22800运输抽采设计

贵州鸿熙矿业有限公司纳雍长田煤矿

22800运输掘进工作面瓦斯抽采设计

二零一四年六月

会 审 纪 要 会审时间 名 称 施工队别 22800运输掘进工作面瓦斯抽采设计 抽采队 地 点 编 制 队 长 矿会议室 技术科 会审意见： 本设计于二Ｏ一四年 月 日在矿会议室进行了集体会审。通过集体会审，讨论研究，同意本设计所编写的一切内容，要求在现场施工中严格执行，并提出如下审批意见： ?施工过程中，加强现场控制，严格按照措施执行。 ?若现场条件发生特殊变化时，要及时编写补充措施，并认真传达执行。 加强通风管理、瓦斯监测预防、防治水是及其重要的环节，应根据其通风管理规定、瓦斯监测预防规定、防水规定及有关安全技术措施等来进行安全作业，确保安全抽采。 会审人签字：

目 录

一、开采技术条件..................................................................................1

（一）井田开拓方式.......................................................................1

（二）顶底板条件...........................................................................1 （三）瓦斯.......................................................................................2 （四）煤尘爆炸性及自燃倾向性...................................................3 （五）采煤方法及运输...................................................................3 （六）通风.......................................................................................3 （七）地温.......................................................................................7 （八）冲击地压...............................................................................7 （九）煤与瓦斯突出.......................................................................7

二、瓦斯抽采............................................................................................8

（一）瓦斯抽采的必要性分析.......................................................8

（二）瓦斯抽采的可行性.............................................................10 （三）瓦斯抽采方案.....................................................................10 （四）抽放方法.............................................................................15 （五）、采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性.......17 （六）抽采效果及消突效果分析.................................................18 （七）区域措施效果检验.............................................................19 （八）瓦斯抽放泵.........................................................................24 三、瓦斯抽采安全措施.........................................................................24

（一）泵房安全措施.....................................................................24

（二）在钻孔施工中防止瓦斯涌出事故及机械伤人事故的 措施....................................................................................26 （三）管路防腐蚀、防漏气、防砸坏、电气防爆、防静电、 防带电、防底鼓施............................................................26 （四）抽放泵站应设置避雷装置................................................27 （五）通风设备良好,并有直通矿井调度室的电话..................27 （六）抽采机构............................................................................28 （七）防止瓦斯积存的措施.........................................................28 （八）防止瓦斯爆炸的措施.........................................................39 （九）防治自燃措施....................................................................43 （十）电气防爆措施....................................................................44 （十一）防治撞击产生火花的措施............................................47 （十二）防止产生引燃（爆）火源（明火）的措施................47 （十三）防治雷电波及井下造成瓦斯灾害的措施....................49 （十四）隔爆措施.......................................................................49 四、防突效果分析及煤层注水措施....................................................53 五、安全防护措施................................................................................57 六、防突责任制....................................................................................60 七、灾害应急措施及避灾路线............................................................61

贵州鸿熙矿业有限公司纳雍长田煤矿

22800运输掘进工作面瓦斯抽采设计

一、开采技术条件

（一）井田开拓方式

矿井采用综合开拓，联合布置。主斜井（X=2961884.338，Y=35527662.105，Z=+1726.374，α=352.530?，β=18?），主要担负煤炭运输、矸石提升和材料、设备下放以及进风、铺设管线、行人等任务，净断面10.08m2，掘进断面11.09m2，采用矩形断面，工字钢支护。

副立井（X=2961623.522，Y=35527676.771，Z=+1758.054，β=90?），主要担负进风、铺设管线、人员运输等任务，井筒内设有通讯、照明及信号电缆，采用圆形断面，掘进断面25.5m2，净断面 19.6m2，采用钢砼支护。

回风立井（X=2961673.936，Y=35527822.162，Z=+1754.841，β=90?），主要担负回风任务，采用圆形断面，掘进断面13.9m2，净断面9.6m2，采用钢砼支护。

（二）顶底板条件

根据贵州省有色地质勘查局物化探总队2008年8月编制的《贵州省纳雍县长田煤矿资源储量核实报告》，矿区内C28号煤层顶底板稳定性一般，顶板为灰黑色、浅灰色薄层粘土岩，粉砂岩，总体上较稳定，但局部地区有冒顶脱落的可能。底板为灰、灰黑色薄层粉砂质

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粘土岩，粉砂岩，可能产生底鼓。

开采过程中易引发冒顶、片帮、底鼓等安全事故，必须采取积极措施加以防范，确保安全生产，防止事故的发生。

（三）瓦斯

1.根据2010年、2011年、2012年的《矿井瓦斯等级鉴定》，鉴定结果均为高瓦斯。矿井2010年、2011年、2012年的瓦斯涌出量参数见下表：

表： 2010年、2011年、2012年矿井瓦斯等级鉴定结果表

鉴定年度 2010 2011 2012 矿井瓦斯涌出量（CH4） 绝对量(m/min) 12.92 17.76 17.56 3相对量(m/t) 41.4 57.07 64.22 3鉴定结果 高瓦斯 高瓦斯 高瓦斯 2.根据《中华人民共和国安全生产行业标准<矿井瓦斯涌出量预测方法>（AQ1018-2006）》煤层瓦斯含量经验公式计算可采煤层瓦斯含量。计算结果见下表：

