花秋二矿11605工作面抽采专项设计

1、花秋二矿11604工作面瓦斯抽采专项设计 编号：HQEK-FTD-20130705贵州徐矿花秋矿业有限责任公司11604工作面瓦斯抽采专项设计 贵州徐矿花秋矿业有限责任公司花秋二矿防突工区 二一三年七月1贵州徐矿花秋矿业有限责任公司11604工作面瓦斯抽采专项设计1、 工作面概况 1、工作面基本情况11604工作面位于矿井+550水平东一采区，该工作面西部为副斜井保护煤柱，北为16煤露头及FJ301断层，南为未采区。工作面回采煤层为16煤，工作面走向504m，倾向长147m。 11604工作面工业储量160125t，可采储量136106t，11604工作面计划7月份开始进行安装及调试，计划20

2、13年8月下旬开始由综采工区正式进行回采。工作面设计采用走向长壁采煤法，综合机械化采煤工艺，全部垮落法管理顶板。工作面回采期间设计每日推进1.6m，采高1.6m，日产量557t，循环率90%。 2、地质构造及煤层赋存情况11604工作面两道揭露中小型构造较多，其中两道见落差6m的断层，对回采工作影响较大。16号煤煤层顶板为粉砂质泥岩，深灰色、薄层状，夹细沙岩条带，含豆状黄铁矿，产植化石；底板为铝土质泥岩，浅灰色、中厚层状，鲕粒结构，含星点状黄铁矿结核。回采煤层16煤层厚度0.81.6m，平均厚度1.3m，容重1.6t/m³；煤层倾角1620º，平均18º；16煤层

3、与15煤层间距较稳定，基本在10m左右。 3、水文地质概况工作面水文地质条件比较复杂，煤层距下伏茅口灰岩2.03.0左右，该层灰岩是本区域的主要含水层、溶洞、岩溶裂隙较发育。16煤是该区首采工作。根据瞬变电磁法的观测，上伏长兴组灰岩含水造成巷道施工有较大的困难。二、工作面瓦斯涌出情况来源及分析11604工作面回采期间瓦斯来源主要有本煤层瓦斯涌出、邻近层瓦斯涌出、采空区及围岩涌出等。1、瓦斯涌出量及煤层瓦斯储量开采煤层16煤瓦斯涌出量按下式进行计算：Q1=K1×K2×K3×m/M(W-Wc) 2-1 Q1开采煤层涌出量，m³/t; K1围岩瓦斯涌出系数，K

4、1取值范围为1.1-1.3，根据AQ1028-2006矿井瓦斯涌出量预测方法要求K11.3；K2工作面丢煤瓦斯涌出系数，用工作面回采率的倒数计算，即K2=1/，为工作面回采率，按照设计11604工作面回采率为0.95，故K2=1.05；K3准备巷道预排瓦斯影响系数，K3(L-2h)/L，L为回采工作面长度，取147m，h为巷道预排瓦斯带宽度，取10m，故K3=0.87；m开采煤层厚度，取1.5m；M工作面采高,取1.8m；W煤层残余瓦斯含量，根据沈阳煤科院提供11604工作面区域预测报告，煤层最大瓦斯含量为7.8m³/t；Wc煤层落煤之后残存瓦斯含量，因无实测值，故按AQ1028-2

5、006矿井瓦斯涌出量预测方法取值Wc=2.5m³/t；数据代入式2-1，可计算出11604工作面开采煤层瓦斯涌出量Q1=5.81m³/t。2、邻近层瓦斯涌出量计算临近煤层瓦斯涌出量可按下式计算，多个临近层计算后相加。Q2=( Woi-Wci)×mi/M×Ki 2-2Q2邻近煤层瓦斯涌出量，m³/t；mi第i个邻近煤层的厚度，m；M工作面采高，m；Woi第i个邻近煤层的瓦斯含量，m³/t；Wci第i个邻近煤层的残存瓦斯含量；Ki第i个邻近煤层受采动影响的瓦斯排放率，可用下式计算：Ki=1-hi/hphi第i个临近层与开采层之间的垂直距离

