工作面瓦斯抽采设计

织金县三甲煤矿12104工作面瓦斯抽采设计编制人：编制时间：2014年3月15日目录第一章概况 (3)一、工作面概况 (4)二、矿井和工作面通风情况 (5)三、矿井安全监测监控系统 (5)四、瓦斯抽放系统 (6)第二章工作面瓦斯涌出量预计 (6)第三章 12104回采工作面瓦斯抽采设计 (8)一、12104工作面瓦斯抽采方案 (8)（一）瓦斯抽采方法选择 (8)（二）瓦斯抽采管路的铺设 (8)（三）瓦斯抽采计量装置布置 (9)第四章瓦斯抽采方法 (9)（一）掘进期间迎头顺层瓦斯抽采方法 (9)（二）本煤层瓦斯抽采方法 (12)第五章瓦斯抽采系统安装拆除安全技术措施 (16)第六章瓦斯抽采泵站运行安全技术措施 (16)12104工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计第一章概况设计说明12104工作面布置在M21煤层标高+1066 m以上，根据煤与瓦斯突出危险性鉴定报告， M16煤层在标高+1025m以上的M21煤层属于无突出危险性煤层。

为确保矿井安全顺利生产，执行“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”的原则。

根据12104工作面煤层地质条件、瓦斯赋存等实际情况，对该工作面的瓦斯抽采设计方案如下：设计依据（1）《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》，煤炭工业，2012.03；（2）AQ1026-2006《煤矿瓦斯抽采基本指标》，煤炭工业；（3）AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽采规》，煤炭工业，2007.04；（4）《煤矿安全规程》，煤炭工业，2010.03；（5）《防治煤与瓦斯突出规定》，煤炭工业，2009.07；一、工作面概况二、矿井和工作面通风情况矿井采用中央并列式抽出通风，矿井主通风机选用FBCDZNo18二台（一台工作、一台备用）；配用电机功率132KW×2；风量围22.2～58m3/s,风压围1020～2600pa。

装备有主通风机在线监控系统，能随时对矿井通风能力及设备运转状况进行监控。

矿井总进风量约3012m3/min，总排风量约3042 m3/min。

掘进期间：12104进风巷新鲜风流：地面→主、副井→21#煤运输下山局部通风机及风筒→12104进风巷迎头。

乏污风流：12104进风巷迎头→12104进风巷回风绕道巷→21#煤回风下山→总回风→引风道→地面。

12104回风巷新鲜风流：地面→主、副井→21#煤运输下山局部通风机及风筒→12104回风巷。

乏污风流：12104回风巷迎头→12104回风绕道→21#煤回风下山→总回风→引风道→地面。

回采期间：进风风流线路副井（主井）→井底车场→21#煤运输下山→12104运输顺槽→12104工作面。

回风风流线路12104工作面→12104回风巷→21#煤回风上山→总回风巷→回风立井→地面。

三、矿井安全监测监控系统矿井安全监测监控系统采用煤炭科学研究总院分院的KJ90NB型矿用综合安全监测监控系统，该系统有煤安MA标志，采用时分制分布式结构，由地面中心站、服务器、井上下分站、电源箱、各种智能传感器、断电器、传输电缆和系统软件组成，具有甲烷超限断电和风电、瓦斯闭锁功能；具备屏幕显示监测、存储数据、打印报表功能；系统主机或电缆发生故障时，系统中使用的分站能保证甲烷断电仪和风电闭锁的功能；能实现多屏显示和超限断电与远程控制断电。

井上、下装有甲烷、温度、风速、设备开停、负压、风门开关等传感器，监测监控围覆盖所有采掘工作面、主要硐室、主要进回风顺槽等地点，采掘工作面等区域实现了风电闭锁和瓦斯电闭锁。

