煤矿瓦斯抽放设计提纲.docx

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煤矿瓦斯抽放设计提纲

×××矿业公司×××煤矿

××××瓦斯巷

瓦斯抽放设计

编制日期:

二〇一*年*月*日

矿井编制、会审人员

编制人：

时间：

通风科：

时间：

生产科：

时间：

安全科：

时间：

防突副矿长：

时间：

安全矿长：

时间：

矿总工程师：

时间：

 公司会审人员

通风部：

时间：

生产部：

时间：

安全部：

时间：

公司总工程师：

时间：

前言

第一章概况…………....………………………………………………

第二章瓦斯抽放方法与工艺..........……………………………..

第一节煤炭储量及瓦斯储量预测………………………………..

第二节瓦斯抽放方法及工艺设计....…………………………..

第三节抽放钻孔施工及封孔........…………………………..

第四节抽放管路及附属设施....…………………………………

第三章主要安全技术措施……………..……………………………..

第四章组织管理及质量保障措施……..……………………………..

第五章应急处理措施及避灾路线……..……………………………..

第六章资金概算............................................

附图及附表………………………………………………………………..

XX矿业公司XX煤矿XX瓦斯巷瓦斯抽放设计

前言

一、设计的主要依据

1、《煤矿安全规程》2011年版；

2、《防突规定》

3、《煤矿瓦斯抽放规范》AQ1027-2006

4、《煤矿瓦斯抽采基本指标》AQ1026-2006

5、《矿井抽放瓦斯工程设计规范》（GB50471-2008）

6、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（安监总煤装[2011]163号）等。

6、XX煤矿XX工作面地质说明书。

二、设计的主要内容

1、矿井瓦斯赋存情况、抽放瓦斯的可行性及必要性、抽放瓦斯量预计；

2、瓦斯抽放方法及抽放工艺设计，瓦斯抽放钻孔及煤层残余瓦斯压力检测钻孔参数设计；

3、工程中所需设备、仪器、仪表及附属装置等选型及安装设计；

4、井下抽放管网的检测、监控系统布置；

5、抽放瓦斯管理措施及主要安全措施；

6、抽放所需设备清单及工程投资概算。

第一章概况

一、简要说明抽采区域设计范围、预开采工作面走向长度、倾斜长度、煤层厚度、倾角、煤层可采储量、瓦斯储量、邻近工作面开采情况及抽放措施施工期间的局部通风、安全监控、供电系统等。

二、煤层瓦斯地质情况

****区域瓦斯地质说明书

煤层产状（°）

倾向

倾角

煤层厚度

m

煤层稳定性

宏观煤岩类型

容重

坚固性系数

煤的破坏类型

煤尘爆炸指数

煤的自燃发火期

t/m3

%

月

区域预测情况

煤层瓦斯压力P=MPa，煤层瓦斯含量W=m３/t

煤层

顶板

特性

煤层

底板

特性

地

质

构

造

序号

名称

性质

位　　　　置

产　　　　状

煤层、顶底板及地质构造等因素对突出影响的综合述评

三、煤层瓦斯基础参数

根据***研究院提供的《**煤矿*号煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性鉴定报告》中煤层瓦斯基本参数作为本次设计的依据。

瓦斯基本参数表（略）

第二章抽放瓦斯方法与工艺

第一节煤炭储量及瓦斯储量预测

一、储量计算范围及煤炭储量

XXXX瓦斯巷施工穿层钻孔预抽XXXX机巷条带煤层瓦斯。

1、储量计算范围

抽放钻孔设计控制范围:

走向控制长m；巷道宽m，上帮控制m，下帮控制m，倾斜控制宽m。

2、地质储量：

G=（L+2R）×（H+2R）×m×r（1-1）

式中：

G—煤层储量，t；

L—煤层走向长度，m；

H—抽采钻孔控制范围内煤层平均倾斜长度，m；

R—有效抽采半径，m；

—平均煤层厚度，m；

—煤的密度，t/m3。

二、瓦斯储量及预抽量

1、煤层原始瓦斯含量

****设计预抽区域煤层瓦斯含量采用计算法。

根据***研究院提供的《**煤矿*号煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性鉴定报告》。

以瓦斯含量梯度**m3/m为计算基础。

W=W0×（H-H0）×A

式中W---原始煤层瓦斯含量，*m³/t；

W0---上部测点实测瓦斯含量，m³/t；

H---****机巷埋深，m；

H0----上部测点埋深，m；

A---瓦斯含量梯度，m³/m。

2、预抽瓦斯量

Q抽=G×（W-W残）×K

式中W抽——预抽瓦斯量，m³；

G——煤层资源储量，t；

W——吨煤瓦斯含量，m³/t；

W残——《防突规定》规定的残余瓦斯含量，8m³/t；

K——围岩瓦斯涌出系数，取1.2（围岩瓦斯涌出系数为1.05-1.2，具体可根据邻近层瓦斯涌出量的大小确定）。

第二节瓦斯抽放工艺

一、瓦斯抽放方法的确定

根据矿井实际，XXXX区域开采前采用在XXXX瓦斯巷施工穿层钻孔预抽XXXX机巷条带煤层瓦斯；回采工作面切割形成后，在机风巷施工顺层上下向钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施。

