煤矿xxx运输巷掘进工作面瓦斯抽放设计

贵州钰祥矿业集团 玖圆煤矿 510510 运输巷掘进工作面运输巷掘进工作面 瓦斯抽采专项设计瓦斯抽采专项设计 ( (修改版修改版) ) 编 制 蒋 磊 技 术 科 张剑锋 通 防 科 田茂林 机 电 科 鲁响卫 总工程师 陈 伟 矿 长 余 辉 2017 年 5 月 25 日 目目 录录 第一章第一章 概况概况.- 1 - 第一节 概述.- 1 - 第二节 工作面概况.- 1 - 第三节 煤层及开采条件.4 第四节 矿井安全条件.4 第二章第二章 安全系统及安全设施安全系统及安全设施 .6 第一节 掘进工作面通风系统.7 第二节 掘进工作面瓦斯储量及可抽采量.- 10 - 第三节 六大系统.- 10 - 第三章第三章 矿井瓦斯抽采方法的选择矿井瓦斯抽采方法的选择.- 12 - 第一节 矿井瓦斯抽采方法的选择.- 12 - 第二节 封孔方式、材料及工艺.- 17 - 第三节 瓦斯抽采工程预计.- 19 - 第四章第四章 工作面瓦斯抽放系统工作面瓦斯抽放系统.- 19 - 第一节 瓦斯抽放设计参数的确定.- 19 - 第二节 抽放管路系统的选择及计算.- 19 - 第三节 瓦斯抽放泵.- 24 - 第五章第五章 瓦斯抽综合利用瓦斯抽综合利用.- 24 - 第六章第六章 抽采瓦斯管理抽采瓦斯管理.- 25 - 第一节 瓦斯抽采管理及规章制度.- 25 - 第二节 图纸和技术资料.- 35 - - 1 - 第一章第一章 概况概况 第一节第一节 概述概述 510 运输巷是我矿一采区东翼采区运输巷东面，C5 第十个采煤工作面的主要运输 巷道，设计长度为 900m。根据上级有关部门的相关规定，为贯彻落实“先抽后采， 以风定产，监测监控”的十二字方针及瓦斯治理 24 字工作体系，为保证我矿的采掘 正规循环，确保采、掘工作面通风安全和满足防治煤与瓦斯突出的需要， 根据煤 矿安全规程、防治煤与瓦斯突出规定、煤矿瓦斯抽采基本指标、煤矿瓦 斯抽放规范以及煤矿瓦斯治理国家工程研究中心水城分中心为我矿编制的瓦斯治 理“一矿一策”、“一面一策”，特此编制了510 运输巷掘进工作面瓦斯抽采专 项设计。 一、编制设计的依据一、编制设计的依据 1、煤矿安全规程 2、防治煤与瓦斯突出规定 3、煤矿瓦斯抽采基本指标 4、煤矿瓦斯抽放规范 5、国家安全监管总局 国家煤矿安监局关于印发煤矿井下安全避险“六大系 统”建设完善基本规范（试行）的通知（安监总煤装201133 号） 6、贵州省煤炭管理局文件关于关于请求审批金沙县沙土镇玖圆煤矿煤与瓦 斯突出危险性鉴定报告的报告的批复(黔煤生产字20081529 号) 7、贵州省能源局文件关于毕节市工业和能源委员会关于请求审批毕节市 2012 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告的批复(黔能源煤炭2012498 号) 8、贵州省煤田地质局实验室 2003 年 12 月提交的金沙县沙土镇玖圆煤矿 C5、C8、煤层的煤尘爆炸性鉴定报告和煤炭自燃倾向性等级鉴定报告 9、贵州奇星资源勘查开发有限公司 2007 年 9 月编制的贵州省金沙县沙土镇玖 圆煤矿资源量核实报告 10、510 运输巷作业规程 11、510 运输巷掘进工作面地质说明书 12、2015 年度金沙县安达瓦斯实验室在我矿对 C5 煤层实测瓦斯参数。 13、平安公司编制的“一矿一策、一面一策” - 2 - 二、瓦斯抽采工程简介二、瓦斯抽采工程简介 地面安装有两台高负压抽放泵，型号为 2BEA303，吸气量 52m3/min，极限真空度 33mbar，电机功率 75kw，抽放主管为 219mm 矿用聚乙稀管，支管为 200 矿用聚 乙稀管。安装有二台低负压抽放泵，型号为 2BEC52，其吸气量为 210m3/min，电动机 功率为 250kW。抽放主管为 325mm 的矿用聚乙稀管，支管为 200mm 矿用聚乙稀管。 第二节第二节 工作面概工作面概况况 一、工作面概况一、工作面概况 1、巷道概况 该工作面井下位于采区西翼采区运输东面。以南为未开采面、西翼采区运输巷、 采区回风巷；北面为矿区边界,510 运输巷布置在 C5 煤层中+735-+809m，地面标高 为+891-+985m 标高位置。详见附图 1-1-1。 2、掘进目的及用途 510 运输巷为 510 采面运输巷道，其为 510 采面服务。 3、巷道设计长度 设计长度：900m。 