21206采煤工作面瓦斯抽采设计.doc

金沙县新化乡金凤煤矿

21206回采工作面瓦斯抽放设计

编制单位：
编 制 人：
总工程师：
矿 长:
编制时间:2015-03-15

会审记录表
规程﹙措施﹚名称
金沙县新化乡金凤煤矿
21206回采工作面瓦斯抽放设计
主持人

记录人

会审时间

参加会审人员签字
编 制 人

安全矿长

施工队长

机电矿长

通防副总

生产矿长

总工程师

矿 长

会审意见:

12 / 17
21206回采工作面瓦斯抽放设计

一、编制目的 1
二、编写依据 1
三、工作面煤层、瓦斯、地质构造等基本情况 1
1、工作面布置情况 1
2、工作面地质构造概况 2
3、工作面煤层情况及顶底板岩性概况 2
4、工作面瓦斯概况 2
四、瓦斯抽采钻孔设计 2
1、上隅角瓦斯抽放 2
2、顺层钻孔 3
五、瓦斯抽采钻孔施工 4
1、施工设备 4
2、钻孔工程量 4
3、进度计划 4
4、施工要求 4
六、瓦斯抽采 5
1、瓦斯抽采系统 5
2、封孔 6
3、抽放管 7
4、有效预抽时间 7
七、抽放量及抽放效果预期 7
1、瓦斯抽放量 7
2、预期效果 7
八、组织管理 7
1、准备工作： 8
2、钻进安全技术要求 10
3、机电管理 11
4、安全防护措施 12
5、避灾路线： 12

21206回采工作面瓦斯抽放设计
一、编制目的
为了贯彻《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》相关内容，结合矿井实际情况，编制了21206采回工作面瓦斯抽放设计。
二、编写依据
1、《煤矿安全规程》
2、《防治煤与瓦斯突出规定》
3、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》
4、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）
5、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）
6、毕节市安全生产委员会《毕节市安委会关于加强煤矿安全生产关键环节管控的通知》（毕安委［2015］1号）及《金沙县安全生产委员会办公室关于转发市安委会关于加强煤矿安全生产关键环节管控的通知》（金安委办［2015］）3号文。
7、其他相关规定及标准
三、工作面煤层、瓦斯、地质构造等基本情况
1、工作面布置情况
21206回采工作面位于二采区回风上山南翼，西邻21208采空区；东邻21204工作面，为未开采区；南翼为矿井边界。工作面走向长1050m，倾斜长142ｍ，回采面积149100ｍ2，工作面标高+1250.8～+1289.5m；本面与上覆C9煤层间距约40m，C9煤层已开采。
2、工作面地质构造概况
金凤煤矿区，所处区域构造位置为，扬子准地台——黔北台隆——遵义断拱——毕节北东向构造变形区，禹谟复向斜北西翼中的微波穹隆状褶皱部位，该构造变形区内，大多数褶皱呈向南东方向凸出的弧形，北段轴向近南北，南段轴向近东西，既有排列轴近于南北的纵排，也有排列轴近东西的横排。展示为一“多”字型区域构造图象，该矿区就是属于纵排的穹隆形微波状褶皱，岩层产状变化大，倾角平缓一般3～6度，矿区中部偏北西处，岩层产状为450/20、南西方向处产状为150/20，矿区东部岩层产状为1100/50。煤层与岩层产状一致，未发现断层等断裂构造，无岩浆岩活动和变质作用，矿区地质构造简单。
矿区内构造复杂程度属简单类型。
3、工作面煤层情况及顶底板岩性概况
本工作面煤层倾角2—6°，属于近水平煤层。煤层厚度1.4～1.8m，煤层顶、底板岩性主要为粘土岩、砂质粘土岩、细砂岩、石英砂岩等。煤层直接顶、底板均为簿—中厚层粘土岩，均为软质岩组，遇水易软化。此外，顶、底板岩层中发育有多组裂隙，岩体结合力差，岩层稳固性差。
4、工作面瓦斯概况
21206采煤工作面煤层残余瓦斯含量最大值为4.656m3/t，回采期间预计工作面绝对瓦斯涌出量为1m3/min左右，工作面位于无突出危险区。
四、瓦斯抽采钻孔设计
该工作面瓦斯涌出主要来源为本煤层的瓦斯涌出与开采后邻近层卸压瓦斯，根据以往工作面瓦斯治理经验，将对该面采用上隅角瓦斯抽放煤层顺层钻孔相结合的综合治理方法。
1、上隅角瓦斯抽放
采用直径为160mm抽放管抽放上隅角采空区内的瓦斯。
2、顺层钻孔
（1）在21206工作面上下巷布置顺层抽放孔进行预抽回采区域煤层瓦斯。采用Φ75mm钻孔，顺层钻孔开孔高度1m，钻孔间隔为5m，孔深125米。共计钻孔总数设计为210个。由通防队负责现场标定钻孔位置，钻孔由里向外施工，钻孔布置见附图：
21206采煤工作面区域防突抽放钻孔设计图。

