掘进工作面瓦斯抽采设计.docx
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掘进工作面瓦斯抽采设计
林东煤业发展有限责任公司龙凤煤矿
风巷瓦斯抽采施工设计
总工程师:
安全矿长:
生产矿长:
机电矿长:
安全部:
通防部:
通防工区:
掘进工区:
调度室:
编制:
编制日期:
会签意见表
措施名称
5912风巷瓦斯抽采施工设计
编写部门
编写日期
编写人
会签领导
会签意见
会签人
会签日期
矿长
总工程师
安全矿长
生产矿长
机电矿长
通防部长
通防工区
掘进工区
调度室
会签意见修改
（是/否）
修改人
修改日期
5912风巷瓦斯抽采施工设计
一、编制目的
为了贯彻《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》相关内容，结合矿井实际情况，编制了5912风巷掘进工作面瓦斯抽采施工设计。
二、编写依据
1、《煤矿安全规程》
2、《防治煤与瓦斯突出规定》
3、《林东煤业发展有限公司龙凤煤矿生产地质》报告
4、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》
5、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）
6、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）
7、根据金安委[2015]3号《金沙县安全生产委员会关于印发金沙县煤矿瓦斯治理攻坚年实施方案通知》
8、毕安委[2015]1号《毕节市安委会关于加强煤矿生产关键环节管控的通知》
9、黔安[2015]3号《省安全生产委员会关于印发贵州省煤矿瓦斯治理攻坚年实施方案通知》的文件要求，为了贯彻《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》相关内容，结合矿井实际情况，编制了5912风巷工作面瓦斯抽采施工设计。
10、根据重庆煤科院提交《龙凤煤矿瓦斯抽放半径》报告
11、其他相关规定及标准
三、工作面概况
1、煤层情况
5912风巷设计走向长度为990m，倾向长为80m,该掘进工作面沿9号煤层掘进，煤层厚度2.2～2.8m，平均煤厚2.5m，为简单结构煤层，9号煤层主要由亮煤组成，高发热量，低含硫量优质无烟煤，煤层自燃倾向为Ⅲ类，为不易自燃煤层，煤尘不具爆炸性。
本工作面直接顶板为碳质粉砂岩，直接底板为泥质粉砂岩。
2、瓦斯情况
5912风巷是沿空掘巷,距5916运巷5米的保护煤柱开始掘进，所以在采空区附近10m范围内煤体瓦斯已基本卸压，在掘进过程中每80米作一个块段的残余瓦斯含量测定,测定残余瓦斯含量小于残余8m3/t时,属于瓦斯卸压区域，瓦斯涌出量较小，不施工超前预抽钻孔,当残余大于8m3/t时,必须施工超前预抽钻孔,预抽后再进行区域验证,直至消除突出危险性为止。
3、地质构造
5912风巷在掘进60米时将遇F2断层，该断层从北向南贯穿整个井田，该断层落差为4m，方位为10度，倾角为45度，在掘进过程中可能会揭露一些小的断层，影响掘进较小，落差一般不大于1.5m；无岩浆岩侵入。
四、瓦斯抽采钻孔设计
5912风巷掘进工作面瓦斯涌出主要为本煤层瓦斯，按照每掘进80米区域为一个块段，每个块段布置2个效果检验钻孔，钻孔控制巷道正前方及右帮，效果检验钻孔每间隔30m取样测定残余瓦斯含量或残余瓦斯压力，当残余瓦斯含量大于8m3/t或残余瓦斯压力大于0.74Mpa时，视为保护效果无效，必须采取预抽本煤层瓦斯作为补充防突措施，在巷道上帮施工钻场，钻场内布置钻孔10个，孔径75mm，孔深80m，所以在掘进过程中在5912风巷上帮施工一个钻场，见预抽钻孔参数表4-1；在掘进过程中,同时还向5912运巷方向施工顺层抽放钻孔，孔距为3m，孔深100m，见预抽钻孔参数表4-2。
表4-1超前预抽钻孔技术参数表
钻孔
编号
钻孔方位
（°）