6、，mhp受开采层采动影响，临近层能向工作面涌出卸压瓦斯的岩层破坏范围m，上临近层hp取35-60m,故hp取50m。由于煤层赋存不稳定，将11604工作面附近的J401、J502、J503、检1号钻孔煤层厚度平均得到15煤厚度为1.2m，可计算出11604工作面回采时上邻近煤层的15煤瓦斯涌出量Q邻为9.9m³/t。3、采空区及围岩瓦斯涌出量采空区及围岩中瓦斯涌出量按照工作面总瓦斯涌出量的30%计算，则可以得出采空区及围岩中瓦斯涌出量为6.73m³/t。11604回采工作面瓦斯涌出量根据Q采=Q1+Q2+Q围计算，则16煤工作面回采时相对瓦斯涌出量预计为22.44m

7、9;/t。按11604工作面每月生产2.4万吨，则工作面绝对瓦斯涌出量为12.47m3/min。4、 工作面煤层瓦斯储量 根据11604工作面煤炭储量可由下式计算出该面煤层瓦斯储量： Q气= Q煤×W×K Q气煤层瓦斯储量，m³。 Q煤煤层储量，t。根据地质部门提供回采说明书，取160125t W煤层瓦斯含量，m³/t。根据花秋二矿安全专篇说明16煤层瓦斯含量为4.4516.92m3/t，平均11.52m3/t。 K围岩瓦斯涌出系数，取1.05。 所以Q气=160125×11.52×1.05=1936872m3根据计算11604工作面

8、16煤瓦斯储量为1936872m3三、抽采系统设计（二）、抽采方法及钻场、钻孔设计 11604工作面经沈阳煤科院进行区域预测，结果为无突出危险性。但为加强瓦斯综合治理，确保抽采达标和工作面的回采。综合考虑确定采用顺层抽放和高位抽放的抽采方法。1、顺层抽放1604工作面区域预测结果虽为无煤与瓦斯突出危险区，但为确保11604工作面的安全回采，回采前在11604两道施工顺层钻孔预抽本煤层瓦斯，钻孔设计在11604轨道顺槽施工52米，共计107个孔；11604运输顺槽施工91米，共计100个孔。钻孔施工时按排间距5米进行施工，施工时采用K4钻机配套直径89mm钻头进行施工，施工时采用由切眼向外到退式

9、施工，施工完毕后及时进行联网抽放。（钻孔布置示意图见附图：11604工作面顺层钻孔布置图）2、高位抽放为更好的治理11604回采期间采空区的瓦斯治理，防止瓦斯超限，设计在11604从切眼向外100米处开始在11604轨道顺槽每隔100米施工1个高位钻场，回采期间进行高位抽放。根据回采工作面布置情况，设计在11604轨顺共布置5个高位钻场，钻场布置参数如图a所示。每个高位钻场内设计布置810个钻孔，钻孔终孔位置位于采空区冒落带与裂隙带之间，根据16煤的开采厚度1.6米，裂隙带的高度在10.5米至19.5米之间，故钻孔终孔点也要高于工作面顶板10.5米至19.5米，施工完钻孔后，立即封孔联网抽放。

10、（钻孔布置详见附图六：11604工作面高位抽放设计图） 图a、 11604轨道顺槽高位钻场断面图3、采空区埋管抽放法 在11604工作面的轨道顺槽上帮敷设一趟瓦斯抽放管，抽放管路直径为250mm。随着工作面的推进，瓦斯管道一端逐渐埋入采空区，瓦斯抽放管路每隔一定距离设一个三通，抽放支管从三通接入采空区，进入采空区的支管采取直径为108mm的铁皮管，铁皮管上每隔24米布置一个异径三通，以利于埋管抽放瓦斯效果。如图2所示。 （二）、抽放系统设计 1、 地面永久瓦斯抽放系我矿已经按要求建立满足瓦斯抽采需求的地面永久瓦斯抽采系统，地面抽放泵站安装抽放泵4台，分别为高低负压两套抽放系统，每套抽放系统分别

11、配备两台水环式真空抽放泵，一台日常运行，一台备用。详细技术参数见下表。 低负压瓦斯抽放泵技术特征表设备名称1#低负压瓦斯抽放泵最大轴功率350KW规格型号2BEY62最大供水量30.9 m3/min抽气量330m3/min轴密封型式填料密封生产厂家扬州长江水泵有限公司旋转方向（从被驱动端看）顺时针极限真空高度160hPa额定转速330r/min配套电机型号YB560S2-4配套电机功率400KW配套电机额定电压10KV配套减速机FLANDER:H1SH09减速机i1:05 高负压瓦斯抽放泵技术特征表设备名称3#高负压瓦斯抽放泵最大轴功率195KW规格型号2BEY50最大供水量18.3 m3/m