表： 各类矿井瓦斯涌出量汇总表

抽采达标前相抽采达标后相抽采达标前绝抽采达标后绝不均衡对瓦斯涌出量对瓦斯涌出量对瓦斯涌出量对瓦斯涌出量序号预测地点系数（m3/t）（m3/t）（m3/min）（m3/min）1回采工作面1.2516.063.535.071.112掘进工作面1.251.400.443采 区1.229.897.599.442.404矿 井1.238.869.8712.273.11 本设计综合考虑本次瓦斯预测计算结果（见表）及本矿历年瓦斯等级鉴定结果（见表），选择本矿2011年矿井瓦斯等级鉴定结果即矿井相对瓦斯涌出量64.22m3/t，绝对瓦斯涌出量17.56m3/min作为本设计依据。

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（四）煤尘爆炸性及自燃倾向性

根据贵州省煤田地质局实验室2004年10月和2005年5 月出具的纳雍县勺窝乡长田煤矿28、31、32、34号煤尘爆炸性鉴定报告：28、31、32、34号煤层均无爆炸危险性， 28、31、32、34号煤层自燃性向等级为III类（不易自燃煤层）。 （五）采煤方法及运输

28号可采煤层煤层厚度稳定，煤层平均倾角18°，矿井地质构造为中等类型，开采方式采用走向长壁后退式采煤法，工作面采用DW28-350/110X型外注式单体液压支柱加矿用长2.1m的11kg花边钢梁支护，端头采用DW28-350/110X型外注式单体液压支柱加8根长3m的11kg花边钢梁组成“四对八梁”交错迈步抬棚加强支护，全部垮落法管理顶板。工作面两个安全出口20m范围内，设临时超前支护，采用DW28-350/110X型外注式单体液压支柱配合长2.1m的11kg/m花边工字钢进行超前加强支护，靠煤壁10m采用双排支柱，往外10m采用单排支柱。采煤工作面采用炮采工艺。掘进工作面采用炮掘工艺，锚网加锚索支护。

回采工作面及掘进工作面均采用刮板加皮带运输。主要运输大巷及主运输斜井采用皮带运输，辅助运输采用轨道矿车运输。 （六）通风

1、通风方式：中央并列式。 2、通风方法：机械抽出式。

3、工作面通风方法：回采工作面采用U型全负压通风，掘进工

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作面采用FBD-No5.6/2×11型低噪音隔爆对旋轴流式局部通风机压入式通风。

4、风量计算

掘进工作面采用压入式通风，风筒选用Φ600×10000mm胶质“双抗”风筒，局部通风机安装在22800运输巷距回风口>10m的新鲜风流中，局扇额定供风距离2000m，工作面实际需要供风距离638m。根据贵州省能源局(黔能源煤炭[2012]498号)文件“关于请求审批毕节市2012年度煤矿瓦斯等级鉴定的报告的批复”本矿井瓦斯绝对涌出量为17.56m3/min，相对涌出量为64.22m3/t；二氧化碳绝对涌出量为1.4m3/min，相对涌出量为4.54m3/t。鉴定结果为高瓦斯矿经。根据瓦斯等级鉴定报告，其中采面瓦斯涌出量占全矿井瓦斯涌出量的41.3%，掘进工作面瓦斯涌出量占全矿井瓦斯涌出量的11.4%，采空区及其他煤壁巷道瓦斯涌出量占全矿井瓦斯涌出量的47.3%。瓦斯抽放率取55%，则：采面需风排瓦斯涌出量为：17.56×41.3%×（1-55%）=3.26m3/min， 掘进面需风排瓦斯涌出量为：17.56×11.4%×（1-55%）=0.9m3/min。

1）风量计算 ①按瓦斯涌出量计算

Q掘=100×q掘×K掘通

式中：100——掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数；

q掘——掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；

K掘通——掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数，取K掘通=2.0； 则掘进面所需风量：

Q掘=100×q掘×K掘通

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=100×0.9×2.0 =180m 3/min

②按工作同时工作最多人员数量计算

Q掘=4×N

式中：4——工作面每个人所需要的风量，m3/min； N——掘进工作面同时工作的最多人数，取20人； 则：Q掘＝4×20＝80m3/min ③按炸药量计算 Q采=25×A

