11401切眼(反掘)瓦斯抽采设计(第一循环)0~60米

织金县金龙川煤矿11401切眼（反掘）掘进工作面条带瓦斯抽采设计第一循环（0米~60米）编制人：编制时间：2015年9月2日211401切眼（反掘）掘进工作面条带瓦斯抽采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3安全技术措施贯彻签字表措施名称11401切眼(反掘）掘进工作面条带瓦斯抽采设计（第一循环0米~60米）贯彻人贯彻地点贯彻时间被贯彻人签字序号签字序号签字序号签字1173321834319354203652137622387233982440925411026421127431228441329451430461531471632484前言金龙川煤矿属于生产矿井，生产规模30万吨/年。贵州省煤炭管理局文件（黔能源煤炭［2011］792号）《关于请求审批2012年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》，我矿井绝对瓦斯涌出量为6.35m³/min，相对瓦斯涌出量为50.8m³/t，根据煤炭科学研究总院沈阳研究院我矿进行施工前探钻孔探M16煤层过程中发生顶钻、喷孔现象，为典型的煤与瓦斯突出预兆，根据我矿实测16#煤层原始瓦斯含量为：14.22m3/t,鉴定为突出煤层。为贯彻执行党和国家的”安全第一,预防为主”的安全生产方针和国家安全生产监督管理局制定的“先抽后采,以风定产,监测监控”的煤矿安全生产管理方针,我矿已安装了2BEA—42型和2BEA—抽出的瓦斯直接排放到大气中.特此编写金龙川煤矿11401切眼（反掘）切眼条带瓦斯抽放设计。一、设计依据1.《中华人民共和国煤炭法》（1996.8）；2.《中华人民共和国安全生产法》（2002.6.29）；3.《中华人民共和国矿山安全法》（1992.11.7）；4.《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027—2006）（2006-11-02）中华人民共和国安全生产行业标准；5.《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026—2006）（2006-11-02）中华人民共和国安全生产行业标准；6.《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018—2006）（2006-02-27）国家安全生产监督管理总局；7.《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》（AQ1055—2008）中华人民共和国安全生产行业标准；8.《煤矿安全规程》（2010）国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局；9.《防治煤与瓦斯突出规定》国家安全生产监督管理总局令第19号；10.织金县金龙川煤矿《采掘进工程平面图》；11.《金龙川煤矿开采方案设计（变更）》。12．《金龙川煤矿开采方案设计（变更）安全专篇》；13．《贵州省织金县金龙川煤矿防治煤与瓦斯突出设计》；5目录第一章工作面概况................................................6第二章11401切眼（反掘）掘进期间抽放设计...........................8第三章抽放管道安装..............................................13第四章抽放实时监测与检测.........................................19第五章避灾路线...................................................296第一章工作面概况一、巷道布置及其周边情况巷道名称：11401切眼（反掘）掘进工作面于2012年9月由煤炭科学研究总院沈阳研究院对我矿M16#煤层进行煤与瓦斯突出危险性评估，实测16#煤层原始瓦斯含量为：14.22m3/t,鉴定为突出煤层。