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1、盘县黑皮凹子煤矿10302工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计 二零一四年四月目 录第一章 工作面地质概况4一、10302工作面地质概况4二、掘进方式、采煤方法5三、瓦斯来源和通风方式：5四、瓦斯抽采的可行性和必要性。7第二章 10302工作面抽采设计8一、10302运巷、专用抽采巷掘进期间抽采设计8二、10302工作面回采期间抽采设计16三、抽采方法及管路敷设26四、抽采负压计算27五、抽采钻孔封孔设计31第三章 10302工作面防突措施33一、防突设计33二、掘进期间综合防突措施37第四章 瓦斯抽采设备41一、抽采设备的选择41二、瓦斯抽采管路的附属装置42三、瓦斯泵房附属设备43第五章 抽采
2、参数考察44第六章 抽采的安全技术管理措施45一、打钻45二、管路安装46三、泵站和钻孔观测47四、煤层参数观测48第七章 避灾路线49一、避灾原则49二、发生水灾49三、发生火灾、煤尘瓦斯爆炸50 10302工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计说明第一章 工作面地质概况一、10302工作面地质概况 10302工作面位于一采区的西翼，东侧工作面尚未采掘。工作面设计走向长度200米，可采长度180米，倾斜长度为90米。该工作面所采的（3#）合并层属二叠系上统龙潭组中段顶部煤层，煤层平均厚度1.8米；区内煤层稳定，结构复杂，煤层倾角10-15，平均12。煤层顶板为粉砂岩和泥质粉砂岩；底板为粉砂岩和泥岩
3、，底板10左右夹2层泥质灰岩，富含动物化石。 二、掘进方式、采煤方法1、工作面掘进期间采用炮掘。 2、工作面开采方法采用走向长壁式开采，采煤方法为一次采全高采煤，全部垮落法管理顶板。三、瓦斯来源和通风方式：1、10302工作面掘进期间瓦斯来源：现10302工作面运巷、专用抽采巷瓦斯来源主要为本煤层瓦斯，同时由于我矿所采二叠系上统龙潭组，煤体硬，透气性差。10302工作面在掘进过程中，工作面瓦斯来源包括巷道煤壁瓦斯涌出和掘进落煤中的瓦斯涌出两部分。根据相关资料显示3号煤层的透气性系数平均为0.092/mpad，钻孔瓦斯衰减系数平均为0.2036d，瓦斯梯度平均为1.7-2.6m3/t,掘进工作面
4、在掘进过程中煤壁的瓦斯涌出量为0.820m3/t、落煤涌出量为0.246m3/t、掘进瓦斯涌出量为1.067m3/t，所以按照煤矿安全规程规定，必须进行瓦斯抽放。2、10302工作面回采期间瓦斯来源包括本煤层、围岩和邻近层：、本煤层瓦斯涌出：我矿所采二叠系上统龙潭组中段，煤体松，透气性较差，不利瓦斯储存。本煤层瓦斯涌出量约占工作面总涌出量的45%左右，在开采时煤层的瓦斯涌出量为3.71m3/t，是主要瓦斯涌出之一，根据治理瓦斯的分源治理原则，需进行瓦斯抽采工作。、围岩瓦斯涌出：因我矿煤层顶底板多为砂质泥岩，孔隙、裂隙相当发育，成煤时期储存较多，在回采过程中，随着老顶周期来压，其中瓦斯一部分升至
5、裂隙带，一部分随采空区漏风带到工作面，直接影响工作面和上隅角瓦斯浓度，约占总涌出量的55%，为主要瓦斯涌出量。、邻近层瓦斯涌出：下邻近煤层离本开采层距离较大（约,10余米），对本开采层瓦斯涌出影响较大；下邻近1#煤层距本煤层715m，开采后随顶板垮落，应力重新分配后主要涌向采空区，对工作面无太大影响，一并计入采空区瓦斯涌出量中。3、通风方式：10302运巷、抽采巷掘进期间，采用局扇压入式通风。10302工作面采用“U”型通风方式。 10302材巷进风，另在运巷一侧布置一条专用瓦斯抽采巷进行裂隙带、采空区瓦斯抽采以及下一个工作面区域预抽。4、工作面瓦斯含量、瓦斯储量、预抽时间、抽采瓦斯量、抽采率
6、、抽采达标情况。2010 年根据中国矿业大学对我矿（3+4）#煤合并层测定煤层瓦斯含量平均为8.16 m3/t.r311工作面参照303工作面的瓦斯涌出量，预计在正常生产过程中绝对瓦斯涌出量可达27m3/min，相对瓦斯涌出量7.27 m3/ t，以煤层瓦斯含量平均为8.16 m3/t.r计算，311工作面煤炭可采储量157.12万吨，其瓦斯总储量预计为1282.1万立方米。根据矿井生产安排，311工作面从2011年12月份开始掘进到工作面形成系统，预计工作面预抽时间可达9个月以上。311工作面预计布置1344个本煤层孔，根据实际情况，按照单孔抽放0.03m3/min计算，预计可以抽放瓦斯78
7、3.82 万立方米。掘进期间参照相邻的305工作面抽采情况，311工作面掘进期间瓦斯抽采率预计可达到35%以上，回采期间参照303工作面抽采情况，瓦斯抽采率预计可达到50 %以上，能够保证工作面的抽采达标生产。四、瓦斯抽采的可行性和必要性。1、双柳煤矿实测瓦斯可抽性指标：百米钻孔瓦斯流量衰减系数a=0.0142d-1煤层透气性系数=0.8043 m2/Mpa2d百米钻孔极限自然瓦斯流量Q=4007.37 m3双柳矿所开采的3+4#合并层从钻孔瓦斯流量衰减系数和煤层透气性系数来判断属于可抽煤层，从百米钻孔极限自然瓦斯流量判断又属于较难抽采煤层，根据矿井生产过程中的实际情况判定，双柳煤矿所开采的3