4、巷道断面及坡度 掘进断面为 8.2 ，净断面为 8，沿煤层底板施工。 5、支护方式 永久支护：采用锚网支护。 二、巷道通风 巷道采用通风方式为压入式通风，采用两台（一台使用、一台备用）型号为 FBD5.6/211Kw 的局部通风机供风，其风量 180320m3/min，风压 4203500Pa， 功率 211kw。 - 3 - 图图 1-2-11-2-1 巷道布置平面图巷道布置平面图 4 第三节第三节 煤层及开采条件煤层及开采条件 一地层 矿区出露地层有二叠系下统茅口组(P1m)、上统龙潭组（P21）、长兴组（P2c）、三 叠系统夜郎组（T1y）。现将各地层由老到新简述如下： （一）、二叠系下统茅口组（P1m）：为浅灰、灰色厚层状、块状微至细晶石灰岩， 厚度大于 100 米。 （二）、二叠系上统（P2） 龙潭组(P2I):是矿区的含煤地层,厚 90110 米,与下伏茅口组（P1m）呈假整合接触. 根据岩性组合、含煤性可分为三段: 上段:上至长兴灰岩底界，下至 C5 煤层顶界，厚 2530 米。以泥岩、粉砂岩、粉砂 质泥岩、泥质粉砂岩为主，夹透镜状菱铁质灰岩。该段含煤 24 层，其中局部可采煤一 层。 中段：上至长兴灰岩底界，下至 C5 煤层底界，含煤 47 层，厚 811 米。以泥岩、 粉砂质、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，局部铁质灰岩及煤线；C5 、C8 煤层较为稳定， 为矿区主采煤层，C5 煤层厚 1.421.51 米，C8 煤层厚 1.721.81 米。 下段：上至 C8 煤层底界，下至茅口组顶界，厚 5070 米。与下伏茅口灰岩呈假整合 接触。该段以泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，夹薄层状菱铁质灰岩及煤层（线）， 底部为灰色含黄铁矿粘土岩。该段含煤 25 层，其中可采煤一层（C12）。厚 1.503.00 米。 2.长兴组（P2C） 灰至深灰色中厚层状石灰岩，层间夹炭泥岩，含燧石结核、条带。厚 4050 米。 （三）、三叠系下统（T1） 夜郎组（T1y） 按其岩性可分为三段，现从老到新简述如下： 沙堡湾段（T1y1）:灰绿色、黄灰色泥岩、钙质泥岩、含钙质泥岩，局部夹极薄层状 泥灰岩。厚 815 米。 玉龙山段（T1y2）:深灰色、灰色薄至中厚层状微至细品石灰岩、泥质石灰岩及 含泥质石灰岩，顶部见鱼面 粒灰岩。厚 180210 米。 九级滩段（T1y3）：（区内未出露） 5 以杂色泥岩为主，间夹钙质泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，中上部夹泥质灰岩 或泥灰岩，下部夹生物碎屑灰岩薄层或透镜体。 二、构造 矿区位于安底背斜南东翼北段。安底背斜轴向为北东南西向，约呈“S”型扭曲。 矿区内整体为单斜构造，地层产状较缓且变化不大，地层倾向 105120 度，倾角 812 度，矿区内未见有断裂构造，构造复杂程度中等。 三、煤层 区内含可采煤层 3 层，现将可采煤层分析如下： C5 煤层：产于龙潭组中段顶部,上距长兴组灰岩底界 2530 米,厚 1.421.51 米,平 均厚 1.47 米。该煤层结构简单,一般无夹矸,以块状及层状构造为主,开采后以块状煤为 主。区内稳定可采。 C8 煤层：产于龙潭组中上部,距 C 煤层 411 米.该煤层结构简单,一般无夹矸,以块 状及层状结构为主,内生裂隙发育,开有后以块状煤为主,厚 1.721.81 米,平均 1.73.区 内稳定可采。 C12 煤层：产于龙潭组底部,下距茅口灰岩顶界 25 米，据调查了解，煤层厚 1.53.0 米，由于埋藏相对较深，区内无工程揭露，此次未对其进行储量计算。 四、煤质 （一）主采煤层物理性质 经肉眼观察、测试，将矿区主采煤层物理特征列于下表： 主采煤层物理特征表 观 察项 目 主采 煤层 颜色条痕光泽硬度比重断口脆度组织结构 C5 亮黑 色 深黑 色 油脂 状 性软 1.45 粒状 及介 壳状 性脆 块状 亦有 呈层 状 疏松 C8 黑色 黑褐 色 油脂 状 性硬 1.42 介壳 状及 粒状 性脆 污手 层状疏松 6 （二）煤岩特征 此次未进行该项工作。据原有资料，各煤层显微结构呈条带状及少数均匀状，亮黄、 灰白等透明度较差的凝胶化基质与丝炭化基质为煤的主要成份，亮黄白、灰白黄色丝炭、 半丝炭物质含量亦较大，煤炭类型为亮煤质暗煤型、暗煤质亮煤型及暗煤型，成因类型 为陆植煤。 