工作面回采瓦斯抽采设计方案.docx

1、工作面回采瓦斯抽采设计方案2305工作面回采瓦斯抽采设计2305工作面正在安装，预计2018年8月开始正式回采。根据2303工作面回采期间瓦斯涌出量统计，瓦斯绝对涌出量1.69m/min16.86 m/min，相对涌出量1.40m/t3.28m/t(见2303工作面回采瓦斯情况分析图。 2305工作面按平均日产10000吨每日均产吨，富裕系数1.2）计算，回采期间瓦斯绝对涌出量在2.72m/min15.97m/min,平均瓦斯绝对瓦斯量9.35m/min。因此工作面回采需要投入瓦斯抽采系统，采取瓦斯抽采措施，保证工作面安全生产。一、2305工作面概括2305工作面开采煤层为下二迭统山西组下部的

2、3#煤.1、地质情况2305工作面东高西低，东西高差85m，煤层展布基本呈单斜构造，单斜产状为倾向225255、倾角28。另外，2303运巷揭露两条小型正断层，可能会延伸到2305工作面内，影响工作面掘进和回采。F1正断层西距23排水进风巷130m，产状为：倾向120、倾角60、落差H=0.7m；F2正断层西距23排水进风巷525m，产状为：倾向319、倾角60、落差H=0.2m。施工前需作好过断层准备并且施工中加强支护。根据三维地震勘探结果显示：工作面西部发育一陷落柱X8，长轴方向为南北向，长约116m，东西向长约98m。掘进中需要进一步探明X8陷落柱准确边界。老顶：灰色，以石英为主，含云母

3、，夹泥岩，平均厚度2.8 m。直接顶: 黑色，质均，含植物化石，断口不平坦,泥岩,平均厚度3.7m。底板:泥岩，黑色块状，致密质均。平均厚度6.4m。2、工作面位置及四邻关系2305工作面位于23采区南部，东面为23采区大巷，西面为我矿与常村矿井田边界，北面为正在回采的2303工作面，南面为未采区。23排水进回）风巷延伸段：位于23采区西部，东面为2305工作面未采），西面为常村矿井田边界。3、工作面参数及储量2305工作面走向长度181.7m，倾向长度1466m，停采线距23皮带巷中53m，理论可采长度 1413 m，煤层平均厚度为6.2m，可采储量210万t。设计可采长度891M，设计可采

4、储量1302891吨。4、工作面通风系统2305工作面采用“U+L”型通风系统，即新鲜风流从地面新进风井23皮带巷2305运巷2305工作面2305风巷2305瓦斯巷）23集中回风巷新回风巷5、工作面瓦斯、煤尘情况2009年矿井瓦斯等级鉴定表明：23采区瓦斯绝对涌出量为10.34m3/min，相对涌出量为2.4m3/t，瓦斯涌出相对较高；煤尘具有爆炸性，火焰长度20mm。煤层自燃倾向性等级为级，自燃倾向性为不易自燃。6、其它开采技术条件煤尘具有爆炸性，火焰长度20mm。煤层自燃倾向性等级为级，自燃倾向性为不易自燃。二、2305工作面回采瓦斯抽采设计1、瓦斯抽采的必要性根据2303工作面回采时瓦

5、斯涌出绝对量在1.69m/min16.86 m/min，相对涌出量1.40m/t3.28m/t。预计2305工作面按平均日产10000吨每日均产吨，富裕系数1.2）计算，回采期间瓦斯绝对涌出量在2.72m/min15.97m/min,平均瓦斯绝对瓦斯量9.35m/min。 按规定“1个采面工作面瓦斯涌出量大于5 m/min，通风方法解决不合理”的情况下，需要进行瓦斯抽采。2、瓦斯抽采的可行性根据2303工作面采空区瓦斯抽采情况，一般抽采瓦斯浓度在6%，选用DN275瓦斯管道，抽采瓦斯量在2m3/min，抽采率达20%,2303工作面回采过程中不间断抽采瓦斯，保证了工作面瓦斯治理。3、2305工

