9掘进工作面瓦斯抽采设计.pdf

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1、1 / 21 绮陌煤矿 1290 掘进工作面瓦斯抽采设计 说 明 书 二 0 一二年十二月 2 / 21 目录 编写依据 .3 第 一 章工 作 面 地 质 简 况 .3 一、工作面地质简况 3 二、开采技术条件 .3 三、掘进方式： 4 四、瓦斯来源和通风方式 .4 五、瓦斯抽采的可行性和必要性 5 第二章工作面抽采设计 5 一、抽放瓦斯方法选择 5 二、 1290 工作面区段抽采 6 三、掘进工作面超前预抽 . 6 四、抽采管路阻力损失计算 8 五、抽采钻孔封孔设计 9 第三章瓦斯抽放泵站设备选择及管路布置10 一、抽采设备的选择 . 10 二、抽放管路与抽放孔的连接 . 10 三、瓦斯抽

2、放管路的附属装置 12 第四章安全与监测 .12 一、防爆、防回火装置 12 二、消防设施 . 12 三、瓦斯抽放参数监测 .13 第 五 章安 全 技 术 管 理 措 施.14 一、打钻过程中注意事项 .14 二、管路安装要求 16 三、泵站和钻孔观测 .17 四、煤层参数观测 18 第六章施工组织 .18 一、劳动定员 18 二、工作制度 19 第 七 章避 灾 路 线.19 一、避灾原则 .19 二、发生水灾撤离路线 19 三、发生火灾、煤尘瓦斯爆炸撤离路线 20 附件： 附图 1：矿井通风系统图 附图 2：矿井瓦斯抽放系统图 附图 3：矿井避灾路线图 附图 4：巷道钻孔布置图 3 /

3、21 1290 掘进工作面瓦斯抽采设计说明书 编写依据 1、绮陌煤矿开采方案设计说明书； 2、绮陌煤矿安全专篇； 3、对毕节地区煤矿 2018年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复 ； 3、煤的自燃倾向性等级鉴定报告及煤尘爆炸性鉴定报告； 4、绮陌煤矿瓦斯抽放设计说明书； 5、1290运输巷掘进工作面作业规程； 6、矿井瓦斯抽放管理规范； 7、煤矿安全规程 (2018版； 8、防治煤与瓦斯突出规定。 第一章工作面地质简况 一、1290工作面地质简况 工作面位于副斜井北翼，工作面设计走向长度420M ，倾斜长 度为 110M ，煤层倾角1645 度，煤层平均厚度1.73 M；区内煤层 稳定，该龙潭组为区

4、内含煤地层，主要由浅灰色、灰色及深灰色， 薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、 炭质泥岩、煤层及石灰岩等组成。 二、开采技术条件 1、瓦斯 根据黔能源发 =9.816500.822102002/0.71 805=0.24KPa 式中H阻力损失 Pa L管道长度 m Q 混合气体流量寸 /h D 管道内径 cm Ko阻力系数 (查表 混合瓦斯对空气的相对密度。 瓦斯管道阻力损失计算应选择抽放系统服务年限内阻力最大的 9 / 21 一条抽放管路进行计算。根据矿井开拓布置管路按650m计算抽放管 道阻力损失。 2、抽采负压计算： 根据抽采系统运行负压为 24.2KPa ， 钻孔

5、抽采负压 h=24.2-0.24=23.96KPa 五、抽采钻孔封孔设计 瓦斯抽放钻孔采用人工水泥砂浆封孔： 一般在打钻将要结束时就可开始准备水泥砂浆，水泥砂浆一般 应加入适量的膨胀剂，以避免凝固后收缩出现裂缝，当钻孔倾角较 小时可适当增大浆液的浓度；封孔前应将孔内积水、岩屑清理干 净，以保证封孔质量。 由于采用人工封孔时封孔长度只能达到3- 5m，因此通常采用压气封孔或利用泥浆泵封孔，要求封孔长度岩孔 5m ，煤孔 8m 。 井下封孔操作方法为： 1、检查封孔泵是否完好，封孔所需用的工具，配件等是否齐全 。 2、检查抽放钻孔所需的抽放管是否齐全，长度是否达到要求( 直径25mm，长度 6m。

