39111切眼瓦斯抽采设计.docx

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39111切眼瓦斯抽采设计

贵州林东煤业发展有限责任公司

红林煤矿

39111切眼瓦斯抽采设计

项目负责人：

李林音

审核：

谢绍春

编制：

谢晶

编制时间：

2015年3月30日

贵州林东煤业发展有限责任公司

红林煤矿

39111切眼瓦斯抽采设计

矿长：

总工程师：

安全矿长：

生产矿长：

机电矿长：

生产技术部：

调度室：

安全办：

机运管理部：

通风部：

防突队：

　通风队：

掘进队：

编制：

编制时间：

2015年3月30日

一、设计依据3

二、煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域开采和巷道布置4

三、建立安全可靠的独立通风系统5

四、瓦斯抽采系统设计5

五、瓦斯抽放钻孔施工设计7

六、抽采达标办法11

七、组织管理措施11

八、会审意见：

九、贯彻情况：

贵州林东煤业发展有限责任公司红林煤矿

39111风巷瓦斯抽采设计

一、设计依据

（一）根据《瓦斯抽采达标暂行规定》第七条有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采，并实现抽采达标：

1、开采有煤与瓦斯突出危险煤层的；

2、一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或者一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min的；

3、矿井绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3/min的；

4、矿井年产量为1.0～1.5Mt，其绝对瓦斯涌出量大于30m3/min的；

5、矿井年产量为0.6～1.0Mt，其绝对瓦斯涌出量大于25m3/min的；

6、矿井年产量为0.4～0.6Mt，其绝对瓦斯涌出量大于20m3/min的；

7、矿井年产量等于或小于0.4Mt，其绝对瓦斯涌出量大于15m3/min的。

第十八条煤矿企业应当根据矿井井上（下）条件、煤层赋存、地质构造、开拓开采部署、瓦斯来源和涌出特点等情况选择先进、适用的瓦斯抽采方法和工艺，设计瓦斯抽采达标的工艺方案，实现瓦斯抽采达标。

预抽煤层瓦斯的工艺方案应当在测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的基础上进行，抽采钻孔控制范围应当满足《煤矿瓦斯抽采基本指标》和《防治煤与瓦斯突出规定》的要求。

采掘工作面进行瓦斯抽采前，必须进行施工设计。

施工设计包括抽采钻孔布置图、钻孔参数表（钻孔直径、间距、开孔位置、钻孔方位、倾角、深度等）、施工要求、钻孔（钻场）工程量、施工设备与进度计划、有效抽瓦斯时间、预期效果以及组织管理、安全技术措施等。

施工设计相关文件应当由煤矿技术负责人批准。

（二）根据省安委黔安［2015］3号“省安全生产委员会关于印发贵州省煤矿瓦斯治理攻坚年实施方案的通知”的精神:

”突出矿井要严格落实区域和局部两个“四位一体”综合防突措施。

突出煤层必须采取区域防突措施，具备保护层开采条件的必须强制性开采保护层；要加强对煤层瓦斯参数的测定和论证分析，合理选择保护层。

不具备开采保护层条件的，必须采取穿层钻孔预抽煤层瓦斯或在已消除突出危险区域施工顺层长钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施。

