1、1汾西矿业集团公司双柳煤矿308 工作面掘进、回采期间瓦斯抽采设计说明书第一章 工作面地质概况一、308 工作面地质概况 308 工作面位于三采区前进方向的北翼，西侧 310 工作面尚未采掘，东侧 306 工作面正在回采。工作面设计走向长度 2094米，可采长度 1567 米，倾斜长度为 201 米。该工作面所采的（3#+4#）合并层属二叠系山西组下段顶部煤层，煤层总厚 2.47-4.0 米，平均厚度 3.6 米；区内煤层稳定，结构复杂，含两层左右黑色泥岩夹矸层，夹矸层厚 0.1-0.3 米，煤层倾角 0-14，平均 6。308 工作面直接顶为深灰色砂质泥岩，厚度约 4.6 米；老顶以细至粉砂
2、岩为主，厚度为 9.34 米，其特征为灰黑色泥岩，性脆局部含沙，节理裂隙发育未充填，半坚硬；直接底为灰黑色砂质泥岩、局部含砂，上部具菱铁质结核，大小不等，半坚硬及坚硬，含植物化石；老底为 K3砂岩，厚度约 9.2 米，浅灰色细粒砂岩，中厚层状，水平层理，层面含云母碎屑及有机质，坚硬，分选中等，具裂隙未充填。附 308 工作面预想煤岩柱状图。 二、掘进方式、采煤方法1、工作面采用综合机械化掘进，运巷和尾巷采用双巷掘进。2、工作面开采方法采用走向长壁式开采，采煤方法为综合机2械化，全部垮落法管理顶板。三、瓦斯来源和通风方式：1、308 工作面掘进期间瓦斯来源：现 308 工作面运巷、尾巷正在掘进过
3、程中，工作面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，透气性极好，不利瓦斯储存。308 工作面在掘进过程中，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 306 工作面掘进期间瓦斯涌出量预计 308 运、尾巷掘进期间瓦斯涌出量可达4.15m3/min，所以按照煤矿安全规程规定，必须进行瓦斯抽放。2、308 工作面回采期间瓦斯来源包括本煤层、围岩和邻近层：（1） 、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 40
4、%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。（2） 、围岩瓦斯涌出：因我矿煤层顶底板多为砂质泥岩，孔隙、裂隙相当发育，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及尾巷，直接影响工作面和上隅角瓦斯浓度，约占总3涌出量的 60%，为主要瓦斯涌出量。（3） 、邻近层瓦斯涌出：下邻近煤层离本开采层距离较大（约 80 余米） ，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，经排瓦斯横贯进入尾巷，影响尾巷内的瓦斯浓度，对工作面无太大影响，一并计入采空
5、区瓦斯涌出量中。3、通风方式：308 工作面采用“ 两进一回”的通风方式，即材巷、运巷进风，尾巷回风。4、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。根据抚顺煤科院测定的数据，矿井现开采的 3+4#煤瓦斯含量为 1.34-6.99ml/g.r,平均为 3.50 ml/g.r。308 工作面参照 306 工作面预计，在正常生产过程中绝对瓦斯涌出量可达 24m3/min，相对瓦斯涌出量 8.64 m3/ t。308 工作面煤炭储量 155.1660 万吨，其瓦斯总储量为 930.996 万立方米。根据矿井生产安排，308 工作面从 1 月份开始掘进到工作面形成系统，预计工
6、作面预抽时间可达 9 个月以上。308 工作面预计布置 794 个本煤层孔，根据实际情况，按照单孔抽放0.03m3/min 计算，预计 9 个月可以抽放瓦斯 77.177 万立方米。根据相邻的 306 工作面抽采情况，308 工作面掘进期间瓦斯4抽采率预计可达到 30%以上，回采期间瓦斯抽采率预计可达到 40%以上，从而保证回采工作面的抽采达标生产。四、瓦斯抽采的可行性和必要性。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=1690.93 m3双柳矿所开采的 3+4#合并层从钻孔瓦