巷道布置及其周边情况：11401切眼（反掘）位于矿井副斜井西北方向，标高＋1400m；下部为M17煤层实体煤层。二、煤岩层赋存特征M16#煤层为黑色，半暗半亮煤，块状煤，平均厚度2.3m,变化结核多为单一，极少含夹矸，下距M17#煤层5-12m，顶板为粉砂岩，底板为灰色泥岩或细砂岩。三、地质构造及瓦斯含量情况1、该掘进工作面地质构造简单，根据地质资料分析，该面无大的地质构造。2、瓦斯情况根据实测：11401切眼（反掘）掘进工作面：风量为：318.7m3/min；瓦斯浓度为：0.36%;绝对瓦斯涌出量为：1.15m3/min；3、矿井瓦斯抽放系统情况矿井地面建有永久瓦斯抽放站,低负压瓦斯抽放泵型号为：2BEC-42型水环真空泵两台，其额定参数：最大气量：120m3/min，电机功率132KW，转数360r/min，高负压瓦斯抽放泵2台，型号：2BEC-52水环真空泵，极限真空：160hpa，最大气量：150m3/min，配用功率：185KW，转速：236r/min；主管管径为Φ400mm,支管管径为Φ350mm，抽放管路敷设由瓦斯抽放站经总回风斜井→专用切眼（反掘）→11401切眼（反掘）。四、掘进方式掘进方式为炮掘，采用溜子运输+皮带运输，巷道宽3.0m，高2.3m，采用单体液压支柱+铰接梁支护。五、通风系统情况1、矿井风机房安装有2台型号为FBCDZN22/2×160的防爆对旋式主要通风机，配套电机功率：2×160kw，额定风量7135～4444m3/min；一台工7作，一台备用，安全性能经检验合格。2、掘进工作面采用FBD-5.6/2×15kW局部通风机，风量：480-240m3/min，配阻燃、抗静电胶质风筒压入式通风，风筒直径800mm，掘进工作面风量0.65m3/s。3、建立安全可靠的通风系统及设施1）11401切眼（反掘）工作面回风系统确保独立、通畅。杜绝与其它采掘工作面串联通风；其回风绕道为专用切眼（反掘），杜绝敷设电缆和行人；回风系统断面不小于6.9m2，严禁在其中设置调节风量的设施。2）按《防治煤与瓦斯突出规定》（下简称《防突规定》要求在正确位置（11401切眼（反掘）进风侧，在距11401切眼（反掘）回风口大于10m处）建立两道牢固可靠地防突风门，风门之间的距离不得小于4米。3）与11401切眼（反掘）回风流相通的通风设施必须可靠，可有效防止煤与瓦斯突出后影响其它地点。4）按《防突规定》进行防突反向风门管理。人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。工作面放炮、无人、发生瓦斯动力现象及煤与瓦斯突出事故等情况时，反向风门必须关闭，严防煤与瓦斯突出逆流进入进风流中。5）瓦检员每班对通风设施进行巡查，通风设施包括连锁装置损坏都要及时向矿调度汇报及时处理。对人为破坏通风设施的单位和个人要严肃进行处理。通风系统见附图1：通风系统示意图六、监控系统情况掘进工作面采用KJ95N型煤矿监控系统，实现主机、备用主机热启动，装备有UPS不间断电源，12个分站，井上、下分别设有瓦斯、一氧化碳、温度、风速、设备开停、负压、风门开关等类传感器，能对所有采掘工作面、主要硐室、主要进、回风等地点相关参数实施实时有效监控。由于矿井为高瓦斯矿井，按规定设置掘进工作面的甲烷、一氧化碳、温度等传感器和掘进工作面回风流中的甲烷一氧化碳等传感器。其中一台T1甲烷传感器距工作面不得大于5m，另一台T2距回风口10～15米处，且都应有防炮崩措施，具体布置在巷道上方，垂直悬挂，距顶板不得大于300mm，距巷帮不得小于200mm，且该处巷道顶板要坚固，无淋水，不得悬挂在风筒出风口和风筒漏风处。T1报警浓度设为≥0.8%CH4，断电浓度设为≥0.8%CH4，复电浓度设为0.8%CH4，T2报警浓度设为≥0.8%CH4，断电浓度设为≥0.8%CH4，复电浓度设8为0.8%CH4，断电范围为11401切眼（反掘）内全部非本质安全型电气设备。见附图2：监测监控布置示意图第二章11401切眼（反掘）掘进期间抽放设计一、11401切眼（反掘）掘进期间抽放设计工作面采取顺层钻孔预抽11401切眼（反掘）工作面条带煤层瓦斯的防突措施，即在工作面迎头向工作面前方煤体布置瓦斯预抽钻孔。1、钻孔布孔原则按《防突规定》要求，钻孔应控制的条带长度不小于60m，煤层倾角5°，钻孔控制11401切眼（反掘）巷道两侧轮廓线外各15m，钻孔控制范围为沿层面的距离。