110802工作面瓦斯抽放設計說明書
110802工作面瓦斯抽放設計說明書
一、編制說明及采面概況
110802工作面位-采區回風下山西翼,工作面北部為110800采面、南部為未采動的110804采面，西面為開切眼。M8煤層，厚0.83-1.80，平均1.35m，結構簡單，煤層穩定，全區可采，頂板為泥巖，底板為泥質粉砂巖。
M8煤層為上部為塊狀、下部為粉狀，似玻璃光澤，參差狀斷口，以暗煤為主，亮煤次之。條帶狀結構，為半暗型煤。
該面走向長350米，傾斜長100米。該面地質構造簡單，掘進過程中沒有揭露斷層，由于巷道沿煤掘進，且煤體較破碎，巷道壓力顯現不明顯。該面水文地質條件簡單。M8 煤層直接頂為泥巖，厚2.79-4.46m，平均厚3.57 m;直接底為泥巖，厚0.20-1.8m，平均厚1.03 m，間接底為粉砂巖或粉砂質泥巖，厚0-8.89m，平均厚10.77m;。110802面生產期間絕對瓦斯涌出量為8m3/min左右，根據《煤礦安全規程》第一百四十五條規定，必須實行瓦斯抽放，特制定本設計。
二、采煤方法
該面采用走向長壁采煤法回采，炮采一次采全高，全部跨落法管理頂板。
三、通風狀況
該面采用U型通風方式，上行通風，工作面設計風量650m3//min。
四、瓦斯地質
該面在上、下巷掘進期間瓦斯涌出量較大，在頇計正常回采時期絕對瓦斯涌出量在9m3/min左右，煤塵沒有爆炸危險性，煤層自燃發火期為8個月。總之，瓦斯是影響該面安全生產的主要因素，僅用通風方式無法有效解決瓦斯問題。由于該面瓦斯主要來源是本煤層瓦斯釋放，根據以往工作面瓦斯治理成功經驗，將對該面采用上隅角瓦斯低負壓抽放、采面上下巷鉆孔高負壓抽放為主，風排瓦斯為輔的綜合治理方法。
五、瓦斯抽放設計
(一)瓦斯抽放的必要性
1、首先計算110804工作面可以供給的最大風量
Qm=SV·60
式中：Q—工作面可以供給的最大風量 m3/min
S—有效通風斷面取S=4m2
V—《規程》氣體最高風速4m/S
則：Qm=6×4×60=960m3/min
2、計算通風可以稀釋排走的瓦斯量
q=C·Qm/100K
式中：q—風排瓦斯量 m3/min
C—回風流中瓦斯濃度，%，為了確保該面安全回采，C取0.5。
K—瓦斯涌出不均衡系數，取1.45
則：q=0.5×960/100×1.45=3.31m3/min
3、從前面瓦斯涌出預測可以看出，110804工作面回采時瓦斯絕對涌出量為7m3/min左右，而在極限風速情況下，風排瓦斯量為3.31m3/min時，而剩余的5.69m3/min瓦斯無法排出。根據《規程》規定“一個采煤工作面的瓦斯涌出量”大于5m3/min或一個掘進工作面涌出量大于3m3/min,采用通風方法不合理時，應采用抽放瓦斯措施。因此對110804工作面采取瓦斯抽放措施是必要的。
(二)抽放方法的選擇
根據前面瓦斯涌出來源分析，該面瓦斯涌出主要來源為本煤層的瓦斯涌出，抽放方法的選擇：
1、回采工作面預抽和邊采邊抽相結合的抽采方式
1)、抽采巷道：工作面運輸巷
2)、抽采煤層：本煤層
3)、鉆孔布置：
為降低煤層開采時的瓦斯涌出量，可在巷道向煤層打順層鉆孔進行煤層瓦斯預抽。
回采面瓦斯抽采主要是在采面回、進風巷沿煤層傾向順層鉆孔，其施工長度選擇主要由工作面傾斜長度決定。由于本礦井條件，選擇傾斜鉆孔抽采，鉆孔施工長度定為：在回風巷鉆孔長45m，進風巷鉆孔長60M,孔間距3m。
鉆孔使用鉆機施工。配備能力ZY-750型鉆機1～2臺，并配備水泥沙漿封孔泵1臺。回采工作面先抽后示意圖見圖2。
圖2 回采工作面順層抽采鉆孔布置示意圖
4)、鉆場、鉆孔參數
a、鉆場間距：不設鉆場
b、鉆孔長度：45、60m(采面真斜長100m)
c、鉆孔間距：3m(實際抽采過程中根據抽采效果適當調整)
b、抽采孔口負壓：不小于13kPa
e、封孔：水泥砂漿，封孔深度不小于8m。
2、采空區抽放
工作面回采時，煤層內賦存的瓦斯會大部分涌入到工作面采空區內，上隅角會成為瓦斯向采面涌出的主要通道,所以在上隅角采用預埋抽放管路抽取這部分的瓦斯，防止瓦斯向工作面及回風流大量涌出。
(三)瓦斯抽放效果預計
110804工作面在回采過程中，如果單純靠通風的方法排除瓦斯，則工作面上巷回風流中的瓦斯濃度常處于3%左右，上隅角瓦斯濃度將在3～5%，工作面難以正常安全回采。采用瓦斯抽放后，有30%以上的瓦斯通過抽放管路直接排至采區主要回風流中，使工作面回風流中的瓦斯濃度保持在0.5%以下，能夠完全保證工作面的安全回采。
(四)抽放率計算
高負壓抽釆6個月，抽采率30%，剩余瓦斯含量為6.3m3/min.
