常信矿大巷瓦斯抽放场设计17423

1、山西马军峪常信煤业有限公司9+10号煤层三条大巷超前预抽钻场和钻孔施工设计及安全技术措施 编号： 编 制 人： 审 核 人： 编制时间： 会审意见单 年 月 日 会审人员单位及职务签 名会审意见及要求通防科调度室安监科通防副总通风矿长总工程师矿长备注9+10号煤层三条大巷超前预抽钻场和钻孔施工设计及安全技术措施为进一步落实煤矿瓦斯抽采达标暂行规定，严格执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针，以及“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理十六字体系，加强9+10号煤层三条大巷掘进期间的瓦斯治理，实现瓦斯抽采达标，保证掘进施工安全，结合矿井实际情况，对9+10号煤层三条大巷施工

2、超前预抽钻场及钻孔设计如下：1、 施工地点: 9+10号煤层轨道大巷、运输大巷、回风大巷三条大巷钻场（以下以轨道大巷为例）二、施工负责人：三、开始施工时间：2017年 月 日四、9+10号煤邻近层间距和邻近层瓦斯涌出量情况根据山西省煤炭工业局综合测试中心2011年2月提交的山西马军峪常信煤业有限公司矿井瓦斯涌出量预测报告，矿井井田内各煤层特征如表1所示，9+10号煤层各邻近层瓦斯涌出量如表2所示；矿井为高瓦斯矿井，各煤层煤尘具有爆炸危险性，各煤层属不易自燃自燃煤层。从表1中可以看，8号煤底板与9+10号煤顶板的间距平均为22.35m，9+10号煤底板与10下号煤顶板的间距平均为11.78m，1

3、0下号煤底板与11号煤顶板的间距平均为4.21m。从表2中可以看，9+10号煤各邻近层瓦斯涌出量合计为7.09 m3/t，其中上邻近层瓦斯涌出量合计为2.98m3/t，占邻近层总量的42.03%，下邻近层瓦斯涌出量合计为4.11 m3/t，占邻近层总量的57.97%；所以在对9+10号煤层轨道大巷掘进前进行本煤层抽放的同时，有必要对其上邻近层、下邻近层分别进行打钻抽放，尤其是下邻近层与9+10号煤层的间距更小，更要加强瓦斯抽放。表1 井田内各煤层特征表 煤层编号煤层厚度m距下层煤平均距离m稳定性可采性10.00-1.100.6725.31较稳定大部可采20.20-0.580.4915.62不稳

4、定不可采30.00-0.920.5118.95不稳定不可采60.30-0.650.6319.48稳定可采7下0.42-0.480.4413.54不稳定不可采80.53-0.570.5522.35不稳定不可采9+101.05-3.552.3611.78稳定全区可采10下0.00-2.401.124.21较稳定大部可采111.05-2.201.50稳定全区可采表2 9+10号煤层各邻近层瓦斯涌出量计算表煤 层名 称煤 厚采厚瓦 斯含 量残存瓦斯含 量距9+10号煤层的距离瓦斯排放率相对瓦斯涌出量备 注mmm3/tm3/tm%m3/t20.6772.5689.9480.10上邻近层30.5172.5

5、674.32200.1960.6372.5655.37350.417下0.44102.5035.89630.8880.55102.5022.35801.409+102.362.36102.500.00开采层10下1.12102.5011.78551.96下邻近层111.50102.5015.99452.15合计7.09五、9+10号煤层三条大巷概况：1、本设计涉及的巷道为9+10号煤三条大巷，其中最北侧为9+10号煤层轨道大巷，中间为9+10号煤层运输大巷，最南侧为9+10号煤层回风大巷，三条大巷之间的间距均为30m，均沿9+10号煤层掘进，其周围均为未采动区域。其中9+10号煤层轨道大巷前期

