回采工作面瓦斯抽采施工设计.docx
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回采工作面瓦斯抽采施工设计
10803回采工作面瓦斯抽采安全技术措施
该矿于2011年6月请中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室做了8号煤层的突出鉴定,鉴定结果为:
标高1890m以上浅部鉴定范围内的8号煤层无突出危险性,根据黔能源煤炭【2013】176好文件瓦斯等级鉴定的通知,该矿属于高瓦斯矿井,我矿现开采10803采煤工作面标高在1892.0米以上,为了防止该回采工作面瓦斯突然涌出,保障矿井安全生产,特制定以下10803回采工作面瓦斯抽采安全技术措施。
一、工作面概况
10803回采工作面西部为风井井筒保护煤柱,东部是矿井边界,上部是10801回采工作面阶段煤柱,下部是未开采煤柱,工作面走向长度240米,切眼长度102m,煤层平均厚度1.8m,本工作面上部6#煤层外部大部分已开采,平均开采厚度1.6m。
二、地质及水文情况
本区域位于贵州高原的西部,百兴向斜的南西翼,乌江上游支流六冲河与三岔河的分水岭地带。
属中中山至低中山地形,以侵蚀溶蚀地貌为主,广泛发育岩溶峰丛—洼地地貌,部分发育脊状中山与峡谷地貌。
地表水主要有流量较大的三岔河及支流水公河,属乌江水系。
区内地下水主要分为碳酸盐岩溶水、裂隙水、部分为滑坡水。
碳酸
盐岩溶水分布于裸露及半裸露岩溶山区,泉水流量大;裂隙水为大气降水渗入风化裂隙、构造裂隙而形成,泉水流量小。
矿区龙潭组含煤地层多被第四系坡积物所覆盖,地形比较平缓。
矿区内地势总体为南部高,北部低,最高点位于矿区中部环岭岗大山,海拔标高+2176.5m,最低点位于矿区北部一冲沟沟底,海拔标高1925m,为矿区最低排泄基准面,相对高差251.5m。
属低中山地形,发育冲沟地貌。
矿区中部有条流量小的冲沟水外,无大的地表水。
三、通风系统情况:
采取抽出式通风方式,中央并列式通风系统,即以主、副平硐进风,回风斜井回风。
主、备通风机型号:
FBCDZ.54№16轴流通风机,风量为1690—3760m3∕min,风压:
1020—2650Pa,电机型号:
YBFe315-6,额定功率:
2×75KW,转速:
980rpm,电流:
141.7/81.8A,电压:
380/660V,摩擦火花安全证号:
20115093,防爆合格证号:
32007646,煤安标志编号:
070167,出场编号:
20130505:
生产日期:
2013.5,生产厂家:
山西安昇风机有限公司。
10803回采工作面新鲜风流由主机进入8#层皮带下山,然后进入采面运输巷至工作面,回风由10803回采工作面上巷回风道外部回风石门直通回风井,控制风流的设施全设置在进风侧。
四、瓦斯抽放方法
1、掘进期间布置顺层钻孔进行抽放(采前预抽)
在10803回采工作面运输巷、回风巷掘进过程中和工作面待采期间,回风道布置高负压Ф315和低负压Ф219二趟瓦斯抽放管路,运输巷布置高负压Ф315一趟瓦斯抽放管路。
地面抽放通过回风井二趟抽放管路至10803工作面运输巷、回风巷对10803回采工作面煤体实施瓦斯抽放(钻孔布置如下图所示)。
预抽钻孔孔径75mm,孔间距6m,孔深170m,封孔材料为聚氨酯,封孔深度不小于8m,钻孔角度与煤层倾角一致,抽放负压38kpa。
10803回采工作面瓦斯抽放钻孔布置示意图
10803回采工作面钻孔设计参数表
钻孔布置地点
钻孔直径
钻孔间距
开孔位置
钻孔
方位
钻孔倾角
钻孔设计
深度
10803运输巷
75mm
6m
距底板1m
向北
+12°
65m
10803回风巷
75mm
6m
距底板1m
向南
-12°
45m
2、半封闭采空区瓦斯抽采
由于我矿10803回采工作面上隅角瓦斯量较高,设计布置一趟Ф219瓦斯抽放管抽采上隅角瓦斯。
如图:
3、全封闭采空区插管抽采
