高家莊煤礦2101采煤工作麵瓦斯抽放設計

高家莊煤礦2101采煤工作麵瓦斯抽放設計

工作麵名稱 ：2101工作麵

編 製 人 ： 賀紅軍

總 工 程 師 ：

批 準 日 期 ：

執 行 日 期 ：2010.3.25

審 批 意 見

通防科：年 月 日生產科：年 月 日

安監科：年 月 日機電科：年 月 日

通防副總年 月 日總工程師：年 月 日

2101采煤工作麵瓦斯抽放設計

一、2101工作麵概況

1、2101工作麵為高家莊煤礦首采工作麵，工作麵位於上組煤2號煤一盤區東部。走向長1050米，傾向長170米，煤厚平均1.7米，可采儲量36.4萬噸，預計開采年限9個月。工作麵為進水平開采，地質結構簡單，頂板岩性多為泥岩、砂紙泥岩，個別為砂岩，底板岩性多為泥岩及粉砂岩。該煤層瓦斯含量3.16—9.12ml/g.r，煤層有效樣瓦斯成分平均值沼氣68.73%，二氧化碳為2.28%、氮氣為28.92%，屬於氮氣—沼氣帶。恒溫帶深度70米，溫度15℃左右，地溫梯度2.83℃/100米，本工作麵屬於地溫正常區域，無地熱危害；

2、該工作麵采用薄煤層綜采機組長臂綜合機械化采煤法，頂板管理采用全部垮落法。

3、根據工作麵開采方式，工作麵采用三進一回的通風係統，2101運輸順槽主進，軌道順槽、輔助軌道順槽輔助進風，2101回風巷為專用回風巷。

(1)、工作麵配風量

經計算：取工作麵排瓦斯湧出量最大配風量Q=20m3/s。

(2)、通風路線

新風：地麵→混合井→西翼膠帶大巷→2101軌道順槽→工作麵

地麵→混合井→西翼膠帶大巷→2101運輸順槽→工作麵

地麵→混合井→西翼軌道大巷→2101輔助軌道順槽→2101工作麵隅角→回風巷

乏風：工作麵→回風巷→2103通道→西翼總回風巷→西風井→地麵

2101工作麵通風係統示意圖

4、預計該工作麵瓦斯絕對湧出量26.65m3/min、煤層相對瓦斯湧出量12.01m3∕t，采用風排方式解決效果不明顯，根據《煤礦安全01manbetx 》第145條規定：必須建立地麵永久抽放瓦斯係統或井下臨時抽放瓦斯係統。

5、該工作麵煤塵具有爆炸性。煤層具有自燃傾向性，自燃傾向性Ⅱ級。

二、2101工作麵瓦斯湧出量預測及抽放預計

（一）2101工作麵瓦斯湧出量預測

根據礦井初步設計及河南理工大學提交的《高家莊煤礦主采煤層瓦斯湧出量預測與瓦斯突出危險性初步評價報告》得知：

1、2101工作麵相對瓦斯湧出量7.39 m3/t、絕對瓦斯湧出量19.6 m3/min。

2、2101工作麵噸煤瓦斯含量為9.38 m3/t、工作麵煤量為36萬噸，其瓦斯儲量為3376800m3。

3、2101工作麵預計瓦斯可抽量為844200 m3。

4、預計抽放時間為6個月。

（二）2101工作麵瓦斯湧出量抽放預計

1、抽放地點：2101工作麵軌道巷；

2、2101工作麵鑽孔布置（見抽放圖）

3、2101工作麵抽放參數：根據井下移動抽放瓦斯泵站孔板流量計抽放量計算，瓦斯流量為24～28m3/min；平均瓦斯流量按26 m3/min計算；抽放瓦斯濃度12%～18%,平均抽放瓦斯濃度15%；從2010年3月到2101年8試生產，5個月（按150天計算）預計抽采瓦斯量：

150×24×60×26×0.15=842400 m3.

