3205工作面抽放钻孔设计要点

1、LHBF-WSCF作面瓦斯抽放钻孔设计编制单位：瓦斯抽放科抽放科长：生产科长：通风科长：机电科长：安全科长：监控中心：调度主任：安标 办：安检队长：抽放队长：通风助理：生产矿长：安全矿长：机电矿长：总工程师：矿 长：二0一六年三月3205工作面瓦斯抽放钻孔设计、工作面概况3205工作面概括如下表所示:工作面名称3205综放工作面盘区名称二盘区地面标图+994nrr +1104m井下标图+ 670m + 730m地面相对位置本工作面地表包于沟北村与玉皇庙之间，开口处地表为山坡地 带，随着工作面掘进会进入到一沟谷。地表有部分农田、松树，无建 筑物对巷道掘进无较大影响。抽

2、采钻孔对回采的影响打眼过程中的，回水可能造成部分低洼地段积水，高位钻孔可能 钻透煤层隔水层，可能造成水量突然增大。本工作面位于二盘区的左翼，开口为二盘区运输巷，左侧 35.5m 为3203工作面（已米），西南至三盘区保护煤柱， 右侧35.5m为3207 工作回（已米）。井下位置与相邻关系走向长度/m1330倾斜长度/m160212800m煤层结构煤层倾角/（0 ）39煤层厚度5.33简单开采煤层3#煤层煤种无烟煤稳定程度稳定煤层情况描述该工作面煤层赋存稳定，煤层结构简单，3#煤层以半亮型粉末状 为主，火镜煤条带，局部呈块状。层理、节理为中等发育。二、瓦斯涌出量、煤尘爆炸性、自燃倾向、地温、地压

3、、顶底板情况：1、瓦斯涌出量根据关于晋城市2012年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批 复晋煤瓦发2013305号文件，我矿为高瓦斯矿井。根据 2015年度伯方煤 矿分公司矿井瓦斯涌出量测定报告，二盘区回采工作面最大绝对涌出量为 7.78m3/min,掘进工作面最大绝对涌出量为 0.4m3/min。2、煤尘爆炸性、自燃倾向1根据关于晋城市2012年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批 复晋煤瓦发2013305号文件，我矿3#煤煤尘爆炸性鉴定结果为无爆炸性， 自燃倾向等级为田级，不易自燃。3、地温根据我矿开采3#煤层实际情况，现井下温度在18 -20。之间，未超过规定 的26 ,地

4、温梯度一般为1-3 /100m,属地温正常区。4、地压：根据我矿开采3#煤层实际情况，从未发生过冲击地压现象。5、顶底板煤层直接顶为灰黑色泥岩，基本顶为灰黑色粉砂岩，直接底为灰黑色泥岩， 基本底为灰黑色粉砂岩。附：1、煤层赋存特征表表12、煤层综合柱状图1表1煤层特征表项目指 标备注煤层厚度（m）4.71-5.95 （均5.33 ）煤层倾角/。9 -3煤层硬度f V 1.5煤层层理（发育程度）中等发育煤层节理（发育程度）中等发育煤尘爆炸性无爆炸性煤层自燃性不易自燃(1: 200)*最ft柱找I器&岩性描述山ja.善立“灰白色粗砂岩，石英为主，长石次之，钙质胶结，圆球差分 选较好，夹黑灰色粉砂岩

5、，条带裂隙中具方解石脉充填I 12”上出灰黑色粉砂岩及细砂岩互层，泥质胶结具斜波状层理，含有 方解石脉及星状黄铁矿12Mj61电131黑煤以粉末状为主，上部块状较多，呈光亮煤具有水平层 状构造及条带状结构，条带状结构以镜煤及亮煤为主*IM M, 4赤匕”匕月H目彷口 口 公 T厂I ,些勿加3寻厂1 ,1,部含细砂租:二二； 遢遏, 遨懑;7JB1粉砂岩，泥质胶结，夹黑色泥岩条带明显，含植物化石、云 母，水平层理丸”黑色泥岩，上部具滑感，下部较粗，页理发育易成薄皮图1煤层综合柱状图三、地质构造根据三维物探资料显示，巷道在掘进过程中无地质构造；另根据相邻巷道掘 进情况来看，部分巷道顶板不平、较破

