33(4)17工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计.doc

1、 汾西矿业（集团）有限责任公司双柳煤矿33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计双 柳 煤 矿二一七年一月 汾西矿业双柳煤矿-33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计0会审意见瓦斯地质副总意见：工作面回采期间，安排专人定期对抽采巷裂隙孔、运巷钻场孔及高抽瓦斯抽采情况，进行观测调整工作，做好原始数据的记录、分析对比工作；通风副总意见：钻探队组在钻孔施工过程中，要严抓钻孔的施工质量，特别是封孔质量；通风区区长意见：根据实际生产情况，做好钻孔孔口负压调整工作；矿总工程师意见：回采期间，根据实际瓦斯涌出情况，若需要进行对高抽巷段补打钻孔时，防突区及时安排组织人员施工钻孔；汾西矿业双柳煤矿

2、-33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计1目 录第 1 章 工作面概况.3一、33(4)17 工作面地质概况.32、掘进方式.采煤方法. .43、瓦斯来源和通风方式.44、预计抽采情况.55、瓦斯抽采的可行性和必要性.76、煤层突出危险性分析.8第二章 33(4)17 工作面抽采设计.9一、33(4)17 运巷、抽采巷掘进期间的抽采设计.9二、33(4)17运巷、抽采巷回采期间的抽采设计.163、抽采方法及管路敷设.214、抽采负压.23五、抽采钻孔封孔设计.27第3章 瓦斯抽采设备.291、设备的选择.292、瓦斯抽采管路的附属装置.303、瓦斯泵站附属设备.31第4章 抽采参数考

3、察.32第5章 抽采的安全技术措施.331、打钻.332、管路安装（拆除）的安全技术措施.373、泵站和钻孔的观测.394、煤层参数的观测.40第6章 避灾路线.42汾西矿业双柳煤矿-33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计21、避灾原则.422、发生水灾.423、发生火灾、煤尘瓦斯爆炸.42附图 1：33(4)17工作面预想煤岩柱状图附图 2：33(4)17工作面区域预抽钻孔平面布置示意图附图 3：33(4)17工作面本煤钻孔平面布置示意图附图 4：33（4）17工作面本煤层抽采钻孔剖面示意图附图 5：33（4）17工作面裂隙带钻孔平面布置示意图附图 6：33（4）17抽采巷裂隙带抽

4、采钻孔剖面示意图附图 7：33（4）17工作面回采期间运巷钻场钻孔平面布置示意图附图 8：33（4）17工作面回采期间运巷钻场裂隙带钻孔剖面示意图附图 9：33（4）17工作面掘进期间瓦斯管路布置示意图附图 10：33（4）17工作面回采期间瓦斯管路布置示意图汾西矿业双柳煤矿-33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计3双柳煤矿 33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计说明第一章 工作面概况一、33(4)17 工作面地质概况 33(4)17 工作面位于三采区前进方向的南翼，东邻 33(4)15 工作面，西邻 33(4)19 工作面。工作面设计走向长度 2243m，可采长度 194

5、6.4m，倾斜长度为 200.1m，实体长 195.3m。33(4)17 工作面所掘 4(3+4)#煤层为山西组下段顶部煤层，该煤层区内稳定，平均煤厚为 3.84m，结构中等至复杂，含二四层厚约 0.050.2m的深灰黑色炭质泥岩、泥岩夹矸层。区内煤层倾角 010，平均 5。工作面煤层顶板为灰黑色砂质泥岩；底板为灰黑色泥岩（参考368、MS3、S8、S10 钻孔） 。东邻 33(4)15 工作面，该工作面所掘 4(3+4)#煤层为山西组下段顶部煤层，该煤层区内稳定，结构中等至复杂，煤厚 3.8m，煤层结构 1.0（0.2）2.6，含一三层厚为 0.050.2m 左右的灰黑灰色泥岩夹矸层。该区内

