11602回风巷掘进工作面瓦斯抽采设计1.docx

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11602回风巷掘进工作面瓦斯抽采设计1

水城县甘家沟煤矿

11602回风巷瓦斯抽采设计

编制人：

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机电副矿长：

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安全副矿长：

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生产副矿长：

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总工程师：

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矿长：

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编制日期：

———年———月———日

作业规程及措施会审

参加部门

签字

日期

参加部门

签字

日期

通风科

技术科

安全科

地测科

调度室

机电科

施工队

会审意见:

签字：

日期：

总工程师意见:

签字：

日期：

矿长意见:

签字：

日期：

11602回风巷掘进工作面瓦斯抽采施工设计

一、编制目的

为扎实推进“通风可靠，抽采达标，监控有效，管理到位”瓦斯综合治理体系的建设，全面提升矿井瓦斯治理水平，有效防范和遏制瓦斯事故。

二、编写依据

1、《煤矿安全规程》

2、《防治煤与瓦斯突出规定》

3、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》

4、《水城县甘家沟煤矿瓦斯抽采设计》

三、工作面煤层、瓦斯、地质构造等基本情况

1、工作面布置情况

11602回风巷掘进工作面是M16煤层第一水平第二个工作面11602工作面的回风巷，巷道开口点在1226回风一石门见M16号煤层处，巷道顶板标高为1229.825m，11602工作面北邻黄泥田矿区，南为井筒保安煤柱。

工作面走向长250m，倾斜长69ｍ，回采面积17250ｍ2，工作面标高1160.885～1229.825m；地表为山地，无任何设施，对地表没有任何影响。

2、11602回风巷掘进工作面地质构造概况

本工作面无地质构造，煤层较为稳定，局部地段有煤层变薄现象，但对工作面掘进有一定影响。

3、煤层赋存特征及顶底岩性

M16煤层位于M19煤层之上，距M19煤层平均间距30～40m。

M16煤层层位稳定、厚度稳定，一般厚度1.6～1.8m，平均厚度1.7m,属中厚煤层,是矿区内主要可采煤层，煤层走向近南北、倾向东西，煤层倾角62°～66°；平均64°，M16号煤层顶（底）板均为泥质性粉砂岩，遇水易底鼓。

4、水文地质

巷道掘进区域水文地质条件相对简单，地表没有河流和池塘，掘进过程中必须按要求坚持有掘必探；先探后掘的探放水原则。

5、11602工作面瓦斯概况

11602掘进工作面煤层平均原始瓦斯含量为9.48m3/t，但甘家沟煤矿以保护层开采为主，M14煤层在1226水平已采空，M16号煤层距M14号煤层层间距10米，瓦斯已得到充分释放，经在1226水平11602回风巷取芯测试得出M16煤层在1226水平煤层瓦斯含量为：

2.975m³/t，掘进期间预计工作面绝对瓦斯涌出量为0.36m3/min。

四、工作面巷道布置及支护说明

1、工作面巷道布置

11602回风巷掘进工作面风巷位于巷道开口点在1226回风一石门见M16号煤层处，巷道顶板标高为1229.825m，按180°方位沿M16煤层顶板沿走向掘平巷，至设计巷道长度。

2、支护设计

11602回风巷掘进回风巷，在掘进过程中沿煤层顶板掘进，采用矩形断面，11#工字钢梯形棚支护；11602回风巷掘进风巷梯形断面，上净宽：

2.4m，下净宽：

3.2m，净高：

2.4m，净面积6.72m³。

五、瓦斯情况分析及抽采量计算

11602回风巷间掘进工作面的绝对瓦斯涌出量为0.36m3/min，M16原始瓦斯含量9.48m³/t，经保护层开采后M16号煤层在1226水平瓦斯含量为2.975m³/t，按《防治煤与瓦斯规定》，水平煤层控制巷道轮廓线外上控20m；下控10m范围计算，预抽范围内煤炭储量为20850t，瓦斯储量20850×2.975=62028.75m³。

回采工作面采取预抽和边采边抽，瓦斯抽采率按50%，则回采工作面的瓦斯预抽量为62028.75×0.5=31014.375m³。

六、抽放钻孔设计

1、先抽后掘

掘进期间采用超前钻孔预抽煤层瓦斯。

在巷道迎头施工钻场超前预抽，为保证抽放有效，抽放钻孔按2.5米抽放半径设计，采用超前探钻60m、允掘40m，迎头超前20m安全保护距离的抽采方案，抽放钻孔控制11602回风巷巷道轮廓上帮20m下帮10m，每个循环按18个孔设计，呈扇形布置；采用ZDY-750型液压钻机配φ50mm钻杆、套φ75mm的钻头施工抽放孔。

