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1、1021采煤工作面瓦斯抽放设计 编制： 杨锡东2013年4月1201采煤工作面瓦斯抽放设计审批表单 位审 批 意 见防突队长生产矿长机电矿长安全矿长矿总工程师矿 长 目 录 第一章 工作面概况5一、巷道布置及其周边情况5 二、地质煤层赋存情况6三、地质构造及水文地质情况7四、通风系统情况8五、瓦斯抽采设备情况9 六、 监控系统情况10第二章 工作面瓦斯情况10 一、煤与瓦斯突出危险性10瓦斯情况10 三、瓦斯抽放的必要性.11第三章 采煤工作面瓦斯抽放方案设计11 一、瓦斯抽放方案设计11二、回采期间工作面上隅角埋管抽放设计19三、工作面瓦斯抽放系统22第四章 工作面瓦斯抽放安全技术措施24
2、一、钻孔施工安全措施24 二、钻孔施工瓦斯管理25三、钻孔施工防灭火管理.25四、钻孔施工防尘、隔爆管理.26 五、避灾路线26 六、安全技术措施 27 第一章工 作 面 概 况一、工作面位置及四周采掘情况1201采煤工作面位于矿井一采区M2煤层，是一采区M2煤层第一个回采工作面，位于回风斜井东南翼+1500m标高，其上部是M2煤层的采空区，下部煤层尚未开采，工作面尽头是矿井边界，停采线是回风斜井保护煤柱线。 工作面位置及井上下关系表 表一水平名称一水平采区名称一采区地面标高1600米井下标高15001515米地面的相对位置采面距地表垂高为10085，对应地表为一缓坡。回采对地面设施的影响地面
3、无建筑物、水体、交通设施。井下位置及相邻关系其上部是原采空区，其右侧为井田边界，其下部为实体煤，其左侧为回风斜井。走向长度(m)240倾斜长度(m)160面积(m2)38400 附图1：1201采煤工作面平面布置图 二、地质煤层赋存情况本工作面设计开采煤层为M2层煤，通过掘进期间的地质资料显示，该工作面地质条件较简单，煤层变化不大，煤层厚度在1.51.7m之间，具体情况如表二、表三所示。 煤 层 情 况 表 表二煤厚(m)1.51.7煤层结构简单煤层倾角（度）7左右开采煤层M2煤层煤 种无烟煤稳定程度稳定煤层情况描述该工作面M2煤层层位位于二叠系龙潭组，煤层沉积稳定，结构单一，地层产状平缓，煤
4、层品种为无烟煤，硬度中硬，多见块状，半亮、低硫、低灰无烟煤。 煤层顶底板情况表 表三顶、底板名称岩石名称厚度m特 征基本顶砂岩15较坚固，易支护，为一般稳定顶板直接顶砂质页岩5伪顶粉质泥岩0.2较破碎，随回柱易冒落直接底泥质砂岩1.8遇水易底鼓老底粉砂质页岩10较坚固，为较稳定底板附图2：工作面地层综合柱状图三、地质构造与水文地质情况1、断层情况以及对回采的影响该地层产状平缓，煤层沉积稳定，无地质构造变动情况，对回采无影响。2、褶曲情况以及对回采的影响本采面无褶曲构造。3、其他因素对回采的影响（陷落柱、火成岩等） 本区无其他地质构造影响。4、水文地质情况（1）、涌水量：预计该工作面正常涌水量为
5、5m3/h，最大涌水量为10m3/min。（2）、含水层（顶部和底部）分析：区域内岩层主要为碎屑岩，其次为峨眉山玄武岩。碎屑岩分布面积较大，主要为二叠系上统龙潭组砂岩、粉砂岩、粘土岩。碎屑岩靠近地表风化作用较强烈，风化裂隙较发育，含风化裂隙水。发育构造裂隙地段，含构造裂隙水，碎屑岩区地下水运动受地形、地貌、岩性、构造控制，富水性总体较弱，主要依靠大气降水补给，受地势影响，多数不产生深部径流循环。各含水层对本工作面的开采没有太大的影响。（3）、其它水源的分析：其它水源主要有：1、大气降水补给为主要补给水源；2、地表水渗入补给；3、采空区积水、断层水。各补给水源均较小，对本工作面的开采没有太大的影
6、响。四、通风系统情况矿井采用中央并列抽出式通风方式，由主斜井、副斜井进风，专用回风斜井回风。主要通风机型号为FBCDZN017，电机额定功率：2110kw，额定负压 12002900Pa；额定风量26.870m3/S；主轴额定转数980r/min；叶片可调角度045。采煤工作面采用“U”型负压通风方式，掘进工作面采用211kw局部通风机压入式供风，风筒直径600mm。1201回采工作面采用矿井全负压通风，计划分配风量750m3/min，风流路线由1201运输巷进风，1201回风巷回风，经1201 回风巷道的回风上山进入矿井总回风巷道。 附图3：1201采面通风系统图五、瓦斯抽采设备情况我矿地面
7、永久瓦斯抽采泵房建在安全出口以西150米处，安装有高低负压抽放泵各两台，KJ70监测监控系统齐全，双回路电源完备。高负压瓦斯抽放泵型号：减速机传动2BEC-52型水环真空泵两台，其额定参数：流量235m3/min，电机功率280KW/10000V，转数340r.p.m，325的抽放主管路。低负压瓦斯抽放泵型号：皮带传动2BEA-303型水环真空泵两台，其额定参数：流量67m3/min，极限真空0.0033Mpa，电机功率110KW，转数740r.p.m，273的抽放主管路。六、监控系统情况矿井安设有KJ70N安全监控系统，采煤工作面安设监测瓦斯传感器三部，一部T1安设于回风巷距工作面1015米
