工作面回采瓦斯抽采設(shè)計(jì)

1、2305工作面回采瓦斯抽采設(shè)計(jì)2305工作面正在安裝，預(yù)計(jì)2010年8月開(kāi)始正式回采。根據(jù)2303工作面回采期間瓦斯涌出量統(tǒng)計(jì)，瓦斯絕對(duì)涌出量1.69m3/min16.86m3/min，相對(duì)涌出量1.40m3/t3.28m3/t（見(jiàn)2303工作面回采瓦斯情況分析圖）。2305工作面按平均日產(chǎn)10000噸（每日均產(chǎn)噸，富裕系數(shù)1.2）計(jì)算，回采期間瓦斯絕對(duì)涌出量在2.72m3/min15.97m3/min,平均瓦斯絕對(duì)瓦斯量9.35m3/min。因此工作面回采需要投入瓦斯抽采系統(tǒng)，采取瓦斯抽采措施，保證工作面安全生產(chǎn)。一、2305工作面概括2305工作面開(kāi)采煤層為下二迭統(tǒng)山西組下部的3#煤.1、

2、地質(zhì)情況2305工作面東高西低，東西高差85m,煤層展布基本呈單斜構(gòu)造，單斜產(chǎn)狀為傾向225255、傾角28。另外，2303運(yùn)巷揭露兩條小型正斷層，可能會(huì)延伸到2305工作面內(nèi)，影響工作面掘進(jìn)和回采。F1正斷層西距23排水進(jìn)風(fēng)巷130m,產(chǎn)狀為：傾向120、傾角60、落差H=0.7m;F2正斷層西距23排水進(jìn)風(fēng)巷525m,產(chǎn)狀為：傾向319、傾角60、落差H=0.2m。施工前需作好過(guò)斷層準(zhǔn)備并且施工中加強(qiáng)支護(hù)。根據(jù)三維地震勘探結(jié)果顯示：工作面西部發(fā)育一陷落柱X8,長(zhǎng)軸方向?yàn)槟媳毕?，長(zhǎng)約116m,東西向長(zhǎng)約98ni掘進(jìn)中需要進(jìn)一步探明X8陷落柱準(zhǔn)確邊界。老頂：灰色，以石英為主，含云母，夾泥巖，平

3、均厚度2.8直接頂：黑色，質(zhì)均，含植物化石，斷口不平坦，泥巖，平均厚度3.7m。底板：泥巖，黑色塊狀，致密質(zhì)均。平均厚度6.4m。2、工作面位置及四鄰關(guān)系2305工作面位于23采區(qū)南部，東面為23采區(qū)大巷，西面為我礦與常村礦井田邊界，北面為正在回采的2303工作面，南面為未采區(qū)。23排水進(jìn)（回）風(fēng)巷延伸段：位于23采區(qū)西部，東面為2305工作面（未采），西面為常村礦井田邊界。3、工作面參數(shù)及儲(chǔ)量2305工作面走向長(zhǎng)度181.7m，傾向長(zhǎng)度1466m,停采線距23皮帶巷中53m,理論可采長(zhǎng)度1413時(shí)煤層平均厚度為6.2m,可采儲(chǔ)量210萬(wàn)t。設(shè)計(jì)可采長(zhǎng)度891米，設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量1302891噸。

4、4、工作面通風(fēng)系統(tǒng)2305工作面采用“U+L”型通風(fēng)系統(tǒng)，即新鮮風(fēng)流從地面r新進(jìn)風(fēng)井t23皮帶巷2305運(yùn)巷r2305工作面2305風(fēng)巷（2305瓦斯巷）t23集中回風(fēng)巷r新回風(fēng)巷5、工作面瓦斯、煤塵情況2009年礦井瓦斯等級(jí)鑒定表明：23采區(qū)瓦斯絕對(duì)涌出量為10.34m3/min，相對(duì)涌出量為2.4m3/t,瓦斯涌出相對(duì)較高；煤塵具有爆炸性，火焰長(zhǎng)度20mm煤層白燃傾向性等級(jí)為HI級(jí)，白燃傾向性為不易白燃。6、其它開(kāi)采技術(shù)條件煤塵具有爆炸性，火焰長(zhǎng)度20mm煤層白燃傾向性等級(jí)為m級(jí)，白燃傾向性為不易白燃。二、2305工作面回采瓦斯抽采設(shè)計(jì)1、瓦斯抽采的必要性根據(jù)2303工作面回采時(shí)瓦斯涌出絕

