貴州徐礦花秋礦業有限責任公司
貴州徐礦花秋礦業有限責任公司
花秋二礦防突工區
二〇一三年十月
貴州徐礦花秋礦業有限責任公司
11606工作面瓦斯抽採專項設計
1、工作面概況
1、工作面基本情況
施工巷道為11606工作面，巷道相對地面標高為+950～＋1060m，井下標高為+592～+678m。施工巷道相對地面位置為安子老、董家田。井下西為風井，東為主副斜井，11606工作面、北為未採區、南為550大巷皮帶機道管子道幫浦房及未採區。
邊掘邊支護一次成巷作業方式。迴圈進尺為1.8m，晝夜迴圈數3個，迴圈率為90％，月進尺146m。本勞動組織所屬工種均可兼職作業，必須持有相應工種操作證。
11606工作面工業儲量453984t，可採儲量385886t，工作面回採長為950m，工作面長150m。11606工作面計畫3月份開始進行安裝及除錯，計畫2023年4月下旬開始由綜採工區正式進行回採。工作面設計採用走向長壁採煤法，綜合機械化採煤工藝，全部垮落法管理頂板。
工作面回採期間設計每日推進1.6m，採高1.7m，日產量783t，迴圈率80%。
2、地質構造及煤層賦存情況
16煤層區內厚度穩定，變化較大，平均厚度1.51m煤層結構簡單。且賦存較穩定煤層。
3、水文地質概況
16煤底板為茅口組灰岩，岩溶溶洞發育，有填充，程度一般，據550水倉揭露，發育有兩個直徑約0.5m的小型溶洞，內充填砂質泥岩，較密實。根據瞬變電磁勘探顯示，茅口組灰岩富水，不均一，區域性地質有一定富水性。
二、工作面瓦斯湧出情況**及分析
11606工作面回採期間瓦斯**主要有本煤層瓦斯湧出、鄰近層瓦斯湧出、採空區及圍岩湧出等。
1、瓦斯湧出量及煤層瓦斯儲量
開採煤層16煤瓦斯湧出量按下式進行計算：
q1=k1×k2×k3×m/m(w-wc) 2-1
q1—開採煤層湧出量，m/t;
k1—圍岩瓦斯湧出係數，k1取值範圍為1.1-1.3，根據aq1028-2006《礦井瓦斯湧出量**方法》要求k1＝1.3；
k2—工作面丟煤瓦斯湧出係數，用工作面回採率的倒數計算，即k2=1/η，η為工作面回採率，按照設計11606工作面回採率為0.95，故k2=1.05；
k3—準備巷道預排瓦斯影響係數，k3＝(l-2h)/l，l為回採工作面長度，取150m，h為巷道預排瓦斯帶寬度，取10m，故k3=0.87；
m—開採煤層厚度，取1.5m；
m—工作面採高,取1.7m；
w—煤層殘餘瓦斯含量，根據瀋陽煤科院提供《11606工作面區域**報告》，煤層最大瓦斯含量為11.52m/t；
wc—煤層落煤之後殘存瓦斯含量，因無實測值，故按aq1028-2006《礦井瓦斯湧出量**方法》取值wc=2.5m/t；
資料代入式2-1，可計算出11606工作面開採煤層瓦斯湧出量q1=9.45m/t。
2、鄰近層瓦斯湧出量計算
臨近煤層瓦斯湧出量可按下式計算，多個臨近層計算後相加。
q2=( woi-wci)×mi/m×ki 2-2
q2—鄰近煤層瓦斯湧出量，m/t；
mi—第i個鄰近煤層的厚度，m；
m—工作面採高，m；
woi—第i個鄰近煤層的瓦斯含量，m/t；
wci—第i個鄰近煤層的殘存瓦斯含量；
ki—第i個鄰近煤層受採動影響的瓦斯排放率，可用下式計算：
ki=1-hi/hp
hi—第i個臨近層與開採層之間的垂直距離，m
hp—受開採層採動影響，臨近層能向工作面湧出卸壓瓦斯的岩層破壞範圍m，上臨近層hp取35-60m,故hp取50m。
由於煤層賦存不穩定，將11606工作面附近的j401、j502、j503、檢1號鑽孔煤層厚度平均得到15煤厚度為1.2m，可計算出11606工作面回採時上鄰近煤層的15煤瓦斯湧出量q鄰為9.5m/t。
3、採空區及圍岩瓦斯湧出量
採空區及圍岩中瓦斯湧出量按照工作面總瓦斯湧出量的30%計算，則可以得出採空區及圍岩中瓦斯湧出量為5.69m/t。
11606回採工作面瓦斯湧出量根據q採=q1+q2+q圍計算，則16煤工作面回採時相對瓦斯湧出量預計為24.64m/t。按11606工作面每月生產2.