6、煤层倾角 010，平均 5。工作面煤层顶板为灰黑色砂质泥岩；底板为灰黑色泥岩。33(4)17 工作面直接顶为砂质泥岩，厚度约 8.09m。其特征为灰黑色砂质泥岩，中厚层状，水平层理，含大量植物化石。 抗压强度 8.7-37.4Mpa；老顶以细砂岩为主，厚度为 4.28m。其特征为灰色的细粒砂岩，中厚层状，水平层理，主要成分以石英、长石为主，分选、磨圆中等，过渡接触。抗压强度 11.0-55.6Mpa；直接底以泥岩为主，厚度为 7.26m，其特征为灰黑色泥岩，薄层状，含炭质泥岩，性脆，半坚硬，含植物化石、汾西矿业双柳煤矿-33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计4菱铁矿结核。抗压强度 9

7、.2-13.8Mpa；老底为灰黑色砂质泥岩，薄层状，水平层理发育，层面含云母碎片、植物化石，节理、裂隙发育，含菱铁矿结核，厚度 8.65m。抗压强度 5.0Mpa。 附图 1：33(4)17 工作面预想煤岩柱状图。二、掘进方式、采煤方法1、工作面掘进期间采用综合机械化掘进。2、工作面开采方法采用走向长壁式开采，采煤方法为一次采全高综合机械化，全部垮落法管理顶板。三、瓦斯来源和通风方式1、33(4)17 工作面掘进期间瓦斯来源：33(4)17 工作面运巷、抽采巷瓦斯来源主要为本煤层瓦斯，同时由于我矿所采二叠系下统山西组下段顶部煤层（3+4）#合并层，煤体松，透气性好。33(4)17 工作面在掘进

8、过程中，工作面瓦斯来源包括巷道煤壁瓦斯涌出和掘进落煤中的瓦斯涌出两部分。根据邻近的 33(4)15 工作面掘进期间瓦斯涌出量，预计 33(4)17 运、抽采巷掘进期间绝对瓦斯涌出量可达 6-12m3/min，所以按照煤矿安全规程规定，必须进行瓦斯抽放。2、33(4)17 工作面回采期间瓦斯来源包括本煤层、围岩和邻近层：、本煤层瓦斯涌出：我矿所采二叠系下统山西组下段顶部煤层（3+4）#合并层，煤体松，透气性极好，不利瓦斯储存。本煤层瓦斯涌出量约占工作面总涌出量的 45%左右，是主要瓦斯涌出之一，根据治理瓦斯的分源治理原则，需进行瓦斯抽采工作。、围岩瓦斯涌出：因我矿煤层顶底板多为砂质泥岩，孔隙、裂

9、隙相当发育，成煤时期储存较多，在回采过程中，随着老顶周期来压，其中瓦斯一部分升至裂隙带，一部分随采空区漏风带到工作面，直接影响工作面汾西矿业双柳煤矿-33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计5和上隅角瓦斯浓度，约占总涌出量的 55%，为主要瓦斯涌出量。、邻近层瓦斯涌出：下邻近煤层离本开采层距离较大（约 80 余 m） ，对本开采层瓦斯涌出无影响；上邻近 2#煤层距本煤层 615m，开采后随顶板垮落，应力重新分配后主要涌向采空区，对工作面无太大影响，一并计入采空区瓦斯涌出量中。3、通风方式：掘进期间:33(4)17 运巷、抽采巷，采用局扇压入式通风。回采期间:33(4)17 工作面采用“

10、U”型通风方式。 33(4)17 材巷进风，33(4)17 运巷回风，另在运巷一侧布置一条抽采巷进行裂隙带以及下一个工作面本煤层钻孔抽放工作。四、预计抽采情况工作面瓦斯含量、瓦斯储量、预抽时间、抽采瓦斯量、抽采率、抽采达标情况:根据防突区对 33(4)17 工作面（3+4）#煤合并层煤层的原始瓦斯含量测定平均为 9.4 m3/t.r 计算，33(4)17 工作面煤炭可采储量为 202.9 万吨，其瓦斯总储量预计为 1907.26 万 m。 预计 33(4)17 工作面在掘进、回采期间钻孔施工时间、钻孔工程量、预抽时间具体见下表：钻孔类型 施工时间 钻孔个数 工程量 预抽时间运巷本煤层钻孔 20

11、19 年 4 月-2021 年 12月298 32780 6 个月以上上 抽采巷本煤层钻孔 2019 年 8 月-2021 年 12月156 17160 6 个月以上区域预抽钻孔 2017 年 4 月-2021 年 8月60 44860 6 个月以上回采期间运巷钻场钻孔 回采期间（时间未定） 528 58080 /回采期间抽采巷裂隙钻孔 回采期间（时间未定） 400 33600 /汾西矿业双柳煤矿-33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计61、预计 33(4)17 工作面在掘进期间瓦斯抽采量、抽采率、抽采达标情况参照 33(4)15 工作面掘进期间的各项瓦斯抽采参数，预计 33(4)1

