25221瓦斯综合治理措施.docx
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25221瓦斯综合治理措施
25221综采工作面瓦斯综合治理措施
2130煤矿通风防突办
2012年4月16日
25221综采工作面回采期间瓦斯综合治理措施
1、工作面概述：
1.1、工作面位置
煤层
名称
5#
水平名称
+2112m
+2047m
采区名称
二采区
工作面
名称
25221工作面
地面标高（m）
+2130m
工作面标高（m）
+2112m
+2047m
地面
位置
该工作面位于15#沟以西，16线以东153m，地表为高山沟壑，呈东西狭长分布，西高东低，地表无建筑物影响。
井下位置及相邻采掘情况
该工作面北部为原25221回风巷保护煤柱，东部以+2047m水平石门及+2110m水平石门为界，工作面上部为4#回采面及原1#煤层采空区，工作面以西及下部相邻煤层均未采动
走向长度
（m）
东西走向（m）
倾向长（m）
向南倾斜
面积（m2）
190260
1812
105
1.2、煤层赋存参数
5#煤层：
位于八道湾组上段的下部。
含夹矸0～9层，岩性多为粉砂岩、细砂岩，少量炭质泥岩，结构简单～复杂，老钻孔CK59中含9层夹矸。
煤层总厚0.40～13.48m，平均5.90m，总厚度变化系数为64.4%，二级差变化指数为90.6%，可采性指数92.3%；可采厚度1.62～13.78m，平均5.85m，为大部可采的较稳定的煤层。
顶板岩性粗，为灰白色粗砂岩、砾岩，局部为细砂岩，为全区的对比标志层之一；底板为深灰色——灰黑色粉砂岩，加10-1、加14-1底板为炭质泥岩。
上距4号煤层21.80～40.44m，平均33.73m。
1.3煤层顶底板
顶板名称
岩性名称
厚度（m）
岩性特征
老顶
中砂岩
16.59
灰白色,以石英为主,抗风化能力强层面发育
直接顶
粗砂岩
2.32
灰白色含粒粗砂岩
伪顶
无伪顶
直接底
粗砂岩
17.06
灰白色,以石英为主，矿质胶结。
老底
粉砂岩
9
节理发育，风化易碎。
1.4地质构造以及对回采的影响
25221工作面为单斜构造，走向近东西，倾向向南，倾角35.350——46.530/39.80度，工作面顶底板起伏大，顶板：
砂砾岩，底板：
粉砂岩，向西900m附近顶板出现小的落差，向西煤层厚度变化大，含3-5层夹矸，对回采有一定影响。
1.5水文地质
该工作面主要受第四季潜水层及地表水影响,正常涌水量7.2m3/h,最大涌水量10m3/h，区域含水层地下水及地表水为工作面的补给水源，由于工作区基岩含水层具成层性，其间只能通过地表的风化裂隙或层间裂隙补给，而且富水性弱，因而其补给量较小。
7-9月份为雨季期，预计涌水量增大。
1.6、瓦斯参数
消突前的瓦斯参数表
取样地点
瓦斯含量（m3/t）
时间
25221运输巷1350m
5.989
2011.10.22
25221运输巷1400m
8.068
2011.10.22
25221运输巷1450m
8.045
2011.10.20
25221运输巷1500m
7.625
2011.10.19
25221运输巷1550m
9.109
2011.10.20
25221运输巷1600m
6.51
2011.10.18
25221运输巷1650m
4.834
2011.10.17
25221运输巷1700m
8.715
2011.10.17
25221运输巷1750m
7.058
2011.10.14
消突后的瓦斯参数表
取样地点
瓦斯含量（m3/t）
时间
25221运输巷1660m
7.788
2012.3
25221运输巷1700m
5.349
2012.3
25221运输巷1735m
6.098
2012.3
25221运输巷1778