四、瓦斯抽放系统矿井配备两套瓦斯抽放系统，其中一套高负压抽放系统抽放本煤层瓦斯，选用2BEA-303型水环真空泵3台(一台工作，二台备用），担负该矿的高负压瓦斯抽放，最大抽气量57m3/min，极限真空33hpa ，功率为90kW，主管路¢250mm。

其中一套低负抽放系统抽放采空区瓦斯，选用2BEC40型水环真空泵2台(一台工作，一台备用），担负该矿的低负压瓦斯抽放，最大抽气量164m3/min，极限真空160 hpa，功率为185kW，主管路¢300mm。

第二章工作面瓦斯涌出量预计12104工作面瓦斯来源主要有本煤层、邻近煤层（含围岩）的瓦斯。

12104工作面瓦斯涌出量预测方法采取分源预测法。

一、12104工作面掘进期间瓦斯涌出量：根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018—2006）计算12104工作面掘进期间瓦斯涌出量：12104工作面掘进工作面瓦斯涌出量预测q掘＝D×v×qo×(2-1)+S×v×γ×(Wo-Wc)式中：q掘—掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；D—巷道断面暴露煤壁面的周边长度，m；对于薄及中厚煤层取2m；V—巷道平均掘进速度，0.00417m/min；L—巷道长度，m；qo—煤壁瓦斯涌出强度，（m2/min）；q o ＝0.026[0.0004(Vr)2+0.16]×WoVr—煤中挥发分含量，％；S—掘进巷道煤断面积，m2；W—煤层瓦斯原始含量，m3/t；WC—煤层残存瓦斯含量，m3/t；(实测数据）γ—煤的密度，t/ m3；12104工作面掘进瓦斯涌出量计算表二、12104工作面回采期间瓦斯涌出量：根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018—2006）计算12104工作面回采期间瓦斯涌出量：12104工作面回采期间绝对瓦斯涌出量预测Q采＝Q1+Q2式中：Q采—回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t；Q1—开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；Q2—邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t；（1）开采层相对瓦斯涌出量计算矿井开采的煤层为薄-中厚煤层，一次采全高，按照AQ1018-2006标准附录A按下式计算：Q 1＝K1×K2×K3×（Wo—Wc）m /M式中：Q1—开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量，m3/t；K1—围岩瓦斯涌出系数，取 1.30；K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，K2=1/η，η为工作面回采率，95%；K3—分区准备巷道预排瓦斯对开采层煤体瓦斯涌出的影响系数。

采用长壁后退式回采时，K3按下式确定：K3＝（L-2h）/L=0.84；L—工作面长度，132m；h—巷道瓦斯排放带宽度，12m；Wo—煤的原始瓦斯含量，m3/t；Wc—煤的残存瓦斯含量，m3/t。

（实测数据）（2）邻近层相对瓦斯涌出量计算i ici ni i Mm W W q η⨯⨯-=∑=)(102 式中：q 2——邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t 。

m i ——第i 个邻近层煤层厚度，m 。

M ——工作面采高，m 。

ηi ——第i 个邻近层瓦斯排放率，%,参照AQ1018-2006标准附录D 选取。

12104回采期间工作面瓦斯涌出量表第三章 12104回采工作面瓦斯抽采设计一、12104工作面瓦斯抽采方案 （一）瓦斯抽采方法选择根据12104工作面实际情况，12104工作面掘进期间采用迎头抽放顺层瓦斯、回采区域选用本煤层施工钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的抽采方法及采空区埋管抽放瓦斯法。

（二）瓦斯抽采管路的铺设12104工作面迎头抽放（本煤层）抽采系统：（高负压）12104进风巷迎头（切眼）顺层钻孔及进风巷本煤层钻孔→12104进风巷ø150mm 瓦斯抽放管→21#回风下山高负压ø250mm 瓦斯抽放管→总回风井→地面高负压抽放泵站→排空。

