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顺层钻孔预抽3313工作面区域煤层瓦斯防突措施设计说明书

作者:煤矿安全网 来源:煤矿安全网 发布时间:2015-09-17

目录

前言 3

第一章概况 4

一、巷道起止位置与四邻的关系 4

二、地质概况: 5

3、3313工作面瓦斯参数基本情况 6

三、通风系统 6

四、水文地质情况 7

第二章3313机巷顺层钻孔抽采设计 9

一、突出危险性预测 9

二、3313工作面区域防突措施: 9

一)、抽放方法 9

二)、抽放半径确定 9

三)、抽放钻孔布置: 9

四)、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯钻孔施工设计: 9

五)、抽放及封孔工艺 12

第三章抽放钻孔施工安全技术措施 12

一、实施抽放孔的前期准备工作: 12

二、抽放钻孔实施安全技术措施 13

三、施工管理及规定 14

四、特殊措施 16

五、抽放封孔技术措施 18

六、管路安装与瓦斯抽放安全技术措施 18

第四章抽采措施效果检验: 19

第五章、区域性验证 19

第六章、组织措施 20

前言

根据《防治煤与瓦斯突出规定》、《瓦斯抽采规范》及有关规定,突出煤层在开掘前必须先进行区域性瓦斯预抽,并保证抽放效果达到抽采指标要求。因此必须对该工作面进行顺层钻孔预抽本工作面区域煤层瓦斯。为确保实施瓦斯抽放钻孔的安全及控制范围,特编制本设计,望有关单位认真贯彻,严格执行。

第一章概况

一、巷道起止位置与四邻的关系

1、巷道的起止位置:开门位置为3313机石门见Ⅰ煤处开门,沿Ⅰ煤向东掘至胡家湾正断层下盘交面线。机巷开门坐标:X:3054386.779,Y:37600978.85,Z:-182.045米。巷道止于坐标:X:3054471.179,Y:37601114.185,Z:-181.2米(详见巷道布置图)

2、与邻近工作面的关系:该巷是从3313机石门见Ⅰ煤处开门沿煤层向东掘平巷至设计位置,巷道的坡度+3‰,该巷上部为待开采的3313东块段Ⅰ煤工作面,下部为还未开采的2314工作面,东边为已开采的22采区2213工作面。西边为已开采的原鲤鱼塘工区2112N工作面内块段。

3、3313工作面走向长度约为250米,倾向长50~65米,工作面平面积为16800m2,地质储量4.2万吨,可采储量3.6万吨。

二、地质概况:

1、巷道布置层位

机巷沿Ⅰ煤层跟顶破底掘进。

掘进技术条件:Ⅰ煤顶板:岩石性为灰黑色薄层状细砂岩及砂质泥岩,具有水平层理,夹多层菱铁矿,较破碎,易垮落,上中部为灰白色中厚层状,中~粗粒长石英细砂岩,钙质胶结,下部近煤处有少量砂质泥岩;平均厚度6.4米。

Ⅰ煤层底板:直接底为灰褐色细砂岩,泥质胶结,结构疏松,遇水易膨胀,易引起地鼓,老底为长石石英砂岩:灰白色,中~粗粒,坚硬,节理发育,成份以石英长石为主,其次为云母及少量黑色矿物,厚26.18~63.35m,平均44.77m。

Ⅰ煤层:黑色,半亮~全亮型块煤;条带状结构,受剧烈的错动而呈叶片状结构,薄片状构造,表面光泽极强,大多见光滑滑动面,其节理裂隙中充填有白色粘土矿物,厚度0.79~2.68m,平均厚1.75m,Ⅰ煤层在此处较稳定,倾向在135°~145°之间,倾角65~80°,煤层平均厚1.75米,煤层内一般无夹矸。

3、地质构造情况

本巷道掘进长度较远,估计有断层影响,详细情况有待在掘进过程中进一步探明。

4、3313工作面瓦斯参数基本情况

表1-1湖南省娄底市娄星区茶元煤矿开采煤层瓦斯基础参数汇总表

序号 煤层名称
1 相对瓦斯压力(MPa) 1.62 1.26
2 煤体坚固性系数f 0.43 0.42
3 瓦斯放散初速度⊿p 20.4 21.7
4 煤的破坏类型
5 吸附常数a(m3/t) 24.01 22.30
6 吸附常数b(MPa-1) 1.25 1.06
7 孔隙率(%) 3.1976 2.9576
8 真密度(t/m3) 1.2353 1.2003
9 视密度(t/m3) 1.1958 1.1648
10 分析基水分Mad(%) 2.09 2.10
11 分析基灰分Aad(%) 22.35 20.18
12 分析基挥发Vad(%) 9.63 8.02
13 分析基固定碳FCad(%) 65.93 69.70
14 钻孔瓦斯流量衰减系数β(d-1) 0.046 0.041
15 煤层透气性系数(m2/MPa2·d) 0.42 0.53
16 瓦斯含量(m3/t) 18.606 16.699

