7214里工作面瓦斯抽放、综合防突设计.doc

淮北矿业有限责任公司童亭矿7214里工作面瓦斯抽放、综合防突设计及施工安全技术措施编 制 日 期：2009年01月01日7214里工作面瓦斯抽放、综合防突设计及施工安全技术措施一、工作面概况7214里工作面位于II82采区，东邻7212、7214采空区，上为7414采空区，西至F10断层防水煤柱，北为设计的7216工作面。7414工作面回采期间最大瓦斯涌出量10.5m3/min,回采期间最大指标h290Pa，最大钻屑量4.1Kg/m。7214里工作面平均走向长553米，倾斜宽153米，煤层平均倾角12，面内普遍含一层夹矸，局部地段含多层夹矸，煤层平均厚度约为2.0米，工作面煤层底板标高为-586 -646米，7214里工作面设计为炮采工作面。根据2008年9月中国矿业大学的童亭煤矿7煤层突出危险区域划分技术报告，7214里工作面里段为突出威胁区，外段部分处在突出危险区，面积为8100m2。针对7214里工作面的现有情况，为了保障回采期间的安全，特制定本工作面瓦斯综合治理设计及施工安全技术措施。二、综合防突设计1、突出危险性预测（1）在突出威胁区内，工作面每推进30m，连续进行两次预测验证，沿采煤工作面煤壁每隔15m布置1个预测钻孔（钻孔方位与工作面走向一致），钻孔深度为10m，任何一次验证有突出危险时，该区域立即改划分为突出危险区，并编制补充防突措施，补充防突措施未落实不准生产。（2）在工作面距突出危险区20m时，沿采煤工作面煤壁每隔15m布置1个预测钻孔（钻孔方位与工作面走向一致），钻孔深度为10m。（3）采用钻屑指标法对7214里工作面进行突出危险性预测，钻孔每钻进1m收集该段钻屑量，用弹簧秤测定钻屑量/m，每间隔2m用MD-2型煤钻屑瓦斯解吸仪测定一次h2或用WTC测定一下K1值，根据每孔最大钻屑量Smax和最大h2或K1值来综合判断工作面突出危险性。突出危险性预测指标参照表如下K1h2最大钻屑量突出危险性结论mL/g.min1/2PaKg/m0.52006.0突出危险工作面0.5200150mm取0.71； -混合瓦斯对空气的相对密度，瓦斯浓度25%时取0.889；D -管道内径，cm； 进气管阻力：H入摩=9.819300.889（3260）2/(0.71305) +9.811500.889（3260）2/(0.71255)+ 9.816200.889（3260）2/(0.71205)=1732.97+695.51+8773.17=11201.65（Pa）11.20KPa进气管路12吋930m，10吋150m，8吋620m。排气管阻力 H出摩=9.812000.889（3260）2/(0.71255) =927.35（Pa）0.93（KPa）（2）局部阻力取磨擦阻力的20%。H局=0.20(H入摩+ H出摩)=(11.20+0.93)0.2=2.4（KPa）（3）孔口负压孔口负压用于克服瓦斯在钻孔内、岩石裂隙内的流动阻力，由于阻力较大一般不应小于20KPa，故取20KPa。