三、瓦斯抽放係統和抽放方法的選擇

1、抽放係統

根據礦井實際情況，由於地麵瓦斯抽放泵房九月中旬方可試運轉。因此，9月15日之前隻能利用井下臨時抽放泵站進行。現井下臨時抽放泵站安裝在西翼總回風巷聯巷內，安裝2BE1 252型井下移動抽放泵2台（備用1台），抽排量為30m3/min。抽出瓦斯排入總回風巷內。

9月15日後采用礦井地麵永久集中抽放係統，安裝高負壓2BEC72型水環真空泵兩台（一台備用），安裝低負壓2BEC72型水環真空泵四台（二台備用），單台抽排量為366m3/min。

瓦斯抽放管路係統布置如下：

9月15日前臨時抽放係統：2101軌道順槽鑽孔→鎧裝膠管→2101軌道順槽支管→主管路→臨時抽放站→西翼總回大巷總回風巷大氣。

9月15日後，高壓抽放係統：2101軌道順槽鑽孔鎧裝膠管工作麵回風巷支管主管路西翼總回大巷井下移動抽放站西風井

低壓抽放係統：2101工作麵采空區工作麵回風巷2103通道上煤組回風大巷西翼總回大巷 西風井地麵抽放站

2、抽放方法

根據以上計算，上煤組瓦斯湧出量中本煤層約占58.15%，鄰近層約占41.85%，因此設計采用以工作麵本層瓦斯抽放為主，預抽與邊采邊抽抽放瓦斯方法。

工作麵瓦斯抽放采用順層鑽孔抽放方法，利用工作麵巷道沿工作麵走向方向每隔5～10m施工順層鑽孔，預抽工作麵煤體內的瓦斯。順層鑽孔采用平行布置。該預抽鑽孔還可以邊采邊抽煤層瓦斯，從而提高瓦斯抽放率，減少開采層的瓦斯湧出量。

四、抽放參數

1、首采麵煤層瓦斯含量按河南理工大學提供資料為9.38 m3/t，煤層相對瓦斯湧出量為12.01 m3/t，絕對瓦斯湧出量26.65m3/min。設計對2101工作麵進行瓦斯預抽，根據《煤礦瓦斯抽采基本指標》(AQ 1026-2006)的規定，必須將工作麵的采煤工作麵前方20m以上範圍內煤的可解析瓦斯量降到7m3/t以下。

2、抽放負壓

根據周邊地區礦井的瓦斯抽放經驗，回采工作麵預抽的孔口負壓為15hPa，采空區瓦斯抽放的孔口負壓為5hPa。我礦井下移動抽放瓦斯泵站極限真空度為33hpa，抽放能力符合規定；

3、管路選擇

根據鄰近礦井抽放管徑經驗，選擇φ219鋼管進行抽放瓦斯。

五、抽放工程設計

1、抽放鑽孔參數確定

⑴鑽孔直徑

常規的瓦斯抽放鑽孔的直徑一般為φ75mm,由於本礦井基本為本煤層抽放，為提高抽放效果，需增大鑽孔直徑，設計回采工作麵抽放鑽孔直徑為φ113mm。

⑵鑽孔長度

回采工作麵的順層抽放鑽孔長度為150m。

⑶鑽孔間距

設計確定首采工作麵抽放鑽孔間距為5～10m，（實際抽放中，可根據首采效果作相應調整）。

2、抽放鑽孔布置

⑴、 工作麵順層抽放鑽孔布置

根據《煤礦瓦斯抽放規範》（AQ1021-2006）中對煤層鑽孔量的要求，設計為孔間距5～10米。鑽孔長度設計150米。方位角為垂直走向，角度為平行煤層傾向的順層鑽孔布置。順層鑽孔在工作麵回采到鑽孔前預抽煤體內瓦斯，在工作麵回采至鑽孔時實現邊采邊抽。附圖

2101軌道順槽

2101工作麵抽放鑽孔布置示

⑵、工作麵鑽孔施工方式

鑽孔施工采用ZY-3200s型全液壓鑽機施工，施工開孔點要選擇在煤壁完好，無裂隙處開孔，孔口應圓滑，無三角孔、偏空、台階孔等。煤層封孔采用聚氨酯封孔，封孔管采用抗靜電工程塑料管，長度8米，封孔長度7米。

