14301前部综采工作面初采期间的措施.docx
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14301前部综采工作面初采期间的措施
14301前部综采工作面初采期间的瓦斯治理措施
会审：
矿总工：
、
通风副总：
、
安监处：
、
生产技术科：
、
抽采公司：
、
防突科：
、
二采区：
、
通风科：
、
通风队：
、
监控队：
、
瓦斯一队：
、
编制：
、
14301前部综采工作面初采期间的瓦斯治理措施
1、工作面简介
14301工作面是南三采区首个4#煤综采工作面，走向长度平均1302.3m，可采走向长度1162m，面长220m。
4#煤层为Ⅲ类不易自燃煤层，外段平均厚度2.3m，。
鉴于4#煤与3#煤层间距在9.2～0.4m之间，且由西向东层间距逐渐变小，为此工作面分两段回采，前部工作面可采走向长度652.1m，只采4#煤，采高2.6m。
2、通风系统
1、通风方式：
14301前部综采工作面采用沿空留巷“Y”型通风方式。
即在工作面回采过程中，14301胶带巷作为主要进风巷道，14301轨道巷作为辅助进风巷；14301轨道巷后部采用沿空留巷作为工作面回风巷，一部分回风经九横贯回风立眼、14301预抽巷，汇合南轨2#底抽巷风流后，共同回入南轨1#底抽巷；另一部分回风经沿空留巷、14302切眼、汇合13301轨道巷和14302轨道巷冲洗风后，经13302轨道巷回入南三集中回风巷。
2、通风系统：
（1）、进风流：
14301胶带巷→九横贯回风立眼
工作面→沿空留巷
14301轨道巷→沿空留巷（九横贯以里）
（2）、回风流：
2#底抽巷
九横贯回风立眼→14301预抽巷→预抽巷联络巷→1#底抽巷
13301轨道巷
沿空留巷九横贯以里→14302切眼→14302轨道巷→13302轨道巷
1#底抽巷→
→南回大巷→白家坡回风立井
13302轨道巷→南三回风巷
3、初采期间的风量计算：
⑴、按气象条件计算
Q采=60×70%×V采×S采×K采高×K采面长
=60×70%×1m/s×7.462m2×1.2×1.4=527m3/min
式中：
V采---采煤工作面的风速，按采煤工作面进风流的温度选取，本工作面进风流温度小于20℃，选取风速为1m/s；
S采---采煤工作面的平均有效断面积，按最大和最小控顶有效断面的平均值计算，选取9.54m2；
K采高---采煤工作面采高调整系数，选取1.2；
K采面长---采煤工作面长度调整系数，选取1.4；
70%---有效通风断面系数；
60---为单位换算产生的系数。
⑵、按照瓦斯涌出量计算
Q采=125×q采×KCH4=125×7.7m3/min×1.7=1637m3/min
式中：
q采---采煤工作面回风巷风流中最大风排瓦斯量，m3/min；（抽采矿井的瓦斯涌出量，应扣除瓦斯抽采量进行计算；14301前部综采工作面瓦斯绝对涌出量为24.11m3/min，其中抽排16.41m3/min，因此风排瓦斯涌出量按7.7m3/min计算）；
KCH4---采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.7；
125---按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不超过0.8%的换算系数。
⑶、按照二氧化碳涌出量计算
Q采=100×qCO2×KCO2=100×1.2×1.5=180m3/min
式中：
qCO2---采煤工作面回风巷风流中最大绝对二氧化碳涌出量，1.2m3/min；
KCO2---采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，取1.5；
