五宮煤礦2012年度瓦斯抽放計劃

目 錄
一、概述
1、礦井概述-------------------------------------------------------------------04
2、編製依據-------------------------------------------------------------------04
3、井田地質構造情況-------------------------------------------------------04
5、煤層賦存及瓦斯情況----------------------------------------------------05
6、采區布置及采煤方法----------------------------------------------------05
7、采區通風與瓦斯抽采情況----------------------------------------------06
二、瓦斯抽采方法
1、煤層瓦斯抽放方法選擇遵循原則-------------------------------------07
2、抽放方法的選擇----------------------------------------------------------07
3、計劃抽放量----------------------------------------------------------------09
4、工程量概算----------------------------------------------------------------09
5、抽放鑽孔封孔工藝及技術參數----------------------------------------10
6、抽放鑽孔施工設備配備-------------------------------------------------14
7、瓦斯抽放鑽孔施工記錄-------------------------------------------------15
8、結論-------------------------------------------------------------------------16
9、附圖-------------------------------------------------------------------------16
　　1）.+763m水平東翼SA5煤層掘前預抽瓦斯鑽孔布置圖（1-1）
2）.+763m水平東翼SA3煤層掘前預抽瓦斯鑽孔布置圖（1-2）
　　3）.+763m水平東翼SA5煤層聯絡巷瓦斯抽放鑽孔布置圖（2-1）
　　4）.+763m水平東翼SA3煤層聯絡巷瓦斯抽放鑽孔布置圖（2-2）
　　5）.+763m水平東翼SA5煤層瓦斯抽放措施補充鑽孔布置圖（3-1）
　　6）.+763m水平東翼SA3煤層瓦斯抽放措施補充鑽孔布置圖（3-2）