12、7 瓦斯抽放混量平均为 34.15m3/min 左右，平均抽放浓度为 27%，抽放瓦斯纯量平均为 9.22m3/min，风排量最大为 6.15m3/min，抽放率可达 60%以上。按防突区对 33(4)11 工作面在回采前经抽采后进行区域效果检验，测定煤层瓦斯残余含量最大为 4.92 m3/t.r，预计 33(4)17 工作面在回采前经抽采后，煤层瓦斯残余含量约为 5.44 m3/t.r，预抽量约为 484.73 万 m3 ，能够保证掘进期间工作面的抽采达标生产。具体见下表：抽放混量 抽放纯量 抽放浓度 风排瓦斯量 预抽量 抽采率34.15m3/min 9.22m3/min 27% 6.15m

13、3/min 484.73 万 m3 60%2、预计 33(4)17 工作面在回采期间瓦斯抽采量、抽采率、抽采达标情况参照 33(4)11 工作面回采期间的瓦斯抽采情况，预计 33(4)17 在正常生产过程中绝对瓦斯涌出量平均可达 20m3/min 左右；预计可抽采瓦斯量约为 683.28 万 m3,风排量为 367.92 万 m3。预计本工作面抽采率按 65%计算，工作面可采工期按 12 个月计算，可计算出每分钟风排瓦斯量为 7 m3/min，能够保证回采期间工作面的抽采达标生产。具体见下表：合计 / 1442 186060 /汾西矿业双柳煤矿-33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计

14、7五、瓦斯抽采的可行性和必要性1、根据国家安全生产行业标准 AQ1027-2006煤层瓦斯抽放规范的有关规定，将未卸压的原始煤层的抽放难易程度划分为三种类型，并规定了相应得取值范围。煤层瓦斯抽放难易程度表类别 钻孔流量衰减系数 煤层透气性系数容易抽放 0.003 大于 10可以抽放 0.003-0.05 10-0.1较难抽放 0.05 小于 0.1双柳煤矿实测瓦斯可抽性指标：百米钻孔瓦斯流量衰减系数 a=0.0142d-1煤层透气性系数 =0.8043 m 2/Mpa2d百米钻孔极限自然瓦斯流量 Q=4007.37 m3双柳矿所开采的（3+4）#合并层从钻孔瓦斯流量衰减系数和煤层透气性系数来判

15、断属于可抽煤层，从百米钻孔极限自然瓦斯流量判断又属于较难抽采煤层，根据矿井生产过程中的实际情况判定，双柳煤矿所开采的（3+4）#合并层属于可以抽采煤层，具有本煤层抽采的条件。2、根据抚顺煤科院对我矿瓦斯危险程度预测，本矿井内 4#煤层大部分地区位于瓦斯带内，瓦斯含量具有随煤层埋藏深度增加而增加的趋势。根相对涌出量 煤层可采储量 瓦斯储量 抽采量 风排量 抽采率5.44m3/t 202.09 万 t 1907.26 万 m3 683.28 万 m3367.92 万m365%汾西矿业双柳煤矿-33(4)17 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计8据回采工作面、掘进工作面瓦斯涌出量预测结果，本矿井前期开采煤层具备瓦斯抽放条件。3、根据山西焦煤集团公司的要求，全面树立“多抽一方瓦斯，矿井就多一份平安” 、 “抽采瓦斯是解放生产力，治理瓦斯是发展生产力”的瓦斯治理理念。六、煤层突出危险性分析根据中国矿业大学对我矿（3+4）#煤合并层突出危险性鉴定，目前测定的标高+430m 以下区域煤层的瓦斯压力最大值为 2.4MPa，煤样的坚固性系数最小值为 0.36，煤样的瓦斯放散初速度最大值 12.9mmHg，因此从目前测定的单项指标来看，标高+430m 以下区域 3+4 煤层具有突出危险性。33(4)17 工作面标高：+3 33425m，具有突出危险性 ,按突出区域进行管理。