12、in抽气量185 m3/min轴密封型式填料密封生产厂家扬州长江水泵有限公司旋转方向（从被驱动端看）顺时针极限真空高度160hPa额定转速330r/min配套电机型号YB450S3-4配套电机功率250KW配套电机额定电压10KV配套减速机FLANDER:H1SH07减速机i01:05.2.11604工作面抽放系统 2.1、抽放管路管径的选择 D瓦斯管内径，m； Q瓦斯管中的瓦斯流量，m³/min ， 回采工作面的瓦斯抽采流量按下式计算: q= 式中 q预抽期间平均瓦斯抽采量，m3/min； K邻近层和围岩瓦斯储量系数，K=1.1； L1工作面长度，m；取143m L2工作面平均走向

13、长度，m；取504m M煤层平均厚度，m；1.6m 煤的视密度，t/m；1.50t/m³ X煤层瓦斯含量，m3/t；取11.52m³/t 瓦斯预抽率，；根据瓦斯抽采基本指标要求不低于30%，取40%。 t预抽时间，年。抽放时间计划为4个月，即0.3年。经计算瓦斯管平均流量为5.6m³/min 方能满足抽放需求。 V瓦斯管中的平均流速，一般取V=515m/s，取10m/s。经测算D=0.11m，即11604轨顺两道抽放管路选型时管路内径不能低于0.11m方能满足抽放需求。 2.2、管路摩擦阻力计算抽采管路的摩擦阻力与管路的流量、长度、内径等参数相关，其中的管路长度应

14、考虑最不利情况。 H摩管路的摩擦阻力，Pa;L管路长度，m; 取1500m；K与管径有关的系数，根据管径取0.71；D瓦斯管内径，25cmQ抽采混合量，m³/h; 336m³/h混合瓦斯对空气的密度比，取0.866；根据计算得出管路摩擦阻力为207.5 Pa。综合考虑，以及根据安全、经济的原则和管路计算结果。11604工作面抽放管路设计选用250mm矿用抗静电阻燃复合管，该管路抗静电、阻燃效果好；耐腐蚀性、使用寿命长，且易操作、装卸转运方便安全性能好。管路具体铺设延接线路如下：轨道顺槽：回风井（630mm）11604轨顺专用回风巷11604轨道顺槽 11604工作面切眼上口

15、（根据实际情况每隔一定距离加设三通和放水器）。运输顺槽：回风井（630mm）1103下底抽巷专用回风巷1102下底抽巷11604运顺联络巷11604运输顺槽11604工作面切眼下口。（根据实际情况每隔一定距离加设三通和放水器）。3.瓦斯抽采监测、计量装置11604工作面抽放系统安装完毕后，在停采线以外（钻孔施工位于停采线以里）250mm抽放支管上选取适当位置安装瓦斯抽采计量装置。抽采计量装置由通风工区与防突工区合作安装。设计采用WYS型管道气体多参数监测计量装置。（三）、抽采系统的维护及抽采参数观测1、11604工作面抽放系统安装完毕后，防突工区每天安排专人进行巡检维护，发现管路漏气、松动时要

16、立即处理。2、钻孔施工结束进行联网抽放后，由通风工区对每个抽放钻孔实行挂牌管理。在每个钻孔抽放分支上悬挂观测牌板，牌板上要填写清楚钻孔施工参数、瓦斯浓度、相关责任人等。（观测台账见附表一）3、由通风工区负责每周对11604工作面瓦斯抽放参数进行一次测定，测定每个抽放钻孔的瓦斯浓度、负压等，确保实时、动态掌握抽放参数并做出合理调整。4、防突工区每天安排专人对11604工作面抽放系统进行放水管理，放水器上悬挂放水器管理牌板、放水人员放水后进行填写。放水结束后，上井填写抽放系统巡检记录。（巡检台账见附表二）四、安全技术措施（一）、钻孔施工安全技术措施1、所有施工人员必须参加工前会，认真学习安全技术措

17、施，施工负责人明确分工，提前做好一切准备工作，并持证上岗。并由班长或指派班内骨干人员进行现场施工。2、钻孔施工处必须选在顶板完好、无漏顶或片帮现象，杜绝施工期间出现冒顶和片帮事故。3、钻机安装、拆除时必须安排专人统一指挥，协调一致，避免伤人；稳固钻机时，压戗柱必须齐全、升足劲，防止钻机歪倒伤人。4、钻机安装好以后，由钻机维护员进行钻机试运行，试运行正常后交由钻机操作手进行钻孔施工。5、现场施工负责人必须安排专人对钻机的液压、电动系统进行全面检查，确保液压系统畅通，零部件齐全，高压管路连接紧凑，电气设备完好，无失爆现象，钻机搭火和甩火必须由专职电工进行。6、钻机操作必须由经过培训合格的钻工担任，