（4）瓦斯泵压力计算H瓦斯泵工作压力，Pa；H入负压段摩擦管路阻力之和，Pa；H出正负压段管路阻力之和，Pa；K备用系数取1.2H磨正、负压段摩擦管路阻力之和，Pa；H局正、负压段管路局部阻力之和，Pa；H钻负钻孔孔口负压，Pa；H=(11.20+0.93)+ 2.4+201.2=41.44 KPa4、抽放泵选型（1）瓦斯泵流量计算式中 Q瓦斯泵额定流量 m3/min； QZ矿井瓦斯抽放总量（纯量），m3/min； X泵吸气口瓦斯浓度， 瓦斯泵的机械效率，一般取0.8； K瓦斯抽放的综合系数 ， 取K1.2 Q=1004.51.2/(150.8) =45m3/min根据瓦斯泵流量及压力本工作面选择2BE1-303型60 m3/min泵作为主运转泵，2BE1-353型80 m3/min作为备用泵能够满足生产要求。（四）泵站、管道安装1、泵站（1）泵站要实行独立供风，前后10米用不燃性支护。（2）泵站内配置灭火器具数量不少于4台。（3）泵站供水两路供给，一路由风井供给，一路从81轨道上山蓄水池供给，排水进入-500大巷水沟。进水管要设闸阀、水压表，以便控制供水情况。（4）泵站要按规定设瓦斯传感器、断电仪，抽放泵开、停，瓦斯抽放自动计量装置，一旦出现泄漏，泵站内瓦斯超过规定能自动断开电源。（5）瓦斯泵进出气口与管路连接处用胶垫密封，流线过渡，并要设进、排气控制闸阀、手动流量计、负压计，以便测定抽放参数。（6）瓦斯泵等设备的安设必须在平稳、牢固，符合瓦斯安装要求；（7）泵站要安设自动停水断电装置，确保出现停水时能自动断开电源。2、瓦斯管路的敷设（1）铁皮管路下井前必须进行外壁防腐处理，对经常拆运、复用分支管每隔半年防腐一次，采用卷制管出厂前要采用0.2-0.5MPa的压力水或压风进行漏气试验，合格后方可出厂使用。（2）不论平巷或斜巷，敷设管路时，铁管每根管路1个生根点，PE管每根为2个生根点，每一节管子应用双股8号铁丝加管卡进行吊挂，所有管件的外缘与巷道壁都要保持不小于0.1m的距离，以防巷道变形挤压管道和便于维修、拆除等工作。（3）所有瓦斯管路都不能与电缆同侧敷设，如果不能错开，必须远离带电物体300mm以上，并要有可靠的接地装置。（4）防突区负责抽放管路的一次性安装，敷设后的瓦斯管路必须按照要求留设能够满足排除管路积水的拔哨，以便与自动放水器进行管路放水。抽放钻场、巷道低洼处、7214风联巷下口、82下专用回风巷上山下口要安装一台自动放水器，平巷200-300m设一处自动放水器。（5）瓦斯抽放干管的每一分支内都应设置全通隔离阀以便维修和支管拆除延伸。在钻场支管中应设置流量、负压、瓦斯浓度观测装置。支管与钻孔联接应根据现场条件，做具体设计，确保管道畅通、不漏气。（6）钻场门口的管路上应安装有带“三通”的管件，钻场之间要装闸阀。（7）抽放管路系统投运前，应进行一次全面气密性试验。采用压风正压试验法，漏气压力不要超过0.05-0.1Mpa范围。三、钻机钻具的选型及钻孔施工安全技术措施（一）钻机钻具的选型及要求1、钻机钻具的选型7214工作面瓦斯抽放钻场内钻孔施工采用SGZ-ID钻机，配50mm钻杆，用91mm钻头开孔,燃后用75mm钻头施工至终孔。顺层钻孔采用ZDY-3200型钻机，配73mm钻杆，用91mm刮刀钻头进行施工。2、运转前的准备（1）钻机安装必须牢固，各部件连接可靠。（2）检查液压油箱和变速箱是否合适，机架导轨面、立轴等运动磨察部位均应清除泥砂，加注润滑油。（3）检查卷扬机的制动带与闸轮，操作时是否灵活可靠。（4）检查钻机各旋转部件是否灵活，是否有阻力过大和异常声音。（5）检查油路系统各连接头是否拧紧，油泵是否有压、缺油和漏油现象。3、空载试车（1）启动防爆电动机，待转速稳定后，检查离合器是否灵活可靠。