当10803回采工作面回采结束后,为防止采空区向外涌出瓦斯,构筑回风巷密闭墙时,向采空区密闭墙内插入Ф219瓦斯抽放管,进行瓦斯抽采。
如图:
10803回采工作面全封闭采空区瓦斯抽采示意
4、地面瓦斯抽放泵:
地面瓦斯抽放泵房设在风井井口门东侧,共有四台水环式真空泵,二台工作泵二台备用泵,同时工作的是一台高负压抽放泵和一台低负压抽放泵。
高负压瓦斯抽放泵型号:
2BEC-400水环式真空泵,极限压力:
16000帕,最大抽速:
80m3/分,转速:
323转/分,功率:
90千瓦,编号:
1385,生产日期:
2011.5,安全标志号:
NBBO40048,生产厂家:
山东博山真空泵厂有限公司。
低负压瓦斯抽放泵型号:
2BEA-303水环式真空泵,极限压力:
3300帕,最大抽速:
52m3/分,转速:
590转/分,功率:
75千瓦,编号:
1673,生产日期:
2011.5,安全标志号:
NBBO40049,生产厂家:
山东博山真空泵厂有限公司;
五、施工要求
1、井下管路
井下巷道高低不平,坡度大小不一,巷道局部受压变形,空气湿润易锈蚀等,为此对煤矿井下抽放瓦斯管路的敷设有如下要求:
(1)瓦斯管路应采取防腐、防锈蚀措施;
(2)管路离底板高度不低于30cm,以防止底鼓损坏管路;
(3)倾斜巷道的瓦斯管路,应用卡子将管道固定在巷道支护上,以免下滑;
(4)管路敷设要求平直,尽量避免急弯;
(5)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,低洼处必需安装放水器;
2、附属装置
(1)阀门:
在瓦斯抽放管路上安设阀门,主要用于调节与控制各个独立抽放地点的抽放负压、瓦斯浓度、抽放量等,同时修理和更换瓦斯管时可关闭阀门切断回路。
设计选用的阀门为截止阀或球阀。
(2)在抽放管路上设置测压嘴,以便经常观测抽放管内的压力。
测压孔设计选用内径6mm的气管,在安装管路之前预先焊上,平时用螺丝封闭以防漏气。
测压嘴还可作为取气样孔,取出气体进行气体成分分析。
3、计量装置
瓦斯流量是瓦斯抽放工作中的一个重要参数,较准确的测定瓦斯流量才能真实地反映瓦斯抽放效果。
应用条件也各不相同。
本设计选用孔板流量计作为计量装备,安装与使用要求如下:
(1)安装孔板时,孔板的孔口必须与管道同心,其端面与管道轴线垂直;
(2)孔板前后预先焊接两个测压嘴,直径6mm,平时用细胶管套紧,以防漏气,测压嘴还可作为取气样孔,取出气体进行气体成分分析。
;
(3)安装孔板的管道内壁,在孔板前边不应有凸凹不平、焊缝和垫片等;
(4)要经常清洗孔板前后的积水和污物,孔板锈蚀要及时更换;
(5))抽放瓦斯量有较大变化时,应根据流量大小更换相应的孔板。
4、放水装置
放水装置的种类很多,根据我矿抽放瓦斯实际情况,抽放管路内涌水量小的特点,设计的放水装置选用人工放水器。
必须在管路低洼处设置放水装置,防止水堵塞管路增大抽放阻力。
六、瓦斯抽采达标钻孔工程量
10803回采工作面采用回风道、运输道钻孔预抽区段煤层瓦斯的方法进行采前预抽,具体钻孔施工工程量见下表:
33071回采工作面顺槽钻孔工程量汇总表
钻孔施工地点
钻孔施工数量(个)
钻孔施工进尺(米)
备注
10803回风道
40
1800
利用巷帮为钻场对工作面布置钻孔进行预抽
10803运输道
40
26000
利用巷帮为钻场对工作面布置钻孔进行预抽
合计
180
4400
七、施工设备
根据10803回采工作面施工的钻孔参数,对照我矿现有各钻机性能指标,选择钻机型号及数量见下表:
10803回采工作面施工设备表
设备名称
设备型号
设备数量
煤矿用坑道钻机
ZY-150/5.5Q
2台
泥浆泵
2NB/1.5-2.2
2台
钻杆
42mm
200根
钻头
75mm
10个
八、钻孔施工进度计划及有效抽放时间
10803回采工作面钻孔施工进度计划及有效抽放时间表
施工地点
开始时间
竣工时间
有效抽放时间
