抽采达标工艺方案设计.docx
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抽采达标工艺方案设计
重庆市水溪煤业有限公司
瓦斯抽采达标工艺方案
编制：
审核：
机电副矿长：
生产副矿长：
安全副矿长：
总工程师：
矿长：
日期：
二〇一四年一月
重庆市水溪煤业有限公司设方案审意见
方案名称
瓦斯抽采达标工艺方案
编制日期
2014年1月21日
各部门意见：
总工意见：
矿长意见：
一、矿井概况
（一）矿井位置
水溪煤业有限公司位于南川区城区东80°方向，直距18.2km的水江镇古城居委，矿区工业广场的井口地理座标：
东经107°16′09″，北纬29°13′09″，行政区划属南川区水江镇。
主平硐井口坐标（80坐标）：
X=3233792.586Y=36428861.369Z=+600.846m。
（二）矿井地质特征
1、地层及含煤地层
矿区出露地层主要为第四系全新统（Q4）的松散堆积层和残坡积层、三叠系下统嘉陵江组（T1j）~二叠系下统茅口组（P1m）。
矿区含煤地层为上二叠统龙潭组（P2l），厚90～113m。
岩性主要为页岩、砂质泥岩、硅质灰岩、铝土质角砾岩，含煤4层，仅底部的K1煤层可采。
其余为劣质煤层，厚度在0.15m以下，均没有工业价值。
K1煤层为本矿山的开采煤层。
2、构造
矿区位于区域一级构造龙骨溪背斜北西翼之更次一级构造吴家坝斜西翼，矿区地层呈单斜产出，倾向290°～320°，倾角50°～89°，部分倒转，总的趋势是矿区北东段岩层倾角相对较缓，50°～80°之间，南西段岩层倾角陡，82°～89°，局部倒转。
沿倾向：
吴家坝背斜轴脊附近岩层倾角缓，翼部的“根部”变陡，沿倾向形成“膝状构造”，转折部位大致与倾伏轴线一致，此种构造易在层面倾角转折部发生近走向的断层。
矿区原生裂隙构造不发育，从地表岩层连续性观察，区内断层稀少，仅出露有F11断层，井下的巷道揭示有数条隐伏断层F1、F2、F3、F4，断距不大，对煤层基本无影响。
吴家坝背斜：
背斜核部地层为二叠系下统茅口组，两翼为二叠系上统龙潭组、长兴组、三叠系下统飞仙关组和嘉陵江组。
背斜形态不对称，为东缓西陡，东翼岩层产状：
倾向108°~139°，倾角20°~35°，西翼陡立或局部倒转，岩层产状：
倾向290°~320°，倾角70°~88°。
F1正断层：
位于矿区北部，断层露头长约700m，倾向SE，倾角70~85°，断距50m，生产揭露标明，未断及煤层，故对本矿山煤层无破坏作用。
矿区内可见的裂隙可分为两类，即与构造有关的构造裂隙和灰岩中与溶蚀有关的溶蚀裂隙。
构造裂隙：
矿区南西段，岩层产状变化大，构造裂隙也比较发育，据600m标高的岩巷观察，裂隙分布特点是沿走向发育，密度呈脉冲状分布。
密集段一般几十m至百余m，在岩巷内主要有两组：
1、60°~105°∠62°~85°；2、175°~220°∠65°~80°。
另有一组290°~320°∠55°~80°；由于与岩巷方向接近，巷道揭示较小，但延伸较远。
溶蚀裂隙：
在碳酸盐岩层中，沿岩层层间及各种斜交原生裂隙受地下水溶蚀加大、沟通，形成形态各异、方向各异的裂隙，成为该区地下水的储水空间和流通渠道。
综上所述，矿区地质构造中等复杂。
（三）煤层与煤质
1、煤层
矿区可采煤层为K1煤层，K1煤层俗称“大连”或“小槽”煤。
下距茅口灰岩顶界3.5~8.5m；上距第二段含硅质灰岩标志层底界34～26m。