施钻前按抽放设计定孔放线，确保按抽放设计施钻。

使用马丽散封孔，封孔深度不低于8米；钻孔封孔后，并入矿井高负压抽放系统进行抽放，抽放8天到10天再进行效果评判，确定达到抽放效果后再进行掘进。

掘进期间按“四位一体”局部防宊措施执行，当预测指标超限后在进行下一轮抽采，以此循环进行。

钻孔进尺统计：

11602回风巷掘进运输巷预计布置钻场4个，每个钻场布置钻孔18个，共计布置钻孔72个，每一循环钻孔孔深908.9m，钻孔总进尺3635.6m。

11602回风巷掘进运输巷顺层瓦斯抽放设计图（附后）

七、抽采钻孔布置及施工

1、钻孔直径

理论上钻孔直径大，暴露煤壁面积也大，瓦斯涌出量就大。

但钻孔的直径应根据打钻技术、抽采瓦斯量和抽采半径等因素综合考虑，一般选用Φ75～113mm，有条件时可用大直径钻孔。

根据本矿的实际情况，设计钻孔直径为75mm，当施工工艺成熟后可适当增大钻孔直径。

2、钻孔长度及间距

钻孔长度根据抽采方法确定，钻孔长度及间距确定见各抽采方法示意图。

钻孔有效抽采范围决定钻孔间距。

钻孔有效抽采范围受煤层裂隙发育、煤层透气性、煤层瓦斯压力等因素影响，设计初步确定本煤层抽采半径为2.5m。

生产中要对不同钻孔间距的抽采效果进行测试、统计，比较确定更加合理的钻孔间距。

3、钻进工艺

通过对钻场及钻孔参数设计我们可知，本矿井采用了综合抽采瓦斯方法时，需施工钻孔，根据钻孔数量与施工位置以及钻孔参数，设计选用ZDY-750型（18.5kw）型钻机两台，钻机最大钻孔深度150m，配套钻杆选用Φ50mm，每节长度1.0～1.5m的钻探钻杆，钻头选用三翼钻头，可以满足需要。

打钻施工供水采用由地面供水池向采区直接敷设管路，利用静压水头直接供水，供水管路的敷设要与抽采管路敷设同步进行，供风由矿压风管路供至迎头。

4、抽采施工工艺

（1）抽采钻孔施工设备

①、钻机

ZDY-750型全液压钻机，具有钻进能力大、操作简单、稳定可靠、体积小、适应性好、寿命长、移动方便、钻杆刚度大强度高等特点。

主要技术参数如下：

最大钻进深度120～150m；

钻杆规格　Ф42×800mm/Ф50×800mm；

钻孔倾角　　　　　　　　　　　-90～+90°；

电机功率　　　　　　　　　　　18.5kW；

（2）封孔工艺

抽采钻孔封孔方法的选择应根据抽采方法及孔口所处煤（岩）层位、岩性、构造等因素综合确定。

封孔应满足密封性好、操作方便和材料经济的要求。

封孔质量影响着抽采瓦斯的浓度、孔口负压、甚至整个抽采系统的效果。

一般采用水泥注浆泵封孔、聚氨脂封孔两种方法，严禁采用黄泥封孔。

封孔长度：

封孔段在煤层，封孔长度大于8m，封孔段在岩层，封孔长度大于8m，封孔方法主要有：

①、玛丽散封孔

封孔使用玛丽散封孔，玛丽散是一种低浓度、双组分合成高分子——聚亚胺胶脂材料。

孔内埋管使用两寸管径的pvc管，连管使用带钢圈的两寸胶管。

操作程序为先称量出封一个钻孔的甲、乙组分药液，分别装入两个容器，再将药液同时倒入混合桶，立即用棒快速搅拌均匀，当药液由黄褐色稍变为乳白色时，停止搅拌，将药液均匀倒在固定好的塑料袋上，边倒药液边向抽采管上卷缠塑料袋，并把卷缠好药液的抽采管迅速插入钻孔，大约5min后药液开始发泡膨胀，20min停止发泡，逐渐硬化固结。

