工作面瓦斯抽采设计

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1、 山西和顺正邦良顺煤业有限工作面瓦斯抽采设计 编制时间：2013年3月6日工作面瓦斯抽采设计为了能够更加合理、高效的抽采工作面煤层瓦斯，选择最优的抽采钻孔布置方式和最佳的抽采管径等抽采设备，结合工作面煤层地质条件、瓦斯赋存等实际情况，对该工作面的瓦斯抽采设计如下。第一章 工作面概况一、工作面概括二、地质概括 1、煤层情况 2、地质构造概括 3、工作面顶、底板情况 4、工作面上邻近煤层赋存情况三、采煤方法及顶板管理四、工作面通风及瓦斯情况 1、煤层瓦斯基本参数根据山西省煤炭工业局综合测试中心编制的山西和顺正邦良顺煤业有限公司15号煤层瓦斯涌出量预测报告的结论：15号煤层瓦斯含量4.5m3/t；残

2、存瓦斯含量为2.05m3/t；可解析瓦斯量为2.45 m3/t；透气性系数为0.0125 m2 (Mpa2d)；钻孔瓦斯流量衰减系数为平均0.1565 d-1，属较难抽放煤层，百米钻孔初始瓦斯涌出量为0.01856(m3/min100)。 2、瓦斯涌出量预测 根据山西省煤炭工业局综合测试中心编制的山西和顺正邦良顺煤业有限公司15号煤层瓦斯涌出量预测报告的结论：15号煤层工作面绝对瓦斯涌出量为12.21m3/min，其中工作面本煤层瓦斯涌出量为5.14m3/min，工作面临近层瓦斯涌出量为7.07 m3/min；相对瓦斯涌出量为6.79m3/t，其中开采层相对瓦斯涌出量为2.86m3/t，邻近层

3、相对瓦斯涌出量为3.93m3/t。掘进巷道相对瓦斯涌出量为1.62m/min。六、其它开采技术条件1、15号煤层自燃等级为级，属不易自然煤层，煤尘有爆炸危险性。2、本井田地温属正常区。第二章 工作面瓦斯抽放设计第一节 瓦斯抽放的必要性一、回采工作面抽放瓦斯的必要性分析根据我矿井的瓦斯涌出量预计情况，采煤工作面绝对瓦斯涌出量为12.21m3/min；按规定“一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min，通风方法解决不合理”的情况下，必须进行瓦斯抽放。根据我矿实际情况，回采工作面进、回风巷道断面9.6m2，回采工作面需要的配风量，已远远大于允许通过的最大配风量，但仍然不能把瓦斯降到规定限度以下，

4、所以必须采取瓦斯抽放措施才能解决瓦斯问题。回采工作面瓦斯抽放必要性计算如下表，见表2-1-1。表2-1-1 回采工作面抽放瓦斯必要性判别表 名称瓦斯涌出量m3/min允许瓦斯浓度(%)工作面最大允许风量m3/min工作面需要最小风量（不进行抽放时）m3/min是否需要抽放15号煤回采工作面12.210.81831.52317.5是从以上计算可以看出，我矿回采工作面进行瓦斯抽放是必要的。二、掘进工作面抽放瓦斯的必要性分析根据瓦斯涌出量预测，我矿15号煤掘进工作面瓦斯涌出量为1.62m/min ,没有大于3m3/min的规定要求，不需要采取瓦斯抽放措施。综上所述，我矿在生产期间，必须对回采工作面采

5、取抽放瓦斯措施。第二节 工作面瓦斯抽采方案 一、瓦斯抽放方法选择根据山西省煤炭工业局综合测试中心编制的山西和顺正邦良顺煤业有限公司矿井15号煤层瓦斯涌出量预测报告及山西国辰建设工程勘察设计有限公司为我公司编制的山西和顺正邦良顺煤业有限公司矿井瓦斯抽放初步设计，结合矿井实际情况，确定瓦斯抽放方法为顶板走向高抽巷、后高抽巷抽放、回采工作面本煤层顺层钻孔预抽、上隅角埋管抽放、全封闭采空区插管抽放的综合抽放方法。 二、瓦斯抽采系统布置工作面高抽巷邻近层瓦斯抽采系统：高抽巷529mm瓦斯抽采管 -回风大巷低负压529mm瓦斯抽采管-回风立井529mnm瓦斯抽采管-地面低负压瓦斯抽采泵站。工作面本煤层抽采