6、 3、根据井下抽放钻孔的封孔深度，计算所需要的水泥量，一般 封5m的钻孔用一包水泥，水泥:砂=1:0.4(重量比 。 4、直接将井下装水泥的袋子缠绕在抽放管上，用麻绳或麻线等 10 / 21 ， 将抽放管、注浆管及水泥袋捆紧送入钻孔内封住孔口。 5、按泵的操作规程，开动泵拌水泥浆，均匀后开始注浆，水泥 浆先将袋子胀大，并封住钻孔，继续注浆直到注完为止，注浆时， 孔口可能会漏一些浆，但不会影响整个封孔质量。注完后即可直接 将注浆胶管拨出。 6、所有要封的钻孔封完后，要将封孔泵清洗干净。 根据本矿井实际情况，采取人工水泥砂浆封孔较为方便。 第三章 瓦斯抽放泵站设备选型及管路布置 一、抽采设备的选择

7、 工作面瓦斯抽采由两台 2BE1-303-0 型水环真空泵及配套设施构成 瓦斯所放系统，专用抽采管路敷设为：抽排钻孔钻孔下口1290 运输巷 1300 斜巷 1300 运输石门 12702 运输巷 12702 专用回 风巷回风斜井地面抽放泵。 钻机选用ZDY-750型钻机2 台， 1290运输巷抽采干管选用 175mm钢管，且要求管路随着工作面的 向前推进逐步延接。 二、抽放管路与抽放孔的连接 抽放瓦斯管路与钻孔可用高压胶皮软管通过抽放多通连接，高 压胶皮软管的尺寸可根据封孔套管的直径来选择，煤层钻孔一般选 用3英寸的高压胶管。顺层抽放每5 个钻孔设置人组，配置75mm软 11 / 21 管于

8、钻孔连接至放水器上，放水器上设5 个接口，再用软管与主管 连接，每个水平设置1 个三通闸阀。 掘进期间与主瓦斯抽采管路联接利用高浓度抽采系统进行掘进 工作面的瓦斯抽采工作。 管路安装完毕后，投入运行前必须进行气密性实验，并写出书 面报告，要求静压力大于 30kpa 时为合格。 瓦斯抽放管路安装及拆卸注意事项： 1、管路要托挂或垫起，吊挂要平直，拐弯处设弯头，不拐急弯 。管子的接头接口要拧紧，用法兰盘连接的管子必须加垫圈，做到 不漏气、不漏水。 2、在倾斜和水平巷中安设管路时，必须先安管子托，管托间距 不大于 10m，要接好一节运一节，并把接好的管子用卡子或8l 0号铁丝卡在或绑在预先打好的管子

9、托架上。 3、在通风不良处或瓦斯尾巷中安装管路时，除要有措施外，还 应配有瓦检员，在检查瓦斯符合有关规定后方可工作。 4、拆卸管子时，要两人托住管子，一人扭下螺丝。 5、当管路通过风门、风桥等设施时，管子要从墙的一角打孔通 过，接好后用灰浆堵严。 6、在有电缆的巷道内铺设管路时，应铺设在电缆的另一侧，严 禁瓦斯管路与电缆管路同侧吊挂。 7、用法兰盘接管子时，严禁手指插入两个法兰盘间隙及螺丝眼 ，以错动挤手。 12 / 21 8、管路铺设时每隔节要有一吊支点，保持平、直、稳。井下严 禁使用摩擦产生静电的塑料管。 9、新安装或更换的管路要进行漏气和漏水实验，不合标准的不 准使用。 10、联接瓦斯管

