順層鑽孔預抽3313工作麵區域煤層瓦斯防突措施設計說明書
目錄
前言 3
第一章概況 4
一、巷道起止位置與四鄰的關係 4
二、地質概況： 5
3、3313工作麵瓦斯參數基本情況 6
三、通風係統 6
四、水文地質情況 7
第二章3313機巷順層鑽孔抽采設計9
一、突出危險性預測 9
二、3313工作麵區域防突措施： 9
一)、抽放方法 9
二)、抽放半徑確定 9
三)、抽放鑽孔布置： 9
四)、順層鑽孔預抽回采區域煤層瓦斯鑽孔施工設計： 9
五)、抽放及封孔工藝 12
一、實施抽放孔的前期準備工作： 12
三、施工管理及規定 14
四、特殊措施16
五、抽放封孔技術措施18
六、管路安裝與瓦斯抽放安全技術措施 18
第四章抽采措施效果檢驗： 19
第五章、區域性驗證 19
第六章、組織措施 20
前言
根據《防治煤與瓦斯突出規定》、《瓦斯抽采規範》及有關規定,突出煤層在開掘前必須先進行區域性瓦斯預抽，並保證抽放效果達到抽采指標要求。因此必須對該工作麵進行順層鑽孔預抽本工作麵區域煤層瓦斯。為確保實施瓦斯抽放鑽孔的安全及控製範圍，特編製本設計，望有關單位認真貫徹，嚴格執行。
第一章概況
一、巷道起止位置與四鄰的關係
1、巷道的起止位置：開門位置為3313機石門見Ⅰ煤處開門，沿Ⅰ煤向東掘至胡家灣正斷層下盤交麵線。機巷開門坐標：X：3054386.779，Y:37600978.85,Z：-182.045米。巷道止於坐標：X：3054471.179，Y:37601114.185,Z：-181.2米(詳見巷道布置圖)
2、與鄰近工作麵的關係：該巷是從3313機石門見Ⅰ煤處開門沿煤層向東掘平巷至設計位置，巷道的坡度+3‰，該巷上部為待開采的3313東塊段Ⅰ煤工作麵,下部為還未開采的2314工作麵，東邊為已開采的22采區2213工作麵。西邊為已開采的原鯉魚塘工區2112N工作麵內塊段。
3、3313工作麵走向長度約為250米，傾向長50～65米，工作麵平麵積為16800m2，地質儲量4.2萬噸，可采儲量3.6萬噸。
二、地質概況：
1、巷道布置層位
機巷沿Ⅰ煤層跟頂破底掘進。
掘進技術條件：Ⅰ煤頂板：岩石性為灰黑色薄層狀細砂岩及砂質泥岩，具有水平層理，夾多層菱鐵礦，較破碎，易垮落，上中部為灰白色中厚層狀，中～粗粒長石英細砂岩，鈣質膠結，下部近煤處有少量砂質泥岩;平均厚度6.4米。
Ⅰ煤層底板：直接底為灰褐色細砂岩，泥質膠結，結構疏鬆，遇水易膨脹，易引起地鼓，老底為長石石英砂岩：灰白色，中～粗粒，堅硬，節理發育，成份以石英長石為主，其次為雲母及少量黑色礦物，厚26.18～63.35m，平均44.77m。
Ⅰ煤層：黑色，半亮～全亮型塊煤;條帶狀結構，受劇烈的錯動而呈葉片狀結構，薄片狀構造，表麵光澤極強，大多見光滑滑動麵，其節理裂隙中充填有白色粘土礦物，厚度0.79～2.68m，平均厚1.75m，Ⅰ煤層在此處較穩定，傾向在135°～145°之間，傾角65～80°，煤層平均厚1.75米，煤層內一般無夾矸。
3、地質構造情況
本巷道掘進長度較遠，估計有斷層影響，詳細情況有待在掘進過程中進一步探明。
4、3313工作麵瓦斯參數基本情況
表1-1湖南省婁底市婁星區茶元煤礦開采煤層瓦斯基礎參數彙總表
| 序號 | 煤層名稱 | Ⅰ | Ⅰ |
| 1 | 相對瓦斯壓力(MPa) | 1.62 | 1.26 |
| 2 | 煤體堅固性係數f | 0.43 | 0.42 |
| 3 | 瓦斯放散初速度⊿p | 20.4 | 21.7 |
