工作面回采瓦斯抽采设计方案

2305工作面回采瓦斯抽采设计2305工作面正在安装，预计2018年8月开始正式回采。

根据2303工作面回采期间瓦斯涌出量统计，瓦斯绝对涌出量1.69m³/min～16.86 m³/min，相对涌出量 1.40m³/t～3.28m³/t(见2303工作面回采瓦斯情况分析图>。

2305工作面按平均日产10000吨<每日均产吨，富裕系数1.2）计算，回采期间瓦斯绝对涌出量在 2.72m³/min～15.97m³/min,平均瓦斯绝对瓦斯量9.35m³/min。

因此工作面回采需要投入瓦斯抽采系统，采取瓦斯抽采措施，保证工作面安全生产。

一、2305工作面概括2305工作面开采煤层为下二迭统山西组下部的3#煤.1、地质情况2305工作面东高西低，东西高差85m，煤层展布基本呈单斜构造，单斜产状为倾向225——255°、倾角2—8°。

另外，2303运巷揭露两条小型正断层，可能会延伸到2305工作面内，影响工作面掘进和回采。

F1正断层西距23排水进风巷130m，产状为：倾向120°、倾角60°、落差H=0.7m；F2正断层西距23排水进风巷525m，产状为：倾向319°、倾角60°、落差H=0.2m。

施工前需作好过断层准备并且施工中加强支护。

根据三维地震勘探结果显示：工作面西部发育一陷落柱X8，长轴方向为南北向，长约116m，东西向长约98m。

掘进中需要进一步探明X8陷落柱准确边界。

老顶：灰色，以石英为主，含云母，夹泥岩，平均厚度 2.8 m。

直接顶: 黑色，质均，含植物化石，断口不平坦,泥岩,平均厚度3.7m。

底板:泥岩，黑色块状，致密质均。

平均厚度6.4m。

2、工作面位置及四邻关系2305工作面位于23采区南部，东面为23采区大巷，西面为我矿与常村矿井田边界，北面为正在回采的2303工作面，南面为未采区。

23排水进<回）风巷延伸段：位于23采区西部，东面为2305工作面<未采），西面为常村矿井田边界。

3、工作面参数及储量2305工作面走向长度181.7m，倾向长度1466m，停采线距23皮带巷中53m，理论可采长度 1413 m，煤层平均厚度为6.2m，可采储量210万t。

设计可采长度891M，设计可采储量1302891吨。

4、工作面通风系统2305工作面采用“U+L”型通风系统，即新鲜风流从地面→新进风井→23皮带巷→2305运巷→2305工作面→2305风巷<2305瓦斯巷）→23集中回风巷→新回风巷5、工作面瓦斯、煤尘情况2009年矿井瓦斯等级鉴定表明：23采区瓦斯绝对涌出量为10.34m3/min，相对涌出量为 2.4m3/t，瓦斯涌出相对较高；煤尘具有爆炸性，火焰长度20mm。

煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，自燃倾向性为不易自燃。

6、其它开采技术条件煤尘具有爆炸性，火焰长度20mm。

煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，自燃倾向性为不易自燃。

二、2305工作面回采瓦斯抽采设计1、瓦斯抽采的必要性根据2303工作面回采时瓦斯涌出绝对量在 1.69m³/min～16.86 m³/min，相对涌出量1.40m³/t～3.28m³/t。

预计2305工作面按平均日产10000吨<每日均产吨，富裕系数1.2）计算，回采期间瓦斯绝对涌出量在 2.72m³/min～15.97m³/min,平均瓦斯绝对瓦斯量9.35m³/min。

按规定“1个采面工作面瓦斯涌出量大于5 m³/min，通风方法解决不合理”的情况下，需要进行瓦斯抽采。

2、瓦斯抽采的可行性根据2303工作面采空区瓦斯抽采情况，一般抽采瓦斯浓度在6%，选用DN275瓦斯管道，抽采瓦斯量在2m3/min，抽采率达20%,2303工作面回采过程中不间断抽采瓦斯，保证了工作面瓦斯治理。

3、2305工作面回采瓦斯抽采方案根据临近2303面回采瓦斯涌出，预计2305面回采瓦斯涌出平均9.35m³/min,2305工作面瓦斯抽采选用分段处理：工作面前300M采用延空留巷方式留设瓦斯尾巷的方法治理瓦斯；在2305瓦斯巷1横贯到2横贯之间从风巷向上打设钻孔，采用裂隙带抽放；工作面推进600M后，在风巷本煤层中布置钻场，施工顶板走向高位钻孔，抽采工作面回风隅角采空区瓦斯的抽采方法。

<1）尾巷法2305工作面前300M采用延空留巷方式留设瓦斯尾巷的方法治理瓦斯，即在工作面回采过程中，在风巷上隅角处架设U型钢支护好风巷的一部分断面作为瓦斯尾巷，保证尾巷的通风断面，具体支护方式参照2103尾巷支护方式<见尾巷支护示意图）。

回采期间，抽放管路延接至工作面上隅角，若巷道压力过大，造成后尾巷断面无法保证，尾巷排放瓦斯效果不明显，造成上隅角瓦斯高，则上隅角埋管抽放的方法解决瓦斯大问题。

<2）顶板钻孔法工作面推进300M后，在2305瓦斯巷1横贯开始斜向上打设4个钻孔，在1横贯到2横贯之间从风巷向上打设钻孔，采用裂隙带抽放，抽取裂隙带的瓦斯，即在2305工作面风巷从瓦斯巷1横贯到2横贯之间每隔20M向工作面上方打设4个钻孔，1#钻孔终孔打到2305风巷边缘， 4#钻孔终孔打设打到2305瓦斯巷上方<距风巷南帮25M），2#、3#钻孔平均布置在1#和4#钻孔之间，钻孔斜向上打设，钻孔长度水平长度取80M，用于抽取裂隙带的瓦斯<具体布置见2305工作面抽采钻孔布置图）。

