鑽孔施工單位技術員可根據現場煤岩變化情況調整鑽孔參數,彙報防突部門或鑽孔設計單位,經礦總工程師批準後方可按調整後參數施工。
第二十七條 鑽孔施工過程中出現一氧化碳等異常情況,立即停風、停鑽,利用風水三通向鑽孔內注水;出現明火時,立即用滅火器撲滅火源,並向礦調度彙報。
第二十八條 鑽孔實行安全檢查員、瓦斯檢查員、鑽機長三人驗收製,驗收內容:開孔位置、孔徑、坡度、方位、孔深、孔口瓦斯濃度等,深度驗收采取起鑽驗收,方位角和傾角的驗收采取度量工具測量驗收。
(一)安全檢查員負責(退杆)驗收孔深和開孔位置。瓦斯檢查員負責測定孔口瓦斯濃度,鑽孔方位、坡度等參數。
(二)鑽孔驗收後,鑽機長、瓦斯檢查員、安全檢查員三人現場在驗收單上簽字,填寫驗收意見等。
(三)礦防突(通風)、安監、生產(掘進)等部門每月抽查鑽孔施工、驗收情況次數各不少於10次。
第二十九條 未按設計參數進行施工的鑽孔不得驗收;因現場地質條件變化,調整鑽孔參數,未經通風(防突)部門值班人員同意而擅自施工的鑽孔不得驗收;施工現場無鑽孔參數測量工具,無鑽孔施工圖板的不得驗收。
第三十條 鑽孔封孔技術要求:
(一)底板岩巷穿層鑽孔采用合格礦用樹脂材料和水泥聯合封孔技術,要求封孔至煤岩交界處,封孔管進入煤層不少於煤孔段長度的二分之一,應盡可能實現全煤孔段護孔,進入煤層段封孔管為花管。
(二)普通順層鑽孔采用“兩堵一注”封孔方式,鑽孔封孔段長度不小於18m;或采用其他經試驗有效的封孔材料及方法。
為防止鑽孔塌孔,影響抽采效果,順層抽采鑽孔護孔管伸入煤層不小於鑽孔深度的二分之一,封孔段以裏的護孔管全部為花管,封孔管與花管連接緊密可靠。
(三)封孔管采用壁厚不小於3.6mm、抗壓強度不小於1.2Mpa的雙抗管。
第三十一條 鑽孔封孔、驗收完畢後,及時懸掛鑽孔管理牌板,內容包括:鑽場編號、鑽孔號、方位、傾角、孔深、施工負責人、封孔負責人、封孔日期、抽采負壓、流量、瓦斯濃度、觀測日期、觀測人等。
五、抽采計量
第三十二條 抽采計量裝置符合下列要求:
(一)瓦斯抽采計量器具采用國家標準的計量器具,並按規定進行標校。
(二)孔板流量計安裝位置符合下列要求:
1.地麵抽采泵站、井下抽采泵站、采區抽采主管(地點選擇在平台或車場)、上下副巷支管(入口)、鑽場、高抽巷、揭煤工作麵、底板穿層和順層鑽孔消突評價單元等安裝管道參數計量裝置,實現分源計量。
2.管徑大於150mm孔板流量計安裝旁通支管和閥門,要求旁通管的過流斷麵不小抽采管。
3.抽采鑽孔分組安設流量測定裝置,掛耳抽采每個鑽場為一組,順層預抽鑽孔每5-10個一組,底板穿層鑽孔每5-10個鑽孔或每個鑽場為一組,每個鑽孔支管上安設閘閥和濃度測口。
第三十三條 抽采參數的觀測應遵守下列規定:
(一)地麵抽采泵站和井下泵站安裝孔板流量計時,抽采泵司機負責每小時測定一次抽采濃度、負壓、溫度、孔板壓差等參數,抽采泵站采用人工計量與自動監控相結合,要求每小時記錄一次,上報數據以人工測量結果為準;同時觀測自動監測裝置計量情況,並把自動監測與人工檢測兩種測定結果分別記錄在瓦斯抽采參數記錄本上。兩者測值出現較大誤差時,及時通知通風(防突)科安排處理。
(二)采掘工作麵上、下副巷抽采支管路、高抽巷、高位鑽場的孔板每天至少測定一次抽采參數,測量後及時將測量結果填寫在抽采參數觀測牌板上,並做好記錄。
(三)重點考察區域鑽孔的測定次數根據需要確定。
(四)分組計量的孔板每周至少測定一次。測量後及時將測量結果填寫在抽采參數觀測牌板上,並做好記錄,內容包括:鑽場號(或組號)、孔號、孔深、濃度、流量、孔口負壓、開抽時間、測定日期、測定人等。
(五)抽采孔施工完畢,及時連孔抽采,測定相關抽采參數。
第三十四條 抽采係統自動監測係統參數設置符合表2要求。
第三十五條 管道參數各類傳感器要求每1個月至少標校一次,標校工作由設備生產廠家完成,管道孔板流量計每年至少清理維護一次。管道瓦斯綜合參數超過第三十四條範圍及時標校,由設備生產廠家完成。
第三十六條 瓦斯抽采量填報符合下列要求:
(一)抽采量要統一換算成標準狀況下的抽采量(標準大氣壓101.325kPa,溫度20℃)。
(二)采用自動計量的,應通過監控係統打印抽采日報;采用孔板計量的,根據人工測量結果編製抽采日報。
(三)抽采台帳由負責抽采的技術員審簽;抽采日報由通風(防突)科長審核,報總工程師審簽;抽采月報由總工程師、礦長審簽。