| 4 | 煤的破壞類型 | Ⅲ | Ⅲ |
| 5 | 吸附常數a(m3/t) | 24.01 | 22.30 |
| 6 | 吸附常數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 | 視密度(t/m3) | 1.1958 | 1.1648 |
| 10 | 03manbetx 基水分Mad(%) | 2.09 | 2.10 |
| 11 | 03manbetx 基灰分Aad(%) | 22.35 | 20.18 |
| 12 | 03manbetx 基揮發Vad(%) | 9.63 | 8.02 |
| 13 | 03manbetx 基固定碳FCad(%) | 65.93 | 69.70 |
| 14 | 鑽孔瓦斯流量衰減係數β(d-1) | 0.046 | 0.041 |
| 15 | 煤層透氣性係數（m2/MPa2·d） | 0.42 | 0.53 |
| 16 | 瓦斯含量(m3/t) | 18.606 | 16.699 |
三、通風係統
通風要素：
(1)風機型號：YBT-11KW雙風機雙電源局扇;
(2)安裝地點：-187東運輸大巷風機硐室。
(3)送風方式：壓入式，風筒直徑Φ400mm，風筒出口距當頭不大於5米;當頭風量不小於64m3/min，雙風機雙電源局扇必須要采用“三專供電”。
(4)新鮮風流路線：
主井——>-20上部車場——>新暗主井——>-187中部車場——>-187東大巷——>經局扇——>-187東瓦斯巷——>當頭。
(5)泛風路線：
當頭——>-187東運輸巷——>-187東翼回風上山——>-123總回風巷——>東翼回風上山——>+50東總回風巷——>風井——>地麵。
四、水文地質情況
該工作麵水文地質條件簡單，無老窯水、鑽孔水威脅，煤層上下無含水層，僅由於上部工作麵老塘水下滲對工作麵回采有一定的影響。
第二章 3313機巷順層鑽孔抽采設計
一、突出危險性預測
因煤層具有突出危險性，未采取開拓後煤層突出危險性預測，而直接采取穿層鑽孔對Ⅰ煤層機巷條帶綜合預抽防突措施，現本工作麵機巷已掘出，工作麵回采區域煤層瓦斯采用穿層鑽孔無法控製整個開開采區域，根據《防治煤與瓦斯突出規定》的要求，該工作麵回采區域煤層瓦斯仍然有突出危險性。
二、3313工作麵區域防突措施：
一)、抽放方法
采用沿煤層傾向順層鑽孔預抽3313工作麵開采煤層區域瓦斯。
二)、抽放半徑確定
根據茶元煤礦瓦斯參數測定結果，結合洪山礦區周邊煤礦瓦斯抽采經驗，確定本煤層瓦斯抽采半徑為2米。
三)、抽放鑽孔布置：
在3313機巷石門見煤處沿煤層傾向布置上向孔，孔間距為4米，即在工作麵機巷每隔4米在巷道距煤層頂板0.5米處開孔，終孔深度為45米，控製工作麵風巷以下-130米標高處;設計布置鑽孔55個，本煤層順層鑽孔總長2475米。
四)、順層鑽孔預抽回采區域煤層瓦斯鑽孔施工設計：
1、采用ZY-380型液壓鑽機配∮42mm的地質鑽杆套∮60mm的鑽頭實施抽放孔施工。
2、鑽孔設計：
⑴為使開采層瓦斯得到有效的抽采，應根據抽采鑽孔的有效範圍(或稱有效半徑)，在煤層中均勻布孔，在與煤層傾斜層麵上形成平行式布置。
⑵采用“平行式”布孔順層抽放(即沿煤層走向孔間距為4米，沿煤層走向每隔4米各布一個鑽孔)，所有的鑽孔必須沿煤層傾斜麵布置，鑽孔終孔深度為45米。
⑶單孔抽放半徑按2米設定,並依次設計本工作麵機巷抽放孔個數，本次設計工作麵機巷順層鑽孔為55個
3、抽放鑽場及鑽孔布置圖附後
4、鑽孔控製機巷上部沿煤層傾斜麵45米。