6.409
2012.3
1.7、采煤方法、工艺及产量等
25221工作面的采煤方法为：
走向长壁采煤法，采煤工艺为：
综合机械化采煤，其产量为：
一个循环产量：
M1＝0.6×105×4.2×1.35×95%＝339t
日循环产量：
M2＝339×4＝1356t
月产量：
M3=1356×20=27120t
年产量：
M4=27120×12=325440t
月推进度：
S=20×2.4=48m
2、区域性防突措施
2.1、防突设计及执行情况
按照防突设计的要求每3m施工了一组瓦斯抽采、消突钻孔，建立了瓦斯抽采系统抽采顺层钻孔瓦斯；在工作面回风顺槽与+2110m石门联巷建立了一组正反向风门；按规定在工作面进、回风顺槽安装了压风自救和隔爆水袋；在工作面进风顺槽设置了避难硐室。
2.2、抽采效果达标情况。
根据《25221采煤工作面第一单元（运输巷1650-1792m）瓦斯预抽效果达标评判报告》，评判单元实测煤层残余瓦斯压力PCY=0MPa、可解析瓦斯量Wj=4.9288m3/t。
瓦斯预抽效果达标。
3、工作面回采期间的防突措施：
3.1、区域验证
25221综采工作面在恢复生产前，采用钻屑瓦斯解析指标法连续进行两个循环的区域验证（工作面预测），若两次检验的指标均未超出规定，工作面可推进10m，再连续进行两个循环的区域验证（工作面预测）工作；在区域验证（工作面预测）过程中只要出现一次验证指标超出规定，则工作面必须在以后的回采过程中采取工作面局部综合防突措施。
3.2、区域验证指
预测指标为钻屑瓦斯解析指标法，采用的仪器：
重庆煤科院研制WTC型钻屑瓦斯解吸仪来测定k1和S值，其临界值见下表：
钻屑瓦斯解析指标K1
（mL/g*min1/2）
钻屑量S
（Kg/m）
0.5
8.36
3.3、区域验证措施
3.3.1验证（预测）钻孔的施工参数：
25221工作面共布置两排预测钻孔，其钻孔个数共计为12个。
第一排预测孔布置在距工作面底板1.5m处，钻孔编号由上到下依次为：
5y-1、5y-3、5y-5、5y-7、5y-9、5y-11，其钻孔长度为10m，钻孔间距为15m，钻孔转角及倾角均为0°。
第二排预测孔布置在距工作面底板1.3m处，钻孔编号由上到下依次为：
5y-2、5y-4、5y-6、5y-8、5y-10、5y-12，其钻孔长度为10.15m，钻孔间距为15m，钻孔转角为0°，钻孔俯角为10°。
该预测钻孔在距工作面上端头15m处开始依次向下端头布置。
钻孔布置图如下：
预测钻孔俯视图
预测钻孔主视图
预测钻孔侧视图
3.3.2、钻孔施工方法：
钻孔使用防突钻机配套直径为64mm的钻头进行施工，钻孔从上端头依次向下端头布置。
3.3.3、钻孔施工安全技术措施：
3.3.3.1、施工时现场必须由跟班队长统一指挥，由安监员现场监督。
3.3.3.2、进入机道作业前将采煤机移至机尾，并将刮板输送机、乳化液泵站及采煤机停电、闭锁并挂牌管理,并派专人看守。
需要送电时,必须经过当班跟班队长的同意后方可送电。
3.3.3.3、人员进入机道打眼时，必须填写好安全许可作业票，严禁上下平行作业。
并派专人由上向下使用穿枪对工作地点上方20米范围内进行敲帮问顶工作。
3.3.3.4、在距离作业点以上3m的位置打设单体柱挂设双层挡矸网（全断面钢丝网），并在上侧挡矸网底部用道木设一道横档并与单体柱固定，作业过程中随时检查挡矸网的损坏情况，发现损坏立即更换。
3.3.3.5、距离工作地点以上10m的位置，派专人观山，发现矸石立即呼喊，撤出人员。
3.3.3.6、进入机道作业时，作业人员佩戴好保险绳，保险绳拴在支架顶梁上且拴牢固，防止人员滑落，并控制进入机道作业的人数不超过5人。
3.3.3.7、人员解开打钻处就近的挡矸网进入机道，并保证退路畅通，作业结束后及时将挡矸网连好。
