1、花秋二礦11604工作面瓦斯抽采專項設(shè)計 編號：HQEK-FTD-20130705貴州徐礦花秋礦業(yè)有限責任公司11604工作面瓦斯抽采專項設(shè)計 貴州徐礦花秋礦業(yè)有限責任公司花秋二礦防突工區(qū) 二一三年七月1貴州徐礦花秋礦業(yè)有限責任公司11604工作面瓦斯抽采專項設(shè)計1、 工作面概況 1、工作面基本情況11604工作面位于礦井+550水平東一采區(qū)，該工作面西部為副斜井保護煤柱，北為16煤露頭及FJ301斷層，南為未采區(qū)。工作面回采煤層為16煤，工作面走向504m，傾向長147m。 11604工作面工業(yè)儲量160125t，可采儲量136106t，11604工作面計劃7月份開始進行安裝及調(diào)試，計劃20

2、13年8月下旬開始由綜采工區(qū)正式進行回采。工作面設(shè)計采用走向長壁采煤法，綜合機械化采煤工藝，全部垮落法管理頂板。工作面回采期間設(shè)計每日推進1.6m，采高1.6m，日產(chǎn)量557t，循環(huán)率90%。 2、地質(zhì)構(gòu)造及煤層賦存情況11604工作面兩道揭露中小型構(gòu)造較多，其中兩道見落差6m的斷層，對回采工作影響較大。16號煤煤層頂板為粉砂質(zhì)泥巖，深灰色、薄層狀，夾細沙巖條帶，含豆狀黃鐵礦，產(chǎn)植化石；底板為鋁土質(zhì)泥巖，淺灰色、中厚層狀，鮞粒結(jié)構(gòu)，含星點狀黃鐵礦結(jié)核。回采煤層16煤層厚度0.81.6m，平均厚度1.3m，容重1.6t/m³；煤層傾角1620º，平均18º；16煤層

3、與15煤層間距較穩(wěn)定，基本在10m左右。 3、水文地質(zhì)概況工作面水文地質(zhì)條件比較復雜，煤層距下伏茅口灰?guī)r2.03.0左右，該層灰?guī)r是本區(qū)域的主要含水層、溶洞、巖溶裂隙較發(fā)育。16煤是該區(qū)首采工作。根據(jù)瞬變電磁法的觀測，上伏長興組灰?guī)r含水造成巷道施工有較大的困難。二、工作面瓦斯涌出情況來源及分析11604工作面回采期間瓦斯來源主要有本煤層瓦斯涌出、鄰近層瓦斯涌出、采空區(qū)及圍巖涌出等。1、瓦斯涌出量及煤層瓦斯儲量開采煤層16煤瓦斯涌出量按下式進行計算：Q1=K1×K2×K3×m/M(W-Wc) 2-1 Q1開采煤層涌出量，m³/t; K1圍巖瓦斯涌出系數(shù)，K

4、1取值范圍為1.1-1.3，根據(jù)AQ1028-2006礦井瓦斯涌出量預測方法要求K11.3；K2工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，用工作面回采率的倒數(shù)計算，即K2=1/，為工作面回采率，按照設(shè)計11604工作面回采率為0.95，故K2=1.05；K3準備巷道預排瓦斯影響系數(shù)，K3(L-2h)/L，L為回采工作面長度，取147m，h為巷道預排瓦斯帶寬度，取10m，故K3=0.87；m開采煤層厚度，取1.5m；M工作面采高,取1.8m；W煤層殘余瓦斯含量，根據(jù)沈陽煤科院提供11604工作面區(qū)域預測報告，煤層最大瓦斯含量為7.8m³/t；Wc煤層落煤之后殘存瓦斯含量，因無實測值，故按AQ1028-2

5、006礦井瓦斯涌出量預測方法取值Wc=2.5m³/t；數(shù)據(jù)代入式2-1，可計算出11604工作面開采煤層瓦斯涌出量Q1=5.81m³/t。2、鄰近層瓦斯涌出量計算臨近煤層瓦斯涌出量可按下式計算，多個臨近層計算后相加。Q2=( Woi-Wci)×mi/M×Ki 2-2Q2鄰近煤層瓦斯涌出量，m³/t；mi第i個鄰近煤層的厚度，m；M工作面采高，m；Woi第i個鄰近煤層的瓦斯含量，m³/t；Wci第i個鄰近煤層的殘存瓦斯含量；Ki第i個鄰近煤層受采動影響的瓦斯排放率，可用下式計算：Ki=1-hi/hphi第i個臨近層與開采層之間的垂直距離