附圖2、順層鑽孔預抽3313工作麵煤層區域瓦斯設計圖
五)、抽放及封孔工藝
鑽孔封孔采用外徑∮30mm的PP-R管作封孔器，采用水泥沙漿配聚胺脂進行封孔，封孔長度不小於8米。在所有鑽孔封孔後，並入礦井抽放係統進行地麵抽放。
第三章 抽放鑽孔施工安全技術措施
一、實施抽放孔的前期準備工作：
1、施鑽人員必須熟悉鑽機使用說明、性能方可上崗。
2、鑽機在打鑽位置固定、穩鑽時要打緊頂柱及左右支撐柱，嚴防機械運轉時震動導致頂柱與支柱傾倒砸傷人員，施工人員不得站立在鑽機立柱正後方。
3、開鑽前，鑽工必須對鑽機進行檢查和維修，必須對每根鑽杆進行仔細檢查，不合格的鑽具不能使用。檢查鑽機情況，然後開閘門供風，當風從鑽孔外反出了後方準開鑽，進鑽前開空車試車5分鍾，嚴禁不試車就強行鑽進。
4、鑽機操作工應由具有豐富操鑽經驗的人擔當。在鑽進過程中應注意力集中，能正確判斷出施工過程中鑽孔動力現象及正常的風壓，能合理調節控製轉速等。
5、打鑽期間，鑽孔施工人員必須衣著整齊利索，以免被機械絞傷。施工人員必須觀察頂柱、各種儀表的變化情況及頂板和兩幫，防止頂柱傾倒、掉頂和片幫傷人或損壞機器。
6、進鑽前，施施鑽人員必須先敲邦問頂，確保施鑽地點施工安全。
7、巷道中的殘矸、雜物必須清除幹淨，礦車推出，保證水溝、通風、行人暢通無阻。
二、 抽放鑽孔實施安全技術措施
1、鑽孔施工由外往裏，每施工完一個鑽孔及時封孔，封孔時必須有防突隊隊長現場把關。
2、采用ZY-380型液壓鑽機配∮42mm的地質鑽杆套∮65mm的鑽頭鑽進，鑽機安裝必須牢固，由防突隊負責施鑽。
3、在鑽進和撤卸鑽杆時，人員不得正對鑽杆，必須站在鑽杆兩側，以防噴孔退杆傷人;當出現噴孔、瓦斯超限時，立即停止鑽進，待瓦斯降至規定值時才可恢複鑽孔施工。
4、施工過程中出現油壓上升時，應立即停止作業，並檢查鑽機微調螺栓是否鬆動和卡鑽原因造成負荷增大，及時處理故障，隻有在上述征兆消失後，方可恢複正常鑽進。
5、鑽進過程中要想順利完成成孔工序，必須選用適合煤層或岩層的鑽具、鑽頭及與其匹配的衝、洗、排條件。例如供風壓力(與管道直徑有關)、供水水量，其中風量、水量的量的概念尤為重要，沒有量的概念，難以避免發生堵孔、卡孔、糊孔，甚至發生鑽孔突出的危險;采取“低壓鑽進，進退結合”的鑽進工藝，可保持鑽機的穩定性。
6、鑽探各班長應注意煤層及頂底板岩性的變化情況，做好現場鑽孔資料記錄，技術部門收集各種地質資料，為設計作好施工服務。
7、各班必須嚴格風、水管路的管理的合理安設，發現問題及時處理。在巷道的下幫掏水溝內，水流要暢通，確保巷道無積水。
8、必須嚴格按鑽孔設計要求及布孔施鑽，不得擅自改變鑽孔參數，記錄要詳細，做到鑽孔設計參數、實際鑽孔參數和記錄“三對口”，以便查對、分析、作圖。如鑽孔深度達不到要求時由現場跟班人員根據實際進行調整。
9、當頭必須配備專職瓦斯檢查員檢查瓦斯，嚴禁瓦斯超限作業。
10、監控員必須在施鑽地點退後5~10m內機巷內與全風壓風流交彙點往裏10~15m處安裝瓦斯自動報警斷電儀，並進入監測係統正常使用，瓦斯電、風電閉鎖齊全，動作靈敏可靠。
11、瓦斯超限時必須加強通風，並停止鑽孔的施工，已竣工的鑽孔必須及時封孔並網形成抽放，或將鑽孔臨時封堵，減少瓦斯湧出。
12、加強局部通風管理，風筒要接至鑽場內。
13、鑽探及封孔設備必須至少15天檢查一次，確保設備及開關防爆性能良好。檢查鑽機是否符合防爆要求，必須實現“風電閉鎖”、“瓦斯電閉鎖”。電機設備要符合防爆要求，防爆開關必須設置在距離鑽機20m以外的進風側，電纜懸掛整齊，堅決杜絕失爆現象。
