20170722-1014工作面瓦斯抽放钻孔布置方案20170719(正式)

1库车县科兴煤炭实业有限责任公司榆树泉煤矿1014综采工作面瓦斯抽放钻孔布置方案及措施2017年7月21日21014综采工作面瓦斯抽放钻孔布置方案及措施一、1014综采工作面概述1、1014综采工作面+1706m东翼回风顺槽长2846m，+1653m东翼运输顺槽长2754m，工作面倾斜长度177m，煤层倾角8°-12°，采用综采一次采全高采煤法，全部垮落法管理顶板。目前已回采511.6m。2、1014综采工作面瓦斯情况根据1014综采工作面2017.5.1~2017.7.5瓦斯监控报表及测风记录计算，在此期间1014综采工作面风排瓦斯量为0~4.98m3/min，平均风排瓦斯量为0.72m3/min。1014综采工作面2017.5.1~2017.7.5回风巷平均瓦斯浓度变化情况见图1，上隅角瓦斯最大浓度变化情况图2，上端头回风最大瓦斯浓度变化情况图3，风排瓦斯量变化情况见图4，产量变化情况见图5。2017年5月~7月1014综采工作面回风巷平均瓦斯浓度变化曲线00.050.10.150.20.250.30.35010203040506070日期浓度（%）图11014综采工作面2017.5.1~7.5回风巷平均瓦斯浓度量变化情况32017年5月~7月5日1014综采工作面上隅角最大瓦斯浓度变化曲线012345010203040506070日期浓度（%）图21014综采工作面2017.5.1~7.5上隅角最大瓦斯浓度量变化情况2017年5月~7月5日1014综采工作面上端头回风最大瓦斯浓度变化曲线012345010203040506070日期浓度（%）图31014综采工作面2017.5.1~7.5上端头回风最大瓦斯浓度量变化情况1014综采工作面2017.5.1~7.5风排瓦斯量变化曲线0.001.002.003.004.005.006.00010203040506070日期风排瓦斯量（m3/min）图41014综采工作面2017.5.1~7.5风排瓦斯量变化情况42017年5月~7月日产量变化曲线01000200030004000500060007000010203040506070日期产量（t）图51014综采工作面2017.5.1~7.5日产量变化情况3、瓦斯超限情况2017年5月回采过程中上隅角瓦斯浓度逐渐升高，6月期间，上隅角瓦斯浓度持续超限。6月12日老顶压力积压采空区瓦斯大量涌出，造成上隅角和上端头回风巷瓦斯超限，上隅角最高为3.1%。4、瓦斯来源分析依据1014工作面瓦斯涌出量预测结果，采空区丢煤及邻近层瓦斯涌出是采空区积聚瓦斯的主要来源，其中采空区丢煤占63%。采空区积聚的大量高浓度瓦斯因瓦斯密度小，沿倾斜向上运移，使部分瓦斯容易聚集在上隅角附近，形成高瓦斯区。上隅角又是采空区漏风的出口，漏风将采空区高浓度瓦斯带到上隅角，因上隅角存在涡流区，瓦斯难于被风流冲淡排出造成上隅角超限。通过分析截止到2017年7月5日上隅角、上端头回风、回风巷瓦斯浓度变化情况发现，来压时上隅角瓦斯浓度、上端头回风瓦斯浓度有变大趋势，并且在6月5日后一个月内频繁超限（来压步距从117m逐渐减小至33m）。回风巷瓦斯浓度也在此条件下有变大趋势。2017年5月前因属于工作面开采初期，采空区丢煤较少，因而采空区瓦斯5较小，来压时上隅角瓦斯浓度虽有增大趋势，但是浓度仍较小，没有达到超限程度。依据涌出量预测结果，回采工作面瓦斯涌出量为2.61m3/min，从2017年5月至7月5日测风记录知1014综采工作面最小配风量为1348m3/min，按1014综采工作面最大涌出量和最小配风量计算1014综采工作面最大瓦斯浓度为0.19%。在2017年5月至7月5日1014综采工作面超限时瓦斯浓度为1.06~3.99%，是预测的1014综采工作面最大瓦斯浓度的5.5~21倍，说明1014综采工作面上隅角及上端头瓦斯超限的原因是大量瓦斯瞬间涌入到回采工作面。