概述
一、礦井概況
　　　新疆五宮煤業有限公司阜康市五宮煤礦（以下簡稱“五宮煤礦“）位於新疆阜康市東南約20km，距烏魯木齊市約84km，行政區劃屬新疆維吾爾自治區昌吉回族自治州阜康市九運街鎮管轄。
　　　五宮煤礦始建於1958年，至今已有55年曆史。該礦井煤質以特低灰、特低硫、特低磷的肥煤、肥氣煤為主，為優質的配焦用煤，設計生產能力為15萬t/a，礦井相對瓦斯湧出量為71.08m3/t，絕對瓦斯湧出量為20.56m3/min，礦井瓦斯等級為高瓦斯礦井。根據采掘計劃，礦井近期準備回采+806m水平東翼SA5煤層，開拓+806m水平東翼SA3煤層。
二、編製依據
　　　1、《礦井抽放瓦斯工程設計規範》(MT95018-96),中華人民共和國煤炭工業部.
　　　2、《礦井抽放瓦斯管理規範》,中華人民共和國煤炭工業部.
　　　3、《煤礦安全01manbetx 》,國家煤礦安全監察局.
　　　4、《防治煤與瓦斯突出細則》,中華人民共和國煤炭工業部.
　　　5、《煤礦瓦斯災害防治及利用技術手冊》相關要求.
　　　6、五宮煤礦2012年度采掘計劃.
三、井田地質構造情況
　　　礦區構造主要由阜康大背斜和破壞背斜北翼的F4斷層組成，屬天山巨型緯向構造體係。
　　　1、阜康背斜
　　　背斜西起榆樹溝，向東被F4斷層切割於五宮河一帶，東西長約20km。背斜向西傾伏，五宮礦位於阜康背斜中段，背斜兩翼不對稱，軸向向南傾斜，兩翼地層陡立，並局部發生倒轉。背斜南翼：西部傾角70～80°，東部為82～85°；背斜北翼：西部為88～90°，東部倒轉至80～85°。
　　　2、斷裂
　　　井田主幹斷裂F4：係一區域性走向逆斷層，走向NE-SW60-70°,傾向SE，傾角73～75°，斷距在300m以上，對井田東部背斜北翼煤層有一定程度的破壞。
井田東西邊界斷層有：F7逆斷層，走向NW-SE30-40°,傾向NE，傾角約75°，平移斷距約70m。
井田內部斷裂有f1、f2、f3、f4，斷層走向約為NW-SE40-60°,傾向NE，傾角45～75°，全部為逆斷層，平麵錯動，上盤向南，下盤向北，斷距15～25m。
四、煤層賦存及瓦斯情況
　　井田內含煤地層為下侏羅統八道灣組（J1b），含煤地層總厚度380～420m，共含煤11層，自下而上編號A1～A10,可采煤層有NA1、NA2、NA3、NA4、NA5、SA1+2、SA3、SA4、SA5、SA7、SA8+9等11層，可采總厚度114.84m。本年度瓦斯抽放計劃針對SA5煤層及SA3煤層，SA5煤層厚度為14m，結構簡單，傾角72～79°，設計擬采用“水平分段懸移頂梁液壓支架炮采放頂煤采煤方法”。
　　　礦井於2006年5月對礦井瓦斯等級進行鑒定＋763m水平礦井最大瓦斯湧出量71.08m3/t其中抽放量為31.11m3/t，根據2009年煤礦的瓦斯等級鑒定，礦井的相對瓦斯湧出量為71.08m³/t，絕對瓦斯湧出量為20.56m³/min，確定該礦井為高瓦斯礦井。根據國家煤礦安全監察部門的相關要求，我礦於2010年9月安裝了地麵永久瓦斯抽放係統。
五、采區布置及采煤方法
　　　井田平均走向長度2200m，共劃分三個采區。
　　　以混合提升立井井筒及工業場地保護煤柱線東側向西至f1斷層劃分為一采區，采區平均走向長度1120m。
　　　混合提升立井井筒及工業場地保護煤柱線東側向東至井田東部邊界（F8斷層）劃分為二采區，采區平均走向長度520m 。
　　　f1斷層向西至井田西部邊界（F7斷層）劃分為三采區，采區平均走向長度680m。
　　　采區開采順序為一、二、三采區的順序開采，煤層開采順序為自上而下先采背斜南翼煤層，後采背斜北翼煤層。
　　　五宮煤礦近年來開采SA5煤層，一直采用走向短壁水平分段懸移頂梁液壓支架放頂煤爆破落煤采煤法。工作麵長度為開采煤層的厚度。
　　　該采煤方法為沿煤層頂板布置工作麵運輸順槽及底板布置工作麵軌道順槽，水平分段布置回采工作麵。工作麵支護采用XDY—1TY型懸移頂梁液壓支架，工作麵端頭支護采用π型鋼梁配單體液壓支柱。工作麵運輸選用1台SGB—420/22型刮板輸送機運煤，采煤選用ZMS—1.2A煤電鑽打眼，爆破落煤，工作麵采高2.0m，開幫高度2.2m，放頂煤高度8m，工作麵長度14m，一日1個循環，循環進度1.4m。工作麵端頭支護采用π型鋼梁配單體液壓支柱，一梁四柱。
　　　五宮煤礦由於過去礦井投入不足，安全設施、工程欠帳很多，2008年3月企業改製以來， 一直從事整改工作，沒有進行采煤工作。
六、采區通風與瓦斯抽采情況
　　　+806m水平東翼SA5煤層采煤工作麵的通風方法為負壓通風，通風方式為“U”型通風，回采工作麵設計風量為526m³/min.目前+806m水平至+820m水平東翼SA5煤層已於2010年9月份開始進行瓦斯抽放至今，已抽瓦斯量1485690m³，殘餘瓦斯儲量454310m³，抽采瓦斯濃度平均為43.2%，瓦斯抽放率為76.58%.
瓦斯抽采方法
一、煤層瓦斯抽放方法選擇遵循原則
　　　五宮煤礦本年度瓦斯抽放計劃遵循的原則是：
　　　1、適合煤層賦存狀態、巷道布置、地質條件及開采技術條件。
　　　2、根據瓦斯對礦井安全的影響狀態和瓦斯來源，采取具有針對性的綜合抽放方法，提高抽采效果。
　　　3、在滿足礦井瓦斯抽放需要的前提下，盡可能的利用現有生產巷道，以減少瓦斯抽放工程量。
　　　4、有利於鑽場、鑽孔的施工和抽放係統管路的安裝。
二、抽放方法的選擇
　　　煤層瓦斯抽放方法主要有底板巷道穿層鑽孔、煤層順層鑽孔的本煤層瓦斯預抽或卸壓抽放，掘進巷道的邊掘邊抽，使用頂板鑽孔、頂板巷道通過采動裂隙帶對采空區的瓦斯抽放，回采工作麵上隅角埋管對采空區的瓦斯抽放，利用穿層鑽孔或巷道對臨近煤層的瓦斯抽放，利用穿層鑽孔或巷道對上、下臨近煤層的瓦斯抽放等。
　　　根據五宮煤礦的煤層賦存狀態、巷道布置、地質條件以及采掘工作麵的瓦斯來源等條件，采用以下三種方法分別對+763m水平東翼SA5煤層掘進工作麵、+763m水平東翼SA3煤層掘進工作麵不同時期（掘前、掘中、掘後）進行瓦斯抽放，而+806m水平東翼SA5煤層采煤工作麵依舊按照上一年度瓦斯抽放計劃繼續進行抽放工作，至到瓦斯抽放效果達標為止。
　　　1）、本煤層順層鑽孔預抽
　　　+763m水平東翼SA5煤層南巷掘進工作麵在未開始掘進前，首先實施煤層順層鑽孔預抽，在掘進麵順層向煤層走向方向施工瓦斯抽放鑽孔，鑽孔長度設計為100m，鑽孔直徑為75mm，采用聚氨酯封孔，封孔長度為8m（詳見圖1-1），鑽孔數量為8個/組，目的是為解決掘進前的瓦斯管理問題。
　　　+763m水平東翼SA3煤層在未開始掘進前，同樣采用本煤層順層鑽孔預抽，鑽孔設計長度為100m，鑽孔直徑為75mm，采用聚氨酯封孔，封孔長度為8m（詳見圖1-2），鑽孔數量為8個/組，目的是為解決掘進前的瓦斯管理問題。
　　　根據五宮煤礦多年的瓦斯抽放經驗，以上瓦斯抽放方法能夠較好的解決瓦斯管理問題，故采用此方法。
　　　2）、邊抽邊掘瓦斯抽放
　　　在各煤層掘進期間，為了更好的提高瓦斯抽放效果，煤巷每施工100m，則首先掘進出聯絡巷，在煤層中心線處施工瓦斯抽放鑽孔，鑽孔沿煤層走向布置，設計長度為90m，鑽孔直徑為75mm，采用聚氨酯封孔，封孔長度為8m（詳見圖2-1及2-2），鑽孔數量為9個/組，在第二聯絡巷處開始分別向東西兩幫方向各施工一組瓦斯抽放鑽孔，目的是為解決掘進期間瓦斯管理問題。
　　　3）、煤層瓦斯預抽補充措施
　　　在掘進巷道施工完畢後，為了不使該兩組煤層+763m水平至+806m水平階段內瓦斯抽放存在空白區域，在結合邊抽邊掘瓦斯抽放的情況下，在巷道頂部向上施工瓦斯抽放鑽孔，鑽孔為9個/組，每組鑽孔相隔20m，沿巷道走向布置，設計最長鑽孔為60m，鑽孔直徑為75mm，采用聚氨酯封孔，封孔長度為8m，（詳見圖3-1及3-2），目的是加強瓦斯抽放力度，減少瓦斯抽放空白區域。
三、計劃抽放量
　　　　SA5煤層：160萬m³
　　　　SA3煤層：90萬m³
　　　　其他各瓦斯抽放點：200萬m³
　　　　年瓦斯抽放總量為450萬m3，每月瓦斯抽放量為45萬m3。
四、工程量概算
　　　在本年度，瓦斯抽放工作必須製定相應的工程任務，而具體的工程任務則根據采掘情況的實施而及時跟進，下麵將2012年度的鑽孔總工程量說明如下：（詳見表1-1）