表1 钻孔参数表
参数

巷道名称
开孔位置
与巷道夹角
( 。)

钻孔倾角
( 。)
钻孔间距
（m）
钻孔深度
(m)
钻孔直径
（mm）
备 注
21206运输巷
距底板1m
90
＋3
5
125
75
煤层倾角3°
（2）钻孔工程量预计26250米。
五、瓦斯抽采钻孔施工
1、施工设备
矿井现配有多台液压钻机，本工作面选用ZDY-650型钻机，钻径为Φ75mm，钻长150m 、电机功率15KW，打钻施工供水利用井下防尘洒水管路，静压水头直接供水。
2、钻孔工程量
顺层钻孔工程量为26250m。
3、进度计划
本煤层顺层钻孔施工时间定为2015年3月份至2015年4月，根据工作面生产情况的变化，施工时间可做适当调整。
4、施工要求
（1）施工人员必须严格按设计要求施工，如有特殊情况需改变设计时，必须经通风科决定。
（2）施工人员必须熟悉钻孔设计要求和有关安全技术措施。
（3）打钻前首先必须检查施工地点的支架、顶板等情况，必须由班长或有经验的老工人负责找掉活煤活砟，以免片帮伤人。
（4）钻场所有电器设备必须上台挂牌管理，电缆吊挂整齐，物品码放整齐，确保电器设备完好、防爆。
（5）钻机工必须对所使用的各种设备性能进行全面了解、检查，按要求进行操作，严禁违章操作。
（6） 钻机工必须能处理施工过程中的临时故障，在施工和处理故障时，必须明确1人专门负责安全工作。
（7）钻机工在架设钻机之前，必须保证设备处于安全位置，钻机必须安设牢固，不具备安全生产条件，严禁施工。在安设过程中必须保证钻机及附属设备垫平、稳定、牢固、安全。
（8）必须执行现场交接班制度，交接时，必须把当班工作情况及发现的问题向下一班交代清楚。
（9）施工时当瓦斯浓度超过0.8%时，停止作业；当瓦斯浓度超过1.0%时，所有人员撤离至新鲜风流中，并及时汇报调度室。在瓦斯浓度低于0.8%时才可继续作业。
六、瓦斯抽采
1、瓦斯抽采系统
金凤煤矿在地面工业广场设置永久瓦斯抽放站，现分高低负压抽放，高负压抽放系统抽放泵选用2BEA-253型水环式真空泵各2套，功率55KW（其中各1套备用），转速590r/min，最大抽气量30 m3/min，极限真空33hpa；低负压系统抽放泵选用2BEC-42型水环式真空泵各2套，功率160KW（其中各1套备用），转速390r/min，最大抽气量126 m3/min，极限真空0.016Mpa，满足低负压系统抽放要求。
低负压瓦斯抽放系统主要承担抽采面采空区缷压瓦斯，采用埋管或高位抽放；高负压瓦斯抽放系统主要承担采煤工作面顺层区域钻孔及掘进工作面瓦斯抽放钻孔的封孔抽放。
抽放线路：
①地面瓦斯泵站→回风立井→总回上山→二采区回风上山→21206回风巷。
② 地面瓦斯泵站→回风立井→总回上山→二采区回风上山→21204回风巷→联络巷→21206运输巷
各瓦斯管路连接均采用螺栓紧固法兰盘连接方式，中间夹橡胶垫圈，21206工作面采用本煤层抽放、上隅角瓦斯抽放，在上巷铺设一趟瓦斯管路，下巷铺设一趟抽放管路。
2、封孔
钻孔采用聚氨酯封孔材料，在钻孔内8.0m～10m深度处封孔。确保在抽放瓦斯负压13KPa下，钻孔密封严实不漏气。钻孔封好后用弹簧管将钻孔内的套管与抽放主管路混合器连接好，每个钻孔与混合器之间设流量计、测气嘴、闸门等，抽放管路沿途设放水器及放碴器，以免煤层内的水、碎煤等进入抽放管。
图二　 聚氨酯缠药方法及封孔管结构示意图

