81111工作面抽采设计

阳煤集团平舒公司

81111工作面抽采设计

编号：YMCS－CC－PS－2012-

总工程师：

通风副总工程师：

安监部主任工程师：

生产部主任工程师：

通风工区主任工程师：

抽采工区主任工程师：

执行队长：

编 者：

措施批准时间： 年 月 措施执行时间： 年 月

日日

阳煤集团平舒公司安全技术措施审批卡

措施名称 编 者 温晓斌 81111工作面抽采设计 时间 2012-6-20 审批单位意见及人员签字 单位 审批意见及人员签字 抽采工区 年 月 日 通风工区 年 月 日 生产技术部 年 月 日 安监部 年 月 日 通风副总 工程师 年 月 日 总工程师 年 月 日

81111工作面抽采设计

一、工作面概况 1、工作面位置：

81111工作面东部为尚未掘进的81113工作面，西部为正在掘进的81109工作面，南部距矿界20米，北部为东回风、东胶带、东轨道大巷、东翼南回风巷、东翼北回风巷。

2、赋存情况：

该工作面可采走向长1197m，采长180m，81#煤层平均厚度为2. 26m，煤层倾角在2°— 10°之间，可采储量为66.71万吨。属简单结构煤层，不含夹石,呈块状，以镜煤为主，其次暗煤，属光亮型煤。

3、地质构造及工作面顶底板情况：

81111工作面总体形态简单，为北高南低的单斜构造，煤层倾角2º-10º，平均6º。该面顶底板岩性情况为：

直接顶为砂质泥岩，厚度为5.25m；

直接底为泥岩、82#、砂质泥岩，厚度为3.38m； 老顶为细粒砂岩，厚度为2.31m； 老底为砂质泥岩，厚度为1.64m。 4、工作面上邻近层煤层赋存情况

6#煤层：位于81#煤层上部约10.09m处，厚度约为0.2m； 4#煤层：位于81#煤层上部约37.53m处，厚度约为0.2m； 3#煤层：位于81#煤层上部约41.83m处，厚度约为0.9m。 二、综合柱状（见附图） 三、抽放钻孔设计

（一）本煤层钻孔抽采设计 1、本煤层钻孔设计

81111工作面本煤层钻孔设计，从停采线处至切巷采用分别在进风顺槽和回风顺槽对打平行抽放钻孔进行预抽。进风顺槽（81109尾巷）、回风顺槽每个钻孔设计深度120m，进、回两侧对应部位重叠60m，最后一个钻孔距切巷2m。

钻孔施工采用：

SGZL-ID（150）型钻机，钻头直径94mm，（扩孔钻头133mm）； ZYWL-4000型履带钻机，钻头直径115mm；

钻孔间距：81111进、回风巷沿巷道每1.5m一个钻孔； 钻孔角度：根据《81111底板等高线图》进行设计，施工过程可根据现场打钻遇岩石深度，调整角度；

钻孔高度：距巷道底板1.5m；

钻孔工作量：81111进风巷（81109尾巷）：计划钻孔798个，计划

进尺：95760m；

81111回风巷：计划钻孔798个，计划进尺：95760m； 81111切巷：计划钻孔90个，计划进尺：9900m; 钻孔进、回风总进尺：201420m； 吨煤进尺：0.30m/t

封孔采用人工封孔，孔口10m内用133mm钻头扩孔，材料使用PE双抗管+聚氨酯材料（外径99mm），封孔深度8m，有效封孔段不少于2m（1至2m和5至6m处）。

钻孔布置见《81111工作面本煤层钻孔布置图》。 2、抽放系统、效果及管路阻力

81111工作面本煤层抽放：81111工作面本煤层由麻地沟地面泵站负担，瓦斯泵型号：三台2BEC-72水环式真空泵，抽气速率：620m3/min，功率：900kW。本煤层抽放主管采用Φ300mm、Φ226mm钢质瓦斯管，

支管采用PE双抗管连接，10个钻孔一组连接，每组钻孔安装孔板流量计，钻孔含水处安装放水器。

81#煤层吨煤瓦斯含量为12.89min3/t，81111工作面本煤层原始瓦斯储量为859.90万m3，根据81109回风巷本煤层瓦斯抽放量平均约为10m3/min，81111工作面预计抽放瓦斯380万m3，本煤层瓦斯抽放率42% , 平均吨煤瓦斯预抽量为5.69m³/t，预抽后开采前吨煤瓦斯量降到7.2m3 /t以下。

