1800西翼底抽巷一号钻场设计.docx

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1800西翼底抽巷一号钻场设计

1800西翼底抽巷一号钻场设计

目录

　　第一章设计依据4

　　第二章矿井瓦斯情况4

　　第三章钻场布置与施工要求10

　　一、钻场位置的确定：

10

　　二、钻孔密度及控制范围10

　　三、钻孔封孔方法与要求10

　　四、抽采达标要求13

　　第四章钻孔施工技术安全措施13

　　第五章抽放钻场管理16

　　罗州煤矿1800西翼底抽巷一号钻场设计

　　第一章设计依据

　　1、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027—2006）（2006-11-02）中华人民共和国安全生产行业标准;

　　2、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026—2006）（2006-11-02）中华人民共和国安全生产行业标准;

　　3、《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018—2006）（2006-02-27）国家安全生产监督管理总局;

　　4、《防治煤与瓦斯突出规定》国家安全生产监督管理总局令第19号;

　　5、《贵州省赫章县罗州煤矿开采方案设计（修改补充）》

　　6、《贵州省赫章县罗州煤矿安全专篇（修改补充）》;

　　7、《贵州省赫章县罗州煤矿防治煤与瓦斯突出设计》;

　　8、《贵州省赫章县罗州煤矿瓦斯抽采设计》;

　　第二章矿井瓦斯情况

　　本矿属煤与瓦斯突出矿井，未进行煤层瓦斯含量测定。

　　1、本矿井瓦斯含量梯度预计

　　M9煤层+1625水平时瓦斯含量19.0m3/t，最大埋深时瓦斯含量21.3m3/t，根据瓦斯梯度数计算公式（采矿工程设计手册）：

5、矿井瓦斯抽采的可行性

　　　衡量煤层可行性的指标主要有三项：

煤层的透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、钻孔瓦斯极限抽放量。

由于本矿瓦斯资料欠缺，未能获得煤的孔隙率、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等资料，无法定量分析瓦斯抽采难易程度，但据以前的抽采经验，赫章煤矿区瓦斯抽采效果较好，分析认为该矿进行瓦斯抽采是可行的。

　　　6、矿井瓦斯抽采的必要性

　　　根据《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》（AQ1055-2008）第3.4.4.1条规定，矿井必须进行瓦斯抽采。

有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采：

　　　1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的；高瓦斯或煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的。

根据黔府办发［2008］83号文件，瓦斯含量达到或超过8.0立方米/吨的煤层（区域）、瓦斯压力达到或超过0.74MPa煤层（区域）必须预抽煤层瓦斯，消除瓦斯隐患后，再安排采掘作业。

　　　根据预测结果，可采煤层最小瓦斯含量：

15.6m3/t，最小瓦斯压力：

1.74MPa，预抽前最大瓦斯涌出量为11.2m3/min；预抽达标后最大瓦斯涌出量为5.6m3/min，符合瓦斯抽采要求，对矿井回采工作面、掘进工作面以及矿井瓦斯涌出量的预测结果看出，在不进行抽采的情况下，矿井回采工作面、掘进工作面以及矿井的瓦斯涌出量较大，如果不对煤层瓦斯进行预抽，单采用通风的手段难以解决瓦斯超限问题，难以保证矿井的安全生产；矿井按有煤与瓦斯突出危险进行设计，从防突的角度，必须进行瓦斯抽采。

第三章钻场布置与施工要求

　　　一、钻场位置的确定：

　　　　根据《防治煤与瓦斯突出规定》的相关规定与《罗州煤矿防治煤与瓦斯突出设计》、《罗州煤矿瓦斯抽采设计》要求结合罗州煤矿实际情况，底板抽放巷每30米布置一个钻场，但根据井下煤层赋存情况与构造变化合理布置钻场。

　　1800西翼底板抽放巷布置在+1800M12号煤层的底板岩层中，巷道方位角为306度，1800西翼底板抽放巷的作用有三个：

一是区域性预测，二是区域措施效果检验，三是主要为一采区第一区段西翼各煤层回风巷预抽煤巷条带瓦斯底服务，1800西一翼底抽巷一号钻场布置在该巷前进方向63米处右帮。