6、，mhp受開采層采動影響，臨近層能向工作面涌出卸壓瓦斯的巖層破壞范圍m，上臨近層hp取35-60m,故hp取50m。由于煤層賦存不穩(wěn)定，將11604工作面附近的J401、J502、J503、檢1號鉆孔煤層厚度平均得到15煤厚度為1.2m，可計算出11604工作面回采時上鄰近煤層的15煤瓦斯涌出量Q鄰為9.9m³/t。3、采空區(qū)及圍巖瓦斯涌出量采空區(qū)及圍巖中瓦斯涌出量按照工作面總瓦斯涌出量的30%計算，則可以得出采空區(qū)及圍巖中瓦斯涌出量為6.73m³/t。11604回采工作面瓦斯涌出量根據(jù)Q采=Q1+Q2+Q圍計算，則16煤工作面回采時相對瓦斯涌出量預計為22.44m

7、9;/t。按11604工作面每月生產(chǎn)2.4萬噸，則工作面絕對瓦斯涌出量為12.47m3/min。4、 工作面煤層瓦斯儲量 根據(jù)11604工作面煤炭儲量可由下式計算出該面煤層瓦斯儲量： Q氣= Q煤×W×K Q氣煤層瓦斯儲量，m³。 Q煤煤層儲量，t。根據(jù)地質(zhì)部門提供回采說明書，取160125t W煤層瓦斯含量，m³/t。根據(jù)花秋二礦安全專篇說明16煤層瓦斯含量為4.4516.92m3/t，平均11.52m3/t。 K圍巖瓦斯涌出系數(shù)，取1.05。 所以Q氣=160125×11.52×1.05=1936872m3根據(jù)計算11604工作面

8、16煤瓦斯儲量為1936872m3三、抽采系統(tǒng)設(shè)計（二）、抽采方法及鉆場、鉆孔設(shè)計 11604工作面經(jīng)沈陽煤科院進行區(qū)域預測，結(jié)果為無突出危險性。但為加強瓦斯綜合治理，確保抽采達標和工作面的回采。綜合考慮確定采用順層抽放和高位抽放的抽采方法。1、順層抽放1604工作面區(qū)域預測結(jié)果雖為無煤與瓦斯突出危險區(qū)，但為確保11604工作面的安全回采，回采前在11604兩道施工順層鉆孔預抽本煤層瓦斯，鉆孔設(shè)計在11604軌道順槽施工52米，共計107個孔；11604運輸順槽施工91米，共計100個孔。鉆孔施工時按排間距5米進行施工，施工時采用K4鉆機配套直徑89mm鉆頭進行施工，施工時采用由切眼向外到退式

9、施工，施工完畢后及時進行聯(lián)網(wǎng)抽放。（鉆孔布置示意圖見附圖：11604工作面順層鉆孔布置圖）2、高位抽放為更好的治理11604回采期間采空區(qū)的瓦斯治理，防止瓦斯超限，設(shè)計在11604從切眼向外100米處開始在11604軌道順槽每隔100米施工1個高位鉆場，回采期間進行高位抽放。根據(jù)回采工作面布置情況，設(shè)計在11604軌順共布置5個高位鉆場，鉆場布置參數(shù)如圖a所示。每個高位鉆場內(nèi)設(shè)計布置810個鉆孔，鉆孔終孔位置位于采空區(qū)冒落帶與裂隙帶之間，根據(jù)16煤的開采厚度1.6米，裂隙帶的高度在10.5米至19.5米之間，故鉆孔終孔點也要高于工作面頂板10.5米至19.5米，施工完鉆孔后，立即封孔聯(lián)網(wǎng)抽放。