6、系统：回风顺槽本煤层钻孔-回风顺槽226mm瓦斯抽放管-回风大巷高负压529mm瓦斯抽放管-回风立井529mnm瓦斯抽采管-地面高负压抽放泵站-排空。第三节 工作面瓦斯抽采设计一、本煤层瓦斯抽采设计根据测定的15号煤层原始瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯涌流量、钻孔瓦斯流量衰减系数等相关参数，结合工作面巷道布置情况，为了确保工作面在允许的预抽时间内钻孔瓦斯抽放效果，同时尽量减少抽放钻孔施工工程量和施工难度，决定由回风顺槽向工作面布置本煤层顺层平行钻孔进行采前预抽。1、钻孔布置形式（1）根据工作面巷道布置情况，决定钻孔采用顺层平行布置，由运输顺槽开口施工，钻孔钻进方向与工作面切眼平行。1#钻孔

7、布置在距停采线2m处，依次由停采线向工作面切眼共布置435个钻孔，其布置方式见图2-3-1。（2）图2-3-1 回采工作面本煤层钻孔抽放布置示意图2、抽放钻孔参数钻孔位置：回风顺槽内；钻孔角度：垂直巷道中线、平行于工作面、水平上仰04；（根据煤层赋存实际情况调整）钻孔直径：110mm；钻孔长度：140m；钻孔间距： 2m；开孔高度：距底板1m；封孔方式：聚胺脂封孔；封孔长度：不小于8m。抽放时间：钻孔预抽时间不小于180天。钻孔参数表如下表，见表2-1-1。表2-1-1 钻孔参数表 参数巷道名称开孔位置区域与巷道夹角( 。)钻孔倾角( 。)钻孔间距（m）钻孔深度(m)钻孔直径（mm）距底板高度

8、（m）回风顺槽停采线至切眼段9004214011013、瓦斯抽采钻孔施工（1）打钻 抽放钻孔施工必须按设计水平角度和倾角等参数进行，若煤层起伏变化较大时，应根据煤层变化情况及时调整角度，以提高成孔率，同时要作好钻孔进尺及相关参数的记录。（2）钻孔封孔 采用聚氨酯封孔方法封孔，钻孔封孔深度设计为8m。封孔时在管道的距离前端0.3m1.5m的封孔段前后各固定一个直径略小于钻孔的圆形挡盘，以防止封孔材料膨胀时堵塞管路或向外溢流影响封孔效果。然后再封孔段内缠裹固定一块长1.2m，宽1.0m的编织袋。封孔时按用量和混合比称量A、B两组试剂，倒入混合容器内快速搅拌，当混合液由原黄褐色稍变为乳白色，停止搅拌

9、；将混合液均匀倒在编织袋内，边倒液边向封孔管上卷缠编织袋，然后，将卷缠好药液的封孔管送入钻孔内设计位置。整个操作要求迅速操作时间不得超过5min。为了避免封孔管因碰撞晃动而影响封孔质量，需要在孔口处用水泥固定封孔管。用32mm的钢管加工一个长0.5m的连接管，在其一端焊接一个快速接头，在距离接头0.25m处焊接一个2管用于连接压力表以及检查浓度、温度等参数，在其另一端焊接一个40圆挡盘。连接管加工好后，缠裹上面纱、聚氨酯封孔材料，并将其插入UPVC封孔管中与其对接。封孔管安装见附图2。4、抽采钻孔的并网联接已封孔的钻孔每6个设为一组，用32的高压管连接到150的汇流管上，汇流管连接到1210风

10、巷抽采管路预留的的三通上。每个钻孔口安设一个三通及截止阀，以便进行控制和调节抽采负压。每组钻孔各选两个钻孔，在孔口安装的连接管上安装压力表以便检测抽采负压。具体见附图3.图2-3-2 回采工作面本煤层钻孔抽放布置示意图图2-3-3 回采工作面本煤层钻孔联管示意图 钻孔进尺：工作面长度为150m，走向长800m, 钻孔长度140m，钻孔间距为2 m，钻孔数量400个，钻孔进尺为56000m，吨煤瓦斯抽采钻孔进尺为0.062m/t 。一、顶板走向高抽巷、后高抽巷抽放根据我矿邻近煤层赋存情况、瓦斯分析和预测结果、瓦斯抽放初步设计，工作面开采时，采用顶板走向高抽巷，解决上临近层瓦斯；后高抽巷解决工作面