6、作面回采瓦斯抽采方案根据临近2303面回采瓦斯涌出，预计2305面回采瓦斯涌出平均9.35m/min,2305工作面瓦斯抽采选用分段处理：工作面前300M采用延空留巷方式留设瓦斯尾巷的方法治理瓦斯；在2305瓦斯巷1横贯到2横贯之间从风巷向上打设钻孔，采用裂隙带抽放；工作面推进600M后，在风巷本煤层中布置钻场，施工顶板走向高位钻孔，抽采工作面回风隅角采空区瓦斯的抽采方法。1）尾巷法 2305工作面前300M采用延空留巷方式留设瓦斯尾巷的方法治理瓦斯，即在工作面回采过程中，在风巷上隅角处架设U型钢支护好风巷的一部分断面作为瓦斯尾巷，保证尾巷的通风断面，具体支护方式参照2103尾巷支护方式见尾巷

7、支护示意图）。回采期间，抽放管路延接至工作面上隅角，若巷道压力过大，造成后尾巷断面无法保证，尾巷排放瓦斯效果不明显，造成上隅角瓦斯高，则上隅角埋管抽放的方法解决瓦斯大问题。2）顶板钻孔法工作面推进300M后，在2305瓦斯巷1横贯开始斜向上打设4个钻孔，在1横贯到2横贯之间从风巷向上打设钻孔，采用裂隙带抽放，抽取裂隙带的瓦斯，即在2305工作面风巷从瓦斯巷1横贯到2横贯之间每隔20M向工作面上方打设4个钻孔，1#钻孔终孔打到2305风巷边缘， 4#钻孔终孔打设打到2305瓦斯巷上方距风巷南帮25M），2#、3#钻孔平均布置在1#和4#钻孔之间，钻孔斜向上打设，钻孔长度水平长度取80M，用于抽取

8、裂隙带的瓦斯具体布置见2305工作面抽采钻孔布置图）。为了验证钻孔布置的合理性，每排设计了四个钻孔，在施工第一排钻孔时，先施工2#和3#钻孔，其次，优先施工1#钻孔。根据第一排的抽放情况，确定之后各排钻孔施工数量和参数。顶板钻孔参数表钻孔起点标高(m钻孔末点底板标高(m钻孔末点标高(m钻孔倾角(度与风巷夹角度）钻孔长度M）11#横贯1#钻孔537.5542.553657622.723 3.862 86.928 21#横贯2#钻孔537.5542.553657622.723 -3.291 86.874 31#横贯3#钻孔537.554253657623.027 -9.649 88.172 41#

9、横贯4#钻孔537.554253657623.027 -15.776 90.327 5第一排1#钻孔538.5543.553757722.723 0.716 86.738 6第一排2#钻孔538.5543.553757722.723 -7.126 87.406 7第一排3#钻孔538.554353757723.027 -14.037 89.601 8第一排4#钻孔538.554353757723.027 -20.558 92.836 9第二排1#钻孔54054553857822.418 0.716 86.546 10第二排2#钻孔54054553857822.418 -7.126 87.212

10、 11第二排3#钻孔540544.553857822.723 -14.037 89.400 12第二排4#钻孔540544.553857822.723 -20.558 92.629 13第三排1#钻孔541.5546.553957922.111 0.716 86.356 14第三排2#钻孔541.5546.553957922.111 -7.126 87.022 15第三排3#钻孔541.554653957922.418 -14.037 89.202 16第三排4#钻孔541.554653957922.418 -20.558 92.424 17第四排1#钻孔543548539.5579.521.

11、494 0.716 85.985 18第四排2#钻孔543548539.5579.521.494 -7.126 86.647 19第四排3#钻孔543547.5539.5579.521.803 -14.037 88.814 20第四排4#钻孔543547.5539.5579.521.803 -20.558 92.022 21第五排1#钻孔544.5549.554058020.871 0.716 85.624 22第五排2#钻孔544.5549.554058020.871 -7.126 86.283 23第五排3#钻孔544.554954058021.183 -14.037 88.437 24第

12、五排4#钻孔544.554954058021.183 -20.558 91.630 25第六排1#钻孔54655154258221.183 0.716 85.803 26第六排2#钻孔54655154258221.183 -7.126 86.464 27第六排3#钻孔546550.554258221.494 -14.037 88.624 28第六排4#钻孔546550.554258221.494 -20.558 91.825 29第七排1#钻孔54855354358320.558 0.716 85.447 30第七排2#钻孔54855354358320.558 -7.126 86.105 31