煤矿企业要制定区域消突和抽采达标评判实施细则，成立专门的区域消突和抽采达标评判机构，严格各类钻孔验收、指标考察，强化区域措施效果检验。

建立钻孔的设计、施工、验收终身负责制。

利用新技术新工艺提高瓦斯抽采效率。

始终做到不掘突出头、不采突出面”。

（三）根据毕节市安全生产委员会毕安委［2015］1号“毕节市安委加强煤矿安全生产关键环节管控的通知”的内容：

所有矿井必须安装地面永久瓦斯抽放系统，编制瓦斯抽采设计。

加强施工现场管理，严格验收，科学检验，准确上图、全面评价，强化审查。

要严格执行“先抽后采掘”的规定，完善抽采主动计量装置，实现抽采达标，消突达标。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》的规定和省市安全生产委员会的两个文件的精神，结合百管委安监局的相关要求，矿井根据规定编制防突专项设计后需报上级公司批准后执行，为此红林煤矿组织编制了《39111切眼抽采设计》，经会审签字后先报煤业公司批准后报百管委安监局备案，然后由通风部组织通风队、防突队和掘进队员工认真进行贯彻学习，并严格按照该瓦斯抽采设计组织施工；安全部组织安全员贯彻学习，并严格按照该瓦斯抽采设计进行监督管理；调度监控中心组织调度员和监控人员贯彻学习，并严格按照该瓦斯抽采设计调度通风、抽采以及生产的工作，加强瓦斯抽放管道自动计量装置的管理，保证瓦斯抽采管理自动计量装置的准确可靠；其它各职能科室也必须认真组织贯彻学习，便于对39111切眼瓦斯抽采工作的安全监督和生产管理。

二、煤层、瓦斯、地质构造及邻近区域开采和巷道布置

1、39111切眼以190°方位角，-7°坡度沿9号煤层掘进，巷道位于矿井一采区中部，轨道下山、回风下山以及运输下山以西。

39111风巷揭露9号煤层厚2.0～2.5m，平均2.3m，煤层结构简单，煤层倾角平均70，9号煤为黑色，以亮煤为主，夹暗煤条带，粉粒状-块状构造。

工作面标高为+1534m～+1487m，地面标高为+1705m～+1725m。

下部为未开采的区域，西面为矿井采区边界，东面有下运输下山、下回风下山和下轨道下山。

从地质地形图上分析，在39111切眼掘进区域内无明显断层、褶曲等地质构造，煤层厚度变化小，在2.0～2.5m之间，平均厚度2.3m左右，煤层总体为向西南倾斜，倾角7°左右，因为是向井田深部掘进，从瓦斯地质图上显示，瓦斯含量将较39111风巷有所增加，瓦斯治理难度增加，应加强瓦斯抽放及防突工作。

2、煤层、煤层顶底板及煤质

9号煤层老顶为粉砂岩与菱铁质灰岩互层（厚约2.5m）；9号煤层直接顶板为泥岩、粉砂岩与菱铁质灰岩互层，（厚约2.0m），伪顶为泥岩（厚约0～1.2m）,直接底为粉砂岩、菱铁质灰岩（厚约5.0m）；老底为泥岩（厚约0.2m），9号煤层在3919风巷区域内平均厚度2.2m，倾角平均70，煤质牌号为无烟煤，煤质好，为优质无烟煤。

3、煤与瓦斯突出与瓦斯涌出

根据重庆煤科分院对红林煤矿9号煤层突出危险性鉴定的结果：

红林煤矿9号煤层为突出煤层，矿井9号煤层始突深度为＋1590m水平，即3915风巷（原西大巷）发生第一次突出（2003年1月5日），始突深度的瓦斯压力为0.74MPa，瓦斯压力梯度为0.0033MPa/m，煤层瓦斯含量为11.82m3/t，煤层透气性系数为48.85m2/MPa2·d，钻孔流量衰减系数为0.0307d-1，根据开拓和深部掘进的情况看，随着开采深度的增加，突出的机率及突出危险性随之增加，特别是遇到地质构造的地带突出危险性急剧增加，从后来三次突出（2005年4月9日、2007年4月6日和2007年8月23日）的情况看均为遇到地质构造引起的突出。

4、地质构造情况

从地质地形图上来看，39111切眼掘进区域内无明显断层、褶曲等地质构造，煤层赋存稳定，走向和倾向无较大变化，便于条带顺层钻孔的正常施工，确保钻孔施工质量、施工进度及施工成孔率。

三、建立安全可靠的独立通风系统

根据39111切眼区域巷道布置情况和运输的要求，在原3919运巷内设置反向防突风门，在1540运输大巷运输下山交叉口内安装两台2×45KW局部通风机对39111风巷掘进工作面行供风，风筒直径800mm，两台风机分别安装在两个供电回路上，通过局扇的专用开关实现两台局扇的自动切换，风筒出口风量为500～600m3/min，并确保工作面回风流瓦斯浓度不超过0.8%。

