掘进工作面瓦斯防治措施.docx
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掘进工作面瓦斯防治措施
*****掘进工作面瓦斯综合防治措施
（修订版）
通风科
2016年6月
目
录
一、工作面基本情况............................................
-1-
（一）工作面概况..........................................
-1-
（二）工作面支护方式......................................
-1-
（三）工作面通风系统......................................
-1-
二、工作面瓦斯来源............................................
-1-
三、区域预测及瓦斯治理方案...................................
-1-
四、瓦斯治理方案设计..........................................
-2-
（一）方案一：
煤层注水钻孔、浅孔释放钻孔设计...............
-2-
（二）方案二：
顺层长钻孔与浅孔抽放钻孔设计.................
-6-
（三）*****掘进工作面瓦斯抽放钻孔工程量...................
-11-
（四）施工设备与进度计划.................................
-11-
（五）瓦斯抽放设计施工要求...............................
-12-
（六）抽放钻孔验收过程、封孔工艺及瓦斯抽放线路............
-13-
（七）效果检验方法.......................................
-14-
五、抽采达标评价.............................................
-17-
六、允许掘进进尺及超前距管理..................................
-18-
七、安全技术措施.............................................
-18-
A、危险源辨识............................................
-18-
B、管控措施..............................................
-19-
（一）ZYW-3200煤矿用全液压钻机钻机运输、安设安全技术措施-19-
（二）ZYW-3200煤矿用全液压钻机打钻安全技术措施.......
-20-
（三）气动手持式钻机打钻安全技术措施.................
-20-
（四）打钻防火安全技术措施...........................
-21-
（五）浅孔动压注水安全技术措施.......................
-22-
（六）深孔分段动压注水安全技术措施...................
-22-
（七）掘进施工安全技术措施...........................
-23-
（八）组织管理措施...................................
-24-
（九）安全防护措施...................................
-27-
一、工作面基本情况
（一）工作面概况
该掘进工作面位于井田西南部、东部为*****，南部为*****机巷掘进工作
面及井田边界。
西部、北部均为*****采空区。
对应地面为大石咀以北，多为丘陵地貌、冲沟发育，无河流及其他建筑物；地面标高427—452m，井下标高—。
该区域煤层结构简单，煤体结构为原生结构，煤层厚度～米，平均厚度米，煤
层倾角为0°～16°，平均倾角9°。
该巷道总掘进长度约515m，掘进工作面沿底板掘进，巷道采用×工字钢梯形对棚支护。
为避免掘进期间出现瓦斯浓度超
限，保证安全生产顺利进行，特制订*****掘进工作面瓦斯综合防治措施。
（二）工作面支护方式
工作面采用工字钢对棚支护，梯形断面，棚间距m、棚梁m、棚腿m、下宽、中高m，用椽子、梢子、编织网打帮背顶一次成巷。