矿区范围内的K1煤层厚度为1.20～2.19m，倾角55~86º，呈层状、似层状产出，总体产状与围岩一致。
2、煤质
K1煤层煤岩颜色呈灰黑色，半亮光泽，质脆，呈小块状，含少许黄铁矿结核，断口平整或参差状，煤岩类型为半亮煤型。
（四）矿井资源储量
1、井田境界
矿区范围由23个拐点圈定，矿区走向长6.634km，倾斜宽0.7km，面积1.8343km2，生产规模150kt/a，开采二叠系龙潭组K1煤层。
表1-4-1水溪煤业有限公司矿区范围拐点坐标表（80坐标）
拐点编号
X
Y
拐点编号
X
Y
1
3235164
36430540
13
3231509
36427204
2
3234959
36430441
14
3232820
36428331
3
3233716
36429401
15
3233211
36428146
4
3233599
36429531
16
3233232
36428192
5
3231791
36427706
17
3232866
36428364
6
3230995
36427010
18
3233578
36428975
7
3230124
36426204
19
3233813
36428813
8
3230254
36426056
20
3233845
36428839
9
3231090
36426841
21
3233751
36429133
10
3231467
36427168
22
3234444
36429672
11
3231628
36427056
23
3235396
36430237
12
3231658
36427100
2、资源/储量
矿井工业资源/储量为5920kt。
设计资源/储量为5232.1ktkt。
设计可采储量为4185.7kt。
二、煤层瓦斯基本参数及瓦斯储量
我矿1989年1月28日发生首次突出。
2011年瓦斯等级鉴定相对涌出量为20.79m3/t,绝对瓦斯涌出量4.95m3/min。
2013年重庆市宏能瓦斯安全技术检测有限公司对+380m水平3#溜煤上山处的原始瓦斯含量测定结果为13.08m3/t，原始瓦斯压力为2.24MP。
全矿的抽采为+480m水平—+380m水平，所以计算瓦斯储量只计算+480m水平—+380m水平的瓦斯储量，其计算公式如下：
a×b×c×d×e=100×1700×1.5×1.45×13.08=4836330m³
a——+480m水平至+380m水平（煤层倾角87°）100m
b——+480m水平至+380m水平走向长度1700m
c——平均煤层厚度1.5m
d——煤炭容重，取1.45
e——+480m水平至+380m水平原始瓦斯含量13.08m3/t
三、瓦斯抽采方法
（一）、底板岩巷穿层钻孔抽放
+480m水平至+380m水平采用在底板布置三条岩巷，分别布置穿层钻孔控制整个+480m水平至+380m水平，进行抽放（包括：
采面、回风巷、运输巷、中运巷、开切眼）。
穿层钻孔终煤点间距6m至9m。
直到采煤采穿钻孔才停抽。
（二）、本层抽放（顺层抽放）
在采取底板岩巷穿层钻孔预抽措施后，在煤层回采工作面运输巷和中巷每间隔9m，倾角60°,孔径φ65mm，上段孔深37.3ｍ，下段孔深38.5m，向本煤层打顺层钻孔，对本煤层预抽，并随回采工作面推进，边采边抽，直到采煤采穿钻孔为止。
四、井巷、钻场、钻孔工程
（一）井巷工程及工程量
1、在+480m水平，煤层底板布置一条瓦斯抽放巷（+480m岩大巷）,三心拱巷道高为：
2.4m，宽2.6m，断面为5.83㎡，长度为1700m。
