煤矿抽采达标工艺方案设计.doc

1 抽采达标工艺方案设计抽采达标工艺方案设计 编编 制 制 审审 核 核 通通 防防区区 长长 通通防防副副总总 总总 工工程程师师 总总 经经 理 理 20122012 年年 3 3 月月 3030 日日 2 3 目目 录录 第第一一章章 概概 况况 5 第第一一节节 交交通通位位置置 5 第第二二节节 地地质质地地层层 5 第第三三节节 可可采采煤煤层层及及开开拓拓开开采采布布署署 7 第四节第四节 矿井通风矿井通风 8 第五节第五节 矿井瓦斯抽采系统矿井瓦斯抽采系统 8 第第六六节节 煤煤尘尘爆爆炸炸性性及及自自燃燃倾倾向向性性鉴鉴定定情情况况 8 第二章第二章 煤层瓦斯情况煤层瓦斯情况 9 第一节第一节 煤与瓦斯突出危险性鉴定情况煤与瓦斯突出危险性鉴定情况 9 第二节第二节 矿井瓦斯等级鉴定及瓦斯来源分析矿井瓦斯等级鉴定及瓦斯来源分析 9 第三节第三节 煤层瓦斯压力测定情况煤层瓦斯压力测定情况 10 第四节第四节 煤层瓦斯含量测定情况煤层瓦斯含量测定情况 10 第五节第五节 煤层其它瓦斯参数煤层其它瓦斯参数 11 第三章第三章 矿井抽采达标工艺方案矿井抽采达标工艺方案 13 第一节第一节 抽采目标抽采目标 13 第二节第二节 预抽煤层瓦斯抽采工艺方案预抽煤层瓦斯抽采工艺方案 13 第三节第三节 卸压瓦斯抽采工艺方案卸压瓦斯抽采工艺方案 15 第四节第四节 浅孔抽采工艺方案浅孔抽采工艺方案 16 第五节第五节 上隅角及采空区瓦斯抽采工艺方案上隅角及采空区瓦斯抽采工艺方案 18 第六节第六节 拦截钻孔抽采卸压煤层瓦斯工艺方案拦截钻孔抽采卸压煤层瓦斯工艺方案 19 第七节第七节 抽采管路安装及钻孔连抽工艺方案抽采管路安装及钻孔连抽工艺方案 19 第八节第八节 钻孔封孔工艺方案钻孔封孔工艺方案 21 第九节第九节 压风排渣装置使用工艺方案压风排渣装置使用工艺方案 23 第四章第四章 其其 它它 25 第一节第一节 钻孔施工设备和器材钻孔施工设备和器材 25 第二节第二节 安全技术措施及注意事项安全技术措施及注意事项 25 第三节第三节 预期抽采瓦斯效果预期抽采瓦斯效果 29 4 5 第第一一章章 概概 况况 第第一一节节 交交通通位位置置 井田位于贵州省西北部的 县 隶属 地区 该井田西距 县城约 14km 属 县 镇所辖 井田地理座标为 东经 106 03 26 106 10 32 北纬 26 57 51 26 59 32 井田的交通运输比较方便 井田东距川黔铁路的扎左火车站 68km 距南边的贵昆线 支线的堰塘坎车站 90km 贵毕高等级公路从井田中部通过 经贵毕高等级公路至 县城 14km 距 104km 距 105km 另外黔 西 素 朴 主干公路也从井田中部穿过 井 田西北侧的驮煤河不具备通航条件 为了煤炭资源的开发与运输 主要运煤干线均进行了新建或扩建规划 贵毕高等级公 路 收费站至矿井工业场地的进场公路 全长 2 24km 按部颁山岭重丘区二级公路标准 设计 现已完成外测工作 矿井工业场地经 龙井沟至 电厂全长约 19km 其中矿井 工业广场至龙井沟全长 8km 新建 6 5km 改建 1 5km 拟建山岭重丘区二级公路 第第二二节节 地地质质 地地层层 矿井所在区域大地构造位置处于扬子准地台黔北台隆遵义断拱 北东向构造变形区 现今各构造轮廓都定型于燕山期地壳运动 构造形迹表现主要为北东走向褶皱和断裂带 并有少量近东西向及北西 南东向断裂 少量北西西和近东西走向的构造 褶皱主要是宽 阔的不对称背 向斜 北东走向的构造为矿井一级构造 如 F1 F2 F1 支 F2 支 F4等断 层和格老寨背斜 其规模较大 延展长 倾角较大 正断层 逆断层均有发育 矿井次 一级断裂构造为近东西向及北西 南东向 其规模小 延伸短 以逆断层为主 如 F3 F10 F11 F12 F13等 和大冲背斜 丁家寨向斜两个褶曲 更次一级的小断层和小褶曲 非常发育 据矿井揭露资料 大部分为落差 0 5 10m 的断层 小褶曲地层倾角在 3 90 变化 矿井整体位于格老寨背斜的北西翼 北西翼地层基本呈单斜产出 但受区 内构造的影响 单斜构造中常出现次一级舒缓的波状挠曲 特别在矿井西南部发育较大的 次一级背斜和向斜矿井构造 一 褶曲一 褶曲 井田整体位于格老寨背斜的北西翼 北西翼地层基本呈单斜产出 但受区内构造的影 响 单斜构造中常出现次一级舒缓的波状挠曲 特别是在井田西南部发育较大的次一级背 6 斜和向斜 现分述如下 格老寨背斜 为一不对称的宽缓背斜 其核部位于井田近南端 由下二叠统茅口组及 玄武岩组成 向井田北西界渐次为上二叠统龙潭组 长兴组 下三叠统夜郎组 轴线分布 在井田的南东侧 为井田的南东边界 背斜轴向 217 237 轴线略呈波状扭曲 并向 两端倾伏 西翼褶曲幅度 400m 东翼褶曲幅度达 200m 褶曲跨度为 2 6 5km 在井田内 长约 7km 大冲背斜 为井田次一级褶曲 其核部位于井田东南部 与格老寨背斜迭加形成穹隆 构造 由下二叠统茅口组及玄武岩组成 向井田西偏北渐次为上二叠统龙潭组 长兴组组 成 下三叠统夜郎组沙堡湾段 T1y1 玉龙山段 T1y2 九级滩段 T1y3 地层 轴线分布 在井田近南部的 ZK1001 Z12 1 ZK1302 钻孔附近 背斜轴向 275 321 轴线呈波状 Z12 1 钻孔向东呈 