阳煤集团平舒公司81111工作面抽采设计.doc

阳煤集团平舒公司 81111工作面抽采设计 编号：ymcsccps2012- 总工程师： 通风副总工程师： 安监部主任工程师： 生产部主任工程师： 通风工区主任工程师： 抽采工区主任工程师： 执行队长： 编 者： 措施批准时间： 年 月 日 措施执行时间： 年 月 日 阳煤集团平舒公司安全技术措施审批卡阳煤集团平舒公司安全技术措施审批卡 措施名称81111工作面抽采设计 编 者温晓斌时间 2012-6-20 审批单位意见及人员签字 单位审批意见及人员签字 抽采工区 年 月 日 通风工区 年 月 日 生产技术部 年 月 日 安监部 年 月 日 通风副总 工程师 年 月 日 总工程师 年 月 日 8111181111工作面抽采设计工作面抽采设计 一、工作面概况一、工作面概况 1 1、工作面位置：、工作面位置： 81111 工作面东部为尚未掘进的 81113 工作面，西部为正在掘 进的 81109 工作面，南部距矿界 20 米，北部为东回风、东胶带、东 轨道大巷、东翼南回风巷、东翼北回风巷。 2 2、赋存情况：、赋存情况： 该工作面可采走向长 1197m，采长 180m，81#煤层平均厚度为 2. 26m，煤层倾角在 2 10之间，可采储量为 66.71 万吨。属简 单结构煤层，不含夹石,呈块状，以镜煤为主，其次暗煤，属光亮型 煤。 3 3、地质构造及工作面顶底板情况：、地质构造及工作面顶底板情况： 81111 工作面总体形态简单，为北高南低的单斜构造，煤层倾角 2- 10，平均 6。该面顶底板岩性情况为： 直接顶为砂质泥岩，厚度为 5.25m； 直接底为泥岩、82#、砂质泥岩，厚度为 3.38m； 老顶为细粒砂岩，厚度为 2.31m； 老底为砂质泥岩，厚度为 1.64m。 4 4、工作面上邻近层煤层赋存情况、工作面上邻近层煤层赋存情况 6#煤层：位于81#煤层上部约10.09m处，厚度约为0.2m； 4#煤层：位于81#煤层上部约37.53m处，厚度约为0.2m； 3#煤层：位于81#煤层上部约41.83m处，厚度约为0.9m。 二、综合柱状二、综合柱状（见附图） 三、抽放钻孔设计三、抽放钻孔设计 （一）本煤层钻孔抽采设计（一）本煤层钻孔抽采设计 1 1、本煤层钻孔设计、本煤层钻孔设计 81111工作面本煤层钻孔设计，从停采线处至切巷采用分别在进 风顺槽和回风顺槽对打平行抽放钻孔进行预抽。进风顺槽（81109尾 巷） 、回风顺槽每个钻孔设计深度120m，进、回两侧对应部位重叠 60m，最后一个钻孔距切巷2m。 钻孔施工采用： sgzl-id（150）型钻机，钻头直径94mm， （扩孔钻头133mm） ； zywl-4000型履带钻机，钻头直径115mm； 钻孔间距：81111进、回风巷沿巷道每1.5m一个钻孔； 钻孔角度：根据81111底板等高线图进行设计，施工过程可 根据现场打钻遇岩石深度，调整角度； 钻孔高度：距巷道底板1.5m； 钻孔工作量：81111进风巷（81109尾巷）：计划钻孔798个，计 划进尺：95760m； 81111回风巷：计划钻孔798个，计划进尺： 95760m； 81111切巷：计划钻孔90个，计划进尺：9900m; 钻孔进、回风总进尺：201420m； 吨煤进尺：0.30m/t 封孔采用人工封孔，孔口10m内用133mm钻头扩孔，材料使用pe 双抗管+聚氨酯材料（外径99mm） ，封孔深度8m，有效封孔段不少于 2m（1至2m和5至6m处） 。 钻孔布置见81111工作面本煤层钻孔布置图 。 2 2、抽放系统、效果及管路阻力、抽放系统、效果及管路阻力 81111工作面本煤层抽放：81111工作面本煤层由麻地沟地面泵 站负担，瓦斯泵型号：三台2bec-72水环式真空泵，抽气速率： 620m3/min，功率：900kw。