6、设计长度为470m，9+10号煤层运输大巷前期设计长度为740m，9+10号煤层回风大巷前期设计长度为400m。9+10号煤层集中轨道大巷净宽4.0m，净高3.0m，净断面12.0m2，坡度3°；运输大巷净宽4.0m，净高3.0m，净断面12.0m2，坡度3°；回风大巷净宽5.0m，净高4.0m，净断面20.0m2。2、9+10号煤层三条大巷参数：9+10号煤层三条大巷沿9+10号煤层顶板掘进，9+10号煤层位于太原组下段的顶部，距10下号煤层2.68-18.95m，平均11.78m，煤层厚度1.05-3.55m，平均2.36m，含0-2层夹矸，顶板为石灰岩、泥岩，底板为泥

7、岩、粉砂岩，属全区可采的稳定煤层。3、9+10号煤层三条大巷瓦斯煤层赋存情况： 根据山西省煤炭工业局综合测试中心2011年2月提交的山西马军峪常信煤业有限公司矿井瓦斯涌出量预测报告，9+10号煤原煤瓦斯含量在6.010.0m3/t之间，煤层透气性系数为0.1494m2/(MPa2·d)，煤层瓦斯压力为0.35Mpa，钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0435d-1，属于可以抽放煤层；百米初始瓦斯涌出强度为0.12m3/min.100m，百米钻孔极限瓦斯涌出量3972m3，吸附常数a为27.71m3/t，b为0.911MPa-1。4、 地质构造情况：9+10号煤层三条大巷所在的9+10号煤为黑

8、色，强玻璃光泽，断口阶梯状，裂隙较发育，条带状结构。位于太原组下段的顶部，煤层厚度1.05-3.55m，平均2.36m，含0-2层夹矸，顶板为石灰岩、泥岩，底板为泥岩、粉砂岩，属全区可采的稳定煤层。井田位于沁水煤田西缘，霍山隆起之东翼。由于受霍山经向构造带影响，井田内褶皱较发育，总体构造为轴向北东的背、向斜构造，在此基础上中部发育有次一级宽缓褶皱，在井田外有落差100-200m百草正断层，井田内有1条落差10m的正断层；依据勘探成果及地面填图，该区无岩浆岩活动。综述，本井田构造复杂程度属简单类。5、支护情况：9+10号煤层三条大巷采用矩形断面，锚网喷支护的形式。6、掘进方式：掘进方式为机掘，皮

9、带运输。7、 工作面通风情况： 工作面施工过程中，采用局部通风机压入式通风方式，局部通风机安装在行人斜井、副斜井和主斜井内，距离回风口距离均大于10m，最长供风距离840m，风筒采用抗静电、阻燃风筒，风筒出口距离工作面小于5m，局部通风机采用专用变压器、专用开关、专用线路和风电闭锁、瓦斯电闭锁，装备“双风机、双电源”自动切换、自动分风功能。9+10号煤层三条大巷局扇前预计配风量850m3/min。六、瓦斯预抽钻孔设计： （一）、钻孔布置方式1、为了加强掘进工作面的瓦斯治理，确保掘进期间的安全，在满足抽放设计的情况下，左右布置一组钻场：左右钻场边对边间距为10米；下组钻场距上组钻场边对边间距为1

10、70米。9+10号煤轨道大巷每组钻场包括迎头钻孔、两帮钻场钻孔（具体钻孔布置方式见图15），共布置钻孔24个，其中迎头布置4个本煤层抽放钻孔，两帮钻场每个钻场内各布置5个本煤层抽放钻孔、3个上邻近层钻孔、2个下邻近层钻孔。2、钻场内钻孔分三排布置，最上面一排为上邻近层钻孔，中间为本煤层钻孔，下排为下邻近层钻孔。上邻近层钻孔终孔控制到7号煤，穿透8号、7号煤，垂直方向35.89米，水平方向控制-115米，呈扇形布置，钻孔平均深度为206米；下邻近层钻孔终孔控制到11号煤，垂直方向15.99米，水平方向控制1.515米，钻孔平均深度为204米。每个钻场内共布置5个本煤层钻孔，一排布置，钻孔终孔控制

