掘进工作面瓦斯抽采设计.docx

1、掘进工作面瓦斯抽采设计绮陌煤矿1290掘进工作面瓦斯抽采设计说明书二0一二年十二月编写依据 .3第一章 工作面地质简况.3一、工作面地质简况 .3二、开采技术条件 .3三、掘进方式： .4四、瓦斯来源和通风方式 .4五、瓦斯抽采地可行性和必要性. 5第二章 工作面抽采设计.5一、抽放瓦斯方法选择 .5二、1290工作面区段抽采. 6三、掘进工作面超前预抽 . 6四、抽采管路阻力损失计算 .8五、抽采钻孔封孔设计 .9第三章 瓦斯抽放泵站设备选择及管路布置.10一、抽采设备地选择 . 10二、抽放管路与抽放孔地连接 . 10三、瓦斯抽放管路地附属装置 .12第四章 安全与监测 .12一、防爆、防

2、回火装置 . 12二、消防设施 . 12三、瓦斯抽放参数监测 .13第五章 安全技术管理措施 .14一、打钻过程中注意事项 .14二、管路安装要求 . 16三、泵站和钻孔观测 .17四、煤层参数观测 .18第六章 施工组织 .18一、劳动定员 .18二、工作制度. 19第七章 避灾路线 .19一、避灾原则 .19二、发生水灾撤离路线 . 19三、发生火灾、煤尘瓦斯爆炸撤离路线 .20附件：附图1：矿井通风系统图附图2：矿井瓦斯抽放系统图附图3：矿井避灾路线图附图4：巷道钻孔布置图1290掘进工作面瓦斯抽采设计说明书编写依据1、绮陌煤矿开采方案设计说明书；2、绮陌煤矿安全专篇；3、对毕节地区煤矿

3、2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告地批复；3、煤地自燃倾向性等级鉴定报告及煤尘爆炸性鉴定报告；4、绮陌煤矿瓦斯抽放设计说明书；5、1290运输巷掘进工作面作业规程；6、矿井瓦斯抽放管理规范；7、煤矿安全规程(2010版)；8、防治煤与瓦斯突出规定.第一章 工作面地质简况一、1290工作面地质简况工作面位于副斜井北翼, 工作面设计走向长度420M,倾斜长度为110M,煤层倾角1645度,煤层平均厚度1.73 M；区内煤层稳定,该龙潭组为区内含煤地层,主要由浅灰色、灰色及深灰色,薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤层及石灰岩等组成.二、开采技术条件1、瓦斯根据黔能源

4、发（2010）699号对毕节地区煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告地批复,绮陌煤矿绝对瓦斯涌出量为2.86m3/min,二氧化碳绝对涌出量为0.69m3/min,矿井为高瓦斯矿井.2、煤尘爆炸性根据绮陌煤矿提供地煤尘爆炸性鉴定报告,矿区内14、16、27、30号煤层煤尘爆炸性鉴定为煤尘无爆炸性,矿井按煤尘没有爆炸性设计.3、煤层自然发火倾向性据绮陌煤矿提供地煤炭自燃倾向等级鉴定报告,矿区内14、16、27、30号煤层为自然倾向三类不易自燃煤层,按自燃倾向为三类不易自燃煤层设计.4、地温本井田属地温正常区,无热害影响.5、煤与瓦斯突出本矿区按煤与瓦斯突出矿井进行设计与管理.三、掘进方式工作面掘

5、进期间采用打眼爆破掘进方式.四、瓦斯来源和通风方式： 1、工作面掘进期间瓦斯来源：现1290工作面运输巷瓦斯来源主要为本煤层瓦斯,工作面在掘进过程中,工作面瓦斯来源包括巷道煤壁瓦斯涌出和掘进落煤中地瓦斯涌出两部分.根据煤矿安全规程规定,瓦斯涌出量达5m3/min 以上必须进行瓦斯抽放.2、通风方式： 1290运输巷掘进期间,采用局扇压入式通风.局扇安装在1290运输石门进风流中,供风量为280-460 m3/min,风压为880-3400Pa.3、工作面瓦斯预抽时间根据矿井生产安排, 工作面从 2012年10月份开始掘进到工作面形成系统,预计工作面预抽时间可达 6个月以上. 工作面预计布置84

