1307运输石门巷掘进工作面瓦斯抽采设计.docx
《1307运输石门巷掘进工作面瓦斯抽采设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1307运输石门巷掘进工作面瓦斯抽采设计.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1307运输石门巷掘进工作面瓦斯抽采设计
大方县达溪镇新果煤矿
1307运输石门巷
掘进工作面瓦斯抽采设计
2017年6月29日
会审表
名 称
1307运输石门巷掘进工作面瓦斯抽采设计
会审时间
年 月 日
会审地点
编制单位
新果煤矿
编制人
单位职务
签 名
意 见
通防副总
机电矿长
安全矿长
生产矿长
工程师
矿长
综合会审意见
第一章编制的目的及依据
第一节编制目的
为加强1307运输石门巷掘进工作面瓦斯抽采工作，消除掘进期间瓦斯超限事故，杜绝煤与瓦斯突出事故的发生，落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针。
扎实推进“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位、隐患排除、综合利用”瓦斯综合治理工作体系建设，坚持“不掘突出头、不采突出面”的原则，做到“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”，结合我矿实际情况，编制了1307运输石门巷掘进工作面瓦斯抽采设计。
第二节编制依据
1.《煤矿安全规程》（2016）；
2.《防治煤与瓦斯突出规定》（2009）；
3.《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》（GB50471-2008）；
4.《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026－2006）；
5.《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027—2006）；
6、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（2011）；
第二章工作面煤层、瓦斯等基本情况
第一节工作面布置情况
1307运输石门巷地面标高+1707～+1927m，井下标高+1610～+1607m，1307运输石门巷该段设计长度120m。
按中线施工，1307运输石门巷开口位于二采区运输斜巷（北）和1307运输巷的交叉位置，向前以302°的方位角掘进120m与一采区运输石门汇穿。
1307运输石门巷掘进工作面采用综掘机掘进，机装煤矸，皮带机加刮板运输机运输，巷道宽4.2m、高3.3m，采用锚网喷、锚索支护。
第二节工作面地质构造、水文地质及煤层情况
一、地质构造及水文地质
1307运输石门巷掘进工作面沿K3煤层走向水平掘进，根据1305采掘揭露的煤岩层及柱状情况来看，工作面位于二叠系上统龙潭组的下部，间断出现褶曲现象，顶底板有起伏，但不超过0.5m。
1307运输石门巷区域范围内岩层节理不发育，局部砂岩裂隙含一定量的砂岩裂隙水，对生产无影响，水文地质条件简单，但巷道掘进时必须坚持“预测预报、有掘必探、有疑必停、先探后掘”的原则，做好超前探查及探放水工作，工作面掘进时预计正常涌水量为1m3/h，正常情况时仅出现顶板淋水现象，最大涌水量为2m3/h。
二、煤层情况
K3煤层位于龙潭组下部,上距K2煤层底界40～60m,厚0.80～1.50m,平均厚1.18m，全区稳定可采。
顶板岩性：
泥质粉砂岩。
底板岩性：
泥质岩。
三、自燃倾向性
根据贵州省煤田地质局实验室2009年10月提供的大方县达溪镇新果煤矿K3、K4煤层《煤炭自燃倾向等级鉴定报告》，K3煤层的自燃倾向等级为Ⅲ类，属不易自燃煤层。
四、煤尘爆炸性
根据贵州省煤田地质局实验室2009年10月提供的大方县达溪镇新果煤矿K3、K4煤层《煤尘爆炸性鉴定报告》，K3煤层煤尘无爆炸性危险。
五、矿井瓦斯情况
1、突出危险性
根据贵州省能源局文件：
黔能源煤炭[2009]248号“关于对《关于请求审批大方县新果煤矿K3、K4号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告》的批复”，K3煤层+1604m标高以上无突出危险。
2、瓦斯等级鉴定情况
根据贵州省能源局文件：
黔能源煤炭[2015]24号“关于对《关于请求审批毕节市2014年度煤矿瓦斯等级鉴定的报告》的批复”，大方县达溪镇新果煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为1.96m3/min，相对瓦斯涌出量为6.20m3/t，绝对二氧化碳涌出量为0.39m3/min，相对二氧化碳涌出量为1.23m3/t。