6、碎、煤质较软，在掘进过程中要严格按支 护设计施工。四、水文地质本工作面地表多为山坡地，且埋藏较深，地表水对工作面掘进无较大影响。 本工作面左右两侧为3203、3207工作面（均已采），采空区可能存在积水：受锚 索施工影响，会出现顶板裂隙水。五、煤层钻孔抽放基础参数根据沈阳煤科院编制的伯方煤矿地面固定抽采瓦斯系统工程设计中关于我矿开采的 3#煤层钻孔抽放基础参数，3号煤层百米钻孔初始瓦斯流量在0.0441L/minhm之间,流量衰减系数在 0.01730.0192d-1之间,百米钻孔极 限瓦斯涌出量在11.97124.27m3/hm之间，透气性系数在0.260.30m2/MP d之间，煤的坚固性

7、系数f值小于1.5。六、抽放方法选择1、本煤层顺层钻孔抽放为降低回采时本煤层的绝对瓦斯涌出量，使工作面煤层残余瓦斯指标达到煤矿瓦斯抽采达标暂行规定，根据3205工作面的实际情况，选择在 3205工作面回风顺槽前进方向右帮打顺层钻孔。钻孔示意图如图2所示。运输顺槽回风顺槽抽放管路图2本煤层顺层钻孔示意图在3205工作面回风顺槽每5m施工本煤层钻孔，钻孔的具体施工参数见表2 每5个钻孔连接为1组，与抽放管路联接。抽放参数：表2顺层钻孔参数煤层钻孔编号钻孔直 径(mm高度(m)与顺槽 夹角 (o)倾角(o)孔深(m孔间距(m)备注3#1294941.61.690902214014055钻孔仰角 根据

8、现场 地质条件 调整3941.69021405注：因巷道矿压显现和管道布置影响，钻孔施工技术参数(开孔高度、倾角、 方位角)需根据施工地点条件确定。2、采空区和高位抽放钻孔抽放为防治回采时工作面上隅角瓦斯浓度超限，需施工高位抽放钻孔对采空区和 瓦斯进行抽放。沿作面回风顺槽每隔 400m布置一个钻场，在煤层回风顺槽内顶 板向采空区方向施工3个平行定向高位钻孔，钻孔终孔位置位于采空区上方顶板 裂隙带内（具体参数见下表），这种布置形式实质上是在工作面及上部垮落顶板处通过裂隙与钻孔沟通，形成通道，在瓦斯抽采泵负压作用下，通道内形成很高的负压，大量高浓度卸压瓦斯将被抽出。钻孔示意图如图3所示。运输顺槽钻

9、场抽放管路TJ1A-A剖面B-B剖面200图3高位抽放钻孔示意图钻孔参数:表2高位钻孔参数本煤层钻孔采用ZDY1900L液压钻机，采用小94mm的钻头严格按设计参数 施工，高位钻孔采用ZDY12000LD液压钻机，采用小120mm的钻头严格按设计 参数施工，施工完后作好钻孔参数记录。4、封孔工艺瓦斯抽放钻孔的封孔质量是做好抽放工作的最基础的保障性措施，它决定了钻孔是否能抽出高浓度瓦斯，是否能提高瓦斯抽放率，瓦斯抽采钻孔的密封固孔 直接影响着瓦斯抽采效果的好坏，实际操作过程中，封孔工艺应满足密封性好、 操作方便、速度快、材料省等特点。因此，我矿采用了聚氨酯封孔方式对本煤层 和高位钻孔进行封孔，其