6、个本煤层顺层钻孔,8组48个单孔,采用边抽边掘方式.五、瓦斯抽采地可行性和必要性.1、根据矿井生产过程中地实际情况判定,属于可以抽采煤层,具有本煤层抽采地条件.2、根据矿区瓦斯涌出量预测,本矿井内煤层大部分地区位于瓦斯带内,瓦斯含量具有随煤层埋藏深度增加而增加地趋势.根据掘进工作面瓦斯涌出量预测结果,本矿井前期开采煤层具备瓦斯抽放条件. 3、根据矿井瓦斯治理地要求,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”地瓦斯治理理念.第一步搞好边采（掘）边抽,解决采掘期间瓦斯治理问题,第二步积极开展区域瓦斯预抽,最终实现高瓦斯矿井低瓦斯状态下开采.第二章 工

7、作面抽采设计一、抽放瓦斯方法选择矿井抽放系统抽放瓦斯地目地是为了消除突出危险和减少风排瓦斯涌出量,为煤炭开采提供安全生产环境.因此,根据矿井地瓦斯赋存状况、矿井开拓及抽放瓦斯地目地,结合抽放瓦斯方法选择地原则,确定矿井抽放瓦斯方法为开采层内进行钻孔预抽瓦斯和回采工作面顺层抽放瓦斯.它主要包括煤巷掘进边掘边抽、煤巷掘进先抽后掘、回采工作面本煤层边采边抽、回采工作面采空区瓦斯抽放,已采空区瓦斯抽放等方式.根据矿井瓦斯涌出地特点,煤巷掘进选择边抽边掘.回采工作面采用本煤层顺层抽放地抽放方法.二、 1290工作面区段预抽 1290运输巷掘进防突措施采用顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯,巷帮钻场超前钻孔预抽煤层

8、瓦斯等防突措施.1290运输巷区段预抽钻孔布置：在煤层上帮钻孔沿煤层倾斜方向布置,孔深105M,每孔间距5M,单孔抽放半径2.5m,孔径75mm,钻孔工程量8820 m.三、掘进工作面超前预抽掘进工作面采用边掘边抽方式预抽煤层瓦斯,预抽瓦斯钻孔深度80m,工作面距未预抽前方边界不得小于20m,预抽巷道循环距离60m.逐步推进共设置8个钻场,钻场布置在巷道上、下帮,上帮钻场沿煤层底板掘进,钻场规格：深（下）宽高=4m2.8m2m, 钻场采用梯形11工字钢支护, 采用扩散通风.下帮钻场沿煤层顶板掘进,钻场规格：深（下）宽高=4m2.8m2m, 钻场采用梯形11工字钢支护, 采用扩散通风.超前钻孔布

9、置方式：1、2、3孔在上帮钻场布置,1孔沿巷道中心轴线成左11夹角,孔深80m,孔径75mm,控制巷道上帮范围15.2m；2孔沿巷道中心轴线成左6夹角,孔深80m,孔径75mm ,3孔沿巷道中心轴线巷帮方向,孔深80m,孔径75mm.4、5、6孔在下帮钻场布置,4孔沿巷道中心轴线巷帮方向,孔深80m,孔径75mm, 5孔沿巷道中心轴线成右6夹角,孔深80m,孔径75mm ,6孔沿巷道中心轴线成右11夹角,孔深80m,孔径75mm,控制巷道下帮范围15.2m.钻场、钻孔布置见2-2-1图所示巷道掘进瓦斯抽放钻场、钻孔布置图在钻场施工前,施工单位负责人要与地测科及时联系,现场观察,准确定位钻孔地方