100---按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不超过1.0%的换算系数。
⑷、按工作人员数量计算：
Q采≥4N=4m3/min×50=200m3/min
式中：
N----采煤工作面最多人数取50人（交接班时，两班考虑）；
4---每人需要风量，m3/min。
根据上述1-4条件计算的最大值做为采煤工作面的实际需要风量，所以14301前部综采工作面初采期间的配风量不小于1637m3/min，由于“Y”型通风系统存在主进风巷、辅助进风巷风量分配，原则上按照辅助进风巷风量满足《煤矿安全规程》中风速要求，且辅助巷进风量不超过主进风巷风量的1/3进行配风，所以14301前部综采工作面的配风量不小于1237m3/min，14301轨道巷的配风量不小于400m3/min（轨道八横贯以里），沿空留巷回风量不小于1637m3/min。
⑸、按风速进行验算
a、验算最小风量
S最大=L最大×h采高×70%=4.4m×2.6m×70%=8.008m2
Q采≥60×0.25S最大=60×0.25×8.008=120m3/min
b、验算最大风量
S最小=L最小×h采高×70%=3.8m×2.6m×70%=6.916m2
Q采≤60×4.0S最小=60×4.0×6.916=1660m3/min
c、验算工作面沿空留巷风量
60×0.25S沿空＜Q采回＜60×4.0S沿空
60×0.25×12m2＜Q采回＜60×4.0×12m2
180m3/min＜Q采回＜2880m3/min
式中:
S最大——采煤工作面最大控顶有效断面积，m2；
L最大——采煤工作面最大控顶距，m;
h采高——采煤工作面实际采高，m;
S最小——采煤工作面最小控顶有效断面积，m2；
L最小——采煤工作面最小控顶距，m;
S沿空——采煤工作面沿空留巷平均净断面积，m2；
0.25——采煤工作面允许的最小风速，m/s；
70%——有效通风断面系数；
4.0——采煤工作面允许的最大风速，m/s；
5.0——采煤工作面允许的最大风速，m/s；
通过上述验算，14301前部综采工作面的实际需要风量的风速符合《煤矿安全规程》要求，取上述1-4条件计算的最大值作为4#煤14301前部综采工作面的实际需要风量，所以确定4#煤14301前部综采工作面初采期间的实际需要风量为1637m3/min。
表1采煤工作面进风流气温与对应风速
采煤工作面进风流气温（℃）
采煤工作面风速（m/s）
＜20
1.0
20～23
1.0～1.5
23～26
1.5～1.8
表2k采高—采煤工作面采高调整系数
采高／m
＜2.0
2.0～2.5
＞2.5及放顶煤面
系数（K采高）
1.0
1.1
1.2
表3k采面长—采煤工作面长度调整系数
采煤工作面长度／m
长度风量调整系数（K采面长）
＜15
0.8
15～80
0.8～0.9
80～120
1.0
120～150
1.1
150～180
1.2
＞180
1.30～1.40
3、抽采系统及钻孔布置
根据我矿现有抽采系统状况，工作面顺层钻孔、顶板走向钻孔、上部3#煤层钻孔、下部5#煤层钻孔及沿空留巷埋管抽采利用南翼2#泵站的2台BEC-72型泵和南翼3#泵站的2台BEC-87型泵带抽。
（一）、抽采管路布置
1、14301轨道巷铺设一趟DN320mm瓦斯抽采管路，管路每隔6m安设一个DN320mm变2寸三通，同时在钻场处加设DN320mm变DN219三通并配有阀门和孔板，抽采管路经过14301轨道巷与南三集中回风DN320mm管路连接，建立轨道巷顺层钻孔瓦斯抽采系统。
2、14301胶带巷铺设一趟DN320mm瓦斯抽采管路，管路在每个钻场要留设一个DN320mm变DN219mm三通，同时每隔6m安设一个DN320mm变2寸三通，并配有阀门和孔板，抽采管路经过14301胶带巷与南三回风DN320mm管路连接，建立14301胶带巷顺层钻孔、顶板走向钻孔瓦斯抽采系统。
