13209运输巷掘进工作面瓦斯抽放设计.docx

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13209运输巷掘进工作面瓦斯抽放设计

纳雍县恒旺煤矿

13209运输巷掘进工作面

瓦斯抽采设计

编制人：

吴军

工程师：

周训忠

矿长：

陈武忠

编制日期：

2015年6月15日

执行日期：

2014年6月日

13209运输巷掘进工作面瓦斯抽放设计

第一章概况

第一节13209运输巷掘进工作面位置

巷道位于石板坡村，布置在28号煤层,开口点标高+1501，该巷设计全长380米，方位274度。

第二节地质概况

一、巷道煤层及围岩特征、地质构造及瓦斯、水文地质情况

1、煤层赋存特征

28煤层厚1.0—2.2米，平均厚度1.6米，煤层结构较简单，夹矸层，夹矸一般为泥岩，属较稳定性煤层。

煤层直接顶板为粉砂质泥岩，直接底板为粘土岩，煤层为无烟煤，倾角11度。

附煤层特征表。

煤层特征表

二、煤层自燃倾向性、煤尘爆炸性

根据贵州省煤田地质局实验室对恒旺煤矿28号煤层鉴定报告，28煤层煤尘无爆炸性,28号煤层自然倾向性Ⅲ级，属不易自燃煤层。

煤层

编号

煤层厚度

层间距

煤层结构

分布范围及可采性

备注

最小～最大平均（米）

平均（米）

稳定程度

含矸情况

28

1.0-2.2

距31煤层25米

较稳定

1

全部可采

1.6

三、瓦斯

28煤层绝对瓦斯涌出量1.66m3/min。

相对瓦斯涌出量为26.29m3/T。

四、瓦斯突出等参数

根据中国矿业大学2009年10月提交的《恒旺煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》,鉴定矿井+1500m以上没有煤与瓦斯突出危险和恒旺煤矿整合前开采实际状况，本设计对该矿沿煤层走向划分一个水平，水平标高为+1500m。

五、构造

13209运输巷掘进工作面位于石板坡村，倾角7—15°平均11°。

区内地表未发现明显的断裂构造，构造复杂程度属构造简单，区域内无大的断层构造，局部有小的褶皱，倾角变化较小。

六、水文地质

施工区域水文地质条件简单，局部可能存在裂隙水或采空水，因此施工前必须探水，否则不得施工。

七、邻近区域巷道布置情况

巷道布置石板坡村28#煤层中，上方为12806备用采煤工作面，下方矿界，东面为未开拓实体。

第三节通风与安全

1、通风方式

矿井主要通风机的工作方法采用抽出式，掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风，局扇采用FBD№6.0∕2×22对旋风机。

必须双机双电源并自动切换。

2、通风系统类型

采取抽出式通风方式，中央并列式通风系统，即以主、副井进风，回风斜井回风。

主通风机为FBCDZ-6-№17B/2×90型，风量为2034—4518m³∕min。

3、掘进工作面通风线路

新风流：

主、副斜井—机轨石门—1500运输下山—局部通风机压入工作面。

乏风流：

工作面乏风流—13209运输巷掘进工作面—1500下山联络巷—1500回风石门—回风斜井—地面

第二章突出危险工作面的划分

恒旺煤矿中国矿业大学2009年10月提交的《恒旺煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》,鉴定矿井+1500m以上没有煤与瓦斯突出危险，本设计一采区按高瓦斯设计,矿井按煤与瓦斯突出矿井设计。

煤巷施工必须进行突出危险性预测，是在工作面推进过程中进行的，如果K1值和钻屑量在临界指标以上，则该工作面为突出危险工作面，否则为非突出危险工作面。

如果为突出危险工作面，采取防突措施后经检验为无突出危险，但在掘进过程中的下述地点仍划为突出危险区域：

1、13209运输巷掘进工作面掘进时出现预测超标和瓦斯动力现象的，前方及两侧20m范围；

2、掘进时出现的断层落差H=0.5～1m的两侧10m范围；断层落差H=1～2m的两侧20m范围；断层落差H>2m的两边30m范围；

3、掘进过程中，煤层赋存急剧变化时，工作面前方至少20m范围；直至煤层赋存正常为止。

二、掘进方式

13209运输巷掘进工作面采用炮掘方式。

第三章13209运输巷掘进工作面掘进期间抽放设计

一、13209运输巷掘进工作面掘进期间抽放设计

掘进巷道边掘边抽采

边抽边掘瓦斯抽采，每组钻场在煤巷两侧错开布置，其规格为：

长×高×宽=4×2×掘进巷道高度×2.1m，相邻两组钻场之间的间距为50m。

在每一钻场内,沿走向布置4个钻孔,即左、右钻场各4个，孔深不小于80m，，向掘进巷道前方煤层施工呈半扇形钻孔。

抽采钻孔始终保持超前掘进头30米，其优点抽采时不影响掘进，且抽采效果较好，缺点是需掘钻场，增加工程量，每50米布置一个迈步钻场，钻场规格宽2m，长2m，高与掘进巷道相同。