为了验证钻孔布置的合理性，每排设计了四个钻孔，在施工第一排钻孔时，先施工2#和3#钻孔，其次，优先施工1#钻孔。

根据第一排的抽放情况，确定之后各排钻孔施工数量和参数。

顶板钻孔参数表<3）低位钻场穿层钻孔法工作面推进600M后采用低位钻场向裂隙带打设钻孔进行抽放，从2305瓦斯巷2横贯开始共布置有7个钻场，从2305瓦斯巷二横贯开始，斜向工作面上方打设4个钻孔，之后每个钻场布置4个钻孔，钻孔长度110--120M，钻孔重叠40M，向工作面方向打设。

由于各钻场之间钻孔有接替抽放情况，可能会造成接替期间瓦斯管理不稳定，使用低位钻场钻孔抽放法时，必须结合上隅角埋管抽放法。

低位钻场钻孔参数表4、瓦斯抽采系统布置2305工作面采用临时抽采系统：23抽放硐室、管道<DN325）---→---→---à---à---à ---à <DN300规格）---à2305风巷<DN273规格）---à抽采钻场、钻孔、采空区埋管。

5、瓦斯抽采参数确定<1）抽采流量的确定根据“瓦斯抽采基本指标”，工作面瓦斯涌出量在5～10m3/min，瓦斯抽采率要达到20%，实际取25%，则最高瓦斯抽采量需要达到2.5 m3/min；根据2303工作面抽采情况，预计2305工作面高位抽采钻孔管内浓度可达8～15%，则需要抽采混合流量最大为31.25 m3/min，为保证瓦斯抽采有一定的可调范围，最大混合流量取30 m3/min。

<2）瓦斯抽采管路选择根据2303抽采经验，2305工作面钻孔<钻场）通过Φ50mm铠装高压管与2305风巷主管相连， 2305风巷支管1510M为Φ273螺旋焊管，主管550M为Φ325聚乙烯管，<可部分利用2303工作面抽放主管）。

主管路从23抽放硐室接到2305风巷口，吊挂在23皮带巷距顶200mm，风风巷支管采用直径Φ273聚乙烯管路，管路吊挂在风巷北帮，距顶500mm，贴帮吊挂，在风巷有钻场的地方设置三通甩头，过了瓦斯巷2横贯每隔20M设置一个三通甩头，一直布置到工作面切眼。

在风巷口上安设孔板流量计、放水器。

三、瓦斯泵能力核定1、瓦斯抽采管路阻力计算<1）管道系统阻力计算Hf=9.81Q2×△×L/<K*D5）式中： Hf----管道摩擦阻力Q----管内气体流量，m3/min△----瓦斯浓度取15%，混合瓦斯对空气的相对比重0.933L-----管道长度，该线路共有Ø273管道1510m，Ø325管道550m。

K-----系数，取0.71D-----管道内径，分别为25cm、30cm。

将有关数据代入Hf=9.81Q2×△×L/<K×D5）Hf=9.81×<30×30）2×0.933×[1510/<0.71×255）+550/<0.71×305）≈8241.7 <Pa）<2）管道局部阻力一般按管道摩擦损失的10%~20%计算，取15%。

<3）管道总阻力1.15×8241.7=9477.96 <Pa）2、瓦斯抽采系统所需负压瓦斯泵的压力除了克服管道摩擦阻力与局部阻力损失外，还必须有一部分做为抽采处的负压，所以瓦斯抽采需要的负压为：H=1.2ΣHf+Hd式中： 1.2为瓦斯泵备用系数H----抽采瓦斯泵的负压，PaΣHf---管道阻力和，PaHd----要求钻孔口的负压，取5000 Pa 将有关数据代入H=1.2<ΣHf+Hd）H=1.2×<9477.96+5000）≈17373 <pa）3、在用瓦斯泵能力目前，我矿正在使用的瓦斯抽放泵为ZWY85/110型井下移动式抽放泵，该泵能力参数为：选用ZWY85/110型瓦斯抽采泵，其正常可提供抽采负压为81kPa，能满足抽采需要。

四、封孔钻孔成空后立即进行封孔，瓦斯每个钻孔采用埋设聚乙烯管进行封孔，封孔材料为聚胺脂或水泥砂浆，下置ø73套管6m，封孔深不小于8m；钻场在断层附近，孔口易塌孔等可以适当增加孔口管长度、封孔深度，注意套管及封孔质量，确保钻孔不漏气。

从孔口引出高压管路，每个钻孔安设一个孔板流量计，每四个钻孔一组安设一个放水器，之后连接到风巷支管。

五、瓦斯抽采系统安装技术要求管道、放水器等入井前必须进行防腐，先对管道除锈，刷沥青漆一遍；铺设完后，再刷沥青漆一遍；在井下长期使用的所有抽放管道每年进行一次防腐，避免管道锈蚀；管道每50m和巷道岔口需刷白漆注红字，作为瓦斯管道标志。

管道吊挂在巷道帮、顶部，管道必须距巷道顶板以下不大于0.5m；要求每根管道均匀吊挂两处。

管道之间用法兰盘连接，3mm 厚的石棉垫做密封，确保管道系统严密不漏气。

抽采管道严禁与带电导体(电缆、信号线等>布置在巷道同侧，管道与电缆交叉时必需相距0.3m以上。