三、通风系统

通风要素:

(1)风机型号:YBT-11KW双风机双电源局扇;

(2)安装地点:-187东运输大巷风机硐室。

(3)送风方式:压入式,风筒直径Φ400mm,风筒出口距当头不大于5米;当头风量不小于64m3/min,双风机双电源局扇必须要采用“三专供电”。

(4)新鲜风流路线:

主井——>-20上部车场——>新暗主井——>-187中部车场——>-187东大巷——>经局扇——>-187东瓦斯巷——>当头。

(5)泛风路线:

当头——>-187东运输巷——>-187东翼回风上山——>-123总回风巷——>东翼回风上山——>+50东总回风巷——>风井——>地面。

四、水文地质情况

该工作面水文地质条件简单,无老窑水、钻孔水威胁,煤层上下无含水层,仅由于上部工作面老塘水下渗对工作面回采有一定的影响。

第二章 3313机巷顺层钻孔抽采设计

一、突出危险性预测

因煤层具有突出危险性,未采取开拓后煤层突出危险性预测,而直接采取穿层钻孔对Ⅰ煤层机巷条带综合预抽防突措施,现本工作面机巷已掘出,工作面回采区域煤层瓦斯采用穿层钻孔无法控制整个开开采区域,根据《防治煤与瓦斯突出规定》的要求,该工作面回采区域煤层瓦斯仍然有突出危险性。

二、3313工作面区域防突措施:

一)、抽放方法

采用沿煤层倾向顺层钻孔预抽3313工作面开采煤层区域瓦斯。

二)、抽放半径确定

根据茶元煤矿瓦斯参数测定结果,结合洪山矿区周边煤矿瓦斯抽采经验,确定本煤层瓦斯抽采半径为2米。

三)、抽放钻孔布置:

在3313机巷石门见煤处沿煤层倾向布置上向孔,孔间距为4米,即在工作面机巷每隔4米在巷道距煤层顶板0.5米处开孔,终孔深度为45米,控制工作面风巷以下-130米标高处;设计布置钻孔55个,本煤层顺层钻孔总长2475米。

四)、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯钻孔施工设计:

1、采用ZY-380型液压钻机配∮42mm的地质钻杆套∮60mm的钻头实施抽放孔施工。

2、钻孔设计:

⑴为使开采层瓦斯得到有效的抽采,应根据抽采钻孔的有效范围(或称有效半径),在煤层中均匀布孔,在与煤层倾斜层面上形成平行式布置。

⑵采用“平行式”布孔顺层抽放(即沿煤层走向孔间距为4米,沿煤层走向每隔4米各布一个钻孔),所有的钻孔必须沿煤层倾斜面布置,钻孔终孔深度为45米。

⑶单孔抽放半径按2米设定,并依次设计本工作面机巷抽放孔个数,本次设计工作面机巷顺层钻孔为55个

3、抽放钻场及钻孔布置图附后

4、钻孔控制机巷上部沿煤层倾斜面45米。

附图2、顺层钻孔预抽3313工作面煤层区域瓦斯设计图

五)、抽放及封孔工艺

钻孔封孔采用外径∮30mm的PP-R管作封孔器,采用水泥沙浆配聚胺脂进行封孔,封孔长度不小于8米。在所有钻孔封孔后,并入矿井抽放系统进行地面抽放。

第三章 抽放钻孔施工安全技术措施

一、实施抽放孔的前期准备工作:

1、施钻人员必须熟悉钻机使用说明、性能方可上岗。

2、钻机在打钻位置固定、稳钻时要打紧顶柱及左右支撑柱,严防机械运转时震动导致顶柱与支柱倾倒砸伤人员,施工人员不得站立在钻机立柱正后方。

3、开钻前,钻工必须对钻机进行检查和维修,必须对每根钻杆进行仔细检查,不合格的钻具不能使用。检查钻机情况,然后开闸门供风,当风从钻孔外反出了后方准开钻,进钻前开空车试车5分钟,严禁不试车就强行钻进。