（上水平已经施工，故不计算工程量）
2、在+435m水平，煤层底板布置一条瓦斯抽放巷（+435m瓦斯抽放巷）三心拱巷道高为：
2.4m，宽2.6m，断面为5.83㎡，长度为1700m。
3、在+380m水平，煤层底板布置一条瓦斯抽放巷（+380m运输巷）三心拱巷道高为：
2.8m，宽3.4m，断面为8.33㎡，长度为1700m。
合计工程量为3400m。
（二）钻场工程及工程量
1、+480m岩大巷是在巷道上直接架钻机施工钻孔，没有另外施工钻场，所以没有钻场工程量。
2、+435m瓦斯抽放巷，北330m是每9m施工一个钻场，共布置37个钻场；+435m瓦斯抽放巷南是每18m施工一个钻场，共布置76个钻场，钻场三心拱巷道，高为：
2.2m，宽2.4m，断面为5㎡，每个钻场深度为1.5m。
钻场工程量为170m。
3、+380m运输巷，北380m是每9m施工一个钻场，共布置43个钻场；+380m运输巷南是每18m施工一个钻场，共布置71个钻场，钻场三心拱巷道，高为：
2.2m，宽2.4m，断面为5㎡，每个钻场深度为1.5m。
钻场工程量为170m。
合计钻场工程量为340m。
（三）钻孔工程及工程量
1、+480m岩大巷每9m布置一个组钻孔，每组5个钻孔。
由于是以前（上水平）已施工，所以不计入工程量
2、+435m瓦斯抽放巷，北330m是每9m施工一个钻场，共布置37个钻场；每个钻场布置5个钻孔；南是每18m施工一个钻场，共布置76个钻场，其中23#至44#钻场每个钻场布置三组钻孔，每组9个，共27个钻孔；其余54个钻场，每个钻场布置两组孔，每组孔6个，共计12个钻孔。
平均钻孔深度约28m,钻孔工程量为39956m.
3、+380m运输巷，北380m是每9m施工一个钻场，共布置43个钻场，每个钻场布置5个钻孔；南是每18m施工一个钻场，共布置71个钻场，其中11#至36#钻场每个钻场布置三组钻孔，每组9个，共27个钻孔；其余46个钻场，每个钻场布置两组孔，每组孔6个，共计12个钻孔。
平均钻孔深度约28m,钻孔工程量为40376m.
4、采面运输巷和采面中运巷每9m布置一个顺层钻孔，方位角218°，倾角60°的钻孔，共计布置378个钻孔，平均钻孔深度38m，钻孔工程量14364
合计钻孔工程量为108140m。
五、管网工程
（一）、抽放管路敷设及工程量
我矿抽放泵站在锣鼓洞风井，主管直径159mm（钢管）经过锣鼓洞风井平硐——+600m水平岩大巷——暗副斜井——+380m南大巷，抽放管路敷设工程量约为1700m。
分管直径108mm（钢管）经过2#材料上山与+435m瓦斯抽放巷相连，抽放分管路敷设工程量1800m。
支管直径为90mm（PVC管）链接各个钻场，每个钻场约需要10m，敷设工程量约2270m。
（二）、抽放管路的附属装置
为了便于管路系统负压的调节，掌握各抽采地点瓦斯抽出量、瓦斯浓度的变化情况以及保证管网系统的正常抽采，在各主、分、支管路上分别安设阀门、设置测流孔和放水器。
此外，在瓦斯泵站管路吸气侧和排气侧安设防爆、防回火装置和放空装置。
1、阀门
瓦斯抽采管路和钻场连接管上均应安设阀门，其主要目的是用来调节和控制各抽采点的抽采量、抽采浓度、抽采负压等。
2、放水器
在抽放管路系统低洼易积水处和各个钻场安设人工放水器，
3、计量装置
矿井抽放管路的主管、分管、支管及其与钻场连接处，必须设置测流孔。
4、除渣装置
在抽采管路系统低洼和主管、分管、支管汇合处设置除渣装置。
5、防爆、防回火装置