该区煤岩中矿物成份主要有粘土、黄铁矿及石英。 煤的化学性质 矿区经取样作原煤分析，其工业分析结果统计列于下表（表二）； 主采煤层工业分析结果统计表 表二 MadAdVdafStd Qbad （焦耳克） 编号 最小最 大 最小最大 最小最 大 最小最 大 最小最大 C5 原煤 1.29-2.2112.67-15.365.01-7.031.77-2.4128154-29410 C8 原煤 1.83-2.5212.13-15.474.95-6.830.93-1.4526998-29437 从表中可以看出,矿区内 C5 煤层为低中灰、中硫中高硫无烟煤。C8 煤层为低中灰、 低硫低中硫无烟煤。区内煤炭主要用于冶炼、民用及电煤。 六、瓦斯地质情况六、瓦斯地质情况 1、煤层瓦斯情况 根据金沙县安达瓦斯治理有限公司 2013 年度和 2014 年度对玖圆煤矿 C5 和 C8 煤层 基本参数进行的实测，C5 和 C8 煤层的瓦斯含量平均梯度结果为 0.027(m3/t) /m、0.031(m3/t)/m。 矿井补充开采区域的井下标高+875m 至+650m 之间，根据黔煤生产字20081529 号， 其部分区域无突出危险性。 本次设计采用 AQ1018-2006 标准中的分源预测法预测矿井煤层瓦斯含量，取 5 号煤 层 9.84m3/t 作为设计依据。 C5 煤层：实测原始瓦斯含量 9.84m/t，瓦斯压力 0.41MPa，瓦斯放散初速度 40,坚 固性系数 0.22。 第四节第四节 矿井安全条件矿井安全条件 1、瓦斯等级鉴定 7 根据贵州省能源局文件关于毕节市工业和能源委员会关于请求审批毕节市2014 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告的批复(黔能源煤炭2014498号)，为高瓦斯矿井， 矿井瓦斯绝对涌出量为11.29m3/t，绝对为3.82 m3/min。 2、煤与瓦斯突出危险性 根据贵州省煤炭管理局文件“关于对毕节地区煤炭管理局部关于请求审批金沙县 玖圆煤矿、盛安煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告的批复(黔煤生产字2008 1529 号)”，矿井田范围内 5 号煤层在标高+735m 以上段为不具有突出危险性，8 号煤层 在标高+751m 以上段为不具有突出危险性。 3、煤尘爆炸性 根据贵州省煤田地质局实验室 2003 年 12 月提交的金沙县沙土镇玖圆煤矿煤尘爆 炸性鉴定报告结论：本矿的 C5、C8 煤层煤尘无爆炸危险性。 4、煤炭自燃倾向性 根据贵州省煤田地质局实验室 2003 年 12 月提交的金沙县沙土镇玖圆煤矿煤尘爆 炸性鉴定报告结论：本矿的 C5、C8 煤层自燃倾向分类为三类，即为不易自燃煤层。 第二章第二章 安全系统及安全设施安全系统及安全设施 第一节第一节 掘进工作面通风系统掘进工作面通风系统 一、一、510510运输巷掘进工作面通风系统运输巷掘进工作面通风系统 1、510运输巷局部通风 根据510运输巷作业规程，510运输巷掘进工作面配风250m3/min，工作面采用两 台（一台使用、一台备用）型号为FBD5/211Kw的局部通风机供风. 2、510运输巷通风线路 主斜井、副斜井井底车场采区材料巷采区运输巷局部通风机510运输巷掘 进工作面510运输巷510回风绕道采区回风巷回风斜井引风道主要通风机 地面。 3、通风构筑物 510 运输巷通风构筑物主要为防突风门，防突风门正反两道为一组，正向为调节风门， 反向为防突风门。 1）、510 运输巷的防突风门设在距 510 运输巷开口点 10m，二道防突风门之间的距 离为 4m。 8 2）、防突风门墙垛可用砖砌筑，嵌入巷道周边的深度为 0.5m；墙垛厚度为 0.8m。 门框和门可采用坚实的木质结构，门框厚度为 0.15m、风门厚度为 100mm。在风门墙垛中 留设有通过的风筒、水沟、刮板输送机的通道等，其中通过刮板输送机的通道设有逆向 隔断装置。 3）、水沟留在煤层顶板一侧，并设反水池。 4）、防突风门构建完毕后，必须将风门前后 5 米范围内的杂物清理干净；所留设的 电缆孔、风水管孔要用黄泥封堵。 