S 形 较紧密 基本垂直迭加于格老寨背斜轴部 形成穹隆构造 并造成 P1m 灰岩出露 向西宽缓 并倾伏交于 F2 断层 北翼褶曲幅度 35m 南翼褶曲幅 度达 230m 褶曲跨度为 1 2km 在井田内长约 4 5km 丁家寨向斜 在井田近南端 与大冲背斜伴随发育的次一级向斜构造 其核部位于井 田西南部 由下三叠统茅草铺组 T1m 九级滩段 T1y3 玉龙山段 T1y2 地层组成 轴 线分布在井田南部的 ZK1301 Z15 1 钻孔附近 背斜轴向 285 300 轴线略呈波状 向东较宽缓 昂起交于 F3 断层 向西较紧密 倾伏交于 F3 断层 北翼褶曲幅度 230m 南翼在 F3 断层内褶曲幅度达 80m 褶曲跨度为 0 5 1km 在井田内长约 4km 井田地层倾向以北西为主 在井田的北东端格老寨背斜倾伏部位则转为倾向北东 大 冲背斜轴线以南一般倾向南西 地层倾角在 4 28 间 一般 9 16 井田的南端 由 于受 F3 断层的影响 局部倾角可达 60 以上 倾向也发生变化 格老寨背斜南东翼倾向 南东 倾角可达 45 在井田中 北部 次一级较小的宽缓褶曲发育 褶曲幅度多在 15 30m 二 二 断层断层 井田北西及南西有 F1 F2 F3 F2 支 F1 支五条区域性断裂构造分布 构成井田北 西及南西自然边界 井田内断层数量较多 控制和推断发现 F4 F4 支 1 F5 F6 F7 F8 F10 F11 F12 F13 F22 F16 F26 十三条较大的次一级断层 除 F5 位于井田北东部边缘外 对该井田基本无影响外 其余十二条均对井田开采产生较 大的影响 根据钻孔揭露断点和测井资料所反映的岩 煤层缺失 重复确定断层性质 落 差 并结合地质构造规律 共组合命名断层 42 条 其中 断层落差 100m 的 9 条 断层 7 落差 50 100m 的 8 条 断层落差 30 50m 的 6 条 断层落差 30m 的 19 条 正断层 20 条 逆断层 22 条 个别孤立断点未组合 第第三三节节 可可采采煤煤层层 及及开开拓拓开开采采布布署署 1 1 煤煤层层赋赋存存情情况况 本井田含煤地层为上二迭统龙潭组 整个煤系地层 P3l 中具可比性的煤层有 18 层 从上到下煤层编号分别为 2 3 4 5 9 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 27 28 30 其中可 采 局部可采煤层主要有 6 层 16 17 18 22 24 27 煤层 16 18 煤层为主要 可采煤层 17 22 24 27 煤层为局部可采煤层 可采煤层平均总厚 9 96m 可采煤 层含煤率 5 8 煤系地层中所含煤层平均厚度 14 14m 含煤系数 8 2 2 9 30 等 煤层厚度 层位均较稳定 仅局部达到可采厚度 其余煤层只有个别点达到可采厚度 均不可采 本井田为一单斜构造 煤层埋藏标高 750 1280m 煤层走向为东北西南向 煤层 倾角 2 14 倾斜方向煤层宽度变化大 东北部倾斜宽约 1 7km 西南部倾斜宽一 般 4 0 4 5km 2 2 煤煤层层顶顶底底板板 本井田煤层顶板岩性多为泥岩 炭质泥岩 其次为粉砂岩 砂质泥岩 少数煤层为 细砂岩 顶板岩石多为致密型岩性 对瓦斯起到了良好的封闭作用 瓦斯含量普遍较高 砂岩顶底板在总体上不利于瓦斯的保存 但 ZK902 孔 16 煤层顶板为 17 00m 细砂岩 瓦斯含量在同一层煤中仍属较高的 由于砂岩在长期成岩后生作用中经历了压实 压溶 矿物重结晶等作用 许多砂岩中原生孔隙已被全部充填 对煤层瓦斯可能也有一定的封 闭作用 其它煤层详见表 1 1 煤层赋存特征表 主要煤层特征表 表 1 1 煤层 名称 采用厚度 m 最小 最大 平均 点数 变异 系数 稳定性 评价 可采性 评价 煤层 结构 夹矸 层数 16 0 86 7 65 2 88 44 29 6 较稳定全井田可采较简单0 3 17 0 00 2 32 1 20 48 57 1 不稳定局部可采简单 0 8 18 0 30 7 50 3 18 39 33 3 较稳定全部可采较简单0 2 煤矿共有四个采区 现开采一采区 一采区现正在生产的采煤工作面为 11800 综 采面 二采区为开拓准备阶段 二采区三条下山已贯通 现主要掘进 21602 和 21604 两 条底抽巷 三 四采区未动工 预计 2013 年底 二采区首采工作面 21604 综采面 将 投入生产 第四节第四节 矿井通风矿井通风 矿井采用中央并列抽出式通风 目前矿井安装两台 BDK 8 31 的通风机 电机功率 分别为 2 400KW 其中一台使用一台备用 矿井总进风量约 10952m3 min 总排风量约 11210m3 min 第五节第五节 矿井瓦斯抽采系统矿井瓦斯抽采系统 煤矿现有瓦斯抽采泵 5 台 其中高负压瓦斯抽采泵 2 台 型号为 SKA 420 电机功 率为 220KW 单台额定最大抽采负压 68059Pa 最大抽采量 158m3 min 低负压瓦斯抽采泵 2 台 型号为 SKA 500 电机功率为 280KW 最大抽采负压 44048Pa 最大抽采流量 201 m3 min 2011 年 11 月份 安装运行了一台 2BEC67 型高负压瓦斯抽采泵 电机功率为 450KW 最大抽采负压 16000Pa 最大抽采流量 