14、在臨近區域放炮需撤人時，施鑽人員必須按要求撤離現場，並將鑽機電源停掉。
15、鑽進中如發現噴孔預兆(如孔口水量減小、孔內有咕嘟咕嘟聲響、瓦斯湧出量忽大忽小)，必須立即停止鑽進，停止供風、供電，不得撤出鑽孔內鑽杆，讓鑽孔內瓦斯卸壓自排。各班機長在發現噴孔預兆後，必須立即到-187東車場用電話向礦領導報告，禁止工作人員從風井入井。
三、施工管理及規定
1、各鑽探班班組長是該班工作時的安全第一負責人，有權監督和教育職工遵守各01manbetx 01manbetx 。
2、提高班前會質量，下班彙報製度。各班要執行現場交接，上不清，下不接，下不接，上不交，當班隱患當班必須處理。
3、嚴把鑽孔工藝質量。當班人員把好四大關：鑽探各班組必須嚴格按設計要求的鑽孔方位、傾角、開孔位置、孔徑施工鑽孔。開孔前按設計要求用羅盤測試準確方位和傾角，穩鑽後再進行校對，開鑽後進孔0.1～0.2m時再次校對,確保鑽孔質量。鑽孔終孔後，技術部門負責鑽孔施工質量驗收，每孔必檢。當班機長必須對鑽孔方位、傾角、長度及見煤、噴孔等參數準確收集並記錄，並如實、及時填寫《鑽探原始記錄表》。
4、防突礦長、抽放技術員必須保證有人現場定時對抽放孔實施進行監督，保證鑽孔實施嚴格按設計進行，所有鑽孔必須穿透待抽煤層。
5、每打完一個孔，必須由防突隊長組織及時進行封孔。其封孔質量必須符合要求。隻有達到設計要求方可允許並網抽放，否則，在現場再次布孔，補充抽放鑽孔。
6、鑽孔施工前，必須做好施工前的一切準備工作。
(1)鑽機移設前必須切斷電源，嚴禁帶電搬運鑽機。鑽機電機電纜、兩相按鈕電纜待鑽機固定後必須懸掛整齊，不得影響鑽孔施工。
(2)拆、卸、安裝鑽機大型部件時，身體站立的位置必須能避免失手的傷害。
(3)每次隻準連接或拆卸一根鑽杆。
7、進入現場施工前，必須嚴格檢查現場巷道內的瓦斯情況，隻有在瓦斯濃度小於1%時，方可進行作業，嚴禁瓦斯超限作業。
8、進入現場施工前，班組長必須對工作地點的安全情況進行一次全麵檢查，確認無危險後，方準其餘人員進入作業地點，作業人員必須經常認真檢查壓風管路和壓風機附近瓦斯濃度及作業地點的頂板、幫壁、支架，嚴格敲幫問頂製度等情況，當發現危險時，必須立即采取措施，進行處理。
9、當班作業人員必須攜帶便攜式瓦斯檢測報警儀(2台)，分別懸掛在作業地點的進風側和回風側。當瓦斯濃度達到1。0%，必須立即停止作業;當瓦斯濃度達到1.5%時，必須撤出人員，切斷電源，向調度室彙報;同時通知受鑽場回風影響巷道內的工作人員安全撤離。查明超限原因後待施鑽地點瓦斯濃度降低到1.0%以下，才準送電開鑽。
10、操作人員站立在電機另一側，不能和給進手把呈一直線，鑽進過程中不得翻越鑽機，如需則必須停止鑽機運轉，且與操作台人員聯係好後方能翻越。
11、連接、拆卸鑽機具必須在鑽機停電之後，管鉗卡緊背牢方能進行工作，操作人員不得與孔口呈直線，也不得擋住操作台人員視線，操作人員精力要集中，行動一致，預防鑽具衝出傷人。
12、鑽孔內排出的鑽屑，當班必須采取有效辦法處理，以防止堵塞水溝、軌道。
13、一個班工作完畢後應斷開鑽機電源開關，並把開關啟動、停止手把打到零位並用螺栓固定。
14、鑽孔施工完畢後，先用黃泥堵孔，防止瓦斯壓出。並且在24小時內必須完成封孔作業。
四、特殊措施
1、調整通風係統，使施鑽地點具有獨立的通風係統。開鑽以前完成該區域通風係統調整。並設有風電、瓦斯閉鎖。
2、施工地點瓦斯超限時，瓦檢員必須及時通知瓦斯超限影響區域工作人員撤出超限區。