3、管路系统及管路阻力计算 （1）管路系统

麻地沟负担区域：81111工作面本煤层钻孔→进风（回风）巷顺槽→一水平东回风巷→回风立井→麻地沟地面泵站 （2）各地点管路情况 麻地沟负担区域管路情况 地点 81111进风顺槽 一水平东回风 回风立井 麻地沟地面泵站 管经（mm） Φ226mm Φ510mm Φ425mm Φ525mm 长度（m） L1(226)=1300m L2(510)=1800m L3(425)=353m L4(525)=150m 流量（m3/min） 15m3/min 50m3/min 135m3/min 135m3/min （3）管路阻力计算 据公式：H=△LQ2/KD5 其中：

H——管路阻力损失（mmH2O）△——管路中瓦斯相对空气的比重 L——管路长度（m） Q——流量（m3/h） K——不同管径系数（D大于150mm时取0.71） D——管路直径（cm） 已知：（麻地沟负担区域）

L1(226)=1300m，Q1(226)=15m3/min，C1(226)=30% (管路中的瓦斯浓度)

L2(510)=1800m，Q2(510)=50m3/min，C2(510)=20% L3(425)=353m，Q3(425)=135m3/min，C3(425)=20% L4(525)=150m，Q4(525)=135m3/min，C4(525)=20% 求得：

H1(226)=[0.93×1300×(15×60)2]/(0.71×22.65)=234mmH2O H2(510)=[0.93×1800×(50×60)2]/(0.71×515 )=62mmH2O H3(425)=[0.93×353×(135×60)2]/(0.71×42.55 )=219mmH2O H4(525)=[0.93×150×(135×60)2]/(0.71×52.55.)=32mmH2O 考虑局部阻力为直管路阻力的20%,加上本煤层钻孔抽放负压不得低于1300mmH2O。

则：H总=(H(226)+H(510)+H(425)+H(525))×1.2+1300=1956.4mmH2O 麻地沟地面泵站抽放负压可达2100mmH2O，故能满足要求。 （二）邻近层钻孔抽采设计 1、设计原则：

本工作面采用尾巷顶板穿层钻孔抽放邻近层瓦斯。

本工作面钻孔按顶板塌陷角在60°-70°之间，水平伸入工作面长度高孔为28m，低孔为17m。

2、瓦斯抽放钻孔设计：

（1）该面钻孔全部布置在81111工作面尾巷内，钻孔分高、低两层布置，高孔主要拦截3# 煤煤瓦斯下行，低孔主要抽采6#煤瓦斯不至于大量涌向工作面，高低孔在巷道内间隔布置。

（2）所有高孔的钻孔角度在39º-41º之间，斜长67.85m，穿过3#

煤0.5 m，间距30米，钻孔直径Φ200mm，共设计钻场42个，钻孔个数42个。

（3）每两个高孔之间15米处布置低位孔，钻孔角度26 º-28º之间，斜长46.3m，穿过5#煤，低孔间距30m，钻孔直径Φ200mm，共设

计钻场个数46个，钻孔个数46个。

（4）钻孔布置：

本工作面邻近层抽放钻孔全部布置在工作面尾巷中，钻孔采取高、低间隔布置。每隔15 m，采取高和低孔交错布置，直至工作面停采线。本工作面共布置钻孔88个，高孔42个，低孔46个（其中切巷45 m至180 m布置五组高低孔，初采25 m内布置初采钻孔6个，高孔伸出保护煤柱28 m，低孔伸出保护煤柱15m，分别是83#、84#、85#、86#、87#、88#，最后一组钻孔偏向切巷16°，总进尺量为4979 m，详见钻孔布置图）。

（5）钻孔角度：

该面钻孔角度可用下式计算： tgα=H/（D+N） 式中：

α——钻孔角度 度 H——钻孔末端垂高 米 D——设计抽放点伸出煤柱的距离 米 N——煤柱宽度 米 根据以上公式，钻孔的长度、角度等各种参数均可得出。 附：《81111工作面邻近层钻孔角度设计图》 《81111工作面邻近层钻孔布置图》 3、抽放量预计

81111尾巷邻近层抽放由杨林头地面泵站负担，泵站型号为2BEC—72，额定流量为600m3/min，负压可达到2200mmH2O。

根据81107工作面混合量平均为50 m3/min，平均浓度为40%，

预计81111工作面抽放混合量为55m3/min，平均浓度为55%，平均纯量为30m3/min，邻近层瓦斯涌出量为17m3/min，邻近层瓦斯抽放率为63.8%左右。

