11203回风顺槽瓦斯抽采设计.docx

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11203回风顺槽瓦斯抽采设计

11203回风顺槽瓦斯抽采设计

第一章工作面概况

一、11203回风顺槽工作面地质概况

　1203回风顺槽开口设在1287轨道上山4测点往前4.5米位置按189°34方位掘进3米平巷后按28°坡度掘进上山16米，然后转为平巷17米转向按116°26掘进平巷34米，然后以-18°方位掘进下山28米，转向按313°沿煤层顶板掘进35米，最后在回风绕道与回风顺槽交叉口中心按102°26方位掘进370米后转向按90°方位沿煤层顶板掘进376米。

11203回风顺槽附近没有工作面开采，东、北未开采煤层，西为21207回采工作面采空区，南为11202采面。

该工作面所采的C12煤层，位于二叠系上统龙潭组下段，位于煤组上段底部，煤层厚度2.25～2.45m，平均2.35m。

该煤层结构较简单，煤层稳定；顶板为一般为深灰色含动物化石灰岩，并夹薄层状泥岩，含粉晶状黄铁矿，具水平层理。

底板为灰色细粒状砂岩，含较多粉晶状黄铁矿，层间含炭屑，产完整植物化石。

其下覆地层为茅口灰岩，层间距2-5m。

2、瓦斯情况

根据白坪煤矿2011年度、2012年度、2014年度矿井瓦斯等级鉴定结果（见表1），白坪煤矿属高瓦斯矿井，根据中国地质大学所提交的《金沙县白坪煤矿C8、C12煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》及《白坪煤矿瓦斯地质图》，C8煤层在+1372m标高以上无突出危险性，C12煤层在+1260m标高以上无突出危险性，目前11203回风顺槽在C12煤层中掘进，巷道掘进标高为+1292～+1271m，为无突出危险性。

根据中国地质大学所提交的《金沙县白坪煤矿C8、C12煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》、《白坪煤矿瓦斯地质图》及《11203回风顺槽及运输顺槽区域突出危险性预测报告》，目前C12煤层所开采的标高范围内煤层无突出危险性，属非突出煤层，11203回风顺槽掘进标高内煤层原始瓦斯含量为4.5606m³/t。

根据贵州省煤田地质局实验室2010年6月17日提交的《金沙县白坪煤矿煤尘自燃倾向性预测报告》，C8与C12煤层煤自燃倾向等级为Ⅲ级，不易自燃；根据贵州省煤田地质局实验室2010年6月17日提交的《金沙县白坪煤矿煤尘爆炸性预测报告》，井田内C8和C12煤层无煤尘爆炸危险性。

表1白坪煤矿2011、2012、2014年度瓦斯等级鉴定结果

年度

涌出量

CH4

CO2

批复

结论

2011

相对涌出量（m³/t）

16.4

7.3

高瓦斯矿井

高瓦斯矿井

绝对涌出量（m³/min）

5.01

2.23

2012

相对涌出量（m³/t）

4.05

3.42

高瓦斯矿井

绝对涌出量（m³/min）

2.43

2.05

2014

相对涌出量（m³/t）

11.71

3.62

高瓦斯矿井

绝对涌出量（m³/min）

3.13

0.97

三、矿井瓦斯抽放系统情况

利用地面抽放系统,对该巷道进行预抽,抽放泵型号为：

2BE1-353型水环真空泵两台，其额定参数：

流量70m3/min，电机功率110KW，转数470r/min，主管管径为Φ250mm,支管管径为Φ150mm，抽放管路敷设由瓦斯抽放站经总回风斜井、1287回风上山、回风绕道、11203回风顺槽。

详见附图1。

四、掘进方式

11203回风顺槽工作面采用放炮掘进，采用人工装煤矸溜子运输。

五、瓦斯来源和通风方式：

1、11203回风顺槽工作面掘进瓦斯来源：

11203回风顺槽工作面掘进过程中，工作面瓦斯来源主要为本煤层瓦斯，包括巷道煤壁瓦斯涌出和掘进落煤中的瓦斯涌出两部分。

2、矿井主要通风机型号为FBCDZ-NO16，电机额定功率：

2×75kw，额定负压730～2609Pa；额定风量1740～4080m3/min；主轴额定转数980r/min；矿井总进风约2001.6m3/min，总回风量约2121.6m3/min。