10、封孔速度比较快，对煤体和岩体裂隙也有一定的封堵 作用。每个钻孔终孔施工完毕后，采用聚氨酯封孔，本煤层钻孔封孔深度不少于 8 m,封孔时间小于3min,高位定向钻孔封孔封孔深度不少于 20 m,每节胶管封 孔时间小于3min,封孔时将封孔管推入孔内适当位置，待聚氨酯反应硬化后， 固定好孔口管路，保证施工质量。5、本煤层钻孔连孔工艺本煤层钻孔封孔完毕后，封孔管上连接 DN50阀门。阀门接DN50固定弯头, 通过固定弯头采用钢丝胶管向下将封好的孔与三通连接至汇流管上， 通过汇流管 用钢丝胶管向上接到抽采系统支管上。(1)封好的孔每五个孔并联后向下连接汇流器，通过汇流器再向上用钢丝胶管连入支管。(2)

11、抽采钻孔连接管应保持水平并略低于孔口位置，接入汇流器及抽采系 统管路的连接管不得出现存水的弯曲段。(3)三通应设置在管路的正下方或外侧。(4)每组支管连接处应安装一个测流孔，安装测流孔的地方应设置观测记 录牌板。6、高位钻孔连孔工艺高位钻孔连孔工艺与本煤层相似，高位施工完毕后排水时间不小于24h,后连管抽放，每个钻场内三个钻孔并联后向下连接汇流器，通过汇流器再向上用钢 丝胶管连入支管。7、抽采管路管理随着工作面的推进，抽放管路不断变短，靠近切眼的管路要逐段卸下来，端 头用堵头密封。七、瓦斯抽放参数记录在工作面回采过程中，要对各个钻孔的抽采参数进行测定，尤其是对进入抽 放范围的高位钻孔进行瓦斯参

12、数测定，是分析工作面瓦斯治理效果的重要因素。(1)钻孔瓦斯抽放基础参数测定包括钻孔负压、流量、浓度。(2)测流工每天测流前，在地面必须对检测的仪器、仪表进行检验、检查， 确保仪器、仪表使用正常。(3)测流工测流前，首先检查钻场周边环境和系统运行情况，在确认钻场 无安全隐患和系统正常运行的情况下，方可严格按照测流程序进行测定。(4)要求测流工每天对进入抽放范围(钻场到工作面约500m范围内)的高 位定向钻孔及卸压带(钻场到工作面约80m范围内)本煤层钻孔抽放参数进行一 次测定(未进入抽放范围的一周测定一次)，测流时必须按要求携带仪器、仪表 和记录笔，要求每测完一个孔，记录一组数据，并按要求填写测

13、定记录表和技术 牌板，每次测完钻孔参数后，要将测定的参数记录数据交与瓦斯抽放科和抽放队， 由相关技术人员进行检验、分析，以分析出钻孔抽放效果，为工作面回采时瓦斯 治理提供合理的依据。(5)在测定高位定向钻孔瓦斯抽放参数的同时，要对上隅角瓦斯浓度进行测定，并记录其时间和浓度。八、瓦斯抽放管路系统设计(1)瓦斯抽放管路系统的确定瓦斯抽放管路抽气系统接入二盘区本煤层抽放主管路中，具体布置线路布置 如下：3205回风巷支管路一二盘区抽放干管路一抽放主管路(2)抽放管材的选择和管径的确定抽放瓦斯管路选用螺旋焊缝管路，管外径为DN325mmi DN426m度厚为6mm 的钢制管材。(3)抽放管路及附属设施

14、安装为了便于管路系统负压的调节，掌握各抽放地点瓦斯抽出量、瓦斯浓度的变 化情况以及保证管网系统的正常抽放，设计时在主支管路连接处安设阀门、流量 计和放水器、三通。(4)瓦斯管路的敷设及质量验收瓦斯管路敷设时，必须满足下列要求：抽放管路采用快速接头或法兰盘连接。金属管在安设前要进行防腐处理，抽放管需有明显标示。瓦斯管道必须固定在巷道顶上，喷浆巷道打专用吊挂锚杆进行固定， 未喷浆巷道必须在巷道打吊挂锚杆，固定点间距为3nl瓦斯管路不能与动力电缆同侧敷设，若因特殊情况需与电缆同侧的，必须与电缆间距300mm管路敷设时，要考虑流水坡度，管路要求坡度尽量一致，避免高低起伏，低洼处需安装放水器；管路系统安