本次只对XXXX瓦斯巷穿层钻孔预抽XXXX机巷条带煤层瓦斯区域措施进行设计。

注：

抽放瓦斯方法的选择，主要是根据矿井（或采区、工作面）瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采程序以及开采地质条件等因素进行综合考虑。

选择具体抽放瓦斯方法时应遵循如下原则：

1、选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质条件等开采技术条件；

2、应根据瓦斯来源及涌出构成进行，尽量采取综合治理瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果；

3、有利于减少井巷工程量，实现抽放巷道与开采巷道相结合；

4、选择的抽放瓦斯方法应有利于抽放巷道布置与维修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本；

5、所选择的抽放法应有利于抽放工程施工、抽放管路敷设以及抽放时间增加。

二、抽放钻孔

1、钻孔控制范围确定

在XX瓦斯巷内，按等距网格式均匀布置平行穿层钻孔预抽XXXX工作面机巷条带煤层瓦斯。

设计预抽钻孔走向控制长m，****机巷上帮控制m，下帮控制m。

（设置钻场时另补充钻场设计要求，包括钻场规格、间距等）

2、钻孔直径

说明抽放钻孔开孔直径*mm，终孔直径*mm；扩孔段长*m，直径*mm。

3、有效抽采半径和钻孔间距的确定

有效抽采半径取m；则钻孔终孔间距

4、钻孔数量：

式中A--钻孔数量，个；

L--预抽钻孔走向控制长度，m；

H--预抽钻孔倾向沿层面控制宽度，m；

r--钻孔有效抽放半径，m。

计算需钻孔*个，设计钻孔终孔间距取*m，共设计*组钻孔，每组共设计钻孔*个，共计设计钻孔*个，平均单孔深度*m，钻孔总长度*m；

注：

计算结果有小数时则往上升一位，取整数。

5、抽放钻孔设计图（见附图4）

6、预抽时间的确定

T=Q抽÷Q纯÷1440×K抽

式中T--预抽时间，天；

Q抽--预抽量，m³；

Q纯---预计抽放纯流量，m³/min；

K抽--抽放不均衡系数，取1.2-1.5

注：

参照邻近区域内瓦斯巷的抽放负压、浓度、流量、抽放效果、预抽时间，****瓦斯巷预抽煤巷条带瓦斯区域预抽时间最终确定为*天（可参照湖南各矿井经验值：

6-18月，结合本矿井实际进行确定）。

钻孔参数可根据下述公式计算，并参考图2-2、图2-3、图2-4.