11、巷道左右各15米范围，钻孔控制钻场迎头前方200米，允许掘进170米，保证预留30米的安全掘进距离。钻场内上排孔开孔位置距巷道底板1.5米，10#、20#孔距巷道煤帮1.3米处开孔，钻孔间距为0.75米；中排孔5#、15#孔距巷道煤帮0.8米处开孔，钻孔间距为0.5米；下排孔13#、23#孔距巷道煤帮1.3米处开孔，钻孔间距为1.5米。3、迎头布置钻孔4个，设计孔深为200米，钻孔开孔位置距底板1.5米，1#钻孔距左帮0.5米处开孔，其余孔间距为1.0米。（方位角以巷道正前方为0°、具体设计见附图）。 4、设计掘进巷道的倾角为3°，钻孔角度遇煤层走向变化根据实际及时调整。5

12、、煤层钻孔呈扇形布置，有效抽采掘进巷道左右15米控制范围瓦斯，钻孔终孔间距不大于4m。6、封孔管采用2寸PE管封孔，封孔长度不小于12米，封孔材料采用无极新型封孔材料；每个钻场施工完成后安装孔板流量计，进行实时观测。7、每施工完毕一个钻孔后，必须及时封孔并连接抽放管进行抽放。8、抽放钻孔封孔后要连接到325mm抽放管路,及时进行抽放。 （二）、钻场的布置方式:在掘进巷道两帮布置钻场，钻场深度3.0米，宽度4米，高度3.0米，沿掘进方向交叉布置，两个钻场间距为10米。每组钻场间距为170米，钻孔深度及其在掘进方向的投影长度为200米，每次钻孔施工完成，且抽采效果评判合格后允许掘进进尺为170米。

13、18（三）钻孔参数9+10号煤轨道大巷迎头钻孔、两帮钻场钻孔共有24个，具体每个孔的参数见表3、表4、表5。表3 9+10号煤轨道大巷迎头钻孔参数表孔号钻孔类型偏角（度）设计倾角（度）施工倾角（度）孔深（m）备注1本煤层1.535200.5偏角以掘进正前方为0度，左偏为+，右偏为-；倾角以水平为0度，仰角为+，俯角为-。2本煤层0352003本煤层0352004本煤层-1.535200.5表4 9+10号煤轨道大巷左帮钻场钻孔参数表孔号偏角（度）设计倾角（度）施工倾角（度）孔深（m）备注5本煤层235200.5偏角以掘进正前方为0度，左偏为+，右偏为-；倾角以水平为0度，仰角为+，俯角为-。6

14、本煤层2.5352017本煤层3352018本煤层5.5351419本煤层10.5357210上邻近层孔-110.512.5205.511上邻近层孔1.510.512.5205.512上邻近层孔3.5101220713下邻近层孔-1-2-120214下邻近层孔3.5-1.5-0.5205表5 9+10号煤轨道大巷右帮钻场钻孔参数表孔号偏角（度）设计倾角（度）施工倾角（度）孔深（m）备注15本煤层-235200.5偏角以掘进正前方为0度，左偏为+，右偏为-；倾角以水平为0度，仰角为+，俯角为-。16本煤层-2.53520117本煤层-33520118本煤层-5.53514119本煤层-10.53

15、57220上邻近层孔110.512.5205.521上邻近层孔-1.510.512.5205.522上邻近层孔-3.5101220723下邻近层孔1-2-120224下邻近层孔-3.5-1.5-0.5205 (四)、瓦斯抽采钻孔施工1、 施工设备 钻机：ZDY3200型矿用全液压坑道钻机 （1）技术参数：钻孔深度350/100 m，终孔直径150/200mm，钻杆直径63.5/73mm，钻孔倾角0±90 ，回转速度50175 r/min，最大转矩3200N.m，电动机额定功率37KW，额定电压380/660V。 （2）钻杆：73mm*1.5m圆弧形凸棱钻杆 （3）钻头：11

16、3mm复合片钻头。 2、进度计划根据生产计划及钻场布置方式，及时施工抽放钻场和设计施工预抽钻孔；施工具体时间根据生产计划进行合理安排。 3、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，必须经通防科决定。 （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，以免片帮伤人。 （4）钻场所有电器设备必须挂牌管理，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

