己15—23230采面瓦斯抽放设计.doc

平煤股份五矿平煤股份五矿 己己 15-23230 采面抽采设计 采面抽采设计 防突科防突科 2012-9-25 目目 录录 1 采区及工作面概况.1 1.1 采区、工作面概况.1 1.2 采面地质条件.1 1.3 瓦斯抽采基础参数.1 2 瓦斯抽采的必要性.2 2.1 采煤工作面相对瓦斯涌出量计算（开采层和邻近层瓦斯涌出量）.2 2.1.1 开采层瓦斯相对涌出量 .2 2.1.2 邻近层瓦斯相对涌出量 .3 2.1.3 采面相对瓦斯涌出量 .3 2.2 采煤工作面绝对瓦斯涌出量.3 3 瓦斯抽采的可行性.4 4 抽采瓦斯方案.4 4.1 选择抽采方法的原则.4 4.2 瓦斯抽采方法.4 5 抽采参数、钻孔布置及效果预测.5 5.1 临近层瓦斯抽采.5 5.1.1 底板卸压穿层预抽钻孔参数 .5 5.1.2 倾向穿层钻孔参数 .6 5.2 顺层瓦斯抽采.8 5.3 采空区卸压瓦斯抽采.8 5.4 抽采效果预测.9 5.4.1 临近层卸压抽采效果预测 .9 5.4.2 顺层钻孔抽采效果预测 .10 5.4.3 采空区卸压瓦斯抽采量预测 .12 5.4.3 抽采率 .12 6 抽采设备选型.12 6.1 采空区卸压抽采系统.12 6.1.1 最大纯瓦斯流量 .12 6.1.2 上隅角抽采管路管径选择 .13 6.1.3 上隅角抽采系统管路阻力计算 .13 6.1.4 瓦斯泵选型 .13 6.2 顺层、穿层抽采系统.14 6.2.1 最大纯瓦斯流量 .14 6.2.2 顺层、穿层抽采主管路管径选择 .14 6.2.3 穿层钻孔抽采系统管路阻力计算 .15 6.2.4 瓦斯泵选型 .16 7 泵站、供电、供水.16 8 抽采方案.17 8.1 采空区卸压瓦斯抽采系统.17 8.2 顺层、穿层卸压抽采.17 9 抽采钻孔施工、封孔及联网.18 9.1 钻孔施工.18 9.2 钻孔封孔.18 9.3 抽采管路联网.18 10 抽采计量要求.20 11 现场管理要求.20 己己 15-23230 采面抽采设计 采面抽采设计 1 采区及工作面概况采区及工作面概况 1.1 采区、工作面概况采区、工作面概况 己1523230 工作面位于己三下延采区东翼己15煤层第十二个区 段，北部己15和下部的己16-17尚未回采，南部为已回采的己15- 23210 采面，东至采区己组边界，西至西至东翼回风下山。

地面位置： 宝丰道教协会向东部 1 公里处，五矿己三风井以南，地表地面为山地丘 陵，无大型建筑物及水体工作面东西可采走向长 1010m，南北倾斜 宽 189m，煤厚 1.4m，圈定可采储量 43 万吨 1.2 采面地质条件采面地质条件 该工作面标高-550-645m，地面标高+231+317m，最大埋深 876m， 回采己15煤层倾向NE35-45 ，走向125-135 ，倾角7-9，煤层厚度 1.2-1.9米，平均煤厚为1.4米，距下部的己16-17煤层间距为3-11米， 由下山向切眼方向逐渐变厚，层间距平均厚度为8米，结构简单，己 15煤层为块状片状 直接顶为砂质泥岩3-4米，老顶为细粒砂岩1.0米左右，直接底为 一薄层泥岩，厚度在1-3米，遇水易膨胀 1.3 瓦斯抽采基础参数瓦斯抽采基础参数 工作面己15煤层瓦斯压力为 0.6MPa，己16-17煤层预计瓦斯压力 2.0Mpa；己15煤层瓦斯含量预计 5.8m3/t，己16-17煤层瓦斯含量预计 18m3/t；己16-17煤层透气性系数 Y=0.01216m2/atm2d；顺层钻孔百米 抽放量预计 0.01m3/百米；己16-17煤层瓦斯抽放半径 r=1.8 米；工作 面绝对瓦斯涌出量经计算约为 19.66m3/min。