3.3.3.8、现场施工时钻机必须用保险绳栓在支架顶梁上，以防止钻机滑落；钻杆统一码在离工作地点较近的支架中，并用钢丝绳固定牢靠。
3.3.3.9、操作人员打钻时，一定要站位准确、牢稳。
3.3.3.10、严格按照有关钻机操作规程及操作说明书要求，使用防突钻。
3.3.3.11、作业地点的人员必须携带一台便携式瓦检仪，随时对作业现场风流中的瓦斯进行检测，当瓦斯浓度达到1%时，必须立即停止作业、切断电源、撤出人员。
3.3.3.12、在打钻的过程中若发现卡钻、顶钻、喷孔等现象时，应停止打钻，现场技术员应及时记录打钻地点及钻进深度。
3.3.3.13、现场作业人员必须佩带防护面罩。
3.4、当所有的预测孔参数都没有突出危险性时，在采取安全防护措施的前提下，工作面推进8m，留2m的预测孔超前距。
工作面在推进至预定位置时，应重新对工作面前方进行突出危险性预测，若无突出危险性则工作面可直接推进10m,再进行两个循环的工作面突出危险性预测，若无突出危险性可再向前推进10m，如此周而复始直至工作面推进至停采线为止。
预测无突出危险性时采煤工作面允许进尺图如下：
若在预测的过程中只要有卡钻、顶钻、喷孔等其他动力现象时或预测的参数超出指标时，必须对25221工作面采取局部综合防突措施。
区域验证（预测）实行现场实测量、实记录，并在上（下）顺槽标注点号、悬挂预测牌板以控制工作面的回采距离。
地面根据实测结果形成防突预测报表，经审签后送达有关领导和单位。
防突预测报表、井下预测牌板、现场点号是指导工作面生产作业的依据，各相关单位依据防突预测报表组织生产、监管生产，严禁超采。
3.5、局部防突措施
3.5.1、局部防突措施预测方法与3.3相同。
3.5.2、若25221工作面经预测有突出危险时，采用钻孔瓦斯排放局部防突措施，在超标地点或者喷孔、顶钻地点上下10m范围内施工长度为10m，孔径为75mm的排放钻孔对工作面前方煤体进行消突。
3.5.3、措施钻孔的施工参数：
目前25221工作面采高为2.8m，为了达到瓦斯排放效果，在工作面布置2排瓦斯排放钻孔。
钻孔深度为10m，钻孔间距为1.3m，钻孔直径为75mm，第一排排放孔距工作面底板0.8m，第二排排放孔距工作面底板1.8m，排间距为1m。
钻孔布置图如下：
钻孔俯视图
钻孔主视图
钻孔侧视图
3.5.4、施工方法：
用防突钻从上端头向下端头进行打眼，两排眼平行布置。
3.5.5、钻孔施工安全技术措施与3.3.3相同。
3.6、25221回采工作面防突措施效果检验
排放钻孔施工完毕之后，为确保排放效果，可在24小时后对其进行效果检验。
在实施钻孔法防突措施效果检验时，分布在工作面各部位的检验钻孔应当布置于所在部位防突措施钻孔密度相对较小、孔间距相对较大的位置，并远离周围的各防突措施钻孔或尽可能与周围各防突措施孔保持等距。
3.6.1、检验钻孔的施工参数：
根据检验孔施工要求检验孔共布置两排，钻孔个数为8个，钻孔间距为5m,钻孔直径为42mm，第一排钻孔施工在距工作面底板1.4m的位置，钻孔长度为10m,钻孔转角及倾角均为0°；第二排钻孔施工在距工作面底板1m的位置，钻孔长度为10.11m，钻孔转角为0°、俯角为8°。
此次工作面的防突措施效果检验工作，由施工区队协助通风防突办完成。
效果检验钻孔布置图如下：
钻孔平面布置图
钻孔开孔位置及剖面图
3.6.2、施工方法：
钻孔使用防突钻机配套直径为42mm的钻头进行施工，钻孔从突出点依次两侧施工。
3.6.3、效果检验指标：
效果检验所指标与3.2相同。
3.6.4、检验钻孔的施工安全技术措施与3.3.3相同。
当所有的检验参数都没有突出危险性时，则此次防突措施有效，可在采取安全防护措施和留有不小于3m的防突措施超前孔的前提下，直接进尺。
否则重新制定补充措施继续进行工作面瓦斯排放，直至检验合格为止。