式中：25——每公斤炸药需风量， m3/min

A——掘进工作面一次爆炸最大炸药用量，为7.9kg。 Q掘=25×7.9=197.5 m3/min

以上计算取最大值197.5 m3/min，即：3.29m3/s ④按风速验算

0.25×Sj≤Q掘≤4×Sj，

则:0.25×Sj＝0.25×6＝1.5(m3/s)＜Q掘 4×Sj＝4×6＝24(m3/s)＞Q掘

Q掘＝Q掘＝197.5 m3/min＝3.29m3/s满足要求，取3.29m3/s ⑤按局部通风机吸风量计算

为避免局扇吸入循环风及预防局扇吸风口至回风口段瓦斯积聚，以下式计算：

掘进工作面采用FBD-No5.6/2×11型隔爆对旋轴流式局部通风机，吸入风量200～420m3/min；

Q＝60×Qf×I×Kf

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式中：Qf—掘进工作面局部通风机额定吸风量，本方案取420m3/min，

I—掘进工作面同时运转的局部通风机台数，取1台； Kf—为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，取

1.34；

Q掘投＝Q掘难＝420×1×1.34=562.8m3/min 则局部通风机安设处风量必须大于562.8m3/min

综上计算：掘进工作面实际需风量为197.5 m3/min，即：3.29m3/s，1.5m3/s＞3.29m3/s＞24m3/s，符合要求。

2）风机选型：

通过以上计算，选用FBD-No5.6/2×11型低噪音隔爆对旋轴流式局部通风机一台，即可满足供风需要，功率2×11KW。同时要备用一台同等能力的局部通风机，实现双电源自动切换。

3）确定需要的配风量

根据规程要求，安装局部通风机处的全风压风量必须大于局部通风机的吸风量，保证风机吸风口至回风口之间巷道风速不得低于0.25m/s。避免局扇吸入循环风及预防局扇吸风口至回风口段瓦斯积聚，所以确定该局部通风机安装处全风压配风量为600m3/min。

4）风机安装位置与风筒口距工作面的距离：

压入式风机安装在22800运输巷内，距底板高度1.5m。风筒出风口离工作面迎头不得小于5m，风筒选用Φ600×10000mm胶质“双抗”风筒。风筒吊挂，应执行逢环必挂，缺环必补，拉紧平稳，吊挂平直的原则。

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5）通风系统

新鲜风流：地面→主斜井→22800运输巷→压入式风机→压入式风筒→工作面。

污浊风流：22800运输顺槽掘进工作面→22800运输顺槽→回风下山→回风立井→地面。

（七）地温

本矿生产过程中无异常地温现象，属正常地温矿井。 （八）冲击地压

本矿井目前无法确定其冲击地压的倾向性，本矿及其周围井田无冲击地压的历史记录，矿井暂按无冲击地压矿井考虑。但在巷道布置时就尽量避开应力集中区，掘进和采煤时也应注意应力集中的影响。

（九）煤与瓦斯突出

根据贵州省能源局文件《关于对<关于请求审批纳雍县长田煤矿28号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告>的批复》（黔能源煤炭[2011]296号），鉴定结论为：长田煤矿28号煤层鉴定范围内（标高+1500m以浅）无突出危险性，属非突出煤层。

根据国家煤矿安全监察局2001年颁布的《煤矿安全规程》第145条规定, 如果矿井绝对瓦斯涌出量超过40.0m3/min, 无论井型大小, 也不管煤层有无煤与瓦斯突出危险性, 必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统.

《煤矿安全规程》, 《矿井瓦斯抽放管理规范》以及《煤炭工业设计规范》有关条款规定: 当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min, 采用通风方

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法解决瓦斯问题不可能或不合理时应采用瓦斯抽放措施.

除此而外,为贯彻国家安全生产监督管理局”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的安全生产方针, 建立了一个地面抽放瓦斯泵站为抽放瓦斯服务.

本矿根据相关规定制定了相应的安全措施，防止瓦斯突出事故的发生，严格执行两个“四位一体”防突措施。

二、瓦斯抽采

（一）瓦斯抽采的必要性分析 1.从防突角度分析

1）从瓦斯预测计算结果分析

根据长田煤矿最近3年（2010、2011、2012年）瓦斯等级等级鉴定，鉴定结果均为高瓦斯矿井，如下表对矿井瓦斯涌出量的预测可知，本矿在未进行瓦斯抽采前的矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t，发生突出事故的危险性很大，为了保证井下作业人员的生命安全，必须设置瓦斯抽放系统。

表： 各类矿井瓦斯涌出量汇总表

序号1234抽采达标前相抽采达标后相抽采达标前绝抽采达标后绝不均衡对瓦斯涌出量对瓦斯涌出量对瓦斯涌出量对瓦斯涌出量预测地点系数（m3/t）（m3/t）（m3/min）（m3/min）回采工作面1.2516.063.535.071.11掘进工作面1.251.400.44采 区1.229.897.599.442.40矿 井1.238.869.8712.273.11 2）从可采煤层变质程度及围岩性质分析

