3切眼巷瓦斯抽放设计

1、桐梓县众源煤矿1032 切眼巷掘进工作面瓦斯抽采工程设计说明书矿 长：安全矿长：生产矿长：通防矿长：机电矿长：技术负责人：编 制：2018年 11月 3 日1 / 19一、概 述 桐梓县官仓镇众源煤矿为整合煤矿，原桐梓县官仓镇锦洁煤矿朝锦煤矿 整合而成，属私营小型煤矿，设计生产能力 15 万 t/a。矿井走向长 2300m,倾斜宽 900m，井田面积 0.9357km2,开采标 高：+1050m+ 525m，矿区开采范围由10个拐点坐标顺序连线圈定构 成，矿井开采C1、C4、C5三个煤层，首采煤层为C1煤层。众源煤矿目前正在按照矿井开采方案设计及安全专篇进行建设,准备 开掘 1032 切眼巷。

2、根据行业管理的有关规定,高、突矿井必须建立矿井 瓦斯抽放系统,且我矿 2018 年对部分开采区域进行了煤与瓦斯突出危险 性鉴定, 1032 位于未鉴定区域内,按突出危险区管理,我矿本着“安全 第一,预防为主”原则,提前编制瓦斯抽放设计,在巷道掘进过程前, 经区域预测指标超过临界值时,进行区域防突措施进行瓦斯抽放,为了 更有效的指导 1032 切眼巷掘进工作面的瓦斯抽放工程施工,特编制 1032 切眼巷掘进工作面瓦斯抽放设计。二、设计依据1 、煤矿安全规程 （2018 年版；2、防治煤与瓦斯突出规定3、煤矿瓦斯抽采基本指标 AQ1026-2006）；5、煤矿瓦斯抽放规范 AQ1027-2006）

3、；6、矿井抽放瓦斯工程设计规范 MT5018-96 ）；7、7、矿井瓦斯等级鉴定报告、煤尘爆炸指数检测报告、煤层自燃倾向性 检测报告；8、现场收集的有关资料；2 / 19第一章工作面简况一、工作面简况1032切眼巷掘进工作面为矿井第二个工作面切眼巷，布置在 C1煤层中， 巷道标高为+676+721m设计巷道长度为70M由1032运输顺槽磧头后 退10m在巷道上帮开窝，沿煤层上山掘进。二、主要煤层及煤质从目前工程揭露矿体情况看，矿区内煤层呈层状产出，产状与地层产状一致，倾向133度，平均倾角30度，煤层上、下界与围岩界线清楚。各煤层在矿区内沿走向和倾向上较稳定，现将矿区可采煤层分述如下：C5（原

4、K3煤层：位于龙潭组中上部，上距长兴组底界 17m左右，厚 度0.751.58m, 般0.94m,夹石0-1层，结构较简单。全区可采，属 较稳定煤层。C4（原K2煤层：位于龙潭组中部，上距 C5煤层10m左右，厚度0.711.33m, 般0.95m,无夹石，结构简单。全区可采，属较稳定煤 层。C1（原K1煤层：位于龙潭组底部，上距 C4煤层45m左右，下距茅 口组4m左右。厚度0.751.58m, 般1.32m,夹石0-1层，结构较简 单。全区可采，属较稳定煤层。可采煤层特征表编号煤层厚度m）层间距m）煤层倾 角结构稳定性顶板岩性底板岩性C50.75-1.58/0.941030夹石0-1层较稳

5、定泥质粉砂岩 或泥岩粘土岩或泥岩C40.71-1.33/0.9530较稳定泥岩泥岩45无夹石3 / 19C10.75-1.58/1.3230夹石0-1层较稳定含黄铁矿泥岩粘土岩各煤层主要物理性质如下：C5煤层：呈黑色、条痕暗黑色，以粒状、碎块、片状、鳞片状结构 为主，具中至细条带结构。内生裂隙发育，油脂及玻璃光泽，贝壳状、 参差状断口。C4煤层：呈黑色粉状、碎粉状，煤岩类型为半亮型，刻痕呈黑色， 内生裂隙发育，参差状断口，具半金属光泽，为中至细条带结构，局部 宽条带结构。C1煤层：呈黑色粉末状、粒状及片状，煤岩类型为半亮光亮型， 刻痕呈黑色，内生裂隙较发育，具半金属光泽。该煤层具明显的上下层