7、斯流量衰减系数和煤层透气性系数来判断属于可抽煤层，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、根据现焦煤总公司的要求，本着“抽采为主，风排与管理并重”的综合治理原则，第一步搞好边采（掘）边抽，解决瓦斯异常涌出和超限，第二步开展区域预抽，实现高瓦斯矿井低瓦斯状态下开采。5第二
8、章 308 工作面抽采设计一、308 尾巷、运巷掘进期间抽采设计1、308 尾巷掘进期间瓦斯抽采设计308 尾巷采用边掘边抽的方法进行瓦斯抽采。因 308 尾巷正在掘进过程中，故根据工作面实际掘进情况进行钻孔参数的设计。抽采钻孔布置在 308 尾巷前进方向左帮，钻孔从工作面开口 30米处依次往里（沿煤层倾向）布置，钻孔随着工作面的向前掘进逐步施工,且工作面迎头与临近的钻孔间距不得超过 80 米。钻孔间距为 6 米，钻孔开孔使用 89mm 的钻头，打 8 米后换用 73mm钻头，孔径 75mm。抽采瓦斯管路布置在 308 尾巷前进方向左帮，吊挂在距顶第一排锚杆上，瓦斯管路高度保持在 1.8m2m
9、 之间。现将 308 尾巷钻孔参数列出如下，在施工过程中可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整：钻 孔编 号方位角（）倾角（）钻孔间距（m）孔高（m）孔深（m）1#-8# 270 -2距巷道开口 30米间距 6 米1.5 10069#-23# 270 -3 6 1.5 10024#-42# 270 -2 6 1.5 10043#-49# 270 -3 6 1.5 10050#-57# 270 -5.5 6 1.5 10058#-67# 270 -6 6 1.5 10068#-76# 270 -7 6 1.5 10077#-83# 270 -6 6 1.5 10084#-206# 270 -7
10、6 1.5 100207#-223# 270 -6 6 1.5 100224#-233# 270 -7 6 1.5 100234#-236# 270 -6 6 1.5 100237#-246# 270 -6.5 6 1.5 100247#-249# 270 -6 6 1.5 100250#-254# 270 -6.5 6 1.5 100255#-261# 270 -6 6 1.5 100262#-263# 270 -6.5 6 1.5 100264#-269# 270 -6 6 1.5 100270#-271# 270 -6.5 6 1.5 100272#-274# 270 -6 6 1.5
11、100275#-277# 270 -6.5 6 1.5 100278#-295# 270 -6 6 1.5 1007296#-305# 270 -6 6 1.5 100306#-311# 270 -7 6 1.5 100312#-316# 270 -8 6 1.5 100317#-323# 270 -9 6 1.5 100324#-327# 270 -10 6 1.5 100328#-344# 270 -9 6 1.5 1002、308 运巷掘进期间瓦斯抽采设计308 运巷采用边掘边抽的方法进行瓦斯抽采。因 308 运巷正在掘进过程中，故根据工作面实际掘进情况进行钻孔参数的设计。抽采钻孔布置在
12、 308 运巷前进方向右帮，钻孔从巷道口开口 30米依次往里（沿煤层倾向）布置，钻孔随着工作面的向前掘进逐步施工,且工作面迎头与相近的钻孔间距不得超过 50 米。钻孔间距为 6 米，钻孔开孔使用 89mm 的钻头，打 8 米后换用 73mm 钻头，孔径 75mm。抽采瓦斯管路布置在 308 运巷前进右帮，瓦斯管路高度为1.1 米。为提高工作面抽采效果，根据实际情况经研究决定将 308 运巷预抽钻孔分为两段进行施工，其中至切割巷 300 米范围内的钻孔间距设计为 3 米，其余的均为 6 米。根据地测科现提供的地质说明书，钻孔从停采线依次往工作面编号，由于地面向下施工366 号钻孔，钻孔误差范围半