8、+4#合并层属于可以抽采煤层，具有本煤层抽采的条件。2、根据抚顺煤科院对我矿瓦斯危险程度预测，本矿井内4#煤层大部分地区位于瓦斯带内，瓦斯含量具有随煤层埋藏深度增加而增加的趋势。根据回采工作面、掘进工作面瓦斯涌出量预测结果，本矿井前期开采煤层具备瓦斯抽放条件。 3、根据山西焦煤集团公司的要求，全面树立“多抽一方瓦斯，矿井就多一份平安”、“抽采瓦斯是解放生产力，治理瓦斯是发展生产力”的瓦斯治理理念。第一步搞好边采（掘）边抽，解决采掘期间瓦斯治理问题，第二步积极开展区域瓦斯预抽，最终实现高瓦斯矿井低瓦斯状态下开采。第二章 311工作面抽采设计一、311运巷、专用抽采巷掘进期间抽采设计（一）、311
9、运巷掘进期间瓦斯抽采设计1、311工作面区域预抽（1）、33409回风联巷的区域预抽钻场，钻场内施工6个区域预抽钻孔，钻场规格（规格：9m4 m3.2 m），孔深500 m，钻孔工程量3000 m，进行33411运巷前500 m范围的区域预抽。钻场规格钻场布置在309回风联巷南侧帮，沿煤层顶板掘进。钻场规格：深宽高=4m9m3m，钻场采用锚杆锚索加金属网、锚喷综合支护，采用扩散通风。组队施工钻场完毕后，应及时将钻场内顶、底板，帮用水泥砂浆进行硬化处理，钻场顶、底板硬化厚度不小于150mm，底板应高出巷道50mm；距钻场口500mm，道心之上各施工2个起吊钻机用的锚杆，锚杆外露100mm。钻孔设
10、计钻场布置6个主钻孔，孔间距1.2 米，钻孔设计参数列出如下，在施工过程中可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整：场钻孔参数：孔号开孔磁方位角终孔方位角孔深m孔间距备注孔径11851845001.2m1-1分支94mm21951845001.2m2-1分支94mm32051845001.2m3-1分支94mm42151845001.2m/94mm52251845001.2m5-1分支94mm62351845001.2m6-1分支94mm（2）在311回风联巷内施工一个区域预抽钻场，钻场内施工4个区域预抽钻孔，孔深500m，进行311运巷前500m的区域预抽，钻孔工程量2000m。从311运巷5
11、00m施工第二个区域预抽钻场，往里每隔500m施工一个区域预抽钻场，钻场内施工4个钻孔，钻孔工程量2000m。钻孔设计钻场布置4个主钻孔，孔间距1.2 米，钻孔设计参数列出如下，在施工过程中可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整：场钻孔参数：孔号开孔磁方位角终孔方位角孔深m孔间距备注孔径117018405001.2m/94mm216018405001.2m2-1分支94mm315018405001.2m3-1分支94mm414018405001.2m4-1分支94mm（3）在311抽采联巷内施工一个区域预抽钻场，钻场内施工2个区域预抽钻孔，孔深500 m，进行33411抽采巷和33411运巷前
12、500 m的区域预抽，钻孔工程量1000 m。钻场规格钻场布置在311抽采联巷南侧帮，沿煤层顶板掘进。钻场规格：深宽高=4m5m3m，钻场采用锚杆锚索加金属网、锚喷综合支护，采用扩散通风。组队施工钻场完毕后，应及时将钻场内顶、底板，帮用水泥砂浆进行硬化处理，钻场顶、底板硬化厚度不小于150mm，底板应高出巷道50mm；距钻场口500mm，道心之上各施工2个起吊钻机用的锚杆，锚杆外露100mm。钻孔设计钻场布置2个主钻孔，孔间距1.5 米，钻孔设计参数列出如下，在施工过程中可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整：场钻孔参数：孔号开孔磁方位角终孔方位角孔深m孔间距备注孔径1175018405001
13、.2m1-1分支94mm2185018405001.2m2-1分支94mm2、本煤层钻孔抽采在311工作面煤体瓦斯预抽的基础上，311运巷采用边掘边抽的方法进行瓦斯抽采。因311运巷在掘进过程中，故根据地测科提供的底板等高线进行钻孔参数的设计。抽采钻孔布置在311运巷前进方向左帮，钻孔从工作面开口处100米依次往里（沿煤层倾向）布置，钻孔随着工作面的向前掘进逐步施工,且工作面迎头与临近的钻孔间距不得超过50米。钻孔间距为6米，钻孔开孔使用89mm的钻头，打8米后换用75mm钻头，孔径75mm，孔深100米。抽采瓦斯管路布置在311运巷前进左帮，管路吊挂锚杆上，吊挂高度保持在1.2m。现将311运巷本煤层钻孔参数列出如下：在施工过程中可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整。311运巷左帮本煤层钻孔参数：钻孔编号方位角（）倾角（）钻孔间距（m）孔高（m）孔深（m）1#-14#903距巷道开口100米间距6米1.610015#-17#90461.610018#-27#90361.610028#-33#90461.610034#-48#90361.610049#-60#90461.610061#-68#90561.610069#-79#90461.
