16015下巷掘进工作面抽采达标施工工艺方案.docx

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16015下巷掘进工作面抽采达标施工工艺方案

郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿

16015下付巷掘进工作面抽采达标

工艺方案设计

防突科

二O一二年三月

目录

一、概况1

1、煤层瓦斯赋存情况1

2、地质构造1

3、通风状况2

二、掘进工作面瓦斯抽采指标达标值2

1、抽采范围和钻孔布孔均匀程度目标2

2、掘进煤层瓦斯含量、瓦斯压力抽采指标达标值2

3、矿井瓦斯抽采率要求日抽采量达标值3

4、风速、瓦斯浓度目标4

三、工作面抽采达标工艺方案4

1、瓦斯抽采施工工程设计4

2、瓦斯抽采工程量5

3、施工设备和器材5

4、进度计划及有效抽采时间6

5、资金计划6

6、接续关系6

7、安全技术措施、防护措施及注意事项6

16015下付巷掘进工作面抽采达标工艺方案设计

一、概况

16015下付巷掘进工作面位于新丰煤矿西翼，掘进工作面与西翼总回风上山相连，工程量约750m，标高+172m，煤厚1～3.5m，平均2.5m，煤层倾角25～33°，平均28°30′。

工作面对应地面标高+311～+614m，该工作面为二1煤层开采过第一分层后的第二分层，二1煤层属不易自燃煤层，煤尘有爆炸性，对应地表为丘陵地带，无重要建筑设施。

16015下付巷掘进工作面采用工字钢支护，梁长为2.2m，柱长2.5m，棚距0.3m，沿煤层底板布置。

工作面采用SGB-620/40T可弯曲刮板运输机和DSJ65/20/30可伸缩带式输送机接力运煤。

工作面通风路线：

地面→副井（七井）→+88m水平大巷→12081下巷→16015运输上山→16015下付巷掘进工作面→反斜井→地面。

1、煤层瓦斯赋存情况

该区域预测煤层瓦斯含量3.17～4.86m³/t，瓦斯含量低于8m3/t；煤层厚度2.5m，坚固性系数为0.57～1.0，该区域为复采煤，由于该区域第一分层已先行开采,此外一3煤层作为中距离的下保护层早期已开采，暴露煤壁致使工作面瓦斯得到大量释放，表明16015下付巷已经消除突出危险，属于无突出危险区。

因此，该掘进工作面目前不需要抽采，若地质超前探测钻孔探到煤柱需用进行抽采时，才按照《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的相关要求进行抽采。

2、地质构造

（1）该区域煤（岩）层走向大致呈东西方向，平均倾角27°。

根据现有巷道揭露资料和勘探钻孔资料分析，16015下付巷掘进无断层、陷落柱、岩浆侵入体等地质构造，对掘进工作构不成大的影响。

（2）该区域内没有大的构造，煤层发育正常，另外预计巷道内还有未探明的小断层发育，施工时要做好超前探测，做好地质编录，及时查清构造发育情况。

3、通风状况

矿井采用分区抽出式通风，即主井、副井进风，一3回风井、回风斜井和东风井回风，其中回风斜井主要服务于矿井西翼+88水平以上的16采区和+88水平以下的技改区域26采区。

矿井通风系统设计合理、安全可靠。

16015下付巷掘进工作面采用压入式通风，设有专用回风巷，选用一组YBJT-30型局部通风机，配Ф600mm风筒供风，该工作面用风量210m3/min左右，风速0.8m/s左右。