4、管路系统及管路阻力计算 （1）管路系统

杨林头负担区域：81111尾巷邻近层钻孔→尾巷顺槽→一水平东回风巷→回风暗斜→回风立井→杨林头地面泵站

（2）地面泵站系统主管采用Φ800mm、干管Φ800mm、支管采用Φ380mm的瓦斯管路

（3）本工作面邻近层瓦斯抽放将抽出纯瓦斯35m³/min，瓦斯浓度按55%计算，最大抽放混合量为65m³/min，管路直径Φ380mm能满足其要求。（Φ380mm瓦斯管最大流量为102m³/min。） （4）管路阻力计算： 据公式：H=△LQ2/KD5 其中：

H——管路阻力损失（mmH2O） △——管路中瓦斯相对空气的比重 L——管路长度（m） Q——流量（m3/hour） K——不同管径系数（D大于150mm时取0.71） D——管路直径（cm） 已知：

L1(Ф380)=1358m,Q1(Ф380)=55m3/min,C1(Ф380)=55% (管路中的瓦斯浓度)

L2(Ф800)=1374m,Q2(Ф800)=65m3/min,C2(Ф800)=50% L3(Ф800)=420m,Q3(Ф800)=140m3/min,C3(Ф800)=40% L4(Ф800)=755m,Q5(Ф800)=350m3/min,C5(Ф800)=40% 求得：

H1(Ф380)=[0.93×1358×(60×55)2]/0.71×385=244mmH2O H2(Ф800)=[0.93×1374×(60×65)2]/0.71×805=6mmH2O H3(Ф800)=[0.93×420×(60×130)2]/0.71×805=5mmH2O H4(Ф800)=[0.93×755×(60×140)2]/0.71×805=6mmH2O 考虑局部阻力为直管路阻力的20%,加上邻近层钻孔抽放负压不得低于670mmH2O；

则：H总=(H1(Ф380)+H2(Ф800)+H3(Ф800)+H4(Ф800))×1.2+H孔口=984mmH2O 我矿地面瓦斯抽放泵站抽放负压最低可达2000mmH2O，故能满足要求。

5、钻孔施工与封孔

本工作面钻孔全部采用ZDY4000S型液压钻机施工，采用ф200mm型钻头钻进，孔径为ф200mm。

钻孔开孔部分要求圆而光滑，以便与封孔，钻孔施工中不得采用三角孔、偏孔、台阶等变形孔，确保钻孔质量达到设计要求。

钻孔封孔采用水泥浆封孔，封孔长度不得小于8米，保证封孔不漏气，严禁采用黄泥封孔。

封孔前每个钻孔必须穿套管，不得低于35m，防止泥岩堵孔。 6、其它规定

（1）钻孔施工完毕后，由通风部牵头组织相关单位验收，邻近层钻孔全部验收。

（2）抽放管路进入尾巷时要用绝缘管连接，保证绝缘。 （3）工作面尾巷抽放管路安装必须在试漏气前完成。

（4）抽放管路施工完毕后，必须使用压气进行试漏气实验，压力为0.2MPa，10min内无压降。

（5）工作面试漏气期间必须有队干跟班上岗，保证施工质量。 附：《81111工作面抽放钻孔施工安全技术措施》

81111工作面抽放钻孔施工安全技术措施

为确保81111工作面抽放钻孔施工安全，在钻孔施工过程中遇异常情况时，施工人员能够确保人身安全的前提下正确处理紧急情况，特制定如下安全技术措施：

一、本煤层钻孔施工安全措施

1、工作人员进入钻场（迎头）施工预抽钻孔前，机长首先敲帮问顶，并且清理顶部锚网内碎矸，避免碎矸掉落伤人；其次检查设备的完好情况及安全隐患，做到电气设备无失爆，若有不安全因素，不得工作。

2、履带钻机稳钻时，安装立柱套管用加载手把对立柱千斤顶加载，钻机立柱做到“穿鞋戴帽”，即：上、下端戴木柱帽，立柱标准有效，保证钻机平稳牢固；本煤层SGZL-ID型钻机稳钻时，用四根专用压柱固定钻机，压柱顶部要卡在锚杆上并用8#铁丝绑牢并与巷道顶网相连接，固定可靠，防止压柱翻到伤人。钻机开机前由当班安全员以上负责验收合格后，方可开机。

3、施钻人员必须持证上岗，穿戴整齐，衣袖、衣襟、裤脚捆绑扎紧，严禁操作过程中戴手套、穿大衣。

4、开钻前，机长必须检查各部件是否灵活可靠，正常后方可

准备开孔。

5、钻孔施工参数严格按照钻孔设计执行，如遇特殊情况必须更改钻孔施工参数时，需由抽采主任工程师同意后方可进行更改进行施工。

6、施工前先检查钻杆，应不堵塞、不歪曲、丝扣未磨损。不合格的严禁使用。连接钻杆时要对准丝扣，避免歪斜。

7、开机前所有人员各就各位，施钻人员必须确认其它人员安全离开危险区，再开机钻进，作业人员要集中精力，严禁打闹，不准与机长闲谈，做与之无关的事情，服从机长的指挥和安排。