13、第七排3#钻孔548552.554358320.871 -14.037 88.252 32第七排4#钻孔548552.554358320.871 -20.558 91.439 33第八排1#钻孔55055554558520.558 0.716 85.447 34第八排2#钻孔55055554558520.558 -7.126 86.105 35第八排3#钻孔550554.554558520.871 -14.037 88.252 36第八排4#钻孔550554.554558520.871 -20.558 91.439 37第九排1#钻孔55255754658619.927 0.716 85.10

14、1 38第九排2#钻孔55255754658619.927 -7.126 85.756 39第九排3#钻孔552556.554658620.243 -14.037 87.890 40第九排4#钻孔552556.554658620.243 -20.558 91.064 41第十排1#钻孔55355854858820.558 0.716 85.447 42第十排2#钻孔55355854858820.558 -7.126 86.105 43第十排3#钻孔553557.554858820.871 -14.037 88.252 44第十排4#钻孔553557.554858820.871 -20.558

15、91.439 45第十一排1#钻孔55455955059021.183 0.716 85.803 46第十一排2#钻孔55455955059021.183 -7.126 86.464 47第十一排3#钻孔554558.555059021.494 -14.037 88.624 48第十一排4#钻孔554558.555059021.494 -20.558 91.825 49第十二排1#钻孔55556055259221.803 0.716 86.169 50第十二排2#钻孔55556055259221.803 -7.126 86.833 51第十二排3#钻孔555559.555259222.111

16、-14.037 89.007 52第十二排4#钻孔555559.555259222.111 -20.558 92.221 53第十三排1#钻孔55656155359321.803 0.716 86.169 54第十三排2#钻孔55656155359321.803 -7.126 86.833 55第十三排3#钻孔556560.555359322.111 -14.037 89.007 56第十三排4#钻孔556560.555359322.111 -20.558 92.221 57第十四排1#钻孔55756255559522.418 0.716 86.546 58第十四排2#钻孔5575625555

17、9522.418 -7.126 87.212 59第十四排3#钻孔557561.555559522.723 -14.037 89.400 60第十四排4#钻孔557561.555559522.723 -20.558 92.629 3）低位钻场穿层钻孔法工作面推进600M后采用低位钻场向裂隙带打设钻孔进行抽放，从2305瓦斯巷2横贯开始共布置有7个钻场，从2305瓦斯巷二横贯开始，斜向工作面上方打设4个钻孔，之后每个钻场布置4个钻孔，钻孔长度110-120M，钻孔重叠40M，向工作面方向打设。由于各钻场之间钻孔有接替抽放情况，可能会造成接替期间瓦斯管理不稳定，使用低位钻场钻孔抽放法时，必须结合上

18、隅角埋管抽放法。低位钻场钻孔参数表钻孔起点标高(m钻孔末点底板标高(m钻孔末点标高(m钻孔倾角(度与风巷夹角度）钻孔长度M）1二横贯1#钻孔55856355659616.700 3.862 115.105 2二横贯2#钻孔55856355659616.700 -3.291 115.033 3二横贯3#钻孔558562.555659616.939 -9.649 116.638 4二横贯4#钻孔558562.555659616.939 -15.776 119.488 51#钻场1#钻孔56056555759716.221 3.862 114.821 61#钻场2#钻孔56056555759716.

19、221 -3.291 114.749 71#钻场3#钻孔560564.555759716.461 -9.649 116.346 81#钻场4#钻孔560564.555759716.461 -15.776 119.190 92#钻场1#钻孔56256755859815.740 3.862 114.545 102#钻场2#钻孔56256755859815.740 -3.291 114.474 112#钻场3#钻孔562566.555859815.981 -9.649 116.063 122#钻场4#钻孔562566.555859815.981 -15.776 118.900 133#钻场1#钻孔5

20、6456956060015.740 3.862 114.545 143#钻场2#钻孔56456956060015.740 -3.291 114.474 153#钻场3#钻孔564568.556060015.981 -9.649 116.063 163#钻场4#钻孔564568.556060015.981 -15.776 118.900 174#钻场1#钻孔56657156260215.740 3.862 114.545 183#钻场2#钻孔56657156260215.740 -3.291 114.474 194#钻场3#钻孔566570.556260215.981 -9.649 116.06

