4640采面瓦斯综合治理措施1204.docx

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4640采面瓦斯综合治理措施1204

重庆市江源煤业有限责任公司田坝煤矿

瓦斯综合治理措施

（2013-12-2）

地点：

4640回采工作面

矿长：

秦小龙

总工：

魏庆平

审核：

黄温良

编制：

杨弘伟

日期：

二〇一三年十二月二日

4640回采工作面瓦斯治理措施

4640回采工作面瓦斯抽采方式采用高负压抽采，瓦斯抽采钻孔方位顺煤层走向呈扇形状布置。

抽采系统为地面固定集中抽采系统，在地面设置抽采泵房，由抽采泵房到井下，敷设主管、分管（或支管），并设置相应附属设施所组成的专用管道系统。

瓦斯抽采泵能力是18~25m³/min,负压为3300Pa。

一、4640回采工作面瓦斯赋存情况

根据2012年度瓦斯等级鉴定情况表明，田坝煤矿矿井相对瓦斯涌出量26.75m³/t，绝对瓦斯涌出量2.16m³/min，又根据本矿瓦斯抽采专项设计得：

480副巷采面工作面瓦斯涌出量预测为0.21m³/min。

采面工作面正常通风状态下瓦斯浓度为0.2~0.3,在实际巷道布置过程中，采面工作面瓦斯涌出量较低。

二、瓦斯抽采的可行性

由于我矿属于高瓦斯矿井，按突出矿井进行管理，我矿采取了综合瓦斯防治措施，其中一项就是进行瓦斯抽采工作，必须设置瓦斯抽采系统，进行瓦斯抽采，降低作业地点瓦斯涌出量，控制瓦斯超限现象。

三、4640回采工作面通风

4640回采工作面采用全风压通风，根据采面作业规程的规定，有效供风量为120m³/min，回采工作面要加强回风平巷的瓦斯管理，定期测风，保证采面有效风量不得少于120m³/min。

四、钻孔布置与瓦斯抽采方法

4640回采工作面瓦斯治理工作严格按“瓦斯抽采专项设计”进行瓦斯抽采钻孔的施工，严格执行“先抽后掘，抽采达标”的规定，回采作业进前必须进行顺层抽采。

根据实际开采情况，采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的抽放方法，即在回采工作面的+480m和+535m水平副巷布置顺层钻孔，连接抽放管路进行瓦斯抽放。