根据贵州省有色地质勘查局物化探总队2008年8月编制的《贵州省纳雍县长田煤矿资源储量核实报告》，各可采煤层煤质特征见表。

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表： 各可采煤层煤质特征表（原煤）

煤层 编号 C28 C31 C32 C34 水分灰分 含硫 挥发分 （Mad）％ （Aad）％ （St，d）％ （Vdaf）％ 0.54 0.56 0.44 0.53 29.77 22.00 12.42 13.42 1.19 1.16 0.65 0.75 9.13 8.3 6.48 7.12 （C） （％） 77.5 79.0 78.3 79.1 Qnet,d (MJ/kg) 25.45-33.12 27.62-34.12 25.14-33.45 26.20-34.13 据上表：煤层在变质过程中会释放了大量的瓦斯，且区内围岩大部分为粉砂岩、砂岩和泥岩，裂隙发育程度不高，煤炭变质过程中释放的瓦斯不能很好的排出地表；矿井施工工程中常见小断层，断层周围瓦斯相对集聚，有潜在突出危险。因此，本矿具有设置抽放系统的必要性。

2.从安全角度分析

贵州省内煤炭赋存条件普遍没有北方好，矿区所在的纳雍县更是煤与瓦斯突出现象的危险区，为了保证井下作业人员的生命安全，本矿必须设置瓦斯抽采系统。

3.从环保及综合利用角度分析

瓦斯是有毒气体，随意的任其排放会对大气环境造 成污染，同时瓦斯也是清洁能源，可用于瓦斯发电和民用，有效的抽放并综合利用不仅可以减少环境污染，还能实现经济利益，为了响应煤炭行业的产业节能减排政策，本矿应设置瓦斯抽采系统。 4、从技术角度分析

本设计方案主要针对一采区进行设计，根据采区巷道布置剖面图可知，矿井一采区28号煤层一区段回风巷标高处（+1710m）煤层埋

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深为80m，一区段回风巷标高处（+1710m）煤层瓦斯压力按照下式进行计算：

P＝（2.03～10.13）H＝1.2 Mpa 式中：P――瓦斯压力，Mpa

H——垂深(m)；由于本矿未对28号煤层+1710m标高以下做过煤与瓦斯突出危险性鉴定，无法取得精确的瓦斯压力值，基于安全考虑，瓦斯压力系数取最大值，该矿取P＝10.13H。

经计算，矿井一采区28号煤层一区段回风巷标高处（+1710m）煤层瓦斯压力为1.2Mpa，大于0.74 Mpa；由于矿井28号煤层二采区、三采区已经采完，对一采区28号煤层一区段回风巷瓦斯得到一定程度的释放，故暂不考虑布置专用瓦斯抽放巷预抽措施治理瓦斯。但是，矿井在施工过程中必须先抽后掘，并经检测达到消突（瓦斯含量小于8m3/t或瓦斯压力低于0.74MPa）效果后，并做消突报告报行业主管部门审查备案，才可进行巷道的施工。

本矿按煤与瓦斯突出性矿井设计、管理。矿井必须对区内煤层瓦斯进行预抽，确保采、掘工作面煤层原始瓦斯含量均小于8m3/t，瓦斯压力小于0.74Mpa后才能进行回采和煤巷掘进活动。

综上所述，开展瓦斯抽采工作从行业政策及行业规定来说是必须的，同时在技术上也是可行的。

本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计，应进行瓦斯抽采，本设计设置地面抽放站，选择水环式真空瓦斯抽采泵。

（二）瓦斯抽采的可行性

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1.煤层的自然透气性

开采层瓦斯抽采的可行性取决于煤层的自然透气性，其评价指标有两个：煤层的透气性系数(?)和钻孔瓦斯流量衰减系数(?)。根据开采类似煤层生产矿井资料显示，本矿井所开采煤层抽采难易程度介于可以抽采和较难抽采之间。

2.抽采技术

目前抽采设备，施工钻机具也比较先进，能满足矿井建立抽采系统的需要。

综上所述，矿井建立抽采系统是完全合理的。 （三）瓦斯抽采方案 1、矿井瓦斯抽采方案

本矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理，建立地面永久性瓦斯抽采站，采用高低负压抽采治理瓦斯。按“煤矿瓦斯抽采基本指标”（AQ1026—2006）“突出煤层在采掘作业前必须将煤层原始瓦斯含量降到8 m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74Mpa（表压）以下”。

（1）瓦斯抽采巷钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯

经计算，矿井28号煤层一区段回风巷标高处（+1710m）煤层瓦斯压力为1.2Mpa，大于0.74 Mpa；由于矿井28号煤层二采区、三采区已经采完，对一采区28号煤层一区段回风巷瓦斯得到一定程度的释放，暂不考虑布置专用瓦斯抽放巷预抽措施治理瓦斯。但是，在施工过程中必须先抽后掘，并经检测达到消突（瓦斯含量小于8m3/t或瓦斯压力低于0.74MPa）效果后，并做消突报告报行业主管部门审查