钻孔倾角
（°）
钻孔长度
（m）
钻孔直径
（mm）
1
312
-3
22
75
2
307
-3
32
75
3
301
-3
38
75
4
295
-2
50
75
5
292
-2
62
75
6
288
-1
82
75
7
285
-1
81
75
8
282
0
80
75
9
279
0
80
75
10
275
0
80
75
表4-2顺层预抽钻孔技术参数表
钻孔
编号
钻孔方位
（°）
钻孔倾角
（°）
钻孔长度
（m）
钻孔直径
（mm）
第一阶段
1
0
3
100
75
2
0
3
100
75
3
0
3
100
75
第二阶段
1
334
3
100
75
2
334
3
100
75
3
334
3
100
75
第三阶段
1
15
3
100
75
2
15
3
100
75
3
15
3
100
75
4
15
3
100
75
1、钻孔设计及工程量
当残余瓦斯含量大于8m3/t时采用扇型钻孔超前预抽煤层瓦斯方式，每个循环施工钻孔10个，钻孔控制范围迎头向前80米，控制上帮轮廓线外15米，每循环总进尺607米，共需要20个循环，钻孔钻尺量累计为12140m；5912风巷上帮顺层钻孔每3m施工一个，每孔深100m，共施工顺层抽放钻孔330个，钻孔钻尺累计量为33000m,所以5912风巷总施工钻孔钻尺量为45140m。
五、瓦斯抽采钻孔施工
1、施工设备
（1）钻机：
ZDY-750型矿用全液压坑道钻机
（2）钻杆：
Φ50mm，共120m。
（3）钻头：
Φ75mm复合片钻头
（4）排渣方式：
采用水压排渣。
2、进度计划
根据生产计划，每月施工2次超前预抽煤层钻孔，施工时间为6天左右，施工具体时间根据生产计划进行合理安排和适当调整。
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，必须经通防部对设计进行修改。
（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煤帮、顶板等完好情况，必须由班长或有经验的老工人负责找掉活煤活矸，以免片帮伤人。
（4）钻场所有电器设备必须上台挂牌管理，电缆吊挂整齐，物品码放整齐，确保电器设备完好、防爆。
（5）打钻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）打钻工必须能处理施工过程中的临时故障，在施工和处理故障时，必须明确1人专门负责安全工作。
（7）打钻工在架设钻机之前，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，严禁开钻。
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0.8%时，停止作业；当瓦斯浓度超过1.5%时，所有人员撤离至新鲜风流中，并及时汇报调度室。
只有当瓦斯浓度低于0.8%时才可继续作业。
六、瓦斯抽采
1、瓦斯抽采系统
（1）通过井下抽放管路接入矿井地面瓦斯永久抽采系统。
（2）地面抽放泵：
根据瓦斯泵的流量等参数,地面泵站选用流量为367m3/min的SKA-670Kw型高负压水环式真空泵（2台）。
（3）线路：
5912风巷→5912回风联络巷→一采区回风上山下段→一采区回风上山上段→二号风井→地面瓦斯泵站，各瓦斯管路连接均采用螺栓紧固法兰盘连接方式，中间夹橡胶垫圈。
（见附图）
2、封孔
采用重庆煤校生产的AB胶，下管长度为9m，封孔深度不小于8m。
套管外露不得少于0.2m。
钻孔封好后用弹簧管将钻孔内的套管与抽放支管路三通连接好，每6个钻孔连接成一组（一个分支器接抽6个超前预抽钻孔），每个钻孔与混合器之间安设倒流管，在距回风流口设置除碴器和放水器，以免钻孔内的水、钻孔管内的水等进入抽放管。
3、抽放管
采用直径为200mm的矿用无隙铁管或聚乙烯瓦斯抽放管。
4、有效预抽时间