本煤层抽放主管采用300mm、226mm 钢质瓦斯管，支管采用pe双抗管连接，10个钻孔一组连接，每组钻 孔安装孔板流量计，钻孔含水处安装放水器。 81#煤层吨煤瓦斯含量为12.89min3/t，81111工作面本煤层原始 瓦斯储量为859.90万m3，根据81109回风巷本煤层瓦斯抽放量平均约 为10m3/min，81111工作面预计抽放瓦斯380万m3，本煤层瓦斯抽放率 42% , 平均吨煤瓦斯预抽量为5.69m/t，预抽后开采前吨煤瓦斯量 降到7.2m3 /t以下。 3 3、管路系统及管路阻力计算、管路系统及管路阻力计算 （1）管路系统 麻地沟负担区域：81111工作面本煤层钻孔进风（回风）巷顺 槽一水平东回风巷回风立井麻地沟地面泵站 （2）各地点管路情况 麻地沟负担区域管路情况 地点管经（mm）长度（m）流量（m3/min） 81111进风顺槽226mml1(226)=1300m15m3/min 一水平东回风510mml2(510)=1800m50m3/min 回风立井425mml3(425)=353m135m3/min 麻地沟地面泵站525mml4(525)=150m135m3/min （3）管路阻力计算 据公式：h=lq2/kd5 其中： h管路阻力损失（mmh2o）管路中瓦斯相对空气的比重 l管路长度（m） q流量（m3/h） k不同管径系数（d大于150mm时取0.71） d管路直径（cm） 已知：（麻地沟负担区域） l1(226)=1300m，q1(226)=15m3/min，c1(226)=30% (管路中的瓦斯浓度) l2(510)=1800m，q2(510)=50m3/min，c2(510)=20% l3(425)=353m，q3(425)=135m3/min，c3(425)=20% l4(525)=150m，q4(525)=135m3/min，c4(525)=20% 求得： h1(226)=0.931300(1560)2/(0.7122.65)=234mmh2o h2(510)=0.931800(5060)2/(0.71515 )=62mmh2o h3(425)=0.93353(13560)2/(0.7142.55 )=219mmh2o h4(525)=0.93150(13560)2/(0.7152.55.)=32mmh2o 考虑局部阻力为直管路阻力的20%,加上本煤层钻孔抽放负压不得 低于1300mmh2o。 则：h总=(h(226)+h(510)+h(425)+h(525)1.2+1300=1956.4mmh2o 麻地沟地面泵站抽放负压可达2100mmh2o，故能满足要求。 （二）邻近层钻孔抽采设计（二）邻近层钻孔抽采设计 1 1、设计原则：、设计原则： 本工作面采用尾巷顶板穿层钻孔抽放邻近层瓦斯。 本工作面钻孔按顶板塌陷角在 60-70之间，水平伸入工作 面长度高孔为 28m，低孔为 17m。 2 2、瓦斯抽放钻孔设计：、瓦斯抽放钻孔设计： （1）该面钻孔全部布置在 81111 工作面尾巷内，钻孔分高、低两 层布置，高孔主要拦截 3# 煤煤瓦斯下行，低孔主要抽采 6#煤瓦斯不 至于大量涌向工作面，高低孔在巷道内间隔布置。 （2）所有高孔的钻孔角度在 39-41 之间，斜长 67.85m，穿过 3#煤 0.5 m，间距 30 米，钻孔直径 200mm，共设计钻场 42 个，钻 孔个数 42 个。 （3）每两个高孔之间 15 米处布置低位孔，钻孔角度 26 -28 之 间，斜长 46.3m，穿过 5#煤，低孔间距 30m，钻孔直径 200mm，共 设计钻场个数 46 个，钻孔个数 46 个。 （4）钻孔布置： 本工作面邻近层抽放钻孔全部布置在工作面尾巷中，钻孔采取 高、低间隔布置。每隔 15 m，采取高和低孔交错布置，直至工作面 停采线。