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42201工作面概況一、工作面說(shuō)明1、工作面概況42201工作面屬22號(hào)煤層,其走向長(zhǎng)度1946m,傾向長(zhǎng)度160m,工作面位置:位于暗主井北東部。運(yùn)輸順槽出口聯(lián)通暗主井,回風(fēng)順槽出口聯(lián)通暗風(fēng)井。面積:311840m2。四鄰關(guān)系:本層周邊均為未采區(qū)。西南端頂部有12005積水空區(qū)、119b01采空區(qū)、119b03采空區(qū)、219b01采空區(qū)。地面為湖龍村水旱田地、水渠及礦區(qū)鐵路專(zhuān)用線,其西南端地表為湖龍塌陷積水坑,已回填。井下標(biāo)高-378.97(開(kāi)切眼上出口)-576.75(運(yùn)輸順槽d402#)m,地面標(biāo)高:25.226.9m。2、煤層情況煤層走向北東轉(zhuǎn)南北、傾向北西轉(zhuǎn)正西。煤層傾角114/7。煤層厚度2.600.95/1.58m,煤層結(jié)構(gòu)以簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)為主,中等結(jié)構(gòu)次之,局部為復(fù)雜結(jié)構(gòu)。煤體結(jié)構(gòu):煤層頂部為褐黑色、層狀、夾亮煤、透鏡體,煤層為黑色、層狀、條帶狀結(jié)構(gòu)、半暗型。煤層由西南向東北逐漸變厚,頂或底常夾有一層沉凝灰?guī)r或凝灰質(zhì)砂巖。含夾石02層,厚度在0.12.10m間變化,夾石薄時(shí)巖性為炭質(zhì)頁(yè)巖或泥巖,夾石厚時(shí)巖性逐漸衍變?yōu)榧?xì)砂巖。3、 構(gòu)造該工作面周邊斷層較發(fā)育,運(yùn)輸順槽外緣有FD37正斷層。工作面西南端在三維資料提供中有FD201、FD32正斷層,但在掘進(jìn)期間沒(méi)有揭露。FD31正斷層在掘進(jìn)期間被揭露。 FD201:正斷層,走向北東東,傾向北北西,傾角5965,落差03m。位于工作面西南端內(nèi),掘進(jìn)期間沒(méi)有揭露,對(duì)回采無(wú)影響。FD37:正斷層,走向北80東,傾向北北西,傾角6366,落差013m。在運(yùn)輸順槽北西,距運(yùn)輸順槽1232m。FD31:正斷層,走向北東,傾向北西,傾角5861,落差012m?;仫L(fēng)順槽揭露落差7.5m,運(yùn)輸順槽揭露落差3.0m,對(duì)回采存在不利影響。FD32:正斷層,走向北75東,傾向北北西,傾角6066,落差011m。位于工作面南端內(nèi),掘進(jìn)期間沒(méi)有揭露,對(duì)回采無(wú)影響。4、水文(1)工作面頂部空區(qū)水:12005空區(qū)水:2008年10月開(kāi)采至2009年1月采畢?,F(xiàn)存積水8500m3,最低積水標(biāo)高-522.10m,42201停采線處標(biāo)高-575.34m,42201工作面停采線距積水空區(qū)142m,回采后巖層塌陷角按60計(jì)算,產(chǎn)生裂隙的范圍為31m,安全煤柱有111m,12005空區(qū)水對(duì)42201工作面正常開(kāi)采不存在水害隱患。119b01采空區(qū):2012年7月開(kāi)采至2013年3月采畢。該采空區(qū)開(kāi)切眼端高、停采線端低,采空區(qū)無(wú)積水條件,綜合分析,該采空區(qū)無(wú)水害隱患。119b03采空區(qū):2013年3月開(kāi)采至2014年1月采畢。該采空區(qū)開(kāi)切眼端高、停采線端低,采空區(qū)無(wú)積水條件,綜合分析,該采空區(qū)無(wú)水害隱患。219b01采空區(qū):2014年1月開(kāi)采,目前正在開(kāi)采中。該采空區(qū)開(kāi)切眼端高、停采線端低,采空區(qū)無(wú)積水條件,綜合分析,該采空區(qū)無(wú)水害隱患。(2)斷層水:該工作面揭露的斷層均為不含(導(dǎo))水?dāng)鄬?。?)鉆孔:1103鉆孔:位于運(yùn)輸順槽西南端外緣,距工作面22.50m,終孔深度785.25m,全孔封閉,封孔質(zhì)量可靠。1114鉆孔:位于回風(fēng)順槽西南端外緣,距工作面8.00m,終孔深度670.00m,全孔封閉,封孔質(zhì)量可靠。1311鉆孔:位于回采工作面西端工作面內(nèi),終孔深度628.40m,全孔封閉,封孔質(zhì)量可靠。1313鉆孔:位于回采工作面東端工作面內(nèi),終孔深度680.20m,全孔封閉,封孔質(zhì)量可靠。1504鉆孔:位于運(yùn)輸順槽北東端外緣,距工作面13.00m,終孔深度690.15m,全孔封閉,封孔質(zhì)量可靠。(4)湖龍塌陷積水坑:對(duì)本工作面回采生產(chǎn)不存在水害隱患。(5)經(jīng)綜合分析,該回采工作面不存在任何水害隱患。(6)預(yù)測(cè)工作面正常涌水量和最大涌水量:0.012.3m3/h5、地?zé)?、沖擊地壓和煤自燃危險(xiǎn)程度板石地區(qū)為地溫異常區(qū),恒溫帶的溫度為10.77,深度為1045/26.3m,全區(qū)平均地溫梯度為3.9/100m,26大多在-400m標(biāo)高下,31在-500m標(biāo)高下,37約在-600m標(biāo)高下。42201工作面標(biāo)高-378.97-576.75,地溫度在2637間變化。 沖擊地壓無(wú),22號(hào)煤層屬于易自燃煤層。6、瓦斯地質(zhì):據(jù)地質(zhì)資料提供,22號(hào)煤層瓦斯屬沼氣帶。工作面原始瓦斯含量為:3.2020m/t。7、其它42201工作面回采后,地面塌陷積水坑會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大,受損的農(nóng)田及鄉(xiāng)村道路的面積會(huì)不同程度增加,影響正常耕種和使用。8.問(wèn)題與建議該工作面區(qū)域內(nèi),巖體受地質(zhì)構(gòu)造因素的影響,圍巖的完好性遭到破壞,應(yīng)嚴(yán)防巖體抽條、片幫導(dǎo)致傷人。