400 m3 min 管路敷设情况 低负压抽采主管路采用DN720 管路 现 DN720 管路已安 装至风井 18 度变坡点 井下管路长度约为900 米 高负压抽采主管路采用 DN630 管路 已安装至二采区临时变电所 井下管路长度约为1650 米 各采 煤工作面 低负压 采空区和上隅角瓦斯抽采利用DN400 的焊铁管抽采 各顺 槽高负压抽采干管采用DN315 DN200 的 PVC 管抽采 第第六六节节 煤煤尘尘爆爆炸炸性性 及及自自燃燃倾倾向向性性 鉴鉴定定情情况况 根据贵州省煤田地质局实验室 2006 年 9 月对 煤矿一采区 16 17 18 煤层出具的检 测报告和 2010 年 9 月对 煤矿二采区 16 18 煤层出具的检测报告 煤矿煤尘自燃倾向 分类为 级 不易自燃 根据贵州省煤田地质局实验室 2006 年 9 9 月对 煤矿一采区 16 17 18 煤层出具的检测报告和 2010 年 9 月对 煤矿二采区 16 18 煤层出具的检测报告 煤矿煤尘无爆炸性 第二章第二章 煤层瓦斯情况煤层瓦斯情况 第一节第一节 煤与瓦斯突出危险性鉴定情况煤与瓦斯突出危险性鉴定情况 2006 年 2 月 煤矿委托国家煤炭科学研究院重庆煤科分院对矿井主要可采煤矿 16 17 18 煤层的煤与瓦斯突出危险性进行鉴定 鉴定报告 2006 年 11 月 结论如下 1 对 16 煤层鉴定结论 在目前采掘范围内不能认定 16 煤层为突出煤层 但随着开 采范围的扩大 当瓦斯压力一旦达到或超过 0 74MPa 时 16 煤层即可确认为突出煤层 重庆煤科院测定的 16 煤最大瓦斯压力为 0 52MPa 我矿在 11609 外轨顺掘进时测得 16 煤 的最大瓦斯压力为 0 9MPa 故 16 煤为突出煤层 2 对 17 煤层鉴定结论 在测压钻孔最低标高 1160m 以上至 F4 断层 A4 A5 勘探线 采掘范围内尚不能认定 17 煤层为突出煤层 但随着开采范围的扩大 当瓦斯压力一旦达 到或超过 0 74Mpa 时 17 煤层即可确认为突出煤层 2009 年 6 月 5 日至 6 月 12 日在 11702 轨顺未保护区测得的瓦斯压力为 0 36Mpa 重庆煤科院在副井里程 730 米处测得的 17 煤瓦斯压力为 0 5Mpa 均未超过 0 74Mpa 3 对 18 煤层鉴定结论 从预测煤层突出危险性的单项指标来看 各项指标均已全部 超过了临界值 其最大压力 0 9MPa 煤矿 18 煤层为煤与瓦斯突出危险煤层 2010 年 3 月在二采区三中车场反石门测得 18 煤层最大瓦斯压力为 1 6Mpa 故 18 煤层为突出煤层 因 16 18 煤层为煤与瓦斯突出煤层 故 煤矿属突出矿井 第二节第二节 矿井瓦斯等级鉴定及瓦斯来源分析矿井瓦斯等级鉴定及瓦斯来源分析 根据 2011 年瓦斯等级鉴定报告 全矿绝对瓦斯涌出量 86 85m3 min 其中 风排瓦 斯量 45 39m3 min 抽采瓦斯量 41 46m3 min 相对瓦斯涌出量为 58 14m3 t 矿井二氧 化碳绝对涌出量为 4 76m3 min 鉴定结果 煤矿瓦斯等级为煤与瓦斯突出矿井 煤矿瓦斯来源主要有 综采工作面本煤层瓦斯及其受采动影响的邻近层瓦斯涌出 各掘进巷道围岩及暴露的煤层瓦斯涌出 采空区瓦斯涌出等三大部分 根据 2011 年度矿 井瓦斯涌出来源分析 矿井绝对瓦斯涌出量为 88 03m3 min 其中 风排瓦斯涌出量为 10 46 57m3 min 抽采瓦斯量为 41 46m3 min 11609 外综采工作面瓦斯涌出量为 10 01m3 min 占矿井瓦斯涌出量 11 37 11608 综采工作面瓦斯涌出量为 10 59m3 min 占矿井瓦斯涌出量 12 03 掘进工作面瓦斯涌出量为 42 18m3 min 其 中 风排瓦斯涌出量为 16 31m3 min 抽采瓦斯量为 25 97m3 min 占矿井瓦斯涌出量 的 47 92 其他地点瓦斯涌出量为 25 25m3 min 包括 11700 11702 11704 11709 11600 11602 11604 11606 11609 采空区瓦斯涌出量 占矿井瓦斯涌出量的 28 68 按煤层瓦斯来源分析 M16 煤层涌出瓦斯 51 57m3 min 占矿井总涌出量的 59 78 不包括 16 煤采空区 M17 煤层涌出瓦斯 0 33 m3 min 不包括 17 煤采空区 占矿井瓦斯涌出量的 0 38 M18 煤层涌出瓦斯 7 7 m3 min 占矿井瓦斯涌出量的 8 93 其他瓦斯涌出量为 28 43 m3 min 包括采空区 占矿井瓦斯涌出量的 32 3 第三节第三节 煤层瓦斯压力测定情况煤层瓦斯压力测定情况 一 一采区一 一采区 重庆煤科院在副井里程 730 米处测定的一采区 16 煤最大瓦斯压力为 0 52MPa 我矿 在 11609 外轨顺掘进时测得 16 煤的最大瓦斯压力为 0 9MPa 重庆煤科院在副井里程 730 米处测得 17 煤层瓦斯压力为 0 5Mpa 2009 年 6 月 5 日 至 6 月 12 日 我矿在 11702 轨顺未保护区测得的瓦斯压力为 0 36Mpa 重庆煤科院在主井里程 1040 米处测得 18 煤层瓦斯压力为 0 9MPa 由于我矿对 18 煤 层按突出危险性煤层进行管理 因此未对一采区 18 煤层进行测压 二 