因此矿井瓦斯等级为低瓦斯矿井。
六、工作面瓦斯概况
K3煤层平均原始瓦斯含量为4.2501m3/t，掘进期间预计工作面绝对瓦斯涌出量为0.6m3/min。
第三节瓦斯抽放系统
地面瓦斯泵站选在风井工业场地的缓坡地带。
高负压抽放系统管路选择管径为φ325×7mm的钢管作为抽放主管，1307运输石门巷掘进工作面选择管径为φ159×4.5mm的PVC管作为抽放支管。
管路经回风井入井至一采区回风石门、回风斜巷、二采区运输斜巷专用回风巷后转至二采区运输斜巷（北）到达1307运输石门巷。
高负压瓦斯抽放泵选用2BEC－400型水环式真空泵，最大抽气量92m3/min，极限压力16000pa，功率110Kw。
电机电压660V。
瓦斯泵数量为2台，其中一台运转，一台备用。
低负压瓦斯抽放泵选用2BEC-400型水环式真空泵，最大抽气量110m3/min，最低吸入负压16000pa，功率132Kw。
电机电压660V。
瓦斯泵数量为2台，其中一台运转，一台备用。
第四节瓦斯来源及通风方式
1、巷道掘进期间瓦斯来源
1307运输石门巷瓦斯来源主要为本煤层瓦斯和邻近层K4煤层瓦斯，巷道瓦斯来源包括巷道煤壁瓦斯涌出和掘进落煤中的瓦斯涌出两部分。
根据《煤矿安全规程》规定，掘进工作面瓦斯涌出量达3m3/min以上必须进行瓦斯抽放。
2、通风方式
1307运输石门巷掘进工作面采用FBD.№6.3/2×30型局部通风机作压入式通风，局部通风机和启动装置安装在掘进巷道防突风门外的副斜井井底一采区轨道石门中，采用“双风机双电源”，实现三专两闭锁，采用φ800mm抗静电、阻燃风筒，1307运输石门巷掘进工作面的风量310m3/min，指定专人负责管理，保证正常运转。
第三章工作面瓦斯抽采设计
第一节瓦斯抽采的可靠性和必要性
1、根据相关文件要求：
低瓦斯矿井按高瓦斯矿井管理。
2、根据矿井生产过程中的实际情况，1307运输石门巷施工范围内的K3煤层属于可以抽采煤层，具备本煤层抽采条件。
3、根据矿井瓦斯治理的要求，全面树立“多抽一方瓦斯，矿井就多一份平安”、“抽采瓦斯是解放生产力，治理瓦斯是发展生产力”的瓦斯治理理念，搞好边掘边抽，解决掘进期间瓦斯治理问题。
第二节抽放钻孔设计
1、钻场布置方式：
结合1307运输石门巷掘进巷道实际情况，1307运输石门巷掘进巷道每个循环在工作面迎头施工抽放钻孔。
钻孔布置在1307运输石门巷掘进工作面掘进条带长120m，左右两帮各18.0m煤体范围内，允许掘进90m,钻孔必须超前于掘进工作面不低于30m，符合《防治煤与瓦斯突出规定》第49条的要求。
2、钻孔布置方式：
在1307运输石门巷掘进巷道正迎头施工钻孔，共布置13个顺层抽放钻孔，中孔为7#，中孔左边钻孔编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#钻孔，中孔右边钻孔编号为8#、9#、10#、11#、12#、13#，中孔左边钻孔终孔点距巷道中线的距离分别为20.0m、20.0m、20.0m、15.0m、10.0m、5.0m,中孔右边钻孔终孔点距巷道中线的距离分别5.0m、10.0m、15.0m、20.0m、20.0m、20.0m。
图一1307运输石门巷抽放钻孔布置设计图
表一抽放钻孔设计参数表
孔号
孔径（mm）
孔深
（m）
孔口距中线距离（m）
与中线
夹角
（°）
距煤层顶板
（m）
终孔距中线距离（m）
倾角
（°）
1#
Φ75
59.05
1.8
18.021.9
0.59
20.0
0
2#
Φ75
90.01
1.5
12.018.4
0.59
20.0
0
3#
Φ75
121.5
1.2
9.015.4
0.59
20.0
0
4#
Φ75
120.8
0.9
7.0
0.59
15.0
0
5#
Φ75
120.37
0.6
4.5410.7
0.59
10.0
0
6#
Φ75
120.09*
0.3
2.08.8
0.59
5.0
0
7#
Φ75
120.0
0.0
0.07.0
0.59
0.0
0
8#
Φ75
120.09
0.3
2.05.2
0.59
5.0
0
9#
Φ75
120.37
0.6
4.510.7
0.59
10.0
0
10#
Φ75
120.8
0.9
7.0
0.59
15.0
0
11#
Φ75
121.5
1.2
9.015.4
0.59
20.0
0
12#
Φ75
90.01
1.5
12.018.4
0.59
20.0
0
13#
Φ75
59.05
1.8
18.021.9
0.59
20.0
0
第三节瓦斯抽采量计算
1、瓦斯储量
1307运输石门巷开口位于二采区运输斜巷（北）与1307运输巷的交叉口处，布置在K3煤层中，破底板掘进，为半煤岩巷道。