開(kāi)切眼至停采線區(qū)間,工作面里端高、外端低,積水會(huì)始終跟著工作面走,要做好工作面的防排水工作。 22號(hào)煤層與底層(22a)回采區(qū)域內(nèi)層間距在2.9912.10m之間,層間距薄,有底層瓦斯上竄的可能,要加強(qiáng)通風(fēng),防止瓦斯超限。受開(kāi)采煤層埋深的影響、受地質(zhì)構(gòu)造的影響、受22號(hào)煤層本身瓦斯含量較高因素的影響,該工作面存在瓦斯增大的可能性,所以回采期間要確保工作面正常通風(fēng)。二、瓦斯賦存情況42201工作面屬22#煤層,地質(zhì)儲(chǔ)量為67萬(wàn)噸,琿春礦業(yè)集團(tuán)安全儀器計(jì)量檢測(cè)中心實(shí)驗(yàn)測(cè)試報(bào)告單中:22#煤層原始瓦斯含量為3.2020m/t,計(jì)算得出42201工作面本煤層的煤層氣資源量:Q氣= Q煤WK =6700003.20201.2=2574408m式中:Q氣煤層氣資源量,m。Q煤煤層資源儲(chǔ)量,t。W 煤層氣含量,m/t。K 圍巖瓦斯涌出系數(shù),我礦采空區(qū)頂板管理法采用全部冒落法,取1.2。三、采煤方法42201工作面采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤方法,機(jī)械落煤,采用全部垮落法管理頂板。四、抽采區(qū)域劃定根據(jù)42201工作面的實(shí)際情況,本次瓦斯抽采區(qū)域?yàn)?2201工作面回采區(qū)域。附圖142201工作面采掘工程平面圖附圖242201工作面運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽、開(kāi)切眼剖面圖附圖3地層綜合柱狀圖第二節(jié) 42201工作面瓦斯來(lái)源分析及涌出量預(yù)計(jì)根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法(AQ1018-2006),應(yīng)用分源預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)42201工作面瓦斯涌出量,將42201工作面的瓦斯來(lái)源按性質(zhì)分為二部分,一部分主要取決于開(kāi)采層瓦斯含量的瓦斯源,包括工作面落煤、工作面煤壁(切眼)、工作面順槽煤壁、圍巖、采空區(qū)落煤,在計(jì)算中以系數(shù)的形式表現(xiàn)出來(lái);另一部分取決于鄰近層(包括圍巖)瓦斯涌出量。根據(jù)以上分析,42201工作面瓦斯涌出量包括開(kāi)采層瓦斯涌出量和鄰近層瓦斯涌出量?jī)刹糠帧<矗?式中:回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量, ; 開(kāi)采煤層相對(duì)瓦斯涌出量, ; 臨近煤層相對(duì)瓦斯涌出量, 。1、開(kāi)采層瓦斯涌出量按下式計(jì)算開(kāi)采層瓦斯涌出量: 式中:開(kāi)采煤層(包括圍巖)相對(duì)瓦斯涌出量,; 圍巖瓦斯涌出系數(shù),其值取決于回采工作面頂板管理方法,全部垮落法管理頂板時(shí)取1.2; 工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù),其值為工作面回采率的倒數(shù),取值1.05; 準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)工作面煤體瓦斯涌出影響系數(shù),采用長(zhǎng)壁后退式開(kāi)采時(shí),為0.84;其中,L為工作面長(zhǎng)度160m,h為巷道預(yù)排瓦斯寬度,取13m。 煤層厚度,m,取平均值1.58m; 煤層開(kāi)采厚度,m,一次性采全高,取1.58m; ;根據(jù)板石煤礦22#煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定報(bào)告,取3.2020m/t; ,根據(jù)板石煤礦22#煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定報(bào)告,取0.5204m/t。根據(jù)公式,42201工作面本煤層瓦斯涌出量預(yù)計(jì)結(jié)果為: =1.21.050.84(3.2020-0.5204) =2.8382、鄰近層瓦斯涌出量 =式中:鄰近層瓦斯涌出量,; mi第i個(gè)鄰近層厚度,m; m1開(kāi)采層的開(kāi)采厚度,m; 第i個(gè)鄰近層的原始瓦斯含量,; 第i個(gè)鄰近層的殘余瓦斯含量,; 第i個(gè)鄰近層瓦斯抽放系數(shù),根據(jù)層間距關(guān)系得出。根據(jù)礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法(AQ1018-2006)中鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線(見(jiàn)圖)及板石煤礦可采煤層特征表,選取開(kāi)采層上部100m、下部50米范圍內(nèi)的煤層,進(jìn)行鄰近層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)。22#煤層上部100m范圍內(nèi)有19#、19b#、20#、20a#、21#煤層,平均煤層厚度分別為1.37m、1.09m、1.51m、1.02m、1.15m,與22#煤層平均間距分別為62.5m、52.5m、42.0m、34.2m、16m;下部50m范圍內(nèi)有22a#、23#、23a#煤層,平均煤層厚度分別為1.25m、1.51m、1.45m,與22#煤層平均間距分別為8.0m、24.3m、39.76m。