13、径为 50 米，钻孔已进入奥陶系灰岩，8366 号钻孔误差范围在 308 运巷 500-600 米范围内，钻孔在工作面倾斜长度 100 米处，如果按 308 抽放设计打钻，308 运巷此段本煤层钻孔深度为 90 米，就打进了 366 号钻孔，导致水灾事故发生，所以 308 运巷 80-96 号钻孔深度为 50 米。现将 308 运巷内钻孔参数列出如下，在施工过程中可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整：钻 孔编 号方位角（）倾角（）钻孔间距（m）孔高（m）孔深（m）1#-14# 90 2 距巷道开口 30米间距 6 米1.5 9015#-17# 90 1 6 1.5 9018#-27# 90
14、2.5 6 1.5 9028#-33# 90 4 6 1.5 9034#-48# 90 5 6 1.5 9049#-60# 90 6 6 1.5 9061#-68# 90 5 6 1.5 9069#-79# 90 4 6 1.5 9080#-96# 90 4 6 1.5 5097#-103 90 4 6 1.5 90104#-193# 90 5 6 1.5 90194#-220# 90 4 6 1.5 90221#-252# 90 5 6 1.5 909253#-264# 90 6.5 6 1.5 90265#-276# 90 8 6 1.5 90278#-298# 90 9 6 1.5 90
15、299#-300# 90 8 6 1.5 90300#-320# 90 7.5 3 1.5 90321#-369# 90 6.5 3 1.5 90370#-375# 90 8 3 1.5 90376#-394# 90 9 3 1.5 90395#-400# 90 8 3 1.5 903、308 运巷掘进期间，如果巷道内瓦斯涌出量增大，采用本煤层抽采无法解决瓦斯问题时，增加煤体钻场钻孔抽采方法，提高工作面抽采率。煤体钻场抽采设计方案如下：（1） 、钻场布置：1） 、采用矩形钻场，规格为：长宽高=4m3m3.2m。2） 、钻场沿煤层顶底板布置。3） 、钻场采用锚杆支护，根据实际情况必要时加锚索支护
16、。4） 、钻场位置：308 运巷左帮从距巷道口约 270 米处施工第一个钻场，停采线外每隔 75 米布置一个钻场，停采线往里每隔 60 米布置一个钻10场，总计 29 个钻场。钻场的具体位置根据顶板情况技术科会同通风区可以做适当调整，钻场位置选择在顶板完好的地段。（2） 、钻孔布置：1） 、每个钻场各布置三个钻孔，钻孔从外往里依次编号，设计钻孔参数如下：项目孔号 方位角() 仰角()孔高(m)孔径(mm)钻孔间距(m)停采线外孔深(m)停采线里孔深(m)1 355根据煤层倾向适时确定1.5 75距煤帮1.585 752 351根据煤层倾向适时确定1.5 75 0.5 86 763 346根据煤
17、层倾向适时确定1.5 75 0.5 87 772） 、在钻场施工前，施工单位负责人要与地测科及时联系，现场观察，准确定位钻孔的方位角、倾角，防止出现误差。3） 、钻机施工采用 KHYDI55 型岩石电钻和 42mm 钻杆。（3） 、钻场及钻孔的施工滞后工作面不得超过 50 米。（4） 、本设计主要解决掘进期间的瓦斯问题，只做为 308 运巷掘进期间瓦斯抽采补充设计，其它本煤层、顶板裂隙孔的设计及钻孔施工、抽放等安全措施执行308 工作面掘进、回采期间11瓦斯抽采设计 。（5） 、附：308 运巷煤体钻场钻孔布置示意图。二、308 工作面回采期间抽采设计308 工作面回采期间采用尾巷顶板钻孔和本
18、煤层钻孔进行抽采。308 材巷（现 306 尾巷）本煤层钻孔在 306 工作面回采完毕后，方可进行钻孔的施工工作，运巷本煤层钻孔在掘进过程中全部施工完毕，尾巷顶板钻孔在尾巷掘进完毕后进行施工。1、材巷本煤层抽采钻孔设计308 材巷（现 306 尾巷）本煤层钻孔布置在 308 材巷前进方向的左帮，从 308 材巷停采线依次往里（沿煤层倾向）布置。本煤层钻孔开孔 8 米用 89mm 钻头施工，后换用 73mm 钻头，孔径 75mm，钻孔间距 6 米。材巷本煤层抽采钻孔先进行抽采，然后再进行注水，以提高钻孔利用率。为提高工作面抽采效果，根据实际情况经研究决定将 308 材巷预抽钻孔分为两段进行施工，
