110802工作面瓦斯抽放設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
110802工作面瓦斯抽放設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
一、編制說(shuō)明及采面概況
110802工作面位-采區(qū)回風(fēng)下山西翼,工作面北部為110800采面、南部為未采動(dòng)的110804采面，西面為開(kāi)切眼。M8煤層，厚0.83-1.80，平均1.35m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層穩(wěn)定，全區(qū)可采，頂板為泥巖，底板為泥質(zhì)粉砂巖。
M8煤層為上部為塊狀、下部為粉狀，似玻璃光澤，參差狀斷口，以暗煤為主，亮煤次之。條帶狀結(jié)構(gòu)，為半暗型煤。
該面走向長(zhǎng)350米，傾斜長(zhǎng)100米。該面地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，掘進(jìn)過(guò)程中沒(méi)有揭露斷層，由于巷道沿煤掘進(jìn)，且煤體較破碎，巷道壓力顯現(xiàn)不明顯。該面水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。M8 煤層直接頂為泥巖，厚2.79-4.46m，平均厚3.57 m;直接底為泥巖，厚0.20-1.8m，平均厚1.03 m，間接底為粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖，厚0-8.89m，平均厚10.77m;。110802面生產(chǎn)期間絕對(duì)瓦斯涌出量為8m3/min左右，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條規(guī)定，必須實(shí)行瓦斯抽放，特制定本設(shè)計(jì)。
二、采煤方法
該面采用走向長(zhǎng)壁采煤法回采，炮采一次采全高，全部跨落法管理頂板。
三、通風(fēng)狀況
該面采用U型通風(fēng)方式，上行通風(fēng)，工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量650m3//min。
四、瓦斯地質(zhì)
該面在上、下巷掘進(jìn)期間瓦斯涌出量較大，在頇計(jì)正?；夭蓵r(shí)期絕對(duì)瓦斯涌出量在9m3/min左右，煤塵沒(méi)有爆炸危險(xiǎn)性，煤層自燃發(fā)火期為8個(gè)月?？傊?，瓦斯是影響該面安全生產(chǎn)的主要因素，僅用通風(fēng)方式無(wú)法有效解決瓦斯問(wèn)題。由于該面瓦斯主要來(lái)源是本煤層瓦斯釋放，根據(jù)以往工作面瓦斯治理成功經(jīng)驗(yàn)，將對(duì)該面采用上隅角瓦斯低負(fù)壓抽放、采面上下巷鉆孔高負(fù)壓抽放為主，風(fēng)排瓦斯為輔的綜合治理方法。
五、瓦斯抽放設(shè)計(jì)
(一)瓦斯抽放的必要性
1、首先計(jì)算110804工作面可以供給的最大風(fēng)量
Qm=SV·60
式中：Q—工作面可以供給的最大風(fēng)量 m3/min
S—有效通風(fēng)斷面取S=4m2
V—《規(guī)程》氣體最高風(fēng)速4m/S
則：Qm=6×4×60=960m3/min
2、計(jì)算通風(fēng)可以稀釋排走的瓦斯量
q=C·Qm/100K
式中：q—風(fēng)排瓦斯量 m3/min