其通风线路为：

主井→下运输下山（局部通风机）→39111切眼掘进工作面→3919辅助运输巷→3919回风巷→上回风下山→东配风巷→风井→地面。

四、瓦斯抽采系统设计

1、抽放泵选择及钻机选择

39111切眼掘进工作面抽采方式为迎头条带顺层预抽，采用高负压抽放，选择抽放泵型号为SKA520型水环式真空泵一台。

理论抽放量283m3/min，电机功率315Kw。

抽采钻孔施工钻机配备有ZY-150D型钻机6台、1250型钻机1台、3200型钻机一台、ZYJ680/200型液压架柱式回转钻机（1007A）1台、ZYJ1280/190型液压架柱式回转钻机（1008A）1台。

39111切眼施工条带顺层抽放钻孔时使用的钻机为ZGY-150D型及ZY-750型（ZGY-150D升级版）进行施工抽放钻孔。

2、抽放管路选择

39111切眼条带顺层预抽钻孔连接支管为200mm的螺旋焊管，支管长度为800m，连接到正头，正头设置4个抽放三通，每个三通连接至抽放单孔汇流装置，每个汇流装置上可以连接6个抽放软管对单孔进行抽放。

在三通安设处及汇流装置上安设放水器，可以对正头施工的条带顺层钻孔进行连管抽放。

主管选用400mm螺旋焊管，连接至SKA520抽放泵上进行抽放，抽放主管长2000m，在低洼地点，管道转弯点、易积水点设置放水器，在3919运巷与3919回风联络巷交叉口往3919运巷方向往里15m位置安设有自动检测装置，检测装置型号为CGWZ-100（A）管道瓦斯气体综合参数测定仪，对管道瓦斯进行实时检测统计。

3、钻孔单孔连接设置

在正头施工的条带顺层抽放钻孔经过埋管封孔后直接连接到汇流装置上，使用软管进行连接，软管上设置CJZ70瓦斯抽放钻孔综合参数检测仪导流管，用于对抽放单孔进行检测，测定钻孔单孔数据（详见：

39111切眼汇流装置及放水器示意图）

4、抽采数据收集统计

在进行连管抽放后，每3天安排防突队检测人员使用CJZ70型瓦斯抽放管道综合参数测定仪对单孔瓦斯参数及管道瓦斯参数进行检测，测定单孔及管道瓦斯浓度、流量、负压、温度、纯量等数据，通过仪器将数据上传至通风部电脑上由通风部制作检测数据表格，分别给通风部长及总工程师进行审批，对数据进行分析，确定对部分钻孔进行暂时关闭，对部分钻孔进行调整。

同时，通过数据进行计算每天抽放纯量的统计及计算与CGWZ-100（A）型瓦斯抽放管道自动计量装置采集的数据相比较算出较准确的瓦斯抽采量，分析抽采效果计算抽采率。

5、抽采量计算方法

（1）评价单元瓦斯抽采后煤的残余瓦斯含量计算

Wcy=

式中：

Wcy一煤的残余瓦斯含量，m3／t；

W一煤的原始瓦斯含量，m3/t；根据抽放前取芯数据进行确定；

G-评价单元参与计算煤炭储量，t；

Q一评价单元钻孔抽采瓦斯总量m3。

（2）评价单元抽采率计算方法

式中：

n为工作面瓦斯预抽率；

Q一评价单元钻孔抽采瓦斯总量，m3；

W一评价单元煤的原始瓦斯含量，m3／t；

G一评价单元参与计算煤炭储量，t。

通过数据的采集，由上述2个公式计算出本循环经过抽放后的本煤层抽采残余瓦斯含量及本循环抽采率。

五、瓦斯抽放钻孔施工设计

1、抽采钻孔施工设计：

在工作面迎头已消突区域布置扇形钻孔对工作面进行条带顺层预抽

采用在工作面迎头布置扇形钻孔对工作面进行超前预抽，孔数25个，孔深见附表，钻孔间距0.3m，边孔控制在上、下帮轮廓线15m。

每次审签报表时必须按巷道两帮最浅钻孔控制在15m有效范围内的平距和工作面前方最浅抽放钻孔控制的平距作为允掘距离考核指标。

以最浅瓦斯抽放钻孔的平距确定，每循环必须留出20m的超前保护距。

巷道开口时的条带顺层预抽钻孔设计为顺层平行钻孔与顺层扇形钻孔相结合，共计施工42个钻孔，在开口点第一循环施工完成后，以后的循环将按照25个扇形钻孔布置方法进行施工。

