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1、1121(1)工作面瓦斯综合治理设计第一章采煤工作面概况第一节采煤面参数1121(1)工作面西至八西线东约180220m，接近工业广场煤柱线，东至 七-八线东约186210m。地面对应朱庄村、前王庄、后王庄、大沟西、烟店 庄及王珠圩村庄的一部分，另有土路、水沟及农田等。地面标高为+22.5m。工作面走向长820m，倾斜长143m，斜面积117260m2，平均煤厚1.5m, 容重1.4t/m3,可采储量约为24.62万吨。工作面标高为-570m-470m。本工作面11-2煤层呈块状及粉末状，煤层产状变化较大，煤层产状为：20 36Z26 38。第二节邻近采掘：1121(1)工作面为矿井11煤层首
2、采面，工作面上部已开采了 1111 (3) 工作面。第三节生产安排：1121 (1)工作面于2008年2月份开始施工上下风巷，计划2008年11 月份开始回采，预计2009年5月中旬回采完毕。工作面预计日产量1524吨。第四节构造特征根据地质勘探资料、三维地震资料分析，本工作面共有7条断层，其中 落差大于3.0m的断层为4条。在-570m胶带机大巷及1121(1)工作面上下顺 槽施工过程中，共揭露4条断层(f1、f2、f3、f4),落差均大于8m,但是 在原勘探及三维资料均未反映上述断层。根据1111 (3)工作面实际揭露资 料及三维动态系统进行再次分析推断：1121(1)工作面共受到19条断
3、层或地 震异常带的影响，平均每平方公里116条。其中正断层9条，逆断层10条； 落差5m断层5条， 5m断层14条。第五节影响采掘的其它地质情况1、煤尘：有煤尘爆炸危险性，水份1.71%，灰份17.70 %，挥发份 V 36.23 %，火焰长度240mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量60%。daf2、煤的自燃发火：有自燃发火危险，自然发火期36个月，属II类自 燃。3、地温情况：本矿井恒温带深度为30m，温度16.8C，地温梯度2.3C /100m。工作面实际温度在2630C。4、地压情况：本工作面周边及上部煤层有采动，压力不大。在断层附 近，可能有压力增大，顶板抽冒现象。第二章瓦斯涌出量预计第一节
4、瓦斯参数：一、地质勘探和本块段的瓦斯参数掘进期间下顺槽配风量500m3/min,回风流瓦斯浓度为0.10%0.15%, 瓦斯绝对涌出量为0.6m3/min;上风巷配风量420 m3/min，回风流瓦斯浓度为 0.07%0.12 %,瓦斯绝对涌出量为0.5m3/min。根据井勘探资料及抚顺煤科 分院科研报告结论，该面为无突出危险工作面。掘进期间采取了钻屑指标法进 行区域性验证，最大钻屑量为4.6kg/m , K1最大值为0.29 ml/gmini/2,指标 均不超限。回采期间，1121(1)工作面瓦斯的主要来源为：本煤层煤体释放的瓦斯、 本工作面后方老塘遗煤涌出的瓦斯。预计1121( 1)首采工
5、作面瓦斯绝对涌出 量为 4.31 m3/mino第三章瓦斯治理设计第一节1121(1)工作面瓦斯治理方法的选择瓦斯治理设计分为风排和抽采两种方式，其中抽采采用以顶板走向钻孔 为主，辅以上隅角老塘插管抽采。根据矿井11113(3)工作面及邻近矿井回 采工作面的抽采经验，预计1212(3)工作面顶板走向钻孔和上隅角插管抽采的 抽采率约为40%，则本工作面风排瓦斯量为绝对涌出量的60%，即q = 4.31x 60 %= 2.59 m 3/min风排第二节通风设计1、通风方式：1121( 1)综采工作面采用后退式U型通风方式。新鲜风流：主井f -556m胶带机巷f -570m胶带机巷1121 ( 1