各参数如下： 表表 1 瓦斯抽采基础参数表瓦斯抽采基础参数表 瓦斯压力 MPa 瓦斯含量 m3/t 通气性系数 m2/atm2d 百米钻孔抽放量 m3/百米 抽放半径 m 绝对瓦斯涌出量 m3/min 己15：0.6 己16- 17：2.0 己15：5.8 己16- 17：18 0.012160.0081.819.66 2 瓦斯抽采的必要性瓦斯抽采的必要性 己1523230采面瓦斯主要来源于本煤层、邻近层、采空区邻 近层瓦斯经采动影响后，涌入采场、巷道和采空区采空区瓦斯涌 出主要来源于邻近层卸压瓦斯采空区大量高浓度瓦斯积聚在冒落 带和裂隙带之间，在通风负压的作用下，进入采场和回风流中 2.1 采煤工作面相对瓦斯涌出量计算（开采层和邻近层瓦斯涌出量）采煤工作面相对瓦斯涌出量计算（开采层和邻近层瓦斯涌出量） 2.1.1 开采层瓦斯相对涌出量 =1.3*1.075*0.846*1.4（5.8-1.5） 1230 1 () c kkkm ww q M /1.6 =4.76m3/t 式中：q1开采层相对瓦斯含量，m3/t； k1围岩瓦斯涌出系数1.11.3，全部垮落法管理顶板 取1.3； k2工作面丢煤瓦斯涌出系数，回采率的倒数，1/0.93； k3准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数； k3=（L2h）/L=（189215）/189=0.846；h为预排瓦 斯带宽度，15m；L为工作面斜长，189m； m开采层厚度，m，1.4m； M工作面采高，m，1.6m； w0煤层原始瓦斯含量，m3/t，5.8m3/t； wc运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m3/t；1.5m3/t； 2.1.2 邻近层瓦斯相对涌出量 =（18-6）*3.5*1/3.6=11.7m3/t 2 () i oicii m qww M 式中：q2邻近层瓦斯相对涌出量，m3/t； i邻近层瓦斯排放率，己16-17煤层为己15煤层1 i i p h h 的下邻近层。

hi己16-17煤层与己15煤层的垂直距离，取10m；hp煤 层开采时对底板扰动破坏的深度， 23.13m；当邻近层位于冒落带中 时i =1取i最大值1 mi邻近层厚度，m，3.5m； M工作面采高，m，3.6m； w0i邻近煤层原始瓦斯含量，m3/t ，18m3/t； wci邻近煤层残存瓦斯含量，m3/t，取6m3/t 2.1.3 采面相对瓦斯涌出量 q采=q1+q2=4.76+11.7=16.46m3/t 2.2 采煤工作面绝对瓦斯涌出量采煤工作面绝对瓦斯涌出量 己15-23230采面按每天推进4.2m，则日出煤量T日为： TB=4.21891.41.4=1720t/日 采面瓦斯绝对瓦斯涌出量为 qcg =q采TB/1440 =16.461720/1440=19.66m3/min 根据采面设计，该采面配风量1930m3/min，采面瓦斯浓度控制 在0.5%以下，风排瓦斯量为9.65m3/min，采面绝对瓦斯涌出量为 19.66 m3/min，需抽采解决的绝对瓦斯量不小于10.01 m3/min 又根据煤矿安全规程第 145 条规定，“一个采煤工作面的 瓦斯涌出量大于 5m3/min 或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于 3m3/min，用通风方法解决不合理时，必须建立地面永久瓦斯抽采系 统或井下临时抽采系统。

因此，己1523230 采面建立瓦斯抽采系统是必须的 3 瓦斯抽采的可行性瓦斯抽采的可行性 五矿北山地面瓦斯抽采站配备额定流量 450m3/min 的 CBF710(A)型 抽采泵三台，两用一备一台用以抽采己15-32020 采面采空区瓦斯， 一台用于抽采己16-17-23220 采面上隅角、本煤层和己15-23230 上隅 角使用己三西翼总回内铺设直径 500mm 抽采管路两趟，能够满足 抽采需要，因此该采面进行瓦斯抽采是可行的 4 抽采瓦斯方案抽采瓦斯方案 4.1 选择抽采方法的原则选择抽采方法的原则 抽采瓦斯方法、方式的选择，应根据开采煤层瓦斯抽采的难易 程度，煤与瓦斯突出危险的严重程度，煤巷掘进时瓦斯涌出量大小， 煤层赋存情况，瓦斯来源、巷道布置方式、矿井开采技术条件、瓦 斯基础参数等综合分析比较后确定 4.2 瓦斯抽采方法瓦斯抽采方法 因工作面己15煤层处于标高-650m 以上，为非突区域，采掘期 间邻近层瓦斯为主要来源，同时按防治煤与瓦斯突出规定47 条 第 1 款规定：“开采保护层时，同时抽采被保护层瓦斯 ” 选择临近层、顺层瓦斯抽采和采空区卸压瓦斯抽采方法 1、临近层卸压瓦斯抽采方法 向被保护层施工卸压穿层预抽钻孔抽采己16-17煤层瓦斯。