6、结构，煤层的上部分较松散，呈黑色粉状、片状及粉末状，下部则多为 块状，且偶见黄铁矿结核。据贵州省桐梓县众源煤矿资源/储量核实报告，该区煤的变质程 度属无烟煤变质阶段。煤质特征表煤层水分Mad%)硫分St, d%)挥发分Vdaf% )固定碳C)MJ/kg )牌号C51.18-1.6312.78-14.131.03-1.619.5-10.1529.73-30.1无烟煤C41.07-1.2316.74-18.352.31-2.859.79-10.5227.48-28.85C10.98-1.9018.34-26.72.34-2.979.2-11.8725.63-27.02三、水文地质条件地貌特征矿区山

7、脉呈北东一南西向展布，矿区内总体地势北东侧低南西侧高， 海拔标高为5201108.5m,最高点位于矿区的无名小山，标高1108.5m,最低点位于矿区北部的桐梓河，标高 520m,相对高差588.5m。4 / 19 矿区属低中山地貌，微地貌呈峰丛、沟谷。冲沟、岩溶洼地、漏斗、溶 洞等岩溶地貌较发育。水系 矿区外围主要的地表水体有桐梓河，位于矿区西侧，在两河口交汇后向 西流出图区，河流流出矿区处标高为 520m,是当地的最低侵蚀基准面。气象： 桐梓县气候总的特点是冬季长,夏季短,气候变化大,山与谷间气 温、降雨相差较大。根据桐梓县气象局的统计资料,降雨量一般为 1150 1200m m,降雨量年际

8、变化较大，且在时空上也分布不均匀，表现 为平、枯季 1 0月至次年 3月）降雨量少,雨季 4月至 9月）降雨量多； 多年气温一般为226C,夏、冬季年际气温变化较大。地震：据中国地震动参数区划图，矿区及附近地区地震烈度不超过W 度,属稳定类型,对矿山建设危害性不大。相邻矿井和小窑矿区内五根树一带过去曾有小窑开采 C1 煤层,但采深小,储水量不 大,对矿床开采影响小。 LD2 采空面积大,据调查富集有大量老窑水, 是矿山未来开采引起矿井充水的主要隐患,在开采过程应引起注意,必 须先探放水,再采矿。瓦斯贵州省能源局文件 :“突出煤层工作面采掘 作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的

9、瓦斯含量 以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察 出煤层始突深度的瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到 8m3/t 以 下，或将煤层瓦斯压力降到 0.74MPa（表压 以下”；根据防治煤与瓦斯 突出规定:“煤层残余瓦斯压力小于 0.74MPa 或残余瓦斯含量小于 8m3/t 的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效 果无效”，因此瓦斯抽放必须达到的指标为预抽区域的煤层残余瓦斯压 力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t。瓦斯抽放控制范围穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控 制巷道两侧轮廓线外至少各 15m。钻孔控制范围

10、均为沿层面的距离。钻 孔应控制的条带长度不小于 60m。7 / 19当煤巷掘进工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m。预抽时间：预抽时间以达到上述规定的煤层残余瓦斯压力小于 0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t为准。瓦斯抽采方法：本设计采用掘进工作面先抽后掘 (C1 煤层 本设计采用地面瓦斯抽放泵，高负压抽放系统抽放的方法：抽放及控制范围：掘进头所在煤层，巷道轮廓线外不小于15m,控制范围大于60m,超前距不小于20m钻孔布置1032 切眼巷布置在 C1 煤层中,所处区域经为突出危险性,当巷道在 掘进工作中,瓦斯涌出量大于