防突措施有效后工作面的推进长度为7m；当工作面推进到防突措施有效线后，再进行工作面突出危险性预测（有突出危险性）→防突措施→效果检验（检验无突出危险性）→安全防护措施→回采，这样循环施工、回采，直至工作面推至停采线为止。
工作面防突措施达标后的允许推进长度图
3.6、反向风门
在25221回风巷回风口设置一组（两道）反向风门，在调节风窗西侧安设一道逆向风窗。
当工作面有人作业时将方向风门打开，当工作面无人作业时将反向风门关闭。
3.7、压风自救、
根据压风自救系统安装要求25221工作面共安装10组压风自救装置，一组压风自救装置供8人使用，其中25221运输巷安装5组，第一组与第二组安装在距工作面40m的位置，两组压风自救装置的间距为1m；第三组安装在距第一组和第二组50m的位置；第四组和第五组分别安装在25221运输巷1200m和700m的位置。
25221调整回风巷安装5组，其安装位置与运输巷相同。
所有压风自救装置需安装在巷道下帮，其风水管连接在巷道内现有的风水管路上，压风自救装置安装地点示意图如（附件1）。
3.8、避难硐室
现25221回采工作面共有两个临时避难硐室，其分别位于25221运输巷1200m处和25221调整回风巷800m处，避难硐室的防爆门需处于常开状态，并安排专人管理。
3.9、隔爆水袋
按照相关规定25221运输巷及25221调整回风巷共安设18组隔爆水袋，其每巷安设9组，每组隔爆水袋的间距为200m，其中距工作面最近的隔爆水袋的间距不得超过200m，隔爆水袋的水量应按照200L/m2进行计算。
3.10、避灾路线（见附件2）
避火、瓦斯、煤尘灾害路线：
工作面→25221运输巷→2047运输石门→二采区轨道下山→2120甩车场→二采区下架道斜井→地面
19.2、避水灾路线：
工作面→25221调整回风巷→25221回风巷→2120石门→2120甩车场→二采区下架道斜井→地面
3.11、安全防护措施及个体防护
3.11.1、每班派专人负责观察工作面变化情况，一旦发现有突出征兆，必须停止工作面一切生产活动，撤出工作面所有人员，并向调度室汇报。
3.11.2、每班派专职瓦检员检查工作面及上隅角瓦斯浓度，一旦发现工作面或上隅角瓦斯浓度忽高忽低，必须停止工作面一切作业活动，撤出人员，并向调度室汇报。
3.11.3、工作面风量必须符合施工作业要求。
3.11.4、每班派专人检查工作面、运输及回风巷中的电缆磨损情况，发现不符合相关要求的必须立即更换。
3.11.5、每班派专职电工检查工作面、运输巷及回风巷中各种电器、开关、设备、电缆等是否存在失爆情况，若发现不符合要求的必须及时处理。
3.11.6、工作面的各种瓦斯监控设备设施及检测仪器必须灵敏可靠，否则必须及时更换。
3.11.7、施工人员下井必须携带随身携带隔绝式化学氧自救器，没有携带的不准下井。
3.11.8、施工人员在施工时必须配戴防护面罩，没有配戴防护面罩的不得进入工作面施工。
4、25221工作面瓦斯治理综合措施
4.1采空区瓦斯治理措施
4.1.125221工作面采空区瓦斯治理采用采空区插管瓦斯抽放方法，低负压抽放系统在25221回风巷1200m处分为两趟，一趟为25221回风尾巷老采空区进行密闭插管抽放；另一趟通过此处联络巷，至25221调整回风巷，安装至25221调整回风尾巷。
上隅角瓦斯抽采一方面利用老回风巷管路，将管路通过联络巷接至上隅角口抽采，另一方面由于上隅角埋管抽采的有效距离为30~50m，而联络巷的距离为100m，为解决第二个50m的上隅角抽采问题，需要使用从老回风巷分出来的一趟管路进行抽采。
即两路管路互相切换，抽采采空区瓦斯。
要提前在老回风巷的抽采管路上安装支管及控制闸阀，以便进行下一个循环的采空区抽采。
工作面采至联络巷时，在老回风巷与下一个联络巷的交叉点处封闭老回风巷。