1— 集气孔段; 2—聚氨酯封孔段; 3—水泥砂浆封孔段; 4—套管
3、抽放管
按照矿井瓦斯抽采工程设计，矿井瓦斯抽放主管管径为315mm，干管管径为200mm，均采用PVC管。矿井目前的瓦斯抽放系统已完善，且铺设到各采掘工作面迎头，21206采面采用管径为160mm的管路,钻场内的抽放管径为50mm。
4、有效预抽时间
矿井瓦斯抽采钻孔按照“打一个、封一个、抽一个”的管理原则，一般情况下，采煤工作面预抽煤层瓦斯时间不少于1个月。
七、抽放量及抽放效果预期
1、瓦斯抽放量
根据临近面21208工作面的瓦斯情况、风排瓦斯情况、综合瓦斯涌出情况，预计21206工作面的绝对瓦斯涌出量在1m³/min左右，工作面风量500m³/min以上，平均瓦斯浓度0.2％左右。
2、预期效果
（1）工作面瓦斯抽采率在50％以上。
（2）工作面残余瓦斯量降到4.0m³/t以下。
（3）工作面瓦斯浓度降低到0.2％以下。
八、组织管理
1、矿长对工作面瓦斯抽采负全面责任。
2、矿总工程师负责组织相关单位对抽采设计进行会审。
3、生产矿长与防突队长负责组织落实瓦斯抽采工作。
4、安全矿长负责监督检查瓦斯抽采工作的执行落实情况
5、安全科负责编制抽采设计，会审后报送生产单位、技术科、通风区、调度室、安全科、防突队等相关单位和有关领导，并负责监督抽采设计的现场落实，根据现场条件及时修改抽采设计。瓦斯实验室负责落实测定煤层瓦斯含量及抽放后残存瓦斯含量。
6、调度室负责瓦斯抽采设计落实过程中的全面协调等。
7、安全科负责对瓦斯抽采设计的落实情况进行检查和监督。
8、防突队负责瓦斯抽采钻孔施工，瓦斯抽放管路维护、瓦斯抽采参数测定。
9、通风区负责对工作风量、瓦斯浓度等进行监测，计算风排瓦斯量。
10、单位技术员负责向本单位干部、职工贯彻抽采设计，贯彻后必须进行考核，合格者方可上岗。
11、队跟班领导负责当班的安全工作，是监督检查瓦斯抽采施实情况的第一责任人。到岗后首先要查看工作面执行情况，在设计没有落实的情况下，不得擅自指挥生产。
九、施工安全技术措施：
1、准备工作：
（1）钻机运输及拆装：
①钻机在地面装运过程中，由钻机队人员用手葫芦，利用起重钢梁将钻机吊起装入平板车。然后用螺丝将钻机大件固定在平板车，并使用不小于6分的钢丝绳将钻机大件绑紧摽牢，经检查没有隐患时方可入井。
②大巷运输过程中由运输队负责向里运送，在运送前，钻机人员应再一次检查平板车的捆绑钢丝绳是否牢固，确保安全。在运送过程中，严禁任何人乘坐平板车。
③在斜巷运输前，钻机人员必须首先检查绞车的固定，钢丝绳勾的安好状况，发现隐患及时处理；在斜巷运输过程中，要严格执行“行车不行人，行人不行车”定，钻机平板车两侧及下方严禁站人，并使用好“一坡三档”。
④将钻机运送到安全地点，从平板车卸下之前，首先检查安装地点的顶板及两帮的不安全因素，必须进行处理；在起吊前必须检查起吊锚杆的牢固性及导链的可靠性，有无退扣，滑链现象，保证导链完好，严禁用其他物品代替起重梁；起吊过程中必须由专人统一指挥，除起吊人员外其他人应远离钻机，在落下过程中应缓慢下放，下放时严禁用手托；钻机在拆卸过程中，应拆卸成几个部分，钻机的大件用平板车运送，装车过程中，要使用手拉葫芦配合起重锚杆起吊，严禁人工硬抬硬扛。
（2）抽放管路的运输及安装：
① 软质管或较短管材、配件可装矿车运送；凡矿车装不下的管材均装叉车运送。管材的装载高度不准超出矿车或叉车两帮高度，并要捆绑牢固。
②斜巷运输时严格执行斜巷运输管理规定。
③管材、物料运到现场后，应放在指定地点，堆放整齐、牢稳，不得妨碍行人、运输和通风。