（2）检查操作手把，是否变速灵活、操作可靠。（3）检查分动手把、卷扬机是否可靠，操作灵活。（4）扳动操作阀、立轴做升降运动，同时操作调压阀或节流阀，试钻机前后移动时，动作是否平稳、到位准确。4、钻机操作时注意事项（1）钻机不得在无人看管情况下运转。（2）要正确使用和保护油泵，使用的液压油必须是清洁干净、同一品牌。（3）操作离合器时，严禁猛开、猛合，不工作时应将手把打回空挡位置。（4）扳动分动手把或变速手把时，必须先断开离合器，应注意把手把至于定位孔中。（5）起动卷扬机时，不得超负荷吊重，避免拉断钢丝绳，甚至损坏机器造成事故。（6）卷扬机的提升和制动抱闸不可同时闸紧，升降钻具时，两手把要同时握住，以便及时配合，防止事故发生。（7）钻机移动到前后极端时，必须在拧紧前后压板螺丝后，才允许工作。（8）钻进时，应随时观察压力表和进尺情况，发现异常，立即检查，查明原因处理后方可工作。（9）运转中，各部件温度不得超过600C，运转中发生异常震动、敲击声等，应立即停机检查，进行处理。（二）钻孔施工安全技术措施1、设备装运、安装（1）机械安装必须牢固、安全、可靠，装卸机械设备时，严禁摔、撞击，防止损坏设备。（2）设备装运时必须符合煤矿安全规程规定，不得超长、超高、超宽、超重，并要装稳、捆扎牢固。（3）钻机的附属电器设备必须符合防爆要求，安装后并能够实现瓦斯电闭锁。（4）电器设备安装必须严格执行煤矿安全规程和有关规定，安装完毕确认动力设备对人和物无威胁时方可送电。2、开钻前的准备（1）每个班次都要有专人检查钻场顶板安全状况，当确认安全可靠后方可进行工作。（2）检查场地安全设施，看排水，通风、等设施是否完好。（3）检查机组安装是否平稳，防护装置是否完好，各部件连接是否可靠，油管连接是否正确无误。（4）施工地点应保持整洁，钻具设备排放整齐，地面的软泥、杂物及时清理，防止踩滑伤人。3、施工要求（1）钻机安装后的整个基台要稳固、水平，并打好压车柱子。（2）钻机安装前首先清理施工现场及附近水沟，保证水流畅通，加强钻场附近的巷道支护。（3）所有参加施工的钻机工必须熟知本次施工的目的，严格按照操作规程操作，根据设计的参数进行施工，并严格执行先送水后送电，先停电在停水的原则，防止烧钻。（4）正常钻进时，要保持适当的压力、转速，随时注意孔内瓦斯、压力变化 ，仔细观察进尺、泵压，仔细辨听机器运转声音，发现异常及时处理。（5）钻机运行期间，应经常检查各部件的可靠程度发现异常，应立即停机检修。（6）施工过程中，要认真做到“三看”：看拉力计和进尺速度；看油压油温及孔口出水情况；看动力机械的连接和运转情况；“二听”：听机械运转声；听孔内震动声；“一及时”：发现机械运转异常，及时停机处理。（7）敲打钻具应使用铜质器件，以免敲击时产生火花。（8）为预防孔内事故，下钻前应认真检查钻杆，弯曲变形，丝扣破损和有凹陷的钻杆，严禁下井凑合使用。（9）钻进过程中，班队长必须跟班现场指挥施工，掌握现场情况。（10）每班开钻前，钻机操作人员必须熟知钻机供电系统，在钻机发生停车，按键失灵等故障时能及时切断电源，进行处理。（11）认真做好钻探施工的原始记录，对岩性软硬变化情况，钻进中的掉钻、顶钻现象、钻进速度的变化情况等进行详细记录。（12）钻孔施工到设计位置之后，及时联系通风区进行收尺。（13）通风区必须在钻孔施工前必须安装压风局扇，要有专人管理，挂牌留名，责任到人，保证压风局扇的正常使用。