需重新作图
4.1.2高位钻孔瓦斯抽采
在25221调整回风巷内每隔50米施工一组顶板走向钻孔，每组钻场施工６个孔，钻孔分两排布置，每排３个，第一组钻孔距工作面50米处开始施工，钻孔终孔高度分别为采高的６倍和８倍。
第一个钻孔终孔平面位置距回风巷10m，每排３个钻孔的终孔点平距为10m。
相邻的两组钻孔压茬30m，钻孔孔径为94mm。
使用高负压系统进行抽采。
顶板走向钻孔参数表
钻孔编号
仰角
水平转角（与巷道走向所夹的角）
钻孔
深度（m）
封孔长度（m）
备注
1#
19°
-7°
84.71
15
2#
14°
-14°
84.47
15
3#
10°
-21°
85.82
15
4#
24°
-7°
88.76
15
5#
19°
-14°
87.77
15
6#
15°
-21°
89.39
15
钻场平面图
钻场俯视图
钻孔布置主视图
钻孔布置俯视图
钻孔控制位置剖面图
4.1.3顺层钻孔抽采
从工作面运输顺层施工顺层钻孔抽采。
钻孔间距3m，孔径94mm钻场开孔布置方式根据现场实际煤层厚变化采用三花眼交错布置，水平方向钻孔间距为0.8m，垂直方向钻孔间距为0.4m，以避免在钻孔施工过程中因出现塌孔而破坏其它相近钻孔的成孔和抽放效果。
煤层厚度为12.5m时补孔参数表
孔号
倾角（°）
偏角（°）
深度（m）
备注
1
40
90
90.33
每隔9m施工1个个一个
2
38
90
90.4
3
36
90
90.8
4
34
90
91.05
5
31
90
28.95
合计
391.53
钻孔布置剖面图
开孔位置布置平面图
回风巷煤层厚度为13m时补孔参数表
孔号
倾角（°）
偏角（°）
深度（m）
备注
1
40
90
90.33
每9m施工1个
2
38
90
90.4
3
36
90
90.8
4
34
90
91.05
5
31
90
35.81
合计
398.38
开孔位置布置平面图
钻孔布置剖面图
孔号
倾角（°）
偏角（°）
深度（m）
备注
1
40
90
90.33
每9m施工1个
2
38
90
90.4
3
36
90
90.8
4
34
90
90.99
合计
362.52
注：
回风巷煤层厚度为12m时补孔参数变化不大，可以沿用煤层厚度为12.5m时的钻孔设计
回风巷煤层厚度为11m时补孔参数表
钻孔布置剖面图
5、生产系统
5.1瓦斯抽放系统
5.1.12011年根据重庆煤科院对2130煤矿瓦斯抽放系统改造说明书，矿井对抽放系统进行改造，地面新建瓦斯抽放泵房并安装4台（2台备用）2BEC-72型水环式真空泵，最大吸气量为510m3/min，形成高低负压两套独立的抽放系统，高负压抽放系统用于采掘工作面煤层瓦斯预抽，低负压抽放系统用于采空区瓦斯抽放。
地面及井下抽放系统计量装置均采用插入式涡街流量计进行计量。
地面主管路均为Ф630mm的无缝钢管，井下主管路为Ф630mm的抗静电阻燃聚乙烯瓦斯抽放管；高负压干管路采用Ф355mm的抗静电阻燃聚乙烯瓦斯抽放管，低负压干管路采用Ф400mm的抗静电阻燃聚乙烯瓦斯抽放管。
5.1.2高负压瓦斯抽放系统主要对25221综采工作面本煤层进行顺层抽放，高、低负压瓦斯抽放系统从地面新建瓦斯抽放泵房→风洞→回风井→6#集中回风巷→6#专用回风巷的主管路为Ф630mm的抗静电、抗腐蚀、阻燃聚乙烯瓦斯抽放管；从（+2110水平）石门→25221回风巷→25221行人上（下）上→25221运输巷的干管路为Ф355mm的抗静电、抗腐蚀、阻燃聚乙烯瓦斯抽放管；25221综采工作面回风巷干管为Ф200mm的抗静电、抗腐蚀、阻燃聚乙烯瓦斯抽放管。
5.1.325221综采工作面高负压抽放系统地面新建瓦斯抽放泵房→风洞→回风井→6#集中回风巷→6#专用回风巷→（+2110水平）石门→25221回风巷→25221行人上（下）上→25221运输巷