19、其中至切割巷 300 米范围内的钻孔间距设计为 3 米，其余的均为 6 米。根据地测科现提供的地质说明书，钻孔从停采线依次往工作面编号，钻孔设计参数列出如下：在施工过程中可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整：钻 孔编 号方位角（）倾角（）钻孔间距（m）孔高（m）孔深（m）121#-9# 270 -2距巷道开口 30米间距 6 米1.5 10010# 270 0 6 1.5 10011#-18# 270 -1 6 1.5 10019#-29# 270 -2 6 1.5 10030#-62# 270 -3 6 1.5 10063#-92# 270 -2 6 1.5 10093#-101# 270
20、 -1 6 1.5 100102#-104# 270 -2 6 1.5 100105#-107# 270 -3.5 6 1.5 100108#-109# 270 -4.5 6 1.5 100110#-141# 270 -6 6 1.5 100142#-155# 270 -4.5 6 1.5 100156#-168# 270 -3.5 6 1.5 100169#-193# 270 -4.5 6 1.5 100194#-206# 270 -3.5 6 1.5 100207#-229# 270 -2 6 1.5 100230#-243# 270 -3.5 6 1.5 100244#-254# 270
21、 -4.5 6 1.5 100255#-267# 270 -6 6 1.5 100268#-274# 270 -7 6 1.5 10013275#-277# 270 -8 6 1.5 100278#-282# 270 -7 6 1.5 100283#-284# 270 -8 6 1.5 100285#-289# 270 -7 6 1.5 100290#-296# 270 -8 6 1.5 100296#-299# 270 -8 3 1.5 100300#-314# 270 -9 3 1.5 100315#-335# 270 -8 3 1.5 100336#-384# 270 -7 3 1.5
22、100385#-389# 270 -8 3 1.5 100390#-394# 270 -9 3 1.5 1002、尾巷裂隙带抽采钻孔设计尾巷抽采利用在尾巷施工顶板钻孔对工作面裂隙带瓦斯进行抽采。尾巷钻孔布置在尾巷前进方向的右帮，钻孔从停采线依次往工作面布置，每隔 6 米布置一个钻孔，钻孔终孔高度控制在23-30 米左右，钻孔深入工作面煤壁 20 米（具体如附图所示） ，孔高 1.6 米，开孔使用 127mm 钻头，打 5 米后换用 89mm 钻头，孔径 91mm。根据地测科现提供的地质说明书，钻孔从停采线往工作面依次编号，在尾巷距切割巷 40 米范围内施工高、低位顶板钻孔，提高工作面初采期间的
23、抽采效果，保证安全生产，这部分钻孔在尾巷施工完毕后根据工作面实际煤层倾角进行设计。现将尾巷内14其余顶板钻孔的设计参数列出如下：在施工过程中可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整：钻 孔编 号方位角（）倾角（）钻孔间距（m）孔高（m）孔深（m）1#-54# 90 26 距停采线 6 米 1.6 6355#-95# 90 24 6 1.6 6396#-126# 90 26 6 1.6 63127#-220# 90 24 6 1.6 63221#-230# 90 26 6 1.6 63231#-233# 90 24 6 1.6 63234#-238# 90 22 6 1.6 63239#-243#
24、 90 20 6 1.6 63244#-253# 90 22 6 1.6 63三、区域预抽设计方案 308 尾巷在巷道掘进到位，所有大型设备撤出后，开始施工区域抽采钻孔，抽采钻孔布置在 308 尾巷前进方向左帮，钻孔从工作面开口 33 米处依次往里（沿煤层倾向）布置，钻孔间距为6 米，与 308 尾巷掘进期间钻孔间距保持 3 米间距。钻孔施工工艺：1、第一次开钻：采用 96mmPDC 钻头钻至 10 米，退钻换153mmPDC 扩孔钻头扩至 5 米退钻，下入 5 米长的 133mm 护孔管，用聚氨酯固定。152、第二次开钻：采用 96mmPDC 钻头+孔底马达 + 下无磁钻杆 + 随钻测量仪器