11、3m3/min 时,采用先抽后掘的方法预抽掘 进工作面瓦斯,见下图：抽放钻孔布置图8 / 192345668)ir 13 15 110 12 14 16 ! : ； ; / ： 0 i1- I I I1 I1/钻孔平面图钻孔布置图抽放钻孔设计参数表:钻场及钻孔参数a、钻场间距：不设钻场b、钻孔长度：60mc、终孔间距：2.82m（实际抽放过程中根据抽放效果适当调整 b、抽放孔口负压：不小于13kPae、封孔：水泥砂浆，封孔深度不小于 8m。孔号方位角倾角孔径孔深196.124.87527.52112.229.07548.93151.728.7 n7562.6 :4117.229.07561.8

12、9 / 195121.829.57560.96124.629.77560.57127.429.97560.38130.230.07560.19133.030.07560.0 :10133.930.07560.011138.629.97560.312141.4P 29.77560.513144.229.57560.914146.829.37561.415149.529.07562.016153.829.07548.917169.924.87527.5作面抽放计参掘进工 抽顺层 钻孔设 数表钻孔布置的原则就是保证将钻孔布置在煤层内，钻孔倾角与巷道底板平 行或根据煤层的厚度向上或下倾斜。当掘进工作面

13、抽放钻孔数量较多 时，为扩大钻孔覆盖范围，抽放钻孔应以巷道中线为基准，向周围煤体 呈放散状排列，以提高抽放效果。10 / 19钻孔与瓦斯管联接示意图管I咼抽放瓦斯支管放水器钻孔与瓦斯管联接示意图封孔方式、材料及工艺钻孔封孔可采用膨胀水泥人力进行封孔。封孔材料为膨胀水泥，其配 比为：76%硅酸盐水泥，12%矶土水泥，12%石膏粉与水混合搅拌而成。封孔方法：封孔前用水或压风将孔内残存的煤、岩钻屑清洗干净，然 后放入套管（孔内抽放管。套管直径2535mm,封孔长度8m以上。往 孔内送泥可用专用工具或将水泥做成圆柱形状分次送入，每送泥0.31.0m放入一个木塞，并用力捣实，直至封完钻孔。套管顶端应钻5

14、10直径为10mm的筛孔，以免煤、岩屑及杂物堵塞。挡盘直径要略小于钻 孔直径。钻机选用国产ZY750防爆型钻机2台1台使用，1台备用），其钻进深度 可达150m,开孔直径87115mm,终孔直径为不小于 75mm,钻孔角度11 / 19范围0360配备动力18.5kw主要检测仪表维椎计量装置。流量计安装在抽放总管、分管和支管上。 光干涉瓦斯检定器 AQJ-2 型 0100%， 2 台。多种气体采样仪一台。抽采管路及其设备主管：选择管径为 273X 6.0mm的焊接钢管作为抽放主管。支管：选择管径为213X 6.0mm的焊接钢管作为抽放支管。连接方式设计瓦斯管道的连接选择 CDU 型快速接头，它

15、克服了法兰盘连接的 缺点，是具有连接速度快、密封性能好、轻便和可弯曲的挠性管接头， 接头的规格应与瓦斯管径相配用。抽放管路的铺设主管：地面瓦斯泵房-回风平硐-区段回风石门支管：自区段回风石门主管t 11区段材料石门1032运输巷1032切眼巷阀门为了便于控制抽放参数和维修管路，在抽放管路中应安设一定数量的 阀门。设计在主管路内应安设阀门，在管路的分岔和汇流地点也应安设阀 门，瓦斯泵的入口和出口阀门各一个，要求阻力小，最好使用闸板式阀 门，另外在抽放泵入口的主干管路上设置调节阀门；12 / 19放水器在管路中每隔200300m,最长不超过500m,管路低洼处安设一个放水器，及时放出管中积水。管路

