北站煤柱宽条带瓦斯抽放设计.doc

鹤壁集东部煤柱宽条带工作面瓦斯抽放设计鹤煤（集团）公司二矿通防科2007年11月16日鹤壁集东部煤柱宽条带工作面瓦斯抽放设计一、工作面概况鹤壁集东部煤柱宽条带工作面相应地面位置位于鹤壁集东部原鹤壁市汽车运输二队正下、运输一队北东部位，地形属山前丘陵阶地，高程一般在178.0191.0米之间，植被不很发育，煤系地层全部被新生界地层覆盖。井下位于3401工作面（已回采）南部，112工作面(已回采)北部，3202工作面（已回采）西部，沿一、二矿井田边界F1断层防水煤柱布置，在二1煤底板等高线130.0260.0m之间。2、工作面地质概况地质构造是影响工作面正常回采与施工管理的重要因素之一，它直接影响工作面的布置、回采工效和顶板管理，该工作面地质构造条件相对复杂。、工作面地质构造鹤壁集东部煤柱宽条带工作面构造节理较发育又位于向斜部，上顺槽沿F1矿界断层布置，下顺槽跨越N41断层，该断层在下顺槽揭露落差4.50m，对回采时有一定影响，特别是工作面南部腰矸极不稳定，两层矸重合一层矸最厚达到2.20m，给工作面安全回采放煤带来一定困难。、岩浆侵入体河流冲刷带对煤层的影响鹤壁集东部煤柱宽条带工作面位于我矿二水平，上下部煤层已得到开采，通过周边相邻开采及所圈出的上、下顺槽煤层资料证实，该地区未发现有陷落柱和岩浆岩侵入特征，亦未发现河流冲刷征兆，所以该工作面开采不受上述特征影响。、煤层鹤壁集东部煤柱宽条带工作面所开采煤层为二叠系山西统组下部的二1煤层，在工作面准备期间进行了全层煤厚探测，通过对探测结果及实际揭露煤厚资料表明，工作面煤厚变化较大，南部煤厚矸上煤5.60m，矸下煤2.0m，北部煤厚矸上煤6.20m，矸下煤0.40m；经综合平均得出工作面煤厚矸上煤6.18m，腰矸为两层最厚2.20m，对工作面正常回采有一定影响，煤层产状变化较大北部煤层走向350，倾向SE，南部走向13501750倾向NE，倾角40280。纯煤厚7.41m,故鹤壁集东部煤柱宽条带工作面地质储量61.5万吨，按80计算可采储量为49.2万吨。3、开采技术条件、煤层顶底板岩性该工作面煤层顶底板岩性以该地区实际揭露岩层为主，结合地面勘探钻孔，参照相邻工作面综合柱状得出，煤层顶底板组合层序是显接触关系。煤层直底为灰黑色砂质泥岩，平均厚2.90m，老底为灰色中粒砂岩平均厚5.30m；伪顶不发育厚00.30m，直接顶为黑色砂质泥岩平均厚13.8m，老顶为深灰色砂岩，平均厚17.10m.、瓦 斯 鹤壁集东部煤柱宽条带工作面为新区，离F1断层较近，下顺槽又跨越N41断层，该断层落差4.50m，受其影响构造煤层节理较发育容易造成局部瓦斯积聚，根据该工作面掘进期间通防部门对工作面瓦斯的抽检，预计工作面在回采时瓦斯绝对涌出量为2.4m3/min，相对涌出量4.84m3/t。、煤尘与自燃 煤尘具有爆炸性，爆炸指数为16.21%，煤层属不易自燃煤层，发火期为148天，煤层火焰长度为30 mm，无热害影响，属正常区域。4、水文地质、工作面的主要充水因素该工作面水文地质条件相对简单，主要充水因素为煤层顶板砂岩S10与底板S9砂岩含水层和生产用水及工作面注浆水。 、工作面的最大涌水量煤层顶底板S10、S9砂岩含水层为工作面直接充水含水层，主要为孔隙裂隙水，其含水性补给量差，主要为静水储量，易于疏干，因该工作面为新区，顶、底板砂岩水没有得到有效释放，预计在煤层顶板初次垮落时最大涌水量50m3/h，另114工作面采空区低洼处有少量积水，综上所述工作面在回采时顶板有淋、滴水现象，最大不超过10m3/h。二、回采期间采煤工作面所需风量计算、按瓦斯涌出量计算Q采=100q采KCH4式中：Q采回采工作面实际需要风量，m3/min； q采回采工作面回风巷风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量，m3/min，(根据34运输巷掘进时瓦斯涌出量为2.4m3/min)；K CH4瓦斯涌出不均衡通风系数;通常机采工作面可取1.21.6；炮采工作面可取1.42。因我矿属衰老矿井，已进入煤柱回采期，结合我矿的实际情况，机采工作面取1.4，炮采工作面取1.6。 Q采=100q采KCH4 =1002.41.4= 336m3/min 、按工作面温度选择适宜风速计算Q采=60V采S采 m3/min 式中：V采采煤工作面风速，m/s； S采采煤工作面的平均断面，m2。Q采 =601.010.7=642 m3/min、按同时工作面人数计算 每人供风4 m3/min：Q4N m3/minN工作面最多人员Q采 =4N =4120 =480m3/min、按炸药量计算： 每千克炸药供风25m3/min： Q25A =2515 =375 （m3/min：） A-一次爆破炸药最大用药，15Kg经计算工作面需风量为：642m3/min、风速校验15S采 Q采 240S采1510.7 Q采 24010.7160.5 642 2568以上计算符合要求工作面生产期间要根据瓦斯的变化及时进行风量调整。