为了避免抽采管内因碰撞晃动而影响封孔质量，降低抽采效果，孔口尚需用水泥砂浆将抽采管固定牢固或用木楔塞紧，固定长度0.5～1.0m。

八、抽采管路系统

1、瓦斯抽采管路系统布置

预抽采用高负压抽采系统

1、高负压抽采系统管路布置：

11602回风巷掘进掘进工作面

1226回风一石门

1226总回风平巷

风井

抽采泵站。

2、瓦斯抽采管材的选择

高负压主管直径为Ф450×6.0mm聚录乙烯管，支管直径为200×6.0mm聚录乙烯管。

2、抽采管路敷设及附属装置

1、在巷道敷设管路必须用钢丝绳挂在工字钢上。

高度为1.8—2m，以便容易放出管路里的积水。

2、在敷设倾斜管路时，为了防止管路下滑，应采用管卡将管子固定在巷道支架上。

管卡间距为15～20m；

3、敷设管路时应创造排除管中积水的条件，低洼处设一放水器，及时放出管中积水。

放水器最好采用人工放水器。

4、管路敷设要求平直，避免急弯，转弯时角度不应大于50°；

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，低洼处需安设放水器；

3、附属装置

1、阀门

在瓦斯抽采管路（干管、支管）上和钻场、钻孔的连接处，均需安设阀门，主要用于调节与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；在井口外和入泵站前加设两个分歧式简易防爆阀。

当管内发生瓦斯爆炸时，冲击波冲破胶板，压力得到释放，可以减轻和消除爆炸威力及火焰传播。

2、钻孔连接装置

钻孔与管路的连接装置，包括弯管、自动放水器、V锥流量计和胶皮连接软管等。

回采工作面预抽钻孔，利用胶管连接，胶管的一端连接到钻孔封孔管上，另一端与瓦斯抽采管连接，构成抽采系统；边掘边抽钻孔用连接汇总管将钻孔与抽采瓦斯管路连接起来。

3、放水装置

在钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处应安设放水装置，在抽采泵出口侧安装正压放水器，设计选用人工放水器，放水量50L/min。

4、测压装置

在瓦斯干管、支管以及钻孔连接装置上均应设置测压嘴，以便经常观测管内压力。

测压孔高度设计为80mm，选用内径6mm的紫铜管，在安装管路之前预先焊上，平常用密封罩罩住或用细胶管套紧捆死，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或测定瓦斯浓度；瓦斯抽采泵房还应配置瓦斯检定器、压差计、瓦斯采样器等检测仪器和其它照明防爆按钮。

5、计量装置

瓦斯流量是瓦斯抽采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采效果。

在井下与主管道汇合的各抽采支管处各安设一个V锥流量计及孔板流量人工检测装置，计量各支管的瓦斯抽采量。

在抽采系统的主管道上也应安设V锥流量计和涡街气体流量仪，计量整个抽采系统的瓦斯抽采量。

同时在每个钻场中用煤气表和三通阀门进行单孔计量。

在进入本工作面的两趟支管上分别安装甲烷、负压、温度、流量监测监控装置，并与地面监控站联网，实现自动监控。

九、施工安全技术措施：

1、准备工作：

（1）钻机运输及拆装：

①钻机在大巷运输过程中由当班队长负责向里运送，在运送前，钻机人员应再一次检查矿车的捆绑钢丝绳是否牢固，确保安全。

在运送过程中，严禁任何人乘坐矿车。

②在斜巷运输前，钻机人员必须首先检查绞车的固定，钢丝绳勾的安好状况，发现隐患及时处理；在斜巷运输过程中，要严格执行“行车不行人，行人不行车”定，钻机平板车两侧及下方严禁站人，并使用好“一坡三档”。

③将钻机运送到安全地点，从矿车卸下之前，首先检查安装地点的顶板及两帮的不安全因素，必须进行处理；在起吊前必须检查起吊锚杆的牢固性及导链的可靠性，有无退扣，滑链现象，保证导链完好，严禁用其他物品代替起重梁；起吊过程中必须由专人统一指挥，除起吊人员外其他人应远离钻机，在落下过程中应缓慢下放，下放时严禁用手托；钻机在拆卸过程中，应拆卸成几个部分，钻机的大件用矿车运送，装车过程中，要使用手拉葫芦配合起重锚杆起吊，严禁人工硬抬硬扛。