5、對(duì)量在1.69m3/min16.86m3/min，相對(duì)涌出量1.40m3/t3.28m3/t。預(yù)計(jì)2305工作面按平均日產(chǎn)10000噸（每日均產(chǎn)噸，富裕系數(shù)1.2）計(jì)算，回采期間瓦斯絕對(duì)涌出量在2.72m3/min15.97m3/min,平均瓦斯絕對(duì)瓦斯量9.35m3/min。按規(guī)定“1個(gè)采面工作面瓦斯涌出量大于5m3/min,通風(fēng)方法解決不合理”的情況下，需要進(jìn)行瓦斯抽采。2、瓦斯抽采的可行性根據(jù)2303工作面采空區(qū)瓦斯抽采情況，一般抽采瓦斯?jié)舛仍?%選用DN275瓦斯管道，抽采瓦斯量在2m3/min,抽采率達(dá)20%,2303工作面回采過(guò)程中不間斷抽采瓦斯，保證了工作面瓦斯治理。3、2305

6、工作面回采瓦斯抽采方案根據(jù)臨近2303面回采瓦斯涌出，預(yù)計(jì)2305面回采瓦斯涌出平均9.35m3/min,2305工作面瓦斯抽采選用分段處理：工作面前300米采用延空留巷方式留設(shè)瓦斯尾巷的方法治理瓦斯；在2305瓦斯巷1橫貫到2橫貫之間從風(fēng)巷向上打設(shè)鉆孔，采用裂隙帶抽放；工作面推進(jìn)600米后，在風(fēng)巷本煤層中布置鉆場(chǎng)，施工頂板走向高位鉆孔，抽米工作面回風(fēng)隅角米空區(qū)瓦斯的抽米方（1）尾巷法2305工作面前300米采用延空留巷方式留設(shè)瓦斯尾巷的方法治理瓦斯，即在工作面回采過(guò)程中，在風(fēng)巷上隅角處架設(shè)U型鋼支護(hù)好風(fēng)巷的一部分?jǐn)嗝孀鳛橥咚刮蚕?，保證尾巷的通風(fēng)斷面，具體支護(hù)方式參照2103尾巷支護(hù)方式（見(jiàn)尾

7、巷支護(hù)示意圖）?；夭善陂g，抽放管路延接至工作面上隅角，若巷道壓力過(guò)大，造成后尾巷斷面無(wú)法保證，尾巷排放瓦斯效果不明顯，造成上隅角瓦斯高，則上隅角埋管抽放的方法解決瓦斯大問(wèn)題。（2）頂板鉆孔法工作面推進(jìn)300米后，在2305瓦斯巷1橫貫開(kāi)始斜向上打設(shè)4個(gè)鉆孔，在1橫貫到2橫貫之間從風(fēng)巷向上打設(shè)鉆孔，采用裂隙帶抽放，抽取裂隙帶的瓦斯，即在2305工作面風(fēng)巷從瓦斯巷1橫貫到2橫貫之間每隔20米向工作面上方打設(shè)4個(gè)鉆孔，1#鉆孔終孔打到2305風(fēng)巷邊緣，4#鉆孔終孔打設(shè)打到2305瓦斯巷上方（距風(fēng)巷南幫25米），2#、3#鉆孔平均布置在1#和4#鉆孔之間，鉆孔斜向上打設(shè)，鉆孔長(zhǎng)度水平長(zhǎng)度取80米，用于