主、备风机均采用“三专”供电并实行挂牌管理，运行的风机每天坚持进行一次风机倒台及风电闭锁试验，能保证该掘进工作面连续可靠、稳定均衡通风。

通风设施设计合理、安全可靠、完好使用，能保证通风系统稳定运行。

二、掘进工作面瓦斯抽采指标达标值

1、抽采范围和钻孔布孔均匀程度目标

若掘进工作面进行抽采时，16015下付巷掘进工作面钻孔布孔均匀程度目标：

16015下付巷掘进工作面抽采范围目标：

工作面轮廓线上帮20米，下10米范围内二1煤层范围，且钻孔布置均匀。

根据中国矿业大学提供新丰《二1煤层瓦斯基础参数测试及分析》报告，新丰煤矿煤层抽放钻孔的卸压有效抽采半径为5m。

由此可知16015下付巷掘进工作面的钻孔终孔间距必须小于10m；根据《防治煤与瓦斯突出规定》相关要求：

应保留20m措施超前距。

2、掘进煤层瓦斯含量、瓦斯压力抽采指标达标值

根据《瓦斯抽采达标暂行规定》要求，由于16015下付巷掘进工作面预计各项数据应达到以下目标，见下表。

瓦斯含量及压力目标

参数

可解析瓦斯含量（m3/t）

煤层瓦斯压力（MPa）

煤层瓦斯含量（m3/t）

目标值

＜8

＜0.74

＜8

根据生产情况和中国矿业大学为我矿所绘制的瓦斯地质图等资料均已表明，16015下付巷掘进工作面所在的二1煤区域已开采过上分层，目前此区域的瓦斯和地应力已得到大规模释放，瓦斯含量小于8m3/t，此区域已消除了瓦斯突出危险性；在已掘巷道过程中瓦斯涌出量为0.1m3/min左右。

因此，掘进工作面目前不需要抽采，若地质超前探测钻孔探到煤柱需用进行抽采时，方才按照《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的相关要求进行抽采。

3、矿井瓦斯抽采率要求日抽采量达标值

新丰煤矿根据瓦斯含量法预测瓦斯涌出量，由于新丰煤矿矿瓦斯涌出量Q＜20m3/min，因此，矿井瓦斯抽采率只有只要大于25%即满足抽采达标暂行规定要求，而矿井当月瓦斯抽采瓦斯量必须满足下式要求：

按下列公式计算:

式中：

─矿井瓦斯抽采率，%；

─当月矿井平均瓦斯抽采量，m3/min。

其测定、计算方法为：

在井田范围内地面钻井抽采、井下抽采（含移动抽采）各瓦斯抽采站的抽采主管上安装瓦斯抽采检测、监测装置，每天测定不少于12次，按月取各测定值的平均值之和为当月矿井平均瓦斯抽采量（标准状态力下纯瓦斯量）；

─当月矿井风排瓦斯量，m3/min。

其测定、计算方法为：

按天取各回风井回风瓦斯平均值之和为当天矿井风排瓦斯量,取当月中最大一天的风排瓦斯量为当月矿井风排瓦斯量。

4.风速、瓦斯浓度目标

要求掘进工作面同时满足风速不超过4m/s，回风流瓦斯浓度低于1%。

三、工作面抽采达标工艺方案

16015下付巷掘进工作面若超前钻探遇到煤柱需进行抽采时，按制订的下述抽采达标方案进行抽采施工。

1．瓦斯抽采施工工程设计

（1）井巷工程

由于钻孔在掘进巷道内施工，掘进断面为梯形，净宽×净高=2.2×2.2m。

（2）钻孔工程

a、钻孔布置方式，见附图

b、钻孔布置参数

钻孔直径：

75mm；

开孔间距：

0.5m；

终孔间距：

5.4m；

开孔位置：

距巷道底0.4m向上，巷道顶向下0.7m向下均匀分布，详见钻孔布置断面图；

终孔位置：

巷道轮廓线上帮20m，下帮10m范围内均匀分布；

钻孔方位角：

详见钻孔布置断面图；

钻孔倾角:

详见钻孔布置断面图；

钻孔长度：

＞50m，保留20m措施超前距。

C、钻孔封孔、联孔

钻孔封孔工艺采用聚氨酯封孔，封孔深度不小于8m，套管直径为50mm，套管末端密封段钻三花孔洞，长度为2m，孔洞距离100mm，孔径10～20mm。

钻场口设一汇总管，汇总管用Ф200mm镀锌螺旋管，每个汇总管焊1个Ф80mm梳形管，梳形管安装控制蝶阀，用Ф50mm吸引胶管将钻孔插管与梳形管相连，胶管连接处用铁丝扎紧。