10803运输巷
2012年12月
2013年5月
至10803回采工作面结束
10803回风巷
2012年12月
2013年5月
至10803回采工作面结束
九、瓦斯抽采预期效果
根据《山西沁和能源集团曲堤煤业有限公司矿井瓦斯抽采工程改造设计》中回采工作面最大绝对瓦斯涌出量为35.36m3/min,根据我矿《井下瓦斯抽放参数测定记录》中10803回采工作面瓦斯抽放量为19.37m3/min,因此,10803回采工作面抽放率为19.37÷35.36×100%=54.8%,满足《矿井瓦斯抽采达标暂行规定》中采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标。
通过预抽10803回采工作面采前的可解吸瓦斯量满足《矿井瓦斯抽采达标暂行规定》中瓦斯抽采率达到的指标(工作面绝对瓦斯涌出量20m3/min≦Q≦40m3/min,工作面瓦斯抽采率≧40%)。
同时10803回采工作面风速不超过4m/s,回风流中瓦斯浓度低于1%,均满足瓦斯抽采效果达标的相关规定,
十、组织管理
抽放瓦斯过程中,井下、井上各种各样的情况都有可能发生,如管路漏气、堵塞、积水、钻孔失效,泵轴温升高等现象。
因此,通风队必须有专职人员定期检查,发现问题及时处理,确保抽放系统不间断工作。
瓦斯抽放管理组织机构
组长:
尚经彭
副组长:
杨其秀李文武
成员:
李成文邸福祥王东王鹏飞高建波龙林姜志敏向国福王平
十一、安全技术措施
(一)瓦斯防治:
1、打钻时在钻机上方挂一台甲烷便携式报警仪,以便掌握钻机周围瓦斯变化情况。
2、距钻机迎风侧5m处,要安装一台甲烷探头,当风流中瓦斯浓度达到0.4%时,自动报警断电,撤出工作人员进行处理。
3、在打钻期间必须有一名瓦斯检查员在现场,负责在钻机周围检查瓦斯,发现瓦斯浓度超过《规程》规定时,要及时采取措施进行处理,待瓦斯浓度降到《规程》规定浓度以下时,方可开始工作。
4、所有打钻人员必须经过专业培训,掌握煤与瓦斯突出预兆,熟悉避灾路线,并随身携带自救器,严禁穿化纤衣服。
5、在钻进中,如发现有瓦斯异常、顶钻、喷孔等煤与瓦斯突出预光时,应立即停止工作,切断电源,所有工作人员必须撤到安全地点。
(二)施工安全措施:
1、钻机投入使用前,必须将各部件仔细检查一遍,发现问题及时处理。
严禁钻机带病工作。
2、搬运钻机时,钻机要牢固固定在平板车上,严格按照运输规定执行。
3、在稳钻机前,首先要敲帮问顶,将钻场附近顶板加强支护,然后把钻场周围的杂物清理干净。
4、在稳钻时,钻机底座要固定在两根专用底木梁上,上部四根顶柱与顶板顶牢,机尾下部加戗柱一根,确保钻进时机身牢固可靠。
5、要严格按设计要求开孔,没有负责人的同意,不得随便改变钻孔位置,钻孔角度。
否则,要追查责任。
6、开孔前要检查钻机的油是否充足,钻头、钻杆、工具是否齐全。
如发现不齐全,应立即补齐。
钻机的保护装置要齐全,电缆线要吊挂整齐,按钮要放在合适位置,一切准备工作做好后,方可开始。
7、在钻进过程中,钻机前方、后方和钻机转动部位严禁站人,以防钻机转动部分绞伤和钻杆打伤人,人员应站到安全地点。
8、钻工操作时,必须衣着整齐、利索。
打钻时不准围毛巾、戴手套,以免机械绞伤人。
特别是切换钻杆时,动作要协调,操作要稳、准。
9、每次开钻前,应先送水后开钻。
停钻时,应先停钻后停水。
严禁无水钻进,以防把钻卡死或将钻杆丢到孔内,在接换钻杆时,必须把钻机停稳后再进行,所接的钻杆必须经过仔细检查,严禁使用不合格的钻杆。
10、打钻结束后,应把孔号、孔深、孔径、等参数填写在原始记录上,升井后上图以便指导工作和备查。
11、要求打一孔,封一个孔。
钻孔按要求封严密,不准出现漏气现象,否则要追查封孔人员的责任。
12、打钻结束后,要把钻场周围的煤粉清理干净,钻杆丝口要涂黄油用棉布包扎,并摆放整齐,钻头、工具设专人管理。
(三)机电设备管理安全技术措施
1、钻机及电气设备,必须有专人负责维护、