在+380m副斜井下部车场、+600m水平、抽放泵站都设置防爆、防回火装置。
六、监测计量工程
我矿在抽放泵站抽放主管上安装有瓦斯传感器、负压传感器、温度传感器。
抽放主管、分管、支管及其与钻场连接处，都设置了测量孔，测量工每7天对管路的瓦斯、流量、负压、压差温度等进行测量统计
七、施工设备、仪器、仪表及主要器材
锣鼓洞风井安装两台高负压固定抽放泵（一台运转，一台备用）：
型号：
2BEA-252-0；最大气量：
25m³/min；功率：
37KW；极限压力：
3300Pa；转速：
660r/min。
抽放管路的主管为Ø159mm的钢管，分管为Ø108mm的钢管，支管为Ø90mm的PVC管。
液压钻机6，型号：
ZY—750B；风煤钻2台，型号：
EZI—21/2；注浆泵2台，型号：
PZ—5—1。
瓦斯解析仪2台，型号：
MD—2；瓦斯管道参数仪1台，型号：
WGC；高浓度光学瓦检仪2台；弹簧秤2台；秒表2只；皮托管3支；U型管3支；单管倾斜压差计1台。
主要消耗器材：
钻杆、钻头、封孔AB胶、导管N32。
八、进度计划
我矿抽放主管已敷设完毕。
+480m岩大巷为以前（上水平）施工巷道故不计入本次进度计划。
+380m南大巷和+435m瓦斯抽放巷以及两条巷道的钻场同时施工，每天三班，每月进尺月70m，约2年能完工，+380m南大巷和+435m瓦斯抽放巷，采用边掘岩巷巷，边施工穿层抽放钻孔，边接管抽放。
所以穿层抽放钻孔约两年半能完工。
采面运输巷和中运巷在穿层抽放达标后进行掘进，（以前经验，抽放5至6月基本达标），采用边掘，边施工顺层钻孔，边接管抽放。
所以顺层抽放钻孔约3年能完工。
九、服务时间、抽放量及预期效果
1、锣鼓洞风井抽放泵站为南翼抽放服务，直到南翼采煤结束。
+380m运输巷和+435m瓦斯抽放巷服务时间为+380m水平采煤结束。
2、我矿是抽放达标（宏能取样实测残余瓦斯含量低于8m3/t）后才开始煤巷掘进和回采。
在抽放达标的情况下抽放量不低于煤层原始瓦斯含量的35%。
预计抽放量：
4836330m3×35%=16927155m3
3、预期抽放效果：
①、能有效防止或消除煤巷掘进工作面和采煤工作面突出危险
②、能有效防止或消除煤巷掘进工作面和采煤工作面瓦斯超限
十、资金计划
我矿抽放泵站及抽放泵附属设施已经建好，抽放主管已经敷设至+380m，所以不在此次计划范畴。
1、井巷、钻场、管路敷设工程投资估算表
序
号
单位工程名称及简要说明
单位
数量
单价（元）
总价（元）
1
+435m瓦斯抽放巷
m
1700
2000
3400000
2
+380m运输巷
m
1700
2800
4760000
二、钻场工程
1
+435m瓦斯抽放巷钻场
个
170
2000
340000
2
+380m运输巷钻场
个
170
2000
340000
三、抽放管
1
+380m运输巷主管（钢管Ø159mm）
m
1700
80
136000
2
+435m瓦斯抽放巷干管（钢管Ø108mm）
m
1700
70
119000
3
连接钻场支管（PVC管Ø90mm）
m
2270
40
90800
4
抽放管路安装
m
5670
15
85050
5
管路其他附属装置
150000
井巷、钻场、管路敷设工程合计
9420850
2、钻孔工程投资估算表
序
号
单位工程名称及简要说明
单位
数量
单价（元）
总价（元）
1
+435m瓦斯抽放巷穿层钻孔（人工费）
m
39956
20
799120
2