钻孔封孔后，每一个钻孔与支管的连接处设置测压嘴及阀门，钻场汇总管与孔板连接后，再连接在抽采管路上进行抽采。

（4）管网工程

采用200mm镀锌螺旋瓦斯抽采管敷设并与反斜井的平地瓦斯抽采管网进行连接，抽采管敷设至每个钻场，每个钻场安设汇流器与抽采钻孔连接；

（5）监测计量及放水除渣工程

要求在掘进工作面总支管上安设抽采管路上必须安装Φ200mm孔板流量计，每个钻场内必须安装Φ80mm孔板流量计；所有低洼点必须安装除渣放水器。

2．瓦斯抽采工程量

技术方案工程量

平行钻孔

抽采管长度（m）

数量（个）

进尺（m）

32

每循环1710

900

3．施工设备和器材

表11主要施工设备和器材表

使用工程

名称

型号

数量

钻机

钻机

ZY-650

1台

管网工程

管路

Φ200mm

900m

Φ8mm

50m

Φ50mm

100m

监测计量工程

孔板流量计

Φ200mm

1套

Φ80mm

1套

放水除渣工程

除渣器

1个

4.进度计划及有效抽采时间

由于掘进工作面遇到煤柱时才进行抽采、敷设抽采管路，因此，各项工程施工进度及服务时间待遇到探测出煤柱时方才施工，有效抽采时间为抽采效果检验达标。

工程施工进度计划及服务时间表

工程名称

开始时间

竣工时间

服务时间

钻孔施工

探测出煤柱

每循环6天时间

至检验抽采达标

管网工程

探测出煤柱

3天时间

掘进完成

5、资金计划

根据公司2011年资金计划、2011年抽采计划、2011-2012年抽采规划及采掘计划16015下付巷掘进工作面计划投入共计2万元，工程费用1万，材料费用1万。

6、接续关系

16015下付巷掘进工作面于2011年4月正式开始生产，2012年8月结束生产。

7．安全技术措施、防护措施及注意事项

（1）安全技术措施

A.所有进入16015下付巷掘进工作面工作的单位，必须对职工进行防突知识培训，使职工掌握防突措施、突出预兆、突出应急预案和本区域的避灾路线。

B.进入该工作面的所有人员必须随身佩带隔离式自救器，并能正确熟练使用。

C.施钻人员在施工时必须在施工地点悬挂一氧化碳测定仪（便携仪）和便携式甲烷检测报警仪。

甲烷检测报警仪要求悬挂在钻孔排气孔的回风流不超过1m处；一氧化碳测定器要求悬挂在距打钻地点不超过5m的回风流内。

D、施工地点必须安装压风自救器。

确保在出现瓦斯大量涌出等异常情况出现时，能方便、及时使用。

E、钻机3m范围内必须配备不少于两台灭火器，同时打钻地点必须放置不少于0.3m3的潮湿黄土，钻机必须安装风水转化开关，确保遇到钻孔内出现燃烧时能快速将风路断开，打开水路向孔内注入高压水。

F、用压风除尘排渣时，孔口必须安装除尘排渣装置，并能起到除尘排渣作用。

G、严格执行钻机操作规程，施工过程中须时刻关注瓦斯涌出情况，若出现钻机异常声音和震动时，必须立即停止打钻，查找原因并及时处理。

H、钻机操作工在接钻杆时，钻杆连接处丝扣要连接紧密，严禁使用弯曲钻杆，不得将新旧钻杆或不同型号的钻杆混用或钻杆之间间隙不匹配滑扣的。

I、施工地点必须设置瓦斯检查点。

J.区队跟班领导负责监督、指挥措施执行，在措施执行完毕后，要及时送交终孔报告单，内容必须如实进行填写，包括措施孔深度、个数以及打钻时的异常情况等工作面施工瓦斯抽放钻孔时的注意事项。