3、14301预抽巷铺设一趟DN320mm瓦斯抽采管路，每隔6m留设一个DN320mm变2寸三通，每个三通并配有阀门和孔板，抽采管路经过预抽巷回风立眼与南三回风DN320mm管路连接，建立14301预抽巷顶板走向钻孔、3#煤钻孔、14301高抽巷钻孔瓦斯抽采系统。
4、14301沿空留巷铺设一趟DN320mm瓦斯抽采管路，与留巷段内4寸压埋管和DN2190mm压埋管连接。
14301沿空留巷压埋管时，在留巷墙体前30m内每间隔3m预留一根DN219mm抽放管，之后每间隔9m预留一根4寸铁管（进入采空区时超出墙体0.5m）。
14301沿空留巷DN320mm抽采管路经过九横贯回风立眼、14301预抽巷与南三回风DN320mm管路连接，建立沿空留巷瓦斯抽采系统。
（二）、抽采钻孔布置
1、4#煤顺层钻孔
（1）4#煤钻孔的布置
根据该面瓦斯治理要求，14301前部工作面顺层钻孔采用VLD-1000型澳钻钻机在轨道巷钻场施工，孔深为300m。
澳钻钻孔未辐射区域采用国产钻机施工钻孔，钻孔布置在14301轨道巷和14301胶带巷两侧，开孔间距6m，倾角±4°，开孔时垂直煤壁钻进，覆盖工作面澳钻钻孔未覆盖区域，消除本煤层空白带。
（2）钻孔的封孔
澳钻钻孔封孔采用水泥注浆封孔，封孔材料选择4寸PVC管，封孔长度12m；国产钻机封孔采用水泥带压封孔，封孔材料选择2寸PVC管，封孔长度12m。
2、上部3#煤层顺层钻孔
（1）钻孔的布置
14301前部工作面3#煤层瓦斯治理利用14301预抽巷80m-710m处之间平行布置，共布置钻孔106个，钻孔沿巷道左手帮垂直钻进，钻孔间距6m，倾角+4°，孔深100m。
（2）钻孔的封孔
钻孔封孔采用水泥带压封孔，封孔材料选择2寸PVC管，封孔长度12m。
3、顶板走向钻孔
（1）钻孔的布置
①14301胶带巷裂隙带钻孔布置在145m-1270m处现有钻场内，共布置12组，其中14301前部综采面工作面布置4组（9组到12组），每组布置钻孔6个，钻孔孔径Φ94mm，具体的钻孔参数如下表：
钻孔施工参数表
钻场
孔号
倾角
与巷道夹角
孔深
深入工作面距离
终孔端垂高
9组-10组
1#
18O
12O
121m
25m
6倍
2#
20O
23O
119m
46m
7倍
3#
21O
33O
118m
61m
8倍
4#
21O
41O
117m
73m
8倍
5#
20O
51O
122m
89m
8倍
6#
17O
60O
132m
110m
8倍
11组-12组
1#
13O
12O
118m
25m
6倍
2#
14O
23O
115m
46m
7倍
3#
14O
33O
114m
61m
8倍
4#
12O
41O
112m
73m
8倍
5#
13O
51O
118m
89m
8倍
6#
11O
60O
129m
110m
8倍
②在14301预抽巷施工14301前部综采工作面倾向高位钻孔，共施工钻孔9组，其中第一组到第八组钻孔组间距为60m，第九组钻孔距第八组钻孔间距为120m，终孔点高度16～25m，终孔点间距15m，孔径为Φ192mm具体参数如下：
外段高位钻孔参数表
钻场
孔号
方位
（与14301预抽巷夹角）
仰角
（°）
孔深（m）
1组-7组
1
左夹35°
12
90
2
左夹43°
14
81
3
左夹50°
16
72
4
左夹57°
18
63
8组
1
左夹30°
11
101
2
左夹35°
12
90
3
左夹43°
14
81
4
左夹50°
16
72
5
左夹57°
18
63
9组
1
左夹38°
15
80
2
左夹46°
17
68
3
左夹56°
20
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