根據(jù)以上分析及板石煤礦各煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定報(bào)告,42201工作面鄰近層瓦斯涌出量預(yù)計(jì)結(jié)果為: = =(3.1474-0.9076)1.371.580.35 +(2.67-1.04)1.091.580.42 +(4.8337-0.5266)1.511.580.56 +(4.0596-0.6628)1.021.580.67 +(4.0596-0.6628)1.151.580.9 +(4.0596-0.6628)1.251.580.64 +(4.3948-0.5399)1.511.580.3 +(4.3948-0.5399)1.451.580.1 =0.68+0.47+2.3+1.47+2.22+1.72+1.1+0.35 =10.31m/t =2.838+10.31 =13.148 m/t式中:回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量, ; 開(kāi)采煤層相對(duì)瓦斯涌出量, ; 鄰近煤層相對(duì)瓦斯涌出量, 。可知:42201工作面絕對(duì)瓦斯涌出量中有21.5%來(lái)源于本煤層,有78.5%來(lái)源于鄰近層;因此,42201工作面瓦斯主要來(lái)源于鄰近煤層。根據(jù)42201工作面日最高產(chǎn)量3000t計(jì)算,42201工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為27.39m3/min。第三節(jié) 42201工作面通風(fēng)系統(tǒng)一、風(fēng)量計(jì)算1、按瓦斯涌出量計(jì)算:Q=100qK=10051.5=750m3/minQ采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量;100單位瓦斯涌出量,回風(fēng)瓦斯?jié)舛炔怀^(guò)1%的換算值;q采煤工作面的平均瓦斯涌出量,取5m3/min; k采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù),取1.5 。2、按工作面溫度計(jì)算Q=60VS=6027.94=955m3/minV工作面平均風(fēng)速,取2m/s;S工作面平均斷面積,取7.94m2。表1工作面空氣溫度與風(fēng)速對(duì)應(yīng)表工作面空氣溫度t()工作面風(fēng)速V(m/s)煤層厚度1.5m煤層厚度1.53.5m150.30.40.30.515180.50.70.50.818200.80.90.81.020231.01.21.01.323261.51.71.51.826282.02.22.02.53、按工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)計(jì)算Q=4N=440 =160 m3/minQ工作面實(shí)際需要風(fēng)量;4每人每分鐘不低于4m3 的配風(fēng)量; N工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù),取40人。4、按風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算按最低風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算,工作面最低風(fēng)量:Qmin=600.25S =1192m3/min按最高風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算,工作面最高風(fēng)量:Qmax=604S =1906 m3/min根據(jù)計(jì)算結(jié)果,確定42201工作面實(shí)際需要風(fēng)量為955m3/min。二、通風(fēng)路線主井暗主井42201運(yùn)輸順槽42201工作面42201回風(fēng)順槽-548回風(fēng)巷暗風(fēng)井風(fēng)立井地面附圖442201工作面通風(fēng)系統(tǒng)圖第四節(jié) 42201工作面瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)一、甲烷傳感器設(shè)置42201工作面需在工作面、工作面回風(fēng)巷、回風(fēng)順槽打鉆施工鉆場(chǎng)、回風(fēng)槽卡軌車(chē)設(shè)置甲烷傳感器。1、在工作面安設(shè)1臺(tái)甲烷傳感器,安設(shè)在距離上出口10米位置,報(bào)警值1.0% CH4,斷電值1.5% CH4,復(fù)電值1.0% CH4;斷電范圍:工作面及其回風(fēng)順槽內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。2、在回風(fēng)順槽正在施工的2個(gè)鉆場(chǎng)中各安設(shè)1臺(tái)甲烷傳感器,報(bào)警值1% CH4,斷電值1% CH4,復(fù)電值1% CH4;斷電范圍:42201回風(fēng)順槽鉆場(chǎng)及回風(fēng)順槽內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。3、在回風(fēng)順槽中部1000m處安設(shè)一臺(tái)甲烷傳感器,報(bào)警值:1% CH4,斷電值:1% CH4,復(fù)電值:1% CH4;斷電范圍:工作面及其回風(fēng)順槽內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。4、在回風(fēng)順槽卡軌車(chē)處各安設(shè)一臺(tái)瓦斯傳感器,報(bào)警值0.7% CH4,斷電值0.7% CH4,復(fù)電值0.7% CH4;斷電范圍:卡軌車(chē)電源及回風(fēng)順槽內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。5、在工作面回風(fēng)巷出口10-15 m處安設(shè)一臺(tái)甲烷傳感器,報(bào)警值:1% CH4,斷電值:1% CH4,復(fù)電值:1% CH4;斷電范圍:工作面及其回風(fēng)順槽內(nèi)全部非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備。