8、抽取裂隙帶的瓦斯（具體布置見(jiàn)2305工作面抽采鉆孔布置圖）。為了驗(yàn)證鉆孔布置的合理性，每排設(shè)計(jì)了四個(gè)鉆孔，在施工第一排鉆孔時(shí)，先施工2#和3#鉆孔，其次，優(yōu)先施工1#鉆孔。根據(jù)第一排的抽放情況，確定之后各排鉆孔施工數(shù)量和參數(shù)。頂板鉆孔參數(shù)表（與風(fēng)巷夾角偏北為正，偏南為負(fù)）鉆場(chǎng)號(hào)、鉆孔號(hào)鉆孔起點(diǎn)底板標(biāo)局(m)鉆孔起點(diǎn)標(biāo)局(m)鉆孔末點(diǎn)底板標(biāo)局(m)鉆孔末點(diǎn)標(biāo)局(m)鉆孔傾角(度)與風(fēng)巷火角(度)鉆孔長(zhǎng)度(米)11#橫貫1#鉆孔537.5542.553657622.7233.86286.92821#橫貫2#鉆孔537.5542.553657622.723-3.29186.87431#橫貫3#鉆孔5

9、37.5154253657623.027-9.64988.17241#橫貫4#鉆孔537.554253657623.027-15.77690.3275第一排1#鉆孔538.5543.553757722.7230.71686.7386第一排2#鉆孔538.5543.5537:57722.723-7.12687.4067第一排3#鉆孔538.554353757723.027-14.03789.6018第一排4#鉆孔538.554353757723.027-20.55892.8369第二排1#鉆孔5401545538157822.4180.71686.54610第二排2#鉆孔540545538578

10、22.418-7.12687.21211第二排3#鉆孔540544.553857822.723-14.03789.40012第二排4#鉆孔540544.553857822.723-20.55892.62913第三排1#鉆孔541.5546.553957922.1110.71686.35614第三排2#鉆孔541.5546.553957922.111-7.12687.02215第三排3#鉆孔541.5546539157922.418-14.03789.20216第三排4#鉆孔541.554653957922.418-20.55892.42417第四排1#鉆孔543548539.5579.521.

11、4940.71685.98518第四排2#鉆孔543548539.5579.521.494-7.12686.64719第四排3#鉆孔543547.5539.5579.521.803-14.03788.81420第四排4#鉆孔543547.5539.5579.521.803-20.55892.02221第五排1#鉆孔544.5549.554058020.8710.71685.62422第五排2#鉆孔544.5549.554058020.871-7.12686.28323第五排3#鉆孔544.554954058021.183-14.03788.43724第五排4#鉆孔544.55495405802

12、1.183-20.55891.63025第六排1#鉆孔546155154258221.1830.71685.80326第六排2#鉆孔54655154258221.183-7.12686.46427第六排3#鉆孔546550.554258221.494-14.03788.62428第六排4#鉆孔5461550.5542I58221.494-20.55891.82529第七排1#鉆孔54855354358320.5580.71685.44730第七排2#鉆孔54855354358320.558-7.12686.10531第七排3#鉆孔5481552.5543I58320.871-14.03788.

13、25232第七排4#鉆孔548552.554358320.871-20.55891.43933第八排1#鉆孔55055554558520.5580.71685.44734第八排2#鉆孔550155554558520.558-7.12686.10535第八排3#鉆孔550554.554558520.871-14.03788.25236第八排4#鉆孔550554.554558520.871-20.55891.43937第九排1#鉆孔552155754658619.9270.71685.10138第九排2#鉆孔55255754658619.927-7.12685.75639第九排3#鉆孔552556

14、.554658620.243-14.03787.89040第九排4#鉆孔552556.554658620.243-20.55891.06441第十排1#鉆孔55355854858820.5580.71685.44742第十排2#鉆孔55355854858820.558-7.12686.10543第十排3#鉆孔553557.554858820.871-14.03788.25244第十排4#鉆孔553557.554858820.871-20.55891.43945第排1#孔55455955059021.1830.71685.80346第排2#孔55455955059021.183-7.12686.