25、 + 上无磁钻杆 +73mm 通缆钻杆钻具组合，开始正常定向钻进。3、正常定向钻进时，每施工 6 米对孔底进行一次参数测定，根据测定的参数和已掌握的现场实际地质情况，调整钻进方向，力求钻孔按照设计轨迹和要求钻进。钻孔设计参数：现将 308 尾巷区域抽采钻孔参数列出如下，在施工过程中可根据工作面实际情况对钻孔参数进行调整：钻 孔 编 号 方位角（）倾角（）钻孔间距（m）孔高（m）孔深（m）补 1#-补 8# 270 -2距巷道开口 33米间距 6 米1.5 500补 9#-补 23# 270 -3 6 1.5 500补 24#-补 42# 270 -2 6 1.5 500补 43#-补 49#
26、270 -3 6 1.5 500补 50#-补 57# 270 -5.5 6 1.5 500补 58#-补 67# 270 -6 6 1.5 500补 68#-补 76# 270 -7 6 1.5 500补 77#-补 83# 270 -6 6 1.5 500补 84#-补 206# 270 -7 6 1.5 500补 207#-补 223# 270 -6 6 1.5 50016补 224#-补 233# 270 -7 6 1.5 500补 234#-补 236# 270 -6 6 1.5 500补 237#-补 246# 270 -6.5 6 1.5 500补 247#-补 249# 270
27、 -6 6 1.5 500补 250#-补 254# 270 -6.5 6 1.5 500补 255#-补 261# 270 -6 6 1.5 500补 262#-补 263# 270 -6.5 6 1.5 500补 264#-补 269# 270 -6 6 1.5 500补 270#-补 271# 270 -6.5 6 1.5 500补 272#-补 274# 270 -6 6 1.5 500补 275#-补 277# 270 -6.5 6 1.5 500补 278#-补 295# 270 -6 6 1.5 500补 296#-补 305# 270 -6 6 1.5 500补 306#-补
28、311# 270 -7 6 1.5 500补 312#-补 316# 270 -8 6 1.5 500补 317#-补 323# 270 -9 6 1.5 500补 324#-补 327# 270 -10 6 1.5 500补 328#-补 343# 270 -9 6 1.5 500四、抽采方法及管路敷设308 工作面瓦斯抽采由两台 2BEC72-1BG3 型水环真空泵及配套设施构成。308 尾巷抽采管路敷设为：地面抽采泵抽排钻孔钻孔下17口三采回风巷三采辅助回风巷308 尾巷回风立眼308 尾巷308 运巷抽采管路敷设为：地面抽采泵抽排钻孔钻孔下口三采回风巷三采辅助回风巷308 运巷回风立眼
29、308运巷308 材巷（现 306 尾巷）抽采管路敷设为：地面抽采泵抽排钻孔钻孔下口三采回风巷308 材联巷（现 306 尾联巷）308 材巷（现 306 尾巷） 。308 尾巷掘进期间先铺设一趟 300mm 钢骨架复合管进行本煤层钻孔的抽采工作（同时进行区域预抽钻孔的抽采工作） ，在尾巷掘进完毕后再铺设一趟 300mm 进行回采期间顶板裂隙带钻孔的抽采工作；308 运巷铺设一趟 300mm 钢骨架复合管；308材巷（现 306 尾巷）使用 300mm 的钢骨架复合管。掘进期间，308 运、尾巷管路与三采回风巷内 800mm 的主瓦斯抽采管路联接利用高浓度抽采系统进行掘进工作面的瓦斯抽采工作。