10、（鉆孔布置詳見附圖六：11604工作面高位抽放設(shè)計圖） 圖a、 11604軌道順槽高位鉆場斷面圖3、采空區(qū)埋管抽放法 在11604工作面的軌道順槽上幫敷設(shè)一趟瓦斯抽放管，抽放管路直徑為250mm。隨著工作面的推進，瓦斯管道一端逐漸埋入采空區(qū)，瓦斯抽放管路每隔一定距離設(shè)一個三通，抽放支管從三通接入采空區(qū)，進入采空區(qū)的支管采取直徑為108mm的鐵皮管，鐵皮管上每隔24米布置一個異徑三通，以利于埋管抽放瓦斯效果。如圖2所示。 （二）、抽放系統(tǒng)設(shè)計 1、 地面永久瓦斯抽放系我礦已經(jīng)按要求建立滿足瓦斯抽采需求的地面永久瓦斯抽采系統(tǒng)，地面抽放泵站安裝抽放泵4臺，分別為高低負壓兩套抽放系統(tǒng)，每套抽放系統(tǒng)分別

11、配備兩臺水環(huán)式真空抽放泵，一臺日常運行，一臺備用。詳細技術(shù)參數(shù)見下表。 低負壓瓦斯抽放泵技術(shù)特征表設(shè)備名稱1#低負壓瓦斯抽放泵最大軸功率350KW規(guī)格型號2BEY62最大供水量30.9 m3/min抽氣量330m3/min軸密封型式填料密封生產(chǎn)廠家揚州長江水泵有限公司旋轉(zhuǎn)方向（從被驅(qū)動端看）順時針極限真空高度160hPa額定轉(zhuǎn)速330r/min配套電機型號YB560S2-4配套電機功率400KW配套電機額定電壓10KV配套減速機FLANDER:H1SH09減速機i1:05 高負壓瓦斯抽放泵技術(shù)特征表設(shè)備名稱3#高負壓瓦斯抽放泵最大軸功率195KW規(guī)格型號2BEY50最大供水量18.3 m3/m

12、in抽氣量185 m3/min軸密封型式填料密封生產(chǎn)廠家揚州長江水泵有限公司旋轉(zhuǎn)方向（從被驅(qū)動端看）順時針極限真空高度160hPa額定轉(zhuǎn)速330r/min配套電機型號YB450S3-4配套電機功率250KW配套電機額定電壓10KV配套減速機FLANDER:H1SH07減速機i01:05.2.11604工作面抽放系統(tǒng) 2.1、抽放管路管徑的選擇 D瓦斯管內(nèi)徑，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計算: q= 式中 q預抽期間平均瓦斯抽采量，m3/min； K鄰近層和圍巖瓦斯儲量系數(shù)，K=1.1； L1工作面長度，m；取143m L2工作面平均走向

13、長度，m；取504m M煤層平均厚度，m；1.6m 煤的視密度，t/m；1.50t/m³ X煤層瓦斯含量，m3/t；取11.52m³/t 瓦斯預抽率，；根據(jù)瓦斯抽采基本指標要求不低于30%，取40%。 t預抽時間，年。抽放時間計劃為4個月，即0.3年。經(jīng)計算瓦斯管平均流量為5.6m³/min 方能滿足抽放需求。 V瓦斯管中的平均流速，一般取V=515m/s，取10m/s。經(jīng)測算D=0.11m，即11604軌順兩道抽放管路選型時管路內(nèi)徑不能低于0.11m方能滿足抽放需求。 2.2、管路摩擦阻力計算抽采管路的摩擦阻力與管路的流量、長度、內(nèi)徑等參數(shù)相關(guān)，其中的管路長度應

14、考慮最不利情況。 H摩管路的摩擦阻力，Pa;L管路長度，m; 取1500m；K與管徑有關(guān)的系數(shù)，根據(jù)管徑取0.71；D瓦斯管內(nèi)徑，25cmQ抽采混合量，m³/h; 336m³/h混合瓦斯對空氣的密度比，取0.866；根據(jù)計算得出管路摩擦阻力為207.5 Pa。綜合考慮，以及根據(jù)安全、經(jīng)濟的原則和管路計算結(jié)果。11604工作面抽放管路設(shè)計選用250mm礦用抗靜電阻燃復合管，該管路抗靜電、阻燃效果好；耐腐蝕性、使用壽命長，且易操作、裝卸轉(zhuǎn)運方便安全性能好。管路具體鋪設(shè)延接線路如下：軌道順槽：回風井（630mm）11604軌順專用回風巷11604軌道順槽 11604工作面切眼上口