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备案，才可进行巷道的施工。

本矿采用高低负压相结合的方法预抽瓦斯，回采工作面在工作面的运输巷中安设高负压管路对工作面进行抽放，在施工备采面运输巷的过程中安设高负压管路对备采面进行抽放，在上区段回风巷布置钻孔控制本区段及下区段回风巷抽采范围。同理，在22800回风巷安设高负压管路对22800工作面进行抽放，两个掘进工作面分别安设一趟高负压管路进行瓦斯预抽。若打抽放钻孔时出现卡钻、顶钻、喷孔等现象时，则必须布置底板抽放进行穿层抽放。

本矿在开采一采区煤层时，通过本煤层抽放，布置一个回采工作面和两个掘进工作面即可保证抽、掘、采接替平衡，因此，暂不考虑布置专用瓦斯抽放巷治理瓦斯；若开采煤层时瓦斯涌出量增大，通过本煤层抽放无法保证抽、掘、采接替平衡，则可考虑布置专用瓦斯抽放巷预抽瓦斯，布置专用瓦斯抽放巷预抽瓦斯时必须另作设计。本次设计采用本煤层顺层抽放和掘进头超前抽放进行矿井瓦斯抽放。（详见瓦斯抽采剖面图）。

（2）本煤层顺层钻孔预抽回采工作面瓦斯

本矿井三采区28号煤在开采三采区煤层时，矿井二采区28号煤层已经采完，对三采区28号煤层一区段回风巷瓦斯得到一定程度的释放，暂不考虑布置专用瓦斯抽放巷预抽措施治理瓦斯。回采工作面在工作面的运输巷中安设高负压管路对工作面进行抽放，在施工备采面运输巷的过程中安设高负压管路对备采面进行抽放，在上区段回风巷布置钻孔控制本区段的抽采范围。同理，在22800回风巷安设高负

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压管路对22800工作面进行抽放，两个掘进工作面分别安设一趟高负压管路进行瓦斯预抽。

同时，本设计采用先抽后掘和边抽边掘治理掘进工作面瓦斯；工作面回风巷设高位钻场抽放采空区瓦斯。

2、瓦斯来源分析

瓦斯来源主要有本煤层瓦斯涌出和邻近层瓦斯涌入。 邻近层受采动影响瓦斯排放率?i按如下情况考虑： 当邻近层位于冒落带中时，?i=1；

当采高小于4.5时，?i按AQ1018－2006标准附录D.3计算或按图D.1选取。

?i=1-hi/hp (D.3) 式中：hi——第i邻近层与开采层垂直距离，m；

hp——受采动影响顶板岩层形成贯穿裂隙，邻近层向工作面释放卸压瓦斯的岩层破坏范围，m。

开采层顶、底板的破坏影响范围hp按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中附录六的方法计算。

当采高大于4.5时，?i按AQ1018－2006标准附录D.4计算。

?i=100-0.47hi/M-84.04hi/L (D.4)

式中：

hi——第i邻近层与开采层垂直距离，m；

hp——受采动影响顶板岩层形成贯穿裂隙，邻近层向工作面释放卸压瓦斯的岩层破坏范围，m。

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L——工作面长度。

本矿可采煤层为28、31、32和34号煤层，邻近层瓦斯涌出量考虑在28煤层开采时，31、32、34号煤层向28号煤层的涌出量。

煤层开采顺序为由上至下开采煤层，28号煤层与31号煤层间距为11m，31号煤层与32号煤层间距为20m，32号煤层与34号煤层间距为20m。

28号煤层开采时，邻近层31号的排放率为50%、邻近层32号的排放率为35％、邻近层34号的排放率为5％。

1— 上邻近层； 2— 缓倾斜煤层邻近层； 3— 倾斜、急倾斜煤层邻近层。

3、抽采效果

本煤层抽放设计回采工作面在运输巷沿煤层倾向向上打钻孔抽放，接替工作面利用已形成的回风巷沿煤层倾向向下打钻孔进行瓦斯抽放。经分析，在22800运输巷布置钻孔能控制整个22800工作面的

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瓦斯抽采范围.