二采区二 二采区 我矿在生产过程中 在二采区 21604 底抽巷里程 1240 米处测得 16 煤层最大瓦斯压力 为 1 73Mpa 2010 年 3 月 在二采区三中车场反石门揭煤前 测得 18 煤层最大瓦斯压力为 1 6Mpa 从二采区瓦斯压力测定情况看 二采区大部分地点瓦斯压力均超过 0 74Mpa 且二采 区瓦斯压力比一采区有所增大 第四节第四节 煤层瓦斯含量测定情况煤层瓦斯含量测定情况 11 一 重庆煤科院测定瓦斯含量一 重庆煤科院测定瓦斯含量 16 煤层平均可采厚为 2 88m 根据地堪时期测得瓦斯含量为 12 16 18 28m3 t 平均 含量为 15 62m3 t 不含残存瓦斯含量 17 煤层平均可采厚度 1 2m 局部有尖灭现象 局部可采 瓦斯平均含量为 14 68m3 t 不含残存瓦斯含量 18 煤层平均可采厚度 3 18m 瓦斯含量为 6 20 24 35m3 t 不含残存瓦斯含量 平 均含量为 16 41m3 t 二 我矿生产过程中测定瓦斯含量二 我矿生产过程中测定瓦斯含量 2009 年 4 月 24 日 我矿在掘进过程中在 11608 运顺 19 号钻场往前 1 米处迎头右帮 取样实际测定的 16 煤瓦斯含量 Q 为 16 3963m3 t 不含残存瓦斯含量 2010 年 2 月 28 日 在 11704 运顺迎头距复测导线点 Y129 35 米处取煤样测得的 17 煤的瓦斯含量 Q 为 4 2502m3 t 不含残存瓦斯含量 上部保护层 16 煤已开采 2009 年 10 月 4 日 在二采区二中车场反石门揭煤前取样化验 测得 18 煤 Q 值为 17 9673 m3 t 不含残存瓦斯含量 2011 年 9 月 10 日 在 21602 底抽巷开口 780 米处的左帮硐室取 16 煤层化验瓦斯含 量为 19 05 m3 t 不含残存瓦斯含量 2011 年 10 月 7 日 在 21604 底抽巷 840 米处取 18 煤层化验瓦斯含量为 21 65 m3 t 不含残存瓦斯含量 根据计算 我矿 16 煤层残存瓦斯含量为 3 83 m3 t 17 煤层和 18 煤层未计算 第五节第五节 煤层其它瓦斯参数煤层其它瓦斯参数 一 煤的破坏类型一 煤的破坏类型 根据中煤科工集团重庆研究院 2012 年 3 月对 县 煤矿二采区 16 18 煤层瓦斯基 本参数测定报告 煤矿 16 18 煤层的破坏类型均为 类 强烈破坏煤 二 其它参数二 其它参数 16 18 煤层的瓦斯吸附常数及工业分析等参数测定结果 煤采样地点工业分析真密度视密度孔隙率瓦斯吸附常数 12 层MadAdVdafTRDARDFaB 16 21602 运顺距开 口点前 370m 处 1 1020 589 381 631 545 5230 82801 5585 18 二采区二中车 场反石门揭 18 煤处 1 6312 099 221 561 485 1332 77471 6814 16 18 煤层瓦斯放散初速度和坚固性系数测定结果 煤层取样地点 瓦斯放散初速度 p 坚固性系数 f 21602 运顺距开口点前 180 米处350 75 16 21602 运顺距开口点前 370 米处380 37 二采区二中车场反石门揭 18 煤处170 19 18 11806 运顺开口处330 43 16 18 煤层透气性系数计算结果表 煤层孔号埋深 透气性系数 m2 MPa2 d 平均透气性系数 m2 MPa2 d 16 2170 44 9176 16 4196 212 0608 16 5286 210 4391 16 16 8229 03 0508 7 6171 18 2155 08 3957 18 3212 73 8602 18 6302 613 4186 18 18 8263 12 5360 7 0526 16 18 煤层测压钻孔瓦斯流量衰减系数表 煤层孔号埋深 钻孔瓦斯流量衰 减系统 平均钻孔瓦斯流 量衰减系数 16 2170 40 359 16 4196 20 51516 16 5286 21 007 0 6975 13 16 7234 70 509 18 2155 00 444 18 3212 70 70418 18 6302 60 486 0 5447 第三章第三章 矿井抽采达标工艺方案矿井抽采达标工艺方案 第一节第一节 抽采目标抽采目标 1 1 矿井瓦斯预抽采范围 矿井瓦斯预抽采范围 矿井生产范围内的 16 18 煤层 对于 17 煤层在未开采保 护层范围掘进或在有突出危险区域掘进的都必须进行预抽 2 2 瓦斯抽采考核基本指标 瓦斯抽采考核基本指标 根据能化公司下发的 兖矿贵州能化有限公司煤矿瓦斯 综合治理工作的意见 执行 2012 年度 煤矿瓦斯治理考核基本指标见下表 瓦斯抽采量 万 m3 瓦斯抽采钻孔量 万 m 瓦斯抽采巷 m 矿井抽采率 瓦斯利用量 万 m3 24002489157800 3 3 瓦瓦斯斯含含量量及及瓦瓦斯斯压压力力目目标标 根据 瓦斯抽采达标暂行规定 要求 各项数据应达到以下目标 瓦斯含量及压力目标瓦斯含量及压力目标 参数可解析瓦斯含量 m3 t 煤层瓦斯压力 MPa 目标值 60 70 4 4 杜绝各类通防 瓦斯人身事故及瓦斯侥幸事故 杜绝各类通防 瓦斯人身事故及瓦斯侥幸事故 5 5 实现 实现 三零三零 目标 零爆炸 零突出 零超限 工程类 目标 