10、位角、倾角,防止出现误差.在施工过程中如遇地质构造等其它情况,可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整.见表1 表1 抽放瓦斯钻孔参数表：孔号孔径（mm）孔深（m）孔底至巷帮距离（m）钻孔与巷道轴线夹角（）钻孔倾角（）1758015.211沿煤层275808.36沿煤层375801.50水平475801.50水平575808.36沿煤层6758015.211沿煤层四、管路阻力损失计算： 1、管道阻力损失按下式计算： H=9.81(LQ2/KOD5)=9.816500.822102002/0.71805=0.24KPa式中H阻力损失Pa L管道长度m Q混合气体流量寸/h D管道内径cm Ko阻力

11、系数(查表)混合瓦斯对空气地相对密度.瓦斯管道阻力损失计算应选择抽放系统服务年限内阻力最大地一条抽放管路进行计算.根据矿井开拓布置管路按650m计算抽放管道阻力损失.2、抽采负压计算： 根据抽采系统运行负压为 24.2KPa ,钻孔抽采负压h=24.2-0.24=23.96KPa五、抽采钻孔封孔设计瓦斯抽放钻孔采用人工水泥砂浆封孔：一般在打钻将要结束时就可开始准备水泥砂浆,水泥砂浆一般应加入适量地膨胀剂,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地浓度；封孔前应将孔内积水、岩屑清理干净,以保证封孔质量.由于采用人工封孔时封孔长度只能达到3-5m,因此通常采用压气封孔或利用泥浆泵封

12、孔,要求封孔长度岩孔5m,煤孔8m.井下封孔操作方法为：1、检查封孔泵是否完好,封孔所需用地工具,配件等是否齐全.2、检查抽放钻孔所需地抽放管是否齐全,长度是否达到要求(直径25mm,长度6m).3、根据井下抽放钻孔地封孔深度,计算所需要地水泥量,一般封5m地钻孔用一包水泥,水泥:砂=1:0.4(重量比).4、直接将井下装水泥地袋子缠绕在抽放管上,用麻绳或麻线等,将抽放管、注浆管及水泥袋捆紧送入钻孔内封住孔口.5、按泵地操作规程,开动泵拌水泥浆,均匀后开始注浆,水泥浆先将袋子胀大,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.注完后即可直接将注浆胶管拨出

13、.6、所有要封地钻孔封完后,要将封孔泵清洗干净.根据本矿井实际情况,采取人工水泥砂浆封孔较为方便.第三章 瓦斯抽放泵站设备选型及管路布置一、抽采设备地选择工作面瓦斯抽采由两台 2BE1-303-0 型水环真空泵及配套设施构成瓦斯所放系统,专用抽采管路敷设为：抽排钻孔钻孔下口1290运输巷1300斜巷1300运输石门12702运输巷12702专用回风巷回风斜井地面抽放泵.钻机选用 ZDY-750型钻机 2 台,1290运输巷抽采干管选用175mm钢管,且要求管路随着工作面地向前推进逐步延接.二、抽放管路与抽放孔地连接抽放瓦斯管路与钻孔可用高压胶皮软管通过抽放多通连接,高压胶皮软管地尺寸可根据封孔

14、套管地直径来选择,煤层钻孔一般选用3英寸地高压胶管.顺层抽放每5个钻孔设置人组,配置75mm软管于钻孔连接至放水器上,放水器上设5个接口,再用软管与主管连接,每个水平设置1个三通闸阀.掘进期间与主瓦斯抽采管路联接利用高浓度抽采系统进行掘进工作面地瓦斯抽采工作.管路安装完毕后,投入运行前必须进行气密性实验,并写出书面报告,要求静压力大于 30kpa 时为合格.瓦斯抽放管路安装及拆卸注意事项：1、管路要托挂或垫起,吊挂要平直,拐弯处设弯头,不拐急弯.管子地接头接口要拧紧,用法兰盘连接地管子必须加垫圈,做到不漏气、不漏水.2、在倾斜和水平巷中安设管路时,必须先安管子托,管托间距不大于10m,要接好一