3、掘进工作面采用FBDNO6.3型2×22kW局部通风机配阻燃、抗静电胶质风筒压入式通风，风筒直径600mm，风机安装在1287轨道上山全负压风流中，掘进工作面配风277m3/min，风排瓦斯浓度平均0.25%,风排瓦斯涌出量约为0.7m3/min。

后见通风系统示意图附图2。

六、监控系统情况

工作面采用重庆煤科院生产的KG9001C型甲烷传感器，通过井下FJ90-F16（A）监控分站与矿井KJ90N安全监控系统相连接。

由于矿井为高瓦斯矿井，按规定设置掘进工作面的甲烷、一氧化碳、温度等传感器和掘进工作面回风流中的甲烷一氧化碳等传感器。

其中一台T1甲烷传感器距工作面不得大于5m，另一台T2距回风口10～15m处，且都应有防炮崩措施，具体布置在巷道上方，垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷帮不得小于200mm，且该处巷道顶板要坚固，无淋水，不得悬挂在风筒出风口和风筒漏风处。

T1报警浓度设为≥0.79%CH4，断电浓度设为≥0.8%CH4，复电浓度设为<0.79%CH4，T2报警浓度设为≥0.79%CH4，断电浓度设为≥0.8%CH4，复电浓度设为<0.79%CH4断电范围为11203回风顺槽内全部非本质安全型电气设备。

第二章11203回风顺槽工作面抽采设计

一、11203回风顺槽瓦斯抽采钻孔设计

采用先抽后掘、边掘边抽相结合的方法进行瓦斯抽采。

11203回风顺槽在掘进过程中，即在工作面迎头及两帮钻场向工作面前方煤体布置顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯。