（三）工作面通风系统
*****掘进工作面在*****轨道下山（*****车场口以上）安装局部通风机（型号：
；功率：
2×15KW；供风量:
180-450m3/min），配直径800mm柔性风筒，将新鲜风流送至掘进工作面。
风流路线:
局部通风机→*****掘进工作面→*****→*****总回风巷→风井→地面
二、工作面瓦斯来源
*****巷掘进工作面沿二1煤层底板掘进，西临*****的*****采空区，根据《2011年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告》得知，*****综采工作面绝对瓦斯涌出量为min，相对瓦斯涌出量为t，故*****采空区瓦斯涌出对*****
掘进工作面影响不大，因此该掘进工作面瓦斯主要来源主要是：
本煤层瓦斯。
三、区域预测及瓦斯治理方案
1、区域预测
在*****掘进工作面迎头取20、40、60米处煤样进行瓦斯含量测定，根据瓦斯含量测定数据选择瓦斯治理方案。
预测指标及临界值的选取如下表：
*****区域预测、效果检验指标及临界值
指标瓦斯含量W（m3/t）
预测临界量5
效果检验临界量42、区域瓦斯治理方案
方案一：
瓦斯含量小于5m3/t时，采用工作面煤层注水或浅孔释放的方法。
方案二：
瓦斯含量大于或等于5m3/t时，采用工作面顺层长钻孔抽放配合
浅孔抽放的方法。
四、瓦斯治理方案设计
（一）方案一：
煤层注水钻孔、浅孔释放钻孔设计
1、煤层注水钻孔设计
（1）掘进工作面浅孔动压注水钻孔设计
在工作面迎头施工3个孔深6米直径46mm的注水钻孔进行动压注水，促使工作面前方煤体产生裂隙释放瓦斯和工作面应力集中区向煤体深部转移。
注水钻孔布置示意图及参数表如下：
浅孔动压注水钻孔布置参数表
孔号
钻孔直径（mm）
偏角（°）
倾角（°）
孔深（m）
备注
1
46
0°
+°
6
2
46
左偏30°
+5°
6
3
46
右偏30°
+5°
6
（2）掘进工作面深孔分段动压注水钻孔设计
FKSS-80/16封孔器分段注水原理：
第一步：
将分段式注水用封孔器的第一段封孔器在卸压带内完成封孔注水（一般4-6min），在煤壁或临孔出现出水现象时，将第一段封孔器进水阀门关闭，使第一段封孔器仍处于膨胀封孔状态。
第
二步：
将分段式注水用封孔器的第二段封孔器在卸压带内完成封孔注水（一般
7-9min），在煤壁或临孔出现出水现象时，将第二段封孔器进水阀门关闭，使第一段封孔器仍处于膨胀封孔状态。
第三步：
将分段式注水用封孔器的第三段封
孔器完成封孔注水，在煤壁或临孔出水时（一般大于10min）卸载停泵，完成整个注水过程。
注水人员根据现场具体情况，适当调节注水压力，直至钻孔附近煤壁出水。
注水结束后，现场操作人员在卸载停泵的同时，要分别打开注水用分段式封孔器的第一段封孔器、第二段封孔器、第三段封孔器的进水阀门和调节阀门，注水用分段式封孔器利用钻孔内外压差，能自动弹出钻孔。
深孔分段动压注水钻孔布置示意图及参数表如下：
深孔分段动压注水钻孔布置参数表
孔号
钻孔直径（mm）
偏角（°）
倾角（°）
封孔长度（m）注水孔长度（m）
备注
1
75
0°
+6°
8
15
2
75
左偏7°
+°
8
15
375右偏7°+°815
2、浅孔瓦斯释放钻孔布置图及参数表：
浅孔瓦斯释放钻孔布置参数表
根据煤层厚度确定倾
角（°）
终孔间距（m）
孔
钻孔直径
孔深（m）备注
号
（mm）
偏角（°）
≥3
≥7米
≥5米
横
纵
米
1
￠75
左偏20°
7m
16
2
￠75
左偏10°
﹢
时；
3
￠75
0°
20°
﹢
﹢
5m时
15
11°
3°
4
￠75
右偏10°
30′
1m；
5
￠75
右偏20°
3m
16
6
￠75
左偏20°
时；
16
7
￠75
左偏12°
8
￠75
左偏3°30′
﹢
﹢8°
﹢
15
16°
9
￠75
右偏3°30′
30′
2°
15
30′
10
￠75
右偏12°
11
￠75
右偏20°
16
12
￠75
左偏20°
16
13
￠75
左偏13°
14
￠75
左偏6°
﹢
15
15
￠75
0°
﹢
﹢6°1°
15
12°
16
￠75
右偏6°
30′
15
17
￠75
右偏13°
18
￠75
右偏20°
16
19
￠75
左偏20°
16
20
￠75
左偏14°