15、46447第排3#孔554558.555059021.494-14.03788.62448第排4#孔554558.555059021.494-20.55891.82549第十二排1#孔55556055259221.8030.71686.16950第十二排2#孔5551560552159221.803-7.12686.83351第十二排3#孔555559.555259222.111-14.03789.00752第十二排4#孔555559.555259222.111-20.55892.22153第十三排1#孔556J56155359321.8030.71686.16954第十三排2#孔556561

16、55359321.803-7.12686.83355第十三排3#孔556560.555359322.111-14.03789.00756第十三排4#孔5561560.555359322.111-20.55892.22157第十四排1#孔55756255559522.4180.71686.54658第十四排2#孔55756255559522.418-7.12687.21259第十四排3#孔5571561.5555159522.723-14.03789.40060第十四排4#孔557561.555559522.723-20.55892.629（3）低位鉆場(chǎng)穿層鉆孔法工作面推進(jìn)600米后采用低位鉆場(chǎng)

17、向裂隙帶打設(shè)鉆孔進(jìn)行抽放，從2305瓦斯巷2橫貫開(kāi)始共布置有7個(gè)鉆場(chǎng)，從2305瓦斯巷二橫貫開(kāi)始，斜向工作面上方打設(shè)4個(gè)鉆孔，之后每個(gè)鉆場(chǎng)布置4個(gè)鉆孔，鉆孔長(zhǎng)度110-120米，鉆孔重疊40米，向工作面方向打設(shè)。由于各鉆場(chǎng)之間鉆孔有接替抽放情況，可能會(huì)造成接替期間瓦斯管理不穩(wěn)定，使用低位鉆場(chǎng)鉆孔抽放法時(shí)，必須結(jié)合上隅角埋管抽放法。低位鉆場(chǎng)鉆孔參數(shù)表（與風(fēng)巷夾角偏北為正，偏南為負(fù)）仃4鉆場(chǎng)號(hào)、鉆孔號(hào)鉆孔起點(diǎn)底板鉆孔起點(diǎn)標(biāo)局鉆孔末點(diǎn)底板鉆孔末點(diǎn)標(biāo)局鉆孔傾角（度）與風(fēng)巷火角（度）鉆孔長(zhǎng)度（米）標(biāo)局(m)(m)標(biāo)局(m)(m)1二橫貫1#鉆孔55856355659616.7003.862115.105

18、2二橫貫2#鉆孔55856355659616.700-3.291115.0333二橫貫3#鉆孔558562.555659616.939-9.649116.6384二橫貫4#鉆孔558562.555659616.939-15.776119.48851#鉆場(chǎng)1#鉆孔56056555759716.2213.862114.82161#鉆場(chǎng)2#鉆孔1560P56555759716.221-3.291114.74971#鉆場(chǎng)3#鉆孔560564.555759716.461-9.649116.34681#鉆場(chǎng)4#鉆孔560564.555759716.461-15.776119.19092#鉆場(chǎng)1#鉆孔156

19、2P56755859815.7403.862114.545102#鉆場(chǎng)2#鉆孔56256755859815.740-3.291114.474112#鉆場(chǎng)3#鉆孔562566.555859815.981-9.649116.063122#鉆場(chǎng)4#鉆孔1562566.555859815.981-15.776118.900133#鉆場(chǎng)1#鉆孔56456956060015.7403.862114.545143#鉆場(chǎng)2#鉆孔56456956060015.740-3.291114.474153#鉆場(chǎng)3#鉆孔1564568.556060015.981-9.649116.063163#鉆場(chǎng)4#鉆孔564(568

20、.556060015.981-15.776118.900174#鉆場(chǎng)1#鉆孔56657156260215.7403.862114.545183#鉆場(chǎng)2#鉆孔1566P57156260215.740-3.291114.474194#鉆場(chǎng)3#鉆孔5661570.556260215.981-9.649116.063204#鉆場(chǎng)4#鉆孔566570.556260215.981-15.776118.900215#鉆場(chǎng)1#鉆孔570575563.5603.514.5263.862113.891225#鉆場(chǎng)2#鉆孔570P575563.5603.514.526-3.291113.820235#鉆場(chǎng)3#鉆孔5

21、70574.5563.5603.514.770-9.649115.391245#鉆場(chǎng)4#鉆孔570I574.5563.5603.514.770-15.776118.211256#鉆場(chǎng)1#鉆孔573P57856560513.7923.862113.523266#鉆場(chǎng)2#鉆孔57357856560513.792-3.291113.452276#鉆場(chǎng)3#鉆孔1573577.556560514.037-9.649115.012286#鉆場(chǎng)4#鉆孔573577.556560514.037-15.776117.823297#鉆場(chǎng)1#鉆孔57658156860813.7923.862113.523307#鉆