　　四、抽放鑽孔封孔工藝及技術參數

　　為了進一步加強瓦斯抽放鑽孔的抽放效率，我礦嚴格製定了瓦斯抽放鑽孔封孔技術要求，封孔方法如圖4-1所示，封孔工藝及技術要領說明如下：

　　圖4-1

　　1).封孔方法

　　①.工作管的預處理

　　封孔的目的是形成由漿體包裹工作管的、具有嚴密性的漿體固化段，為保證漿體在注漿封孔過程中能有效的充滿封孔段和確保漿體對工作管的包裹及漿體對工作管與鑽孔之間空隙的填實，需對鑽孔工作管進行預埋處理，處理方法如下：

　　a).工作管前端應捆紮棉紗布，捆紮棉紗布是為了防止注入的漿體進入工作管前端造成工作管堵塞，捆紮好的棉紗布呈馬尾狀，應避免將棉紗布捆紮成一團，造成送管困難。

　　b).捆紮好的棉紗布距工作管前端頭的距離應大於0.5m，防止由於棉紗布對鑽孔堵塞不嚴照成注漿過程中少量漿體滲漏堵塞工作管。

　　c).對於煤層注水而言，由於注水壓力高，當采用塑料管(或鋁塑管)做為工作管時，在塑料管的尾端即露出空口部分應采用鋼管代替，鋼管在鑽孔內的長度應保證固化後的漿體能完全將鋼管與塑料管連接段包裹並超過壓力破碎帶，一般要求鋼管距煤壁孔口的長度不應小於0.5m，鋼管與塑料管之間的聯接方式有兩種：硬質塑料管及鋁塑管與鋼管之間采用螺紋聯接，軟質塑料管與鋼管之間的聯接采用鐵絲捆紮的方式，鋼管與軟質塑料管之間的接合長度應大於0.1m.