21
￠75
左偏8°
22
￠75
左偏2°
﹢8°
﹢4°
﹢
2m
15
23
￠75
右偏2°
1°
15
24
￠75
右偏8°
25
￠75
右偏14°
26
￠75
右偏20°
16
27
￠75
左偏20°
16
28
￠75
左偏15°
29
￠75
左偏10°
30
￠75
左偏4°30′
﹢
15
31
￠75
0°
﹢4°﹢2°0°
15
32
￠75
右偏4°30′
30′
15
33
￠75
右偏10°
34
￠75
右偏15°
35
￠75
右偏20°
16
钻孔倾角是按底板倾角0度进行设计的，施工钻孔角度等于设计角度加上巷道煤层底板坡度。
表中“+”号为仰角；“-”号为俯角。
偏角是按照掘进巷道中线为准进行左或右偏。
（二）方案二：
顺层长钻孔与浅孔抽放钻孔设计
1.顺层长钻孔设计
顺层抽放长钻孔布置图及相关参数表：
顺层抽放长钻孔布置参数表
倾角（°）根据煤层厚度确
钻孔直终孔间距（m）孔深
孔号偏角（°）定备注
径（mm）（m）
7米5米3米横纵
1￠94左偏34°终孔29
2￠94左偏27°﹢0°位置37
3￠94左偏23°距煤44
4
￠94
右偏23°
层底
5
￠94
右偏27°
板
6
￠94
右偏34°
2m；
7
￠94
左偏16°
8
￠94
左偏11°
9
￠94
左偏5°
﹢3°
﹢1°
10
￠94
0°
﹢6°
30′
30′
11
￠94
右偏5°
12
￠94
右偏11°
13
￠94
右偏16°
7m
14
￠94
左偏16°
时；5m
15
￠94
左偏11°
时；3m
16
￠94
左偏5°
时
﹢3°
17
￠94
0°
﹢2°
﹢1°
1m；
30′
18
￠94
右偏5°
19
￠94
右偏11°
20
￠94
右偏16°
21
￠94
左偏16°
﹢1°
22
￠94
左偏11°
﹢1°
﹢0°
30′
23
￠94
左偏5°
44
37
29
62
61
60
61
62
62
61
60
61
62
62
61
24￠940°60
25￠94右偏5°
26￠94右偏11°61
27￠94右偏16°62
钻孔倾角是按底板倾角0度进行设计的，施工钻孔角度等于设计角度加上巷道煤层底板坡度。
表
中“+”号为仰角；“-”号为俯角。
偏角是按照掘进巷道中线为准进行左或右偏。
2.浅孔瓦斯抽放钻孔设计
浅孔瓦斯抽放钻孔布置图及相关参数表:
浅孔瓦斯抽放钻孔布置参数表
根据煤层厚度确定倾
终孔间距（m）
孔
钻孔直径
角（°）
孔深（m）备注
偏角（°）
号
（mm）
≥3
≥7米
≥5米
横
纵
米
1
￠75
左偏20°
2
￠75
左偏10°
3
￠75
0°
4
￠75
右偏10°
5
￠75
右偏20°
6
￠75
左偏20°
7
￠75
左偏12°
8￠75左偏3°30′
9￠75右偏3°30′
10
￠75
右偏12°
11
￠75
右偏20°
12
￠75
左偏20°
13
￠75
左偏13°
14
￠75
左偏6°
15
￠75
0°
16
￠75
右偏6°
17
￠75
右偏13°
18
￠75
右偏20°
19
￠75
左偏20°
20
￠75
左偏14°
21
￠75
左偏8°
22
￠75
左偏2°
23
￠75
右偏2°
24
￠75
右偏8°
25
￠75
右偏14°
26
￠75
右偏20°
27
￠75
左偏20°
16
﹢
﹢
﹢
20°
15
11°
3°
30′
16
16
﹢
﹢8°
﹢
15
16°
30′
2°
15
30′
16
7m
16
时；
5m时
﹢
15
﹢
1m；
﹢6°1°
15
12°
3m
30′
15
时；
16
16
﹢
15
﹢8°
﹢4°
2m
1°
15
16
﹢4°
﹢2°
﹢
16
28
￠75
左偏15°
0°
29
￠75
左偏10°
30′
30
￠75
左偏4°30′
15
31
￠75
0°
15
32
￠75
右偏4°30′
15
33
￠75
右偏10°
34
￠75
右偏15°
35
￠75
右偏20°
16
钻孔倾角是按底板倾角0度进行设计的，施工钻孔角度等于设计角度加上巷道煤层底
板坡度。
表中“+”号为仰角；“-”号为俯角。
偏角是按照掘进巷道中线为准进行左或右偏。
（三）*****掘进工作面瓦斯抽放钻孔工程量
1、浅孔释放钻孔工程量表
浅孔释放钻孔工程量表
钻孔直径
钻孔地点钻孔类型工程量备注