4、钻机操作工应由具有丰富操钻经验的人担当。在钻进过程中应注意力集中,能正确判断出施工过程中钻孔动力现象及正常的风压,能合理调节控制转速等。

5、打钻期间,钻孔施工人员必须衣着整齐利索,以免被机械绞伤。施工人员必须观察顶柱、各种仪表的变化情况及顶板和两帮,防止顶柱倾倒、掉顶和片帮伤人或损坏机器。

6、进钻前,施施钻人员必须先敲邦问顶,确保施钻地点施工安全

7、巷道中的残矸、杂物必须清除干净,矿车推出,保证水沟、通风、行人畅通无阻。

二、 抽放钻孔实施安全技术措施

1、钻孔施工由外往里,每施工完一个钻孔及时封孔,封孔时必须有防突队队长现场把关。

2、采用ZY-380型液压钻机配∮42mm的地质钻杆套∮65mm的钻头钻进,钻机安装必须牢固,由防突队负责施钻。

3、在钻进和撤卸钻杆时,人员不得正对钻杆,必须站在钻杆两侧,以防喷孔退杆伤人;当出现喷孔、瓦斯超限时,立即停止钻进,待瓦斯降至规定值时才可恢复钻孔施工。

4、施工过程中出现油压上升时,应立即停止作业,并检查钻机微调螺栓是否松动和卡钻原因造成负荷增大,及时处理故障,只有在上述征兆消失后,方可恢复正常钻进。

5、钻进过程中要想顺利完成成孔工序,必须选用适合煤层或岩层的钻具、钻头及与其匹配的冲、洗、排条件。例如供风压力(与管道直径有关)、供水水量,其中风量、水量的量的概念尤为重要,没有量的概念,难以避免发生堵孔、卡孔、糊孔,甚至发生钻孔突出的危险;采取“低压钻进,进退结合”的钻进工艺,可保持钻机的稳定性。

6、钻探各班长应注意煤层及顶底板岩性的变化情况,做好现场钻孔资料记录,技术部门收集各种地质资料,为设计作好施工服务。

7、各班必须严格风、水管路的管理的合理安设,发现问题及时处理。在巷道的下帮掏水沟内,水流要畅通,确保巷道无积水。

8、必须严格按钻孔设计要求及布孔施钻,不得擅自改变钻孔参数,记录要详细,做到钻孔设计参数、实际钻孔参数和记录“三对口”,以便查对、分析、作图。如钻孔深度达不到要求时由现场跟班人员根据实际进行调整。

9、当头必须配备专职瓦斯检查员检查瓦斯,严禁瓦斯超限作业。

10、监控员必须在施钻地点退后5~10m内机巷内与全风压风流交汇点往里10~15m处安装瓦斯自动报警断电仪,并进入监测系统正常使用,瓦斯电、风电闭锁齐全,动作灵敏可靠。

11、瓦斯超限时必须加强通风,并停止钻孔的施工,已竣工的钻孔必须及时封孔并网形成抽放,或将钻孔临时封堵,减少瓦斯涌出。

12、加强局部通风管理,风筒要接至钻场内。

13、钻探及封孔设备必须至少15天检查一次,确保设备及开关防爆性能良好。检查钻机是否符合防爆要求,必须实现“风电闭锁”、“瓦斯电闭锁”。电机设备要符合防爆要求,防爆开关必须设置在距离钻机20m以外的进风侧,电缆悬挂整齐,坚决杜绝失爆现象。

14、在临近区域放炮需撤人时,施钻人员必须按要求撤离现场,并将钻机电源停掉。

15、钻进中如发现喷孔预兆(如孔口水量减小、孔内有咕嘟咕嘟声响、瓦斯涌出量忽大忽小),必须立即停止钻进,停止供风、供电,不得撤出钻孔内钻杆,让钻孔内瓦斯卸压自排。各班机长在发现喷孔预兆后,必须立即到-187东车场用电话向矿领导报告,禁止工作人员从风井入井。

三、施工管理及规定

1、各钻探班班组长是该班工作时的安全第一负责人,有权监督和教育职工遵守各安全规程

2、提高班前会质量,下班汇报制度。各班要执行现场交接,上不清,下不接,下不接,上不交,当班隐患当班必须处理。

3、严把钻孔工艺质量。当班人员把好四大关:钻探各班组必须严格按设计要求的钻孔方位、倾角、开孔位置、孔径施工钻孔。开孔前按设计要求用罗盘测试准确方位和倾角,稳钻后再进行校对,开钻后进孔0.1~0.2m时再次校对,确保钻孔质量。钻孔终孔后,技术部门负责钻孔施工质


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