附圖3、順層鑽孔設計參數圖
五、抽放封孔技術措施
1、每打完一個鑽孔，必須由防突隊長負責組
2、 封孔要求：
提高封孔質量是確保鑽孔瓦斯抽放效果的重要因素。為了提高封孔質量，確定采用注漿泵進行注漿封孔，注漿長度一般應為5m，封孔管可用Φ32mmPPR管連接而成，前端的第一根管在管壁上鑽一定數量的小眼，並將管的前端頭塞住，以免送入鑽孔時進入雜物，堵塞鐵管。兩根管之間的連接用膠水認真接好，以防漏氣。將抽放管安裝到鑽孔中預定位置後，送入注漿管。用聚氨酯封鑽孔孔口段1m，並在孔口用木楔塞住，即可注漿。
3、水泥沙漿應添加一定比例的膨脹劑，以免凝固後產生裂縫。根據封孔深度確定膨脹不收縮水泥的使用量。在按一定比例配製好封孔水泥漿後，用注漿泵一次連續將封孔水泥漿注入鑽孔內。注漿泵的能力應能使水泥漿達到要求的深度。
4、鑽孔施工完後1天內應進行鑽孔封孔工作。
5、封孔器與抽放耙膠管連接，連接耙接到抽放分管上，要求連接嚴密不漏氣。(封孔工藝圖附後)
六、管路安裝與瓦斯抽放安全技術措施
1、-187東瓦斯巷安裝∮200mm的抽放分管，每一鑽場位置設置三通與抽放耙連接，抽放分管與安裝到-187的∮200mm抽放支管連接。
2、每施工完一個鑽孔，由防突隊負責將抽放管進行連接並網，管路安裝必須符合規定要求並驗收。
3、管路安裝必須平直，並每隔5米進行吊掛，在-187東底板瓦斯巷第一鑽場處要安裝放水器。
5、每大班必須對管路進行檢查，每大班將抽放管內的積水進行了一次放水，每三天進行一次全麵抽放參數測定，並作好詳細記錄。如發現抽放濃度達不到30%，必須及時向防突礦長、礦總工程師彙報，由礦總工程師組織進行處理。
6、如若有低濃度條件下進行抽放必須編報專門的安全技術措施報公司總工程師批準。
7、地麵抽放泵房必須保證24小時進行抽放，每一小時進行一次抽放參數測定，做好記錄台帳。
8、自所有鑽孔實施完畢，封孔並入抽放係統進行了抽放起，至整個工作麵開采完畢時止。
9、抽放其他規定：煤層瓦斯預抽率應大於30%，達不到時必須采取補救措施。
第四章 抽采措施效果檢驗：
在該煤層采取區域性抽采措施後(抽采一定時間後)，必須對其進行效果檢驗，我礦采用直接測定煤層瓦斯壓力，間接計算煤層殘餘瓦斯含量的方法進行區域性措施效果檢驗，隻有當煤層瓦斯壓力降到0.74Mpa以下，且瓦斯含量降到8m³/t以下，才判定區域性防突措施效果有效，否則該區域必須采取繼續抽放或補打區域性抽放孔。
第五章、區域性驗證
當區域性抽采措施效果檢驗達標後，在3313工作麵每推進10～50m(在地質構造複雜區域或采取了預抽煤層瓦斯區域防突措施以及其他必要情況時宜取小值)至少進行兩次區域驗證;
在工作麵必須每隔10m施工一個不小於10米的前探鑽孔，和采用鑽屑瓦斯解吸指標法進行驗證，如果指標Kmax>0.5或△H27>200pa,並且在施工前探鑽孔時發現有瓦斯動力現象，則判定該工作麵區域性抽采措施無效，立即以局部的“四位一體”綜合防突措施作為補充。當區域性驗證為無突出危險時，也必須采取安全防護措施進行回采作業。
第六章、組織措施
1、礦長對本礦井的瓦斯抽采管理工作負全麵責任。
2、礦總工程師對瓦斯抽采工作負技術責任。
3、瓦斯礦長對抽采措施的施工、貫徹、檢查負責。
4、安全礦長負責監督、檢查瓦斯抽采措施的執行和落實。
5、瓦斯抽采技術員負責抽采設計的編製、日常抽采工作、抽采管路管理、瓦斯抽采措施工程量的驗收工作。
6、安監人員對本措施的落實進行監督。
編製人：謝國亮
2015年8月20日