4、510运输巷通风系统示意图 - 9 - - 10 - 第二节第二节 掘进工作面瓦斯储量及可抽采量掘进工作面瓦斯储量及可抽采量 一、瓦斯储量计算范围（说明：根据一矿一策要求，C5 煤煤巷工作面（+775m 标高以上）掘进过程中采取风排治理工作面瓦斯，C5 煤煤巷掘进工作面 （+775+735m 标高范围内），采取本煤层顺层抽放措施（顺层钻孔控制巷道两帮 轮廓线外各 5m），510 运输巷前 400m 掘进巷道位于+775 标高以浅，采用风排治理 瓦斯，后 500m 巷道采用抽放治理瓦斯） 510 运输巷掘进工作面及两帮 5m 范围。 二、瓦斯储量 1、掘进区域煤层储量按下式计算： V= Shd V煤层储量，t；S面积，m2；H煤厚，m；D视相对密度 1.4t/m3。 则：V=135001.31.4=1.183 万 t 2、瓦斯储量 Q = VWK 式中 Q 气瓦斯储量，m3 ； Q 煤煤层资源储量，万 t； W煤层瓦斯含量， 9.84m3/t； k围岩瓦斯涌出系数,取 1.15。 则 Q =1.1839.841.1513.387 万 m3 3、可抽放量 510 运输巷抽采达标（取瓦斯含量降到 6.7m/t）时，510 运输巷的抽放量为 1.183（9.84-6.7）1.15=4.27 万 m3 4、抽放率 根据煤矿瓦斯抽放规范（AQ1027-2006），瓦斯抽采率为： k =100Qc / Qf=4.27/13.387=32% 经计算 510 运输巷可抽瓦斯储量为 4.27 万 m3，设计抽放率为 32%，预期效果为 残余瓦斯含量 6.7m/t。 第三节第三节 六大系统六大系统 一、一、供水施救系统供水施救系统 1、供水施救系统管路与防尘供水系统为同一管路，施救给水系统的水源为 500m3生活水池的水，以静压方式向井下供水。 - 11 - 2、供水管路系统主要敷设在：釆掘工作面装载点运输转载系统采煤工 作面的进、回风巷运输、轨道和回风上山采区车场主斜井、副斜井和回风斜井。 3、防尘供水主管的规格为 4 寸，支管的规格为 2 寸。 4、在 510 运输巷工作面巷每隔 50m 设一个三通阀门以便接管冲洗巷道防消防用 水。 5、在 510 运输巷掘进工作面的防尘管路中设置洒水橡胶软管 80m 用于工作面洒 水防尘。 二、通信系统二、通信系统 矿井通信采用一台HJD-80A型数字程控交换机来完成，该交换机内线为60门，外 线为10门。通信电缆采用的是MHYU500.7型矿用聚乙烯绝缘通信电缆。在距工作面 的40m、临时避难硐室、放炮点安设电话，电话机型号为KTH-11。 三、监测监控系统三、监测监控系统 1、矿井采用KJ90NA型监控系统，中心站设在调度室内，地面及井下分站为矿用 本质安全型。由矿井中心站至井上下主干线和分线均采用M MHYU147矿用聚乙烯 绝缘屏蔽信号电缆进行传输。 2、510 运输巷距离迎头小于 5m 风筒对帮位置设置高低浓度甲烷传感器 T1，报 警浓度1.0%，断电浓度为1.5%CH4，复电浓度为1.0%CH4，瓦斯浓度达到 1.0%时 停止 510 运输巷及回风流影响范围内全部非本质安全型电气设备。距离回风口 1015m 位置设置高低浓度甲烷传感器 T2，报警浓度1.0%，断电浓度为 1.0%CH4，复电浓度为1.0%CH4，瓦斯浓度达到 1.0%时停止 510 运输巷及回风流影 响范围内全部非本质安全型电气设备。 3、在510运输巷回风绕道里5m处安装流量计一个，用于监测瓦斯抽放流量。 四、人员定位系统四、人员定位系统 矿井安装的人员定位系统型号为 KJ249 型矿井人员定位系统采用的是矿用 KJ220-F 本安型分站， KJ249-F 型矿用读卡器，KJ249-K 定位识别卡。在工作面范围 内工作的作业人员均佩带识别卡。 五、紧急避险系统五、紧急避险系统 在井底车场布置有矿井永久避险硐室，设计避难人数为 50 人。510 运输巷的临 时避险硐室布置在 510 运输巷防突风门之外 50 米位置，设计避难人数为 10 人。 六、六、压风自救系统压风自救系统 - 12 - 1、矿井压风自救系统选用 ZY-J 型压风自救装置，该自救系统由地面空压机、空 气输送管路、减压装置和急救袋组成。 2、510 运输巷：从距工作面端头 2540m 的地方设置一组压风自救装置，并在 外相隔 200m，设置一组压风自救装置，每组配 8 个 ZY-J 型压风自救器。 3、在每个放炮点设置一组压风自救装置，每组配 5 个 ZY-J 型压风自救器。 4、在每个警戒点设置一组压风自救装置，每组配 5 个 ZY-J 型压风自救器。 