山西太原煤矿21208采煤工作面瓦斯抽采设计分析

10太原市梗阳实业集团麦地掌煤矿21208矿长：会审意见单位单位签字日期通风处机电处地测处生产技术处安监处通风副总通风助理总工程师2120821208〔变更〕安全专篇》和《麦地掌煤矿瓦斯抽采系统工程变更初步设计》为指导，并结合现场实际，制定本方案。一、21208㈠地质状况1、井上下位置关系：+780m～+900m，1300m，工作面长中部及西21210212082、褶曲0～18°。3、构造0.8～1.5m5较为发育。地质构造条件较简洁。4、煤层及顶底板状况2#煤层特征描述：厚度1.5m～2.3m，平均厚约1.9m，颜色为黑色，粉末状，具玻璃光泽及强玻璃光泽；贝壳状断口，内生裂隙发育，性脆易碎。多为条带状构造，也有线理状构造，局部构造为块状构造。宏观煤岩类型，以光亮煤及半亮煤为主，夹有少量半暗煤、暗淡煤。2m，深灰～黑灰色，主要为黑灰色粘土矿物，具层理，层理较为清楚，且裂隙较为发育，岩石较为裂开，局部夹薄层煤线。其上为0.4m黑色，粉末状，沥青光泽，内生裂隙发育。育，层理清楚，局部发育薄层泥岩。1、通风方式：风。结合本矿井煤层赋存条件，参考接近矿井配风数据，考虑局部瓦斯可能较高因素，条件进展合理调整。、21208〔包括落煤、围岩及现采空区丢煤瓦斯涌出、上邻近层，为了取得较好的抽采效果，应针对各涌出源制定合理的抽采方法进展综合抽采。依据148勘查院测定的数据，2号煤层甲烷含量1.07～8.95mL/g.r，平均3.99mL/g.r。26.61m³/t。2120852.24551390.25289280.03m³/min9320.52672120830%以上，回采期间瓦斯抽采率估量40%以上，从而保证回采工作面的抽采达标生产。二、抽采方法的选择0221208工作分为开采层抽采、邻近层抽采和现采区空抽采三种方式。㈠开采层抽采煤体的卸压瓦斯。1、抽采钻孔布置方式面钻孔，可以作为预抽钻孔对21。运输顺槽

北翼回风大巷卸压带 进风巷 北翼胶带大巷21208工作面回风顺槽瓦斯抽采管路

回风巷超前支护单体支柱超前支护单体支柱抽放支管4m胶管图1：2号煤层平行工作面钻孔布置示意图2、钻孔抽采参数确定⑴预抽时间确实定由原设计可知，2号煤层百米钻孔初始瓦斯涌出量为0.0529m3/min·100m，钻孔瓦180m2023m；百米钻t内可抽采的瓦斯总量〔Qt〕和钻孔抽采有效系数〔K〕按下式计算：Qt=1440q0·(1-e-at)/α 〔4-1〕K=Qt/Qj=(1-e-at) 〔4-2〕式中： Qt—百米钻孔在t时间内可抽瓦斯总量，m3；t—抽采时间，d；K—钻孔抽采有效系数，％；钻孔极限瓦斯涌出量，QJ=1440q0/α，m3；计算结果如下表：1：2号煤层不同抽采时间内百米钻孔抽采瓦斯总量及钻孔抽采有效系数表预抽时间〔月〕789抽采瓦斯总量Qt m3〕〔433243814419钻孔抽采有效系数K〔%〕97.298.399.0⑵钻孔间距确实定99.0%，有效系数已经完9个月。下面对钻孔预抽时间为9个月时，抽采影响范围进展计算：η＝100·Qt/〔L·M·D·Y·X〕 〔4-3〕式中： 钻孔抽采影响范围内的瓦斯抽采率，％；L—钻孔长度，m；—钻孔抽采影响范围〔直径Y—煤的视密度，t/m3；煤层瓦斯含量，m3/t。计算结果如下表：2：2号煤层不同钻孔抽采影响范围内的瓦斯抽采率统计表η(％)L(m)M(m)Y(t/m3)X(m3/t)D(m)521002.421.4102.5371002.421.4103.5291002.421.4104.54-1、表952%，能够满足抽采要求。9个月，22.5m，215984-3。