4萬噸，則工作面絕對瓦斯湧出量為13.4m3/min。
4、工作面煤層瓦斯儲量
根據11606工作面煤炭儲量可由下式計算出該面煤層瓦斯儲量：
q氣= q煤×w×k
q氣—煤層瓦斯儲量，m。
q煤—煤層儲量，t。根據地質部門提供回採說明書，取385886t
w—煤層瓦斯含量，m/t。根據《花秋二礦安全專篇》說明16煤層瓦斯含量為4.45～16.92m3/t，平均11.52m3/t。
k—圍岩瓦斯湧出係數，取1.05。
所以q氣=385886×11.52×1.05=4667677m3
根據計算11606工作面16煤瓦斯儲量為4667677m3
三、抽採系統設計
（二）、抽採方法及鑽場、鑽孔設計
1、穿層條帶鑽孔抽放
11605工作面兩道掘進期間在1103下底抽布置穿層條帶預抽煤層瓦斯鑽孔，孔間距為5*5.7，孔深為50—132公尺。
2、順層抽放
1604工作面區域**結果雖為無煤與瓦斯突出危險區，但為確保11606工作面的安全回採，回採前在11606兩道施工順層鑽孔預抽本煤層瓦斯，工作面長度為150公尺，鑽孔設計在11606軌道順槽施工60公尺，共計213個孔；11606運輸順槽施工90公尺，共計219個孔。鑽孔施工時按排間距5公尺進行施工，施工時採用k4鑽機配套直徑89mm鑽頭進行施工，施工時採用由切眼向外到退式施工，施工完畢後及時進行聯網抽放。（鑽孔布置示意圖見附圖：
11606工作面順層鑽孔布置圖）
3、高位抽放
為更好的治理11606回採期間採空區的瓦斯治理，防止瓦斯超限，設計在11606從切眼向外100公尺處開始在11606軌道順槽每隔100公尺施工1個高位鑽場，回採期間進行高位抽放。根據回採工作面布置情況，設計在11606軌順共布置11個高位鑽場，鑽場布置引數如圖a所示。每個高位鑽場內設計布置8~10個鑽孔，鑽孔終孔位置位於採空區冒落帶與裂隙帶之間，根據16煤的開採厚度1.
6公尺，裂隙帶的高度在10.5公尺至19.5公尺之間，故鑽孔終孔點也要高於工作面頂板10.