d=
式中：d——工作面抽放率m3/min
Qy—— 抽放期間工作面涌出瓦斯量
Qy=Q×C=650×0.5%=3.25m3/min
Qc——工作面抽放瓦斯量，即Qc=6.3-Qy=2.55m3/min
則d=40.476%
(五)瓦斯抽放工藝參數
1、抽放管徑的確定
根據前面資料表明，110804工作面上隅角抽出純瓦斯量為2.55m3/min，抽放瓦斯濃度預計為20%左右，則瓦斯抽放管中混合量為18.75m3/min，而抽放瓦斯管徑計算公式為：
D=0.1457 Q /V
式中：D—管道的內徑，m;
Q—管內氣體流量，m3/min;
V—管內氣體流速，m/s，一般為5～15m/s，取10m/s
則通過計算，D=0.1996m，取D=0.20m，即選用Φ200mm聚乙烯管做為抽放管路。
2、抽放管路的鋪設
110804工作面利用地面瓦斯抽放泵站進行瓦斯抽放，高負壓管從回風上山主管分支，進風巷、回風巷鋪設200mm分管。上隅角采用尾巷抽放的方法。抽放管路鋪設見附圖一、附圖二。
在工作面回風巷上幫5M處，每25M掘進尾巷，密閉埋管抽采空區瓦斯。
七、瓦斯抽放管路的附屬裝置
1、附助管：瓦斯抽放管路在上隅角附近設一三通，引出一趟φ75mm彈簧管，對易造成瓦斯積聚的部位進行抽放。
2、放水器：抽放管在出氣端及吸氣端管路的最低處分別設置放水器，及時對管內積水進行排放，另外對巷道低洼處也可設放水器。
3、計量裝置：在抽放泵進氣端并聯接一趟管路加設閥門，并裝設一個Φ200mm孔板流量計，以便進行定量確定抽放效果。
八、安全措施
1、瓦斯管路在運輸巷道內，應架設一定的高度并固定在巷道壁上，避免被車輛撞壞漏氣。
2、瓦斯管路不得與帶電物體接觸，在工作面巷道中應與電纜分開鋪設，若分開有困難，二者間距不得小于300mm，且瓦斯管路必須在上方。
3、施工單位在運輸時，應注意保護瓦斯抽放管路，嚴禁人員隨意破壞或車輛撞壞，一旦損壞應立即通知通風區，并向礦調度室匯報，由相關單位及時派人采取措施處理。
4、瓦斯管路吊掛牢固、整齊，并要對瓦斯管路加強日常檢查、維修和更換。
5、工作面瓦斯抽放過程中，上隅角編織袋墻要打嚴密，防止大量氣體溢出。
6、安設瓦斯抽放監測裝置一套，對抽放管路內的瓦斯濃度，流量等參數進
7、每班加強瓦斯抽放管路中CO濃度及溫度檢查，發現有自然發火征兆時，立即向通風調度匯報，并停止抽放。
8、要經常檢查抽放管路系統中的防回火、防回氣、防爆炸等安全措施，使其保持良好狀態。
9、對測量氣體濃度、溫度的測定孔，平常不用時要用塞子堵嚴，防止漏氣。
10、瓦斯泵房內的電氣設備和照明都要采用防爆型。
11、抽放硐房內要有專人值班，每小時檢查記錄一次有關參數，如瓦斯濃度、CO濃度及抽放負壓等。
12、在抽放過程中，隨著工作面的推進，要及時移動尾巷抽放管路，確保抽氣端彈簧管不打死彎和埋管深度符合要求。
13、硐室內的消防器材應不低于《規程》的規定值。
14、硐室值班人員要加強責任心，密切關注泵的運轉情況，發現問題及時匯報處理，并現場交接班。
110802采面瓦斯抽放設計
施工地點：110802采面
編制單位：安監科
礦 長：
總 工：
生產礦長：
安全礦長：
編制日期：2011-11-10