钻孔类别2号煤层运输顺槽平行工作面钻孔2钻孔类别2号煤层运输顺槽平行工作面钻孔2号煤层回风顺槽平行工作面钻孔钻孔与巷道夹角〔°〕钻孔倾角〔°〕孔深〔m〕钻孔直径〔mm〕孔间距〔m〕开孔高度〔m〕90同煤层倾角100942.51.0901°100942.51.0注：开孔高度为钻孔距煤层底板的高度。⑶单孔瓦斯抽采量估量Q=Qt/270/1440×〔180-2×14.2〕/100/2=4419/270/1440×〔180-2×14.2〕/100/2Q=0.009m³/min3、钻孔施工ZD－2300型全液压钻机〔钻杆Φ63.5芯钻进工艺。Φ94mm。4、封孔工艺PVC管〔阻燃、抗静电PVC到主管上，最终到达地面瓦斯抽采泵站。2。图2：囊带式注浆封孔原理图加剂激发活性。5、抽采管路治理工作面开采后，随着工作面的推动，靠近切眼的抽采钻孔不断报废，当钻孔距工作面切眼60m近切眼的管路要逐段卸下来，端头用法兰盖密封。由于工作面在回采时，回风巷需进展30m特制一段2~3m长的短管，短管上做几个变径三通，与靠近工作面的钻孔用软管相连，抽钻孔可以抽取大量的卸压瓦斯，使开采层预抽取得较好的抽采效果。㈡邻近层瓦斯抽采1、邻近层瓦斯抽采方法选择应符合以下规定⑴可承受从开采层回风巷向邻近层打穿层钻孔进展抽采。〔底〕板抽采巷道进展抽采，也可在工作面回风侧沿开采层顶板布置水平长钻孔或高位钻孔抽采上邻近层瓦斯。2、2号煤层高位钻孔抽采上邻近层〔02号煤层〕瓦斯⑴抽采方法：本次设计承受高位钻孔抽采上邻近层瓦斯。⑵钻孔布置：高位钻孔终孔位置布置在开采层裂隙带中，在回风顺槽顶板每隔45m布置一组高位钻孔，且高位钻孔在回采前应施工完。2号煤层高位钻孔布置图见图3，4。孔号钻孔直径φ巷道夹角倾角开孔钻孔间距孔号钻孔直径φ巷道夹角倾角开孔钻孔间距孔深〔mm〕〔°〕〔°〕位置〔m〕〔m〕1＃11356.90.61202＃113108.10.61203＃113159.33.0m0.61204＃11319.510.50.61205＃11324.611.80.6120注：以上技术参数只供试验参考，须依据实际效果来确定最终参数。㈢采空区瓦斯抽采1、采空区瓦斯抽采方法选择应符合以下规定⑴老采空区应承受全封闭式抽采方法。〔底〕板钻孔法、高位钻孔法、插〔埋〕管法等抽采方法，并应实行提高抽采瓦斯浓度的措施。2、现采空区瓦斯抽采管抽采现采空区瓦斯。2号煤层现采空区抽采示意见图4。北翼回风大巷北翼回风大巷运输顺槽北翼胶带大巷21208工作面B00000A回风顺槽BA上邻近层高位钻孔A-A剖面上邻近层高位钻孔A-A剖面上邻近层高位钻孔0.640.64B-B剖面图3：2号煤层高位钻孔抽采上邻近层瓦斯示意图袋子墙袋子墙支撑垛抽采管路筛孔管A-A 剖面抽采管掌握阀AA袋子墙回风巷采空区工作面图4：2号煤层现采空区瓦斯抽采示意图3、采空区抽采安全措施2023022燃煤层，煤尘具有爆炸危急性。02虽为不易自燃煤层，但为了保证安全，同样实行安全措施。具体如下：⑴应在靠近抽采地点的管道上安设抑爆自动喷粉抑爆装置。至少安设1250m。安设地点距最近的抽采瓦斯〔沿管道轴向100m装置与抽采管进气口之间，距离抑爆装置的距离〔沿管道轴向〕50m。⑵采空区抽采系统监测采空区抽采时应完善矿井安全监控系统，保证系统可以连续监测CO、CO、O等环2 2境参数。三、抽采系统及管路敷设1、21208回风顺槽掘进工作面边掘边抽利用地面瓦斯抽采泵站两台2BEC72型水环1DN600→〔主管选用Φ630mm*6螺旋焊管1120Φ630mm*61880〕→21208Φ273mm*41300〕→21208顺槽2、抽采管路在向顺槽内延接时在巷道开口点安装瓦斯抽采自动计量装置〔孔板流〔可检测管道负压和瓦斯浓度。管路在分支处安装配套闸阀，在08道起伏，在低洼点设置放水器。321208300mm。