2、顺层瓦斯抽采方法 根据本工作面上区段己15-23210 采面实测己15煤层瓦斯参数， 决定对本工作面己15煤层进行瓦斯抽采 3、采空区卸压瓦斯抽采方法 沿风巷上帮在上隅角预埋抽采管，对采面大量涌入采空区的己 16-17煤层瓦斯进行抽采 5 抽采抽采参数、钻孔布置及效果预测参数、钻孔布置及效果预测 5.1 临近层瓦斯抽采临近层瓦斯抽采 5.1.1 底板卸压穿层预抽钻孔参数 为解决掘进期间瓦斯涌出问题，在掘进巷道施工底板卸压穿层 钻孔预抽己16-17煤层瓦斯 钻孔 4 米一排，每排 2 个，俯角 30 度，孔深以穿透己1617煤 层进入底板 0.5m 为准钻孔孔深设计 27m，其中岩石段约 20m，穿 煤段约 7m（按煤厚 3.5m 计算） ，机巷自回风道拐正机巷口开始施工， 设计钻孔 688 个 （若在巷道掘进机后施工穿层钻孔，上帮钻孔可根 据现场皮带机位置调整开孔位置；若在巷道外段施工卸压穿层预抽 钻孔，上帮钻孔沿皮带机靠行人侧边管正下方施工；底板穿层钻孔 如从外向里施工，为避免钻机施工后破坏钻孔，钻孔施工方向可朝 向轨道方向） 俯 16-17俯俯 俯俯俯俯 俯俯俯 图图 1 己己15-23230 采面底板穿层钻孔布置示意图采面底板穿层钻孔布置示意图 钻机选型：选用镇江 ZDY-4000 型或其它适用防突钻机。

封孔工艺：采用聚氨酯封孔法进行封孔封孔管采用不低于 40mm 的 PVC 封孔管 穿层抽采钻孔孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压中等时， 封孔深度不低于 5m，封孔段长度不低于 5m孔口段围岩裂隙较发 育或孔口负压高时，封孔深度不低于 8m，封孔段长度不低于 5m； 孔内全孔深下抽采支管，其中见煤段下筛网管封孔管前端花管的 长度应等于煤层段长度 钻孔封孔前，采用压风或水清理干净封孔段内的煤、岩粉，下 行钻孔有积水时孔口 10m 范围内的积水必须排除 5.1.2 倾向穿层钻孔参数 倾向穿层钻孔设计在己15-23230 风、机巷向采面回采区域下方 己16-17煤层施工如图 1、2 所示 风巷设计开孔位置距巷道底板 1m（开孔位置可根据现场实际进 行调整），孔间距 3m，俯角 20，方位角 53，钻孔投影孔深 60m，实际孔深约 60.5m，其中岩石段长度 40.1m，穿煤段长度 19.9m，钻孔以见己16-17煤层底板 0.5m 为准采面风巷需施工钻孔 段 1130m，设计施工穿层钻孔 377 个，总孔深约 22600m 机巷设计开孔位置距巷道底板 1m（开孔位置可根据现场实际进 行调整），孔间距 3m，俯角 4，方位 233施工，钻孔投影孔深 60m，实际孔深约 63.5m，其中岩石段长度 42.4m，穿煤段长度 20.6m，钻孔以见己16-17煤层底板 0.5m 为准。

采面机巷需施工钻孔 段 980m，设计施工穿层钻孔 326 个，总孔深约 20000m 俯俯俯俯俯 俯 俯俯2 俯俯俯俯俯俯 俯俯18 俯16-17俯俯 俯15俯俯 俯15-23230俯俯 俯15-23230俯俯 俯俯15-23210 俯俯 4 60 60 俯俯俯俯 俯俯俯俯 图图 2 己己15-23230 采面倾向穿层钻孔剖面布置示意图采面倾向穿层钻孔剖面布置示意图 60 60 孔间距3m 己15-23230采面 4 60 60 图图 3 己己15-23230 采面倾向穿层钻孔平剖面布置示意图采面倾向穿层钻孔平剖面布置示意图 钻机选型：选用镇江 ZDY-4000 型或重庆 ZYW-4000 型全液压 防突钻机 封孔工艺：选择聚胺酯封孔方法，。