12104回风巷（切眼）迎头瓦斯抽放钻孔及回风巷本煤层抽采钻孔→12104回风巷ø150mm瓦斯抽采管→21#煤回风上山ø250mm瓦斯抽采主管→总回风井→地面高负压抽放泵站→排空。

12104工作面采空区埋管瓦斯抽采系统及高位钻孔抽采系统：（低负压）12104采空区上隅角→12104回风巷ø250mm瓦斯抽采管→21#o煤回风上山ø300mm 瓦斯抽采主管→地面低负压抽放泵站→排空。

（三）瓦斯抽采计量装置布置掘进期间12104进、回风巷各使用两套瓦斯计量装置（GLY-8型)，一套安装到工作面迎头，监控迎头瓦斯抽放期间瓦斯抽放参数（移动），一套安装在两巷开口处，监控本煤层及迎头瓦斯抽放参数（固定）。

回采期间低负压管道在回风巷口安装一套瓦斯计量装置（GLY-8型)，监控采空区及高位瓦斯钻孔瓦斯抽采参数。

第四章瓦斯抽采方法（一）掘进期间迎头顺层瓦斯抽采方法12104进风巷、回风及切眼采取迎头施工顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯；在12104进风巷、回风及切眼迎头沿巷道掘进方向使用ZY-750D型钻机，施工9个50米～84米深的抽放钻孔，钻孔直径为75毫米，终孔孔间距为6米（终孔抽放半径是根据本矿实测数据确定），封孔深度为8米，并做到打一个孔封一个孔，封一个孔抽一个孔，钻孔控制围为巷道周界外≧15米。

封孔管后，封孔人员将两袋药剂均匀揉捏，使两种药剂充分混合。

（每袋药剂搅拌不少于30秒）；所有药剂搅拌完成后，及时把带有封孔药剂的封孔管送入钻孔。

5、封孔后，用黄土固孔,固孔段不少于0.3m二、封孔流程清理抽放钻孔孔内煤渣——连接封孔管——安装堵头——捆绑药剂——搅拌药剂——向孔内输送封孔管——黄土固孔（二）本煤层瓦斯抽采方法12014采面采用运输顺槽按方位角320度，倾角+8度向回风巷施工布置瓦斯抽放钻孔，布置瓦斯抽放钻孔预抽煤层瓦斯，使用ZY-750钻机，75mm合金钻头，(根据织金县三甲煤矿21#煤层瓦斯抽采钻孔实测有效抽采半径报告）确定孔间距为6米，孔深108米。

根据12104工作面煤层倾角来确定工作面本煤层瓦斯抽采钻孔施工角度，具体做法：采用地质罗盘测定钻孔施工方位，坡度规测量出掘进巷道煤层顶板倾角，此倾角即为本煤层瓦斯抽采钻孔施工角度。

迎头封孔方法进行。

（附瓦斯抽放设计图）14102工作面本煤层瓦斯抽放高负压管路采用二趟Φ150mm聚乙烯瓦斯管路，布置在12104运输顺槽，瓦斯抽放管布置在巷道里帮，距顶300mm，距帮300mm。

利用原顶板锚索每间隔2.4m设置1个吊点，从停采线往里Φ150mm聚乙烯瓦斯抽放管路与短接三通间隔相接，每个短接三通上留一个分支钻孔管路，分支钻孔管路与各个瓦斯抽放钻孔采用抽采专用胶管相连接，在各联抽器上安装手动放水器，Φ150mm聚乙烯瓦斯抽采管路与矿井总回风巷Φ200mm瓦斯抽采管路相连接，建立高负压抽采系统。

（三）高负压本煤层瓦斯抽采管路选择（1）管径的选择瓦斯管气体流速，一般取5～10m/s，本次流速取8m/s，管道直径按下式计算。

D=0.1457（Q/V）1/2式中 D----抽放瓦斯管径，单位m；Q----瓦斯管中混合瓦斯流量，取13m3/min ；V----瓦斯管的气体流速，取8m/s；0.1457----修正系数。