11、初采期瓦斯。高抽巷布置在13号煤层顶板初始冒落裂隙带内，工作面回采前将高抽巷插管封闭，瓦斯管路为529mm焊缝钢管，并入我公司井下低负压抽放系统主管路系统，随着工作面开采推进，顶板逐渐冒落，使后高抽巷逐渐进入顶板裂隙层内，使上临近层瓦斯在高抽巷抽放负压作用下排出，解决回采期间瓦斯超限问题。其布置方式见图2-3-1。 图2-3-1 回采工作面邻近层瓦斯抽放示意图（二） 、回采工作面本煤层顺层钻孔预抽 1、钻孔施工方式 根据测定的煤层瓦斯相关参数，结合工作面巷道布置情况，为了确保工作面在允许的预抽时间内钻孔瓦斯抽放效果，同时尽量减少抽放钻孔施工工程量和施工难度，决定由回风顺槽向工作面布置顺层平行钻

12、孔进行采前预抽。由于煤层倾角原因，钻孔倾角按工作面实际情况调整04，孔径110mm，钻孔长度140m，钻孔高度距底板1.0m，钻孔间距为2m，钻孔预抽时间180天，采用聚氨脂封孔，封孔深度不小于8m。其布置方式见图2-3-2，钻孔与抽放管联接见图2-3-3。图2-3-2 回采工作面本煤层钻孔抽放布置示意图图2-3-3 回采工作面本煤层钻孔联管示意图 2、钻孔进尺： 工作面长度为150m，走向长800m, 钻孔长度140m，钻孔间距为2 m，钻孔数量400个，钻孔进尺为56000m，吨煤瓦斯抽采钻孔进尺为0.062m/t m/t。（三）、上隅角埋管抽放在工作面沿回顺槽距切巷100m布置一趟抽放管

13、路，采用吊挂方式，距底板1.8m高，管路一端做一分叉管（人字形），分别安设一个阀门，控制开、闭，分叉管各引一趟125mm铠装软管利用原巷道支护锚杆吊挂于上隅角位置，软管伸入采空区5-10m，出口用铁纱网包好，以防止煤渣进入抽放管路管路，工作面每推进20m，采用交替切割软管的方式，抽采上隅角瓦斯，解决上隅角和回风瓦斯超限的问题。布置方式见图2-3-32-3-3 上隅角埋管抽放布置示意图（四）、全封闭采空区插管抽放全封闭采空区埋管抽放就是在采空区密闭墙上插入抽放管路，使采空区瓦斯在抽放负压的作用下，经抽放管路而抽出，采空区埋管抽放见图2-3-4。图2-3-4 全封闭采空区瓦斯抽放示意图四、抽采钻孔

14、施工（1）打钻 抽放钻孔施工必须按设计水平角度和倾角等参数进行，若煤层起伏变化较大时，应根据煤层变化情况及时调整角度，以提高成孔率，同时要作好钻孔进尺及相关参数的记录。（2）钻孔封孔 采用聚氨酯缠布料封孔方法封孔，A、B两组试剂的混合比例为1：1，封孔管采用50mm的UPVC塑料管，总长度为8m。根据煤层裂隙发育情况，钻孔封孔深度设计为6.5m，封闭段长度设计为1.2 m。封孔时在管道的距离前端0.3m1.5m的封孔段前后各固定一个直径略小于钻孔的圆形挡盘，以防止封孔材料膨胀时堵塞管路或向外溢流影响封孔效果。然后再封孔段内缠裹固定一块长1.2m，宽1.0m的编织袋。封孔时按用量和混合比称量A、B两组试剂，倒入混合容器内快速搅拌，当混合液由原黄褐色稍变为乳白色，停止搅拌；将混合液均匀倒在编织袋内，边倒液边向封孔管上卷缠编织袋，然后，将卷缠好药液的封孔管送入钻孔内设计位置。整个操作要求迅速操作时间不得超过5min。为了避免封孔管因碰撞晃动而影响封孔质量，需要在孔口处用水泥固定封孔管。用32mm的钢管加工一个长0.5m的连接管，在其一端焊接一个快速接头，在距离接头0.25m处焊接一个2管用于连接压力表