21、3 204#钻场4#钻孔566570.556260215.981 -15.776 118.900 215#钻场1#钻孔570575563.5603.514.526 3.862 113.891 225#钻场2#钻孔570575563.5603.514.526 -3.291 113.820 235#钻场3#钻孔570574.5563.5603.514.770 -9.649 115.391 245#钻场4#钻孔570574.5563.5603.514.770 -15.776 118.211 256#钻场1#钻孔57357856560513.792 3.862 113.523 266#钻场2#钻孔57

22、357856560513.792 -3.291 113.452 276#钻场3#钻孔573577.556560514.037 -9.649 115.012 286#钻场4#钻孔573577.556560514.037 -15.776 117.823 297#钻场1#钻孔57658156860813.792 3.862 113.523 307#钻场2#钻孔57658156860813.792 -3.291 113.452 317#钻场3#钻孔576580.556860814.037 -9.649 115.012 327#钻场4#钻孔576580.556860814.037 -15.776 117

23、.823 4、瓦斯抽采系统布置2305工作面采用临时抽采系统：23抽放硐室、管道DN325）- - - DN300规格）-2305风巷DN273规格）-抽采钻场、钻孔、采空区埋管。5、瓦斯抽采参数确定1）抽采流量的确定根据“瓦斯抽采基本指标”，工作面瓦斯涌出量在510m3/min，瓦斯抽采率要达到20%，实际取25%，则最高瓦斯抽采量需要达到2.5 m3/min；根据2303工作面抽采情况，预计2305工作面高位抽采钻孔管内浓度可达815%，则需要抽采混合流量最大为31.25 m3/min，为保证瓦斯抽采有一定的可调范围，最大混合流量取30 m3/min。 2）瓦斯抽采管路选择根据2303抽采

24、经验，2305工作面钻孔钻场）通过50mm铠装高压管与2305风巷主管相连， 2305风巷支管1510M为273螺旋焊管，主管550M为325聚乙烯管，可部分利用2303工作面抽放主管）。主管路从23抽放硐室接到2305风巷口，吊挂在23皮带巷距顶200mm，风风巷支管采用直径273聚乙烯管路，管路吊挂在风巷北帮，距顶500mm，贴帮吊挂，在风巷有钻场的地方设置三通甩头，过了瓦斯巷2横贯每隔20M设置一个三通甩头，一直布置到工作面切眼。在风巷口上安设孔板流量计、放水器。三、瓦斯泵能力核定1、瓦斯抽采管路阻力计算1）管道系统阻力计算Hf=9.81Q2L/K*D5）式中： Hf-管道摩擦阻力Q-管

25、内气体流量，m3/min-瓦斯浓度取15%，混合瓦斯对空气的相对比重0.933L-管道长度，该线路共有273管道1510m，325管道550m。K-系数，取0.71D-管道内径，分别为25cm、30cm。将有关数据代入Hf=9.81Q2L/KD5）Hf=9.813030）20.9331510/0.71255）+550/0.71305）8241.7 Pa）2）管道局部阻力一般按管道摩擦损失的10%20%计算，取15%。3）管道总阻力1.158241.7=9477.96 Pa）2、瓦斯抽采系统所需负压瓦斯泵的压力除了克服管道摩擦阻力与局部阻力损失外，还必须有一部分做为抽采处的负压，所以瓦斯抽采需要

26、的负压为：H=1.2Hf+Hd式中： 1.2为瓦斯泵备用系数 H-抽采瓦斯泵的负压，PaHf-管道阻力和，PaHd-要求钻孔口的负压，取5000 Pa 将有关数据代入H=1.2Hf+Hd）H=1.29477.96+5000）17373 pa）3、在用瓦斯泵能力目前，我矿正在使用的瓦斯抽放泵为ZWY85/110型井下移动式抽放泵，该泵能力参数为：型号最大抽气量m3/min）极限真空度Kpa）耗水量m3/min）电机功率kW）供电电压V）ZWY85/11085-81200110660选用ZWY85/110型瓦斯抽采泵，其正常可提供抽采负压为81kPa，能满足抽采需要。四、封孔钻孔成空后立即进行封孔，瓦斯每个钻孔采用埋设聚乙烯管进行封孔，封孔材料为聚胺脂或水泥砂