采煤機(jī)設(shè)置便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀,報(bào)警值1.0% CH4。 二、監(jiān)測(cè)監(jiān)控分站板石煤礦裝備KJ406R型煤礦綜合監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān)測(cè)分站安設(shè)位置選定在42201工作面下順。三、監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)安裝、使用規(guī)定1、安全監(jiān)控設(shè)備之間必須專(zhuān)用阻燃電纜連接,嚴(yán)禁與調(diào)度電話電線和動(dòng)力電纜等共用。2、監(jiān)控分站設(shè)置在便于人員觀察、調(diào)試、檢驗(yàn)及支護(hù)良好、無(wú)滴水、無(wú)雜物的進(jìn)風(fēng)巷道中,安設(shè)時(shí)應(yīng)墊支架,使其距巷道底板不小于300mm。3、安全監(jiān)控設(shè)備的供電電源必須取自被控開(kāi)關(guān)的電源側(cè),嚴(yán)禁接在被控開(kāi)關(guān)的負(fù)荷側(cè)。4、監(jiān)控分站設(shè)有備用電源,備用電源必須保證2小時(shí)供電要求。5、甲烷傳感器應(yīng)垂直懸掛,距頂板不得大于300mm,距巷道側(cè)壁不得小于200mm。6、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須由通風(fēng)區(qū)派專(zhuān)人進(jìn)行維護(hù),確保系統(tǒng)的靈敏可靠。7、通風(fēng)區(qū)應(yīng)按煤礦安全規(guī)程規(guī)定每10天進(jìn)行一次甲烷超限斷電試驗(yàn)。8、當(dāng)工作面瓦斯超限時(shí),自動(dòng)切斷工作面內(nèi)全部非本安型電器設(shè)備電源,當(dāng)各測(cè)點(diǎn)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1%以下時(shí),方可人工對(duì)連鎖開(kāi)關(guān)送電,嚴(yán)禁連鎖開(kāi)關(guān)自動(dòng)恢復(fù)送電。附圖542201工作面瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)布置圖第五節(jié) 42201工作面瓦斯抽采施工設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)42201工作面瓦斯來(lái)源分析及瓦斯涌出量預(yù)測(cè),42201工作面相對(duì)瓦斯涌出量為13.148 m/t,其中有21.5%來(lái)源于本煤層,有78.5%來(lái)源于鄰近層。2014年4月21日,琿春礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司安全儀器檢定中心實(shí)驗(yàn)人員對(duì)42201上順5號(hào)鉆場(chǎng)處取煤樣進(jìn)行煤樣瓦斯含量測(cè)定及煤樣瓦斯吸附常數(shù)、煤的堅(jiān)固性系數(shù)及瓦斯放散初速度等參數(shù)測(cè)定,得出如下結(jié)論:42201上順5號(hào)鉆場(chǎng)煤樣瓦斯含量及綜合參數(shù)測(cè)定表原始瓦斯含量(m3/t)殘存瓦斯含量(m3/t)可解析瓦斯含量(m3/t)相對(duì)瓦斯壓力(Mpa)3.2020.52042.68160.689水分(%)灰分(%)揮發(fā)分(%)真密度(m3/t)7.9811.547.851.34視密度(m3/t)孔隙率(%)瓦斯吸附常數(shù)a (ml/gr)瓦斯吸附常數(shù)b(MPa-1)1.293.7328.50480.6514根據(jù)琿礦公司關(guān)于開(kāi)采首采層工作面瓦斯治理的有關(guān)規(guī)定及該回采工作面的地質(zhì)概況,判定為42201工作面為四采區(qū)22#煤層首采工作面。根據(jù)煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定中第二十七條規(guī)定“采煤工作面回采前煤的可解析瓦斯量4 m3/t的指標(biāo)時(shí),工作面日產(chǎn)量可10000t”。42201采煤工作面回采前在未進(jìn)行本煤層抽采的情況下,煤的可解析瓦斯量為2.6816m3/t,滿足回采前煤的可解析瓦斯量4 m3/t的指標(biāo),即42201工作面日產(chǎn)量可大于10000t,根據(jù)42201工作面煤層賦存條件、采煤設(shè)備等情況,結(jié)合以往采煤工作面回采情況,為了提高安全系數(shù),42201工作面設(shè)計(jì)日產(chǎn)量2666t,并施工本煤層預(yù)抽鉆孔,抽放本煤層賦存瓦斯。42201工作面初采期間,采空區(qū)頂板不易冒落,工作面風(fēng)流經(jīng)過(guò)采空區(qū),易造成上出口附近瓦斯?jié)舛壬撸刹扇≡谙挛蚕飺躏L(fēng)障的措施,減少采空區(qū)漏風(fēng);并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件,可采取在上尾巷退錨及施工預(yù)裂炮的措施,使采空區(qū)頂板冒落。42201工作面初次來(lái)壓后,裂隙帶發(fā)育完全,利用高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯,利用采空區(qū)預(yù)埋管與尾巷浮抽管抽采上尾巷及上隅角瓦斯,利用鄰近層下斜鉆孔抽采鄰近層涌出瓦斯。根據(jù)以上分析,42201工作面瓦斯治理采取以下幾種瓦斯抽采的方法:一、采前本煤層預(yù)抽;二、近距離短孔抽采;三、高位鉆孔抽采;四、鄰近層下斜鉆孔抽采;五、采空區(qū)預(yù)埋管抽采;六、尾巷移動(dòng)浮抽管抽采。一、本煤層預(yù)抽鉆孔布置根據(jù)工作面實(shí)際情況,本煤層預(yù)抽鉆孔在42201工作面回風(fēng)順槽從停采線至距開(kāi)切眼18米區(qū)域施工,分為抽放鉆孔和注水鉆孔兩類(lèi)。