边掘边抽钻孔布置：

在每个钻场内，沿走向布置4个钻孔，即左、右钻场各4个，孔深60-80m左右。

钻孔编号为l#—8#，左边钻场1#、2#、3#、4#钻孔，终孔位置在工作面前方煤层中部，距巷道轮廓线的距离分别为2m、5m、10m、15m，开孔位置距巷道轮廓线的距离在1m以上，每个钻孔终孔水平距离为5m；右边钻场5#、6#、7#、8#钻孔，终孔位置在工作面前方煤层中部，距巷道轮廓线的距离分别为2m、5m、10m、15m，开孔位置距巷道轮廓线的距离在1m以上，每个钻孔终孔水平距离为5m。

该钻孔布置参数在对抽放量、抽放浓度等考察后再进行适当调整。

图3-4-4掘进工作面边掘边抽钻孔布置图

③　钻孔参数钻孔参数见表3-4-2。

表3-4-2边抽边掘钻孔参数表

孔号

与巷道中线夹角（°）

倾角（°）

孔深（m）

开孔位置（m）

距中线

距底板

1

1.0

0.0

≥65

2.1

0.8

2

3.0

1.0

≥65

2.6

0.8

3

6.0

2.0

≥65

3.1

0.8

4

9.0

3.0

≥65

3.6

0.8

5

1.0

0.0

≥65

-2.1

0.8

6

-3.0

-1.0

≥65

-2.6

0.8

7

-6.0

-2.0

≥65

-3.1

0.8

8

-9.0

-3.0

≥65

-3.6

0.8

注：

1、开孔距巷道中线，左为“+”，右为“一”；

2、钻孔方位以巷道中线为参考，左偏角为“+”，右偏作为“一”；

3、钻孔倾角，仰角为“+”，俯角为“一”。

边抽边掘适用于突出矿井的非突出区域或高瓦斯矿井的所有煤层。

④　先抽后掘（之二）钻孔布置：

本抽放方法适用于煤巷或半煤巷掘进。

煤层为倾斜煤层，按距巷道轮廓线上邦15m，下邦10m的控制距离进行布孔，开孔间距为0.5m，孔底间距为5m，各孔长度为65m，掘进停止线距抽放孔底的距离为25m。

（1）掘进局部综合防突措施

①、工作面突出危险性预测：

若预测的指标均小于突出危险性临界值时，则该掘进工作面可在采取安全防护措施的情况下掘进；否则，则该工作面认定为突出危险性工作面，必须采取工作面防突措施，在经效果检验有效后，采取安全防护措施的条件下进行作业。

I、方法：

采用钻屑指标法预测工作面的突出危险性。

II、指标：

K1值、△h2Smax。

钻屑解吸指标临界值表

煤样

K1值

△h2

Smax

突出危险性

干煤

〉0.5

≥200

≥6

突出危险工作面

湿煤

〈0.4

＜200

＜5.4

无突出危险工作面

III、预测设备：

使用QHFZ型手持式风动钻机施工预测钻孔，钻机采用压风供风；使用WTC测定K1值，弹簧秤测定Smax值。

IV、预测钻孔设计在掘进工作面迎头施工3个钻孔，钻孔孔径42mm，孔深10m，钻孔布置如图

预测钻孔布置

预测钻孔参数

钻孔

倾角（°）

水平角（°）

孔深（m）

孔径

（mm）

备注

1

与巷道方向平行

左20±5

10

42

煤层地质条件变化大时，参数可适当调整。

钻孔应尽量布置在软分层中。

2

与巷道方向平行

0

10

42

3

与巷道方向平行

右20±5

10

42

V、预测钻孔要求：

⑴、预测钻孔施工前，掘进单位要清底，货出尽，压风管路接到位，后路必须保持畅通。

⑵、钻孔每施工1m测定该段的全部钻屑量S，每隔2m测定一次钻屑解吸指标。

根据每个钻孔的最大钻屑量Smax和钻屑解吸指标K1、△h2与表1临界值相比较，预测工作面的突出危险性。

⑶、预测钻孔必须按设计施工，不得随意改动，钻孔必须施工到位。

VI、情况判定如掘进中煤层遇到构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入、煤层赋存条件急剧变化或采掘应力叠加，除已经实施工作面防突措施以外，该工作面认定为突出危险工作面并实施相关措施。