8、当班机长为此钻机安全负责人，负安全责任。

9、施钻时，人员严禁穿过和跨越钻杆及钻机旋转部位，如需跨越钻机时，必须关闭钻机电源，待钻具旋转部位停止转动后，方可跨过钻具。

10、钻头送入孔内开始钻进时，给进压力不宜太大，要轻压慢转，待钻头下到孔底工作平稳后，钻进压力再逐渐增大。

11、在进风风流中打钻地点下风侧1.0-1.5米左右配置一个便携式瓦检仪，距离煤帮0.3米，与钻孔同高的位置，当瓦斯浓度达到0.3%时应停止打钻，切断电源，汇报通风调度，待采取措施后，方可恢复作业。

12、在回风风流中打钻地点上风侧1.0-1.5米左右配置一个便携式瓦检仪，距离煤帮0.3米，与钻孔同高的位置，当瓦斯浓度达到0.7%时应停止打钻，切断电源，汇报通风调度，待采取措施后，方可恢复作业。

13、钻机的操作必须平稳，速度和压力的调节必须缓慢改变，严禁突然启动。

14、作业人员严禁在钻杆后方停留或工作，接、卸钻杆必须先停机，操作人员必须扎紧袖口，严禁戴手套，禁止将身体任何部位放在钻杆端头。钻具旋转时，人员站离旋转部分300mm以上。

15、钻机运转时，严禁使用任何工具卸掉钻杆，禁止将身体任何部位直接制动机械的运转部件，以防伤人。

16、安装钻杆时，必须先停电，待钻机旋转部分停止转动后再操作。安装钻杆时，丝扣必须人工拧紧，以防钻杆脱扣形成孔内事故；。

17、拆卸钻杆时，必须先停电，待钻杆停止转动，方可双人用管钳拆卸钻杆。两人用力要均匀，以防使力不均，管钳敲击伤人。

18、钻场内打钻机长必须携带便携式瓦检仪，发现瓦斯超限（瓦斯浓度大于1.0%），必须立刻停机切断电源汇报通风调度，由当班瓦

检工采取在钻场处引布帐、插风管等方法。非生产班打钻结束，钻机队专职电工将回风巷内总电源处解脱，锁好开关，并悬挂停电牌，钻机队机电队长负责此项工作的监督检查。

19、在施工过程中，因瓦斯超限而停电时，必须检查电气设备和施工地点附近20m范围内的瓦斯情况，并及时汇报，只有在瓦斯浓度降到0.5%以下时，方可人工复电。

20、电工每班、机电工区设备管理组每周对钻机电机及其配套设备进行检查，做到“三无”、杜绝“失爆”。电工或机修工在检修设备时，必须先切断电源，锁好开关后方可正常检修，不得带电操作，机修工检修液压设备时，必须先卸压后方能开始检修设备。

21、遥测工每三天对施钻地点回风区域甲烷传感器进行标校、试断电，确保监控设备灵敏可靠。

22、钻孔作业过程中发生任何异常情况时，工作人员都要沉着冷静，立即向通风调度室汇报，联系有关部门，选择正确的避灾路线撤退。

（1）作业人员必须熟悉煤层透水预兆：如发现煤壁松动、偏帮、来压、出现雾气，煤壁挂红挂汗，见水或孔内水量、水压突然加大或减小以及顶钻时，应立即停止工作，禁止退出钻杆，切断电源，撤出人员，并派人监测水情，向通风调度汇报后并及时联系地质测量部，如果发现情况危急时，必须立即撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施，进行处理。生产队组井下库房必须配备一台专用风泵，确保完好，能够及时排水。

（2）作业人员必须熟悉瓦斯突出预兆：如煤层层理絮乱，煤质变软、光泽暗淡，巷道内瓦斯忽大忽小，空气变冷，煤层受挤压，支架

变形、煤壁外鼓、片帮、掉渣、顶底板鼓起，煤体内响煤炮，打钻时喷钻、顶钻、夹钻等。应立即停止工作，切断电源，撤出人员，向通风调度汇报后并及时联系通风工区防突组及地质测量部，然后采取措施，进行处理。