18、每班钻机第一次运转前，必须将钻机各个系统全面检查，再进行空转，确认无问题后方可正式运转。7、每个钻孔开孔时，要缓慢进行，待钻头对准孔位进入岩体实茬后，再以正常钻速进行钻孔施工。开孔参数一定严格按照设计图纸或钻孔施工说明进行。8、施工期间，必须用手拉葫芦将钻机固定好，手拉葫芦的上端必须固定在巷道上方的专用起吊锚杆上，然后再松开钻机固定螺丝，施工时，设专人监护，作业人员在钻机两侧进行工作，以防突然下滑伤人。9、钻机操作时，钻机司机必须集中精力，谨慎操作；操作过程中，必须密切关注压力表的变化、钻进速度等。10、钻进过程中，现场负责人必须随时注意巷道顶板和巷帮状况，如发现顶板有掉渣、压力增大等冒顶征兆

19、时，必须立即停止作业，撤出人员，并向矿调度室和防突值班室汇报，待处理完后方可恢复作业。11、施工地点必须悬挂瓦斯便携仪，只有在瓦斯浓度小于0.8%的情况下，方可施工。12、换接钻杆时，必须检查钻杆是否透气，丝口是否完好。13、斜巷施工时，钻机固定要稳固可靠，下坡侧严禁站人。14、钻机施工时，严禁非作业人员在现场逗留。15、钻进过程中，必须设专人观察孔口排渣情况。若排渣不畅时，必须及时检查排渣系统。16、钻进过程中，必须有人专门对各种参数进行记录，记录数据必须真实、准确。17、每班施工结束后，施工负责人必须安排专人清理施工现场，及时排水，不得影响质量标准化文明生产。18、由机运工区派人员对巷道内

20、所有机电设备及设施进行防爆检查，杜绝失爆，防止瓦斯涌出发生事故。19、其他未尽事宜严格按煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定执行。（二）、管路及附属设施安装、维护安全技术措施1、施工前要将安装管路运输至安装地点并码放整齐，施工前准备好施工时所需的设备、工具等。 2、管路安装吊挂前若需施工吊挂眼必须要做到以下要求： 打眼前必须对风水管路、零部件、操作手把等全面进行检查，确无问题后方可打眼。 打眼时要密切注意两帮及顶板情况，发现问题必须立即停钻处理。 打钻眼时要尽量保持风钻不上下、左右晃动，以保证钻进方向；钻杆下方不得站人，以免断钎伤人。 使用风钻钻完眼后，将风钻撤出作业地点，将风水管阀门关闭，软管

21、盘放整齐。3、原则上抽放管路不准与电缆同帮吊挂。但受现场实际情况的影响11604运输顺槽设计安装在巷道左帮，安装时抽放管路必须尽量擦巷道顶板吊挂，管路离巷道顶板距离不得大于0.3m。4、登高作业时，必须有专人监护，专人扶梯，确保作业人员安全。5、管路安装要平、直，上下山自然过渡，坡度一致。 6、施工过程中，带班长、安全员必须现场指挥，带班长负责管路安装的质量必须符合标准，安全员负责现场的安全工作，施工人员必须听从指挥，严格按规定施工。7、严禁作业人员骑在管路上作业。 8、每次工作前及作业过程中，瓦斯员要检查作业地点附近20米范围内的瓦斯情况，若瓦斯浓度达到1%，要停止作业，采取措施并向调度室汇报，确保瓦斯浓度降到1%以下时方可工作。9、管路安装过程中，要注意对风筒的保护，损坏风筒时要及时汇报联系通风工区人员进行处理。10、管路吊挂过程中需要使用手拉葫芦等辅助工具时，吊挂点必须选择在牢固的地点上。11、安装过程中要在巷道低洼地点加设放水装置。12、管路安装完毕后，防突工区每天安排专人进行巡检维护，发现管路漏气、松动时要立即处理。13、防突工区每天安排专人进行放水管理，放水器上悬挂放水器管理牌板、放水人员放水后进行填写。放水结束后，上井填写抽放系统巡检记录。14、管路安装完毕后，要对管路进行编号管理。（二）、泵站管理1、泵站司机必须由经过培训，考试合格的人员担任，并持