由于煤壁和落煤涌出的瓦斯随时随风排出，不满足瓦斯积聚条件；随着回采工作的推进，围岩、采空区丢煤和邻近层瓦斯会不断涌入采空区，同时风流只能带出少量采空区瓦斯，采空区瓦斯容易积聚。同时依据2017年5月至7月瓦斯浓度超限时间和顶板来压时间相吻合，当顶板来压时，1014综采工作面上隅角和上端头瓦斯迅速增大甚至超限。1014综采工作面上隅角和上端头瓦斯超限是由于顶板来压同时老顶垮落压迫大量采空区瓦斯瞬间进入回采工作面造成。具体详见《榆树泉煤矿1014综采工作面瓦斯异常来源（原因）分析》。5、瓦斯抽放钻孔布置（1）钻机选型及主要技术参数根据目前矿上所有钻机，决定在+1720m东翼施工抽放孔的钻机为ZL-1200S型煤矿用全液压坑道钻机，主要技术参数如下：钻机型号钻头尺寸钻杆规格液压系统额定压力备注6ZL-120094mmΦ50mm×1.5m21Mpa（2）钻孔终孔点布置依据矿井初步设计中，下10煤层裂隙带高度为47.48m；中煤科工重庆研究院有限公司出具的试采工作面“三带”观测报告表明，下10煤层裂隙带高度为50.08m。按规范及现场经验抽采钻孔终孔点应布置在裂隙带中。（3）钻孔布置钻孔施工位置为+1720m东翼运输顺槽，在2360m下帮2.1m处，由里向外每隔10m布置一组钻孔，对1014工作面采空区进行抽采。终孔点布置原则：布置在裂隙带中。1组抽排钻孔设计为高低位2个。顶板未完全垮落前提下，低位钻孔终孔点距下10煤层顶板垂距为12m；钻孔倾角取6°，钻孔设计方位角0°，深度为37m。老顶完全垮落时，高位钻孔终孔点距下10煤层顶板垂距为20.5m。钻孔倾角取18°，钻孔设计方位角0°，深度为38.57m。钻孔必须下套管，长度3米（详见附图）。截止7月20日已施工6个抽放孔，根据专家组意见，对钻孔参数进行了优化，1号与2号钻孔间距30m，2号与3号钻孔间距26m，在原2号与3号钻孔之间加密1个钻孔，改为3号，间距12m。4号、5号、6号钻孔间距均为10m。下一步计划根据钻孔抽排效果，调整角度。（附图）抽放钻孔施工过程中考虑超前预裂钻孔的布置参数，避免造成钻孔穿孔。确定抽放钻孔终孔平面投影在+1706m巷道距下7帮3米处，不得超过设计位置。钻孔施工参数为：表1低位钻孔参数表钻孔编号倾角（°）方位角（°）长度（m）垂高开孔位置1603712距设计的3#钻孔外移10m处，距底帮2.0m图6抽采低位钻孔布置剖面图8表2高位钻孔参数表钻孔编号倾角（°）方位角（°）长度（m）垂高开孔位置118038.7520.5距设计的3#钻孔外移10m处，距底帮2.0m图7抽采高位钻孔布置剖面图二、井下临时瓦斯抽采泵站的安全技术措施1、井下选用型号为2BE1153-0的水环式真空泵，功率为18.5KW。9流量600m³/h。临时抽采瓦斯泵站应当安设在抽采瓦斯地点附近的新鲜风流中。2、抽放管路选用PE管路，沿+1720m-+1756m回风顺槽铺设至回风斜井，再到地面。必须保证排入回风巷的瓦斯浓度不超0.75%。3、抽出的瓦斯排入回风斜井或地面时，在排瓦斯管路出口必须设置栅栏、悬挂警戒牌等，栅栏的设置是上风侧设置瓦斯检查牌板，检查瓦斯，管路出口5m、下风侧距管路出口30m，两栅栏间禁止任何作业。4、抽采管路应当安设一氧化碳、甲烷传感器，实现实时监测监控。发现有自然发火征兆时，应当立即采取措施。5、瓦斯抽放的管路，不得与带电体接触并应当设置防止砸坏管路的措施。6、移动泵站处必须有直通矿调度室的电话。7、在倾斜巷道中，管路应设防滑卡，期间距可根据巷道坡度确定，抽放管路应有良好的气密性及采取防防腐蚀、防砸坏、防带电等措施。8、瓦斯抽放泵吸气侧管路系统必须装设防回火、防回气、防爆炸的安全装置。9、在抽排之前先对钻孔内气体压力进行观测，并做好记录，瓦斯出口处的瓦斯浓度每班必须观测，并做好详细记录。安全技术措施10、对采空区进行抽采时，应密切监测抽采气体中的一氧化碳浓10度及其变化，防止采空区出现发火。11、上隅角悬挂悬挂高低浓度甲烷传感器。12、依据现场需要，适当增加抽采泵的抽气量。