6、)下顺槽 f工作面。乏风：工作面(污风)f 1121 (1)上风巷f 1121 (1)上风巷回风联巷 f-480m回风大巷f -490m13-1煤顶板回风巷f -490m东翼回风大巷f风井f 地面。2、风量选择范围：(1) 、按瓦斯涌出量计算：Q = qk /cm3/minQ =2.59 X 1.6/0.8% =518 m3/min式中：Q 工作面采煤期间所需风量；q 风排绝对瓦斯涌出量m3/min;k 采煤工作面瓦斯涌出不均匀系数，取1.41.6;c 采煤工作面回风流中允许瓦斯浓度，取0.8%;(2) 、按工作面温度计算:Q = 60 V S=60 X 1.5 X 11.0 = 990m3/
7、min式中：S 工作面平均通风断面，取平均值11.0m2V 工作面良好环境风速，取1.5m/s(3 )、按最多工作人数计算：Q = 4 N = 4X 60 = 240m3/minN 工作面同时工作最多人数，取60人(4)、按风速进行校验：15 SW Q W 240 S式中：S 工作面平均通风断面，取11.0m2即：165m3/minW Q W 2640m3/min根据以上计算，工作面风量选择范围为：9902880m3/min,本工作面回采 时配风量选定为990 m3/mino第三节抽采设计：1、1121 (1)顶板走向钻孔抽采设计(1)、钻场设计：顶板钻场在上风巷顶板侧拨门按35。向上施工10
8、 m,施工长度为5m的“T” 型顶板钻场。钻场斜巷段巷道净宽为3.0m,净高为2.4m(梯型);钻场净高2.4m, 净宽为4m。顶板钻场和斜巷采用锚网支护或架棚支护。预计布置钻场12个钻场，第一个钻场位于工作面切眼向后100m，第2个钻 场距第1个钻场距离为90m,以后平均每90m间距布置一个钻场。可根据现场揭 露的断层、岩性和上下坡情况钻场间距进行适时调整。钻场施工期间采取风动风机供风。施工结束后采用风幛向钻场内供风。（2）、钻场钻孔设计：每钻场施工不少于6个瓦斯抽放钻孔，孔径为直径 108mm。第1个钻场内钻孔深度为100m,以后钻场内的钻孔深度以确保钻孔压茬 距不少于30m进行施工（即第
9、2个钻场及其以后每个钻场孔深不少120m）顶板走向钻孔的层位布置在距13-1煤层顶板1520m的裂隙带内，倾向方 向控制到上风巷向下1520m。终孔平距控制和高度控制范围视抽放效果进行 考察。工作面试生产前，前两个钻场钻孔必须全部施工完毕。以后按一个钻场 钻孔有效抽放，次一个钻场钻孔接替，第三个钻场钻孔施工的顺序安排钻孔施 工。（3）、钻孔封孔：钻孔先用直径127mm的钻头进行施工，施工深度不少于 12m，尔后再用直径108mm钻头进行全程施工，孔口下直径3.5吋的瓦斯管13m 作为孔口管 前端为0.8m为花管,采用封孔泵注水泥砂浆或用马丽散进行封孔, 封孔深度不小于12m。对封好而暂时不进行
10、合茬抽放的钻孔要立即用孔口堵头 将孔口封闭严密。2、上隅角老塘插管抽采设计：插（埋）管抽放方式:在上风巷尾端充填垛上插34路3吋的抽采管（里 端0.5m为花管），进气口位于上隅角充填垛内0.51.0m，每次移架后充填 时，插管随之外移。第四节抽采系统设计：1、抽采管径的选择抽放瓦斯纯量为：4.31 x 40% = 1.73 m3/min预计上风巷抽采管内瓦斯浓度（上隅角+顶板走向钻孔）取8%,按下列 公式进行计算:d=0.1457x（Q/V） 1/2式中：d抽放管路内径，m;Q瓦斯管内气体流量，ms/min;V瓦斯管内气体流速，一般取12 m/s。d=0.1457 x （ 1.73- 8%）