22、場(chǎng)2#鉆孔57658156860813.792-3.291113.452317#鉆場(chǎng)3#鉆孔576580.556860814.037-9.649115.012327#鉆場(chǎng)4#鉆孔576580.556860814.037-15.776117.8234、瓦斯抽米系統(tǒng)布置2305工作面采用臨時(shí)抽采系統(tǒng)：23抽放石同室、管道(DN325-(DN30C格)-2305風(fēng)巷(DN27颯格)-抽采鉆場(chǎng)、鉆孔、采空區(qū)埋管。5、瓦斯抽采參數(shù)確定(1) 抽采流量的確定根據(jù)“瓦斯抽采基本指標(biāo)”，工作面瓦斯涌出量在510m3/min，瓦斯抽采率要達(dá)到20%實(shí)際取25%,則最高瓦斯抽采量需要達(dá)到2.5m3/min;根據(jù)2

23、303工作面抽采情況，預(yù)計(jì)2305工作面高位抽采鉆孔管內(nèi)濃度可達(dá)815%,則需要抽采混合流量最大為31.25m3/min,為保證瓦斯抽采有一定的可調(diào)范圍，最大混合流量取30m3/min。(2) 瓦斯抽采管路選擇根據(jù)2303抽采經(jīng)驗(yàn)，2305工作面鉆孔(鉆場(chǎng))通過(guò)50mm鎧裝高壓管與2305風(fēng)巷主管相連，2305風(fēng)巷支管1510米為273螺旋焊管，主管550米為325聚乙烯管，(可部分利用2303工作面抽放主管)。主管路從23抽放桐室接到2305風(fēng)巷口，吊掛在23皮帶巷距頂200mm風(fēng)風(fēng)巷支管采用直徑273聚乙烯管路，管路吊掛在風(fēng)巷北幫，距頂500mm貼幫吊掛，在風(fēng)巷有鉆場(chǎng)的地方設(shè)置三通甩頭，過(guò)

24、了瓦斯巷2橫貫每隔20米設(shè)置一個(gè)三通甩頭，一直布置到工作面切眼。在風(fēng)巷口上安設(shè)孔板流量計(jì)、放水器。三、瓦斯泵能力核定1、瓦斯抽采管路阻力計(jì)算(1)管道系統(tǒng)阻力計(jì)算Hf=9.81Q2XAXL/(K*D5)式中：Hf-管道摩擦阻力Q-管內(nèi)氣體流量，nVmin-瓦斯?jié)舛热?5%混合瓦斯對(duì)空氣的相對(duì)比重0.933L-管道長(zhǎng)度，該線路共有?273管道1510m?325管道550mK-系數(shù)，取0.71D管道內(nèi)徑，分別為25cm30cm將有關(guān)數(shù)據(jù)代入Hf=9.81Q2xXL/(KXC5)Hf=9.81x(30X30)2x0.933x1510/(0.71x255)+550/(0.71x305)*8241.7(

25、Pa)(2) 管道局部阻力一般按管道摩擦損失的10%20籃算，取15%(3) 管道總阻力1.15X8241.7=9477.96(Pa)2、瓦斯抽采系統(tǒng)所需負(fù)壓瓦斯泵的壓力除了克服管道摩擦阻力與局部阻力損失外，還必須有一部分做為抽采處的負(fù)壓，所以瓦斯抽采需要的負(fù)壓為：H=1.2EHf+Hd式中：1.2為瓦斯泵備用系數(shù)H抽米瓦斯泵的負(fù)壓，PaEHf-管道阻力和，PaHd-要求鉆孔口的負(fù)壓，取5000Pa將有關(guān)數(shù)據(jù)代入H=1.2(EHf+Hd)H=1.2X(9477.96+5000)q17373(pa)3、在用瓦斯泵能力目前，我礦正在使用的瓦斯抽放泵為ZWY85/110型井下移動(dòng)式抽放泵，該泵能力參數(shù)為:型號(hào)最大抽氣量（nn/min）極限真空度（Kpa）耗水量(mVmin)電機(jī)功率（kW供電電壓（V）ZWY85/11085-81200110660選用ZWY85/110型瓦斯抽采泵，其正?？商峁┏椴韶?fù)壓為8