钻孔间距6m，平行工作面布置，要求终孔与K1煤层采面回风巷距离小于抽放影响半径。

采用膨胀水泥封孔，封孔长度应根据钻孔孔口段煤（岩）性质、裂隙发育程度及孔口负压等因素确定。

瓦斯抽采钻孔布置图：

五、瓦斯抽采工艺参数

1、抽采钻孔孔径

根据瓦斯抽采专项设计确定瓦斯抽采钻孔孔径为Φ65mm。

2、抽采半径

根据瓦斯抽采专项设计确定采掘工作面预抽煤体瓦斯钻孔抽采半径为3m。

在矿井实施抽采过程中，要根据煤层瓦斯地质变化情况、抽采时间等因素，合理调节钻孔抽采半径，达到有效治灾的目的，并总结出适合本矿的瓦斯抽采半径。

我矿井下煤层平均厚度1.3米，在实际采面过程中的瓦斯浓度为0.1-0.15%，瓦斯涌出量不大，抽采半径取3米，孔间距取6米。

3、抽采负压

根据瓦斯抽采专项设计确定，采面钻孔抽采负压为13～20kPa，抽采负压用瓦斯压力表进行抽放管道内的负压测量，区域瓦斯抽采期间每个钻孔每周检测一次，并形成记录。

4、抽采浓度的确定

根据煤矿安全规程的规定和目前矿井的具体情况以及所选用的抽采瓦斯方法，瓦斯抽采项设计矿井的瓦斯抽采浓度为30%。

经井上实测，正常抽采情况下，瓦斯抽采浓度最初一天为12-16%，衰减速度较快，在第三天抽采时，瓦斯浓度为0.1%。

采用多样气体检测器区域瓦斯抽采期间每个钻孔每周检测一次抽采浓度，并形成记录。

煤层顺层抽采钻孔抽采期间每个钻孔每天检测一次抽采浓度，并形成记录。

5、瓦斯流量的检测

区域瓦斯抽采期间每个钻孔每周检测一次抽采流量，并形成记录。

煤层顺层抽采钻孔抽采期间每个钻孔每天检测一次抽采流量，并形成记录。

6、瓦斯抽放率的计算

根据《煤矿安全规程》规定和《煤矿瓦斯抽采基本指标》（2006）的规定，结合矿井瓦斯涌出量预测结果，矿井瓦斯预抽率取30%。

瓦斯抽采率=抽采量÷（抽采量＋风排量）×100%

六、瓦斯抽采效果检测设施设备及仪表的安装示意图

流量检测

瓦斯压力检测

瓦斯抽放管道浓度检测

7、抽采安全屏障的确定

根据规程规定瓦斯抽采的措施孔安全屏障距离应留足20m。

七、瓦斯抽采设施、设备

一、施钻设备选型

1、根据需要选用ZDY-750型煤矿用液压坑道钻机，其主要技术参数见下表：

ZDY-750型钻机性能参数表

型号

ZDY-750型

最大钻进深度（m）

120～150

钻孔直径（mm）

φ87～φ115

钻杆直径（mm）

φ42～φ50

钻孔倾角（°）

-90～+90

额定转速（r/min）

105～300

额定转矩（N·m）

280～750

给进力（kN）

50

起拔力（kN）

30

正常进给速度（m/min）

0～1.5

给进行程（mm）

850

锚固力（kN）

2×80

电机功率（kW）

18.5

适应煤岩坚固性系数（f）

≤8

整机重量（不含钻杆）（kg）

1200

2、瓦斯抽采管道

瓦斯抽采管道直径为150mm，采面瓦斯抽采支管用直径为108mm，采面副巷使用管道直径可选用50mm的钢管，连接采面抽采钻孔的管道使用直径为25mm的PV管，抽采钻孔每五个为一组，每组钻孔用直径25mm的PV管与瓦斯抽采（直径可选用50mm的钢管）管相联，瓦斯抽采管在分支点设闸阀，放水器。

瓦斯抽采管必须联接严密、不漏风，抽采负压必须符合安全设施、设备的安装要求，要经抽采负压试验。

3、阀门

在每个抽采区域前端安设一个闸阀，在瓦斯抽采管路和工作面连接管上均应安设阀门，在每个抽采钻孔外安设一个球阀。

其主要目的是用来调节和控制各抽采区域、抽采点及抽采钻孔的抽采量、抽采浓度、抽采负压等。

4、放水器

在该抽采管路系统最低点安设自动放水器（设1～2个），及时放空抽采管路中的水，提高系统抽采效率。

在排气端低凹处还应设正压放水器。

放水器应安装在容易积水的地方，或是管路的最低处。

在需安装放水器的管段一般应串接一个三通，以形成集水口。

具体的安装过程和要求是：

在CF自动放水器中，自动放水器要求抽采管道距地板的高度至少有0.42m，安装方法如下图所示。

放水器应安设在管道的下方，用一根1英寸铁管或能承受一定负压的胶管作进水管，将放水器的进水管与管道的集水口连接好，再用1根能承受一定负压的DN20mm钢管或胶管作放水器的负压平衡管，将瓦斯抽采管与放水器负压平衡接口相连，即可进行自动放水了。

安装的进水管应自抽采管路到放水器保持逐渐降低的趋势或水平状态，不得有低于放水器进水口的部位（即不能向下弯曲），否则，容易淤积泥砂，甚至不能正常放水。

为了检修的方便，可在进水管串接一个球阀。

在放水器正常工作期间，该阀应一直处于开通状态，而且要求保持通畅。

另外，也可选择人工放水器。

人工负压放水器及正压放水器结构如图所示。

孔板流量计：

1个，

每组一套U形压差计：

2套真空压力表：

2个

高浓度瓦斯检测仪：

1个

温度表：

1个

（二）钻孔施工要求：

1、钻孔的开口位置、钻孔施工参数必须严格按设计要求进行施工。

并及时填写瓦斯抽采管理牌板和允掘牌板。

2、施工中每班应对钻孔进尺，煤岩孔长以及施工地点的瓦斯浓度进行详实记录。

认真验收钻孔深度，必须保证钻孔施工的真实性，由通防队长周应龙负责验收并记录。

3、在钻孔施工过程中瓦斯浓度检查员对钻孔过程中的瓦斯浓度进行检测，对钻孔施工处的通风，安全管理按规定进行。

4、施工地点必须保证一定的供风量，且不能间断。

5、钻机操作台不得正对孔口，操作人员在距孔口3m处的操作台上操作。

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。

6、钻孔施工完成后，应及时进行封孔和接抽，钻孔采用膨胀水泥、聚氨酯进行封孔。

7、钻孔施工期间要随时检查作业地点的瓦斯浓度和二氧化碳气体浓度。

八、封孔方式、材料及工艺

一、封孔方式

煤层顺层抽采钻孔封孔方式用水泥注浆泵封孔。

钻孔封孔长度为8m。

全岩巷道顺层抽采钻孔封孔长度为5m。

二、水泥注浆泵封孔

采用BFZ-10/1.2型矿用注浆泵机械封孔。

其额定压力1.2（2.4）MPa，流量为0.008～0.01m3/min。

1、封孔材料及配比

封孔材料选用425＃硅酸盐水泥作为主要原材料，石膏为膨胀剂，其作用是避免凝固后收缩钻孔出现裂缝。

其配合重量比一般为：

（水：

水泥：

石膏=50:

100:

12）。

2、封孔管及连接

封孔管采用抗静电的工程塑料管或铁管，煤层巷道采面工作面先抽后掘钻孔封孔长度为8m。

考虑到本煤层煤质较软，软分层厚度约为30cm，钻孔成型后不易保持，故考虑在孔内全长埋设矿用PVC抽采套管，封孔管选用具有煤安标志、抗静电、阻燃的DN50mm的矿用PVC管。

抽采套管应每10m钻10～15个直径为10mm的小孔，孔口用双层铁筛网扎好。

封孔前先将抽采管道和注浆管固定在钻孔内，固定方法采用木塞，套管露出孔口100～150mm。

套管固定方法如图所示。

3、工艺过程

一般在打钻将要结束时就可开始准备水泥砂浆。

水泥砂浆一般应加入适量的膨胀剂，以避免凝固后收缩出现裂缝。

当钻孔倾角较小时可适当增大浆液的浓度。

4、井下封孔操作方法为：

a）检查封孔泵是否完好，封孔所需用的工具，配件等是否带全；

b）检查抽采钻孔所需的抽采管是否齐全，长度是否达到要求；

c）根据井下顺层抽采钻孔的封孔深度，计算所需要的水泥量；

d）直接将井下装水泥的袋子缠绕在抽采管上，送入钻孔内封住孔口。

十、钻孔施工的安全技术措施

一般要求

1认真贯彻学习《煤矿安全规程》相关内容、安全技术措施、施钻工操作规程以及《钻机使用说明书》，人人都必须考试合格后，方可上岗。

2、提高班前会质量，班班要执行手上交接，上不清、下不接，当班隐患当班必须处理，遗留问题必须向下一班交接清楚，跟班人员把好三大关：

生产、安全、质量三方面。

3、施工队注意掌握煤层及顶底板岩性的变化情况，及时反馈信息，地质部门收集各种地质资料，为施工服务。

4、在巷道的下帮掏水沟，保持水沟流水畅通，确保巷道无积水。

5、施工队必须严格按照设计要求的钻孔方位、倾角、开孔位置、孔径进行水沟钻孔。

技术部门进行施工质量验收，每孔必检，对钻孔方位、倾角、长度及见煤、喷孔等参数必须准确收集并做好记录。

6、在临近区域放炮需撤人时，施钻人员必须按要求撤离现场，并将钻机电源停掉。

施钻的管理和规定

1、钻孔施工前，必须做好施工前的一切准备工作。

钻机运输必须严格按运输的有关规定执行。

钻机移设工作中须注意如下安全:

a、钻机移设前必须切断电源，严禁钻机带点搬运。

b、拆、卸、安装钻机大型部件时，身体站立的位置必须避免失手的伤害，

2、进入现场施工前，必须严格检查巷道内的瓦斯情况，只有在瓦斯浓度小于1%以下，方可进行作业，严禁瓦斯超限作业。

3、进入现场施工前，班组长必须对工作地点的安全情况进行一次全面检查，确认无危险后，方准其余人员进入工作地点，每个作业人员必须经常检查作业地点的顶板、帮壁、支架等情况，当发现危险时，必须立即停止作业，采取措施进行处理，严格敲帮问顶制度。

4、施工前，必须将钻机固定牢靠，严禁用钻杆抵钻机，严格按设计参数进行放线布孔。

5、作业人员必须携带便携式瓦斯检测报警仪（2台）和自救器。

施工作业过程中，将2台便携式检测仪分别悬挂在作业地点的进风侧和回风侧，瓦斯浓度达到1%时，必须停止作业，瓦斯浓度达到1.5%时，必须停电撤人，同时向调度室汇报。

待查明超限原因进行处理后，且瓦斯浓度达到1%以下时，才准送电开钻。

6、开钻前，首先检查钻机的固定情况，然后开闸供水，当水从钻孔外返出来后，方可开钻，开钻前空转试机5分钟，严禁不试机就强行钻进。

7、操作人员衣帽、毛巾、灯线必须栓绑好，站立在电机另一侧，不能和给进手把成一直线，钻进过程中不得翻越钻机，如需翻越则必须停止钻机运转，且与操作台人员联系好后方可翻越。