（14）设立检查点、瓦斯检查员要检查钻场内、钻孔内、孔口及回风道内的瓦斯浓度；当钻场附近瓦斯浓度大于1%时，必须停止作业，当瓦斯浓度大于1.5%时必须停电撤人，查明原因，进行处理。（15）钻场施工时必须安设瓦斯传感器，且必须灵敏可靠。（16）通风区必须加强通风设施的维护，必须保证设施灵敏可靠；（17）钻机安装前，应先检查施工地点顶板支护情况，清理沿途巷道内浮矸、杂物，符合安全要求时方可安装钻机。（18）施工前，钻场沿途巷道要清理干净，巷道内无矿车，杂物，确保道路畅通，行人方便。（19）必要时钻孔角度可根据实际情况适当调整，但必须经单位技术人员同意。4、防止瓦斯事故（1）保证钻机配备的电动机与其附属电器设备，防爆性能的良好；采煤区要杜绝风巷电器设备有失爆现象。（2）每班施工必须携带便携仪，并按照定位悬挂于钻孔下风侧，钻场钻孔施工期间，瓦斯检查应严格按照掘进工作面管理，测气员必须定时检查瓦斯浓度，每班不少于3次，一旦瓦斯超限立即切断电源，停止作业，撒出安全地点，待查明原因处理完毕后方可继续作业。（3）钻工必须是专门培训人员，熟知钻工操作规程、钻机说明书与避灾路线，并随身携带自救器，发现钻孔瓦斯涌出异常立即汇报矿调度室，待查明原因处理后方可施工。5、防止机械伤人事故（1）钻工应扎好衣角和袖口、裤角，以免被机械转动部件伤人。（2）钻机及其附属设备的转动部件防护罩和保护外罩必须完好。（3）钻进时，施工人员身体不得与孔口成一直线，应偏开一定距离，避免发生伤人事故。（4）开动钻机前应做好准备工作，明确分工、责任到人；钻机施工时，施工人员要集中精力协调配合。6、孔内事故处理（1）孔内发生事故后，认真丈量机上残尺，详细分析孔内情况，判定事故位置及性质，制定相应可靠措施，严防事故复杂化，泥浆泵使用必须严格按操作规程执行。（2）处理事故过程中，必须做到“三清”、“两慎”、“一勤”、“一稳”。（3）开钻前应向钻孔内注入水进行冲刷钻孔。四、安全措施1、仪器仪表设备、仪表性能检查、调试对瓦斯泵及各种仪器仪表在下井前都要作全面的性能调试，确保完好后方可入井。2、管路安装、维修与保养（1）钻孔、支管必须设置流量计、负压、浓度等观测口及闸阀等。（2）管路安装按照设计路径及尺寸进行，管路尽可能不弯曲，平巷管路要有一定坡度，在过车巷道要吊挂，且有一定安全距离，避免矿车撞击，变坡最低处安设放水器，所有管路要严密且不漏气。（3）井下所有瓦斯管路不得同带电物体相接触，并制定可靠的保护措施。（4）排气口上风侧5米、下风侧30米处设置牢固栅栏，并悬挂警戒牌，写明“瓦斯危险，严禁入内”字样,下风侧30m处安设甲烷传感器。（5）在进行检查管路、抽放孔合茬或其它检修工作，须停瓦斯抽放泵时，必须经过矿当日总值班同意并停泵后，方可进行。（6）检查更换瓦斯管路、钻场接替合茬时，要先停泵采用新鲜空气清洗后方可进行。（7）设专职管路维修、流量测定工定期检查瓦斯管路，发现问题后查明原因，及时处理，并每周测瓦斯钻孔参数一次。3、封孔与抽放（1）抽放钻孔到位后，应立即封孔，钻场钻孔施工完毕后，应与抽放管路连接，以备钻孔起作用时正常抽放，钻孔采用钢编软管进行连接，软管两端留设活盘。（2）钻孔穿煤及软岩段下PE套管作为护孔管，钻孔使用马丽散及3寸钢管等材料进行封孔，封孔长度（岩石段）不小于3米，煤孔不少于6米。顺层钻孔沿煤层施工，封孔深度不少于6米。（3）封孔必须封实封严封满，确保不漏气。4、保证瓦斯泵正常运转措施（1）抽放泵要设专