本工作面共布置钻孔 88 个，高孔 42 个，低孔 46 个（其中 切巷 45 m 至 180 m 布置五组高低孔，初采 25 m 内布置初采钻孔 6 个，高孔伸出保护煤柱 28 m，低孔伸出保护煤柱 15m，分别是 83#、84#、85#、86#、87#、88#，最后一组钻孔偏向切巷 16，总 进尺量为 4979 m，详见钻孔布置图） 。 （5）钻孔角度： 该面钻孔角度可用下式计算： tg=h/（d+n） 式中： 钻孔角度 度 h钻孔末端垂高 米 d设计抽放点伸出煤柱的距离 米 n煤柱宽度 米 根据以上公式，钻孔的长度、角度等各种参数均可得出。 附：81111 工作面邻近层钻孔角度设计图 81111 工作面邻近层钻孔布置图 3 3、抽放量预计、抽放量预计 81111 尾巷邻近层抽放由杨林头地面泵站负担，泵站型号为 2bec72，额定流量为 600m3/min，负压可达到 2200mmh2o。 根据 81107 工作面混合量平均为 50 m3/min，平均浓度为 40%， 预计 81111 工作面抽放混合量为 55m3/min，平均浓度为 55%，平 均纯量为 30m3/min，邻近层瓦斯涌出量为17m3/min，邻近层 瓦斯抽放率为 63.8%左右。 4 4、管管路路系系统统及及管管路路阻阻力力计计算算 （1）管路系统 杨林头负担区域：81111尾巷邻近层钻孔尾巷顺槽一水平东 回风巷回风暗斜回风立井杨林头地面泵站 （2）地面泵站系统主管采用 800mm、干管 800mm、支管采用 380mm 的瓦斯管路 （3）本工作面邻近层瓦斯抽放将抽出纯瓦斯 35m/min，瓦斯浓 度按 55%计算，最大抽放混合量为 65m/min，管路直径 380mm 能 满足其要求。 （380mm 瓦斯管最大流量为 102m/min。 ） （4）管路阻力计算： 据公式：h=lq2/kd5 其中： h管路阻力损失（mmh2o） 管路中瓦斯相对空气的比 重 l管路长度（m） q流量（m3/hour） k不同管径系数（d 大于 150mm 时取 0.71） d管路直径（cm） 已知： l1(380)=1358m,q1(380)=55m3/min,c1(380)=55% (管路中 的瓦斯浓度) l2(800)=1374m,q2(800)=65m3/min,c2(800)=50% l3(800)=420m,q3(800)=140m3/min,c3(800)=40% l4(800)=755m,q5(800)=350m3/min,c5(800)=40% 求得： h1(380)=0.931358(6055)2/0.71385=244mmh2o h2(800)=0.931374(6065)2/0.71805=6mmh2o h3(800)=0.93420(60130)2/0.71805=5mmh2o h4(800)=0.93755(60140)2/0.71805=6mmh2o 考虑局部阻力为直管路阻力的 20%,加上邻近层钻孔抽放负压不 得低于 670mmh2o； 则：h总=(h1(380)+h2(800)+h3(800)+h4(800)1.2+h孔口=984mmh2o 我矿地面瓦斯抽放泵站抽放负压最低可达 2000mmh2o，故能满足 要求。 5 5、钻孔施工与封孔、钻孔施工与封孔 本工作面钻孔全部采用 zdy4000s 型液压钻机施工，采用 200mm 型钻头钻进，孔径为 200mm。 钻孔开孔部分要求圆而光滑，以便与封孔，钻孔施工中不得采 用三角孔、偏孔、台阶等变形孔，确保钻孔质量达到设计要求。 钻孔封孔采用水泥浆封孔，封孔长度不得小于 8 米，保证封孔 不漏气，严禁采用黄泥封孔。 封孔前每个钻孔必须穿套管，不得低于 35m，防止泥岩堵孔。 6 6、其它规定、其它规定 （1）钻孔施工完毕后，由通风部牵头组织相关单位验收，邻近 层钻孔全部验收。 （2）抽放管路进入尾巷时要用绝缘管连接，保证绝缘。 （3）工作面尾巷抽放管路安装必须在试漏气前完成。 （4）抽放管路施工完毕后，必须使用压气进行试漏气实验，压 力为 0.2mpa，10min 内无压降。 （5）工作面试漏气期间必须有队干跟班上岗，保证施工质量。 附：附：8111181111工作面抽放钻孔施工安全技术措施工作面抽放钻孔施工安全技术措施 8111181111工作面抽放钻孔施工安全技术措施工作面抽放钻孔施工安全技术措施 为确保81111工作面抽放钻孔施工安全，在钻孔施工过程中遇异 常情况时，施工人员能够确保人身安全的前提下正确处理紧急情况， 特制定如下安全技术措施： 一、本煤层钻孔施工安全措施一、本煤层钻孔施工安全措施 1、工作人员进入钻场（迎头）施工预抽钻孔前，机长首先敲帮 问顶，并且清理顶部锚网内碎矸，避免碎矸掉落伤人；其次检查设 备的完好情况及安全隐患，做到电气设备无失爆，若有不安全因素， 不得工作。 2、履带钻机稳钻时，安装立柱套管用加载手把对立柱千斤顶加 载，钻机立柱做到“穿鞋戴帽” ，即：上、下端戴木柱帽，立柱标准 有效，保证钻机平稳牢固；本煤层 sgzl-id 型钻机稳钻时，用四根 专用压柱固定钻机，压柱顶部要卡在锚杆上并用 8#铁丝绑牢并与巷 道顶网相连接，固定可靠，防止压柱翻到伤人。钻机开机前由当班 安全员以上负责验收合格后，方可开机。 3、施钻人员必须持证上岗，穿戴整齐，衣袖、衣襟、裤脚捆绑 扎紧，严禁操作过程中戴手套、穿大衣。 4、开钻前，机长必须检查各部件是否灵活可靠，正常后方 可准备开孔。 5、钻孔施工参数严格按照钻孔设计执行，如遇特殊情况必 须更改钻孔施工参数时，需由抽采主任工程师同意后方可进行 更改进行施工。 6、施工前先检查钻杆，应不堵塞、不歪曲、丝扣未磨损。不合 格的严禁使用。连接钻杆时要对准丝扣，避免歪斜。 7、开机前所有人员各就各位，施钻人员必须确认其它人员安全 离开危险区，再开机钻进，作业人员要集中精力，严禁打闹，不准 与机长闲谈，做与之无关的事情，服从机长的指挥和安排。 8、当班机长为此钻机安全负责人，负安全责任。 9、施钻时，人员严禁穿过和跨越钻杆及钻机旋转部位，如需跨 越钻机时，必须关闭钻机电源，待钻具旋转部位停止转动后，方可 跨过钻具。 10、钻头送入孔内开始钻进时，给进压力不宜太大，要轻压慢 转，待钻头下到孔底工作平稳后，钻进压力再逐渐增大。 11、在进风风流中打钻地点下风侧1.0-1.5米左右配置一个便携 式瓦检仪，距离煤帮0.3米，与钻孔同高的位置，当瓦斯浓度达到 0.3%时应停止打钻，切断电源，汇报通风调度，待采取措施后，方 可恢复作业。 12、在回风风流中打钻地点上风侧1.0-1.5米左右配置一个便携 式瓦检仪，距离煤帮0.3米，与钻孔同高的位置，当瓦斯浓度达到 0.7%时应停止打钻，切断电源，汇报通风调度，待采取措施后，方 可恢复作业。 13、钻机的操作必须平稳，速度和压力的调节必须缓慢改变， 严禁突然启动。 14、作业人员严禁在钻杆后方停留或工作，接、卸钻杆必须先 停机，操作人员必须扎紧袖口，严禁戴手套，禁止将身体任何部位 放在钻杆端头。钻具旋转时，人员站离旋转部分 300mm 以上。 15、钻机运转时，严禁使用任何工具卸掉钻杆，禁止将身体任 何部位直接制动机械的运转部件，以防伤人。 16、安装钻杆时，必须先停电，待钻机旋转部分停止转动后再 操作。安装钻杆时，丝扣必须人工拧紧，以防钻杆脱扣形成孔内事 故；。 17、拆卸钻杆时，必须先停电，待钻杆停止转动，方可双人用 管钳拆卸钻杆。两人用力要均匀，以防使力不均，管钳敲击伤人。 18、钻场内打钻机长必须携带便携式瓦检仪，发现瓦斯超限 （瓦斯浓度大于1.0%） ，必须立刻停机切断电源汇报通风调度，由当 班瓦检工采取在钻场处引布帐、插风管等方法。