5912风巷的超前预抽瓦斯钻孔必须“打一个、封一个、抽一个”的管理原则，一般情况下，掘进工作面最后一个钻孔预抽煤层瓦斯时间不得低于8小时。
七、抽放量及抽放效果预期
1、瓦斯抽放量
根据临近面5916工作面的瓦斯情况，因5916采空区附近15范围内属于瓦斯卸压区域，预计5912工作面的绝对瓦斯涌出量在2.5m3/min，抽采瓦斯量在1.5m3/min左右，工作面风量435m3/min以上，回风流中平均瓦斯浓度0.16％左右。
5912风巷每天掘进长度按8m计算，每天要出掘进煤量为2.6×4×8×1.45=120.64吨，根据抽、采、掘平行要求，5912工作面瓦斯抽采量必须大于掘进煤量，才能满足抽采掘达标的要求，即5912工作面80m区段的瓦斯储量为2.6×4×80×1.45吨×12.9m3/t=15562m3，（按煤层原始瓦斯含量来考察，12.9m3/t）,5912工作面的瓦斯抽采量必须大于工作面瓦斯储量的40%（按照煤层瓦斯抽采达标规定要求），所以5912工作面预抽瓦斯量为15562×0.4=6224m3才能满足抽采要求必须要降至8m3/t以下,即1206.4吨×（12.9m3/t-8m3/t）=5911m3，吨煤瓦斯含量才能降到5m3/t以下。
5912工作面80m区段共施工超前预抽钻孔共计10个，每个钻孔必须要抽出591.1m3瓦斯，根据瓦斯抽放管路阻力、抽采瓦斯浓度、抽采流量及抽采泵负压的关系，单孔每分钟抽采瓦斯纯流量为0.08m3/min，即每天单孔抽出115.2m3瓦斯，10个钻孔每天要抽出1152m3瓦斯，而且单孔抽采负压必须达到13kpa以下，至少要抽6天才能满足要求（6224÷1152=6天）。
2、预期效果
（1）工作面瓦斯抽采率大于40%
（2）工作面残余瓦斯含量降到7m3/t
（3）工作面瓦斯浓度降到0.3%以下
八、组织管理
1、矿长对工作面瓦斯抽采工作负全面责任。
2、矿总工程师负责组织相关单位对瓦斯抽采设计进行会审。
3、生产矿长负责组织落实瓦斯抽采工作。
4、安全矿长负责监督检查瓦斯抽采工作的执行落实情况
5、通防部负责编制瓦斯抽采设计，在会审后报送掘进工区、技术部、通防工区、调度室、安全部等相关单位和有关领导，并负责监督抽采设计的现场落实，根据现场的条件及时修改瓦斯抽采设计，同时通防部还负责落实测定煤层瓦斯含量及抽放后残存瓦斯含量。
6、调度室负责设瓦斯抽采设计落实过程中的全面协调等。
7、安全部负责对瓦斯抽采设计的落实情况进行检查和监督。
8、通防工区及掘进工区负责瓦斯抽采钻孔的施工。
9、通防工区还负责对工作面风量、瓦斯浓度等进行监测，计算风排瓦斯量。
10、区队跟班领导负责当班的安全工作，是监督检查瓦斯抽采施实情况的第一责任人。
到岗后首先要查看工作面执行情况，在设计没有落实的情况下，不得擅自指挥生产。
九、施工安全技术措施
1、准备工作
（1）钻机运输及拆装：
①钻机在地面装运过程中，由通防工区人员用手葫芦，利用铲车吊起装入罐车或平板车。
然后用螺丝将钻机大件固定在平板车，并使用不小于6分的钢丝绳将钻机大件绑紧摽牢，经检查没有隐患时方可入井。
②大巷运输过程中由运输队负责向里运送，在运送前，通防工区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。
在运送过程中，严禁任何人乘坐矿车或平板车。
③在斜巷运输前，通防工区及运输队人员必须首先检查绞车是否固定，钢丝绳有无断丝、锈蚀等现象，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”规定，并使用好“一坡三档”。
④将钻机运送到施工地点，从平板车卸下之前，首先检查安装地点的顶板及两帮的不安全因素，必须进行处理；在起吊前必须检查起吊锚杆的牢固性及导链的可靠性，有无退扣，滑链现象，保证导链完好，严禁用其他物品代替起重梁；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，在落下过程中应缓慢下放，下放时严禁用手托；钻机在拆卸过程中，应拆卸成几个部分，钻机的大件用平板车运送，装车过程中，要使用手拉葫芦配合起重锚杆起吊，严禁人工硬抬硬扛。