煤巷掘进工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m。预抽煤层瓦斯钻孔在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距根据实际考察的煤层有效抽放半径确定，钻孔为扇形孔，顺煤层施工。2、11401切眼（反掘）掘进工作面边抽边掘防突措施根据我矿的实际情况和具体装备条件，本巷的防突措施采用掘进工作面边抽边掘，在掘进迎头布置17个钻孔，抽放半径为：2m。抽放钻孔布置方式见附图3，设计钻孔布置参数见附表1。3、封孔方法和技术要求抽放钻孔封孔方式主要有水泥注浆泵封孔、聚胺脂封孔，设计使用聚胺脂封孔方法，但煤矿也可结合本矿的实际情况采用其它两种合理有效的封孔方法。封孔段长度：封孔长度大于8m，。现将几种封孔方式介绍如下：1、采用水泥注浆泵封孔，封孔长度容易达到设计要求，封孔效率高，效果好，但操作较为复杂。可采用KFB型矿用封孔泵进行封孔。KFB型矿用封孔泵主要应用于煤矿瓦斯抽放封孔，同时还广泛应用于煤层注水封孔、注浆封孔及其它各种类型钻孔的封孔。该泵自身具有搅拌功能，封孔质量可靠，封孔工艺简单，使用方便，易于维护。其额定压力1.2MPa，流量为0.5m3/min。9图3-3-1封孔泵结构图KFB型矿用风封孔泵其主要由（图3-3-1所示）电动机（1）、安全离合器（2）、变速系统（3）、搅拌机（4）、离合器（5）、离合器操作手柄（6）、送浆泵（7）及机座（8）组成。封孔管采用抗静电的煤矿抽放专用PVC管或金属管。掘进工作面边掘边抽钻孔封孔长度为8m（同时将上循环抽放钻孔的残孔封孔8m），封孔材料采用425#硅酸盐水泥，配比为1：0.4；孔内抽放管长度6m，封孔长度为5m，抽放管在孔内端钻10—20个直径10mm的小孔，并用双层铁筛网扎好。1——注浆泵2——封堵材料3——连接管图3-3-2注浆泵与被封钻孔的连接图封孔工艺过程：一般在打钻将要结束时就可开始准备水泥沙浆。水泥沙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。注浆泵与所封钻孔的连接如图3-3-2所示，井下封孔操作方法为：a.检查封孔泵是否完好，封孔所需用的工具，配件等是否带全；b.检查抽放钻孔所需抽放管是否齐全，长度是否达到要求（ф40mm，长度10m）；c.根据井下顺层抽放钻孔的封孔深度，计算所需要的水泥量，在该矿封8m的孔一般是用一包水泥，水泥：水=1：0.4（重量比）；10d.直接将井下装水泥的袋子缠绕在抽放管上，送入钻孔内封住孔口，其做法如图3-3-3所示：图3-3-3井下水泥沙浆注浆封孔方法示意图——将抽放管的一端与注浆管摆放在一起，其重叠处约30cm左右；——准备编织袋（将水泥倒入封孔泵的搅拌器内后，就可空出）；——将袋子开口端向孔口处，如图3-3-3所示将抽放管与注浆管缠绕；——用麻绳或麻线等，将抽放管、注浆管及编织袋捆紧；——如图所示送入孔内：——按照泵的操作规程，开动泵搅拌水泥浆，均匀后并开始注浆，如图所示，水泥浆先将编织袋胀大，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；注完浆后即可直接将注浆胶管拔出。按以上方法进行下一个孔的注浆封孔；所有要封的钻孔封完后，要对封孔泵进行清洗干净。2、聚氨酯封孔（推荐采用）11聚氨酯封孔就是用异氰酸酯和聚醚并添加几种助剂反应而生成硬质泡沫体进行密封钻孔。聚氨酯封孔材料膨胀倍数20倍以上，聚氨酯发泡均匀、细小，孔隙又不联通，还有可塑性，适于动压区封孔；在抽放瓦斯负压60～80KPa、正压2MPa下，钻孔密封严实不漏气。聚氨酯封孔采用卷缠药液与压注药液2种工艺方法。现主要应用的是卷缠药液法，封孔深度一般为3—6m。钻孔采用聚氨酯封孔，对于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在发泡后，其内所形成的孔为封闭孔，另外对发泡时间、发泡倍数、固化后的强度，可塑性等均有一定的要求。可选用聚氨酯封孔材料，在钻孔内6.4～7.5m深度封孔，钻孔密封段长度仅1m，既能保