14205上底抽巷控制上付巷抽采设计说明书.doc

14205上底抽巷控制14205上付巷区域防突措施钻孔抽采设计防 突 科2017年2月14205上底抽巷控制14205上付巷区域防突措施钻孔抽采设计会审表会审单位会审意见签名防突科通风区地测防治水科开拓掘进科机电运输科安全监察科防突副总经理总工程师14205上底抽巷控制14205上付巷区域防突措施钻孔抽采设计一、抽采地区的概况1、工作面概况14205工作面为14采区首采面，工作面位于14采区中部，南邻14采区运输上山，东邻待掘的14206工作面，西为待掘的14204工作面，北邻F33正断层保护煤柱。14205工作面中部对应地面位置为西土桥村，其余被农作物覆盖，地势平坦，区内有乡村公路穿过。工作面沿二1煤层倾向布置，可采走向长808m，倾斜长200m，面积161600m2，工业储量150.8万吨，回采率93%，可采储量为140.2万吨。开采标高-193.35m-156.45m，对应地面标高+134.9m+137.1m。本次抽采设计地点包含14205上底抽巷1#、3#、5#、7#、9#、11#钻场，控制14205上付巷钻孔在14205上底抽巷上帮钻场施工，施工钻孔控制14205上付巷及14206下付巷部分区域（控制巷道两帮15m范围）。控制范围约18789，煤厚平均6.62m，平均倾角6.6，比重为1.41t/m，需控制煤量约为176551t。详见14205上底抽巷预抽14205上付巷区域穿层抽放钻孔设计平、剖面图（X#钻场）。2、瓦斯地质及构造情况14205工作面二1煤层整体呈单斜构造，厚1.8418.19m，平均厚6.62m左右；煤层自东向西呈薄-厚趋势，煤层整体产状:213 2365.5 7.7。煤层直接底为砂质泥岩，灰色、深灰色，含白云母片及植物化石，下部含黄铁矿结核，局部发育有L9灰岩。14205上底抽巷控制区域平均煤厚6.62m，平均煤层倾角6.6，煤层赋存稳定，局部有SF63、F上11断层发育。3、掘进层位及支护形式14205上底抽巷掘进层位为L7灰岩底部及砂质泥岩中施工，巷道采用冷拔丝编织网+黑色塑料网+H型钢带（横向）+锚杆+锚索联合支护形式，断面为直墙半圆拱形，净断面12.9m2，净高3.4m，净宽4.4m。14205上付巷布置在二1煤层中，沿煤层底板掘进，采用36U型钢支护，S掘=16.4m2、S净=14.2m2，棚距600mm（中-中），采用1000mm宽阻燃塑料网与直径不小于60mm椽子背帮背顶。施工过程中根据实际揭露的围岩情况适当调整支护形式和参数。4、抽采地区控制范围瓦斯参数情况本次设计钻孔未进行施工，暂未测试原始瓦斯参数，14205上底抽巷邻近的14205上行人联巷附近内测试的原始原始瓦斯含量5.09m/t、5.71 m/t、/6.44m/t，瓦斯压力0.10MPa。抽采效果影响半径按照穿层钻孔孔间距不大于10m设计。抽采地区瓦斯储量计算过程：R瓦斯=QW0式中：R瓦斯块段瓦斯储量，m3；Q块段煤炭储量，t；W0块段煤层原始瓦斯含量，m3/t；工作面控制单元内原始瓦斯含量经实测后根据以上公式计算。穿层钻孔预抽块段应抽采瓦斯量：Q抽R煤*（W0- WD）* PCH4式中：q抽块段应抽采瓦斯量，m3； R煤块段煤炭储量，t； W0块段原始瓦斯含量，m3/t。 WD抽采效果达标允许残余瓦斯含量，m3/t。 PCH4煤层瓦斯CH4组分，%。工作面控制单元内原始瓦斯含量经实测后根据以上公式计算。5、瓦斯抽采钻孔布置抽放钻孔布置在14205上底抽巷上帮钻场内，开孔位置分别位于钻场迎头、左帮、右帮及巷顶，抽放钻孔在控制范围内均匀布置，不留空白带。钻孔必须穿过煤层全厚进入顶板0.5m或施工到设计位置，钻孔孔径为不小于75mm。6、水力冲孔需冲煤量约为17655120t=3532t。