1307运输石门巷按方向角302°计划掘进120m与一采区运输石门汇穿，巷道施工前需抽采达标评判的总长为120m，第一循环既可评判120m。
经瓦斯实验室检测1307运输石门巷第一区域K3煤层瓦斯原始含量2.8312m/t，相对密度为1.46t/m³，煤层平均厚度1.18m，巷道及其两侧有效控制范围为40m。
1307运输石门巷施工前瓦斯总储量：
120×1.18×40×1.46×2.8312=2.3412万m³
2、瓦斯抽采量
根据《煤矿瓦斯抽采基本指标》矿井瓦斯抽采率不低于30%，
按照30%抽采率计算，1307运输石门巷施工前瓦斯抽采量：
2.3412万m³×30%=0.7024万m³。
1307运输石门巷迎头钻场抽放钻孔控制前方120米，巷道及其两侧有效控制范围为40米。
1307运输石门巷迎头钻场瓦斯储量
120×1.18×40×1.46×2.8312=2.3412万m³
按照30%抽采率计算，1307运输石门巷迎头钻场瓦斯抽采量：
2.34121万m3×30%=0.7024万m³。
3、1307运输石门巷抽放时间计算
根据《采矿工程设计手册》第七章第六节瓦斯管路布置及选择。
瓦斯管路计算公式：
d=0.1457（KQ/V）0.5
式中：
d－瓦斯管内径，m；1307运输石门巷抽放管路管径为φ159mm；
V－瓦斯管内流速，m/s,一般取5-15m/s；取平均值10m/s；
Q－瓦斯管混合瓦斯流量，m³/min；
K－流量系数为1.3～1.8；取1.5计算；
因此：
0.159=0.1457（1.5×Q/10）0.5
则：
Q=7.935m3/min
本矿高负压抽放泵额定流量92m3/min，泵效率按50%计算，有效流量46m3/min。
按1307运输石门巷掘进工作面、1305运输巷、1305回风巷平均分配流量，则一个掘进工作面的流量为15.3m3/min。
因此安设管径为φ159mm抽放管路满足要求。
瓦斯纯流量=15.3/（1.5÷30%）=3.06m3/min
1307运输石门巷迎头第一循环钻场抽放瓦斯量0.7024万m³以上达到预抽效果。
预抽时间=0.702万m3/60/24/3.06=1.59≈2天
根据K3煤层巷道边抽边掘的实际情况，每个抽放钻场钻孔的最短抽放时间达到2天即可满足要求。
4、1307运输石门巷掘进工作面及其回风瓦斯浓度全部控制在0.8%以下。
5、按照1307运输石门巷掘进工作面抽采计划，正常生产情况下瓦斯抽采队、防突队必须完成矿下达的打钻进尺计划，机电、生产部门按时完成各类抽放管路安装、检测装置的安装、回收工作，确保工程质量和抽放效果。
第四节抽采钻孔布置及施工
1、钻孔直径
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，我矿选用钻孔直径为75mm。
2、钻孔长度及间距
钻孔长度根据抽采方法确定，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，设计根据矿井瓦斯抽采设计确定本煤层抽采半径为2.5m。
3、钻进工艺
设计选用ZDY-1250型钻机两台，配套钻杆选用Φ45mm，每节长度0.8m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掘进巷道直接敷设管路，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-1250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。
钻杆、钻头
钻杆选用Φ45mm，每节长度0.8m的钻探钻杆，钻头选用三翼钻头，完全能够满足矿井打钻需要。
（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。
我矿采用玛丽散封孔，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5m，具体封孔方法为：
使用玛丽散封孔，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（埋吸管）。
在封孔前使用风管将孔内浮煤吹出。
用胶带将封孔袋绑缚在封孔管上。
第一组使用两袋，按照横向对称绑缚在距离花管0.5m左右处，且第一个封孔袋前方适当缠绕棉纱以阻挡马丽散材料向花管孔内流入。
后面的封孔袋依次上下对称进行绑缚。
封孔袋绑缚完成后，从花管侧第一个封孔袋开始，抽下封孔袋上的分隔条，双手均匀用力上下揉搓20～30下，揉搓的时间15～25秒，使袋中材料充分混合。
依次不间断进行，全部封孔袋的揉搓时间之和不应超过封孔袋胀破时间。