零爆炸 零突出 零超限 工程类 6 6 巩固瓦斯治理工作体系示范矿井成果 巩固瓦斯治理工作体系示范矿井成果 14 7 7 巩固省一级质量标准化矿井成果 巩固省一级质量标准化矿井成果 第二节第二节 预抽煤层瓦斯抽采工艺方案预抽煤层瓦斯抽采工艺方案 区域性预抽区域性预抽 1 底板穿层钻孔抽采 为有效治理掘进时的瓦斯涌出和不影响采掘正常接续 在二采区 18 煤层底板距 18 煤 层 17 米左右的 L9 灰岩下部施工瓦斯底抽巷 在底抽巷内施工穿层钻孔对上部 16 18 煤 层瓦斯进行预抽 抽采参数如下 钻场距离 6 5m 钻场钻孔 7 个 确保能控制到 16 煤层巷道轮廓线外 15m 范围 钻孔孔径 开孔 75mm 终孔 75mm 钻孔长度 38m 50m 封孔长度 5m 钻孔间距 开孔 0 5m 终孔 5m 封孔方式 聚胺脂 水泥浆封孔 抽采时间 钻孔预抽时间不小于 180 天 抽采支管管径 315mm 2 本煤层预抽 a 沿煤层掘进巷道 在不能施工穿层钻孔预抽掘进区域煤层瓦斯时 或者穿层钻孔 预抽不达标时 掘进工作面采用顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施 本煤层钻 孔抽采采用迎头加两帮钻场施工钻孔进行预抽 工作面掘进过程中在工作面两帮各布置一 个宽 3m 深 4m 高 2 7 米的抽采硐室 在两帮钻场各施工 6 9 个超前钻孔 迎头施工 12 24 个超前钻孔进行预抽 预抽时间达 1 至 3 周不等 顺层钻孔抽采参数如下 钻场距离 60m 钻场钻孔 两帮钻场 6 个 12 个 迎头 12 个 24 个 钻孔孔径 开孔 113mm 或 94mm 终孔 94mm 或 75mm 根据煤层情况确定 尽量采用大 直径钻孔 钻孔长度 60m 80m 15 封孔长度 8m 钻孔间距 开孔 0 5m 终孔根据预抽时间不大于 5m 封孔方式 聚胺脂 水泥浆封孔 抽采时间 钻孔预抽时间 1 至 3 周不等 抽采支管管径 200mm 315mm b 采煤 在回采之前 由抽采工区分别在工作面两顺槽采帮施工区段顺层钻孔预抽 回采区域煤层瓦斯 每 2 3 米施工 1 个钻孔 钻孔方位 与巷道中心线夹角 75 度 钻 孔长度根据工作面倾向长度确定 钻孔孔径为 75mm 封孔长度 8m 以上 瓦斯异常地段及 地质构造带适当缩小钻孔间距 采煤工作面钻孔设计参数如下 钻孔孔径 开孔 113mm 或 94mm 终孔 94mm 或 75mm 根据煤层情况确定 尽量采用大 直径钻孔 钻孔长度 60m 80m 封孔长度 8m 钻孔间距 开孔 1m 3m 终孔间距 1m 3m 封孔方式 聚胺脂 水泥浆封孔 抽采时间 钻孔预抽时间 3 月以上 抽采支管管径 200mm 315mm 3 石门揭煤预抽 在石门揭煤前 由抽采工区在揭煤工作面距煤层的最小法向距离 7m 以前实施穿层钻 孔预抽煤层瓦斯 钻孔控制在巷道轮廓线外 12m 范围 钻孔设计参数如下 钻场钻孔 两帮钻场 12 个 24 个 迎头 24 个 48 个 顶板 12 个 24 个 底板 12 个 24 个 根据揭顶板揭煤或底板揭煤施工顶 底钻孔 钻孔孔径 开孔 94mm 或 75mm 终孔 94mm 或 75mm 根据岩层硬度确定 尽量采用大 直径钻孔 钻孔长度 10m 60m 封孔长度 5m 钻孔间距 开孔 0 4m 终孔根据预抽时间不大于 5m 封孔方式 聚胺脂 水泥浆封孔 16 抽采时间 钻孔预抽时间 2 周以上 根据钻孔密度 孔径 抽采时间等确定 抽采达 标后揭煤 抽采支管管径 200mm 315mm 第三节第三节 卸压瓦斯抽采工艺方案卸压瓦斯抽采工艺方案 掘进 煤巷进入被保护层保护范围内掘进时 如果炮后回风流瓦斯偏高或预测有突出 危险性时 在掘进工作面施工顺层抽采钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯 施工参数如下 钻场距离 60m 钻场钻孔 两帮钻场 3 个 6 个 迎头 6 个 12 个 钻孔孔径 开孔 113mm 或 94mm 终孔 113mm 或 94mm 根据煤层情况确定 尽量采用 大直径钻孔 钻孔长度 60m 80m 封孔长度 8m 钻孔间距 开孔 0 5m 终孔根据预抽时间不大于 5m 封孔方式 聚胺脂 水泥浆封孔 抽采时间 钻孔预抽时间 1 至 3 周不等 抽采支管管径 200mm 315mm 采煤 在回采之前 由抽采工区分别在工作面两顺槽采帮施工区段顺层钻孔预抽回采 区域煤层瓦斯 根据预抽时间 钻孔按 3m 6m 间距布置 钻孔方位 与巷道中心线夹角 75 度 钻孔长度根据工作面倾向长度确定 钻孔孔径为 113mm 封孔长度 8m 以上 采煤 工作面钻孔设计参数如下 钻孔孔径 开孔 113mm 终孔 113mm 或 94mm 根据煤层情况确定 尽量采用大直径钻 孔 钻孔长度 60m 80m 封孔长度 8m 钻孔间距 开孔 3m 或 6m 终孔间距 3m 或 6m 封孔方式 聚胺脂 水泥浆封孔 17 抽采时间 钻孔预抽时间 3 月以上 抽采支管管径 200mm 315mm 第四节第四节 浅孔抽采工艺方案浅孔抽采工艺方案 1 1 回采工作面浅孔抽采 回采工作面浅孔抽采 为了解决本煤层瓦斯抽采钻孔存在空白带问题和采煤工作面回采过程中 当预测指标 超限 预测时出现喷孔 