8、处，其报警浓度为0.8%CH4，断电浓度为1.2%CH4，复电浓度为0.8%CH4，断电范围为工作面及回风巷中全部非本质安全型电气设备；另一部T2安设于回风巷最外口1015米处，其报警浓度为0.8%CH4，断电浓度为0.8%CH4，复电浓度为0.8%CH4，断电范围为工作面及回风巷中全部非本质安全型电气设备。T3安设在下出口外1015米处，瓦斯探头要求垂直悬挂，距顶板不得大于300，距巷道侧壁不得小于200。另外于工作面上隅角处必须吊挂一便携式甲烷检测报警仪。第二章 工作面瓦斯情况一、煤与瓦斯突出危险性渝兴煤矿为高瓦斯矿井。2010年2月，煤炭科学研究院沈阳研究所对我矿M2、M4煤层进行了煤与
9、瓦斯突出危险性鉴定，鉴定结果是：M2煤层在矿区范围内+1492m标高以上及埋深在220m以浅区域、M4煤层在矿区范围内+1506m标高以上及埋深在210m以浅区域无煤与瓦斯突出危险性，并于2010年4月2日经贵州省能源局以黔能源发【2010】150号文给予批复。二、瓦斯情况根据关于毕节地区工业和能源委员会关于请求审批2012年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告的批复，渝兴煤矿属高瓦斯矿井；根据渝兴煤矿瓦斯地质图编制说明书查阅：我矿M2煤层瓦斯涌出量预计为3.12m3/min左右，工作面瓦斯含量在5.28m3/t左右，瓦斯压力在0.3MPa左右。三、瓦斯抽放的必要性根据供风量为750m/min，工作面
10、瓦斯浓度按0.31计算风排瓦斯量Qp=QC=7500.31/100=2.32m3/min。而工作面绝对瓦斯涌出量为3.12m3/min，如不可抽放瓦斯，则工作面的瓦斯浓度将超过0.31，尚需抽放瓦斯量QCH4-Qp=3.12-2.32=0.8m3/min工作面瓦斯浓度才能维持0.31以下。 第三章 采煤工作面瓦斯抽放方案设计一、瓦斯抽放方案设计1、 瓦斯抽放方法分类与选择规定：a.按抽出瓦斯来源分：本煤层抽采、邻近层抽采、采空区抽采。b.按被抽采煤层的卸压状况分：原始煤体未卸压预抽瓦斯；煤层卸压后抽瓦斯。c.按抽采瓦斯源的汇集工程方法分：抽采瓦斯钻孔法、抽采瓦斯巷道法和抽采瓦斯钻孔巷道综合法。
11、根据MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计规范第4.1.1条规定：选择抽放瓦斯方法，应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素经技术经济比较确定。并应符合下列要求：a)尽可能利用开采巷道抽放瓦斯，必要时可设专用抽放瓦斯巷道；b)适应煤层的赋存条件及开采技术条件；c)有利于提高瓦斯抽放率；d)抽放效果好，抽放的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求；e)尽量采用综合抽放；f)抽放瓦斯工程系统简单，有利于维护和安全生产，建设投资省，抽放成本低。根据AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范第7.1.2条规定：按矿井瓦斯来源实施开采煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩
12、瓦斯抽放；第7.1.3条规定：多瓦斯来源的矿井，应采用综合瓦斯抽放方法。瓦斯抽放系统选择还应注意以下问题：（a）分期建设、分期投产的矿井，抽放瓦斯工程可一次设计，分期建设、分期投抽。（b）抽放瓦斯站的建设方式，应经技术经济比较确定。一般情况下，宜采用集中建站方式。当有下列情况之一时，可采用分散建站方式：分区开拓或分期建设的大型矿井，集中建站技术经济不合理。矿井抽放瓦斯量较大且瓦斯利用点分散。一套抽放瓦斯系统难以满足要求。根据本煤层的特点，我们选取抽采瓦斯钻孔法，而钻孔抽采瓦斯的方法又有穿层钻孔抽采瓦斯、顺层钻孔抽采和边采边抽。2、瓦斯抽放方法的比较和选择根据钻孔抽采瓦斯的优缺点及适用条件，我们
13、最终选择顺层钻孔抽采，因为顺层钻孔抽采的适用条件是：单一煤层；煤层透气性较小但应有抽放可能；煤层赋存条件稳定，地质变化小；钻孔要提前打好，有较长的预抽时间；突出危险煤层（密集钻孔），而我们要设计的煤层就是煤层透气性较小但应有抽放可能，煤层赋存条件稳定，地质变化小。 附图4：回采工作面本煤层瓦斯抽放钻孔布置示意图 3、抽放钻孔的参数3.1钻孔直径：钻孔直径大，暴露煤壁面积就大，瓦斯涌出量相应也大，但二者增长并非线性关系，在煤层条件不同的情况下，瓦斯涌出量并不随孔径的增大而成比例增大。据测定结果，孔径由73mm提高到300mm，钻孔的暴露面积增至4倍，而钻孔抽放量仅增至2.7倍，而日本赤平煤矿孔径由65mm增至120mm，抽放瓦斯量增加到3.5倍。孔径应根据钻机性能，施工速度与技术水平、抽放瓦斯量、抽放半径等因素确定，目前一般采用抽放瓦斯钻孔直径为60110mm。根据本煤层的特性，选取钻孔直径为75mm。3.2钻孔的长度：据实测结果，单一钻孔的瓦斯抽放量与其孔长基本上成正比关系，因此在钻机性能与施工技术水平允许的条件下，尽可能采用长钻孔以增加抽放量和效益。本煤层的倾向长度为160m，为了