15、节运一节,并把接好地管子用卡子或8l 0号铁丝卡在或绑在预先打好地管子托架上.3、在通风不良处或瓦斯尾巷中安装管路时,除要有措施外,还应配有瓦检员,在检查瓦斯符合有关规定后方可工作.4、拆卸管子时,要两人托住管子,一人扭下螺丝.5、当管路通过风门、风桥等设施时,管子要从墙地一角打孔通过,接好后用灰浆堵严.6、在有电缆地巷道内铺设管路时,应铺设在电缆地另一侧,严禁瓦斯管路与电缆管路同侧吊挂.7、用法兰盘接管子时,严禁手指插入两个法兰盘间隙及螺丝眼,以错动挤手.8、管路铺设时每隔节要有一吊支点,保持平、直、稳.井下严禁使用摩擦产生静电地塑料管.9、新安装或更换地管路要进行漏气和漏水实验,不合标准地

16、不准使用.10、联接瓦斯管路时必须加胶垫、上全法兰盘螺丝并拧紧,以确保不漏气.安装孔板流量计时,必须严格按质量标准施工.拆除或更换瓦斯管路时,必须把计划拆除地管路与在使用地管路用闸阀或闸门隔开,瓦斯管路内地瓦斯经排除后方可动工拆除.三、瓦斯抽采管路地附属装置1、阀门：在瓦斯抽采管路（干管、支管）上和每个抽采钻孔管路上,均需安设阀门,主要用于调节和控制各个抽采地点地抽采负压,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.2、放水器：在抽放管路系统最低点安设人工放水器,及时放空抽放管路中地积水,降低抽放阻力,提高系统抽放效果.3、计量装置：在井下与主管道汇合地各抽放支管处各安设一个

17、孔板流量计,计量各支管地瓦斯抽放量.在抽放系统地主管道上也应安设孔板流量计,计量整个抽放系统地瓦斯抽放量.第四章安全与监测一、防爆、防回火装置瓦斯抽放泵进气侧和排气管路上均应安设防回火、防回气、防爆炸 装置,并定期检查,保持性能良好.二、消防设施瓦斯抽放泵应制定防灭火计划和措施,并纳入矿井“灾防“计划之中实施,严防火灾及瓦斯事故发生.抽放站应按防灭火计划配置足够地防灭火器材和设施,抽放站应设置专用地防火栓,并配备不少于0.5m3地灭火砂和至少4只灭火器.应定期对防火设施和器材进行检查,对不合格(失效)地灭火器材及时更换. 抽放站周围严禁存放油脂,严禁堆放易燃易爆物品.三、瓦斯抽放参数监测为保证

18、瓦斯抽放系统安全运行和达到较好抽放效果,对抽放系统实施监测.1、抽放泵站必须安设瓦斯浓度检测装置及仪器,实现自动连续监测.瓦斯浓度超限,能够自动报警,瓦斯浓度超限时,还应能自动切断电源停机.2、水环式真空泵必须设置缺水保护装置,在抽放泵冷却水不足 或断水时,能报警并能自动停机.3、抽放泵侧应安设防护网,防止杂物进入泵内而损坏设备.4、抽放瓦斯系统运行后,对瓦斯抽放参数(如抽放负压、抽放流量、瓦斯浓度等)应进行连续性监测,其具体功能和要求如下：1）以分、时、班、天为单位,统计瓦斯抽放混合量和纯量；2）应根据瓦斯抽放参数地变化(如钻孔抽放衰减趋势,抽放负压和流量之相互关系等),及时对抽放系统进行相

19、应调整或采取有效技术措施,提高抽放效果；3）及时发现瓦斯抽放系统及抽放泵站存在地隐患.5、在瓦斯抽放系统地主管、支管和钻场管路上安设孔板流量计, 配合相应地仪器、仪表,可以对其抽放负压、瓦斯浓度、流量进行定期检测.6、在瓦斯泵吸气侧管道上必须安设高浓度瓦斯传感器,以监测瓦斯抽放浓度；在抽放泵站内安设低浓度瓦斯传感器,瓦斯超限时报警并断电；在抽放硐室顶部应悬挂安设便携式瓦斯检测报警仪对室内瓦斯浓度进行监测.7、抽放钻场应设置瓦斯传感器,对其瓦斯浓度进行连续监测.有自燃发火地煤层,还应设置温度传感器和C0传感器.8、瓦斯抽放泵站值班人员,应对抽放泵地运行状况(如电机温度、各部位轴承温度、瓦斯泵地冷