钻场为净宽3米，净高3米的半圆拱形断面，钻场巷道长度为3米，采用锚喷支护。

钻场巷道方位角为29º13&[换行]#39;14"。

（见钻场布置平面图）

　　1800西一翼底抽巷一号钻场距M9煤层水平距离约20米，法线距离约10米。

　　　二、钻孔密度及控制范围

　　预抽钻孔应达到的控制范围：

穿层钻孔预抽第一采区第一区段M9、M12回风巷范围内的煤层瓦斯（该区域地层倾角为30º）。

即煤层巷道上帮轮廓线外20m，下帮10m；钻场钻孔控制煤层的走向长度为30米（抽放巷每隔30米布置一个钻场）。

掘进条带内钻孔终孔点间距按5m布置钻孔。

钻孔深度必须打透煤层进入顶板岩层不少于0.5米。

钻场共从左至右共布置7排钻孔，每排从上到下布置7个钻孔，钻场内布置49个穿层抽放钻孔，钻孔直径为75㎜。

采用ZY150型液压钻机打孔。

附（钻孔布置图与钻也参数表）

　　　三、钻孔封孔方法与要求

　　　管材选择无缝网管或PVC煤矿井下用聚氯乙烯管，钻孔内抽放管选用长6m，直径40mm的PVC抽放管，为防止堵塞，抽放管顶端钻10个直径10mm小孔，用双层铁筛网包扎好。

封孔长度为5m。

　　　干管及其与钻场连接处应装设瓦斯计量装置。

抽采钻场、门框架设置放水器。

抽采管路分岔处应设置控制阀门，阀门规格应与安装地点的管径相匹配。

　　　抽放钻孔封孔方式采用水泥注浆泵封孔或聚胺脂封孔。

本矿常使用聚胺脂封孔方法。

为保证封孔质量宜采用水泥封孔。

　　　1、采用水泥注浆泵封孔，封孔长度容易达到设计要求，封孔效率高，效果好，但操作较为复杂。

　　　可采用KFB型矿用封孔泵进行封孔。

封孔材料采用425#硅酸盐水泥，配比为1：

0.4。

　　1——注浆泵2——封堵材料3——连接管

　　注浆泵与被封钻孔的连接图

　　　封孔工艺过程：

　　　一般在打钻将要结束时就可开始准备水泥沙浆。

水泥沙浆一般应加入适量的膨胀剂，以避免凝固后收缩出现裂缝。

当钻孔倾角较小时可适当增大浆液的浓度。

　　　井下封孔操作方法为：

　　　a.检查封孔泵是否完好，封孔所需用的工具，配件等是否带全；

　　　b.检查抽放钻孔所需抽放管是否齐全，长度是否达到要求（ф40mm，长度6m）；

　　　d.直接将井下装水泥的袋子缠绕在抽放管上，送入钻孔内封住孔口，其做法如下图所示：

　　图3-3-3井下水泥沙浆注浆封孔方法示意图

　　　——将抽放管的一端与注浆管摆放在一起，其重叠处约30cm左右；

　　　——准备编织袋（将水泥倒入封孔泵的搅拌器内后，就可空出）；

　　　——将袋子开口端向孔口处，如图3-3-3所示将抽放管与注浆管缠绕；

　　　——用麻绳或麻线等，将抽放管、注浆管及编织袋捆紧；

　　　——如图所示送入孔内：

　　　——按照泵的操作规程，开动泵搅拌水泥浆，均匀后并开始注浆，如图所示，

　　　水泥浆先将编织袋胀大，并封住钻孔，继续注浆直到注完为止，注浆时，孔口可

　　　能会漏一些浆，但不会影响整个封孔质量；注完浆后即可直接将注浆胶管拔出。

　　　按以上方法进行下一个孔的注浆封孔；所有要封的钻孔封完后，要对封孔泵进行清洗干净。

　　　2、聚氨酯封孔

　　　聚氨酯封孔就是用异氰酸酯和聚醚并添加几种助剂反应而生成硬质泡沫体进行密封钻孔。

聚氨酯封孔材料膨胀倍数20倍以上，聚氨酯发泡均匀、细小，孔隙又不联通，还有可塑性，适于动压区封孔；在抽放瓦斯负压60～80KPa、正压2MPa下，钻孔密封严实不漏气。

　　　钻孔采用聚氨酯封孔，对于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在发泡后，其内所形成的孔为封闭孔，另外对发泡时间、发泡倍数、固化后的强度，可塑性等均有一定的要求。

可选用聚氨酯封孔材料，既能保证密封严密，又可节省封孔材料。

　　　聚氨酯封孔（见图3-3-4）即是在孔内抽放管的前端套上铁档板、木塞和橡胶垫圈，在距抽放花孔端的橡胶垫圈1m处，再套上木塞和铁档板，并用铁线缠紧固定，在间距1m内的抽放管上固定一块毛巾布（1m×0.7m）。

封孔操作程序为：

先称出封一个孔的甲、乙组成药液，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，当药液由黄褐色变为乳白色时，停止搅拌，将药液均匀倒在毛巾布上，边倒药液边向抽放管上卷缠毛巾布，并把卷缠好药液的封孔管迅速插入钻孔，大约5分钟后，药液开始发泡膨胀，20分钟后停止发泡，逐渐硬化固结。