在42201工作面回風(fēng)順槽停采位置施工第1個(gè)抽放鉆孔,往工作面開(kāi)切眼方向,間隔9米,施工第1個(gè)注水鉆孔,再間隔9米,施工第2個(gè)抽放鉆孔以此類(lèi)推至距開(kāi)切眼18米。要求本煤層抽放、注水鉆孔在煤層中部開(kāi)孔,沿煤層傾向施工,共計(jì)198個(gè)鉆孔,其中抽放、注水鉆孔各為99個(gè)。鉆孔參數(shù)以第1個(gè)抽放鉆孔為例,見(jiàn)表2。表242201工作面本煤層預(yù)抽鉆孔參數(shù)鉆孔性質(zhì)鉆孔夾角()鉆孔仰角()鉆孔長(zhǎng)度(m)本煤層抽放80-10130本煤層注水80-10130 附圖642201工作面本煤層鉆孔平面設(shè)計(jì)圖二、近距離短孔抽采1、近距離短孔布置根據(jù)42201工作面瓦斯涌出情況,初采期間(前50m)分別在距工作面18m和38m位置向采空區(qū)方向施工近距離短鉆孔,防止初采期間,工作面瓦斯扇出。2、近距離短孔參數(shù)表442201工作面(1#)防扇鉆場(chǎng)(距開(kāi)切眼18m)鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)鉆孔編號(hào)順槽角度工作面角度走向長(zhǎng)度傾向長(zhǎng)度終孔垂高鉆孔長(zhǎng)度鉆孔夾角鉆孔仰角()()(m)(m)(m)(m)()()1 -932010 52326202 -932015 52636183 -9320 2563351154 -932030 6375613表542201工作面(2#)防扇鉆場(chǎng)(距開(kāi)切眼38m)鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)鉆孔編號(hào)順槽角度工作面角度走向長(zhǎng)度傾向長(zhǎng)度終孔垂高鉆孔長(zhǎng)度鉆孔夾角鉆孔仰角()()(m)(m)(m)(m)()()1 -9340106 4214172 -9 340206 4626153 -9340308 5136154-93404085745135 -93405010 655113附圖742201工作面近距離短孔平、剖面設(shè)計(jì)圖三、高位鉆孔抽采1、高位鉆孔布置從42201工作面回風(fēng)順槽距開(kāi)切眼60m處起,沿回風(fēng)方向,在每隔18m預(yù)留的高位鉆場(chǎng)中施工1組8個(gè)高位鉆孔,直至停采線后施工2組鉆孔,共計(jì)97組,776個(gè)鉆孔,共計(jì)79152米。鉆孔要求打在工作面采空區(qū)裂隙帶內(nèi),鉆孔開(kāi)孔位置位于打鉆側(cè)煤壁頂板,鉆孔間距為400 mm。2、高位鉆孔參數(shù)(以3#、4#鉆場(chǎng)為例)表642201工作面(3#)鉆場(chǎng)(距工作面60m)鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)鉆孔編號(hào)順槽角度工作面角度走向長(zhǎng)度傾向長(zhǎng)度終孔垂高鉆孔長(zhǎng)度鉆孔夾角鉆孔仰角()()(m)(m)(m)(m)()()1 -9365106679162 -93652086917163 -93653087324154 -936540107831155 -936550108337146 -936560129042147 -936570129747138 -936580151055114表722006工作面(4#)鉆場(chǎng)(距開(kāi)切眼80m)鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)鉆孔編號(hào)順槽角 度工作面角度走向長(zhǎng)度傾向長(zhǎng)度終孔垂高鉆孔長(zhǎng)度鉆孔夾角鉆孔仰角()()(m)(m)(m)(m)()()1 -93851012887182 -938520159013203 -938530159319194 -938540189725195 -9385501810230186 -9385602010735187 -9385702011339178 -938580231204317附圖842201工作面高位鉆孔平、剖面設(shè)計(jì)圖四、鄰近層下斜鉆孔抽采1、鄰近層下斜鉆孔布置根據(jù)瓦斯來(lái)源分析及瓦斯涌出量預(yù)測(cè),42201工作面下部50m范圍內(nèi)有22a#、23#、23a#煤層,原始瓦斯含量分別為4.0596 m/t、4.3948 m/t、4.3948 m/t。平均煤層厚度分別為1.25m、1.51m、1.45m,與22#煤層平均間距分別為8.0m、24.3m、39.76m。根據(jù)各煤層實(shí)際賦存情況及機(jī)械設(shè)備實(shí)際情況布置鄰近層下斜鉆孔。從42201工作面回風(fēng)順槽距開(kāi)切眼60m處起,沿回風(fēng)方向,每間隔18m施工1組4個(gè)下斜鉆孔,直至停采線后施工2組鉆孔,共計(jì)97組,388個(gè)鉆孔,共計(jì)24250米。鉆孔要求打在高位鉆孔預(yù)留鉆場(chǎng)里,鉆孔開(kāi)孔點(diǎn)距底板300mm、間距400mm。2、鄰近層下斜鉆孔參數(shù)表642201工作面鄰近層下斜鉆孔設(shè)計(jì)參數(shù)鉆孔編號(hào)走向長(zhǎng)度距上出口距離層間距鉆孔長(zhǎng)度鉆孔夾角鉆孔仰角(m)(m)(m)(m)()()1501020510-1425020205522-1435040206538-1445060207950-14附圖942201工作面鄰近層下斜鉆孔布置示意圖五、采空區(qū)預(yù)埋管瓦斯抽采1、42201工作面上順布置一趟12寸PE管路,抽放尾巷預(yù)埋管。2、12寸抽采管路連接4寸軟龍通過(guò)變頭與采空區(qū)預(yù)埋鐵管相連,預(yù)埋鐵管連接立管,抽取采空區(qū)瓦斯。3、立管規(guī)格為6寸1m鐵管(共計(jì)2節(jié)),立管頂部安裝6寸1米鐵花管(1節(jié)),花管頂部0.4m為花孔。