回采时回风流瓦斯 5m3 min 时 停止回采 在工作面施工浅孔 抽采孔 由施工单位使用 ZDY120S 型乳化液钻机或 MQT 50 型煤帮钻机沿工作面回采方向 施工钻孔对工作面进行浅孔抽采作为局部防突补充措施 浅孔抽采钻孔分上下两排布置 下面一排距底板高度 1m 上面一排距底板高度 1 6m 上排孔与下排孔错开布置 错距为 0 75m 钻孔深度在 10m 以上 抽采 8 小时后进行效果检验 经检验有效后方能进行回采 浅孔参数如下 钻孔孔径 开孔 75mm 113mm 终孔 75mm 113mm 根据煤层情况确定 尽量采用大 直径钻孔 钻孔长度 10m 15m 封孔长度 2m 钻孔间距 开孔 0 75m 或 1m 终孔间距 0 75m 或 1m 封孔方式 聚胺脂封孔 抽采时间 钻孔预抽时间 8 小时以上 抽采支管管径 150mm 200mm 运输顺槽 轨道顺槽 A A A A A A 12000 1000 1500 750 500 750750 12000 硐室 硐室 工作面浅孔抽放钻孔布置图 抽放孔 卸压孔 2 2 掘进工作面浅孔抽采 掘进工作面浅孔抽采 在区域校验和工作面预测不超限情况下掘进过程中 当回风流瓦斯达到 0 8 或掘进 工作面瓦斯涌出量 3m3 min 时 对掘进工作面采取浅孔抽采孔 对局部瓦斯进行预抽 掘进工作面浅孔抽采参数如下 钻场钻孔 迎头 22 个 33 个 根据煤层厚度确定 钻孔孔径 开孔 75mm 113mm 终孔 75mm 113mm 根据煤层情况确定 尽量采用大 直径钻孔 18 钻孔长度 控制巷道前方钻孔长度在 10m 以上 封孔长度 2m 钻孔间距 开孔 0 5m 终孔根据预抽时间不大于 3m 封孔方式 聚胺脂封孔 抽采时间 钻孔预抽时间 8 小时以上 抽采支管管径 200mm 315mm 第五节第五节 上隅角及采空区瓦斯抽采工艺方案上隅角及采空区瓦斯抽采工艺方案 1 1 上隅角瓦斯抽采 上隅角瓦斯抽采 综采工作面回采前 在轨顺非采帮底板安设一趟 DN400mm 的焊接铁管作为低负压瓦斯 抽采管路 抽采上隅角及采空区瓦斯 管路上安设可控制的 对夹式 蝶阀 安设 DN400mm 的导流管 每隔大约 30 米安设一个 DN400 300mm 的变径三通 变径三通上接 DN300mm 的迈步管 迈步管长 6m 迈步管用于接高位孔抽采管 高位孔抽采管最上端 2 米范围内加工成筛孔 筛孔直径为 10mm 孔间距 25mm 行间距 50mm 筛孔总面积不得小 于 DN300mm 铁管的横截面积 管路安装好后 由抽采工区在轨顺利用 ZY 300 型钻机每隔 大约 30 米施工一个向上高位孔 高位孔与巷道中心线的夹角 90 度 靠非采帮施工 钻孔 倾角 75 85 度 钻孔开孔直径 300mm 终孔直径 300mm 钻孔孔深 18 米 2 2 走向钻孔抽采采空区高浓度瓦斯 走向钻孔抽采采空区高浓度瓦斯 为解决工作面回采过程中上隅角瓦斯超限 由抽采工区使用 ZY 300 型钻机或 ZDY1200S 型钻机配 94mm 钻头在轨顺采帮硐室朝采面方向施工高抽钻孔 对工作面上部裂 隙带高浓度瓦斯进行抽采 每个采帮钻场布置 5 个高抽钻孔 钻孔设计长度 60 米 钻孔 施工参数如下 钻场距离 30m 钻场钻孔 采帮钻场 6 个 钻孔孔径 开孔 113mm 或 94mm 终孔 94mm 或 75mm 根据煤层情况确定 尽量采用大 直径钻孔 钻孔长度 60m 封孔长度 8m 19 钻孔间距 开孔 0 5m 终孔 10m 20m 钻孔压茬 20m 以上 孔底距煤层顶板 15m 以上 封孔方式 聚胺脂 水泥浆封孔 抽采支管管径 200mm 315mm 3 3 密闭的采空区瓦斯抽采 密闭的采空区瓦斯抽采 16 煤层 17 煤层回采结束后 通防工区及时将采空区进行封闭 抽采工区在密闭上 预埋直径 400mm 的焊铁管与采空区贯通 抽采采空区瓦斯 第六节第六节 拦截钻孔抽采卸压煤层瓦斯工艺方案拦截钻孔抽采卸压煤层瓦斯工艺方案 为了防止 16 煤层回采过程中下部 17 18 煤层大量卸压瓦斯涌入综采工作面 在工作 面回采前和回采过程中 分别运顺采帮沿 M16 煤层倾向施工底板拦截钻孔预抽下部 17 18 煤层卸压瓦斯 以减少工作面回采时的瓦斯涌出量 拦截钻孔参数如下 钻孔距离 10m 钻孔孔径 开孔 94mm 或 75mm 终孔 94mm 或 75mm 根据煤层情况确定 尽量采用大 直径钻孔 钻孔长度 60m 80m 封孔长度 8m 封孔方式 聚胺脂 水泥浆封孔 抽采时间 回采前 抽采支管管径 200mm 315mm 第七节第七节 抽采管路安装及钻孔连抽工艺方案抽采管路安装及钻孔连抽工艺方案 1 1 管路安装规定 管路安装规定 直径为 75mm 的钻孔施工完毕后 采用 50mm 的 PE 管封孔 孔口留出 200mm 的长度作 为连抽使用 根据孔径使用 20 在工作面打钻前 根据巷道情况选择沿巷帮顶板以下 0 5m 处敷设一趟 315mm 的 PE 管 或 200mm 的 PE 管对钻孔进行抽放 安装时在每根管子之间安装一个 DN315 108 DN200 108 三通 并在 DN108 三通上安装 1 个短接 短接上有 1 个 6 个嘴子 或羊角叉 连抽用 且在短接末瑞安装一个羊角叉 作为有补孔时连抽用 主管路上每 200m 安装一个 DN200 导流管 