10、路时必须加胶垫、上全法兰盘螺丝并拧紧，以 确保不漏气。安装孔板流量计时，必须严格按质量标准施工。拆除 或更换瓦斯管路时，必须把计划拆除的管路与在使用的管路用闸阀 或闸门隔开，瓦斯管路内的瓦斯经排除后方可动工拆除。 三、瓦斯抽采管路的附属装置 1、阀门：在瓦斯抽采管路的灭火器 材及时更换。 抽放站周围严禁存放油脂，严禁堆放易燃易爆物品。 三、瓦斯抽放参数监测 为保证瓦斯抽放系统安全运行和达到较好抽放效果，对抽放系 统实施监测。 1、抽放泵站必须安设瓦斯浓度检测装置及仪器，实现自动连续 监测。瓦斯浓度超限，能够自动报警，瓦斯浓度超限时，还应能自 动切断电源停机。 2、水环式真空泵必须设置缺水保护装

11、置，在抽放泵冷却水不足 或断水时，能报警并能自动停机。 3、抽放泵侧应安设防护网，防止杂物进入泵内而损坏设备。 4、抽放瓦斯系统运行后，对瓦斯抽放参数(如抽放负压、抽放 流量、瓦斯浓度等 应进行连续性监测，其具体功能和要求如下： 1）以分、时、班、天为单位，统计瓦斯抽放混合量和纯量； 2）应根据瓦斯抽放参数的变化(如钻孔抽放衰减趋势，抽放负 压和流量之相互关系等 ，及时对抽放系统进行相应调整或采取有效 14 / 21 技术措施，提高抽放效果； 3）及时发现瓦斯抽放系统及抽放泵站存在的隐患。 5、在瓦斯抽放系统的主管、支管和钻场管路上安设孔板流量计 ， 配合相应的仪器、仪表，可以对其抽放负压、瓦

12、斯浓度、流量进行 定期检测。 6、在瓦斯泵吸气侧管道上必须安设高浓度瓦斯传感器，以监测 瓦斯抽放浓度；在抽放泵站内安设低浓度瓦斯传感器，瓦斯超限时 报警并断电；在抽放硐室顶部应悬挂安设便携式瓦斯检测报警仪对 室内瓦斯浓度进行监测。 7、抽放钻场应设置瓦斯传感器，对其瓦斯浓度进行连续监测。 有自燃发火的煤层，还应设置温度传感器和C0传感器。 8、瓦斯抽放泵站值班人员，应对抽放泵的运行状况(如电机温 度、各部位轴承温度、瓦斯泵的冷却水进出水温度等以及抽放泵站 周围的进行巡查监视，发现问题及时向矿调度室汇报，并积极采取 有效措施进行处理和防范。 第五章安全技术管理措施一、打钻过程中注意事项： 1、瓦

13、斯抽放孔施工前，现场施工负责人必须安排专人对钻机的 液压、电动系统进行全面检查，确保钻机液压系统畅通，零部件齐 全，电器的完好符合规定，严禁出现失爆。 2、钻机必须架设在顶板完整，支架完好的地点，稳固钻机时， 螺旋支柱必须齐全且升足劲，防止钻机歪倒伤人。 15 / 21 3、钻机电源的开和关由专职的机电维护员担任，其他人员不得 擅自操作。 4、钻机操作必须由经过培训的人员担任，每班钻机第一次运行 前，必须对钻机空转几分钟，确认无问题，方可接上钻杆、钻头， 正式运转。 5、钻机上、下调整角度必须在松开固定螺丝、作业人员躲到两 侧后进行。 6、钻机开始运行时，加压不宜过大，待钻头对准孔位进入煤体