如预测指标等于或大于临界值或工作面出现明显的突出预兆或打钻过程中出现钻孔喷孔、顶钻等动力现象，则该工作面认定为突出危险工作面，执行先抽后掘，当瓦斯抽放孔孔内的瓦斯衰减量的衰减值达到规定时方可进行掘进。

先抽后掘适用于突出区域的突出煤层。

图3-4-5掘进工作面先抽后掘钻孔布置图

抽放瓦斯工艺

掘进工作面的布置：

采用迎头长钻孔预抽放、超前钻孔排放等措施预抽。

即在巷道迎头正前方施工直径为75mm、深度不小于65m（两侧短孔约10-20m）的控制范围，超前钻孔控制到巷道50m范围，超前钻孔施工前必须加强工作面支护。

二、封孔方式、材料及工艺

采用水泥沙浆或聚胺脂封孔，孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压中等时，封孔长度为，3-5m，高负压时封孔长度为5-8m；煤层或围岩较为破碎的岩石钻孔封孔长度8-10m，视具体条件以不漏气为准，尽量缩短封孔长度；对煤岩强度不高、封孔深度较长的钻孔采用充填材料封孔，对岩石致密、服务年限不长的钻孔采用机械式封孔器封孔。

（3）设备选型及主要检测仪表

选用ZDY－650型煤矿用液压钻机2台，钻进深度150m，开孔直径φ75mm，终孔直径φ75mm，电机功率18.5kw。

三、抽放方法及管路敷设

13209运输巷掘进工作面瓦斯抽放由地面泵站两台2BEA-303型水环真空泵进行。

抽放管路敷设为：

地面瓦斯抽放泵→回风斜井→井底回风绕道→1500回风石门→1500下山联络巷→13209运输巷掘进工作面

五、抽放钻孔封孔设计

每施工完一个钻孔后，立即进行封孔，封孔方法采用聚氨脂封孔法，封孔长度岩孔5m，煤孔8m，封孔前应将孔内积水、岩屑清理干净，以保证封孔质量，封孔工艺如下：

1、封孔采用专用的倒流封孔管。

2、准备好封孔使用的毛巾布、棉纱（毛巾布要求宽度大于0.5m）、水泥浆或聚氨脂等。

3、采用气动注浆泵进行钻孔的封孔工作。

3、在封孔管的末端和孔口处各使用毛巾布和配制好的聚氨脂药剂进行封堵，在孔口的毛巾布中裹入一根4分钢管，在孔口和封孔管末端的聚氨脂发泡后，方可使用封孔泵通过孔口的4分钢管对钻孔进行封孔。