每 400m 安装一个 DN200 蝶阀或闸阀 便于测流及调整抽采 系统 并在主管路上按 200m 间距或在低洼点处安装放水桶 2 2 连抽规定 连抽规定 管路安装时必须严格按照相关标准安装 管路必须吊挂平直并带齐螺栓 不得出现漏 气现象 钻孔采用 50mm 的钢丝软管连抽 并用双股 8 铁丝进行捆扎 对于涌水较大的 钻孔必须加接汽水分离器或放水桶后再连接到抽采系统内 并在抽放期间加强对钻孔的放 水 1 抽采工区施工完钻孔后 必须立即进行封孔 从撤完钻到封孔时间不得超过 8 小 时 2 注浆时若水泥浆自封孔管内流出时 则必须立即停止注浆 3 钻孔终孔撤钻前必须采取措施洗孔 将孔壁的煤渣等全部清理干净 避免影响马 丽散膨胀效果 4 所有工具及材料必须准备充分 以免影响操作时间 5 根据封孔数量的多少配制封孔材料 严禁浪费 6 使用马丽散封孔必须动作迅速 从药剂搅拌至送入钻孔必须在 2 分钟内完成 7 注浆管连接必须用正规的 U 型卡 严禁用铁丝代替 U 型卡 8 配制药剂时必须通风良好 必须站在上风侧操作 严禁用口 鼻嗅闻药品 搅拌 药品时必须戴好橡胶手套 严禁人体皮肤直接接触药品 封孔时必须戴好防护眼镜且严禁 站在钻孔正下方操作 以免药品溅入眼睛内 9 封孔结束 必须及时清理孔口 保证封孔质量 及时清理现场卫生 搞好文明形象 马丽散用完后必须加盖密封 避免与空气长时间接触失效 水泥必须存放在干燥 无淋水地点的木板上或塑料纸上 上方必须盖好 未用完的材料必须堆放整齐 21 10 连抽 封孔后待水泥砂浆凝固 8 16 小时必须按标准进行连抽 第八节第八节 钻孔封孔工艺方案钻孔封孔工艺方案 1 1 封孔前的材料准备 封孔前的材料准备 1 必须在现场提前准备好封孔用的 PE 管 棉纱 编织袋 12 号铁丝 马丽散 量 具 马丽散搅拌棒 搅拌容器 水泥 膨胀剂 QB152 型注浆泵 DN16mm 铁管 作注浆管 15mmPVC 管 作排气管 长件工具 长度 2m 直径 20 40mm 风水管 注浆用 大容器等封孔所需材料及器具 2 封孔用 PE 管的加工制作 封孔管用 1 5 寸的 PE 管 将 PE 管做成 8 米 根 封孔 管前端 1m 范围内加工筛孔 筛孔直径 5 7mm 筛孔组间距不大于 100mm 至少加工 35 组 70 个 交叉布置的筛孔 保证筛孔总面积不小于 PE 管横截面积 筛孔管未端用堵头 堵实或烧扁 3 马丽散搅拌棒用木棍或铁管 废钎子 制作 马丽散量具用矿泉水瓶子制作 注 浆用大容器用废旧油筒制作 高度不小于 0 5m 且必须完好不漏液 4 注浆管采用 DN16mm 的铁管加工 排气管采用 15mmPVC 管 排气管及注浆管加工 长度均为 2 0m 注浆管的一端提前加工为外螺纹丝扣 便于注浆时上球阀或加接管子 5 水泥 膨胀剂的制作按体积比 9 1 的比例准备好 然后混合水泥 清水按体积比 1 1 5 的比例混合搅拌成水泥浆 水泥浆制作时搅拌时间不得少于 5 分钟 2 2 封孔操作 封孔操作 1 倾角大于等于 10 度的钻孔 封孔操作方法 用细铁丝穿过最后一组筛孔退后 0 2m 捆扎一小团棉纱 棉纱的捆扎直径要与孔径 相符 捆扎的棉纱以能送入孔内为宜且均匀附着于管子上 然后将封孔管放入待封钻孔 内并预留 2m 长度在孔外 用铁丝捆扎 1 整个编织袋在封孔管后端 非筛孔端 0 3 0 7m 处 捆扎时先用编织袋沿封孔管缠绕 并预留一定的松弛度便于马丽散膨胀 然后用铁丝 捆扎编织袋两端将其固定在封孔管上 将注浆管 DN16mm 带球阀铁管 与封孔管一同放入待封钻孔内 将马丽散两种原 料按 1 1 比例 各 0 2kg 共 0 4kg 用量具量好一同倒入搅拌器内并迅速搅拌均匀呈乳 22 白色 然后把配好的马丽散全部倒入捆扎好的编织袋中 并揉搓编织袋使马丽散均匀地附 在编织袋上 然后立即把封孔管迅速送入孔内 封孔管送入孔内时边旋转边往里送 封孔 管露出孔外长度为 150mm 200mm 最后用 1 2 个棉纱团清理搅拌器内残留的马丽散送入 孔内并用长件工具捣实 待马丽散膨胀后 一般为 5 10min 在注浆用的大容器内按比例配制好混合水 泥浆 搅拌均匀后用 QB152 型注浆泵接在注浆管 DN16mm 带快速接头及带球阀的铁管 上进行注浆 待封孔管内返清水时视为注浆饱满 完成钻孔的封孔 2 钻孔倾角小于等于 10 度的 封孔操作方法 用铁丝捆扎 1 整个编织袋在封孔管前端 筛孔端 1 4m 处进行缠绕 捆扎时先用 编织袋沿封孔管缠绕 并预留一定的松弛度便于马丽散膨胀 然后用铁丝捆扎编织袋两端 将其固定在封孔管上 将封孔管筛孔段放入待封钻孔内并预留缠绕编织袋段在孔外 将马丽散两种原料按 1 1 比例 各 0 2kg 共 0 4kg 用量具量好一同倒入搅拌器 内并迅速搅拌均匀呈乳白色 然后把配好的马丽散全部倒入捆扎好的编织袋中 并揉搓编 织袋使马丽散均匀地附在编织袋上 然后立即把封孔管迅速送入孔内 封孔管送入孔内时 边旋转边往里送 封孔管露出孔外长度为 150mm 200mm 待马丽散膨胀后 一般为 5 10min 在注浆用的大容器内按比例配制好混合水 泥浆 搅拌均匀后用 QB152 型注浆泵接上风管向孔内进行注浆 注浆满至钻孔孔口即为注 浆饱满 完成钻孔的封孔 3 钻孔倾角在 10 度 10 度之间的 封孔时的操作方法 用铁丝捆扎 1 