底板钻场的上向孔

α—煤层角度；H—上向孔孔升高度

顶板钻场的上向孔

α—煤层角度；H—上向孔孔升高度

垂直于煤层走向的钻孔的倾角β和长度ι，可按下式计算：

（2-2）

式中：

β——钻孔的倾角，（°）；

H——上向孔的孔升高度或下向孔的下降深度，m；

L——垂直于煤层走向水平钻孔的长度，m；

α——煤层的倾角，（°）；

ι——钻孔长度，m。

式中，

前面的±号，按钻场位置和钻孔方向选取：

钻场在底板时，上向孔取“-”下向孔取“+”；钻场在顶板时，上向孔取“+”，下向孔取“-”。

斜交于煤层钻孔示意图

l’—斜交于煤层走向的钻孔长度；γ’—斜交于煤层走向的钻孔夹角；β’—斜交于煤层走向的钻孔倾角

斜交于煤层走向的钻孔夹角γ′，倾角β′、长度ι′，按下式计算：

β′=tg-1（tgβ×cosγ′）

tgβ′=

=L×tgβ÷（L/cosγ′）=tgβ×cosγ′

ι′=

（2—5）

式中：

γ——钻孔夹角，（°）；

B——垂直于煤层走向钻孔的终点与斜交钻孔终点之间的距离，m；

L——垂直于煤层走向水平钻孔的长度，m；

β′——钻孔倾角，（°）。

ι′——钻孔长度，m。

三、测压钻孔

在施工抽放孔的同时，每隔30m在每二组预抽钻孔之间布置1个测压孔，测压钻孔终孔位置分别在巷道轮廓线外*m-*m处，所有测压孔径均为φ75mm。

详见****机巷掘进工作面测压钻孔布置图。

****瓦斯巷测压孔参数表

测压地点

****瓦斯巷

煤层号

*#

煤厚

*m

倾角

°

封孔工艺

封孔长度

*m

孔号

钻孔参数

方位（°）

倾角（°）

长度（m）

第三节抽放钻孔施工及封孔工艺

一、抽放钻孔施工

1、钻机及钻具

2、施工顺序

注：

①由外向里或由里向外或里外同时施工可根据巷道实际确定，每完成一组（钻场）钻孔应及时在三个大班内完成封孔连网抽放工作，以增加预抽时间。

也可同时安排内外两台钻机同时施工。

②每组钻孔由下往上逐孔施工。

③已施工完毕但仍未封孔的钻孔应用黄泥将孔口封堵严密，防止钻孔泄漏瓦斯。

3、排渣方式

水力排渣方式，供水压力不小于0.5Mpa。

4、施工工期

×K

式中T---预计预抽时间，d；

L---钻孔总工程量，m；

l---预计班进尺，m;

K---施工影响系数，1.2-2

注：

2台钻机同时施工，按2台钻机日平均进尺计算。

K的取值视各矿井实际条件而定。

二、封孔工艺

1、封孔方式：

两端采用聚胺脂、或挡板+黄泥、棉纱封堵，中间采用段采用水泥沙浆封孔方式。

2、封孔设备

3、封孔材料及配比

封孔材料：

425#水泥+膨胀剂。

水泥沙浆封孔段水灰比0.4：

1，掺入5-12%膨胀剂。

4、封孔管：

采用4m×¢25mmPE管2根，用直接连接。

前端0.5m段四周均匀布置¢6mm筛孔，并用纱网罩严。

5、封孔要求：

封孔长度8m。

倾角大于30°的上向孔，孔口段采用聚按脂封堵0.5m；倾角大于30°的下向孔，前端采用聚按脂封堵0.5m，孔口采用水泥砂浆封堵严密；其余上下向钻孔及平孔两端采用聚按脂各封堵0.5m；中间段压注水泥浆，充填饱满。

封孔压力≮2Mpa。

第四节抽放管路及附属设施

抽放瓦斯管径选择

D=0.1457（Q/V）1/2

式中D—抽放瓦斯管内径，m；

Q—瓦斯管中混合瓦斯流量，m3/min；

V—瓦斯管中混合瓦斯平均流速，一般V=5～15m/s。

XXXX瓦斯巷抽放支管选择¢100mmPE管，采用与PE管配套的活法兰连接。

抽放耙：

抽放耙采用¢100mm无缝钢管制作，抽放耙上连接封孔管的偏嘴采用¢25mm钢管制作。

钻孔与管路的连接：

封孔管与抽放耙采用¢35mm带钢丝骨架的抗负压胶管连接。

开关

抽放支管和钻孔均安装。

放水器

检测装置

注：

①每个钻孔的连接胶管必须安装集流管。

②抽放耙及瓦斯巷抽放支管必须安装检测用的凸台和负压表，并设置人工检测孔，便于人工检测与CZ7仪参数检测对比、效验。

③每组抽放耙安装负压表。

④每个煤层残余瓦斯压力测压孔安装压力表。

井下管路敷设及要求

注：

①管路敷设要求稳固、平直，尽量避免急弯；②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；③新敷设的管路要进行气密性检验（正压漏气采用0.2Mpa压风进行试验，负压漏气采用抽放系统进行检验；确保停泵时管内瓦斯不向外泄漏，抽放时空气不进行抽放管内）。

第三章主要安全技术措施

一、钻孔施工安全技术措施

1、施工前的准备工作（包括钻机的稳固、检查；顶板的检查和处理等）

2、钻机供水（风）压力和供水（风）量

3、施钻及封孔的操作要求、注意事项

4、施工时通风瓦斯管理

二、封孔安全技术措施

三、管路安装安全技术措施

四、通风、瓦斯管理

五、供电及安全监控系统

六、其它

第四章组织管理及质量保障措施

一、组织管理机构及职责

二、质量保障措施

（一）技术及现场施工管理

1、结合现场施工的钻孔资料及时修正设计参数。

2、布孔

3、施钻

4、封孔

5、连网

6、单孔挂牌管理

（二）检查验收

建立抽放工程验收制度和打假举报奖罚制度

不定期抽查、及时验收

（三）抽放参数检测和总结

1、检测周期及要求

2、资料收集

注：

每组钻孔、每条瓦斯巷钻孔施工完毕，通风、地质测量部门要及时收集原始资料，并在专门记录台帐上汇总登记；同时绘制好钻孔竣工图（平面图和剖面图），勾画好煤层底板等级高线、断层、孔号、孔深参数等，可作为今后本区域煤巷掘进及回采工作面开采时可靠的瓦斯地质资料。