第三章第三章 矿井瓦斯治理方法的选择矿井瓦斯治理方法的选择 第一节第一节 矿井瓦斯治理方法的选择矿井瓦斯治理方法的选择 一、根据一、根据“一矿一策、一面一策一矿一策、一面一策”治理方法选择治理方法选择 1、C5 煤煤巷掘进工作面（+775m 标高以上）每循环掘进前必须取芯测定煤层瓦 斯含量，并进行评价，评价合格后方能进尺。若指标超标，必须采取本煤层顺层抽放 措施；C5 煤煤巷工作面（+775m 标高以上）掘进过程中采取风排治理工作面瓦斯， 同时采取钻屑解析指标法进行循环预测，收集突出指标，若指标超标，采取局部综合 防突措施；当工作面（+775m 标高以上）前方有地质构造、煤层及瓦斯赋存存在异 常时，必须在构造前 10m 采取局部防突措施。 2、 C5 煤煤巷掘进工作面（+775+735m 标高范围内），采取本煤层顺层抽放 措施（顺层钻孔控制巷道两帮轮廓线外各 5m），抽采达标评价合格后，掘进过程中 采取风排治理工作面瓦斯，同时采取钻屑解析指标法进行循环预测，收集突出指标， 若指标超标，采取局部综合防突措施。当工作面（+775+735m 标高范围内）前方 有地质构造、煤层及瓦斯赋存存在异常时，必须在构造前 10m 采取本煤层顺层抽放 措施（顺层钻孔控制巷道两帮各 15m 范围）。 3、玖圆煤矿为生产矿井，历史上未发生过突出强度大于 500t/次的煤与瓦斯突出 事故，煤矿瓦斯治理国家工程研究中心工作人员实测 C5 煤层坚固性系数为 1.6，结 合矿井井上下对照图，509、510 工作面最大埋深约 260m700m，符合黔安监煤矿 【2016】12 号文的规定可以采取在本巷道施工顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯做为区域 防突措施。 4、C5 煤煤巷掘进工作面（+735m 标高以下）采取顺层钻孔条带预抽的区域瓦斯 治理措施（顺层钻孔控制巷道两帮各 15m 范围，控制巷道前方不少于 120m，每次效 果检验长度不小于 60m，掘进工作面前方保留检验有效长度不少于 20m），预抽评价 - 13 - 及效果检验合格后，掘进过程中采取钻屑解析指标法进行循环预测，收集突出指标， 若指标超标，采取局部综合防突措施；当工作面（+735m 标高以下）前方有地质构 造、煤层及瓦斯赋存存在异常时，必须在构造前 10m 采取补充防突措施。 二、二、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻孔的设计钻孔的设计 1、510 运输巷掘进工作面（+775m 标高以上）每循环掘进前必须取芯测定煤层 瓦斯含量，并进行评价，评价合格后方能进尺。若指标超标，必须采取本煤层顺层抽 放措施。掘进过程中采取风排治理工作面瓦斯，同时采取钻屑解析指标法进行循环预 测，收集突出指标，若指标超标，采取局部综合防突措施；当工作面（+775m 标高 以上）前方有地质构造、煤层及瓦斯赋存存在异常时，必须在构造前 10m 采取局部 防突措施。 局部防突措施顺层钻孔控制巷道两帮轮廓线外各 5m，预留 10m 超前距离，钻孔 抽采半径按照 2m 设计，孔径不小于 75mm，封孔长度不小于 10m。 2、510 运输巷掘进工作面（+775+735m 标高范围内）采取本煤层顺层抽放的瓦 斯治理措施，顺层钻孔控制巷道两帮轮廓线外各 5m，钻孔控制巷道前方 90m，预留 超前距 30m，顺层钻孔抽采半径按照 2m 设计，孔径不小于 75mm，封孔长度不小于 10m； 巷道掘进前要对每循环顺层钻孔进行抽采达标评价，评价合格后，掘进过程 中采取风排治理工作面瓦斯，同时采取钻屑解析指标法进行循环预测，收集突出指标， 若指标超标，采取局部综合防突措施。当工作面（+775+735m 标高范围内）前方有 地质构造、煤层及瓦斯赋存存在异常时，必须在构造前 10m 采取本煤层顺层抽放措施 （顺层钻孔控制巷道两帮各 15m 范围）。 - 14 - +775-+735m 标高范围内顺层钻孔设计示意图 5m5m 2 1 3 4 5 6 7 8 9 停掘线 外围控制线 60 30 超前保护距离 3、510 运输巷掘进工作面（+735m 标高以下）采取顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯的 瓦斯治理措施。每循环设计 27 个顺层钻孔，钻孔控制煤巷条带前方有效长度 120m，控制巷道两帮轮廓线各 15m 范围，抽采半径按照 2 米设计，钻孔孔径 94mm，封孔长度15m。 