14、实茬后，方可匀速推进，由于煤层较松软，推进速度不宜过快。 7、钻机在运行过程中，钻机司机必须集中精力，谨慎操作，操 作过程中，必须密切关注压力表的变化、钻进速度等。 8、钻进过程中，现场负责人必须监护巷道顶板状况，如发现顶 板 有掉碴，压力增大，冒顶等征兆时，必须立即停止作业，并向地面 值班室汇报。 9、瓦斯抽放孔施工必须严格按抽放孔设计的方位，倾角和孔深 进行施工。 10、钻进过程中，施工人员必须站在孔口两侧，不准站在孔口 的正后方及钻孔延长线上，严禁面对孔口观察钻进情况，以免发生 喷孔伤人事故，作业人员必须穿戴整齐，袖口扎紧，不允许带毛巾 ，严禁戴手套作业。 11、钻进过程中，施工负责人必

15、须密切观察喷孔、夹钻、响煤 16 / 21 炮等瓦斯动力现缘，当发生严重喷孔、响煤炮等动力现象时，成立 即停止作业、撤出作业人员，并汇报矿调度室及通风值班室，待动 力现象消失，且瓦斯浓度小于0.8%，方可恢复作业。 12、钻进过程中，遇到喷孔严重，立即将钻杆后退0.51.0m， 打钻人员及时撤出工作地点，并及时向现场带班人员或调度室汇报 。 13、换接钻杆时，必须先检查钻杆是否透气，丝口是否完好， 不透气及丝口损坏的钻杆不准使用。 14、钻进过程中，必须有专人记录钻进进度及钻进过程中的动 力现象。 15、钻进过程中，瓦斯检查员必须随时检查瓦斯浓度，瓦斯浓 度超过 0.8%必须停止作业。 16、

16、打钻附近必须安设电话，便于联系。 17、钻孔施工完毕后，派专人对钻孔进行验收，钻孔深度误差 不得大于 ，角度误差不得大于 。 18、钻进过程中，采用干打眼方法进行施工，压风排碴，必须 采取降尘措施。 19、钻进时，钻场内严禁敲打、撞击金属物品，敲打工具应采 用铜锤，以防产生火花。 二、管路安装要求： 1、抽采管路沿巷道右侧敷设，距巷道底不得小于400mm 的距 离， 要求每根抽采管路采用砖垛支设； 17 / 21 2、抽采管路按设计支设，做到平、直、稳、严密，统一高度； 3、管路跨过巷道或硐室时要设龙门，与主管路连接处要上阀门 和过滤装置； 4、从停采线以里每 12 M 安设一个三通，三通方向

17、垂直向上， 变头处必须安装过滤装置，以防杂物进入管路； 5、井下管路应尽量避免与通讯、动力电缆敷设在一起，以防管 路带电。如非布置在一侧时必须间隔 500mm 的安全距离； 6、连接管路时必须将管内杂物清理干净，胶垫要垫合适，法兰 盘螺丝要上齐全，全部紧固，保证不漏气； 7、瓦斯管路铺设地段严禁施工，如确需施工时，必须做好管路 保 护措施，并与通风区联系，待通风区采取措施后，方可施工； 8、抽采管路与主管路连接处安装碟阀，管路铺设期间每隔200 M安装一个碟阀，便于管路的放水及维护。 9、抽采管路每一低洼处安装一个放水器，管路末端加设一个放 水器，保证管路内积水及时排放。 10、在掘进期间，如

18、需施工其它工程时，必须提前施工，以尽 可能避免瓦斯管路得调整，提高抽采率、抽放效果。 11、抽采管路施工完成后, 由总工程师组织有关单位进行验收, 在合格后方可投入使用。 三、泵站和钻孔观测 1、瓦斯泵运行后，三班必须设泵站司机，司机必须持证上岗，严格 按照抽采泵的操作规程进行操作，在泵运行过程中，若有异常情况 18 / 21 ，必须立即停止泵的运转，然后汇报矿调度和通风区，若遇其它情 况需 停泵时，应先请示，征得同意后，方可停泵。发现安全隐患，及时 汇 报处理，确认无误后方可开泵，并严格执行现场交接班制度。 2、瓦斯泵站必须设一部直通矿调度室的电话，并有检测瓦斯浓 度、 流量、抽采负压等必要