（3）作业人员必须熟悉有毒有害气体特征:如在钻孔下风侧闻到芳香味、煤油味或焦油味，以及打钻人员出现头晕、呕吐等现象时，应立即停钻，在保证人员安全的前提下，用聚氨脂将该孔封闭，撤出有害气体流经区域所有人员，并汇报通风调度及总调度室。 23、临时停钻时，要将钻头退离孔底一定安全距离，防止煤（岩）粉卡住钻杆；停钻8h以上时应将钻杆拉出来。

24、发生孔内掉钻时必须设法打捞，如无法打捞的，钻机队必须挂牌处理并做好掉钻记录，报生产技术部及相关队组。

25、用管钳处理孔内钻杆时，必须停掉钻机电源锁好开关，且操作人员积极配合，统一号令，使力同步，不得违章操作。

26、钻机的开关必须由专人操作，并听从机长指挥，做到无信号，严禁启动按钮。

27、钻孔施工完后，钻机及配套钻具撤出放到安全地点，并且不得妨碍生产队运送材料，各钻具码放整齐，距轨道0.7m以上。

28、施钻期间，必须保护好各种管线和安全设施，钻机工必须搞好安全自保。

29、跨皮带运输机打钻时，时刻注意皮带运行情况，做好互保联保，加装钻杆人员随时提醒机长要与皮带架杆距离保持不少于30cm。 二、邻近层钻孔施工安全措施

1、ZDY-4000S型钻机自带履带传动装置，可以自行开车移钻，开车移钻时，要严格检查所经区域各项状况，确保行车过程中的人员安全。如钻机搬运须使用板车运输时，要用3t平板车整车运输，要

用8#铅丝(至少两股)或盘条将设备与平板车捆绑牢固。搬运时要将外露油嘴堵好，细小零件单独保管好。

2、钻机用泥浆泵供水，泥浆泵的滤水龙头要浸入水中，但不得置与水底，防止煤粉或其他杂物堵塞滤水龙头。

3、检查各油管连接是否正确，如有错误连接必须及时更正。 4、加杆时，待主轴钻进到夹持器，先停止钻机的旋转和推进，再停止水泵供水，操作夹持器夹紧钻杆，二人站在机尾两侧，用管钳拧下供水器，然后加杆，由尾部送入主轴内，前端与上一根杆接好，后端与供水器拧好，松开夹持器，启动水泵供水，待水从孔内返出后，继续正常钻进。

5、施工过程中密切注意泥浆泵及钻孔返水情况，如出现泥浆泵出现故障或钻孔不返水，要立即停止钻进，处理好放可开钻。钻机尾部的水管必须吊挂整齐，开机时人员撤离水管1m外，防止水管缠人。

6、开机时，必须检查钻机各部件是否完好，液压系统是否漏油，钻机压戗柱是否牢固，并校对施工角度，检查油位是否在油位线往上，油质是否合格。检查水管是否有水，钻机出水是否畅通，储水坑是否合格，经检查无问题后，方可启动钻机试运转，并检查操作系统是否灵敏可靠。

7、钻机运行时由工长或机长详细观测钻机运行情况及设备状态，钻孔岩性变化情况并详细进行记录。严禁任何人调制已调好的安全阀，机组的任何部件如有问题必须停机处理，处理好机器方可继续开机运行。

8、交班时，必须详细记录本班钻进进尺、钻杆数量、见煤厚度、设备存在的问题，并交待下一班应注意的问题等。 三、其他注意事项

1、孔板流量计安装要保持水平，放水器安设在每组钻孔走低处，

且整体保持垂直，不能拖地。管路巡查工每天巡查管路有无积水、漏气现象，若发现问题及时整改，并做好记录。

2、回采本煤层钻孔封孔要求用3根封孔管，分两段加药封孔，分别为封孔管1-2m，5-6m处。封孔时，必须将聚氨酯A、B药混合均匀，封孔管保持在钻孔中央，保证聚氨酯药液均匀分布在封孔管四周，每孔用A、B药各3升，5-6m处各用1.5升，1-2m各用1.5升，外侧用煤粉袋封实。

3、孔号的编制，以钻机打钻所在横贯位置而定，按顺序编写孔号牌。例如：在一、二横贯之间施工，孔号依次为1-1、1-2„„

4、孔号牌内容：孔号、角度、深度、是否掉钻、夹钻、施工日期，要如实做好记录，经当班安全员以上人员验收后，进尺方可有效。

5、施钻过程中产生的煤粉要及时清理，尾巷打钻产生的煤粉要及时装入煤粉袋，并将煤粉袋口捆绑，整体堆放在施钻侧煤帮处。

其他未提之处严格按《煤矿安全规程》、《作业规程》及《操作规程》三大规程之规定，熟悉井下避灾路线及隔离式自救器的使用方法。

通风工区 抽采工区

2012年6月20日