4、瓦斯抽采巷层位布置分析

经计算，矿井三采区28号煤层一区段回风巷标高处（+1710m）煤层瓦斯压力为1.2Mpa，大于0.74 Mpa；但是，矿井28号煤层二采区、三采区已经采完，对一采区28号煤层一区段回风巷瓦斯得到一定程度的释放，暂不考虑布置专用瓦斯抽放巷预抽措施治理瓦斯。但是，在施工过程中必须先抽后掘，并经检测达到消突（瓦斯含量小于8m3/t或瓦斯压力低于0.74MPa）效果后，并做消突报告报行业主管部门审查备案，才可进行巷道的施工。

本矿采用高低负压相结合的方法预抽瓦斯，回采工作面在工作面的运输巷中安设高负压管路对工作面进行抽放，在施工备采面的运输巷的过程中安设高负压管路对备采面进行抽放，在上区段回风巷布置钻孔控制本区段及下区段回风巷抽采范围。两个掘进工作面分别安设一趟高负压管路进行瓦斯预抽。若打抽放钻孔时出现卡钻、顶钻、喷孔等现象时，则必须布置底板抽放进行穿层抽放。（详见瓦斯抽采剖面图）。

5、抽采达标加强措施分析

当采用上述抽放方案经验证抽采效果不理想时，则可采取松动爆破、水力冲孔、水力疏松等加强措施，保证突出煤层在采掘作业前必须将煤层原始瓦斯含量降到8 m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74Mpa（表压）以下。

（四）抽放方法

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矿井在地面建立集中抽采站，采用高低负压2套抽采系统，其中高负压抽采采掘工作面煤体中的瓦斯，低负压抽采采空区瓦斯。瓦斯抽采泵房内分别安装2台高负压抽采泵和2台低负压抽采泵。

1、掘进巷道采用边掘边抽采方法

边抽边掘瓦斯抽采，每组钻场在煤巷两侧错开布置，其规格为：长×高×宽=4 ×掘进巷道高度×3m，相邻两组钻场之间的间距为20m。在每一钻场内, 沿走向布置3个钻孔, 即左、右钻场各三个，孔深不小于60m。抽放钻孔布置方式如下图，推荐的钻孔布置参数见下表。

3#2#1#4#5#6#4020mBB60m图： 掘进工作面边掘边抽瓦斯钻孔布置示意图

表3-3-3 推荐的钻孔布置参数

钻孔长度 相邻孔间夹角 钻场内钻孔数 封孔方式

60～65m 3°～5° 3个 膨胀水泥封孔 钻孔直径 钻场间距 封孔深度 75mm 20m 5m 在煤巷掘进工作面后5m处的巷道两帮各施工一个钻场。钻场的规格应根据巷帮瓦斯抽放钻孔布置的要求, 选用钻机的外形尺寸及钻杆长度而定。根据该矿的具体情况，每组钻场在煤巷两侧错开布置，

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其规格为：4×4×2m，相邻两组钻场之间的间距为40～60m，本设计取40m。在每一钻场内, 沿走向布置3个边掘边抽钻孔，即左、右钻场各三个，孔深60-65m左右。

2、封孔方式、材料及工艺

钻孔封孔采用膨胀水泥人力进行封孔。封孔材料为膨胀水泥，其配比为：76%硅酸盐水泥，12%矾土水泥，12%石膏粉与水混合搅拌而成。

封孔方法：封孔前用水或压风将孔内残存的煤、岩钻屑清洗干净，然后放入套管（孔内抽放管）。套管直径25～108mm，封孔长度3m以上。往孔内送泥可用专用工具或将水泥做成圆柱形状分次送入，每送泥0.3～1.0m放入一个木塞，并用力捣实，直至封完钻孔。套管顶端应钻5～10直径为10mm的筛孔，以免煤、岩屑及杂物堵塞。挡盘直径要略小于钻孔直径。

5）钻机选型

选用国产ZYR50防爆型钻机2台（1台使用，1台备用），其钻进深度可达150m，开孔直径89mm，终孔直径为≥50mm，给进方式为油压自动，钻孔角度0～360°，配备动力15kW。

（五）、采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性 1)在煤巷掘进工作面打3个直径为42mm、孔深8～10m的钻孔，钻孔布置在软分层中，一个钻孔位于巷道工作面的中部，并平行于掘进方向，其他钻孔的终孔点位于巷道轮廓线外2～4m处。如图所示。

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2-4m218-10m22 1—巷道； 2—钻孔 图 钻孔布置 2)钻孔每打1m测定钻屑量一次，每隔2m测定一次钻屑解吸指标。根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Smax和钻屑解吸指标△h2或K1预测工作面的突出危险性。 采用钻屑指标法预测工作面突出危险性时，应根据实测数据确定，如无实测数据时，可按下表所列的指标临界值预测突出危险性。 表： 用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的临界值

△h2 最大钻屑量Smax Kg/m ≥6 ＜6 L/m ≥5.4 ＜5.4 K1 ml/g.min ≥0.5 ＜0.5 1/2Pa ≥200 ＜200 危险性 突出危险工作面 无突出危险工作面 实测的任一指标Smax值、 K1或△h2值等于或大于临界值时，该工作面预测为突出危险工作面。

3)采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性，当预测为无突出危险性时，每预测循环应留有2m的预测超前距。

（六）抽采效果及消突效果分析 1、抽采效果

本煤层抽放设计在运输巷向上打钻孔抽放首采工作面瓦斯，钻孔深度不大，钻孔全部向上打，有利于排渣，排水，抽采效果好。

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当抽采效果不理想时，应采取松动爆破、水力冲孔、水力疏松等措施。