⑶、抽放管路敷設

①管路敷設

前期采用2BE1252型移動抽放瓦斯泵站，通過φ219鋼管對2101軌道巷鑽孔進行抽放。

後期井下東西翼總回風大巷高負壓管路采用DN630PE管，低負壓管路采用DN820PE管,吊掛或墊墩敷設，主、幹管連接方式為法蘭連接，高負壓支管采用DN200PE管，低負壓支管采用DN300PE管。連接方式為法蘭連接（2101軌道巷快速接頭連接）。每隔6～8米設一個三通閥門。安裝完畢後，投入運行前進行氣密性試驗，必須符合：壓力達到30Kpa，千米漏氣量小於3M3/min。

②附屬裝置

為了便於管路係統負壓的調節，掌握各抽放地點瓦斯抽出量、瓦斯濃度的變化情況以及保證管網係統的正常抽放，設計時在各主、幹、支管路上已考慮分別安設閥門、流量計和放水器。

六、安全措施

（一） 一般規定

1、所有工作人員都必須牢固樹立安全第一、預防為主的思想，嚴格執行《煤礦安全01manbetx 》、《煤礦安全技術01manbetx 01manbetx 》和《2101工作麵瓦斯抽放技術作業01manbetx 》。嚴禁違章指揮、違章作業、違反勞動紀律。

2、所有上崗人員必須認真學習本作業規程的有關規定，學習經考試合格後人人簽字，並熟識自救器的使用方法。

3、特殊工種必須持證上崗。

4、下井前要休息好,下井時佩戴好礦燈、自救器、膠殼帽,穿礦用膠靴。

5、嚴禁酒後下井，嚴禁攜帶煙草及易燃物品和火種下井，嚴禁穿化纖衣服下井。

6、上下罐要聽從點鉤人員的指揮，不許擁擠打鬧。

7、井下行走要精力集中，注意安全；大巷行走要注意礦車，不準走道襠；不準扒、蹬、跳車，嚴禁坐礦車、溜子或運輸皮帶。

8、在大巷中人攜帶千不拉時，要用麻袋或木箱盛裝。不準進入沒有通風條件的獨頭巷道及有警標、柵欄的巷道和峒室。

9、井下不準打盹睡覺，不準打架鬥毆。

10、保護好通風設施，過風門要注意運行車輛，過後隨手關好風門，嚴格加強兩道風門的管理，嚴禁兩道風門同時敞開。

11、上下山嚴格執行"行車不行人、行人不行車"製度，行人時需用信號上下聯係，得到許可後方準行走。

12、用千不拉起吊或回料時，生根要牢固且避開甩勾方向，起吊棚的受力側要打上兩棵戧柱；起吊時，要與重物重心一致，不準斜吊；所用千不拉起吊能力必須大於重物重量，否則，不準起吊。