8、钻进时要掌握压力，均匀给进，根据钻孔内煤岩软硬程度加压，不能随意加长压力把。

9、上下钻具必须用管钳卡紧背牢方能进行工作，操作人员不得与孔口呈直线，也不得挡住操作台人员视线，操作人员精力要集中，行动一致，预防钻具冲出伤人。

10、钻孔内排出的钻屑，当班必须采取有效方法进行处理，防止堵塞水沟、轨道。

11、钻进中出现顶钻、喷孔现象时，必须立即停止钻进，关闭供水闸阀，让其孔内瓦斯压力自排，此时观察便携式瓦斯检测仪的浓度变化情况，当排出的瓦斯使作业地点附近巷道的瓦斯浓度超过1%时，必须立即停止作业，当瓦斯浓度超过1.5%时，必须切断电源，人员撤离现场。

当工作地点附近巷道内的瓦斯浓度降到1%以下时，方可恢复钻进，并要掌握钻进速度。

若再次出现顶钻、喷孔，则按上述措施执行。

钻进中出现卡钻现象，且在卡钻初期没有喷孔现象时，将钻杆反转往外退，让出水将钻屑排出后再钻进，如果卡钻伴随顶钻、喷孔，则首先采取上面的措施后再按卡钻处理方法进行处理（一般情况都不得拔出钻杆），并立即向调度室汇报。

12、一个班工作完毕后应关闭电机，并把启动手把打到零位。

13、钻孔施工完毕后，先用黄泥堵孔，防止瓦斯压出，并在24小时内必须完成封孔作业。

14、施钻时必须带2个灭火器挂在工作面后方5m处。

15、施钻过程中必须保持正常通风，严禁无风、微风作业。

特殊措施

1、在施钻地点安设一台直通矿调度室的电话。

2、调整通风系统，使采面回风不直接经过打钻地点。

开钻以前完成该区域的通风系统调整。

3、采面放炮时，撤出施钻人员至安全地点，放炮期间，所有人员均不得进入回风系统。

4、放炮后，待施钻现场瓦斯不超限，整个区域无安全异常，则可保持正常施钻。

5、若施钻现场发生安全异常，则必须立即按安全线路撤离现场。

十一、区域瓦斯治理“四位一体”措施

本矿区域抽采方式主要采取全岩巷顺层抽采和顺层长钻孔抽采。

1、预测预报

根据重庆市宏能瓦斯安全技术检测有限公司提供的测试报告中的检测数据表明：

吨煤瓦斯含量为6.0556m³，瓦斯压力为0.4505Mpa，煤层坚固系数f=0.62，煤层破坏类型为Ⅴ。

直接采取抽采措施，进行卸压抽采，降低煤层瓦斯涌出量。

2、治理措施

+480m、+535m副巷每隔6米打一个顺层抽采钻孔，钻孔终端间距为6m，钻孔向着回采工作面，根据井下实测，钻孔浓度+480m副巷抽采钻孔53米，靠近上部回风巷4-6米，+535m副巷抽采钻孔40米，靠近上部回风巷4-6米，顺层抽采钻孔布置完善后及时安装抽采管道进行高负压抽采，降低煤体瓦斯含量，减少瓦斯涌出量。

3、措施效果检验和区域验证

区域抽采效果验证超前采面工作面距离设计为30米左右，设一个验证钻孔。

当措施效果检验有效时，可以在有安全防护措施的条件下安排煤层巷道的采面作业。

采用压力表检测煤层瓦斯压力，当煤层残余瓦斯压力不大于0.45MPa时为抽采有效，根据瓦斯抽采流量测定进行计算控制区域内煤层残余瓦斯含量不大于6.0556m3/T时为抽采有效。

4、安全防护措施：

煤巷采面过程中的防范措施有：

必须采用远距离（300米外）放炮；作业人员撤至避难硐室；每次放炮必须撤出相邻工作面的作业人员，放炮后30分钟才能进入工作检查安全情况；加强通风管理，保证采面工作面的有效风量不得少于120m3/min，认真检查瓦斯浓度，每班检查次数不得少于三次，同时要加强瓦斯巡查；在日常回采过程中认真观察煤层结构，发现有瓦斯异常现象要及时撤出作业人员；按规定设置工作面压风自救袋，离工作面不大于40米，每组自救袋数量不得少于5-8个。

十三、采煤管理制度

回采工作面必须坚持先抽后采，抽采区域应超前回采工作面50米。