15、（根據(jù)實際情況每隔一定距離加設(shè)三通和放水器）。運輸順槽：回風井（630mm）1103下底抽巷專用回風巷1102下底抽巷11604運順聯(lián)絡巷11604運輸順槽11604工作面切眼下口。（根據(jù)實際情況每隔一定距離加設(shè)三通和放水器）。3.瓦斯抽采監(jiān)測、計量裝置11604工作面抽放系統(tǒng)安裝完畢后，在停采線以外（鉆孔施工位于停采線以里）250mm抽放支管上選取適當位置安裝瓦斯抽采計量裝置。抽采計量裝置由通風工區(qū)與防突工區(qū)合作安裝。設(shè)計采用WYS型管道氣體多參數(shù)監(jiān)測計量裝置。（三）、抽采系統(tǒng)的維護及抽采參數(shù)觀測1、11604工作面抽放系統(tǒng)安裝完畢后，防突工區(qū)每天安排專人進行巡檢維護，發(fā)現(xiàn)管路漏氣、松動時要

16、立即處理。2、鉆孔施工結(jié)束進行聯(lián)網(wǎng)抽放后，由通風工區(qū)對每個抽放鉆孔實行掛牌管理。在每個鉆孔抽放分支上懸掛觀測牌板，牌板上要填寫清楚鉆孔施工參數(shù)、瓦斯?jié)舛取⑾嚓P(guān)責任人等。（觀測臺賬見附表一）3、由通風工區(qū)負責每周對11604工作面瓦斯抽放參數(shù)進行一次測定，測定每個抽放鉆孔的瓦斯?jié)舛取⒇搲旱龋_保實時、動態(tài)掌握抽放參數(shù)并做出合理調(diào)整。4、防突工區(qū)每天安排專人對11604工作面抽放系統(tǒng)進行放水管理，放水器上懸掛放水器管理牌板、放水人員放水后進行填寫。放水結(jié)束后，上井填寫抽放系統(tǒng)巡檢記錄。（巡檢臺賬見附表二）四、安全技術(shù)措施（一）、鉆孔施工安全技術(shù)措施1、所有施工人員必須參加工前會，認真學習安全技術(shù)措

17、施，施工負責人明確分工，提前做好一切準備工作，并持證上崗。并由班長或指派班內(nèi)骨干人員進行現(xiàn)場施工。2、鉆孔施工處必須選在頂板完好、無漏頂或片幫現(xiàn)象，杜絕施工期間出現(xiàn)冒頂和片幫事故。3、鉆機安裝、拆除時必須安排專人統(tǒng)一指揮，協(xié)調(diào)一致，避免傷人；穩(wěn)固鉆機時，壓戧柱必須齊全、升足勁，防止鉆機歪倒傷人。4、鉆機安裝好以后，由鉆機維護員進行鉆機試運行，試運行正常后交由鉆機操作手進行鉆孔施工。5、現(xiàn)場施工負責人必須安排專人對鉆機的液壓、電動系統(tǒng)進行全面檢查，確保液壓系統(tǒng)暢通，零部件齊全，高壓管路連接緊湊，電氣設(shè)備完好，無失爆現(xiàn)象，鉆機搭火和甩火必須由專職電工進行。6、鉆機操作必須由經(jīng)過培訓合格的鉆工擔任，

18、每班鉆機第一次運轉(zhuǎn)前，必須將鉆機各個系統(tǒng)全面檢查，再進行空轉(zhuǎn)，確認無問題后方可正式運轉(zhuǎn)。7、每個鉆孔開孔時，要緩慢進行，待鉆頭對準孔位進入巖體實茬后，再以正常鉆速進行鉆孔施工。開孔參數(shù)一定嚴格按照設(shè)計圖紙或鉆孔施工說明進行。8、施工期間，必須用手拉葫蘆將鉆機固定好，手拉葫蘆的上端必須固定在巷道上方的專用起吊錨桿上，然后再松開鉆機固定螺絲，施工時，設(shè)專人監(jiān)護，作業(yè)人員在鉆機兩側(cè)進行工作，以防突然下滑傷人。9、鉆機操作時，鉆機司機必須集中精力，謹慎操作；操作過程中，必須密切關(guān)注壓力表的變化、鉆進速度等。10、鉆進過程中，現(xiàn)場負責人必須隨時注意巷道頂板和巷幫狀況，如發(fā)現(xiàn)頂板有掉渣、壓力增大等冒頂征兆

