2361(1)抽采设计.doc

淮南矿业集团潘集第一煤矿采煤工作面瓦斯抽采设计地 点：2361（1）工作面编制日期：2006年9月10日2361（1）工作面瓦斯抽采设计 一、工作面概况2361（1）工作面北邻2351（1）工作面采空区（04年收作），南至本面下顺槽，西起东二11-2煤层轨道下山，西面临近东二11-2煤层回风下山、东二11-2煤层皮带机下山，东端切眼距F5逆断层平距约为212285m，其西南方2171（1）综采工作面正在回采，西北上方2312（3）综采工作面正在回采，南方2371（1）下顺槽出煤斜巷、2371（1）掘进回风联巷及2371（1）工作面下顺槽正在掘进，本面对应上方13-1煤层为未采实体块段。 该面可采走向长949976/962.5m，倾斜长167m，面积160737.5，工作面标高-683m-619.8m。煤层倾角712/10o，煤厚0.32.5/1.8m，预计11-2煤层自然瓦斯含量为910 m3/t，具突出危险性，煤层具有爆炸性和自燃发火性，爆炸指数3740%，自燃发火期为36个月。二、工作面地质概况本面11-2煤层赋存稳定，煤层产状为：195220712，11-2煤，半亮型，片状及块状，少量粉末状，局部受断层影响，形成变薄带，煤层结构简单，11-2煤层顶板发育11-3煤，11-3煤层厚约0.20.6m，11-2与11-3煤层间距约为2.56.0m。煤层顶底板情况顶板名称岩石名称厚度 ( m )岩 性 特 征老 顶粉细砂岩1.55.8/3.6浅灰色，局部含菱铁。直接顶泥岩、砂质泥岩及11-3煤2.56.0/4.6泥岩、砂质泥岩，灰深灰色，含植化碎片，11-3煤局部发育为炭质泥岩。伪 顶/直接底粉沙岩、泥岩及11-1煤3.868.88/6.0粉砂岩，浅灰色，泥岩，灰深灰色，11-1煤局部发育为炭质泥岩。老 底粉细砂岩3.06.0/4.0浅灰灰白色三、工作面瓦斯涌出情况根据该面瓦斯涌出资料分析，该工作面瓦斯涌出主要来源于上邻近层13-1煤层，其瓦斯含量为610m3/t。由于该面为下保护层工作面，预计在回采期间其绝对瓦斯涌出量将达到1820m3/min以上，计划配风量为1500 m3/min。为了有效地防治该面在回采过程中的瓦斯，减少回采过程中瓦斯对安全生产的威胁，现根据该面巷道布置状况，决定在该面采用尾抽巷抽采、上隅角抽采、底抽巷底板穿层钻孔抽采、底抽巷下向穿层钻孔抽采和地面钻孔抽采等瓦斯综合治理措施。四、工作面瓦斯抽采设计1、 地面钻孔瓦斯抽采方法的实施地面钻孔瓦斯抽采方法见2361（1）地面钻孔抽采设计。2、底抽巷底板穿层钻孔瓦斯抽采方法的实施底抽巷底板穿层钻孔瓦斯抽采方法见2331（3）底抽巷瓦斯抽采设计。3、顶板走向钻孔抽采方法的实施(1)、顶板走向钻孔层位的选择：根据我矿实际探测冒落带、裂隙带发育最大高度与采高的关系式，得出冒落带、裂隙带高度为（采高按1.8 m计算）： H冒max=5M=51.8m=9m. H裂max= 100M/(1.5M+3.1) = 1001.8 m/(1.51.8 m+3.1) = 31.0 m根据2361(1)工作面顶板岩性及冒落带、裂隙带发育高度以及有关顶板钻孔抽放资料，决定顶板走向钻孔的层位布置在距11-2煤层顶板915m的裂隙带内。(2)、钻场的施工：根据该面地质构造发育情况，在2361（1）工作面上风巷距工作面开切眼100m 开始每隔100m左右施工一个钻场，共施工11个钻场。为了使钻孔开孔能够布置在岩层相对稳定的层位中，并且能在切顶线前方不出现钻孔严重变形和垮孔现象，钻场在2361（1）上风巷下帮拨门按30o向上施工11 m，距11-2煤层顶板5m后变平，再施工4 m平台。钻场采用锚杆支护，平台净高2.4 m，净宽4m，钻场里口变平处要刷长至5 m。钻场巷道的底板为11-3 煤层的顶板，这样即可为开孔提供距11-2煤顶板5 m以上的高度。 （3）、钻孔的施工： 根据2361(1)上风巷顶板岩性及冒落带、裂隙带的发育高度以及有关顶板走向钻孔抽放资料，为了提高钻孔的使用率，在2361(1)工作面的每个钻场内按+2050向上施工6个直径为108mm孔深在120123m的钻孔，钻孔终孔高度位于煤层顶板向上915m左右（参数见下：钻孔施工参数表）。 （4）、钻孔数量的选择：根据对我矿顶板走向钻孔实际抽放效果的考察，其单孔抽放流量一般在1.01.5 m3/min，因此只要有6个钻孔其抽放量就可在69m3/min左右，这样就可以有效地治理该面在回采过程中产生的瓦斯，保证安全回采，因此决定每个钻场内施工6个顶板走向钻孔。钻 孔 施 工 参 数 表孔 号孔 径 mm孔 深 m倾 角方 位 角11081205o上与上风巷夹角102108120.54.5o上与上风巷夹角2031081214o上与上风巷夹角404108121.53.5o上与上风巷夹角6051081223o上与上风巷夹角8061081232o上与上风巷夹角100（5）、顶板走向钻孔的封孔：对施工完毕的钻孔，每个钻孔下长8 m、91mm的套管，采用聚氨酯材料进行封孔，封孔长度为5m。4、底抽巷下向穿层钻孔瓦斯抽采方法的实施（1）、下向穿层钻孔的施工 根据2361(1)工作面顶板岩性及冒落带的发育高度以及有关抽放资料分析，穿层钻孔从2331（3）底板瓦斯抽排巷巷道底板由上向下施工至2361（1）工作面冒落带内。根据我矿实际探测冒落带最大高度与采高的关系式，2361（1）工作面冒落带高度为9.0m。设计穿层钻孔终孔层位布置在距2361（1）工作面11-2煤层顶板向上35m的冒落带内，钻孔91mm（钻孔上部扩孔段长为10m，108mm），每组数量为5个，每隔30m施工一组。钻孔终孔分别落在2361（1）上风巷下侧（上风巷向顺槽方向）5m和10m处。穿层钻孔施工参数表孔号孔深孔径倾角与底抽巷中线夹角1#111m91mm-15.5o53o2#109m91mm-16o52o3#106 m91mm-16.5o50.5o4#103m91mm-17.5o49.2o5#100.5m91mm-18.25o47.8o（2）、穿层钻孔的封孔钻孔的封孔方法采用KFB型矿用封孔注浆泵配合水泥砂浆封孔。钻孔施工至预定位置后，钻孔每孔下73mm的岩芯管10m作为孔内套管，封孔材料为水泥、水和砂子。5、尾抽巷瓦斯抽采方法的实施根据该面巷道布置状况，在工作面回采初期利用2361（1）尾抽巷来抽采瓦斯。在2361（1）尾抽巷预埋两路直径250mm的瓦斯抽采管路，当工作面开始回采前，在2361（1）尾抽巷构筑两道封闭墙，两道墙的间距为500mm，然后用水泥浆将两道墙之间注实。封闭墙墙垛用瓦石砌筑，墙垛厚度不得小于800mm，封闭墙前后5m以内的巷道支护要完好，墙四周掏槽，并要使帮、顶接实，墙面要抹平不漏风。当工作面开始回采时，即可利用预设的瓦斯抽采管路进行抽采。五、抽采系统的建立根据我矿现有的抽放系统状况，决定2361（1）工作面顶板走向钻孔及2331(3)底抽巷底板穿层钻孔的瓦斯利用南风井地面泵站两台2BE1-705型永久瓦斯抽采泵进行抽采；2331(3)底抽巷下向孔及2361（1）尾抽巷利用井下移动泵站（地点：底抽巷联巷）的2台2BE1-303型瓦斯泵进行抽采。1、抽放管路的选型：（1）、2361(1)工作面顶板走向钻孔抽放管路的选型：预计该面在回采期间顶板走向钻孔6m3/min，抽放瓦斯浓度按15%计算，则抽放系统混合气体流量为40m3/min，管路直径D为：D = 0.1457*(Q/U)1/2 = 0.1457*(40/15)1/2 =0.24m式中：D抽放管路内径，m；Q混合气体流量，m3/min；U气体流速，取15m/s。根据以上计算， 2361（1）上风巷选用一路直径250mm的抽放管路作为顶板走向钻孔抽放使用。（2）、底抽巷抽放管路的选型：设计最大抽放距离为300m（2361(1)工作面三个月的推进距离），同时抽放钻孔50个，根据底抽巷实际抽放效果考察，平均单孔瓦斯抽放量为0.6 m3/min，这样整个底板抽放巷瓦斯抽放量为30 m3/min。考虑到部分钻孔随工作面向前推进而瓦斯抽放量逐渐降低，取底抽巷瓦斯抽放量为24 m3/min，抽放瓦斯浓度按40%计算，抽放系统混合气体流量为60 m3/min，则瓦斯抽放巷抽放管直径d为： d=0.1457(Q/U)1/2=0.1457(60/20) 1/2=252mm.