15、设完毕后，应对管路系统的气密性进行检查，可采用压缩空气 试压，其压力不得小于 0.2MPa, 10min内无压降。瓦斯管路DN325mm每4根(24的安设一个抽放三通。本煤层及高位钻 孔采取就近原则进行抽放。工作面支路管道应安装防静电接地装置， 接地装置可参照井下电器设备接 地标准，接地电阻小于100Q,每隔100m安设一处接地装置。九、抽放瓦斯安全措施(1)通用措施：1、在井下打钻地点，悬挂瓦斯传感器，悬挂在钻孔上方，距顶不大于300mm 距帮不小于200mm随时检查瓦斯，一旦瓦斯超限(瓦斯浓度超过 0.8%),打钻 人员切断钻机电源，及时撤离施工地点。2、在打钻过程中，如遇钻孔瓦斯压力和涌

16、出量较大时，应加强通风并采取 防止瓦斯喷出的措施，以保证施工人员的安全。如打钻过程打出水后，应立即停 止钻进，汇报值班人员等待安排；3、钻机的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 把手放在火盘和钻杆夹持器之间；不能穿太松的衣服和使用手动工具；不能带手 套接、拔钻杆；在马达和水泵周围须安设保护装置； 操作者应严密注视着钻杆的 位置和它的运动，防止钻杆被卡住；助手不要正对着站在钻杆的后面。4、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。5、钻场安设两只干粉灭火器和放置不

17、少于 0.5m3的黄沙、消防锹两把。6、钻场的所有设备和仪表均选用矿井井下允用防爆型。7、瓦斯抽放系统运行前，必须对瓦斯抽放泵及管路系统进行全面检查维修， 检查内容：瓦斯抽放泵电器设备的完好，水电闭锁、瓦斯电闭锁、供水及排水系 统等。正负压侧管路的密封，管路内的锈垢等，确认无问题后方可正常运行。8、由于抽放管路为新安装的钢管，使用前须使用压风冲刷，且在抽放管路 负压侧安装铁筛网装置过滤。9、瓦斯抽放泵运行过程中，应确保有专职瓦斯抽放泵司机值班、操作，抽 放泵司机须是由经过培训并取得合格证的人员担任，并且严格按照抽放泵的操作 规程操作，严格执行现场交接班制度。10、瓦斯抽放泵运行过程中，抽放泵司

18、机应认真观察抽放泵的运行情况，做好运行状况、抽放管内的瓦斯流量、瓦斯浓度、排水等情况的记录工作，发现异 常及时停泵处理，并汇报调度室及相关人员。11、抽放地点必须建立专用的瓦斯检查记录牌， 实行巡回检查，次数不少于12、必须保护好瓦斯抽放管路，严禁砸撞管路，一旦撞坏，必须立即通知泵 站司机停泵，并汇报调度室处理。13、加强瓦斯抽放泵正、负压侧管路检查和维修，每天安排专人对所有管路 进行巡回检修，发现问题及时处理，确保抽放管路处于完好状况。14、加强瓦斯抽放泵站的检查和管理，瓦斯抽放泵站内必须配备抽放泵司 机岗位责任、抽放泵司机操作规程、瓦斯抽放管理制度、抽放系统图、 交接班记录本、设备运行记录

19、本等。15、瓦斯抽放泵站为要害场所，非工作人员不得入内。16、当井下发生水灾时，发水灾地点作业人员需要由回风巷撤退时， 调度室 向瓦斯抽放泵站司机下达立即停泵的命令，并在得到泵站司机确已停泵的电话回 复后，受灾人员方可沿总回风巷撤退。(2)钻机装卸、运输、起吊、打钻安全技术措施：钻机运输、装卸、起吊过程中的安全事项：1-运输路线：地面一副斜井一运输大巷一二盘区轨道巷一 3205回风顺槽2、运输时，严格执行“行人不行车，行车不行人、不作业”的规定，使用 绞车时严禁不带电放车，严禁放飞车。首先检查绞车的安装固定应平稳牢固， 稳 压支柱底座垫木无松动腐朽，其次检查绞车制动闸和工作闸、 钢丝绳等，最后