17、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1.0%时，停止作业，撤出人员，采取措施，进行处理，并及时汇报调度室。七、钻机搬运期间安全技术措施： 1、钻机在地面装运过程中，由钻机班人员用手拉葫芦，利用起重钢梁或叉车将钻机吊起装入平板车。然后用钢丝绳将钻机大件固定在平板车，并使用钢丝绳将钻机大件绑紧捆

18、牢，经检查没有隐患时方可入井。 2、大巷运输过程中，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。 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”等，钻机平板车两侧及下方严禁站人，并使用好“一坡三挡”。 5、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是否存在不安全因素，确定安全的情况下，方可卸车作业；在起吊前必须检查起吊锚杆的牢固性及手拉葫芦的可靠性，有无退扣，滑链现象，保证手拉葫芦完好；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

19、落下过程中应缓慢下放，下放时严禁用手托；装卸车过程中，要使用手拉葫芦起吊装卸，严禁人工硬抬硬扛。 6、运输过程中如果遇到掉道，不得使用蛮力硬抗，要使用专用的起吊工具，选择可靠的吊挂点上道，并确保钻机平稳，无松动现象，若松动，必须重新封车，确保运输过程中人员安全。 7、井下钻机搬迁时，需要停电、甩火，严禁带电搬迁；搬迁过程中，要轻拿轻放，避免铁器碰撞产生火花，做成事故。 8、钻机需进行分解搬运时，必须将各油管接头包扎严密，防止进入杂物，影响钻机正常运转。 9、钻机、泥浆泵及其开关、电缆等附属设备入井前必须经机电科验收合格后，方可入井，杜绝失爆现象。 10、井下短距离人工挪移钻机时，手拉葫芦要选择

20、牢固用力的专用起吊锚杆进行拉移；搬运过程中，要有专人负责观察钻机、泥浆泵、操作台等是否歪斜，防止钻机歪斜伤人或损坏钻机，如果出现歪斜要及时用撬棍进行调整。八、钻孔施工期间安全技术措施 （一）、施工安全措施及注意事项1、操作人员必须经过专门培训，取得上岗资格证后方可上机操作，并需严格遵循钻机操作规程和安全注意事项。2、抽放钻孔施工前，必须认真学习本施工安全技术措施。严格按照设计角度、方位施工。3、打钻地点必须配备两个干粉灭火器，钻机操作人员必须学会并熟练使用灭火器，在打钻施工中一旦出现冒烟着火等紧急情况，要立即进行灭火，灭火后及时堵塞孔口，当发生大火不能扑灭时，立即沿避灾路线撤离并汇报调度室。4

21、、人员不得靠近旋转部件和滑动部件站立，人员在施工过程中严禁踩踏皮带，必须在过桥上进行施工作业，如遇特殊情况，必须通知皮带司机停止皮带运转，方可进行施工作业，并确保作业期间皮带不运转。5、不能把手放在架盘和夹持器之间。6、操作人员必须扎紧袖口，扣好衣扣，毛巾必须系在上衣内，严禁毛巾等外露。 7、入井人员必须佩戴矿灯、隔离式自救器且完好，正常使用。8、在电动机和水泵周围须安设保护装置。9、操作台要位置合理，视野开阔，操作者便于观察钻进情况，供水、供风及液压管路码放整齐，不妨碍正常作业，密切注意钻杆的运动和位置，防止卡钻。10、钻机安装前要检查工作面围岩及顶板支护情况，要做到审帮问顶，按实际情况，钻

22、机附近及时支护临时支柱，发现有活渣及时进行加固和清理，防止伤人。钻机要摆放平稳，打牢压紧。各类电气设备、管线、钻杆、工具要放在巷道的同一侧，并摆放、吊挂整齐。钻机及附近必须留有不小于0.5m宽的人行避灾通道；油管要按照要求连接，接头严禁漏油。11、打钻时，不得在无人看管的情况下运转；在钻机未停稳时，人员不得靠近钻杆或跨越钻杆。12、操作人员要熟知钻机的使用方法，不得任意调节钻机的液压控制系统，钻机在出现故障时，不准带病作业。13、施工前要进行试运转，检查钻杆、钻头水路、电机运转、油路连接情况，发现问题要先处理完好后方可施工；钻具在使用前必须严格检查，缺翼或磨损严重的钻头以及丝扣损坏、弯曲或杆身