5公尺至19.5公尺，施工完鑽孔後，立即封孔聯網抽放。（鑽孔布置詳見附圖六：
11606工作面高位抽放設計圖）
圖a、 11606軌道順槽高位鑽場斷面圖
4、採空區埋管抽放法
在11606工作面的軌道順槽上幫敷設一趟瓦斯抽放管，抽放管路直徑為ф250mm。隨著工作面的推進，瓦斯管道一端逐漸埋入採空區，瓦斯抽放管路每隔一定距離設乙個三通，抽放支管從三通接入採空區，進入採空區的支管採取直徑為ф108mm的鐵皮管，鐵皮管上每隔24公尺布置乙個異徑三通，以利於埋管抽放瓦斯效果。如圖2所示。
（二）、抽放系統設計
1、 地面永久瓦斯抽放系
我礦已經按要求建立滿足瓦斯抽採需求的地面永久瓦斯抽採系統，地面抽放幫浦站安裝抽放幫浦4臺，分別為高低負壓兩套抽放系統，每套抽放系統分別配備兩台水環式真空抽放幫浦，一台日常執行，一台備用。詳細技術引數見下表。
2.11606工作面抽放系統
2.1、抽放管路管徑的選擇
d—瓦斯管內徑，m；
q—瓦斯管中的瓦斯流量，m/min ，
回採工作面的瓦斯抽採流量按下式計算:
q式中 q—預抽期間平均瓦斯抽採量，m3/min；
k—鄰近層和圍岩瓦斯儲量係數，k=1.1；
l1—工作面長度，m；取145m
l2—工作面平均走向長度，m；取950m
m—煤層平均厚度，m；1.6m
γ—煤的視密度，t/m３；1.50t/m
x—煤層瓦斯含量，m3/t；取11.52m/t
η—瓦斯預抽率，％；根據《瓦斯抽採基本指標》要求不低於30%，取44%。
t—預抽時間，年。抽放時間計畫為4個月，即0.3年。
經計算瓦斯管平均流量為11.7m/min 方能滿足抽放需求。
v—瓦斯管中的平均流速，一般取v=5~15m/s，取10m/s。
經測算d=0.16m，即11606軌順兩道抽放管路選型時管路內徑不能低於0.17m方能滿足抽放需求。
2.2、管路摩擦阻力計算
抽採管路的摩擦阻力與管路的流量、長度、內徑等引數相關，其中的管路長度應考慮最不利情況。
h摩—管路的摩擦阻力，pa;
l—管路長度，m; 取2512m；
k—與管徑有關的係數，根據管徑取0.71；
d—瓦斯管內徑，25cm
q—抽採混合量，m/h; 336m/h
γ—混合瓦斯對空氣的密度比，取0.866；
根據計算得出管路摩擦阻力為418.9pa。
綜合考慮，以及根據安全、經濟的原則和管路計算結果。11606工作面抽放管路設計選用ф250mm礦用抗靜電阻燃復合管，該管路抗靜電、阻燃效果好；耐腐蝕性、使用壽命長，且易操作、裝卸轉運方便安全效能好。管路具體鋪設延接線路如下：
軌道順槽：回風井（ф630mm）—11604運順聯絡巷—11606軌道順槽— 11606工作面切眼上口（根據實際情況每隔一定距離加設三通和放水器）。
附加材料道：回風井（ф630mm）—11606附加材料道—11606工作面切眼（根據實際情況每隔一定距離加設三通和放水器）。
401工作面抽採達標評判報告
山西和順天池能源有限責任公司 401工作面 抽採達標評判報告 編制人通防部長 通防副總 總工程師 通防部 2012年2月5日 為紮實推進 通風可靠，抽採達標，監控有效，管理到位 瓦斯綜合治理體系的建設，全面提公升礦井瓦斯治理水平，有效防範和遏制瓦斯事故。為保證401工作面安全生產，科學有效治理礦井瓦...
33071工作面抽採達標評判報告
33071回風順槽 瓦斯尾巷 及進風配巷瓦斯 抽採達標 評判報告 山西沁和能源集團曲堤有限責任公司 2012年2月29日 33071回風順槽 瓦斯尾巷及進風配巷 掘進工作面抽採達標評判報告 為紮實推進 通風可靠，抽採達標，監控有效，管理到位 瓦斯綜合治理體系的建設，全面提公升礦井瓦斯治理水平，有效防...
13202工作面抽採達標評判報告
仟祥煤業有限責任公司 通防科 2012年2月5日 為紮實推進 通風可靠，抽採達標，監控有效，管理到位 瓦斯綜合治理體系的建設，全面提公升礦井瓦斯治理水平，有效防範和遏制瓦斯事故。為保證13202工作面安全生產，科學有效治理礦井瓦斯，根據 煤礦瓦斯抽採達標暫行規定 要求，依據13202工作面抽採達標竣...