K.井下瓦斯一旦超限，必须按规定程序逐级汇报，保证能及时得到处理；有关部门及责任人无及时汇报或无及时采取措施处理，追究部门有关人员责任。

L.地质部门加强工作面地质的预测预报工作，地质条件发生变化时及时通知相关部门，掘进前必须加强地质钻孔探煤工作，若探测中遇到煤柱一定要进行抽采措施。

其它未尽事宜，按照《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》等规定执行。

（2）防护措施

A、掘进工作面压风自救系统

压风自救系统应当达到下列要求：

a压风自救装置安装在工作面巷道压缩空气管道上；

b每组压风自救装置应供5～8个人使用，平均每人压缩空气供给量不少于0.1m3/min。

c每班设专人对压风自救及管路进行管理和维护，杜绝管路漏风和堵塞。

无论何种原因造成压风自救袋损坏的，应及时进行更换。

d压风自救实行挂牌管理，内容包括：

组别、个数、维护人、最近一次维护时间。

B、监测

地面监控室→副井→井底车场→+88大巷→081下顺槽→16015下付巷掘进工作面电站（安装分站一台，风速传感器一台，温度传感器一台，断电仪一台接三机信号开停）→16015下付巷掘进工作面里段（安装工作掘进头CH4传感器）→16016上付巷掘进工作面回风顺槽端头（安装工作面回风流CH4、CO传感器）。

C、机电

按照规定周期对工作面机电设施进行检查，发现问题及时处理，杜绝失爆。

D、突出应急处置

当出现下列突出前兆现象时，作业人员按照避灾路线迅速撤离工作现场，转移到安全场所。

a有声预兆

①响煤炮。

在煤层内发出像机关枪、炮击声。

由于条件不同，声音大小、间隔时间也不同。

②突然压力增大。

支柱来劲，发出咔咔的响声，或发出劈裂折断的响声，手摸煤壁能感到冲击和震动；有煤岩层的破裂声；有时会听到气体穿过含水裂缝时的“吱吱”声。

b无声预兆

①压力增大。

顶板来压，片帮，掉渣，煤壁向外鼓，煤岩自行剥落，支架压死。

②煤层发生变化。

煤层层理紊乱，硬度降低，光泽暗淡，煤层粉碎，煤质干燥。

③瓦斯及温度变化。

瓦斯涌出异常，忽大忽小，煤尘增大，气味异常，发闷，打钻时喷孔、夹钻、顶钻，煤壁发冷，气温下降等。

当发生煤与瓦斯突出时，人员迅速戴上自救器，撤离危险区域，来不及撤人时，可就近到压风自救处。

施工单位应保持行人路线的畅通无阻，以便发生事故时人员能够迅速撤离。

（3）注意事项

A、及时打地质钻孔，保证预测煤柱工作得到落实。

B、编制详细的专项防突设计及施工作业规程，严格按《防治煤与瓦斯突出规定》相关内容执行突出区域预测、效果检验及验证，制定施工安全措施。

C、打钻时，必须配备专职瓦斯检查员，严格执行《煤矿安全规程》的有关规定，杜绝无水打钻、瓦斯超限作业等违章作业。

D、每施工完一个钻孔，必须及时封孔设置闸门，及时连管抽采。

E、强化现场盯班制度，每班由管理人员、瓦斯检查员跟班，连续对工作面风流、回风流等处的瓦斯进行监测，并做详细记录，发现瓦斯浓度超限时，必须分析原因，进行处理。

F、若工作面进行抽采，抽采采空区瓦斯过程中，要及时检查抽采负压、流量、抽出瓦斯的浓度以及采空区温度的变化，一旦发现有煤炭自燃的异常征兆，应立即采取防止自燃的措施。