11、/12i/2= 195mm上隅角+顶板钻孔经计算，上风巷内抽采管选为12吋聚乙烯管，可满足工作面的抽采要求。2、瓦斯抽采泵的选择Q = （Q xK） / （Cxn）泵max式中：Q抽采泵的额定流量（m3/min ）泵Q最大抽采瓦斯纯量（m3/min ）maxK瓦斯综合抽采系数，取1.2c 抽采泵入口处瓦斯浓度（）n 抽采泵的机械效率，取0.8H = （H + H + H ） xK泵总孔正式中：H 抽采泵的压力（Pa ）;泵H抽采管路总阻力损失（Pa）;总H 抽采孔口所需负压（取值不低于0.015 MPa）孔H 抽采泵出口正压（一般为500-1000Pa，取800Pa ）; 正K抽采备用系数，取
12、1.2;H =9.8 x（ L x Q2 x） / （ K x D5）直0式中：H直管阻力损失直L抽采直管长度（m）Q抽采管内瓦斯流量（m3/h）含瓦斯混合气体对空气的相对密度K 综合系数，6吋以上取0.710D抽采管内径(cm)Q= (Q xK) / (Cxn)泵(上隅角+顶板钻孔)max=(1.73x1.2) / (8% x 0.8) = 32.4 ms/minH=9.8 x( L x Q2 x) / ( K x D5)直(上隅角+顶板钻孔)0=9.8 x 2500 x( 1.73 三 8%x 60 ) 2 x 0.9911/ ( 0.71 x 305)=2369PaH= (H + H +
13、 H ) xK泵(上隅角+顶板钻孔)总孔正=1.2 x 2369+15000+800 x 1.2=22371Pa根据计算，地面永久抽放泵站选用的2BE72和2BEY72-00型真空泵，两3种设备参数相同(Q500 m3/min,H65000Pa),能满足抽采要求。抽采系统利 用地面的永久抽采系统抽采顶板走向钻孔及上隅角的瓦斯。3、抽放管路敷设分为：1121 (1)上风巷f -1121(1)上风巷回风联巷f -480m回风石门f 480m 回风巷f顶板回风绕道f -490m东翼回风巷f -490m风井井口第七节抽采计量设计瓦斯的抽放量是抽放工作的基本数据，应经常掌握每个瓦斯区域的瓦斯 抽放量，在
14、瓦斯主管、支管上应安设计量装置，通过其流量的测定，掌握每 个瓦斯区域的瓦斯流量情况，反映煤层瓦斯涌出规律和抽放效果，才能对抽 放方法和抽放效果做出恰当的评价。因此，在本工作面计量设计中，拟选用 自动和人工两种计量方式对瓦斯流量和抽放效果进行考察。(一) 自动计量在上风巷内12吋抽采管上安设一套WYS四参数测定仪，可以自动测定抽 放管道中负压、浓度、温度、流量等参数，很直观的反映各种参数变化情况。(二) 人工计量1、人工计量流量计的选择由于孔板流量计比较简单、方便，适用于各种不同流量。因此，流量计 选择时，选择孔板流量计进行相关参数测定。每钻场安设一个总的孔板流量计，每钻场各个钻孔每天用孔板流量
15、计测 定一次，各测点悬挂计量牌板。2、人工计量孔板流量计技术要求孔板材质采用不锈钢或镀铬钢材；应保持孔口圆度和光洁度；安装时要 求孔板圆孔与管道同一圆心，端面与管道轴线垂直，偏心度应小于1%-2%; 孔板流量计安装处前后应留有5m以上直线段，以消除涡流紊流的影响。3、人工计量孔板流量计的测定计算按集团公司给定公式进行计算，公式具体为：Q =0.621kAhxp/ ( 273+t )x( 1-0.00446x) 1/2混Q = Q x x纯混式中：Q 抽放的混合流量，m3/min混Q 抽放的纯瓦斯流量，m3/min纯 h在孔板前后端所测压差，mmH O2P孔板上风端测得的绝对压力，mmHgk孔板实际流量系数-管道内的瓦斯浓度，%t管道混合气的温度，。c4、人工计量测定方法人工计量采用“U”型压差计测定压差和负压，瓦斯浓度测定采用100% 光学瓦斯机进行测定