同时加强抽采流量、浓度等指标的观测。13、抽采钻孔布置时，应依据采空区顶板冒落情况及抽采效果适当调整钻孔间距及终孔点位置，提高瓦斯抽采率，保证抽采效果。14、1014综采工作面瓦斯超限直接原因为采空区老顶垮落积压采空区瓦斯造成。因此顶板和瓦斯需并存治理。抽放钻孔施工过程中需充分考虑超前预裂钻孔的布置参数，避免造成钻孔穿孔。15、抽放钻孔施工必须做好钻孔施工记录，包括申请单、验收单，并经审核。16、抽放钻孔必须编号挂牌管理。17、现场抽放过程中，不断考察钻孔瓦斯抽采情况，优化钻孔参数，以达到最佳效果。三、抽排钻孔施工安全技术措施1、施工人员必须先学习措施再施工、在开钻前必须学习本措施及熟悉撤退避灾路线。2、必须清理好巷道，保证安全撤离路线畅通无阻。3、必须在施工点附近要安设电话，遇到有气体变化时要及时向调度指挥中心、调度室汇报；当钻孔内来压或者有特别气味时必须停止作业，向调度室汇报情况。4、当打钻过程中突然遇到气体涌出时，立即停止钻进，不能退钻，11并报告矿安全调度室指挥中心。5、当遇到有毒有害气体超限立刻停产、撤人，停电。全部人员撤到新鲜风流处，尽快撤离。6、班组长及跟班人员及其他管理人员入井必须携带便携仪及时检测有害气体情况。7、及时观测顶板压力变化，了解顶板的变化因素。8、及时准确的掌握煤层赋存情况、地质构造、顶板完整性、支护可靠性等情况。9、电气设备不应超过额定值运行，防爆电气设备入井前应检查其“产品合格证”“防爆合格证”“煤矿矿用产品安全标志”及安全性能，检查并签发合格证后，方可下井。10、施工前所有电气设备必须认真检修，合格后方可下井；电气设备必须符合《煤矿安全规程》中有关规定，严禁失爆。11、井下钻探设备必须挂牌管理，落实责任和人员，经常检查和维修，保证钻探设备的正常运转。12、井下启动开关要放在干燥处、并上架，电缆吊挂整齐，钻探用具、管材及其它物料摆放整齐，施工地点保持整洁。13、井下电气设备检修时必须停电挂牌并执行验放电制度，严禁带电检修和搬运电气设备。14、严禁打干眼，在进退钻杆期间，必须供水，杜绝出现高温摩擦起火花。15、在揭穿采空区时，随时检测钻场附近的瓦斯，并向调度室汇12报，调度室立即向1014综采面人员通知撤离到进风巷，并检测上隅角瓦斯浓度变化，如矿压显现异常，煤层片帮垮落且有渗透水时，瓦斯涌出量忽大忽小、涌水量增大时，必须及时撤出所有施工作业人员，并汇报工区值班室及矿调度室。16、在钻孔抽放完毕之后，必须由瓦检员检测瓦斯浓度，如瓦斯涌出异常，浓度忽高忽低，及时向矿调度室汇报，对抽放钻孔使用水泥砂浆进行封孔，封孔必须封实；17、钻进时清水压力一定要大，防止煤泥积聚，堵塞钻头。18、钻进时尽量保持匀速，防止钻孔偏斜度过大。19、其他未提注意事项参照《煤矿安全规程》、行业标准执行。20、其它未尽事项严格按行业标准和《煤矿安全规程》有关规定执行。21、对+1720东翼运输顺槽电气设备进行全面检查，杜绝失爆现象的出现，撤出多余的电气设备。+1756东翼回风顺槽内所有的电气设备必须全部断电。22、在1014综采工作面上隅角及回风巷安排专人监测瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、温度及其他有毒有害气体，（当瓦斯浓度超过1%或二氧化碳浓度超多1.5%时停止工作，撤出人员至联络巷新鲜风流中。）开展瓦斯分析工作。23、抽放管路通过的巷道曲线段少、距离短，管路安装应平直，转弯时角度不应大于50°。四、施工组织（1）每台钻机打钻人员不少于3人；13（2）施工人员每日上班前按时参加班前会，班长及所有人员要明确当班任务，清楚岗位责任；（3）班长负责安全隐患排查及安排人员工作，所有人员要严格执行岗位责任制；（4）每班人员升井后，班长及各钻机负责人必须到调度室记录当班工作情况，并填写相应记录；（5）若分班施工打钻，施工人员应在井下认真执行交接班制，检查各设备完好情况，并认真填写接班记录；五、钻机挪移（1）挪移钻机前，钻机上严禁有伸出机身部件，机身放平，确保在移动过程中不会