30、回采期间 308 运、材，尾巷管路与三采回风巷内800mm 的瓦斯抽采管路连接利用高浓度抽采系统进行工作面的瓦斯抽采工作。管路安装完毕后，投入运行前必须进行气密性试验，并写出书面报告，要求静压力大于 30kpa 时，千米漏气量不大于 3m3/min 方为合格。五、抽采负压计算1、308 尾巷本煤层钻孔抽采负压计算（掘进期间）18（1） 、主管路的摩擦阻力计算：H 摩 =9.81LQ2/Kd 5 PaH 摩 =管路的摩擦阻力 Pa 混合瓦斯对空气的密度比；=10.446C/100C管路内瓦斯浓度值；取 40（估计值）k系数，根据管径由表查出 d管路直径（内径） ； L管路的总长度； Q某段管路混
31、合瓦斯流量； 抽采主管路流量为 10200m3/h。H 摩 =9.818000.822102002/0.71805=0.29KPaH 局 =20H 摩 =200.29=0.058KPaH 总 =H 摩 H 局 =0.35KPa（2） 、尾巷支管路的摩擦阻力计算：H 摩 =9.81LQ2/Kd 5 Pa估计支管路流量为 2295m3/h。H 摩 =9.8123500.82222952/0.71305=5.79KPaH 局 =20H 摩 =205.79=1.16KPaH 总 =H 摩 H 局 =6.95KPa（3） 、抽采负压计算：根据郭家山抽采系统运行负压为 58.6KPa钻孔抽采负压=58.6
32、-0.35-6.95=51.3KPa192、308 尾巷裂隙带钻孔抽采负压计算（回采期间）（1） 、主管路的摩擦阻力计算：H 摩 =9.81LQ2/Kd 5 PaH 摩 =管路的摩擦阻力 Pa 混合瓦斯对空气的密度比；=10.446C/100C管路内瓦斯浓度值；取 40（估计值）k系数，根据管径由表查出 0.822；d管路直径（内径） ； L管路的总长度； Q某段管路混合瓦斯流量；m 3/h抽采主管路流量为 10200m3/h。H 摩 =9.818000.822102002/0.71805=0.29KPaH 局 =20H 摩 =200.29=0.058KPaH 总 =H 摩 H 局 =0.35
33、KPa（2） 、尾巷支管路的摩擦阻力计算：H 摩 =9.81LQ2/Kd 5 Pa估计支管路流量为 2373m3/h。H 摩 =9.8123500.82223732/0.71305=6.07KPaH 局 =20H 摩 =206.07=1.21KPaH 总 =H 摩 H 局 =7.28KPa（3） 、抽采负压计算：根据郭家山抽采系统设运行负压为 58.6KPa20钻孔抽采负压=58.6-0.35-7.28=50.97KPa3、308 运巷抽采负压计算（1） 、主管路的摩擦阻力计算：H 摩 =9.81LQ2/Kd 5 PaH 摩 =管路的摩擦阻力 Pa 混合瓦斯对空气的密度比；=10.446C/1
34、00C管路内瓦斯浓度值；取 40（估计值）k系数，根据管径由表查出 0.822；d管路直径（内径） ； L管路的总长度； Q某段管路混合瓦斯流量；m 3/h抽采主管路流量为 10200m3/h。H 摩 =9.818000.822102002/0.71805=0.29KPaH 局 =20H 摩 =200.29=0.058KPaH 总 =H 摩 H 局 =0.35KPa（2） 、运巷支管路的摩擦阻力计算：H 摩 =9.81LQ2/Kd 5 Pa估计支管路流量为 2295m3/h。H 摩 =9.8123500.82222952/0.71305=5.79KPaH 局 =20H 摩 =205.79=1.
35、16KPaH 总 =H 摩 H 局 =6.95KPa（3） 、抽采负压计算：21根据郭家山抽采系统运行负压为 58.6KPa钻孔抽采负压=58.6-0.35-5.95=51.3KPa4、308 材巷（现 306 尾巷）抽采负压计算（1） 、主管路的摩擦阻力计算：H 摩 =9.81LQ2/Kd 5 PaH 摩 =管路的摩擦阻力 Pa 混合瓦斯对空气的密度比；=10.446C/100C管路内瓦斯浓度值；取 40（估计值）k系数，根据管径由表查出 0.822；d管路直径（内径） ； cmL管路的总长度； mQ某段管路混合瓦斯流量；m 3/h抽采主管路流量为 10200m3/h。H 摩 =9.8190