为了避免封孔管晃动影响封孔质量，孔口处用木塞楔紧。

封一个钻孔的聚氨酯用量约为1Kg左右。

　　　钻孔与管路的连接：

聚氨酯封孔1小时后，便可与抽放管路连接。

钻孔与管路连接处应设置流量计和阀门。

　　　四、抽采达标要求

　　预抽煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下。

确保在掘进施工前，能有效地预抽控制掘进条带内瓦斯抽采率达到规范的要求。

采用聚氨脂封孔或水泥注浆泵封孔。

第四章钻孔施工技术安全措施

　　　为确保施工钻孔的工作顺利进行，制定如下技术安全措施：

（一）一般要求：

（1）认真组织贯彻学习安全措施、《煤矿安全规程》相关内容以及《ZDY—500型全液压坑道钻机使用说明书》，人人都必须考试合格后，方可上岗。

（2）提高班前会质量，每班都要执行手上交接，做到上不清、下不接，当班隐患当班必须处理，遗留问题必须向下一班交代清楚，跟班人员把好三大关：

即：

生产、质量、安全三方面。

　　　（3）施工队注意掌握煤层及顶底板岩性的变化情况，及时反馈信息，地质部门收集各种地质资料，为施工服务。

　　　（4）在巷道的下帮掏水沟，水沟流水要畅通，确保巷道无积水。

　　　（5）施工队必须严格按要求的钻孔方位、倾角、开孔位置、孔径施工钻孔，煤矿有关部门（如防突队、通风队等）负责钻孔施工质量验收，每孔必检，对钻孔方位、倾角、长度及见煤、喷孔等参数必须准确收集并作好记录。

　　　（6）在邻近区域放炮需撤人时，施钻人员必须按要求撤离现场，并将钻机电源切断。

（二）施工钻孔的管理和规定：

（1）钻孔施工前，必须做好施工前的一切准备工作。

钻机运输必须严格按运输的有关规定执行。

钻机移动注意如下安全：

　　　a、钻机移动前必须切断电源，严禁钻机带电搬运。

　　　b、拆、卸安装钻机大型部件时，身体站立的位置必须避免失手的伤害。

（2）进入现场施工前，必须严格检查现场巷道内的瓦斯情况，只有在瓦斯浓度低于0.8%时，方可进行作业。

　　　（3）进入现场施工前，班组长必须对工作地点的安全情况进行一次全面检查，确认无危险后，方准其余人员进入作业地点，每个作业人员必须经常认真检查作业地点的顶板、帮壁、支护等情况，当发现情况危险时，必须立即采取措施，进行处理，严格敲帮问顶[换行]制度。

　　　（4）施工前，必须将钻机安设牢固，严禁用钻杆抵钻机，严格按设计参数放线布孔。

　　　（5）作业人员必须携带便携式瓦斯检测报警仪（2台）和隔离式自救器。

施工作业过程中，将（2台）便携式瓦斯检测报警仪分别悬挂在作业地点的进风侧和回风侧，若瓦斯浓度超过0.8%，必须立即停止作业，撤出人员，切断电源，进行处理，并向调度汇报。

待查明超限原因且施钻地点瓦斯降到0.8%以下时，才准送电开钻作业。

　　　（6）开钻前，首先检查钻机固定情况，然后开闸供水，当水从钻孔外返出后方准开钻，进钻前开空车试车5分钟，严禁不试车就强行钻进。

　　　（7）操作人员衣帽、毛巾、灯线必须栓绑好，站立在电机另一侧，不能和给进手把呈一直线，钻进过程中不得翻越钻机，如需翻越则必须停止钻机运转，且与操作台人员联系好后方能翻越。

　　　（8）钻进时要掌握压力，均匀给进，根据钻孔内煤岩软硬程度加压，不能随意加长压力把。

　　　（9）上下钻具必须用管钳卡紧、背牢后方可进行工作，且不得与孔口呈一直线，也不得档住操作人员视线，操作人员精力要集中，行动一致，严格按照本工种操作规程进行操作，防止钻具跑出伤人。

　　　（10）钻孔内排出的钻屑，当班必须采取有效办法处理，以防止堵塞水沟。

　　　（11）钻进中出现顶钻、喷孔现象时，必须立即停止钻进，关闭供水，让其孔内瓦斯卸压自排，此时观察挂在孔口回风侧附近的瓦斯便携仪，当排出的瓦斯浓度超过0.8%时，必须切断电源，人员撤离现场。