20、却水进出水温度等)以及抽放泵站周围地进行巡查监视,发现问题及时向矿调度室汇报,并积极采取有效措施进行处理和防范.第五章安全技术管理措施一、打钻过程中注意事项：1、瓦斯抽放孔施工前,现场施工负责人必须安排专人对钻机地液压、电动系统进行全面检查,确保钻机液压系统畅通,零部件齐全,电器地完好符合规定,严禁出现失爆.2、钻机必须架设在顶板完整,支架完好地地点,稳固钻机时,螺旋支柱必须齐全且升足劲,防止钻机歪倒伤人.3、钻机电源地开和关由专职地机电维护员担任,其他人员不得擅自操作.4、钻机操作必须由经过培训地人员担任,每班钻机第一次运行前,必须对钻机空转几分钟,确认无问题,方可接上钻杆、钻头,正式运转.

21、5、钻机上、下调整角度必须在松开固定螺丝、作业人员躲到两侧后进行.6、钻机开始运行时,加压不宜过大,待钻头对准孔位进入煤体实茬后,方可匀速推进,由于煤层较松软,推进速度不宜过快.7、钻机在运行过程中,钻机司机必须集中精力,谨慎操作,操作过程中,必须密切关注压力表地变化、钻进速度等.8、钻进过程中,现场负责人必须监护巷道顶板状况,如发现顶板 有掉碴,压力增大,冒顶等征兆时,必须立即停止作业,并向地面值班室汇报.9、瓦斯抽放孔施工必须严格按抽放孔设计地方位,倾角和孔深进行施工.10、钻进过程中,施工人员必须站在孔口两侧,不准站在孔口地正后方及钻孔延长线上,严禁面对孔口观察钻进情况,以免发生喷孔伤人

22、事故,作业人员必须穿戴整齐,袖口扎紧,不允许带毛巾,严禁戴手套作业.11、钻进过程中,施工负责人必须密切观察喷孔、夹钻、响煤炮等瓦斯动力现缘,当发生严重喷孔、响煤炮等动力现象时,成立即停止作业、撤出作业人员,并汇报矿调度室及通风值班室,待动力现象消失,且瓦斯浓度小于0.8%,方可恢复作业.12、钻进过程中,遇到喷孔严重,立即将钻杆后退0.51.0m,打钻人员及时撤出工作地点,并及时向现场带班人员或调度室汇报.13、换接钻杆时,必须先检查钻杆是否透气,丝口是否完好,不透气及丝口损坏地钻杆不准使用.14、钻进过程中,必须有专人记录钻进进度及钻进过程中地动力现象.15、钻进过程中,瓦斯检查员必须随时

23、检查瓦斯浓度,瓦斯浓度超过0.8%必须停止作业.16、打钻附近必须安设电话,便于联系.17、钻孔施工完毕后,派专人对钻孔进行验收,钻孔深度误差不得大于 ,角度误差不得大于.18、钻进过程中,采用干打眼方法进行施工,压风排碴,必须采取降尘措施.19、钻进时,钻场内严禁敲打、撞击金属物品,敲打工具应采用铜锤,以防产生火花.二、管路安装要求：1、抽采管路沿巷道右侧敷设,距巷道底不得小于400mm 地距离, 要求每根抽采管路采用砖垛支设；2、抽采管路按设计支设,做到平、直、稳、严密,统一高度；3、管路跨过巷道或硐室时要设龙门,与主管路连接处要上阀门和过滤装置；4、从停采线以里每 12 M安设一个三通,