打钻地点设计泄煤钻孔均进行冲孔，需冲孔钻孔煤孔段总长度约为7200m（每个钻场煤孔段约为1200m），每米需冲煤量约为0.49t（因单钻场控制范围煤厚变化，钻场钻孔设计时需根据地测防治水科提供的准确煤厚进行计算冲孔每米泄煤段）。抽采效果检验指标为瓦斯含量6m3/t且瓦斯压力0.6MPa,也可根据效果检验结果随时调整,有效预抽期以实测校检指标值小于临界值为准。7、抽放管路安装及要求（1）采用直径为315mm聚氯乙烯抽放管路，管路敷设应达到“平直牢”，拐弯角不能小于90，离地高度不低于0.3m。用钢丝绳吊挂，每根管路吊挂1处，每根管路的吊挂位置距该管路进气侧1000mm；钢丝绳必须用绳扣固定，不得捆扎，多余绳头不得超过50mm。（2）管路必须统一编号，编号在距进气侧1米位置（或正中）。（3）抽放管路不得与电缆同侧，如与电缆同侧时，间距不少于300mm。（4）管路在钻场口必须安设三通，并在两侧均安装控制阀门，抽放管路变径处要设过渡节，严禁管路花接。抽放区域必须从主管路引出支管路，并在支管路上加控制阀门和孔板流量计，然后方可加集流器连抽放孔，不得从主管路上直接安装三通加集流器连抽放孔。（5）管路附件连接前必须确保附件完好可用，损坏或不起作用的附件不得连接使用。二、钻孔（钻场）工程量本次抽采设计包含6个钻场，需控制范围约18789，煤厚平均6.62m，平均倾角6.6，比重为1.41t/m，需控制煤量约为176551t，共设计钻孔约600个，进尺约27000m（钻孔施工过程中或完毕后根据钻孔分析可对钻孔控制空白区进行补充设计）。详见14205上底抽巷预抽14205上付巷区域穿层抽放钻孔设计平、剖面图（X#钻场）。三、施工安排1、施工设备使用西安ZDY-3200S型、重庆ZDY-300型钻机；63.5mm*0.8m圆钻杆、73mm*0.8m圆钻杆。2、施工进度与计划共设计约27000m进尺，计划2017年3月份开始施工，每部钻机台效按照1200m/月，每个钻场预计施工4个月。四、施工要求1、钻孔开口横、纵向间距均不小于0.3m，(如开孔打住锚杆，开孔位置可根据实际情况向上或向下移100mm），孔间距不大于10m。2、取样测压钻孔孔径为94mm，瓦斯抽采钻孔孔径不小于75mm，严格按照设计施工，方位、倾角误差1，孔深为穿过煤层进入岩层0.5m或施工至设计位置。3、需冲煤量约为17655120t=3532t。打钻地点设计泄煤钻孔均进行冲孔，需冲孔钻孔煤孔段总长度约为7200m，每米需冲煤量约为0.49t。4、抽采效果检验指标为瓦斯含量6m3/t且瓦斯压力0.6MPa,也可根据效果检验结果随时调整。5、抽放钻孔必须采用马丽散“两堵一注”、“一堵一注”封孔工艺或新型囊袋式“两堵一注”带压封孔法。（1）0钻孔15：马丽散“两堵一注”封孔工艺：封孔长度1518m，岩孔段小于18m时，封孔长度为封至煤岩交界处。煤孔段全程下花管护孔，岩孔段下实管，孔口外露0.2m。里段马丽散在孔口以里15m实管位置处开始缠绕第一袋马丽散，向里连续缠绕8袋，间距0.2m，呈S型缠绕。外段马丽散在距孔口1m处缠绕第一袋马丽散，向里连续缠绕8袋，马丽散间距为0.2m，呈S型缠绕，注浆管1根，长6m（并保证注浆管出口距外段马丽散不小于1m），出浆口1m范围割花眼，注浆管孔口外露长度0.5m，返浆管出口距里段马丽散1m，返浆口1m范围割花眼，返浆管孔口外露长度0.3m，孔口1m用水泥屯实，必须48小时（测压孔24小时）内进行注浆。 封孔流程：煤孔段下50mm花管岩孔段下50mm实管拔出实管并将马丽散、注浆管、返浆管与实管捆扎在一起封孔用水泥屯好孔口注浆24小时后联网抽放。注浆流程：准备材料及工具调试注浆泵调配水泥浆（水灰比1:1，水泥浆比重为1.5t/m)注浆管注浆返浆管内返浆封堵注浆管、放空返浆管24小时后（测压孔24小时内）利用返浆管二次注浆注浆压力达到1.5Mpa停止注浆封堵返浆管。