1、钻孔布孔原则

按《防突规定》要求，钻孔应控制的条带长度不小于60m，鉴于本煤层倾角0～2°，钻孔控制巷道两侧轮廓线外各15m，钻孔控制范围为沿层面的距离。

煤巷掘进工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m。

预抽煤层瓦斯钻孔在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距4m，钻孔为扇形孔，顺煤层施工。

2、先抽后掘瓦斯抽采方法

（1）抽放半径为2.5m。

（2）抽放孔直径为75mm。

（3）抽放孔布置方式：

①控制范围：

巷道两侧轮廓线外15m,孔深为巷道掘进前方法线距离不小于60m,确保煤巷施工时前方保持有20m超前距离。

②钻孔数量，第一循环钻孔个数为13个，分一排布置其他循环以此类推，与第一循环一致，每循环钻孔进尺712米，钻孔的倾角、深度及钻孔布置后见附图3。

③抽放孔采用马丽散封孔，封孔必须严密，孔口负压不小于0.013MPa，封孔长度不小于8m。

2、边掘边抽瓦斯抽采方法

（1）采用长方形钻场，钻场规格为：

长×宽×高=3.6m×3m×2.3m；

（2）从揭煤后掘进3～5m内在巷道两帮错开布置钻场，上、下两帮钻场间距20m。

（3）钻场采用锚网支护。

（4）抽放孔布置方式：

①控制范围：

巷道两侧轮廓线外15m,孔深为巷道掘进前方法线距离不小于60m,确保煤巷施工时前方保持有20m超前距离。

②钻孔数量为每个钻场5个，分一排布置，钻孔开孔直径75mm,钻孔终孔间距4m，每个钻场钻孔进尺306.7m,钻孔的倾角、深度及钻孔布置后见附图4。

③抽放孔采用马丽散封孔，封孔必须严密，孔口负压不小于0.013MPa，封孔长度不小于8m。

二、瓦斯抽采钻孔施工

1、施工设备

（1）钻机：

ZYJ—420型矿用全液压坑道钻机

（2）钻杆：

Φ42mm*1m圆弧形凸棱钻杆

（3）钻头：

Φ75mm复合片钻头

2、进度计划

根据生产计划，每月施工4次顺煤层钻孔，施工时间为3天左右，施工具体时间根据生产计划进行合理安排和适当调整。

三、有效预抽时间及预期效果

1、有效预抽时间

瓦斯抽采钻孔按照“打一个、封一个、抽一个”的管理原则，一般情况下，掘进工作面最后一个钻孔预抽煤层瓦斯时间不得低于24小时。

2、预期效果

（1）工作面瓦斯抽采率大于30%

（2）工作面残余瓦斯含量降到4m3/t以下

（3）工作面瓦斯浓度降到0.5%以下

四、抽采负压计算

1、11203回风顺槽钻孔抽采负压计算

（1）、主管路的摩擦阻力计算：

H摩=9.8LVQ2/Kd5Pa

H摩=管路的摩擦阻力Pa

k—系数，根据管径由表查出0.71

d—管路直径（内径）；250cm

L—管路的总长度；450m

V—混合瓦斯对空气的相对，查表得0.822；

Q—主管路混合瓦斯流量；Q=KQc/X,Qc瓦斯纯量，X瓦斯浓度，高负压30%，K瓦斯富余系数；1.2～1.8，取1.3；

则Q=1.3×10/0.3=2600m3/h

H摩=9.8×450×26002×0.822/0.71×255=3.53KPa

H局=20％×H摩=20％×3.53=0.7KPa

H总=H摩＋H局=4.24KPa

（2）、支管路的摩擦阻力计算：

H摩=9.8LVQ2/Kd5Pa

H摩=9.8×746×0.822×10402/0.71×155=12KPa

H局=20％×H摩=20％×12=2.4KPa

H总=H摩＋H局=14.4KPa

（3）、抽采负压计算：

根据泵房抽采系统运行负压为54.5KPa

钻孔抽采负压=54.5-4.24-14.4=35.86KPa

五、瓦斯抽采钻孔封孔设计

每施工完一个钻孔后，立即进行封孔，封孔方法采用马丽散封孔法，封孔长度不小于8m，封孔前应将孔内积水、煤、岩屑清理干净，以保证封孔质量，封孔工艺如下：

1、封孔采用专用的PVC封孔管。

2、准备好封孔使用的棉纱及马丽散等。

3、在封孔管的末端和孔口处各使用棉纱和配制好的马丽散进行封堵。

4、封孔时孔口管外露150mm即可。

5、每施工完一个钻孔立即封孔，封孔20分钟后接入抽放器再由抽放器胶管接入抽采系统。

第三章瓦斯抽采设备

一、抽采设备的选择

1、矿井现有两套抽放系统：

即一套高负压抽放系统,一套低负压抽放系统。

高负压抽放系统配备2BE3-353型瓦斯抽采泵2台（1台运转，1台备用），电机额定功率110kW；抽气量为70m3/min;低负压抽放系统配备2BE3-303型瓦斯抽采泵2台（1台运转,1台备用），电机功率75w，抽气量为54m3/min。

2、矿井瓦斯抽放主要采用本煤层抽放、采空区抽放、高位钻孔抽放。

高负压系统采用封闭式抽放,主要负责本煤层钻孔抽放、临近层钻孔抽放；低负压抽放系统主要用于高位钻孔裂隙带及采空区上隅角瓦斯抽放。

二、瓦斯抽采管路的附属装置

1、阀门：

在瓦斯抽采管路（干管、支管）上和每个抽采钻孔管路上，均需安设阀门，主要用于调节和控制各个抽采地点的抽采负压，瓦斯浓度，抽采量等，同时修理和更换瓦斯管时可关闭阀门切断回路。

在回风巷支管路和每个抽采的钻孔上安设阀门。

2、放水器：

在抽采管路每一最低点各设一个放水器。

3、计量装置：

瓦斯流量、负压、浓度等参数采用CJZ-70瓦斯抽放综合参数测定仪测定。

矿用防爆流量计2套

CJZ-70瓦斯抽放管道气体参数测定仪2套

三、瓦斯泵房附属设备

抽采泵房的主体设备为2BE3-353型水环真空泵四台，真空泵配套电机、气水分离器、管路、控制阀门和循环管等，主要附属设备有正负压自动放水器、防爆防回火装置、放空管、冷却循环水泵，泵站监测系统和避雷装置等。

抽放泵房内应安装用于测定管道内气体温度、流量、瓦斯浓度、负压和泵房内瓦斯浓度的监测传感器。

根据抽采泵耗水量（0.78m3/min）并考虑其它用水量，设计泵站水池容水量50m3。

为防止冬季管路冻裂，管路要做防冻处理，泵房要有采暖设备。

第四章11203回风顺槽瓦斯抽采指标考核

1.11203回风顺槽掘进期间超前距离考核

11203回风顺槽抽采钻孔按循环进行施工，第一循环迎头超前预抽孔施工13个，