C—回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛龋?，為了確保該面安全回采，C取0.5。
K—瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取1.45
則：q=0.5×960/100×1.45=3.31m3/min
3、從前面瓦斯涌出預(yù)測(cè)可以看出，110804工作面回采時(shí)瓦斯絕對(duì)涌出量為7m3/min左右，而在極限風(fēng)速情況下，風(fēng)排瓦斯量為3.31m3/min時(shí)，而剩余的5.69m3/min瓦斯無(wú)法排出。根據(jù)《規(guī)程》規(guī)定“一個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量”大于5m3/min或一個(gè)掘進(jìn)工作面涌出量大于3m3/min,采用通風(fēng)方法不合理時(shí)，應(yīng)采用抽放瓦斯措施。因此對(duì)110804工作面采取瓦斯抽放措施是必要的。
(二)抽放方法的選擇
根據(jù)前面瓦斯涌出來(lái)源分析，該面瓦斯涌出主要來(lái)源為本煤層的瓦斯涌出，抽放方法的選擇：
1、回采工作面預(yù)抽和邊采邊抽相結(jié)合的抽采方式
1)、抽采巷道：工作面運(yùn)輸巷
2)、抽采煤層：本煤層
3)、鉆孔布置：
為降低煤層開(kāi)采時(shí)的瓦斯涌出量，可在巷道向煤層打順層鉆孔進(jìn)行煤層瓦斯預(yù)抽。
回采面瓦斯抽采主要是在采面回、進(jìn)風(fēng)巷沿煤層傾向順層鉆孔，其施工長(zhǎng)度選擇主要由工作面傾斜長(zhǎng)度決定。由于本礦井條件，選擇傾斜鉆孔抽采，鉆孔施工長(zhǎng)度定為：在回風(fēng)巷鉆孔長(zhǎng)45m，進(jìn)風(fēng)巷鉆孔長(zhǎng)60M,孔間距3m。
鉆孔使用鉆機(jī)施工。配備能力ZY-750型鉆機(jī)1～2臺(tái)，并配備水泥沙漿封孔泵1臺(tái)?；夭晒ぷ髅嫦瘸楹笫疽鈭D見(jiàn)圖2。
圖2 回采工作面順層抽采鉆孔布置示意圖
4)、鉆場(chǎng)、鉆孔參數(shù)
a、鉆場(chǎng)間距：不設(shè)鉆場(chǎng)
b、鉆孔長(zhǎng)度：45、60m(采面真斜長(zhǎng)100m)
c、鉆孔間距：3m(實(shí)際抽采過(guò)程中根據(jù)抽采效果適當(dāng)調(diào)整)
b、抽采孔口負(fù)壓：不小于13kPa
e、封孔：水泥砂漿，封孔深度不小于8m。
2、采空區(qū)抽放
工作面回采時(shí)，煤層內(nèi)賦存的瓦斯會(huì)大部分涌入到工作面采空區(qū)內(nèi)，上隅角會(huì)成為瓦斯向采面涌出的主要通道,所以在上隅角采用預(yù)埋抽放管路抽取這部分的瓦斯，防止瓦斯向工作面及回風(fēng)流大量涌出。
(三)瓦斯抽放效果預(yù)計(jì)
110804工作面在回采過(guò)程中，如果單純靠通風(fēng)的方法排除瓦斯，則工作面上巷回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛瘸Ｌ幱?%左右，上隅角瓦斯?jié)舛葘⒃?～5%，工作面難以正常安全回采。采用瓦斯抽放后，有30%以上的瓦斯通過(guò)抽放管路直接排至采區(qū)主要回風(fēng)流中，使工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛缺３衷?.5%以下，能夠完全保證工作面的安全回采。
(四)抽放率計(jì)算
高負(fù)壓抽釆6個(gè)月，抽采率30%，剩余瓦斯含量為6.3m3/min.