四、瓦斯抽采管路的附属装置㈠钻孔与管路的连接装置瓦斯管路的连接装置，包括管路连接头、流量计〔或带检测孔的短接、阀门和高〔或三通〕连接，接头设置阀门，构成瓦斯抽采系统的开端。预抽钻孔与抽采管路连接方式，见图5。5：钻孔与管路连接示意图㈡阀门“MA”标志且适用于煤层瓦斯气的阀门。㈢测压嘴〔检测孔〕度，在管路安装以前，预先安装上。在瓦斯主管、支管和钻孔联接装置上都应设置。检30mm，4～10mm。寻常，将螺栓与螺母上紧，确保与管外空气隔绝，同时常常对螺栓及螺母进展润滑，保证灵敏牢靠。㈣集流器矿井实际，主体局部以Φ32561213说明：

图6：集流器加工示意图①集流器主体为Φ325②安装8闸阀1个〔连接抽放主管用，安装2141〔连接负压表用5〔带检测孔6㈤管路放水器500m出。图7：放水器加工示意图〔DN250〕说明：①以DN250钢管加工，长度为抽放管直径的23mm的钢板封堵；②上部22寸球阀用于放水，4分球阀为进气阀。㈥除渣器 8：除渣装置加工示意图说明：DN250②挡渣用的铜网必需保证结实牢靠；③在底部安装挡板，除渣时翻开，除渣完毕重紧固，确保严密不漏气。1、流量检测装置定，把握每个瓦斯区域的瓦斯流量状况，反映煤层瓦斯涌出规律和计算抽采效果。2、负压检测装置13～25KPa，承受采空区冒落带裂隙带抽采〔或采空区埋管抽放〕5～8KPa右。3、监控设备与检测仪器WGCB2检测。五、安全技术治理措施㈠打钻施工12、打钻人员必需经过正规培训，考试合格持证上岗.3、施工人员必需依据设计参数进展施工，方位、倾角误差±1°。410m准时修理。5、打钻地点必需悬挂甲烷监测传感器或便携式甲烷检测报警仪。6、开头打钻时首先检查工作地点巷道，顶底板及煤帮状况，随时检测瓦斯浓度，0.8%时，马上停顿打钻，并汇报通风调度，待处理前方可打钻。7、钻机运输时，必需捆绑结实，运输中严格遵守《煤矿安全规程》的规定。8、装卸车时，现场人员相互协调，相互照顾，由跟班领导统一指挥。9、钻机移动时，制止无关人员在钻机四周逗留。10、抽采钻孔定位、角度吊挂，必需由专业人员准确完成。11、钻机必需安装平稳、结实，钻进过程中钻机前方严禁站人，以免发生意外。1213、全部电器设备必需完好，班班有专人检查，严禁失爆。人，不准提钻，并马上向矿调度、通风调度及队领导汇报。报调度，听候指挥。调整工具面，使钻孔轨迹沿煤层延长。17、打钻四周必需安设，便于联系。±１ｍ，角度误差不得大于±１°。㈡管路安装可投入使用。1、抽采管路按设计要求安装，做到平、直、稳、严密，统一高度。抽采管路沿巷道侧帮敷设，要求每根抽采管路支撑不少于两处。2、对瓦斯管路必需进展防腐处理，外部涂成黑色以示区分；每根瓦斯管路都进展编号。、管路跨过巷道或硐室时要设龙门。、合理设置三通、阀门，便于连接。5、井下管路应严禁与通讯、动力电缆敷设在一起，以防管路带电。6、连接收路时必需将管内杂物清理干净，胶垫要垫适宜，法兰盘螺丝要上齐全，全部紧固，保证不漏气。7、瓦斯管路铺设地段严禁施工，如确需施工时，必需做好管路保护措施，并与抽8、管路安装时每500㈢泵站和钻孔观测1、瓦斯泵运行后，三班必需设泵站司机，司机必需持证上岗，严格依据抽采泵的安全隐患，准时汇报处理，确认无误前方可开泵，并严格执行现场交接班制度。2、瓦斯泵站必需设一部直通矿调度室的，并有检测瓦斯浓度、流量、抽采负录本要记录齐全、清楚。0.5m³沙箱，全部工作人员必需生疏灭火器材的使用方法。4、每天设专人对抽采系统进展检查，觉察漏气等现象准时汇报处理。5、保证地面抽放系统管路的防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置完好，因井0.7%以下时才准工作。6、地面泵房内设监控分站，并与矿安全监控系统相连，随时对瓦