4、每次安裝立管前,在頂板崩出深2000mm、直徑400mm天井,將立管插在天井內(nèi),用鐵絲固定。5、安裝、回撤尾巷立管時(shí),使用蝶閥控制抽采流量,保證抽采管路正常抽采。附圖1042201工作面采空區(qū)預(yù)埋管平、剖面布置示意圖六、移動(dòng)浮抽管抽采42201工作面為俯采工作面,回采期間,采空區(qū)瓦斯會(huì)涌至工作面以及上隅角,為了治理上隅角瓦斯,42201工作面回采期間備用2趟移動(dòng)浮抽管,與采空區(qū)預(yù)埋管共用1趟瓦斯抽放管路。附圖1142201工作面移動(dòng)浮抽管布置示意圖第六節(jié) 瓦斯抽采系統(tǒng)與設(shè)備一、管路選擇根據(jù)已采煤層最大瓦斯涌出量預(yù)計(jì):42201工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為27.39m3/min,其中高位抽放量約為11.16m3/min,尾巷浮抽瓦斯量約為6.68m3/min,風(fēng)排瓦斯量約為9.55m3/min,根據(jù)抽采量要求計(jì)算管路的直徑。1、高位鉆孔抽采管路直徑計(jì)算瓦斯抽采濃度按照12計(jì)算,則通過(guò)管路內(nèi)的混合流量為:Q =11.1612=93m3/min。根據(jù)公式:D=0.1457=0.256m=256mm式中:Q管路的抽采流量; V抽采管內(nèi)瓦斯平均流速,取30m/s。通過(guò)計(jì)算確定工作面布設(shè)一趟300mm(12寸)管路能夠滿足需要。2、采空區(qū)預(yù)埋管路直徑計(jì)算瓦斯抽采濃度按照8.35計(jì)算,則通過(guò)管路內(nèi)的混合流量應(yīng)該為:Q =6.688.35=80m3/min。根據(jù)公式:D=0.1457=0.237m=237mm式中:Q管路的抽采流量; V管路的經(jīng)濟(jì)流速,取30m/s。通過(guò)計(jì)算確定工作面布設(shè)一趟300mm(12寸)管路能夠滿足需要。42201工作面預(yù)抽、高位鉆場(chǎng)采用12寸PE管,規(guī)格為內(nèi)徑300mm、尾巷浮抽采用12寸PE管,規(guī)格為內(nèi)徑300mm。二、瓦斯抽采泵選擇1、高位鉆場(chǎng)抽采管路阻力的計(jì)算 高位鉆孔抽采管路由一趟300mm抽放管路進(jìn)行抽采,抽采流量按照93m3/min分別計(jì)算抽采管路的沿程阻力和局部阻力:1)沿程阻力計(jì)算公式H1 =9.81L Q2 / (KD5) H1=9.810.911(9360)22000/(0.71305)32256Pa式中:H1沿程阻力,Pa; L管路長(zhǎng)度,取2000m; 混合瓦斯對(duì)空氣的密度比,取0.911; K系數(shù),取0.71; Q管內(nèi)混合氣體流量,m3/h; D抽采管路內(nèi)徑,cm。2)局部阻力計(jì)算局部阻力取沿程阻力15,即H24838Pa3)抽采鉆孔孔口負(fù)壓抽采鉆孔孔口負(fù)壓H3取16000 Pa。4)高位鉆場(chǎng)管路總阻力計(jì)算H總=H1+H2+H3=53094Pa=53.094KPa因此要求抽采泵在42201工作面高位鉆場(chǎng)抽采時(shí)負(fù)壓必須大于53.094KPa,能夠滿足抽采的需要。2、采空區(qū)預(yù)埋管路阻力計(jì)算 采空區(qū)預(yù)埋管鋪設(shè)一趟300mm管路進(jìn)行抽采,同理計(jì)算得采空區(qū)預(yù)埋抽采管路阻力為:H總=H1+H2+H3=43449Pa=43.449KPa因此要求抽放泵在42201工作面采空區(qū)預(yù)埋管負(fù)壓必須大于43.449KPa,能夠滿足抽采的需要。3、瓦斯泵流量計(jì)算1)高位鉆場(chǎng)瓦斯抽采泵流量根據(jù)公式計(jì)算Q=100QZk/X=10061.5/120.8=60m3/min式中:Q瓦斯泵額定流量,m3/min; Qz抽采系統(tǒng)最大瓦斯抽采純量,m3/min; X瓦斯抽采濃度,; 瓦斯泵的機(jī)械效率,取80; K備用系數(shù),取1.5。2)尾巷浮抽、預(yù)埋管瓦斯抽采泵流量根據(jù)公式計(jì)算Q=100QZk/X=10031.5/8.350.8=43.1m3/min式中:Q瓦斯泵額定流量,m3/min; Qz抽采系統(tǒng)最大瓦斯抽采純量,m3/min; X瓦斯抽采濃度,; 瓦斯泵的機(jī)械效率,取80; K備用系數(shù),取1.5。4、瓦斯泵選型根據(jù)上述瓦斯泵流量和壓力計(jì)算的結(jié)果及瓦斯抽放泵使用情況:地面泵站2號(hào)泵抽采42201高位鉆孔,其型號(hào)為2BEC80型水環(huán)式真空泵,抽放量為560m/min;井下1#瓦斯抽采泵站2#泵抽采采空區(qū)預(yù)埋管,其型號(hào)為2BEC42型水環(huán)式真空泵,抽放量為160 m/min。三、抽采管路的布置與鋪設(shè)1、高位鉆孔抽采管路:42201回風(fēng)順槽(DN300PE管路)-548回風(fēng)巷(DN300PE管路)-430總回風(fēng)巷(DN300PE管路)風(fēng)立井(DN500PE管路)地面(DN600無(wú)縫鐵管)地面抽放泵站2#泵2、預(yù)埋管抽采管路:42201回風(fēng)順槽(DN300PE管路)-548回風(fēng)巷(DN300PE管路)-430回風(fēng)巷(DN300PE管路)井下1#瓦斯泵站2#泵四、計(jì)量檢測(cè)裝置井下1#瓦斯抽采泵站2#泵安裝有孔板流量計(jì)和U型壓差計(jì),42201工作面上順出口處的高位、預(yù)埋管路安裝長(zhǎng)1m的12寸鐵管,鐵管上設(shè)置CJZ70礦井瓦斯抽采綜合參數(shù)測(cè)定儀檢測(cè)點(diǎn),采面高位抽放管路支管上均連接有1m的測(cè)流管,管上設(shè)置CJZ70礦井瓦斯抽采綜合參數(shù)測(cè)定儀檢測(cè)點(diǎn),每10天或每次抽放系統(tǒng)調(diào)整、抽放流量調(diào)節(jié)時(shí)進(jìn)行瓦斯流量、孔口負(fù)壓、瓦斯?jié)舛?