36、00.822102002/0.71805=0.32KPaH 局 =20H 摩 =200.32=0.16KPaH 总 =H 摩 H 局 =0.48KPa（2） 、材巷支管路的摩擦阻力计算：H 摩 =9.81LQ2/Kd 5 Pa估计支管路流量为 1325m3/h。H 摩 =9.8123500.82213252/0.71305=1.93KPaH 局 =20H 摩 =201.93=0.386KPaH 总 =H 摩 H 局 =2.31KPa22（3） 、抽采负压计算：根据郭家山抽采系统运行负压为 58.6KPa钻孔抽采负压=58.6-0.16-2.31=56.13KPa六、抽采钻孔封孔设计每施工完一个
37、钻孔后，立即进行封孔，封孔方法采用聚氨脂封孔法，封孔长度岩孔 5m，煤孔 8m，封孔前应将孔内积水、岩屑清理干净，以保证封孔质量，封孔工艺如下：1、封孔采用专用的 PE 封孔管。2、准备好封孔使用的毛巾布（要求宽度大于 0.5m） 、砂浆及聚氨脂等。3、采用气动注浆泵进行钻孔的封孔工作。3、在封孔管的末端和孔口处各使用毛巾布和配制好的聚氨脂药剂进行封堵，在孔口的毛巾布中裹入一根 4 分钢管，在孔口和封孔管末端的聚氨脂发泡后，方可使用封孔泵通过孔口的 4 分钢管对钻孔进行封孔。4、封孔时孔口管外露 150mm 即可。5、每施工完一个钻孔立即封孔，并接入抽采系统。钻孔连接方法如附图所示。 23第三
38、章 瓦斯抽采设备一、抽采设备的选择抽采设备使用 2BEC72-1BG3 型水环式真空泵，最大抽气量365m3/min，安装三台；电机型号 YB 系列，功率 400KW；二、308 工作面掘进、回采期间钻探设备钻机选用 SGZ-B、300 钻机 4 台，KHYD155DIAB 岩石电钻 4台。抽采干管选用 800mm 钢骨架复合管，308 尾巷和 308 运巷掘进工作面抽采支管路选择 300mm 钢骨架复合管 4500 米，且要求管路随着工作面的向前推进逐步延接。回采前，在 306 材巷铺设 300mm 钢骨架复合管 2200 米，306 尾巷再铺设一趟 300mm 钢骨架复合管 2250 米。
39、钻探设备：50mm1.5m 钻杆 422 根2450mm 送水器 16 个50mm 接手 422 个73 三翼钻头（无岩芯） 16 个89 三翼 钻头（无岩芯） 8 个73 取芯钻头 8 个89 芯钻头 4 个89 岩芯管 0.3m 4 根89 岩芯管 2.5m 4 根73 岩芯管 0.3m 4 根73 岩芯管 2.5m 4 根89 螺丝头 4 个50 变 89 变头 8 个50 变 73 变头 8 个三、308 工作面区域预抽期间钻探设备主要设备为 ZDY-6000LD 井下定向钻机，它主要包括钻机系统、钻具组合和随钻定向系统，具体如下： 1钻机系统施工所用钻机采用西安煤炭科学研究院钻探研究
40、所研制生产的 ZDY-6000LD 履带式全液压钻机。该钻机具有搬迁方便、转速调节范围宽、扭矩大、结构合理、技术性能先进、工艺适应性强、操作省力、安全可靠等优点。主要用于煤矿井下地质勘探孔、抽放瓦斯孔、注水孔等。其主要技术参数见表 1。表 1 ZDY-6000LD 型钻机主要技术参数一览表最大额定转矩 /N.m 600025主轴制动扭矩 /N.m 1000额定转速 /r/min 5250最大给进/起拔力 /kN 210主轴倾角 -10o20o电动机功率 /kW 75行走速度 /km/h 05最大爬坡能力 202钻具组合(1) 钻杆钻具组合有两种钻杆：第一种是 73mm 中心通缆钻杆。第二种是
41、73mm 无磁钻杆，材料选用无磁性的铍铜。主要用于钻孔测斜时放置测量仪器，以避免普通钢性钻杆对测量方位角造成的干扰，保证测量数据准确。(2) 螺杆马达螺杆钻具主要由旁通阀、螺杆马达（定子、转子）总成、万向轴总成、传动轴总成四大部分组成。(3) 钻头第一种是 96mm 平底烧结胎体式金刚石复合片钻头。主孔及支孔最后成孔孔径均为 96mm。第二种是 113mm 四翼刮刀金刚石复合片钻头。试验中主要利用此钻头进行扩孔。第三种是 153mm 扩孔钻头，由于试验区煤层瓦斯大，为预防瓦斯喷孔现象发生，所以在钻进过程中必须安装封孔装置，以便钻进的同时进行抽放瓦斯，此钻头主要用于在开孔时扩孔，以便安装孔口装置