（2）抽放管路的运输及安装：
①软质管或较短管材、配件可装矿车运送；凡矿车装不下的管材均装叉车运送。
管材的装载高度不准超出矿车或叉车两帮高度，并要捆绑牢固。
②在运输巷运送时，应事先与运输队取得联系，并严格执行运输有关规定。
③在斜巷运输时严格执行斜巷运输管理规定。
④管材、物料运到现场后，应放在指定地点，堆放整齐、牢稳，不得妨碍行人、运输和通风。
⑤安装管路前，应根据管路的安装用途和施工场所的条件要求，带齐所需用具；安装前应详细检查管材质量，有无堵塞物，管盘完好，配件齐全。
⑥拆接管路时，施工人员要相互配合，两人托住管子，一人拆、紧螺丝。
⑦管路要托挂或垫起，吊挂要平直，拐弯处设弯头，不拐急弯。
管子的接头接口要拧紧，用法兰盘连接的管子必须加垫圈，做到不漏气、不漏水。
⑧敷设瓦斯抽放管路时，要严格按设计线路及要求施工，并按要求安齐人工或自动放水装置，瓦斯抽放管路距巷道底板不低于300mm。
2、钻孔施工安全技术要求
（1）施工钻孔过程中，班长为当班安全第一责任人，每班开工前必须进行安全确认，发现异常情况及时处理并汇报。
（2）所有钻机工必须持证上岗，穿戴整齐利落、衣襟、袖口、裤脚必须束紧，施钻过程中严格按《井下钻探操作规程》操作，坚守岗位。
（3）检查钻头旋转方向，经空载运转没有异常现象时，方可装上钻头开孔钻进，开孔时要缓慢钻进，要保护好钻头。
（4）在施工进程中，瓦斯检查员检查现场风流中瓦斯浓度，同时班长将所带瓦斯便携仪悬挂在施工钻孔上方偏下风口0.5m位置，当瓦斯浓度达到0.8%时，必须停止打钻作业，切断电源，采取有效措施处理。
（5）在施钻过程中若出现煤岩破碎、漏水、瓦斯涌出量突然增大或由于孔内瓦斯高而出现顶钻等现象，要立即停钻，撤出人员并汇报调度室查明原因，并积极采取有效措施，待现象解除后方可继续进尺，防止事故的发生。
（6）打钻人员要精力集中，认真操作，防止机械和人身事故的发生，每班开工前要检查机械设备是否正常，发现有螺丝松动或零件松动应及时处理，以免造成重大机械事故。
（7）钻孔要按钻孔质量标准化要求施工，钻具摆放整齐，钻场环境清洁。
（8）接送钻杆人员必须站在钻机的两侧接送钻杆，以防发生顶钻伤人事故。
（9）在施钻过程中钻机班长要随时注意观察各压力表的读数变化，发现异常及时处理。
（10）现场交接班时，必须把当班工作情况及隐患交代清楚。
3、机电管理
（1）供电设备线路中，各种保护必须齐全、灵敏可靠，设备放置合理、平稳；电缆吊挂整齐，开关上架，电气设备实现“三无”，杜绝“失爆”；认真管理好各种机电设备，检修制度化，维护正常化。
（2）接地系统必须完善，接地极、接地线符合规定。
（3）处理机电设备、线路故障时，必须切断上级电源，开关打到停止位置并加闭锁，悬挂“有人工作，严禁送电”的停电牌，用同电源电压相适应的验电笔验电，处理好后方可送电，必须坚持“谁停电，谁送电”的原则。
（4）对所有机电设备进行完好及防爆检查；大班电工每天检查一次。
4、安全防护措施
（1）所有施工人员必须随身佩戴压缩氧自救器。
（2）瓦斯浓度达到0.8％或二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止打钻；电动机及其开关附近20米以内风流中瓦斯浓度达到0.8％时，必须停止运转，撤出人员，切断电源，进行处理。
（3）施钻附近必须有直通调度室的电话。
5、人员避灾路线
（1）瓦斯、火灾避灾路线：
5912风巷→一采区辅助运输上山下段→一采区下部井底车场→主斜井或一号副井。
（2）水灾避灾：
5912风巷→一采区辅助运输上山下段（或一采区运输上山下段）→一采区上部井底车场→二号副井，其它严格按《钻探操作规程》、《煤矿安全规程》、《防治水规定》、《防治煤与瓦斯突出规定》及有关规定执行。
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