④安装管路前，应根据管路的安装用途和施工场所的条件要求，带齐所需用具；安装前应详细检查管材质量，有无堵塞物，管盘完好，配件齐全。
⑤拆接管路时，施工人员要相互配合，两人托住管子，一人拆、紧螺丝。
⑥管路要托挂或垫起，吊挂要平直，拐弯处设弯头，不拐急弯。管子的接头接口要拧紧，用法兰盘连接的管子必须加垫圈，做到不漏气、不漏水。
⑦敷设瓦斯抽放管路时，要严格按设计线路及要求施工，并按要求安齐人工或自动放水装置。
2、钻进安全技术要求
（1）钻孔施工中，班长为当班安全第一责任人，每班开工前必须进行安全三确认，发现异常情况及时处理并汇报。
（2）所有钻机工必须持证上岗，穿戴整齐利落、衣襟、袖口、裤脚必须束紧，施工进程中严格按《井下钻探操作规程》操作，坚守岗位。
（3）检查钻头旋转方向，经空载运转没有异常现象时，方可装上钻头开孔钻进。开孔时要缓慢钻进，要保护好钻头。
（4）在施工进程中，瓦斯检查员检查钻场现场风流中瓦斯浓度，同时班长将所带瓦斯便携仪悬挂在施工钻孔上方偏下风口0.5m位置，当瓦斯浓度达到0.8%时，必须停止打钻作业，切断电源，采取有效措施处理。
（5）在钻进过程中若出现煤岩破碎、漏水、瓦斯涌出量突然增大或由于孔内瓦斯高而出现顶钻等现象，要立即停钻，汇报调度室查明原因，并积极采取有效措施，待现象解除后方可继续进尺，防止孔内事故的发生；
（6）打钻人员要精力集中，认真操作，防止孔内、机械和人身事故的发生，每班开工前要检查机械设备是否正常，发现有螺丝松动或零件松动应及时处理，以免造成重大机械事故；
（7）钻孔要按钻孔质量标准化要求施工，钻具摆放整齐，钻场环境清洁。
（8）接送钻杆人员必须站在钻机的两侧接送钻杆，以防发生顶钻伤人事故。
（9）在钻进过程中钻机班长要随时注意观察各压力表的读数变化，发现异常及时处理。
（10）现场交接班时，必须把当班工作情况及隐患交代清楚。
3、机电管理
（1）供电设备线路中，各种保护必须齐全、灵敏可靠，设备放置合理、平稳；电缆吊挂整齐，开关上架，电气设备实现“三无”，杜绝“失爆”；认真管理好各种机电设备，检修制度化，维护正常化。
（2）接地系统必须完善，接地极、接地线符合规定，严禁使用铝接头连接地线，严禁串联接地。
（3）处理机电设备、线路故障时，必须切断上级电源，开关打到停止位置并加闭锁，悬挂“有人工作，严禁送电”的停电牌，用同电源电压相适应的验电笔验电，处理好后方可送电，必须坚持“谁停电，谁送电”的原则。
（4）对所有机电设备进行完好及防爆检查；大班电工每天检查一次。
4、安全防护措施
（1）所有施工人员必须随身佩戴隔离式自救器。
（2）钻场附近10m范围内必须有一组压风自救系统，且至少能满足5—8人同时使用。
（3）瓦斯浓度达到0.8％或二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止打钻；电动机及其开关附近20米以内风流中瓦斯浓度达到0.8％时，必须停止运转，撤出人员，切断电源，进行处理。
（4）钻场附近必须有电话。
5、 避灾路线：
A：21206回风巷作业点
（1）瓦斯、火灾避灾路线：21206回风巷→联络巷→21208运输巷→二采区轨道上山→井底车场→主斜井升井。
（2）水灾避灾：21206回风巷→二采区回风上山风→总回上山→地面。
B：21206运输巷作业点
（1）瓦斯、火灾避灾路线：21206运输巷→二采区轨道上山→井底车场→主斜井升井。
（2）水灾避灾：21206回风巷→联络巷→21204回风巷→二采区回风上山风→总回上山→地面。
其它严格按《钻探操作规程》、《煤矿安全规程》、《防治水规定》、《防治煤与瓦斯突出规定》及有关规定执行。