式中： d抽放管路内径，mm Q混合气体流量，m3/min U气体流速，取20m/s经计算，底抽巷选用250mm即10吋的瓦斯抽放管路。 2、抽放管路的铺设：在2361（1）上风巷安设一路10吋纳米管，管路在每个钻场处要拨一个多通（附图,由抽排区加工），抽采管路经2361（1）上风巷联巷接至东二11槽皮带机下山与12吋永久抽放管路合茬，建立（南风井）2361（1）工作面顶板走向钻孔瓦斯（永久）抽采系统；在2331(3)底抽巷铺设一路10吋的纳米管，10吋管路在每个钻场处要拨一个10吋的四通，四通上安设闸阀及抽放多通，抽采管路经东二13槽岩石皮带机下山与12吋永久抽采管路合茬，建立（南风井）2331(3)底抽巷底板穿层钻孔（永久）瓦斯抽放系统。另在2331（3）在底抽巷铺设2路10吋的抽采管路：一路与下向钻孔合茬；一路与尾抽巷埋管合茬，然后经东二13槽岩石皮带机下山与两台2BE1-303型抽采泵（底抽巷联巷）连接，其出气端管路直径为250mm，管路排放口经东二13槽岩石皮带机下山接至东二13-1回风下山上口风桥内。底抽巷移动抽采系统要与底抽巷永久抽采系统相连，管路在连接前要用闸阀控制，两台移动泵之间要用闸阀互联，以便于系统切换；并且在东部-540m皮带机大巷处具备地面南风井泵站与中央区泵站抽采系统切换的要求。所有瓦斯抽放管路必须安设平直，且距地面高度不小于0.3m，高度起伏变化处必须设置放水三通。瓦斯抽放量计量方式采用标准孔板流量计与四参数测定仪，标准孔板流量计与四参数测定仪在抽放管路安装时一并安设。六、抽采安全技术措施1、抽采泵站司机在抽采过程维护中，要按要求做好抽采参数的检测记录，并及时向通风科、抽排区汇报。2、生产维护中心要保证抽采系统中所有管路的严密性，达到不漏气的要求，并要将所有管路吊挂平直，离地高度不小于300mm，正式抽采前，必须对所有抽采管路进行试通、试漏。3、有提绞运输的巷道，抽采管路与矿车最外缘的间隙必须大于700mm；设有抽采管路的巷道需要进行维修时，必须制定保护抽采管路的措施，严禁瓦斯管路与电缆同侧吊挂及与带电物体接触及砸坏瓦斯管路。 4、回采工作面上风巷中的抽采管路由抽排区负责拆除，综采三队负责打运上井。5、所有施工单位必须爱护抽采管路，未经抽排区同意，严禁拆除、挪用瓦斯管路。6、通风科等有关单位要对该面的瓦斯抽采工作进行监督、检查。七、钻孔施工安全技术措施1、施工钻孔的所有电气设备的防爆质量必须符合煤矿安全规程中的有关规定，抽排区必须加强电气设备的检查与维护，杜绝电气设备失爆失保现象，确保设备完好。2、施工钻孔的电气设备的电源必须和该巷道的瓦斯探头实行瓦斯、电闭锁。3、施工钻孔前，要将钻机设备摆放平稳，打牢压车柱，吊挂好风、水管及电缆。4、钻孔施工过程中，钻杆前后不准站人，不准用手托扶钻杆，所有施工人员要将工作服穿戴整齐。5、在钻孔施工过程中，严禁用铁器敲砸钻具。6、在钻孔施工过程中，通风区测气员要加强施工处的瓦斯等气体的检查，对瓦斯等气体的管理要严格按照煤矿安全规程中的有关规定执行，严禁瓦斯超限作业，施工班长要保证在施工过程中能够正常使用便携仪。7、在钻孔施工过程中，若瓦斯超限时，测气员和施工负责人要迅速地将所有人员撤至安全地带，同时切断打钻地点内所有电气设备的电源，并及时向矿总工程师、矿调度所及有关单位汇报，只有经过处理且瓦斯等有害气体的浓度恢复正常后，方可继续施工。8、在钻孔施工过程中，操作人员要按照钻机操作规程和钻孔施工参数要求精心施工，严格控制钻进速度，钻机不得在无人看管的情况下运转，在人工取下钻杆及加钻杆过程中，钻机的控制开关必须处在停止位置，不得违章作业，同时做好施工记录。9、在钻孔施工过程中，验收人员负责对钻孔的施工质量进行监督、验收。10、钻孔取钻终孔后，抽排区必须及时对钻孔进行封孔、合茬、抽采，严禁钻孔口瓦斯积聚。11、生产维护中心负责把压风管、供水管及排水管路接至钻孔施工处，并在钻孔施工处拨水头、排水头及风头。八、各有关单位职责1、抽排区负责顶板走向钻孔的设计及下向孔的施工；钻孔封孔合茬；抽采系统的检查及日常抽采工作；回采工作面上风巷中的抽采管路的拆除。2、 勘探三队负责顶板走向钻孔的施工。3、生产维护中心负责该工作面系统相关抽采管路的安装、调试及管