19、的仪器仪表；泵站司机每一小时测定一次， 并 向通风调度汇报，所有记录本要记录齐全、清楚。 3、瓦斯泵前后 20范围内不得有易燃易爆物品，且泵站必须设 有只灭火器和 0.5m3 黄砂，所有工作人员必须熟悉灭火器材的使用方法。 4、每天设专人对抽采系统进行检查，发现漏气等现象及时汇报 处理。 5、保证地面抽放系统管路的防回火、防回气和防爆炸作用的安 全装置完好，因井下管路或地面检修等原因停泵时，及时打开被检 修泵的地面放空阀。检修管路前，必须先检查瓦斯浓度，管路中瓦 斯浓度降至 0.7%以下时才准工作。 6、地面泵房内设监控分站一台，并与矿安全监控系统相连，随 时对瓦斯泵站运行参数进行监控。泵站司

20、机必须密切注意流量表和 压力表的变化，并按时检查瓦斯浓度。 7、安装有孔板流量计的抽采钻孔、抽采管路支管必须设置钻孔 观测牌板。 19 / 21 8、每天安排专人测定钻孔及抽采管路支管的抽采参数，并将测 定结果填写在钻孔记录牌板和记录本上。 9、钻孔记录牌板要求填写钻孔施工时间、孔号、角度、钻孔长 度、孔径 开孔、终孔）、封孔长度、封孔材料、抽采瓦斯浓度、抽 采负压、 测定时间、抽采量 混合量、纯量）、瓦斯管内、外温度等。 四、煤层参数观测 1、由抽采实验室人员定期测定巷道掘进期间瓦斯 含量、瓦斯压力等参数，并做好预测预报工作。 2、在工作面回采前，测定煤体预抽后的煤体瓦斯参数。 第六章 施工

21、组织 一、劳动定员 根据瓦斯抽放系统工作岗位设置需要，结合矿井开采规模，瓦 斯抽放系统工作量及本矿井生产管理模式和状况，矿井瓦斯抽放系 统工作人员定为 17人，详见下表。 类 别 出勤人数 在籍人数备 注 早班中班夜班 技术管理人员1 1 钻探、安装工2 2 2 6 维修、放水、巡检工1 1 泵站值班1 1 1 3 合计11 二、工作制度 抽放泵站值班人员实行 “ 三、八 ” 工作制，并按矿井重要机房进 行管理，严格执行岗位责任制、交接班制度、巡回检查 制等规章制度，认真填写各种记录。钻探、安装工分三个点班， 具体负责钻场、钻孔施工和抽放管道安装。 20 / 21 抽放管道的巡回检查，维护及放

22、水工作一人即可作业，三班都 要有人上班。技术管理人员上大班，负责全面技术管理工作，抽放 系统发生问题，应随时到现场解决。日常应注意收集整理瓦斯抽放 资料，根据实际情况，调整抽放系统的布局的抽放参数，提高抽放 效果。 第七章避灾路线一、避灾原则 水灾：人员应由低处往高处撤退，找最近的安全出口，但不得进 入独头巷内。 火灾、瓦斯煤尘爆炸：应遵循就近进入新鲜风流巷的原则。 二、发生水灾撤离路线 工作面 1290 运输巷 1290 石门副斜井至地面。 工作面 1290 运输巷 1290 斜巷 1300运输石门主斜井至 地面。 三、发生火灾、煤尘瓦斯爆炸撤离路线工作面 1290运 输 巷 1290 石门副斜井至地面。 附件： 附图1：矿井通风系统图 附图2：矿井瓦斯抽放系统图 附图3：矿井避灾路线图 附图4：巷道钻孔布置示意图 2018年12月3日 21 / 21