非生产班打钻结束， 钻机队专职电工将回风巷内总电源处解脱，锁好开关，并悬挂停电 牌，钻机队机电队长负责此项工作的监督检查。 19、在施工过程中，因瓦斯超限而停电时，必须检查电气设备 和施工地点附近20m范围内的瓦斯情况，并及时汇报，只有在瓦斯浓 度降到0.5%以下时，方可人工复电。 20、电工每班、机电工区设备管理组每周对钻机电机及其配套 设备进行检查，做到“三无”、杜绝“失爆”。电工或机修工在检修设 备时，必须先切断电源，锁好开关后方可正常检修，不得带电操作， 机修工检修液压设备时，必须先卸压后方能开始检修设备。 21、遥测工每三天对施钻地点回风区域甲烷传感器进行标校、 试断电，确保监控设备灵敏可靠。 22、钻孔作业过程中发生任何异常情况时，工作人员都要沉着 冷静，立即向通风调度室汇报，联系有关部门，选择正确的避灾路 线撤退。 （1）作业人员必须熟悉煤层透水预兆：如发现煤壁松动、偏帮、 来压、出现雾气，煤壁挂红挂汗，见水或孔内水量、水压突然加大 或减小以及顶钻时，应立即停止工作，禁止退出钻杆，切断电源， 撤出人员，并派人监测水情，向通风调度汇报后并及时联系地质测 量部，如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人 员，然后采取措施，进行处理。生产队组井下库房必须配备一台专 用风泵，确保完好，能够及时排水。 （2）作业人员必须熟悉瓦斯突出预兆：如煤层层理絮乱，煤质变 软、光泽暗淡，巷道内瓦斯忽大忽小，空气变冷，煤层受挤压，支 架变形、煤壁外鼓、片帮、掉渣、顶底板鼓起，煤体内响煤炮，打 钻时喷钻、顶钻、夹钻等。应立即停止工作，切断电源，撤出人员， 向通风调度汇报后并及时联系通风工区防突组及地质测量部，然后 采取措施，进行处理。 （3）作业人员必须熟悉有毒有害气体特征:如在钻孔下风侧闻到 芳香味、煤油味或焦油味，以及打钻人员出现头晕、呕吐等现象时， 应立即停钻，在保证人员安全的前提下，用聚氨脂将该孔封闭，撤 出有害气体流经区域所有人员，并汇报通风调度及总调度室。 23、临时停钻时，要将钻头退离孔底一定安全距离，防止煤 （岩）粉卡住钻杆；停钻8h以上时应将钻杆拉出来。 24、发生孔内掉钻时必须设法打捞，如无法打捞的，钻机队必 须挂牌处理并做好掉钻记录，报生产技术部及相关队组。 25、用管钳处理孔内钻杆时，必须停掉钻机电源锁好开关，且 操作人员积极配合，统一号令，使力同步，不得违章操作。 26、钻机的开关必须由专人操作，并听从机长指挥，做到无信 号，严禁启动按钮。 27、钻孔施工完后，钻机及配套钻具撤出放到安全地点，并且 不得妨碍生产队运送材料，各钻具码放整齐，距轨道0.7m以上。 28、施钻期间，必须保护好各种管线和安全设施，钻机工必须 搞好安全自保。 29、跨皮带运输机打钻时，时刻注意皮带运行情况，做好互保 联保，加装钻杆人员随时提醒机长要与皮带架杆距离保持不少于 30cm。 二、邻近层钻孔施工安全措施二、邻近层钻孔施工安全措施 1、zdy-4000s 型钻机自带履带传动装置，可以自行开车移钻， 开车移钻时，要严格检查所经区域各项状况，确保行车过程中的人 员安全。如钻机搬运须使用板车运输时，要用 3t 平板车整车运输， 要用 8#铅丝(至少两股)或盘条将设备与平板车捆绑牢固。搬运时要 将外露油嘴堵好，细小零件单独保管好。 2、钻机用泥浆泵供水，泥浆泵的滤水龙头要浸入水中，但不得 置与水底，防止煤粉或其他杂物堵塞滤水龙头。 3、检查各油管连接是否正确，如有错误连接必须及时更正。 4、加杆时，待主轴钻进到夹持器，先停止钻机的旋转和推进， 再停止水泵供水，操作夹持器夹紧钻杆，二人站在机尾两侧，用管 钳拧下供水器，然后加杆，由尾部送入主轴内，前端与上一根杆接 好，后端与供水器拧好，松开夹持器，启动水泵供水，待水从孔