4、封孔时孔口管外露150mm即可。

5、每施工完一个钻孔立即封孔，并接入抽采系统。

第四章抽放的安全技术管理措施

一、打钻

钻孔施工安全技术措施：

1、打钻地点必须悬挂甲烷监测传感器或便携式甲烷检测报警仪。

2、开始打钻时首先检查工作地点巷道，顶底板及煤帮情况，随时检测瓦斯浓度，当瓦斯浓度超过0.8%时，立即停止打钻，并汇报通风调度，待处理后方可打钻。

3、钻机运输时，必须捆绑牢固，运输中严格遵守《煤矿安全规程》的规定。

4、装卸车时，现场人员相互协调，互相照应，由跟班领导统一指挥。

5、钻机移动时，禁止无关人员在钻机附近逗留。

6、打钻人员必须经过正规培训，考试合格持证上岗。

7、打钻供电线路保护装置，保证性能完好，杜绝失爆。

8、抽采钻孔定位、角度吊挂，必须由专业人员准确完成。

9、钻孔施工中如遇有水或瓦斯大量涌出，要立即停机，切断电源，撤出人员，汇报调度，听候指挥。

10、打钻附近必须安设电话，便于联系。

11、钻孔施工完毕后，派专人对钻孔进行验收，钻孔深度误差不得大于±１ｍ，角度误差不得大于±１°。

区域预抽钻孔施工安全技术措施：

1、施工人员必须认真学习《煤矿安全规程》、《操作规程》和本抽放设计。

2、施工人员必须按照设计参数进行施工，方位、倾角误差

±1°。

3、施工地点10m范围内必须保持清洁，巷道无片帮冒顶现象，发现不安全预兆必须及时维修。

4、钻机必须安装平稳、牢固，钻进过程中钻机后方严禁站人，以免发生意外。

5、施工高仰角钻孔过程中，装卸钻杆时，必须将夹持器卡牢，以防钻杆下滑伤人；

6、所有电器设备必须完好，班班有专人检查，严禁失爆及失爆作业。

7、过程中，如发生钻孔喷气、喷水、喷煤等异常现象时，必须立即停电、撤人，不准提钻，并立即向矿调度、通风调度及队领导汇报。

8、施工时，作业人员必须集中精力，配合得当，由跟班干部统一指挥。

9、所有施工人员必须认真学习《ZDY650型钻机操作规程》。

10、如果遇到钻孔过断层时，根据第一个钻孔探测到的断层情况，及时调整钻孔轨迹。

11、如果施工过程中钻遇底板炭质泥岩，立即停钻后撤，根据钻孔方位、倾角调整工具面，使钻孔轨迹沿煤层延伸。

12、过褶皱时，根据钻机施工能力，适当穿岩层。

13、钻机施工必须制定专门的安全技术措施。

二、管路安装

抽采管路必须严格按标准进行吊挂,由总工程师组织有关单位进行验收,在合格后方可投入使用。

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吊挂，要求每根抽采管路采用吊环吊挂两处。

2、对瓦斯管路必须进行防腐处理，外部涂成红色以示区别；每根瓦斯管路都进行编号。

3、管路跨过巷道或硐室时要设龙门。

4、每一钻孔处必须留有三通、阀门，且三通朝下，便于连接。

5、井下管路应尽量避免与通讯、动力电缆敷设在一起，以防管路带电。

6、连接管路时必须将管内杂物清理干净，胶垫要垫合适，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，必须做好管路保护措施，并与通风区联系，待通风区采取措施后，方可施工。

在瓦斯管路醒目处，揭示警标，内容为“瓦斯管路，严禁碰撞”。

8、管路安装时每500米安装一个支管控制阀门，管路安装时支管路安装监测装置。

三、泵站和钻孔观测

1、瓦斯泵运行后，三班必须设泵站司机，司机必须持证上岗，严格按照抽采泵的操作规程进行操作，在泵运行过程中，若有异常情况，必须立即停止泵的运转，然后汇报矿调度和通风区，若遇其它情况需停泵时，应先请示，征得同意后，方可停泵。

发现安全隐患，及时汇报处理，确认无误后方可开泵，并严格执行现场交接班制度。

2、瓦斯泵站必须设一部直通矿调度室的电话，并有检测瓦斯浓度、流量、抽采负压、流量等必要的仪器仪表；泵站司机每一小时测定一次，并向通风调度汇报，所有记录本要记录齐全、清楚。

3、瓦斯泵前后20ｍ范围内不得有易燃易爆物品，且泵站必须设有４只灭火器和0.5m3黄砂，所有工作人员必须熟悉灭火器材的使用方法。

4、每天设专人对抽采系统进行检查，发现漏气等现象及时汇报处理。

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，因井下管路或地面检修等原因停泵时，及时打开被检修泵的地面放空阀。

检修管路前，必须先检查瓦斯浓度，管路中瓦斯浓度降至0.7%以下时才准工作。

6、地面泵房内设监控分站一台，并与矿安全监控系统相连，随时对瓦斯泵站运行参数进行监控。

泵站司机必须密切注意流量表和压力表的变化，并按时检查瓦斯浓度。

7、安装有孔板流量计的抽采钻孔、抽采管路支管必须设置钻孔观测牌板。

8、每天安排专人测定钻孔及抽采管路支管的抽采参数，并将测定结果填写在钻孔记录牌板和记录本上。

9、钻孔记录牌板要求填写钻孔施工时间、孔号、角度、钻孔长度、孔径（开孔、终孔）、封孔长度、封孔材料、抽采瓦斯浓度、抽采负压、测定时间、抽采量（混合量、纯量）、瓦斯管内、外温度等。

第五章避灾路线

一、避灾原则

水灾：

人员应由低处往高处撤退，找最近的安全出口，但不得进入独头巷内。

火灾、瓦斯煤尘爆炸：

应遵循就近进入新鲜风流巷的原则。

二、避灾路线

最佳避灾路线13209运输巷掘进工作面→1500下山→机轨石门→进风联络想→副斜井→地面