、溫度等抽放綜合參數(shù)的測(cè)定。五、瓦斯抽采管路的附設(shè)裝置1、閥門(mén)瓦斯抽采管路和鉆場(chǎng)內(nèi)每個(gè)鉆孔的連接均安裝閥門(mén),調(diào)節(jié)鉆孔流量、抽采負(fù)壓;抽采管路干管上每隔18米安設(shè)三通岐子(直徑與干管相同)并設(shè)好閘閥,便于管路進(jìn)行放水。2、氣水分離器、除渣器敷設(shè)抽采管路必須在變坡點(diǎn)低凹處設(shè)置氣水分離器,容積不小于0.3m3。根據(jù)工作面回風(fēng)順槽實(shí)際情況,每300米尋找一處低洼點(diǎn)各安設(shè)高位及預(yù)埋管路簡(jiǎn)易放水器,并在工作面上順出口處的高位、預(yù)埋管路安裝除渣器。 3、計(jì)量裝置工作面上順出口干管設(shè)置觀測(cè)孔,瓦檢員每班檢測(cè)一次;抽采鉆孔設(shè)置觀測(cè)孔,瓦斯員每班至少檢測(cè)3次。附圖1242201工作面瓦斯抽采系統(tǒng)平面布置圖第七節(jié) 42201工作面瓦斯抽采安全技術(shù)措施一、瓦斯抽采施工安全技術(shù)措施1、調(diào)運(yùn)鉆機(jī)等重物時(shí),人員要站在牢固可靠的支護(hù)地點(diǎn),利用起重機(jī)吊運(yùn),吊點(diǎn)要牢固可靠。2、鉆機(jī)要安放平穩(wěn),前后壓頂子打牢,用鐵絲將壓頂子端頭固定在頂板錨桿上,防止傷人。3、每次啟動(dòng)鉆機(jī)前,必須檢查鉆機(jī)前后10米范圍內(nèi)的頂板情況及鉆機(jī)固定情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理后方可施工。4、打鉆時(shí),必須二人同時(shí)作業(yè),一人監(jiān)護(hù)鉆機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)、一人操作鉆機(jī)打鉆。5、打鉆施工過(guò)程中,任何人員不得觸碰機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位,防止機(jī)械設(shè)備傷人。6、鉆進(jìn)過(guò)程中,要隨時(shí)監(jiān)護(hù)鉆機(jī)工作狀態(tài),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)停鉆。7、打鉆時(shí),視煤巖情況調(diào)整鉆進(jìn)速度,防止損壞鉆機(jī)及鉆具。8、鉆孔施工結(jié)束必須將鉆孔沖洗干凈。9、打鉆收工時(shí),要將打鉆情況對(duì)下班施工人員交代清楚,將打鉆米數(shù)向調(diào)度匯報(bào)清楚,并做好記錄。10、打鉆的鉆場(chǎng)內(nèi)必須安設(shè)一臺(tái)甲烷傳感器,當(dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1.0時(shí),立即切斷鉆場(chǎng)內(nèi)及工作面回風(fēng)巷內(nèi)所有非本質(zhì)安全型電氣設(shè)備電源,復(fù)電濃度小于1。11、鉆工必須攜帶便攜式瓦斯檢測(cè)報(bào)警儀,經(jīng)常檢查施工地點(diǎn)瓦斯?jié)舛?。?dāng)瓦斯?jié)舛冗_(dá)到1時(shí),必須立即停止鉆進(jìn),查明原因進(jìn)行處理并匯報(bào)調(diào)度。12、打鉆施工時(shí),鉆工必須將袖口扎緊。13、打鉆施工必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求,施工過(guò)程中,若出現(xiàn)夾鉆現(xiàn)象,必須停止鉆進(jìn),加大轉(zhuǎn)速,將鉆桿退出,若退鉆過(guò)程中,導(dǎo)致鉆桿殘留孔中,應(yīng)詳實(shí)記錄鉆孔深度,夾鉆米數(shù)。14、打鉆施工中,若出現(xiàn)噴孔,保持鉆機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),人員撤至上風(fēng)側(cè),觀察,待瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象減弱后,方可繼續(xù)鉆進(jìn),且必須減慢鉆進(jìn)速度。15、挪運(yùn)鉆機(jī)前必須事先做好排除鉆機(jī)周?chē)陌踩[患工作,挪運(yùn)鉆機(jī)過(guò)程中必須有專(zhuān)人負(fù)責(zé)統(tǒng)一指揮,參加人數(shù)不得少于5人。16、挪運(yùn)鉆機(jī)時(shí)嚴(yán)禁鉆機(jī)傾倒或受到猛烈碰擊、拉傷電纜或損壞其它設(shè)備,應(yīng)防止油箱內(nèi)油位過(guò)高而導(dǎo)致移動(dòng)油箱時(shí)漏油。17、鉆機(jī)在巷道中移動(dòng)時(shí),可采用鋼釬、撬杠撬動(dòng)鉆機(jī)底座,使其向前移動(dòng),撬動(dòng)時(shí)人員必須在同一側(cè)同時(shí)撬動(dòng),動(dòng)作要協(xié)調(diào)一致,用力均勻,切不可用力過(guò)猛;在鉆機(jī)出現(xiàn)傾斜、偏離方向或歪倒等不能正常移動(dòng)時(shí),施工人員必須在調(diào)整好鉆機(jī)機(jī)身后方可重新施工,在移動(dòng)過(guò)程中嚴(yán)禁站在鉆機(jī)移動(dòng)的正前方,以防止鉆機(jī)翻倒傷人。18、長(zhǎng)距離移動(dòng)鉆機(jī),把鉆機(jī)機(jī)身落到最低位置,在沒(méi)有軌道的情況下,可在鉆機(jī)的移動(dòng)方向鋪上鉆桿,采用棕繩拉(其中棕繩的長(zhǎng)度必須超過(guò)以鉆機(jī)為半徑的危險(xiǎn)范圍之外,棕繩必須打結(jié)以防止拉鉆過(guò)程中脫手滑到),人推的辦法移動(dòng),在挪運(yùn)鉆機(jī)時(shí)由專(zhuān)人統(tǒng)一指揮,以確保安全;人工抬運(yùn)鉆機(jī)零部件離地高度不大于0.3m。19、鉆機(jī)嚴(yán)禁帶電挪運(yùn)。