16、的低、弯、变陡处及其它容易积水的 地点,安设足够容量的放水器,并有专人定期检查放水。测压嘴在瓦斯主管、支管以及钻孔连接装置上均应设置测压嘴,以便经常观测管内压力，测压嘴的高度一般小于 100mm,其内径4 10mm,平常用 密封罩罩住或用细胶管套紧捆死,以防漏气。测压嘴还可作为取气样 孔,以取出气样进行气体成分分析或测其瓦斯浓度。计量器瓦斯抽放支管、干管以及各个钻场内设置 V 椎流量计量装置。 在瓦斯抽采管出口处还应设瓦斯浓度和流量等瓦斯参数测定装置等。第三章 矿井瓦斯抽放管理一、主要安全技术措施1 、凡进行瓦斯抽放的工作面,必须编制专门设计,经矿总工程师审 查批准。2、瓦斯抽放工程施工必须严

17、格按设计进行,抽放钻孔的角度确定, 钻孔的结束必须由机长、组长或队长签字。钻孔角度误差不大于 1,开孔要圆滑，终孔打到设计层位。不得随意改变钻孔设计参数。3、瓦斯抽放消突报告：掘进工作面实施瓦斯抽放,必须统计抽放参 数,对瓦斯抽放达标进行计算,或打测压钻孔进行检验,根据防治煤 与瓦斯突出规定：“煤层残余瓦斯压力小于 0.74MPa 或残余瓦斯含量 小于 8m3/t 的预抽区域为无突出危险区,否则,即为突出危险区,预抽防13 / 19 突效果无效”，因此瓦斯抽放必须达到的指标为预抽区域的煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t。掘进工作面瓦斯抽放达到消除突出危险效果后，必须

18、编制消突报告，方准批准掘施工。对抽放 肖突的区域划定必须按钻孔竣工图中相关参数确定，并保留不少于 20M 的抽放超前距进行批掘。4、钻机操作人员必须经过专门培训后方可上机操作，并须严格遵循 钻机的操作规程和安全注意事项。操作人员不能靠近旋转部件和滑动部 件站立；不能把手放在夹盘和钻杆夹持器之间；不能穿太松的衣服和使 用手动工具；在马达和水泵周围须安设保护装置；操作者应严密注视钻 杆的位置和它的运动，防止钻杆被卡住；助手不得正对着站在钻杆的后 面。5、在井下打钻地点，安设有瓦斯监测断电仪，一旦瓦斯超限，自动 切断钻机电源，并发出报警。在打钻过程中，如遇钻孔瓦斯压力和涌出 量较大时，应加强通风并采

19、取防止瓦斯喷出的措施，打钻人员应及时撤 离施工地点，以保证施工人员的安全。6、瓦斯抽放钻孔在施工完毕后，应及时封孔并接入抽放，防止巷道 瓦斯超限和发生瓦斯事故。瓦斯抽放钻孔的封孔，应采用膨胀水泥封 孔，封孔长度不得小于 5m。7、抽放工程结束后，由矿组织设计、生产、通风、安监等有关部门 参加验收，经过验收合格的瓦斯抽放工程才准投入使用。9、新安装的瓦斯抽放管路都要进行漏气实验，实验时管内瓦斯浓度不得超过3%,负压不得低于 30kPa,安装管路的漏气率不得超过每千 M2m3/min。10、地面管路埋于地下,采取防腐措施,瓦斯管路与建筑物和其他设 施之间按规定留有安全距离。抽放管路出口处必须采取安

20、全措施,放空14 / 19 管高度应符合相关的要求，有防雷措施。11、泵房进、出端管路上设置有防回火、防回气、防爆炸装置，泵房 设有防雷接地装置。泵房建筑采用不燃性材料，泵站周围设有消火栓。 地面管道设置防回火和防爆装置，悬挂警戒牌。12、泵房内的所有设备和仪表均选用防爆型。13、泵房内配有自动监测装置，监测抽放管内的瓦斯流量、浓度、负 压和泵房内的瓦斯浓度、电机轴温和真空泵的水温等参数，一旦出现异 常，自动切断真空泵电机电源。二、施工过程的管理一）一般规定1 、认真组织职工学习安全技术、钻机操作规程、煤矿安全规程、防突实施细则以及有关的规定，以考试合格后方可上岗。2、施工人员注意煤层及顶板岩