整个编织袋在封孔管前端 筛孔端 1 4m 处进行缠绕 捆扎时先用 编织袋沿封孔管缠绕 并预留一定的松弛度便于马丽散膨胀 然后用铁丝捆扎编织袋两端 将其固定在封孔管上 将封孔管筛孔段放入待封钻孔内并预留缠绕编织袋段在孔外 将马丽散两种原料按 1 1 比例 各 0 2kg 共 0 4kg 用量具量好一同倒入搅拌器 内并迅速搅拌均匀呈乳白色 然后把配好的马丽散全部倒入捆扎好的编织袋中 并揉搓编 织袋使马丽散均匀地附在编织袋上 然后立即把封孔管迅速送入孔内 封孔管送入孔内时 边旋转边往里送 封孔管露出孔外长度为 150mm 200mm 将注浆管及排气管与封孔管一起放入待封钻孔内 排气管安装在孔内最上方 封 孔管 注浆管在孔口预留长度为 100 150mm 排气管在孔口预留长度为 23 1200mm 1400mm 将马丽散两种原料按 1 1 比例 各 0 2kg 共 0 4kg 用量具量好一同 倒入搅拌器内并迅速搅拌均匀 待混合的马丽散呈乳白色后 用 1 2 个棉纱团蘸马丽散 后沿孔内管子周围送入孔口以里 300 400mm 处即可 棉纱团送入长度不得超过孔内注浆 管及返浆管 待马丽散充分膨胀后 一般为 5 10min 首先将排气管竖直向顶板弯曲并用铁 丝近期固定在煤壁上 再在注浆用的大容器内按比例配制好混合水泥浆 搅拌均匀后用 QB152 型注浆泵接上风管向孔内进行注浆 注浆至排气管出浆后视为注浆饱满 完成钻孔 的封孔 3 3 混合水泥用量计算 混合水泥用量计算 钻孔水泥用量 水泥封孔长度 L 10m 管长 1m 筛孔管长 0 8m 封孔管末端预留及马丽散膨胀 长度 0 2m 孔口外预留连抽长度 8m 113mm 钻孔封孔半径 r 0 047m 40mm 封 孔管所占半径 外径 r 0 025m 普通硅酸盐水泥密度 3000kg m3 水泥用量 W L r2 r 2 3000 6 3 14 0 0472 0 0252 89kg 其它孔径按以上公式代入计算 第九节第九节 压风排渣装置使用工艺方案压风排渣装置使用工艺方案 工作面钻孔在施工过程中必须正常使用好压风排渣装置 严禁甩掉压风排渣装置不用 压风装置在使用过程中必须按以下要求操作 1 1 压风排渣装置的安装连接 压风排渣装置的安装连接 1 钻孔必须按要求采用 113mm 的钻头进行开孔 开孔深度不得小于 1m 保证压风引 流装置能安装在孔内 2 钻孔开孔到位后及时撤出钻杆 将压风引流装置安装在钻孔内 引流装置与孔壁 之间的间隙采用棉纱蘸马丽散进行充填 确保不漏风 3 引流装置安装后采用 89mm 的钢丝软管将其与除渣装置进气侧短接进行连接 形 成钻孔压风排渣系统 2 2 压风排渣装置的使用 压风排渣装置的使用 24 1 连接除渣装置前 必须对除渣装置的储渣箱和储水箱进行清理 必须将除渣装置 内的煤渣及除尘水清理后方能安装使用 2 必须检查除渣装置各部件密封不漏气 且储水箱内加水至规定位置后方能连接使 用 3 除渣装置的各部件与钢丝软管的连接必须采用双股铁丝进行捆扎 确保连接强度 及且不漏气 4 钻孔在施工期间 每钻进 20m 对储渣箱进行清理一次 每钻进 40m 对储水箱进行 清理放水一次 确保除渣装置有足够的空间 5 除渣装置在使用过程中必须加强检查 必须确保除渣装置及引流装置畅通后方能 施工 否则必须停机 停风进行处理 6 钻孔每钻进 2m 必须打开储渣箱进气短接检测螺栓检查一次煤岩情况 并做好钻孔 的煤岩记录 3 3 压风排渣装置使用安全注意事项 压风排渣装置使用安全注意事项 1 清理除渣装置时必须停止钻孔的供风并打开储渣箱的喷雾湿尘 并检查储渣箱排 气畅通无压后方能打开储渣箱清理钻渣 2 清理储渣箱过程中不得用铁质工具敲打储渣箱 防止产生火花造成事故 3 停止对钻孔进行供风时 必须将钻头提离孔底至少 2m 4 如钻孔在施工过程中发生喷孔时 现场必须立即停止向钻孔供压风 然后采用 50 的软管将储水箱上方排气的短接与连抽多通短接相连接 打开多通闸阀进行抽放 防止喷孔瓦斯涌出造成瓦斯超限 5 钻孔施工过程中必须检查钻孔排渣压风的温度 发现气体温度升高或发生明显发 火现象时 必须及时汇报调度室和工区值班人员 并立即用水代替压风对钻孔进行灭火 6 除渣装置在使用过程中必须保证储水箱侧的截止阀常开 如进行抽放瓦斯时方能 关闭截止阀 7 施工过程中要加强对除渣装置的排气系统进行检查 确保除渣装置排气畅通方能 施工 否则必须停机处理 8 除渣装置与引流装置的连接必须采用钢丝管进行连接 连接软管不得出现折曲现 象 保证排渣压风流畅通 25 9 钻孔内发现有涌水时必须及时停钻 不得采用压风引流排渣装置施工 并及时汇 报工区研究确定是否换用水排渣工艺进行施工 并加强现场排水和清淤 10 钻孔施工过程中排渣介质必须实现风水联动 确保应急情况的处理 第四章第四章 其其 它它 第一节第一节 钻孔施工设备和器材钻孔施工设备和器材 瓦斯抽采设备台帐 序 号 设备名称 购置 时间 生产厂家设备型号 单 位 数 量 完好 情况 备注 1 全液压钻机 重庆煤科院 ZY 750 台 3 完好 2 全液压钻机 重庆煤科院 ZY 300 台 1 完好 3 全液压钻机 重庆煤科院 ZY 750 台 2 完好 4 全液压钻机 重庆煤科院 ZY 750 台 3 完好 5 全液压钻机 西安煤科院 ZDY 1200S 台 2 完好 6 全液压钻机 西