20、使用起重機(jī)起吊、拉運(yùn)時(shí),必須隨時(shí)觀察起吊梁、起吊工具、起吊繩扣的受力變化情況,發(fā)現(xiàn)異常立即停止工作,查明原因,處理好后,方可繼續(xù)工作。起吊時(shí),物件的下方和傾斜側(cè)嚴(yán)禁有人。起吊時(shí)嚴(yán)禁腳蹬、手拉和用身體來(lái)平衡重量。21、每次運(yùn)輸前,現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸負(fù)責(zé)人必須對(duì)車(chē)輛的完好及車(chē)輛的裝載情況、車(chē)輛的連接情況、軌道及巷道情況進(jìn)行詳細(xì)檢查一遍,確定車(chē)輛完好、裝載及連接符合要求,軌道質(zhì)量、巷道空間達(dá)到運(yùn)輸要求后,方可運(yùn)輸。否則必須進(jìn)行處理,直至達(dá)到要求。運(yùn)輸時(shí)不得擦幫碰頂,不得碰撞電纜、管線及設(shè)備,特別要保護(hù)好一通三防設(shè)施。22、需要人力推車(chē)時(shí),推車(chē)人員只能從后面進(jìn)行推運(yùn)車(chē)輛,嚴(yán)禁站在礦車(chē)兩側(cè)推車(chē)。推車(chē)時(shí),嚴(yán)禁人員登車(chē)或乘坐。推車(chē)人員推車(chē)時(shí),必須精力集中,時(shí)刻注意前方,在開(kāi)始推車(chē)時(shí)必須發(fā)出警號(hào);車(chē)輛行駛過(guò)程中發(fā)現(xiàn)前方有人或障礙物時(shí)要及時(shí)發(fā)出警號(hào)并減速行駛,情況緊急時(shí)必須停車(chē)。23、人力挪運(yùn)鉆機(jī)時(shí),必須口號(hào)統(tǒng)一、步調(diào)一致。在斜坡巷抬運(yùn),后面挪運(yùn)人員應(yīng)用手拉住物件,防止物件下滑。挪運(yùn)時(shí),挪運(yùn)人員要看清巷道前方,防止被巷道內(nèi)物件絆倒,防止頭手碰撞巷道內(nèi)錨桿和錨索等物件。24、若鉆機(jī)需要穿越皮帶,必須提前與掘進(jìn)施工單位進(jìn)行協(xié)商,在達(dá)成統(tǒng)一后,皮帶停止工作,并下降到最低位置后,方可進(jìn)行移鉆工作;人員穿越皮帶必須有過(guò)橋。25、鉆機(jī)、鉆桿的裝車(chē)必須掌握重心,不得發(fā)生嚴(yán)重偏移;裝車(chē)后必須用油絲繩捆綁牢固,剎油絲繩的物件必須使用剛性物件,嚴(yán)禁使用剎桿、木料等其他物件代替。26、裝運(yùn)的重車(chē),在每一個(gè)變坡上提和下放的位置,必須由專(zhuān)人檢查一遍物件的捆綁加固情況,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。27、鉆機(jī)長(zhǎng)距離調(diào)運(yùn)時(shí),必須將鉆機(jī)調(diào)至最低,裝車(chē)不可超寬超高。 28、抽放管路安裝前,應(yīng)對(duì)所有管路進(jìn)行檢查,有無(wú)裂紋、破損等現(xiàn)象。直管的彎曲度每米不得超過(guò)1.5mm。29、施工前應(yīng)把工具、材料準(zhǔn)備齊全,管道安裝過(guò)程中必須保證管膛內(nèi)清潔無(wú)任何雜物,數(shù)量充足,品種規(guī)格符合要求。30、管路連接時(shí)要專(zhuān)人托起,專(zhuān)人連接。連接后平直、牢固。31、施工前管道工沿施工路線進(jìn)行認(rèn)真檢查,掌握現(xiàn)場(chǎng)情況。施工前對(duì)沿線所有的障礙物及危險(xiǎn)段提前進(jìn)行清理和加固,確保施工安全和進(jìn)度。32、管件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后,應(yīng)依次擺好逐根連接。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)地理情況,進(jìn)行作業(yè)。管子連接用法蘭螺絲連接,管路連接配件要齊全。螺絲要擰緊,做到不漏氣。33、安裝后的新管路必須進(jìn)行漏氣試驗(yàn),如果不符合標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理。34、管路安裝完工后必須做好收尾工作,首先要檢查管路安裝工程質(zhì)量,確保符合要求。35、完工后要及時(shí)清點(diǎn)、運(yùn)走施工剩余的配件和材料,并清理好現(xiàn)場(chǎng),要求做到工完料凈場(chǎng)地清。36、管路回撤時(shí),應(yīng)派有經(jīng)驗(yàn)的老工人進(jìn)行操作,回撤卸管路時(shí),一定要配合默契,一定要做好安全工作,防止碰手碰腳。37、將卸下的管路裝車(chē)運(yùn)輸時(shí),一定要將管路固定牢固,并聯(lián)系好開(kāi)車(chē)人員,應(yīng)派一人跟車(chē),要做好安全措施。38、人工搬運(yùn)瓦斯抽放管時(shí),協(xié)同作業(yè)人員要齊心協(xié)力,搬起、行走、放下都要相互溝通好,步調(diào)一致,保證安全。39、瓦斯抽放管裝車(chē)運(yùn)輸時(shí)必須用起重機(jī)綁緊,防止運(yùn)輸時(shí)滑離平板車(chē),發(fā)生事故。40、管路安裝施工前應(yīng)先觀察施工地點(diǎn)有無(wú)安全隱患,發(fā)現(xiàn)隱患后先處理,確定無(wú)隱患后再施工。41、若施工現(xiàn)場(chǎng)有過(guò)往車(chē)輛時(shí),要停止施工,并注意車(chē)輛,防止碰傷人和碰到瓦斯抽放管路。42、管路安裝負(fù)責(zé)人必須隨身攜帶便攜儀,當(dāng)施工地點(diǎn)風(fēng)流中瓦斯?jié)舛冗_(dá)1時(shí),必須停止施工,匯報(bào)調(diào)度室,及時(shí)處理。43、瓦斯抽放管躥動(dòng)與對(duì)接時(shí)要準(zhǔn)確

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