（2）抽放管路的运输及安装：

①软质管或较短管材、配件可装矿车运送；凡矿车装不下的管材均装叉车运送。

管材的装载高度不准超出矿车或叉车两帮高度，并要捆绑牢固。

②在电机车运输巷道运送时，应事先与运输区取得联系，并严格执行电机车运输有关规定。

③斜巷运输时严格执行斜巷运输管理规定。

④管材、物料运到现场后，应放在指定地点，堆放整齐、牢稳，不得妨碍行人、运输和通风。

⑤安装管路前，应根据管路的安装用途和施工场所的条件要求，带齐所需用具；安装前应详细检查管材质量，有无堵塞物，管盘完好，配件齐全。

⑥拆接管路时，施工人员要相互配合，两人托住管子，一人拆、紧螺丝。

⑦管路要托挂或垫起，吊挂要平直，拐弯处设弯头，不拐急弯。

管子的接头接口要拧紧，用法兰盘连接的管子必须加垫圈，做到不漏气、不漏水。

⑧敷设瓦斯抽放管路时，要严格按设计线路及要求施工，并按要求安齐人工或自动放水装置。

2、钻进安全技术要求

（1）钻孔施工中，班长为当班安全第一责任人，每班开工前必须进行安全三确认，发现异常情况及时处理并汇报。

（2）所有钻机工必须持证上岗，穿戴整齐利落、衣襟、袖口、裤脚必须束紧，施工进程中严格按《井下钻探操作规程》操作，坚守岗位。

（3）检查钻头旋转方向，经空载运转没有异常现象时，方可装上钻头开孔钻进。

开孔时要缓慢钻进，要保护好钻头。

（4）在施工进程中，瓦斯检查员检查钻场现场风流中瓦斯浓度，同时班长将所带瓦斯便携仪悬挂在施工钻孔上方偏下风口0.5m位置，当瓦斯浓度达到0.8%时，必须停止打钻作业，切断电源，采取有效措施处理。

（5）在钻进过程中若出现煤岩破碎、漏水、瓦斯涌出量突然增大或由于孔内瓦斯高而出现顶钻等现象，要立即停钻，汇报调度室查明原因，并积极采取有效措施，待现象解除后方可继续进尺，防止孔内事故的发生；

（6）打钻人员要精力集中，认真操作，防止孔内、机械和人身事故的发生，每班开工前要检查机械设备是否正常，发现有螺丝松动或零件松动应及时处理，以免造成重大机械事故；

（7）钻孔要按钻孔质量标准化要求施工，钻具摆放整齐，钻场环境清洁。

（8）接送钻杆人员必须站在钻机的两侧接送钻杆，以防发生顶钻伤人事故。

（9）在钻进过程中钻机班长要随时注意观察各压力表的读数变化，发现异常及时处理。

（10）现场交接班时，必须把当班工作情况及隐患交代清楚。

3、机电管理

（1）供电设备线路中，各种保护必须齐全、灵敏可靠，设备放置合理、平稳；电缆吊挂整齐，开关上架，电气设备实现“三无”，杜绝“失爆”；认真管理好各种机电设备，检修制度化，维护正常化。

（2）接地系统必须完善，接地极、接地线符合规定，严禁使用铝接头连接地线，严禁串联接地。

（3）处理机电设备、线路故障时，必须切断上级电源，开关打到停止位置并加闭锁，悬挂“有人工作，严禁送电”的停电牌，用同电源电压相适应的验电笔验电，处理好后方可送电，必须坚持“谁停电，谁送电”的原则。

（4）对所有机电设备进行完好及防爆检查；大班电工每天检查一次。

4、安全防护措施

（1）所有施工人员必须随身佩戴隔离式自救器。

（2）钻场附近10m范围内必须有一组压风自救系统，且至少能满足5—8人同时使用。

（3）瓦斯浓度达到0.8％或二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止打钻；电动机及其开关附近20米以内风流中瓦斯浓度达到0.8％时，必须停止运转，撤出人员，切断电源，进行处理。

（4）钻场附近必须有电话。

5、人员避灾路线：

（1）瓦斯、火灾避灾路线：

11602回风巷掘进掘进工作面→1150南运输联络巷→1150车场→主平硐→地面。

（2）水灾避灾：

11602回风巷掘进掘进工作面→南翼回风上山→总回风平巷→风井→地面。

其它严格按《钻探操作规程》、《煤矿安全规程》、《防治水规定》、《防治煤与瓦斯突出规定》及有关规定执行。

附：

1、11602回风巷掘进工作面瓦斯抽放设计图

2、甘家沟煤矿瓦斯抽采布置图

3、甘家沟煤矿避灾路线图