5.1.425221综采工作面低负压抽放系统地面新建瓦斯抽放泵房→风洞→回风井→6#集中回风巷→6#专用回风巷→（+2110水平）石门→25221回风巷→采空区（25221调整回风巷→采空区）。
5.2通风系统
采用U型通风系统，运顺顺槽进风，调整回风巷回风。
工作面配风量为1800m3/min。
5.2.125221工作面风量计算
①25221工作面按气象条件确定需要风量：
Q采-1=60×70%×S采-1×K采高-1×K采面长-1×K温-1
式中Q采-1——25221采煤工作面需要风量，m3/min；
S采-1——25221工作面平均有效断面，m²；
S采-1=工作面平均控顶距×工作面平均采高
K采高-1——25221工作面采高调整系数（见表1）；
K采面长-1——25221工作面长度调整系数（见表2）；
K温-1——25221工作面温度调整系数（见表3）；
70%——有效通风断面系数。
回采工作面采高调整系数表1
采高
<2.0
2.0－2.5
2.5－5.0及放顶煤面
系数（K采高）
1.0
1.1
1.5
回采工作面长度调整系数表2
回采工作面长度（m）
80-150
150-200
>200
长度调整系数（K采面长）
1.0
1.0－1.3
1.3－1.5
回采工作面温度调整系数表3
回采工作面空气温度（℃）
配风调整系数K温
<20
1.0
20-23
1.0-1.5
23-26
1.5-1.8
Q采-1=4.7m×4.2m×70%×60m/min×1.5×1.0×1.0＝1243.6m3/min
则25221工作面按气象条件确定需要风量为1243.6m3/min。
②25221工作面按瓦斯涌出量计算需要风量：
Q采－1＝100×q采－1×K采通－1，m3/min
式中Q采－1——25221工作面实际需要风量，m3/min；
q采－1——25221工作面瓦斯涌出量，m3/min；
K采通－1——25221工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测一个月，日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值，一般可取K采通－1＝1.2－2.1。
100——按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。
Q采－1＝100×9.92m3/min×1.8＝1785.6m3/min
则25221工作面按照瓦斯涌出量计算需要风量为1785.6m3/min。
③25221工作面按二氧化碳涌出量计算需要风量：
Q采－1＝67×q采－1×K采通－1，m3/min
式中Q采－1——25221工作面实际需要风量，m3/min；
q采－1——25221工作面二氧化碳涌出量，m3/min；
K采通－1——25221工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，正常生产时连续观测一个月，日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值，一般可取K采通－1＝1.2－2.1。
67——按采煤工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过1.5%的换算系数。
Q采－1＝67×0.08m3/min×1.8＝9.648m3/min
则25221工作面按照二氧化碳涌出量计算需要风量为8.576m3/min。
④25221工作面按最多工作人员数量计算风量：
Q采-1＝4N-1
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