　　②.工作管的埋設

　　將預處理好的工作管送入鑽孔內，在送管過程中應避免將工作管向外拉，工作管送到鑽孔內預訂位置後應將工作管旋轉的同時稍微向外拉，以促使棉紗布成團將工作管端頭與鑽孔非封孔段隔開，形成防止注入鑽孔內的漿體流入非封孔密封段。

　　③.孔口處理

　　在工作管埋設好後，將注漿管(其中一端連接在泵的出口上)送入鑽孔內，其送入長度不應小於0.5m，注漿管送入鑽孔後，用棉紗布將工作管、注漿管孔口段堵塞，其長度不應小於0.2m，避免在送漿過程中封孔段內漿體壓力升高將注漿管向外推出，對具有較大仰角的上向鑽孔，在鑽孔孔口應采用木楔纏棉紗布將工作管和注漿管楔緊，以保證能夠將漿體壓注到鑽孔的深部。

　　④.封孔用水泥稠漿的配製

　　a)封孔用水泥漿用量的確定

　　封孔水泥漿用量的多少采用下式計算：

　　C=(V1—V2)×K×Y

　　式中：C——封孔所需水泥漿的質量

　　V1——封孔段長度範圍內鑽孔的體積

　　V2——封孔段長度範圍內工作管的體積

　　K——富裕係數 K=1.2

　　Y——封孔用水泥漿的密度，經測定：水灰比 水泥：水 1：.32—0.4時，水泥漿密度Y≈2

　　b).水泥及清水用量的確定

　　根據實際使用情況及實驗室實驗測定的結果表明，具有良好封孔效果水泥漿水灰比為：礦渣水泥 水泥：水=1:0.32

　　矽酸鹽水泥 水泥：水=1:0.4

　　配製上述質量為C的水泥稠漿所需水泥及清水用量為：

　　礦渣水泥： 水泥用量 C灰=G/1.32

　　清水用量 C水=G—C灰

　　矽酸鹽水泥： 水泥用量 C灰=G/1.4

　　清水用量 C水=G—C灰

　　⑤.封孔操作方法

　　拉起離合器手柄使離合器處於接合狀態，此時注漿泵開始工作，攪拌機內的水泥稠漿被吸入送漿泵，經過加壓後由注漿管注入待封鑽孔內。

　　a).對於水平鑽孔、俯斜鑽孔，以待封鑽孔內水泥稠漿壓力上升，待封鑽孔孔口有水泥漿返出或孔口封堵棉紗布被推出鑽孔外時，封孔長度即達到設計封孔長度，此時應徐徐將注漿管向外拉出，壓下離合器操作手柄使其處於脫開狀態，關機。

　　b).對於仰孔，應采用嚴格控製注入待封鑽孔內水泥稠漿的數量來保證封孔長度，避免待封鑽孔內漿體壓力上升過高將孔口封堵整體向外推出，導致封孔失敗。

　　⑥.維護與保養

　　良好的保養是確保設備使用壽命的關鍵

　　a).嚴防雜物通過攪拌機進入送漿泵，造成送漿泵甭提損壞;

　　b).每次使用完畢必須對整機進行清洗，嚴防漿液特別是水泥漿沉積於攪拌機，送漿泵及其管路內造成設備損壞;

　　c).取下送漿泵清洗螺堵，用水清洗幹淨攪拌機及連接管，嚴格防止水泥漿等積留在保護套附近，避免運轉時損壞保護套造成漿體將連接軸與轉子固化成一個整體，損壞設備;

　　d).重新上好螺堵，向攪拌機內注入清水，開啟電動機，使離合處於接合狀態，直到送漿泵出口呈現清水流出為止。

　　四、抽放鑽孔施工設備配備

　　(詳見附表1-2)

　　六、結論

　　瓦斯管理是煤礦企業日常安全管理中的重中之重，而瓦斯抽采是否達標是確定其基礎的先決條件之一，我礦應加大瓦斯抽放力度，確保瓦斯抽放鑽孔的施工質量符合相關的技術要求，這樣才能夠提高抽放效率，減少人工、材料的浪費，為企業的安全管理水平奠定良好的基礎。

　　七、附圖

　　1).+763m水平東翼SA5煤層掘前預抽瓦斯鑽孔布置圖(1-1)

　　2).+763m水平東翼SA3煤層掘前預抽瓦斯鑽孔布置圖(1-2)

　　3).+763m水平東翼SA5煤層聯絡巷瓦斯抽放鑽孔布置圖(2-1)

　　4).+763m水平東翼SA3煤層聯絡巷瓦斯抽放鑽孔布置圖(2-2)

　　5).+763m水平東翼SA5煤層瓦斯抽放措施補充鑽孔布置圖(3-1)

　　6).+763m水平東翼SA3煤層瓦斯抽放措施補充鑽孔布置圖(3-2)

　　新疆五宮煤業有限公司阜康市五宮煤礦

　　2012年1月7日