揉搓完成后，迅速将瓦斯抽采管送入钻孔内，封孔袋在孔内膨胀爆开，材料在抽采管和孔壁空间完成反应，在孔壁间膨胀固化密封钻孔。
玛丽散材料具有膨胀性能，为提高封孔效果和防止材料从孔口喷出，应在送管完毕后迅速用棉纱、棉布缠绕形成一个挡圈。
30分钟左右材料完全固化后即可直接接入抽放系统进行瓦斯抽采。
第四章抽采管路系统
第一节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：
地面抽采泵站→回风斜井→一采区回风石门→二采区运输斜巷专用回风巷→二采区运输斜巷（北）→1307运输石门巷迎头
（2）瓦斯抽采管材的选择
高负压主管为直径Ф325×7mm的焊接钢管，支管为直径Ф159×4.5mm的PVC管（工作面预抽）。
第二节抽采管路敷设及附属装置
（1）在巷道敷设管路必须用铁丝挂在锚杆上。
高度为1.2—1.6m，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。
（4）管路敷设要求平直，避免急弯，转弯时角度不应小于50°。
（5）管路敷设时，考虑流水坡度，坡度尽量一致，避免高低起伏，低洼处需安设放水器。
第三节附属装置
（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。
掘进工作面预抽钻孔，利用胶管连接，胶管的一端连接到钻孔封孔管上，另一端通过汇流装置与瓦斯抽采管连接，构成抽采系统。
（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。
（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防爆照明灯具。
（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二采区运输斜巷（北）抽采支管处安设一个V锥流量计，计量二采区运输斜巷（北）抽采支管的瓦斯抽采量。
第五章施工安全技术措施：
第一节准备工作：
（1）钻机运输及拆装：
①钻机在平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料车的捆绑钢丝绳是否牢固，确保安全。
在运送过程中，严禁任何人乘坐料车。
②在斜巷运输前，钻机人员必须首先检查绞车的固定，钢丝绳钩头的完好状况，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”规定，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，从料车卸下之前，首先检查安装地点的顶板及两帮发现有不安全因素，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，钻机的大件用料车运送，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料车运送。
管材的装载高度不准超出矿车或料车两帮高度，并要捆绑牢固。
②斜巷运输时严格执行斜巷运输管理规定。
③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。
④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。
⑤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。
⑥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。
⑦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。
第二节钻进安全技术要求
（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《井下钻探工操作规程》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。
第三节机电管理
（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，电工每天检查一次。
第四节安全防护措施
（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）钻场附近必须有直通调度室电话。
第五节避灾路线
（1）瓦斯、火灾避灾路线：
1307运输石门巷→二采区运输斜巷（北）→二采区运输斜巷专用回风巷→一采区轨道石门→副斜井→地面。
（2）水灾避灾：
1307运输石门巷→二采区运输斜巷（北）→二采区运输斜巷专用回风巷→一采区轨道石门→副斜井→地面。
贯彻记录
贯彻人：
贯彻时间：
贯彻地点：
学习人签名
升级会员 