水灰配比操作：现场配备注浆桶，注浆桶里外均标注出浆液位置线。（2）正角度15钻孔马丽散“一堵一注”封孔工艺，封孔长度封至煤岩交界处，煤孔段全程下花管护孔，岩孔段下实管，孔口外露0.2m。在距孔口1m处缠绕第一袋马丽散，向里连续缠绕8袋，马丽散间距为0.2m，呈S型缠绕，注浆管1根，长6m（并保证注浆管出口距马丽散不小于1m），出浆口1m范围割花眼，注浆管孔口外露长度0.5m，孔口1m用水泥屯实，钻孔施工完后，必须48小时内进行注浆。封孔流程：下50mm花管（煤孔段）下50mm实管至煤岩交界处拔出实管并将马丽散、注浆管与实管捆扎在一起封孔用水泥屯好孔口注浆24小时后联网抽放。注浆流程：准备材料及工具调试注浆泵调配水泥浆（水灰比1:1，水泥浆比重为1.5t/m3)注浆双抗管内返浆停止注浆。水灰配比操作：现场配备注浆桶，注浆桶里外均标注出浆液位置线。（3）囊袋式“4+12”“两堵一注”带压封孔法（或“4+16”）：必须封至孔口向里16m处，实管下至煤岩交界处（若岩孔段小于16m实管也下至16m）。两囊袋之间距离为12m，即囊袋封孔注浆长度为12m，囊袋外孔口剩余4m部分在双抗管接口处抹胶封严。具体方法如下：封孔流程：钻孔施工结束后，根据孔深查清所需花管和实管数量，花管前端必须安装堵头，将所有花管下入孔内。开始下实管，实管必须穿过封孔器囊袋再下入钻孔内，里囊袋固定在孔口向里16m实管处，外囊袋固定在孔口向里4m实管处。在囊袋的两端3cm处用铁丝将囊袋捆扎固定在双抗管上，防止囊袋滑动，铁丝头长度不超过1cm，将铁丝头压平并用胶带缠绕包扎在双抗管上，防止注浆时铁丝头划破囊袋。注浆流程：封孔完成后，24小时内必须对囊袋进行注浆。按照0.8:1的水灰比例将水和注浆料加入搅拌桶（搅拌桶中有标刻线，在搅拌桶内加水至刻度线后加2.5袋料）。开启搅拌器，使浆液充分搅拌，连接出浆口和封孔器进浆口，启动注浆泵，开始注浆。观测注浆压力表，当浆液注满两个囊袋后，压力表开始缓慢升压，当压力至1.2Mpa左右时，压力表瞬间回零，表示囊袋中的爆破阀已经打开，继续注浆等压力表再次缓慢升压，达到1.5Mpa时，停止注浆，立即折弯注浆管，防止浆液返流，等待24小时浆液凝固后方可连网抽放。水灰配比操作：现场配备注浆桶，注浆桶里外均标注出浆液位置线。（3）囊袋式“X+16”“两堵一注”带压封孔法：里头囊袋必须封至煤岩交界处，实管下至煤岩交界处。两囊袋之间距离为12m（16m），即囊袋封孔注浆长度为12m（16m），外头囊袋外至孔口剩余Xm部分在双抗管接口处抹胶封严。具体方法如下：封孔流程：钻孔施工结束后，根据孔深查清所需花管和实管数量，花管前端必须安装堵头，将所有花管下入孔内。开始下实管，实管必须穿过封孔器囊袋再下入钻孔内，里囊袋固定在孔煤岩交界处的实管处，外囊袋固定在煤岩交界处向外12m（16m）的实管处。在囊袋的两端3cm处用铁丝将囊袋捆扎固定在双抗管上，防止囊袋滑动，铁丝头长度不超过1cm，将铁丝头压平并用胶带缠绕包扎在双抗管上，防止注浆时铁丝头划破囊袋。注浆流程：封孔完成后，24小时内必须对囊袋进行注浆。按照0.8:1的水灰比例将水和注浆料加入搅拌桶（搅拌桶中有标刻线，在搅拌桶内加水至刻度线后加2.5袋料）。开启搅拌器，使浆液充分搅拌，连接出浆口和封孔器进浆口，启动注浆泵，开始注浆。观测注浆压力表，当浆液注满两个囊袋后，压力表开始缓慢升压，当压力至1.2Mpa左右时，压力表瞬间回零，表示囊袋中的爆破阀已经打开，继续注浆等压力表再次缓慢升压，达到1.5Mpa时，停止注浆，立即折弯注浆管，防止浆液返流，等待24小时浆液凝固后方可连网抽放。水灰配比操作：现场配备注浆桶，注浆桶里外均标注出浆液位置线。五、有效抽瓦斯时间有效预抽期以实测校检指标值小于临界值为准。