2、消突效果

本矿按突出矿井设计，必须坚持区域防突措施先行，局部防突措施补充的原则。通过开采保护层和本煤层预抽煤层瓦斯等区域防突措施。做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。并严格按《防治煤与瓦斯突出规定》的要求进行区域措施效果检验和区域验证。未按要求进行区域综合防突措施的严禁进行采掘活动。同时还要采用钻孔排放瓦斯、石门揭煤前布置钻孔预抽煤层瓦斯、掘进工作面采用边掘边抽抽采瓦斯、回采工作面顺层抽采煤层瓦斯等局部防突措施进行补充。并严格按《防治煤与瓦斯突出规定》的要求进行工作面效果检验，检验不合格继续采取措施消突，采取措施后再进行工作面效果检验，直至效果检验合格。确保做到不掘突出头、不采突出面。在采掘过程中还必须按《防治煤与瓦斯突出规定》的要求采取安全防护措施。

（七）区域措施效果检验

1、开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验证实有效的指标和方法，也可以结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。当采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量检验时，应当根据实测的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量对预计被保护区域的保护效果进行判断。若检验结果仍为突出危险区，保护效果为无效。

2、采用预抽煤层瓦斯区域防突措施，以预抽区域的煤层残余瓦

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斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验证实有效的指标和方法进行措施效果检验。其中，在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，必须依据实际的直接测定值，其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值。

对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施，采用钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性，由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔，在钻孔钻进到煤层时每钻进1m采集一次孔口排出的粒径1～3mm的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标K1或△h2值。测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。

各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按上表中所列的指标临界值预测突出危险性。如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。

检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。

3、对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应当根据经试验考察确定的临界值进行评判。在确定前可以按照如下指标进行评判：可采用残余瓦斯压力指标进行检验，如果没有或者缺少残余瓦斯压力资料，也可根据残余瓦斯含量进行检验，并且煤层残余瓦斯压力小于

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0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效；也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验，如果所有实测的指标值均小于上表的临界值则为无突出危险区，否则，即为突出危险区，预抽防突效果无效。

但若检验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时，发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效，所在区域煤层仍属突出危险区。

当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时，若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时，则此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效，即为突出危险区。

4、对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，均应当首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求，不符合设计要求的，不予检验。

5、采用直接测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量等参数进行预抽煤层瓦斯区域措施效果检验时，应当符合下列要求：

（1）对穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若区段宽度（两侧回采巷道间距加回采巷道外侧控制范围）未超过120m，以及对预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时若回采工作面长度未超过120m，则沿回采工作面推进方向每间隔30～50m至少布置1个检验测试点；若预抽区段煤层瓦斯区域防突措

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电、防底鼓等措施

1、为了防止瓦斯管腐蚀，安装前应对管内外涂抹防腐剂。防腐剂可用经过热处理的沥青、油漆和红丹等。

2、在巷道敷设管路必须用可缩木支垫，以防底板隆起折损管路。垫木高度不应小于0.3m，并保证每节管子下面有两个托木。

3、主要运输顺槽道中瓦斯管路架设高度应大于1.8m, 并加以固定，防止机车或矿车一旦掉道不至于撞坏管子。

4、管路需进行气密性检查以免漏气； 5、泵房内的所有设备和仪表均选用防爆型。

6、敷设管路时应创造排除管中积水的条件，在积水地点安设自动放水器，以防冬季管路结冰爆裂。

7、为防止由于雷电引起的电火花而破坏建筑物或点燃放空管的瓦斯，防止火灾待事故的发生，在瓦斯泵房附近的较高建筑物周围或中心地带应设置避雷器

8、入井抽放管有可靠的接地保护，并不得与带电物体接触，以防静电或带电后引起瓦斯燃烧。

（四）抽放泵站应设置避雷装置

放泵站应设置避雷装置要求避雷装置高于瓦斯排空管不小于5m。 （五）通风设备良好,并有直通矿井调度室的电话。

为了更好地认真贯彻执行“安全第一、预防为主”的安全生产方针，更加有力地加强矿井防突管理工作，更有效地防治煤与瓦斯突出事故的发生。根据《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》要

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求，结合本矿实际，矿井设置如下抽采机构。

（六）抽采机构

1、矿成立抽采管理领导小组 总负责：倪兰芳 组 长：丁长智（矿）长

副组长：刘在江（总工） 孟献西（安全副矿长） 胡建国（生产副矿长） 闫金平（机电副矿长） 成员：陈韩俊 孙安红 范迎春 程记鹏 倪振江 郭廷 王永峰 张盘龙

2、成立专职瓦斯抽采队伍，由8名专职人员组成。 抽采队伍人员配置见下表。

表： 抽采队劳动定员

序号 1 2 3 4 5 人员类别 组 长 副组长 抽放检验员 瓦斯抽采工 矿安全员 出勤人数 1 1 1 6 3 流动人数 1 2 1 合计人数 1 1 2 8 4 备注