巷道掘进前要对顺层钻孔进行预抽评价及效果检验，预抽评价及效果检验合格后， 方可掘进。每循环顺层钻孔预抽时间差异系数不得大于 30%，根据防治煤与瓦斯突 出规定第五十五条，效果检验测点按照“对顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防 突措施进行检验时，在煤巷条带每间隔 2030m 至少布置 1 个检验测试点，且每个检 验区域不得少于 3 个检验测试点”方式布置，根据黔安监煤矿【2016】12 号文的规 定，顺层钻孔煤巷条带预抽做为区域措施每次效果检验有效长度不少于 60m，掘进工 作面前方保留检验有效长度不少于 20m。评价范围内的瓦斯预抽率30%，煤层残余 瓦斯含量8m/t 或残余瓦斯压力0.74MPa，即视为预抽评价及效果检验 - 15 - 合格。 预抽评价及效果检验合格后，巷道掘进过程中采用钻屑指标法进行工作面循环预 测，若预测指标均不超标，方可掘进；若预测指标超标，采取补充防突措施，直至指 标合格后，方可继续掘进。当掘进工作面前方有地质构造时，必须在构造前 10m 采取 补充措施。 3、钻场及钻孔基本参数 （1）钻场间距：60m （2）钻孔长度： 60.5-95.4m （3）每循环钻孔长度： 632m (4)抽放孔口负压：不小于 13kPa (5)封孔：水泥砂浆或专用封孔材料，封孔深度不小于 12m。 (6)钻孔直径 75mm 钻孔设计参数表 孔号方位角（） 倾角（）深度（m） 颗数(根)备注 1113 11.6 3648 2116 11.8 56.274 3118 11.9 88116 4120 11.9 91120 5124 12 90119 6128 11.9 91120 7130 11.9 88116 8132 11.8 56.274 9135 11.6 3648 合计进尺 632m 三、施工设备三、施工设备 瓦斯抽放钻孔使用 ZDY650 型坑道钻机，该钻机参数为;最大钻进深度（m） 150 (100) - 16 - 开孔直径 （mm） 75 115 终孔直径 （mm） 65 (75) 钻杆直径 （mm） 42 （50） 钻孔倾角 （） 090 输出转矩 （Nm） 650 输出转速 （r/min） 95 给进力 （kN） 50 给进压力 Mpa 11 起拔力 （kN） 35 起拔压力 Mpa 11 给进行程 （mm） 850 给进速度（m/min） 01.5 工作压力 MPa 12(旋转)/11(给进) 工作流量 L/min 53(旋转)/8.2(给进) 油箱有效容积 L 80 电动机型号 YBK2-160L-4 电动机功率 （kW） 15 主机外形尺寸（m） 2.20.60.5 整机质量 （kg） 1200(不含钻具) 四、钻孔施工及钻场管理四、钻孔施工及钻场管理 （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ZDY650 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：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，通风 部门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。 - 17 - 6、在邻进区域放炮需撤人时，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： （1）钻机移动前必须切断电源，严禁钻机带电搬运。 （2）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，只有在瓦斯浓度小 于 1%以下时，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、支架等情况，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）和压缩氧自救器。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， 瓦斯浓度超过 1%，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 1%以下时，才准送电开钻。 