+380m运输巷穿层钻孔（人工费）
m
40376
20
807520
3
液压钻机
套
5
200000
1000000
4
钻头、钻杆、抽放导管、封孔胶消耗
m
80332
12
963984
钻孔工程合计
3570624
根据以上两表得需要资金约一千三百万。
十一、安全技术措施
（一）、管道敷设安全技术措施
1、瓦斯管路应采取防腐、防锈蚀措施；
2、倾斜巷道的瓦斯管路，每隔30m打一防滑桩，将管道固定在防滑桩上；
3、管路敷设要求平直，尽量避免急弯；
4、管路敷设时，要考虑流水坡度，要求坡度尽量一致，避免高低起伏，低洼处需安装放水器；
5、新敷设的管路要进行气密性试验。
（二）、施钻安全技术措施
1、钻孔直径：
设计ø65mm。
2、钻孔长度：
因我矿为急倾斜煤层，按终孔距6m布置成扇形钻孔穿透煤层进入顶板至少0.5m以上。
3、钻孔的开孔位置、钻孔施工参数必须严格按设计要求进行；
4、施工中每班应对钻孔进尺、煤岩孔长度以及施工地点瓦斯浓度进行详实记录；
5、钻机操作台不得正对孔口，操作人员在距孔口3m外的操作台上操作。
钻孔施工期间，所有人员不得站在孔口正对处，防止喷煤、喷瓦斯伤人；
（三）、封孔接抽安全技术措施
1、钻孔施工完成后，应即时进行封孔和接抽,封孔材料：
采用毛巾和矿用封孔剂AB胶封孔。
2、抽放负压与封孔长度：
抽放负压13-14Kpa，以不抽入空气为宜；封孔长度封孔长度不得小于5m。
（四）、其它安全技术措施
1、跟班队长负责本班范围的安全工作和监督抽采作业的全过程，当发现异常情况时及时报告调度室，负责组织人员撤到安全地点。
2、入井前跟班队长组织抽采人员开好班前会，安排布置施工钻孔工作和安全工作。
3、抽采工必须严格执行岗位责任制和技术操作规程，按规定进行施工，发现异常情况，必须停止作业，切断电源，撤出人员，并报告调度室，回风系统设置禁区。
4、施工现场必须悬挂便携式瓦斯报警仪检测瓦斯。
5、施钻地点前方必须悬挂高浓度甲烷传感器，回风侧也必须安设高浓度甲烷传感器和一氧化碳传感器；当其回风流中瓦斯浓度达到0.5%和一氧化碳达到0.0024%时，其回风系统中的机电设备必须跳闸断电撤人，设置禁区；当瓦斯浓度低于0.5%和一氧化碳低于0.0024%时方能复电，每一钻孔见铝土后，见煤前，必须撤出回风系统人员方可钻进。
6、钻机的操作台必须安设在进风流中。
7、每一入井人员必须随身携带隔离式自救器，保证人人熟练使用。
8、加强机电设备管理，经常检查电气设备，保证防爆性能良好，严禁失爆。
9、在施钻附近设置通调度室的电话，保证通讯畅通。
10、在施钻附近堆放黄泥、沙、灭火器等安全设施。
11全矿职工必须熟练掌握矿井避灾路线，一有紧急情况立即按避灾路线迅速撤离。
①、+435m水平穿层施钻地点和S3113中运巷顺层施钻地点→+380m水平3#溜煤上山→+380m南运输巷→+380m主石门→+380m副斜井→+600m运输巷→地面
②、+380m南运输巷穿层施钻地点和S3113运输巷→+380m南运输巷→+380m主石门→+380m副斜井→+600m运输巷→地面
十二、组织管理
（一）、组织措施
1、认真执行班前会制度、交接班制度、质量验收制度。
2、抽采作业必须有跟班干部在场，负责处理当班的安全工作。
3、抽采队必须完善真实的记录和台帐，防突队技术员及时绘制穿层、顺层钻孔施工峻工图，总工不定时抽查。
（二）、抽采安全生产责任制
1、董事长是抽采工作的第一责任人负责保障抽采工作人力、物力、财力的投入，检查、督促矿长、总工、安全副矿长、生产副矿长、机电副矿长、及其他有关人员的防突工作。