详见：

39111切眼工作面开口点已消突区域条带顺层预抽长钻孔布置平面图（附后）

39111切眼工作面已消突区域条带顺层预抽长钻孔布置平、剖面图（附后）。

39111切眼工作面开口点条带顺层预抽长钻孔（上排孔）布置参数表

钻孔

编号

方位角（°）/与

巷道中线夹角

倾角

（°）

设计

长度

（m）

开孔

高度

（m）

开孔

直径

（mm）

终孔

直径

（mm）

封孔

长度

（m）

钻孔

间距

（m）

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.6

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.6

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.6

190°/0°

沿煤层

80m

1.5

0.6

192°/2°

沿煤层

80m

1.5

0.3

195°/5°

沿煤层

80.2m

1.5

0.3

197°/7°

沿煤层

80.6m

1.5

0.3

199°/9°

沿煤层

81m

1.5

0.3

202°/12°

沿煤层

61.3m

1.5

0.3

207°/17°

沿煤层

42.5m

1.5

0.3

221°/31°

沿煤层

25m

1.5

0.3

39111切眼工作面开口点条带顺层预抽长钻孔（下排孔）布置参数表

钻孔

编号

方位角（°）/与

巷道中线夹角

倾角

（°）

设计

长度

（m）

开孔

高度

（m）

开孔

直径

（mm）

终孔

直径

（mm）

封孔

长度

（m）

钻孔

间距

（m）

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.75

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.6

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.6

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.6

191°/1°

沿煤层

80m

1.0

0.6

193°/3°

沿煤层

80.1m

1.0

0.3

196°/6°

沿煤层

80.4m

1.0

0.3

198°/8°

沿煤层

80.8m

1.0

0.3

201°/11°

沿煤层

71m

1.0

0.3

204°/14°

沿煤层

51.2m

1.0

0.3

212°/22°

沿煤层

33.5m

1.0

0.3

234°/44°

沿煤层

18.5m

1.0

0.3

39111切眼工作面条带顺层预抽长钻孔（下排孔）布置参数表

钻孔

编号

方位角（°）/与

巷道中线夹角

倾角

（°）

设计

长度

（m）

开孔

高度

（m）

开孔

直径

（mm）

终孔

直径

（mm）

封孔

长度

（m）

钻孔

间距

（m）

154°/-36°

沿煤层

25.5m

1.0

0.3

169°/-21°

沿煤层

43m

1.0

0.3

176°/-14°

沿煤层

62m

1.0

0.3

180°/-10°

沿煤层

81.2m

1.0

0.3

183°/-7°

沿煤层

80.3m

1.0

0.3

187°/-3°

沿煤层

80.1m

1.0

0.3

190°/0°

沿煤层

80m

1.0

0.3

193°/+3°

沿煤层

80.1m

1.0

0.3

197°/+7°

沿煤层

80.3m

1.0

0.3

200°/+10°

沿煤层

81.2m

1.0

0.3

204°/+14°

沿煤层

62m

1.0

0.3

211°/+21°

沿煤层

43m

1.0

0.3

226°/+36°

沿煤层

25.5m

1.0

0.3