6、开钻前，首先检查钻机固定情况，然后开闸供水，当水从钻孔外返出了后方 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、背牢方能进行工作，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，行动一至预防钻具跑出伤人。 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 1%时， - 18 - 必须切断电源，人员撤离现场。当工作点巷道内瓦斯浓度降到 1%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、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 14、在施钻地点附近安设一组（6 个）压风自救器、一套压风自救系统和一台防 爆电话。 15、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。 16、采面放炮时，撤出施钻人员，放炮期间，所有人员均不得进入回风系统。 17、放炮期间，待施钻现场瓦斯不超限，整个区域无异常，则可正常施钻。 18、若施钻现场发生安全异常，则立即按避灾路线撤离现场。 19、在钻孔施工前，通风区必须按设计参数进行现场标定，并悬挂施工图板。 20、钻机的方向必须和标定的方向一致。 21、钻孔施工必须编制施工安全技术措施并严格贯彻、执行。应随时检查施工地 点及其附近通风、瓦斯、巷道支护状况，确保安全方可施工，并防止在施工过程中出 现因操作等原因造成的机械伤人事故。 22、每个抽放钻场必须进行挂牌管理。牌板要标明钻孔施工人员、施工时间、验 收人员、测流人员、钻场管理人员，发现问题及时处理并追究相关人员责任。 （三）钻孔工程质量 1、抽放巷和钻场的施工严格按其作业规程的要求进行施工和验收。 2、钻孔的施工严格按其设计的要求进行施工和验收。钻孔的倾角误差不大于+2， 方位角误差不大于+5。施工人员未经矿井技术负责人同意无权更改参数。 （四）钻场文明生产 1、钻场内必须保持清洁，浮煤、矸及时清走，水沟畅通、无积水，每班交接班 时进行检查。 2、钻机、钻杆及其它材料设备放置整齐有序。 3、抽放支管和分流器设置美观实用。 - 19 - 4、钻孔施工地点必须有施工图板，并保持清洁、悬挂整齐。 第二节第二节 封孔方式、材料及工艺封孔方式、材料及工艺 一、封孔材料一、封孔材料 1、采取“两堵一注、带压注浆”新技术。采用马丽散两头封堵，中间注水泥浆 封堵；钻孔的封孔管管径 2 吋，长度不小于 20m，前端为花管（长度不小于 3m）； 封孔长度不得小于 12m；在抽放瓦斯负压 4060Kpa、正压 2Mpa 下，钻孔密封严实 不漏气。 2、倾角小于 0的顺层钻孔（玖圆煤矿按照-12 度下山掘进）下返浆管 2m，注 浆管 14m，均为 4 分铁管。注浆浆液配比为：水泥水速凝剂混合比为 10.80.05，钻孔注浆时要采取“带压、多次注浆”，钻孔注浆至回浆管返浆后， 间隔半小时后，再从回浆管继续注浆。利用水泥浆自重承压，注浆压力为 12MPa；间隔约一小时后水泥浆沉淀收缩，加注第二次，注浆泵承压达到 23MPa；继续间隔一小时后最后一次补浆，完全堵注前 2 次水泥浆沉淀收缩缝，泵 压稳定在 3MPa 注浆结束。 封孔管结构示意图 3、钻孔与管路的连接：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。连接管采用胶管。预抽一定时间后，根据抽放量的大小决定 停止抽放的时间，继续向前掘进，掘进到距钻底 5m 左右的超前距时，停止掘进，重 新打钻孔抽放瓦斯，如此反复循环。 4、预抽瓦斯钻孔封堵必须严密，的封孔段长度不得小于 12m。 5、应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻孔孔口抽采负压不 - 20 - 得小于 13kPa。预抽瓦斯浓度低于 30%时，应当采取改进封孔的措施，以提高封孔质 量。 6、工程实施应注意事项 （1）钻位孔打好后，即可封孔开抽。 （2）所有的抽采钻孔停抽后，要用堵头将封口管堵死，封口管不回收。 （3）所有打好的抽采钻孔都要及时封孔，来不及封孔的要先用橡胶临时堵孔器 封孔，并必须在 24 小时内完成封孔。 