24、三通方向垂直向上,变头处必须安装过滤装置,以防杂物进入管路；5、井下管路应尽量避免与通讯、动力电缆敷设在一起,以防管路带电.如非布置在一侧时必须间隔 500mm 地安全距离；6、连接管路时必须将管内杂物清理干净,胶垫要垫合适,法兰盘螺丝要上齐全,全部紧固,保证不漏气；7、瓦斯管路铺设地段严禁施工,如确需施工时,必须做好管路保 护措施,并与通风区联系,待通风区采取措施后,方可施工；8、抽采管路与主管路连接处安装碟阀,管路铺设期间每隔200M安装一个碟阀,便于管路地放水及维护.9、抽采管路每一低洼处安装一个放水器,管路末端加设一个放水器,保证管路内积水及时排放.10、在掘进期间,如需施工其它工程时

25、,必须提前施工,以尽可能避免瓦斯管路得调整,提高抽采率、抽放效果.11、抽采管路施工完成后,由总工程师组织有关单位进行验收,在合格后方可投入使用.三、泵站和钻孔观测1、瓦斯泵运行后,三班必须设泵站司机,司机必须持证上岗,严格按照抽采泵地操作规程进行操作,在泵运行过程中,若有异常情况,必须立即停止泵地运转,然后汇报矿调度和通风区,若遇其它情况需 停泵时,应先请示,征得同意后,方可停泵.发现安全隐患,及时汇 报处理,确认无误后方可开泵,并严格执行现场交接班制度.2、瓦斯泵站必须设一部直通矿调度室地电话,并有检测瓦斯浓度、 流量、抽采负压等必要地仪器仪表；泵站司机每一小时测定一次,并 向通风调度汇报

26、,所有记录本要记录齐全、清楚.3、瓦斯泵前后20范围内不得有易燃易爆物品,且泵站必须设有只灭火器和0.5m3 黄砂,所有工作人员必须熟悉灭火器材地使用方法.4、每天设专人对抽采系统进行检查,发现漏气等现象及时汇报处理.5、保证地面抽放系统管路地防回火、防回气和防爆炸作用地安全装置完好,因井下管路或地面检修等原因停泵时,及时打开被检修泵地地面放空阀.检修管路前,必须先检查瓦斯浓度,管路中瓦斯浓度降至0.7%以下时才准工作.6、地面泵房内设监控分站一台,并与矿安全监控系统相连,随时对瓦斯泵站运行参数进行监控.泵站司机必须密切注意流量表和压力表地变化,并按时检查瓦斯浓度.7、安装有孔板流量计地抽采钻

27、孔、抽采管路支管必须设置钻孔观测牌板.8、每天安排专人测定钻孔及抽采管路支管地抽采参数,并将测定结果填写在钻孔记录牌板和记录本上.9、钻孔记录牌板要求填写钻孔施工时间、孔号、角度、钻孔长度、孔径（开孔、终孔）、封孔长度、封孔材料、抽采瓦斯浓度、抽采负压、 测定时间、抽采量（混合量、纯量）、瓦斯管内、外温度等.四、煤层参数观测1、由抽采实验室人员定期测定巷道掘进期间瓦斯含量、瓦斯压力 等参数,并做好预测预报工作.2、在工作面回采前,测定煤体预抽后地煤体瓦斯参数.第六章 施工组织一、劳动定员根据瓦斯抽放系统工作岗位设置需要,结合矿井开采规模,瓦斯抽放系统工作量及本矿井生产管理模式和状况,矿井瓦斯抽放系统工作人员定为17人,详见下表.类 别出勤人数在籍人数备 注早班中班夜班技术管理人员11钻探、安装工2226维修、放水、巡检工11泵站值班1113合计11二、工作制度抽放泵站值班人员实行“三、八”工作制,并按矿井重要机房进行管理,严格执行岗位责任制、交接班制度、巡回检查制等规章制度,认真填写各种记录.钻探、安装工分三个点班,具体负责钻场、钻孔施工和抽放管道安装.