14、嚴格執行敲邦問頂製度，在開工前安監員必須對工作麵進行全麵檢查，確認無隱患後方準進入，

16、為防止重大02manbetx.com 的發生，工作地點各監測係統、通風係統、防塵係統、通訊係統，應時時保持完好，並堅持正常使用。

17、當工作地點因故停風或有害氣體超限時，要立即停止工作，將人員撤至安全地點，清點人數，並彙報調度室及時處理，不經現場瓦檢檢查符合規定不得入內。

18、若施工地點壓力增大，有冒頂垮麵預兆時，要將人員撤到安全地點，待維護好後，再重新工作。

19、若工作地點發生災害時，必須迅速組織所有人員按該種災害的避災路線撤離，並清點人數。避火災、瓦斯、煤塵爆炸時，回風流側人員必須配戴好自救器。

20、嚴格執行崗位責任製，設備維修包機製，工程質量驗收製和02manbetx.com 03manbetx 製。

（二）、鑽機施工安全措施：

1、抽放鑽孔施工前，必須編製專門作業規程，製定施工安全措施，

2、操作人員必須經過專門培訓，取得上崗資格證後方可上機操作，並需嚴格遵循鑽機的01manbetx 和安全注意事項。

3、操作人員不能靠近旋轉部件和滑動部件站立；

4、不能把手放在架盤和夾持器之間；

5、不能穿太寬鬆的衣服，和使用手動工具；

6、在馬達和水泵周圍須安設保護裝置；

7、操作者要密切注意鑽杆的運動和位置，防止卡鑽；

8、助手不要站在鑽杆後麵。

9、打鑽時，必須配備專業瓦斯檢查員，嚴格執行《煤礦安全規程》的有關規定，杜絕瓦斯超限作業；

10、打鑽之前，鑽機要固定牢靠，使用固定螺栓或單體液壓支柱，必要時要加固定支撐；

11、杜絕無水鑽進，在打鑽過程中如有噴孔，必須立即停止作業，采取措施進行處理，並向有關領導彙報；

12、打鑽地點須安設甲烷監測儀，一旦瓦斯超限，立即切斷電源，並發出警報，打鑽人員要及時撤出施工地點；

13、打鑽過程中，如遇到鑽孔瓦斯壓力和湧出量較大時，應加強通風並采取防瓦斯噴出措施，以保證施工人員安全；

14、開孔點要選擇在煤壁完好，無裂隙處開孔，孔口應圓滑，無三角孔、偏空、台階孔等；

15、抽放鑽孔施工完畢後，應及時封孔並接入抽放，孔口處要用聚氨酯、防靜電的塑料管豐實，嚴密不漏氣，封口長度要大於7米防止巷道瓦斯超限；並每班填寫《鑽孔施工、驗收記錄表》。

（三）瓦斯抽放係統安全措施：

1、管路布置敷設的安全措施：

（1）井底車場、總回風巷的固定部分抽放主管，應懸掛或墊起在巷道巷幫，采用支撐架懸掛；高度距地板0.3～0.6米，每四米設一個固定點，固定牢固無鬆動現象；確需落地敷設的，要用墩垛墊起，高度不小於0.3米；

（2）工作麵順槽的抽放支管，用墊墩墊起，高度不小於0.3米，每根管路要有至少兩個支點；每50米要有一防滾動固定裝置，用半圓形管卡固定在巷幫或支撐物上，支撐物要臥底安置；

（3）斜巷敷設管路時，要安設管路止推裝置，用半圓形管卡固定在巷幫或支撐物上，支撐物要臥底安置，每50米設置一處；

（4）管路敷設要平直，盡量減少彎頭，拐彎處要加彎頭，杜絕急轉彎。管路要根據巷道坡度保持一定的坡度，坡度不小於1‰，能使管路中的水順向流動；在鑽場、拐彎、低窪、處要設置放水器，直向段每隔300米設置一個放水器；分岔處要加同徑閥門；