23、变薄的钻杆不得使用。14、开孔点要选择在巷道帮壁完好，无裂隙处开孔，孔口应圆滑，无三角孔、偏孔、台阶孔等。15、如有锚丝网要用绞钳剪掉钻孔周围的铁丝，严禁直接钻进；16、开孔时，使用防喷器，挂好便携。钻进压力要调整到最小，缓慢前进，开孔要稳，防止出现角度偏失。钻头稳定后再加大压力，快速钻进。17、在打钻过程中要注意观察压柱、回水、油压、油路等，发现压柱松动、水小或无水、漏油、支柱卸压等现象时，必须立即停止作业，采取措施进行处理，严禁钻机带病运转。18、延接钻杆时机器要停稳，接好后必须在人员离开钻机后方可开动。如遇到丝扣咬死，严禁使用铁器敲打钻杆，防止产生火花，必要时可使用铜锤进行处理。19、施

24、工后，要每班填写钻孔施工记录表，报清进尺、方位角、倾角等项目。20、加强钻机维护，各部件、跑道要经常用机油擦拭防止锈蚀，发现问题要及时维修，严禁积少成多。从而提高钻机使用寿命。21、施工期间要保持钻机、工作环境清洁卫生。各类管线要吊挂整齐，各类工具、配件完好，摆放整齐。施工完毕后要清理现场，钻杆要放到指定的无淋水安全地点堆放整齐。22、打钻过程中，检查钻孔附近的风、水管路吊挂情况，发现问题及时处理。（二）、钻孔施工过程中的瓦斯防治 1、开钻之前，首先检查钻机、开关附近20米风流中的瓦斯浓度，达到0.8%时严禁送电。 2、要在打钻地点的下风侧巷道1米处，在巷道顶部距帮不小于200mm，距顶不大于

25、300mm安设便携式甲烷监测仪，一旦瓦斯浓度超过1%，便携仪出现报警，立即切断电源，并发出警报并及时撤出施工地点，撤到新鲜风流的巷道中，待处理确认安全后方可进入。 3、打钻过程中必须使用气水分离器，如遇到钻孔瓦斯压力大或涌出量较大时，应加强通风并采取防瓦斯喷出措施，以保证施工人员安全；如有喷孔现象要减小钻机压力或停止钻进，并要向工区汇报。 4、在打钻过程中出现动力现象（如顶钻、夹钻、喷孔等），必须停止打钻。 5、在煤体钻进时，当发生喷孔时，必须立即停止作业，进行瓦斯释放，只有当瓦斯释放1小时后方可重新开钻。 6、如果在打钻过程中出现钻孔着火或其它设备着火，要立即启用灭火器进行灭火并进行断电，并

26、及时向工区和矿调度室汇报；如果火情较大无法进行扑灭，应及时撤出工作地点到安全地点，听从矿调度室命令，进行下一步处理。 7、钻孔施工完毕后，应及时封孔进行测试瓦斯参数，封孔口要用聚氨酯把封孔管封实，达到严密不漏气封孔后，防止钻孔涌出瓦斯量大，造成巷道瓦斯积聚超限，及时与抽放管路连接。九、瓦斯抽采1、目前我矿已经建立并投入使用地面永久性泵站，泵站现配备型号为2BEC72型水环式真空泵2台（1台工作，1台备用），形成了一套矿井高负压独立的抽放系统。由于该掘进工作面属卸压预抽，所以使用高负压抽放系统，抽放泵使用2BEC72型水环式真空泵进行瓦斯抽放，该泵的主要参数为：额定电压6KV，电流66A，电机功率400千瓦，转速190r/min，最大抽放量400m3/min。2、 该工作面的抽放管路系统为：9+10号煤层三条大巷瓦斯抽放钻场预抽钻孔50mm螺纹管9+10