（mm）
*****掘进工作面释放钻孔￠7535个542m单循环
2、抽放钻孔工程量表
抽放钻孔工程量表
钻孔直径
瓦斯抽放钻孔地点
钻孔类型
工程量
备注
（mm）
*****工作面迎头长钻孔
本煤层钻孔
￠94
27个
1501m
单循环
*****工作面浅孔
本煤层钻孔
￠75
35个
542m
单循环
（四）施工设备与进度计划
1.施工设备
序号
名称
型号
数量
备注
1
瓦斯抽放泵
2BEC40
3台
2
瓦斯抽放管
￠200mm
1400m
支管
3
煤矿用全液压钻机
ZYW-3200
2台
钻头
￠94mm
6个
4
￠113mm
2个
钻杆
￠73mm
200m
ZQSJ-140/
2台
气动手持式钻机
ZQSJ-80/
2台
￠75mm
3个
钻头
￠46mm
2个
￠69mm
30m
5
钻杆
￠42mm
30m
6
抽放管
￠50mm
1501m
单循环
7
注（返）浆管
￠20mm
297m
单循环
8
集流器
3个
2.进度计划
钻孔直径
施工
抽放地点及钻孔类型
钻场规格
/（mm）
工程量
备注
工期
工作面长钻孔瓦斯抽
（+）*
￠94
27个
1501m
9天
放钻孔
单循环
工作面浅孔瓦斯抽放
（+）*
￠75
35个
542m
1天
钻孔
单循环
工作面浅孔瓦斯释放
钻孔
（+）*
￠75
35个
542m
1天
单循环
（五）瓦斯抽放设计施工要求
1.严格按照抽放钻孔布置设计标准施工，钻孔必须做到保直钻进，钻孔实际开孔位置与设计孔位误差不得超过±100mm，倾角、偏角误差不得超过±°。
2.钻孔施工完毕后应当及时插管封孔，确保钻孔封孔质量，并及时连抽。
3.瓦斯抽放管路及其附属装置的安装敷设要严格按照设计的要求。
加强放
水器管理，及时将抽放管道内的积水排出。
4.严格按照组织管理的各项要求组织施工，各班组之间要相互配合，保证施工质量。
5.严格按照安全技术措施的要求施工，调度员、安全员加强现场技术指导和现场监督验收，杜绝“三违”现象发生。
（六）抽放钻孔验收过程、封孔工艺及瓦斯抽放线路
1、预抽钻孔封孔
（1）钻机钻进至最后一根钻杆时，要来回拉钻杆数次，尽量将钻孔内煤粉排干净，便于封孔。
（2）预抽钻孔封孔使用聚氨酯（A、B液）配合水泥砂浆，封孔长度不小于
8米，根据塌孔情况插接花管；封孔后钻孔口外露管长度不大于。
浅孔抽放钻孔使用快速器封孔，封孔器上插接不少于6米的专用瓦斯抽放
管。
（3）封孔结构示意图
*****掘进工作面（俯孔）封孔结构示意图
*****掘进工作面（仰孔）封孔结构示意图
2、抽放钻孔验收
（1）钻孔施工前由一线监督员向监控值班人员汇报，值班人员确认图像清晰、同意后方可打钻；钻孔施工结束后由一线监督员再次向监控值班员汇报，经监控值班员同意后方可退钻，监控值班员通过视频查验退出钻杆数量并做好记录。
（2）钻孔施工结束后由一线监督员按照钻孔的实际施工参数进行填写，经安全员确认核实后在钻孔验收单上签字。
（3）掘进队将预抽钻孔单孔验收单整理后以钻孔日报表形式报通风科，经通风科长签字后，报送总工程师签字。
（4）通风科、安监科不定期组织人员对抽放钻孔验收情况进行抽查和监督，确保验收情况真实可靠。
3、抽放路线
*****掘进工作面预抽钻孔（￠50mm）→*****掘进工作面集流器→*****掘
进工作面抽放软管（￠110mm）→*****（￠200mm）→南翼运输机巷（￠200mm）→
*****运输机巷（￠450mm）→抽放硐室（￠450mm）→+90北翼总回风巷（￠450mm）
（七）效果检验方法
方案一：
局部效果检验方法
（1）效果检验钻孔设计图
*****掘进工作面效果检验钻孔参数表
孔号钻孔直径（mm）偏角（°）倾角（°）孔深（m）备注
1
46
0°
3°30′
12
2
46
左偏18°
2°30′
12
3
46
右偏18°
2°30′
12
钻孔倾角是按底板倾角0度进行设计的，施工钻孔角度等于设计角度加上巷道煤层底板坡度。
表中“+”号为仰角；“-”号为俯角。
偏角是按照掘进巷道中线为准进行左或右偏。
（1）局部效果检验指标及其临界值
采用钻屑指标法、解吸值和钻孔瓦斯涌出初速度法同时检测，其临界值见
下表：
钻屑量S（kg/m）解吸值△h2（Pa）瓦斯涌出初速度q（
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