19、時，必須立即停止作業(yè)，撤出人員，并向礦調(diào)度室和防突值班室匯報，待處理完后方可恢復作業(yè)。11、施工地點必須懸掛瓦斯便攜儀，只有在瓦斯?jié)舛刃∮?.8%的情況下，方可施工。12、換接鉆桿時，必須檢查鉆桿是否透氣，絲口是否完好。13、斜巷施工時，鉆機固定要穩(wěn)固可靠，下坡側(cè)嚴禁站人。14、鉆機施工時，嚴禁非作業(yè)人員在現(xiàn)場逗留。15、鉆進過程中，必須設(shè)專人觀察孔口排渣情況。若排渣不暢時，必須及時檢查排渣系統(tǒng)。16、鉆進過程中，必須有人專門對各種參數(shù)進行記錄，記錄數(shù)據(jù)必須真實、準確。17、每班施工結(jié)束后，施工負責人必須安排專人清理施工現(xiàn)場，及時排水，不得影響質(zhì)量標準化文明生產(chǎn)。18、由機運工區(qū)派人員對巷道內(nèi)

20、所有機電設(shè)備及設(shè)施進行防爆檢查，杜絕失爆，防止瓦斯涌出發(fā)生事故。19、其他未盡事宜嚴格按煤礦安全規(guī)程和防治煤與瓦斯突出規(guī)定執(zhí)行。（二）、管路及附屬設(shè)施安裝、維護安全技術(shù)措施1、施工前要將安裝管路運輸至安裝地點并碼放整齊，施工前準備好施工時所需的設(shè)備、工具等。 2、管路安裝吊掛前若需施工吊掛眼必須要做到以下要求： 打眼前必須對風水管路、零部件、操作手把等全面進行檢查，確無問題后方可打眼。 打眼時要密切注意兩幫及頂板情況，發(fā)現(xiàn)問題必須立即停鉆處理。 打鉆眼時要盡量保持風鉆不上下、左右晃動，以保證鉆進方向；鉆桿下方不得站人，以免斷釬傷人。 使用風鉆鉆完眼后，將風鉆撤出作業(yè)地點，將風水管閥門關(guān)閉，軟管

21、盤放整齊。3、原則上抽放管路不準與電纜同幫吊掛。但受現(xiàn)場實際情況的影響11604運輸順槽設(shè)計安裝在巷道左幫，安裝時抽放管路必須盡量擦巷道頂板吊掛，管路離巷道頂板距離不得大于0.3m。4、登高作業(yè)時，必須有專人監(jiān)護，專人扶梯，確保作業(yè)人員安全。5、管路安裝要平、直，上下山自然過渡，坡度一致。 6、施工過程中，帶班長、安全員必須現(xiàn)場指揮，帶班長負責管路安裝的質(zhì)量必須符合標準，安全員負責現(xiàn)場的安全工作，施工人員必須聽從指揮，嚴格按規(guī)定施工。7、嚴禁作業(yè)人員騎在管路上作業(yè)。 8、每次工作前及作業(yè)過程中，瓦斯員要檢查作業(yè)地點附近20米范圍內(nèi)的瓦斯情況，若瓦斯?jié)舛冗_到1%，要停止作業(yè)，采取措施并向調(diào)度室匯報，確保瓦斯?jié)舛冉档?%以下時方可工作。9、管路安裝過程中，要注意對風筒的保護，損壞風筒時要及時匯報聯(lián)系通風工區(qū)人員進行處理。10、管路吊掛過程中需要使用手拉葫蘆等輔助工具時，吊掛點必須選擇在牢固的地點上。11、安裝過程中要在巷道低洼地點加設(shè)放水裝置。12、管路安裝完畢后，防突工區(qū)每天安排專人進行巡檢維護，發(fā)現(xiàn)管路漏氣、松動時要立即處理。13、防突工區(qū)每天安排專人進行放水管理，放水器上懸掛放水器管理牌板、放水人員放水后進行填寫。放水結(jié)束后，上井填寫抽放系統(tǒng)巡檢記錄。14、管路安裝完畢后，要對管路進行編號管理。（二）、泵站管理1、泵站司機必須由經(jīng)過培訓，考試合格的人員擔任，并持