39111切眼工作面条带顺层预抽长钻孔（上排孔）布置参数表

钻孔

编号

方位角（°）/与

巷道中线夹角

倾角

（°）

设计

长度

（m）

开孔

高度

（m）

开孔

直径

（mm）

终孔

直径

（mm）

封孔

长度

（m）

钻孔

间距

（m）

163°/-27°

沿煤层

33.5m

1.5

0.3

173°/-17°

沿煤层

52m

1.5

0.3

179°/-11°

沿煤层

82m

1.5

0.3

182°/-8°

沿煤层

81m

1.5

0.3

185°/-5°

沿煤层

80.3m

1.5

0.3

188°/-2°

沿煤层

80m

1.5

0.3

192°/+2°

沿煤层

80m

1.5

0.3

195°/+5°

沿煤层

80.3m

1.5

0.3

198°/+8°

沿煤层

81m

1.5

0.3

201°/+11°

沿煤层

81m

1.5

0.3

207°/+17°

沿煤层

52m

1.5

0.3

217°/+27°

沿煤层

33.5m

1.5

0.3

2、抽放钻机选配ZYG—150型、ZY-1250型或ZDY-3200型液压钻机，确保钻孔深度达到要求,ZYG—150型、ZY-1250型或ZDY-3200型参数见下表。

ZYG—150型、ZY-1250型或ZDY-3200型参数表

型号

参数

ZYG—150型

ZY-1250型

ZDY-3200型

最大钻进深度（m）

150

200

400/150

终孔直径（mm）

65/75

95/200

钻杆直径（mm）

42/50

63/73

钻孔倾角（0）

-900～+900

额定转速（r/min）

≥95

80/170

80/160

额定转矩（N.m）

≥650

1250/600

3200

给进力（kN）

112

起拔力（kN）

正常进给速度（m/min）

0～1.5

给进行程（mm）

850

1000

电机功率（KW）

适应煤层坚固性系数（f）

≤8

3、39111切眼选用抽放主管为直径200mm的无缝钢管，管路连接到回风下山400mm高负压抽放主管上，在连接处及巷道低洼地点要设置放水器，在支管出口处要设置滤网，在管道出口平直地段设置管道参数检测装置，在接近抽放钻孔位置要设置抽放抽头，抽头上要设置不少于2个的抽放支管控制阀门，每个钻孔由抽放支管、抽放软管控制、并在抽放主管上安装控制阀与抽放主管相连进行抽放。

详见：

红林煤矿抽放管网布置示意图

4、安装钻机及操作注意事项：

（1）钻机安设地点面积应大于钻机座，周围要有足够的安全间隙。

（2）安装地点应无浮煤、底板平整、地梁木平稳卧入底扳，四角打上立柱和斜柱，按钻孔中腰线摆正钻机。

（3）机身安放平稳后，应上紧底固螺丝，各机械转动部分要安装防护栏、防护罩，钻机孔口部分必须安装挡煤板，防止钻孔喷孔伤人事故发生。

（4）钻孔时必须严格按照施工措施中规定的方位、角度、孔深等进行施工，未经同意不得擅自改动。

（5）钻头钻入孔内开始钻进时，压力不宜太大，要轻压慢钻，以免崩刃或打坏齿轮，待钻头下到孔底工作平稳后，压力再逐渐增大。

（6）钻孔施工完后必须采用压风将孔内的煤粉、积水、岩粉等清除干净，用压风冲洗钻孔时，施工人员不能正对着孔口，防止孔内煤粉等喷出伤人。

5、封孔操作：

（1）每个钻孔施工完后必须采用PU矿用封孔胶立即进行封孔，并立即接上抽放管进行抽放，预抽时间不得低于20天（经区域效检无突出危险）。

（2）封孔前，所用的PPR管表面必须干燥清洁，不能有油污或灰尘，钻孔内的碎屑要尽可能清理干净。

（3）封孔前，必须将封孔所需材料准备到位，封孔所需材料为：

棉纱、细铁丝、PPR管（直径50mm，长度10m，前面2m必须经过特殊加工，每隔5cm施工一个直径10mm的小孔，沿PPR管周边进行布置，管头必须封堵，防止抽放管在插入过程中煤粉钻入而影响抽放效果）。

（4）PU矿用封孔胶。

正常情况下AB比例为1：

1，当被密封钻孔温度（或水分

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