只有当工作地点20米范围内瓦斯浓度降到0.8%以下，方可恢复钻进，并要掌握速度慢进。

若再次出现顶钻、喷孔，则再次按上述措施执行。

　　　钻进中出现卡钻现象，且在卡钻初期没有喷孔时，钻杆要旋转往外退，让钻孔水将钻宵排完后再进，如果卡钻伴随顶钻，喷孔，则首先采取上面的措施后再按卡钻处理方法处理（一般都不得拔出钻杆），并立即向调度室汇报。

　　　（12）一个班工作完毕后应关闭电机电源、并把起动器手把打到零位

　　　（13）钻孔施工完毕后，先用黄泥堵孔，防止瓦斯压出。

并且在24小时内必须完成封孔作业

　　　（三）特殊措施：

（1）在施钻地点附近安设一组（不少于6个）压风自救器、一套压风自救系统和一台防爆电话。

（2）调整通风系统，使采面回风不直接流经施钻地点。

开钻以前完成该区域通风系统调整。

　　　（3）掘进工作面放炮时，撤出施钻人员，放炮期间，所有人员均不得进入回风系统。

　　　（4）只有当施钻现场瓦斯不超限，整个施钻区域无任何异常，方可正常施钻。

　　　（5）若施钻现场发生安全异常情况，则必须立即按避灾路线撤离现场。

第五章抽放钻场管理

　　　瓦斯抽放工作是保障矿井安全生产的基本措施之一，预抽煤层瓦斯是抽放瓦斯的主要方法，为实现“长期、稳定、协调”必须加强抽放钻场管理。

　　　一、现场管理

　　　现场管理工作是抽放钻场管理的中心工作，它包括钻场设计和施工管理、巡回检查、文明生产等。

　　　1、施工管理

　　　施工管理是指瓦斯抽放钻场掘出后，在钻孔施工中除人员合理安排及钻机、钻具配套使用等管理工作外的全过程管理。

　　　ａ现场必须有瓦斯钻孔设计图版和说明书，并标明钻孔数目，位置，间距、方位、角度（仰、俯）、孔径、孔探、封孔长度、封孔材料、注意事项及特殊要求等，并要求施工操作人员在施工中严格遵守。

　　　ｂ必须有安全技术措施。

针对具体地点提出具体措施，提出操作人员应该注意的安全问题，发生意外时的处理方法，发生灾害时的避灾路线等等。

　　　ｃ在钻孔施工中，每班必须有钻孔施工记录，记录内容包括：

施工时间（年、月、日、班次）、孔径、进尺、岩性变化及施工中出现的各种问题，以便有关人员和接班人员及时掌握现场情况。

　　　ｄ抽放瓦斯钻孔施工过程中必须实行先封孔、后钻进，边钻进、边抽瓦斯的施工工艺，避免孔内瓦斯大量涌入钻场，造成瓦斯积聚和超限。

　　　ｅ在钻场施工完毕后，由安全管理部门进行检查验收，必须经过检查验收合格，钻孔方可正常投入使用。

　　　ｆ钻孔验收合格后，必须进行严密封堵，不得泄漏。

钻场全部钻孔验收后，要撤出钻机，将钻场及周围的淤泥、积水清理干净，安设好钻场抽放集中管、放水装置，并使之与抽放系统联网。

　　　g所有抽放钻场都必须设置栅栏，使其与巷道分隔，同时设置免进牌，除了检查人员外，其他人员一律不得进入钻场。

　　　2、巡回检查

　　　在钻场投入使用后，由于受采动影响会使钻场的状态、瓦斯流量、瓦斯浓度，压力等发生变化，而影响抽放效果。

因此，巡回检查是钻场管理的重要内容。

在巡回检查时，应指定专人携带测试仪器，在所负责的区域内进行检查。

同时钻场必须设置测量牌板、检查牌板；原始记录板、压差计等。

测试检查人员进行检查时，要逐个对钻场、钻孔进行检查，并将检查结果认真按项填入检查牌板和记入测试排查记录中。

　　　ａ测量牌板填写抽放瓦斯浓度，抽放负压、测定时间、抽放量（混合量、纯量），瓦斯管内外温度、抽查人员姓名。

要求每旬检查填写一次。

　　　ｂ原始记录板填写钻孔施工时间、孔数、角度（仰角）、钻孔长度（煤层、岩层、合计）、孔径（开孔、终孔、平均）、封孔长度、封孔材料等。

原始记录板在钻孔施工完毕后填写。

　　　ｃ检查牌板填写钻场内外瓦斯检查情况、检查时间、钻场内外温度等。

要求每日巡回检查一次。

　　　ｄ每个钻场都要在钻场支管上留有观测孔（直径8—10mm），以便于进行检查测试，平时观测孔应封堵严密不漏气。

作业规程（措施）贯彻签字表

作业规程（措施）名称

贯彻人贯彻地点贯彻时间

被贯彻人签字

签　字手　印签　字手　印签　字手　印