42、。(4) YHD1-1000 随钻测量系统YHD1-1000 型随钻测量系统主要用于近水平定向钻孔施工过程中的随钻监测，可随钻测量钻孔倾角、方位、工具面等主要参26数，同时可实现钻孔参数、轨迹的即时孔口显示，便于施钻人员随时了解钻孔施工情况，并及时调整工具面方向和工艺参数，使钻孔尽可能的按照设计的轨迹延伸。四、瓦斯抽采管路的附属装置1、阀门：在瓦斯抽采管路（干管、支管）上和每个抽采钻孔管路上，均需安设阀门，主要用于调节和控制各个抽采地点的抽采负压，瓦斯浓度，抽采量等，同时修理和更换瓦斯管时可关闭阀门切断回路。在尾巷支管路和每个抽采的钻孔上安设阀门，308 尾巷需 12 吋阀门 1 个，2 吋阀
43、门 597 个；308 材巷需 12 吋阀门 1 个，2 吋阀门 394 个，308 运巷需 12 吋阀门 1 个，2 吋阀门401 个。 2、放水器：在抽采管路每一最低点各设一个放水器。3、计量装置：瓦斯流量、负压、浓度等参数采用 CJZ70 瓦斯抽放综合参数测定仪测定。2 吋孔板流量计 1734 个12 吋孔板流量计 3 个自动负压放水器 30 个CJZ70 瓦斯抽放综合参数测定仪 2台 五、瓦斯泵房附属设备抽采泵房的主体设备为 2BEC72-1BG3 型水环真空泵三台，真空泵配套电机、气水分离器、管路、控制阀门和循环管等，主要附属设备有正负压自动放水器、防爆防回火装置、放空管、冷却27循
44、环水泵，泵站监测系统和避雷装置等。抽放泵房内应安装用于测定管道内气体温度、流量、瓦斯浓度、负压和泵房内瓦斯浓度的监测传感器。根据抽采泵耗水量（0.78m 3/min）并考虑其它用水量，设计泵站水池容水量 50m3。为防止冬季管路冻裂，管路要做防冻处理，泵房要有采暖设备。28第四章 抽采参数考察一、监测掘进工作面瓦斯浓度及单孔抽采瓦斯浓度变化情况；二、抽采对掘进工作面瓦斯涌出量的有效影响范围及程度；三、钻孔抽采总量考察；四、确定单孔抽采瓦斯量及合理的钻孔施工参数；五、考察单孔瓦斯流量的增减规律；六、考察不同抽采负压下瓦斯流量和浓度变化规律；七、考察单孔的有效抽采半径随抽采负压变化的关系。八、考察
45、区域预抽钻孔的抽采效果。29第五章 抽采的安全技术管理措施一、打钻钻孔施工安全技术措施：1、打钻地点必须悬挂甲烷监测传感器或便携式甲烷检测报警仪。2、开始打钻时首先检查工作地点巷道，顶底板及煤帮情况，随时检测瓦斯浓度，当瓦斯浓度超过 0.7%时，立即停止打钻，并汇报通风调度，待处理后方可打钻。3、钻机运输时，必须捆绑牢固，运输中严格遵守煤矿安全规程的规定。4、装卸车时，现场人员相互协调，互相照应，由跟班领导统一指挥。5、钻机移动时，禁止无关人员在钻机附近逗留。6、打钻人员必须经过正规培训，考试合格持证上岗。7、打钻供电线路保护装置，保证性能完好，杜绝失爆。8、抽采钻孔定位、角度吊挂，必须由专业
46、人员准确完成。9、钻孔施工中如遇有水或瓦斯大量涌出，要立即停机，切断电源，撤出人员，汇报调度，听候指挥。10、打钻附近必须安设电话，便于联系。11、钻孔施工完毕后，派专人对钻孔进行验收，钻孔深度误差不得大于，角度误差不得大于。区域预抽钻孔施工安全技术措施：301、施工人员必须认真学习煤矿安全规程 、 操作规程和本抽放设计。2、施工人员必须按照设计参数进行施工，方位、倾角误差1。3、施工地点 10m 范围内必须保持清洁，巷道无片帮冒顶现象，发现不安全预兆必须及时维修。4、钻机必须安装平稳、牢固，钻进过程中钻机后方严禁站人，以免发生意外。5、施工高仰角钻孔过程中，装卸钻杆时，必须将夹持器卡牢，以防
47、钻杆下滑伤人；6、所有电器设备必须完好，班班有专人检查，严禁失爆及失爆作业。7、过程中，如发生钻孔喷气、喷水、喷煤等异常现象时，必须立即停电、撤人，不准提钻，并立即向矿调度、通风调度及队领导汇报。8、施工时，作业人员必须集中精力，配合得当，由跟班干部统一指挥。9、所有施工人员必须认真学习ZDY6000LD 型井下定向抽放钻机操作规程 。10、如果遇到钻孔过断层时，根据第一个钻孔探测到的断层情况，及时调整钻孔轨迹。11、如果施工过程中钻遇底板炭质泥岩，立即停钻后撤，根据钻孔方位、倾角调整工具面，使钻孔轨迹沿煤层延伸。12、过褶皱时，根据钻机施工能力，适当穿岩层。13、钻机施工必须制定专门的安全技术措施。二、管路安装抽采管路必须严格按标准进行吊挂,由总工程师组织有关单位进行验收,在合格后方可投入使用。