六、预期效果根据郑煤集团公司矿井瓦斯防治补充管理制度和技术要求计算工作面瓦斯抽采达标允许残余瓦斯含量值，及实测的残余瓦斯含量值均小于6m3/t，且实测残余瓦斯压力值小于0.6Mpa。七、组织管理1、施工前，运输一队负责将打钻视频基站移至施工地点附近，并确保信号传输正常；施工队负责安装打钻视频，确保视域覆盖施工范围。2、运输一队负责在打钻地点10m范围内安装一部专用电话，确保通讯畅通，并对钻探涉及区域通讯设备负责。3、通风区负责巷道内的正常通风及打钻供水（水压不小于2MPa）。4、机电运输科负责对施工地点的机电设备防爆性能检查工作监督管理,施工队负责日常检查。5、施工前，通风区负责在打钻地点回风侧10-15m范围内安装甲烷传感器、一氧化碳传感器，并确定信号传输正常。八、施工安全技术措施1、施工前准备（1）施工前，必须组织职工认真学习本说明书及安全技术措施。（2）施工前，保证打钻地点煤粉沉淀系统合格可靠，在打钻地点口使用煤袋垒挡水堰并与水沟连接，确保打钻用水不在巷道内乱流，并确保排水畅通。（3）现场必须配备坡度规、卷尺、线绳、钻孔设计、施工台帐。（4）现场配备2台8kg干粉灭火器或3台4kg泡沫灭火器，以及满足需要的沙子或黄泥。（5）测压、封孔材料准备齐全（压力表、变头、封孔剂、水泥、注浆泵、配量桶），气密性实验工具齐全（变头、阀门、压力表）。（6）现场打钻视频、瓦斯、一氧传感器吊挂及防尘装置合格管用。以上内容必须经验收合格后方可开钻。2、钻机的运输、安装（1）钻机起吊时使用专用起吊锚杆进行起吊，钻机下方严禁站人，悬挂导链要用专用绳头。 （2）钻机由施工人员进行组装，钻机安装时先将底部垫实，钻机支架各部件固定牢固，防倒绳系好，仔细检查钻机各部件安装是否正确、灵活，若有问题及时处理。（3）钻孔方位由施工队技术人员现场标定，钻孔倾角由当班钻手用坡度规标定。3、通风、供电方式与瓦斯检查（1）通风区负责巷道内的正常通风及打钻供水（水压不小于2MPa）。（2）机电运输科负责对施工地点的机电设备防爆性能检查工作及监督管理。（3）运输一队负责在打钻地点10m范围内安装一部专用电话，确保通讯畅通，并对钻探涉及区域通讯设备负责。（4）施工地点的机电设备，由施工队专职电工负责进行防爆性能检查，杜绝电器失爆。（5）施工前，必须在施工地点悬挂瓦斯便携仪和CO便携仪，瓦斯便携仪悬挂于孔口回风侧3m范围内，CO便携仪悬挂于孔口回风侧3m范围内。（6）下风侧15m范围内应安设甲烷和一氧化碳传感器。（7）施工前由瓦检员及时检查施工地点的瓦斯情况，浓度达到1.0时，立即停钻、及时撤人，并向调度室及通风调度汇报。（8）钻进过程中，钻手随时检测孔内瓦斯及CO情况，发现异常立即停钻，并向调度室及通风调度汇报。（9）当钻机或其他设备出现故障需要维修时，要切断电源，开关闭锁，严禁带电作业。（10）钻孔成孔后，瓦检员必须及时测定孔口瓦斯浓度，并向通风调度汇报，现场做好记录。4、其他安全技术措施（1）所有下井人员都必须严格按照煤矿安全规程进行操作，严格遵守公司规章管理制度，熟悉避水灾、避火、瓦斯灾害路线。（2）进入施工地点前首先检查支护情况及瓦斯等有害气体含量，支护不合格或有害气体出现超标，严禁进入。（3）现场配备2台8kg干粉灭火器或3台4kg泡沫灭火器，以及满足需要的沙子或黄泥。（4）正常钻进采用水力排粉，见煤后改用风力排粉，采用风力排粉时做好以下工作：风水抽四通连接好，每次开机前要试验风水抽四通阀门的灵活性及供风供水情况。必须采用捕尘器进行降尘，否则不得施工。任何情况停钻必须关闭供风阀门，停止向钻杆或钻孔供给压风，防止出现高温或燃烧。凡出现钻孔排粉不畅、有堵塞钻孔现象时，应立即停止钻进，并停止供风，严禁钻杆原地旋转。（5）正常钻进时若出现排粉不畅现象，必须立即停止供风，开始退杆，边退边接上风管排粉，观察排粉、返风情况，直到返风、排粉正常时方可继续接杆钻进，如若压力仍然不减必须向视频监控室汇报，经同意后