（5）抽放管路不得與電線、電纜敷設在同一側；

（6）管路的突出部位距巷幫不得小於0.1米，距軌道不得小於0.5米；

(7)連接處要加密封，厚度不小於5mm，敷設完成後要進行漏氣檢驗，確保嚴密不漏氣；

(8)抽放管路要采取防腐、防砸、防凍、防靜電措施，每200米必須安裝接地裝置。使用金屬管件時，在安裝前要提前塗抹防腐劑。

(9)抽放管路要刷醒目的紅漆，進行警示和區別，每100米懸掛一禁止碰撞的警示牌和管標，標明尺寸、流向、維護責任人；

(10)抽放主管、幹管、支管要安設瓦斯量測量裝置和測壓裝置；拐彎處要設除渣裝置；

(11)抽放管路每天要有專人巡查，讀取瓦斯含量、流量、壓力數據，填寫《抽放瓦斯抽放參數測定記錄表》。

抽放泵站：

1、井下臨時抽放泵站安全措施：

2101工作麵井下臨時抽放泵站安設在西翼總回聯巷內，抽出瓦斯直接排入西翼總回風巷。

⑴、瓦斯抽放泵司機必須持證上崗，熟知操作要領；進行三班交接班，嚴禁空崗、脫崗、睡崗，隨時控製排出瓦斯稀釋後的濃度符合《煤礦01manbetx 》規定；

⑵、泵站處有足夠的新鮮風流，泵站附近20米範圍內，瓦斯含量小於0.5%；風速符合《煤礦01manbetx 》規定，無煤塵堆積；

⑶、必須在泵站的管路出口處進風測5米設置全斷麵的柵欄，在泵站出口處回風側30米處設置一全斷麵柵欄，在西翼回風大巷於聯巷交彙處5米外設置一全斷麵柵欄，並懸掛警示牌；兩柵欄間禁止任何作業；

⑷、在下風側柵欄外必須設便攜式甲烷斷電報警儀，巷道風流中瓦斯濃度超限報警時，應自動斷電、停止抽放瓦斯，進行處理；

⑸、在西翼總回風巷，排出瓦斯濃度必須符合《煤礦01manbetx 》規定；

⑹、抽放泵站必須使用“三專”供電，要有三班專人管理，突然停電要立即彙報礦調度室；

⑺、司機每30分鍾讀取一遍CH4、CO、負壓、溫度、流量等監測儀表數據，並記錄入記錄簿，發現異常要及時聯係工區值班人員和瓦斯抽放工進行檢查、處理；

⑻、臨時瓦斯抽放泵站要有直通礦調度室的電話，嚴禁分接。

2、地麵永久抽放泵站安全措施：

抽放泵站內安裝高負壓2BEC72型水環真空泵兩台（一台備用），安裝低負壓2BEC72型水環真空泵四台（二台備用）。

⑴、瓦斯抽放泵司機必須持證上崗，熟知操作要領；進行三班交接班，嚴禁空崗、脫崗、睡崗，；

⑵、泵站及泵站周圍嚴禁有明火和建築物，50米內要用柵欄或圍牆隔離；

⑶、放空管設置在泵的進、出口，管徑要大於泵的進、出口直徑，高度要高出房頂3米以上；

⑷、泵站內的電器設備檢測儀表等必須使用礦用防爆型；

⑸、泵站內必須有直通調度室的電話，嚴禁分接；

⑹、瓦斯抽放站內要有供水係統，進行冷卻，消防；

⑺、抽放泵必須有前後防回火、爆炸、電氣防爆、防靜電、防雷電、防火災、防澇、防凍措施；設置幹粉滅火器和沙箱等滅火器材；

⑻、泵房內要有自動監測裝置，一旦出現異常，自動切斷電源；

⑼、泵房內瓦斯濃度不得超過0.5%,機體附近0.3米處瓦斯濃度不得超過1%，否則必須停泵查明原因進行處理；

⑽、瓦斯抽放站必須建立設備檢修製度，定期對設備進行檢修，發現問題及時處理；

⑾、抽放泵站必須使用“雙回路”供電，要三班專人管理，突然停電要立即彙報礦調度室；

⑿、瓦斯抽放泵未經有關部門及領導研究，任何人不得私自調整抽放負壓、停開設備；

⒀、建立抽放監測檢查製度，每三天必須進行一次全麵觀測，並及時填寫抽放日報；泵房內的瓦斯濃度、正壓、負壓、流量、水溫每30分鍾觀測、記錄一次；每天填寫泵房值班記錄表；日報表送交相關單位；

⒁、瓦斯抽放站每班有人值班，不得空崗，實行交接班製度；

⒂、抽放泵站要配備檢修、搶修工具，並放置整齊。

七、避災路線

當工作麵發生瓦斯、煤塵爆炸02manbetx.com 、礦井火災時要根據避災路線，迅速撤離到安全地點。

避災路線為：

1、2101工作麵→2101運輸順槽→西翼膠帶大巷→進風斜巷→井底車場→混合井→地麵

2、2101工作麵→2101軌道順槽→軌道順槽聯巷→井底車場→混合井→地麵

3、回風巷→2101軌道順槽→軌道順槽聯巷→井底車場→混合井→地麵

2010年3月16日