20、再 进行运输。3、钻机运输、装卸要求保护好油管、液压阀、操作手把、油管接头、压力 表等突出易损部件，不准碰撞损坏钻机，撞伤人员。4、使用绞车运输时，钻机装车运输前，先检查平板车是否完好，确定车辆 完好后将钻机主机机身落至最低距钻机底 0.3m左右，撤掉主机上部马达油管， 包好接头，所有钻机部件不得突出车外。油管要防止弯曲过度损坏。油管要盘好 捆绑。5、使用绞车运输装卸钻机时，起吊时，应认真检查顶板状态，必要时进行 临时支护，利用锚索、锚杆、钢带、起吊绳起吊时，不得利用失效的锚索、锚杆、 钢带，起吊绳应保持完好，有足够安全系数，起吊前，检查吊链，保证完好。6、起吊前，要先试吊100mm检查起吊锚

21、杆拉拔强度是否合格。7、起吊前，吊链悬挂应稳固，起吊绳与钻机连接应稳固，不得挂在易损坏10或强度不高的部件，防止倾斜损坏、撞坏设备。起吊的设备与顶板保持一定距离8、作业人员身体的任何部位不得站在起吊物下方，防止突然断链伤人。9、起吊时，小链要足够长，作业人员要躲至起吊物品涉及的范围以外。10、用撬棍移动钻探设备时，撬棍支实后用力，移动时用力均匀，钻探设备 移动时，前方及两侧禁止行人或停留，防止人员撞伤，防止钻机失稳倾倒。若遇 车辆掉道，则将钻机用吊链吊离，然后将车辆上道后，重新将钻机装车方可运输。支钻机过程中的安全注意事项：1、支钻机时要求按设计参数支稳钻机，仰角偏差不大于0.5度。2、支钻机

22、前，必须检查顶帮，清理浮什，清平场地等。3、根据场所，放好泵箱，操作台，开关等，所有设备要垫起。4、钻机调节仰角、升降时，不能用升降油缸时，应挂好吊链，联接好钻机 主机，吊链用力后，方可拧开立柱的螺丝，进行吊链升降主机，升降时，人员身 体的各部位不得接触主机底，升降过程注意保护推进油管、升降油缸等。拧紧螺 丝后方可松开吊链。5、在钻场内起吊、移动钻机时，吊链挂于起吊钢带、锚杆，首先检查起吊 纯、吊链、顶帮，保证安全，方可起吊，起吊移动连接部位要稳固，不得损伤设 备，钻机移动时应掌握钻机重心偏移情况，发现异常，应停止作业，立即处理， 钻机移动方向钻机倾倒可能波及的范围不得有人。钻场内移动钻探设备

23、时，要保 护好油管，防止挤伤油管。试钻过程中的安全注意事项：1、试运转要求油管连接好，摆顺，所有油管接头连接到位，冷却水接通， 电机正转，系统压力读数在规定范围之内。2、油管未连接好时，不得启动设备。3、检查油管、电缆、水管不得与钻探设备转动部接触，不得放在易挤压的 部位。4、对润滑点，各运动部件加注油脂。5、启动电机前，安全负责人检查附近 10m内风流中瓦斯浓度，当瓦斯浓度 小于0.8 %时，方可启动电机。开钻、停钻时的安全注意事项：111、钻孔要求平直，尽量减少弯曲。开钻前，要修平开孔处的煤岩层，轻压 慢转，确保开孔与钻头正对位置一致，钻进 0.5m后，方可正常钻进。2、由煤层进入顶板时，

24、需轻压慢转，给进压力不大于35MPa待钻头进入顶板0.5m后，方可正常钻进。3、上钻杆、钻头时，要抹上适量油脂。4、钻进过程中，除司钻人员外，任何人不得随便操作手把。5、卸水便时，防止管钳碰撞导轨。6、主机泵箱防护罩保持完好，开钻时，身体、衣服各部件不得靠近旋转部 位，更不得用手抹皮带。7、钻进过程中，要随时检查支柱及钻机底道木稳定情况，发现异常，停电 处理。8、钻进过程中，施工人员要精力集中，看返水情况、压力表、支柱情况， 听孔内进尺声音、马达声音，机械振动声音，发现异常及时停机处理。9、钻机的排水量要保证岩粉返出，返水异常时，钻机不得停止转动，缓慢 向外拉钻杆，反复给进后退，直至返水正常，