（七）防止瓦斯积存的措施

依据黔府办发[2008]83号文件，矿井实行“零超限”瓦斯管路制度，采掘工作面中的瓦斯必须治理到0.8%以下才能作业。

矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.70%时，必须立即查明原因，进行处理。

掘进巷道瓦斯超限的原因主要是通风不好引起的，其次是发生瓦

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斯局部积聚和瓦斯突然涌出，为此，应严格执行瓦斯管理制度，瓦检员必须经过培训、持证上岗，突出矿井每一班必须有专人经常检查瓦斯，不得漏检、假检，并根据“规程”的有关规定安设甲烷断电仪。此外，采取如下措施预防：

1、防止掘进巷道瓦斯积聚与瓦斯超限

在掘进巷道中最常遇到的瓦斯积聚形式有巷道顶板附近和支架附近空洞的积聚；回风巷矸石带附近积聚；报废的风巷和采空区联接处积聚；钻孔中和打钻时的孔口附近积聚；当局部通风机风筒没有按规定加长，致使风筒出口到工作面迎头距离超过压入式通风的有效射程，掘进工作面迎头积聚；防止瓦斯积聚，高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用三专（专用开关、专用电缆、专用变压器）供电，专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的局部通风机供电；备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保持掘进工作面正常通风。

2、及时安全处理积存瓦斯的安全措施

瓦斯检查与监测（包括专门人员检查、监测监控系统）和采用独立通风外，尚需采取以下措施：

（1）消除巷道顶板附近和支架附近空洞中瓦斯积聚的措施主要有:

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①适当地增加风速，在一般瓦斯涌出情况下使顶板处的风速不小于 l.0m/s。

②当风速不能满足要求时，在靠瓦斯涌出区段，局部增加风速，采用帆布风幛，靠顶板挂倾斜挡板等方法，局部提高风速。

③巷道掘进时，采用光爆，对超挖部分以不燃材料填实，消除空洞。

（2）消除报废的风巷和采空区联接处的积聚，主要采取及时封闭的措施，需重新启封时，必须编制专门的排放瓦斯措施。

（3）当一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min、或开采煤与瓦斯突出煤层时，必须进行瓦斯抽采。

（4）防止打钻时的瓦斯局部积聚采取以下措施： ①增加打钻巷道的供风量。

②依靠在巷道中安设风幛、倾斜挡板、喷射器等，以局部增加钻孔孔口附近的风速。

③在钻孔中瓦斯涌出量很大时，应在孔口安设专门的密封装置，并把瓦斯引入总回风巷中。

④当施工的钻孔中有瓦斯喷出时，应立即停钻，掘进工作面人员全部撤出到安全地带，再采取瓦斯治理措施。

（5）掘进工作面局部通风机必须设置在进风口侧新鲜风流中且距回风口不得小于l0m，防止产生循环风。随着工作面掘进，风筒要按规定加长，出风口应随工作面掘进及时移动，保证风筒口距掘进迎头的距离在局部通风机的有效射程内，使掘进工作面有足够新鲜风流

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量。

3、防止回采工作面瓦斯超限

(1)回采工作面采用独立通风，其风量、风速不得违反《煤矿安全规程》第101条的规定，即下表。

(2)在回采工作面与回风巷联接处(上隅角)，必须安设便携式瓦斯报警仪，并设置倾斜挡板，将部分风流引向上隅角，防止上隅角的瓦斯聚集。

表： 矿井投产时各井巷风速验算

序号 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 巷道名称 主立井 副立井 三采区行人进风下山 三采区回风下山 运输平巷 总回风下山 总回风平巷 回采工作面运输巷 回采工作面 回采工作面回风巷 22800回风顺槽掘进工作面 22800运输顺槽掘进工作面 回风斜井 引风道 最小风速 0.25m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 0.25 m/s 最大风速 净断面(m) 风量（m/S） 风速（m/S） 4 m/s 8 m/s 4 m/s 15 m/s 8 m/s 15 m/s 15 m/s 4 m/s 4 m/s 4 m/s 4 m/s 4 m/s 15 m/s 15 m/s 19.6 9.6 6.4 6.4 10.08 10.08 10.08 8 7.1 8 8 8 10.08 9.8 22 25 23 42 23 44 44 12 12 12 6 6 47 47 1.12 2.60 3.59 6.56 2.28 4.37 4.37 1.5 1.69 1.5 0.75 0.75 4.66 4.80 23根据计算分析，该矿投产时各井巷风速均满足《煤矿安全规程》的要求。

(3)进行工作面瓦斯预抽放、采空区瓦斯抽采、上下邻近层瓦斯预抽放。当进行容易自燃、自燃煤层的采空区抽放时，必须经常检查CO浓度和气体温度等有关参数的变化，发现自燃征兆时，应立即停

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