二、封孔长度二、封孔长度 封孔长度应根据钻孔孔口段煤(岩)性质、裂隙发育程度及孔口负压等因素确定， 但不得不小于 12m。 三、钻孔封孔质量检查标准三、钻孔封孔质量检查标准 1、预抽瓦斯钻孔抽放过程中孔口初始瓦斯浓度不应小于40%； 2、当钻孔封孔 质量达不到上代用品标准时，抽放结束后应全孔封实。 第三节第三节 瓦斯抽采工程预计瓦斯抽采工程预计 一、瓦斯抽采工程的预计一、瓦斯抽采工程的预计 510 运输巷掘进工作面，采取正迎头抽放的方式，每 60m 布置一个正迎头钻场， 每个循环间距 60m，钻孔工程量为 632m。巷道长度为 900m（前 400m 采用风排治理瓦 斯，400m-900m 处采用顺层抽放瓦斯），采取本煤层顺层抽放措施共将布置 9 个循环， 钻孔总工程量为 5688m。 二、施工进度指标二、施工进度指标 矿井顺层施工的钻孔的进度约10m/h，每班进度约80m。 第四章第四章 工作面瓦斯抽放系统工作面瓦斯抽放系统 第一节第一节 瓦斯抽放设计参数瓦斯抽放设计参数的确定的确定 一、抽放浓度一、抽放浓度 根据第二章一节的计算，在 510 运输巷掘进工作面及两帮 5m 范围的瓦斯储量为 1.183 万 m3，当 510 运输巷抽采达标（取瓦斯含量降到 6.7m/t）时，510 运输巷的 抽放量为为 4.27 万 m3，其抽放率为 32%。符合煤矿瓦斯抽采指标（AQ1026 2006）的规定。 - 21 - 二、瓦斯抽放二、瓦斯抽放纯量纯量 根据第二章一节的计算，510 运输巷掘进工作面的瓦斯涌出量为 0.72m3/min，抽 放率为 32%。 则抽放纯量：Q=0.7232%=0.23m3/min 第二节第二节 抽放管路系统的选择及计算抽放管路系统的选择及计算 一、抽放系统一、抽放系统 矿井瓦斯抽放站安装在地面工业场地南翼，站内安装有高负压抽放泵二台，型号 为 2BEA303 型二台，其额定参数为：Q=51m3/min，电动机功率为 75kW。抽放主管为 200 矿用聚乙稀管，支管为 200 矿用聚乙稀管。 二、抽放管路管径、材质、规格计算二、抽放管路管径、材质、规格计算 根据煤矿瓦斯抽放规范（AQ10272006）标准，采用下列公式计算。 管径计算： D=0.1457VQ/ 式中：D瓦斯管内径，m；Q管内瓦斯流量，m3/min； V瓦斯在管路中的平均流速，m/s，一般取 V=10m/s。 代入公式： D=0.1457（0.31/10）1/2=0.0025m。 由于矿井现掘进工作面抽放管采用的是 200 矿用聚乙稀管，设计继续沿用。 三、瓦斯抽放管路与抽放孔的联接三、瓦斯抽放管路与抽放孔的联接 瓦斯抽放主管道均采用法兰盘螺栓紧固连接，中间夹像胶密封圈，为安装方便， 抽放管路拐弯处也可采用弹簧软管代替铁管。 1、矿用塑料管材与钢管的连接 矿用塑料管材与钢管的连接，可视其管道压力的大小，可采用全塑活套平承法兰 连接，也可采用塑料法兰体与铁法兰片配合的法兰连接方法进行连接。 所有与管材配套的管件，均采用注塑工艺成型后再在其内外表面涂上抗静电涂料， 其强度、耐压及抗静电等技术指标都能达到标准规定，能满足使用要求。 2、换管 若塑料管被利物撞破了口或塑料管被撞断，则需要换管，具体换管步骤： （1）关闭管道断口两端阀门； （2）用割管器或钢锯把需要换管的两端截齐； （3）安装法兰盘后用螺栓对接； 四、管路敷设四、管路敷设 - 22 - （一）管路敷设 井下抽放瓦斯管路的敷设必须符合如下要求： 1、倾斜巷道的瓦斯管路，应用卡子将管道固定在巷道支护上，以免下滑： 2、管路敷设要求平直，尽量避免急弯； 3、抽放钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处及沿管路适当距离（间距一般为 200m300m，最大不超过 500m）应设置放水器； 4、在抽放管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置。 5、新敷设的管路要进行气密性检验。 （二）510 运输巷抽放管路铺设路线 地面瓦斯抽放泵房（高负压泵）回风斜井采区回风巷510 回风联络巷 510 运输巷510 运输巷掘进工作面抽放钻场。 五、瓦斯管路的附属装置五、瓦斯管路的附属装置 为了便于管路系统负压的调节，掌握各抽放地点瓦斯抽出量、瓦斯浓度的变化情 况以及保证管网的正常抽放，设计时在各主、干、分支管路上已考虑分别安设阀门、 流量计、放水器、除渣器，此外，在