25、如长时间异常要拔出钻杆，用水冲 孔，轻压慢转至孔底再正常钻进。10、每个回次钻至孔底，先用水冲 0.5分钟左右，再卸开水便。11、运转过程中，油温要符合规定，运转发生异常振动、撞击声等应立即停 钻处理。12、作业人员用管钳拧卸钻杆、钻头、水便时，严禁钻机回转。拔钻杆时的安全注意事项：1、拔钻杆要求一根一根卸，码放整齐，禁止上钻杆、卸钻杆时带手套。2、钻进至设计孔深后，进行冲孔，冲尽孔内岩粉。3、拧不开丝扣，用锤敲击接头处时，应检查锤头的安设质量，保证工具完 好。4、上、下钻杆时，人员要密切配合，听从指挥，同时行动，防止砸伤人。5、钻杆码放不得过高，防止滑散。一般规定：1、液压油保持清洁，快速接

26、头不得随便拆卸，油管拆卸后，接头、油管头12 要包好。2、上钻杆时，要做到“三不下”即丝扣不合格、磨损超过规定、弯曲超过 规定不下。3、孔内有钻杆时，人员不得站在钻杆正对后方。4、孔内有钻杆停钻时，夹持器必须夹紧钻杆。5、所有人员要穿戴整齐，扎紧袖口，以防止与钻机转动部位缠绕。6、钻进时，要随时清理水箱岩粉，检查水仓内岩粉，保证吸水笼头的高度 要高于水底岩粉0.2米以上。7、施工前，安全负责人要将便携式瓦检仪悬挂在施工钻孔的上方，以便掌 握风流中瓦斯浓度变化情况，瓦斯浓度达 0.8 %时，停止作业。8、下一班不施工时，水泵笼头要吊挂起。9、钻场内要安设电话。10、施工期间，要及时排出巷道积水，

27、搞好文明生产。11、施工人员必须学习本措施，严格按钻机操作规程进行操作。12、每个钻场施工完毕，集中封孔，封完孔后，孔口要用木楔打紧。13、钻机运输时，遵守有关规定。14、停送电执行有关规定。（3）管路装卸、运输、安装、回收安全技术措施管路安装安全技术措施：1、在3205回风顺槽的顶锚杆上安设自制的起吊钩，每三排锚杆安装一个。2、吊挂管路时，必须在管路两侧距管口边缘 500mnft用2个1t吊链将管路 固定好，吊链固定后，要检查固定点牢固情况。两名人员站在安全地点（并且选 择好安全退路），同时用吊链向上起吊，当起吊到合适位置后，另外两人首先用 钢丝纯和纯卡将管路按照标准固定，固定好后，方可允许

28、将管路连接口处的螺丝 上牢固，在每次吊挂管路时，必须另派一人站在安全地点监护起吊过程。3、起吊作业前班长和使用者要对使用的起吊工具（吊链、绳卡等）进行安 全检查，确认安全后，方可使用。4、管路吊挂要平直，拐弯处要设弯头，不拐急弯。管路的接头接口要拧紧， 用法兰盘连接的管路必须加胶垫，做到不漏气、不漏水。135、当管路要通过风门或风桥等通风设施时，管路要从墙的一角打孔通过， 接好后要用灰浆堵严。6、在有电缆的巷道内安装管路时，严禁抽放管路与电缆同侧吊挂及与带电 物体接触。7、用法兰盘连接管路时，严禁手指插入两个法兰盘间隙及螺丝眼，以防错 动挤手。8、管路气密性实验不达标准的，不能投入使用。9、连接瓦斯管路时必须加胶垫、上全快速街头或法兰盘的螺丝并拧紧，确 保不漏气。安装孔板流量计时，必须严格按照标准施工。10、管路铺设过程中保护好沿途的各种供水和排水水管不受到损坏。11、瓦斯抽放管路每20