三、瓦斯储量、回采工作面瓦斯抽放设计1、工作面抽放概况：、根据34运输巷掘进期间瓦斯涌出情况，预计顶层回采期间回风流瓦斯绝对涌出量为2.4m3/min,瓦斯相对涌出量为4.84m3/t。P采=14406421%/1.44.84=1364吨30天=40920吨、工作面在生产过程中，要根据风量的调整和瓦斯的涌出情况及时进行能力核定。瓦斯储量：W=AX式中：W-可采煤层的瓦斯储量，m3/t A-可采煤层的煤炭储量，万吨 X-可采煤层的瓦斯含量，m3/tW=49.24.84=238.13万m32、瓦斯抽放方法：、鹤壁集东部煤柱宽条带工作面设计沿下顺槽平行施工抽放钻孔，每5m设计一个钻场；孔深设计分别为4564m，钻孔数量100个，进尺43550m，孔径75mm，吨煤钻孔量0.6m/t。、高位钻孔裂隙抽放，鹤壁集东部煤柱宽条带工作面设计高位裂隙钻场8个，每钻场4个孔，孔径113mm，深度101111m，总进尺3364m，钻孔终孔点设计在煤层顶板裂隙带间1725m之间，距上顺槽平等距020m之间，高位钻场施工中采用2.42.4工字钢棚支护，施工至全岩停掘，掘一个2.43m钻窝，做一个10.7m循环水池，以备施工钻孔时使用。、鹤壁集东部煤柱宽条带工作面在回采期间，抽放队对工作面上隅角进行压管尾抽，并按规定进行加放干型管。、鹤壁集东部煤柱宽条带工作面在回采期间，抽放队对工作面高位钻场加强管理，对高位钻场进行挂牌管理，确保抽放质量。3、抽放系统、-170移动瓦斯抽放泵站采用2台2BEA353水环式真空泵进行抽放；1台SK60备用，安装两趟（225、160）聚乙烯管路经170岩中巷、225回风上山、225大巷、鹤壁集东部煤柱宽条带岩石回风横川、鹤壁集东部煤柱宽条带上顺槽、鹤壁集东部煤柱宽条带上、下顺槽；低洼处均安装自动放水器，-170风门处负压侧安装防回火、防爆安全装置，抽放管路吊挂要求吊挂平直，逐管吊挂，螺栓按全不缺螺栓，自动放水器保证灵敏可靠，每日有放水工对管路进行维修巡视，保证运行稳定可靠。、移动瓦斯抽泵房内安装孔极流量计，鹤壁集东部煤柱宽条带工作面边界巷安装孔板，鹤壁集东部煤柱宽条带工作面上、下顺槽口处分别安装孔板，上顺槽8个高位裂隙钻场分别安装孔板、闸门，安装孔板流量计处按规定安装旁通管，定期对各地区抽放浓度、负压、流量等参数进行观测。正压侧安装259抽放管排放口在一号回风上山下口上40米处，按规程规定安装三防装置、设置栏栅、排放口、移动瓦斯峒室安设置甲烷传感器、管路的最低点设置放水器系统安装放水器。以降低工作面回采时期瓦斯超限，减少回采工作面风排瓦斯量，提高采面通风生产能力，降低采面配风量，改善作业环境保证安全生产。4 、抽放监测系统井下设置瓦斯浓度、流量监测装置。采用人工监测正、负压、流量，分别采用100%、10%瓦斯检定器测量瓦斯浓度，按照瓦斯浓度对照表计量瓦斯抽放量，并每班进行CO抽样和每周进行CO取样化验，对CO进行监测，有效地控制和发现采空区CO超标，以便及时采取有效措施。钻孔设计见附表：鹤壁集东部煤柱宽条带工作面高位裂隙抽放钻孔参数表布孔方式方位（。）角度（。）孔深（M）钻孔数量（个）孔径（）钻孔长度（）第一高位钻场1号孔22520107411333642号孔223221083号孔221221094号孔21725112第二高位钻场1号孔2232110742号孔221221083号孔219241084号孔21625111第三高位钻场1号孔2231910642号孔220201073号孔217211084号孔21423110第四高位钻场1号孔2131910742号孔220201073号孔217211084号孔21522109第五高位钻场1号孔2211310342号孔218141033号孔215111024号孔21313103第六高位钻场1号孔218810142号孔21571043号孔21271014号孔2099102第七高位钻场1号孔219910242号孔21581023号孔21391014号孔2109102第八高位钻场1号孔218810142号孔215101023号孔21291024号孔2099102鹤壁集东部煤柱宽条带工作面本煤层钻孔设计参数表布孔方式钻孔方位角度（）钻孔编号（个）钻孔倾角（）钻孔深度（）钻孔间距（米）钻孔直径（mm）钻 孔个数（个）合计钻孔长度（米）平行布孔与巷道中线垂直14866457548307248881864402560钻孔工程量5632 鹤壁集东部煤柱宽条带工作面上顺槽外段 本煤层抽放钻孔参数表钻场编号钻场孔号钻孔方位（）钻孔倾角（）钻孔深度（m）钻场间距（m）钻孔孔径(mm)钻孔数（个）合计长度（m）1钻场1号孔176-14575753828512号孔17