21、性的变化情况，及时反映信息，管理 和技术人员收集各种地质资料，在施钻附近安设一台直通矿调度室电 话。3、施工人员必须严格管好设计要求的钻孔方位、倾角、开孔位置、 孔径等，施工钻孔时通风安监人员负责钻孔放工质量验收，每个钻孔必 须进行检查，对钻孔方位、倾角、长度及见煤、喷孔等参数必须准确作 好记录。4、施工前在巷道的下帮掏水沟，水沟必须畅通，确保巷道无积水。5、施工负责人必须带便携式瓦斯检测仪，当瓦斯超限、停风、顶板 支护不完好及邻近区域放炮需撤人时，施钻人员必须撤离现场，关闭钻 机电源。二）施钻过程的有关规定及要求15 / 191、钻孔施工前必须做好一切准备工作 ,钻机运输必须按运输的有关规

22、定执行 ,钻机移动必须按以下规定执行 :1钻机移动前必须切断电源 ,严禁带电搬迁钻机及其附属设备。2拆、卸、安装钻机大型部件时 ,人的站立位置必须能避免失手的伤 害。2、进入现场施工前必须严检查现场巷道内的瓦斯情况,瓦斯浓度必须小于 1方可进行作业 ,严禁瓦斯超限作业。3、进入现场施工作业前 ,班组和必须对工作地点的安全情况进行一次 全面检查 ,确认无危险后 ,方可其它人员进入作业地点 ,每个作业人员必须经 常检查作业地点的瓦斯、顶板、支护等情况,当发现危险情况时，必须立即采取措施进行处理，严格敲帮问顶制度。4、施工作业前必须将钻机固定牢固，不得松动，严格按设计的参数 放线布孔。5、作业人员必

23、须携带便携式瓦斯检测报警仪，施工作业过程中，应 将携式瓦斯检测报警仪悬挂在作业地点的回风侧，当瓦斯浓度超过1时必须立即停止作业，撤出人员，关闭电源，向矿调度室汇报，查明超即 原因并进行处理且作业地点瓦斯浓度降到 1以下时方可恢复作业。6、开钻前首先检查钻机是否固定，开运钻机供水闸门，当水从钻孔内返出后方准开钻，进钻前开空车试运行 5mi n,严禁不试车强行施钻。7、操作人员衣帽、灯线必须栓好，站立在电机另一侧，不能和给进 手把成一直线,钻进过程中不得翻越钻机。8、钻机施钻时要掌握好压力,均匀给进,根据钻孔内煤岩软硬程度 加压,不得随意加压。9、上下钻具必须用管钳卡紧固后方能进行工作,且不得与孔

24、口成一16 / 19 直线，也不得挡住操作人员视线，操作人员精力必须集中行动一致，防 止钻具伤人。10、钻孔内排出的钻屑，当班必须采取有效措施处理，以防止堵塞水 沟、轨道。11、钻进过程中出现顶钻、喷孔现象时，必须立即停止钻进，不得拔 出钻杆，关闭供水，让其孔内瓦斯卸压自排，此时观察挂在孔口回风侧 附近的便携式瓦检仪，当排出和瓦斯使工作点巷道内瓦斯浓度越过 1 时，必须切断电源，人员撤离现场；当工作点巷道内瓦斯浓度降到1以下时，方可恢复工作，并慢速给进；若再次届现顶钻、喷孔，则按上述 措施执行。12、钻进过程中出现卡钻现象，且在卡钻初期没有喷孔现象时，钻杆 要旋转时往外退，让水将钻屑排完后再进，如果卡钻拌随顶钻、喷孔， 则首先采取上面的措施后再按卡钻处理方法处理，并立即向矿调度室汇 报。13、一个班工作完毕后必须关闭电源，并把起动器手把打到零位。钻 孔施工完毕后，在 24h 内完成封孔作业。14、若施钻过程中发现煤与瓦斯突出预兆及其它危险，必须立即按避