d=
式中：d——工作面抽放率m3/min
Qy—— 抽放期間工作面涌出瓦斯量
Qy=Q×C=650×0.5%=3.25m3/min
Qc——工作面抽放瓦斯量，即Qc=6.3-Qy=2.55m3/min
則d=40.476%
(五)瓦斯抽放工藝參數(shù)
1、抽放管徑的確定
根據(jù)前面資料表明，110804工作面上隅角抽出純瓦斯量為2.55m3/min，抽放瓦斯?jié)舛阮A(yù)計(jì)為20%左右，則瓦斯抽放管中混合量為18.75m3/min，而抽放瓦斯管徑計(jì)算公式為：
D=0.1457 Q /V
式中：D—管道的內(nèi)徑，m;
Q—管內(nèi)氣體流量，m3/min;
V—管內(nèi)氣體流速，m/s，一般為5～15m/s，取10m/s
則通過(guò)計(jì)算，D=0.1996m，取D=0.20m，即選用Φ200mm聚乙烯管做為抽放管路。
2、抽放管路的鋪設(shè)
110804工作面利用地面瓦斯抽放泵站進(jìn)行瓦斯抽放，高負(fù)壓管從回風(fēng)上山主管分支，進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷鋪設(shè)200mm分管。上隅角采用尾巷抽放的方法。抽放管路鋪設(shè)見(jiàn)附圖一、附圖二。
在工作面回風(fēng)巷上幫5M處，每25M掘進(jìn)尾巷，密閉埋管抽采空區(qū)瓦斯。
七、瓦斯抽放管路的附屬裝置
1、附助管：瓦斯抽放管路在上隅角附近設(shè)一三通，引出一趟φ75mm彈簧管，對(duì)易造成瓦斯積聚的部位進(jìn)行抽放。
2、放水器：抽放管在出氣端及吸氣端管路的最低處分別設(shè)置放水器，及時(shí)對(duì)管內(nèi)積水進(jìn)行排放，另外對(duì)巷道低洼處也可設(shè)放水器。
3、計(jì)量裝置：在抽放泵進(jìn)氣端并聯(lián)接一趟管路加設(shè)閥門(mén)，并裝設(shè)一個(gè)Φ200mm孔板流量計(jì)，以便進(jìn)行定量確定抽放效果。
八、安全措施
1、瓦斯管路在運(yùn)輸巷道內(nèi)，應(yīng)架設(shè)一定的高度并固定在巷道壁上，避免被車(chē)輛撞壞漏氣。
2、瓦斯管路不得與帶電物體接觸，在工作面巷道中應(yīng)與電纜分開(kāi)鋪設(shè)，若分開(kāi)有困難，二者間距不得小于300mm，且瓦斯管路必須在上方。
3、施工單位在運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)注意保護(hù)瓦斯抽放管路，嚴(yán)禁人員隨意破壞或車(chē)輛撞壞，一旦損壞應(yīng)立即通知通風(fēng)區(qū)，并向礦調(diào)度室匯報(bào)，由相關(guān)單位及時(shí)派人采取措施處理。
4、瓦斯管路吊掛牢固、整齊，并要對(duì)瓦斯管路加強(qiáng)日常檢查、維修和更換。
5、工作面瓦斯抽放過(guò)程中，上隅角編織袋墻要打嚴(yán)密，防止大量氣體溢出。
6、安設(shè)瓦斯抽放監(jiān)測(cè)裝置一套，對(duì)抽放管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋髁康葏?shù)進(jìn)
7、每班加強(qiáng)瓦斯抽放管路中CO濃度及溫度檢查，發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時(shí)，立即向通風(fēng)調(diào)度匯報(bào)，并停止抽放。
8、要經(jīng)常檢查抽放管路系統(tǒng)中的防回火、防回氣、防爆炸等安全措施，使其保持良好狀態(tài)。
9、對(duì)測(cè)量氣體濃度、溫度的測(cè)定孔，平常不用時(shí)要用塞子堵嚴(yán)，防止漏氣。
10、瓦斯泵房?jī)?nèi)的電氣設(shè)備和照明都要采用防爆型。
11、抽放硐房?jī)?nèi)要有專(zhuān)人值班，每小時(shí)檢查記錄一次有關(guān)參數(shù)，如瓦斯?jié)舛?、CO濃度及抽放負(fù)壓等。
12、在抽放過(guò)程中，隨著工作面的推進(jìn)，要及時(shí)移動(dòng)尾巷抽放管路，確保抽氣端彈簧管不打死彎和埋管深度符合要求。
13、硐室內(nèi)的消防器材應(yīng)不低于《規(guī)程》的規(guī)定值。
14、硐室值班人員要加強(qiáng)責(zé)任心，密切關(guān)注泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)匯報(bào)處理，并現(xiàn)場(chǎng)交接班。
110802采面瓦斯抽放設(shè)計(jì)
施工地點(diǎn)：110802采面
編制單位：安監(jiān)科
礦 長(zhǎng)：
總 工：
生產(chǎn)礦長(zhǎng)：
安全礦長(zhǎng)：
編制日期：2011-11-10