2、矿长是抽采工作的第一责任人对防突工作负全面责任。
负责对抽采工作人、财、物的安排与管理，全面平衡协调防突与生产的关系，解决存在的问题；负责检查和督促总工、安全副矿长、生产副矿长、机电副矿长、及各有关部门的抽采工作。
3、总工对抽采工作负主要责任和技术责任。
负责解决抽采工作的技术难题。
4、生产副矿长按照抽采设计的要求，做好采掘布置和生产计划的安排，平衡、协调抽采与生产的关系。
5、后勤主任和工会主席负责按质、按量、按时购回抽采工作所需材料。
6、安全副矿长负责监督检查抽采工作，及时发现和查处违章行为。
7、机电副矿长保证抽采设备的正常运转，落实人员经常下井检查电气设备防爆性能，严禁失爆。
8、地测副总（生技科科长）协助生产副矿长工作，严格按《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》和《防治煤与瓦斯突出规定》的规定安排工作。
9、机电副总（机电科科长）在机电副矿长的领导下负责搞好防抽采备的安装、搬迁工作，并保证质量，定期检查井下电气设备、线缆的防爆性能，严禁失爆。
10、安全副总（安监科科长）负责监督检查抽采工作，及时发现和查处违章行为。
11、通风副总（通风科科长）严格按照规定给抽采地点配足风量；及时砌筑防突安全设施和通风设施，并保证质量合格；组织科内人员学习抽采知识。
12、抽采队长
（1）组织抽采班学习防突知识，要求每个抽采人员熟练掌握防突机械、仪器的操作使用。
（2）组织抽采人员学习防突措施，并严格执行。
（3）对抽采班的工作经常检查、督促，深入现场指挥，严格验收抽采工程质量，对抽采钻孔的真实性负责。
（4）教育、管理本队职工爱护通风、防突设施，不得损坏。
13、抽采技术员
（1）、积极协助总工和抽采队长搞好抽采工作；
（2）、勤到现场收集抽采资料，指导抽采工作；
（3）、及时填绘图纸，建立台帐。
14、抽采队副队长协助抽采队长搞好抽采工作，负责本班抽采工作的安全和管理.
15、抽采班班长负责对本班的管理，组织本班人员严格按抽采设计的要求施工，保证钻孔参数符合抽采措施要求，对现场施工质量负责，对本班的安全负责。
16、抽采工严格按照抽采设计的要求进行施工，钻孔参数符合设计要求，对抽采钻孔的真实性负责，对本岗位的安全负责。
17、瓦检员
（1）服从班、队、科、矿领导的安排；
（2）严格按《煤矿安全规程》规定检查瓦斯，对瓦斯检查数据的真实性负责；
（3）严格执行巡回检查制度和请示报告制度；
（4）有瓦斯超限时，责令作业人员停止作业，责令作业人员撤到安全地点；
（5）认真填写瓦斯检查的各种记录。
（三）、防突监查监管制度
1、落实抽采现场责任制。
抽采班长是当班的第一责任人，对当班抽采的安全、质量负责；当施工人员对当班钻孔参数的真实性负责。
2、当班安监员查抽采跟班人员是否在现场，是否履行职责；同时抽查抽采钻孔的有关参数：
倾角、方位角、钻孔数目是否与设计一致，检查钻孔深度的方法：
点退出的钻杆数。
3、矿级带班人员查当班安监员、抽采跟班干部、抽采班组长的职责履行情况及抽查现场的抽采钻孔情况。
4、抽采队和抽采班必须把当班的抽采钻孔情况报告调度室。
5、调度室通过汇报、监控系统对抽采的监查，查抽采汇报的数据是否真实，是否有瓦斯超限作业。
6、矿长、总工、不定期、不定时的对抽采工作进行抽查。
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