五宮煤礦2012年度瓦斯抽放計(jì)劃

目 錄
一、概述
1、礦井概述-------------------------------------------------------------------04
2、編制依據(jù)-------------------------------------------------------------------04
3、井田地質(zhì)構(gòu)造情況-------------------------------------------------------04
5、煤層賦存及瓦斯情況----------------------------------------------------05
6、采區(qū)布置及采煤方法----------------------------------------------------05
7、采區(qū)通風(fēng)與瓦斯抽采情況----------------------------------------------06
二、瓦斯抽采方法
1、煤層瓦斯抽放方法選擇遵循原則-------------------------------------07
2、抽放方法的選擇----------------------------------------------------------07
3、計(jì)劃抽放量----------------------------------------------------------------09
4、工程量概算----------------------------------------------------------------09
5、抽放鉆孔封孔工藝及技術(shù)參數(shù)----------------------------------------10
6、抽放鉆孔施工設(shè)備配備-------------------------------------------------14
7、瓦斯抽放鉆孔施工記錄-------------------------------------------------15
8、結(jié)論-------------------------------------------------------------------------16
9、附圖-------------------------------------------------------------------------16
　　1）.+763m水平東翼SA5煤層掘前預(yù)抽瓦斯鉆孔布置圖（1-1）
2）.+763m水平東翼SA3煤層掘前預(yù)抽瓦斯鉆孔布置圖（1-2）
　　3）.+763m水平東翼SA5煤層聯(lián)絡(luò)巷瓦斯抽放鉆孔布置圖（2-1）
　　4）.+763m水平東翼SA3煤層聯(lián)絡(luò)巷瓦斯抽放鉆孔布置圖（2-2）
　　5）.+763m水平東翼SA5煤層瓦斯抽放措施補(bǔ)充鉆孔布置圖（3-1）
　　6）.+763m水平東翼SA3煤層瓦斯抽放措施補(bǔ)充鉆孔布置圖（3-2）
　　

概述
一、礦井概況
　　　新疆五宮煤業(yè)有限公司阜康市五宮煤礦（以下簡(jiǎn)稱“五宮煤礦“）位于新疆阜康市東南約20km，距烏魯木齊市約84km，行政區(qū)劃屬新疆維吾爾自治區(qū)昌吉回族自治州阜康市九運(yùn)街鎮(zhèn)管轄。
　　　五宮煤礦始建于1958年，至今已有55年歷史。該礦井煤質(zhì)以特低灰、特低硫、特低磷的肥煤、肥氣煤為主，為優(yōu)質(zhì)的配焦用煤，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為15萬t/a，礦井相對(duì)瓦斯涌出量為71.08m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為20.56m3/min，礦井瓦斯等級(jí)為高瓦斯礦井。根據(jù)采掘計(jì)劃，礦井近期準(zhǔn)備回采+806m水平東翼SA5煤層，開拓+806m水平東翼SA3煤層。
二、編制依據(jù)
　　　1、《礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(MT95018-96),中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部.
　　　2、《礦井抽放瓦斯管理規(guī)范》,中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部.
　　　3、《煤礦安全規(guī)程》,國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.
　　　4、《防治煤與瓦斯突出細(xì)則》,中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部.
　　　5、《煤礦瓦斯災(zāi)害防治及利用技術(shù)手冊(cè)》相關(guān)要求.
　　　6、五宮煤礦2012年度采掘計(jì)劃.
三、井田地質(zhì)構(gòu)造情況
　　　礦區(qū)構(gòu)造主要由阜康大背斜和破壞背斜北翼的F4斷層組成，屬天山巨型緯向構(gòu)造體系。
　　　1、阜康背斜
　　　背斜西起榆樹溝，向東被F4斷層切割于五宮河一帶，東西長(zhǎng)約20km。背斜向西傾伏，五宮礦位于阜康背斜中段，背斜兩翼不對(duì)稱，軸向向南傾斜，兩翼地層陡立，并局部發(fā)生倒轉(zhuǎn)。背斜南翼：西部?jī)A角70～80°，東部為82～85°；背斜北翼：西部為88～90°，東部倒轉(zhuǎn)至80～85°。
　　　2、斷裂
　　　井田主干斷裂F4：系一區(qū)域性走向逆斷層，走向NE-SW60-70°,傾向SE，傾角73～75°，斷距在300m以上，對(duì)井田東部背斜北翼煤層有一定程度的破壞。
井田東西邊界斷層有：F7逆斷層，走向NW-SE30-40°,傾向NE，傾角約75°，平移斷距約70m。
井田內(nèi)部斷裂有f1、f2、f3、f4，斷層走向約為NW-SE40-60°,傾向NE，傾角45～75°，全部為逆斷層，平面錯(cuò)動(dòng)，上盤向南，下盤向北，斷距15～25m。
四、煤層賦存及瓦斯情況
　　井田內(nèi)含煤地層為下侏羅統(tǒng)八道灣組（J1b），含煤地層總厚度380～420m，共含煤11層，自下而上編號(hào)A1～A10,可采煤層有NA1、NA2、NA3、NA4、NA5、SA1+2、SA3、SA4、SA5、SA7、SA8+9等11層，可采總厚度114.84m。本年度瓦斯抽放計(jì)劃針對(duì)SA5煤層及SA3煤層，SA5煤層厚度為14m，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傾角72～79°，設(shè)計(jì)擬采用“水平分段懸移頂梁液壓支架炮采放頂煤采煤方法”。
　　　礦井于2006年5月對(duì)礦井瓦斯等級(jí)進(jìn)行鑒定＋763m水平礦井最大瓦斯涌出量71.08m3/t其中抽放量為31.11m3/t，根據(jù)2009年煤礦的瓦斯等級(jí)鑒定，礦井的相對(duì)瓦斯涌出量為71.08m³/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為20.56m³/min，確定該礦井為高瓦斯礦井。根據(jù)國(guó)家煤礦安全監(jiān)察部門的相關(guān)要求，我礦于2010年9月安裝了地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)。
五、采區(qū)布置及采煤方法
　　　井田平均走向長(zhǎng)度2200m，共劃分三個(gè)采區(qū)。
　　　以混合提升立井井筒及工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱線東側(cè)向西至f1斷層劃分為一采區(qū)，采區(qū)平均走向長(zhǎng)度1120m。
　　　混合提升立井井筒及工業(yè)場(chǎng)地保護(hù)煤柱線東側(cè)向東至井田東部邊界（F8斷層）劃分為二采區(qū)，采區(qū)平均走向長(zhǎng)度520m 。
　　　f1斷層向西至井田西部邊界（F7斷層）劃分為三采區(qū)，采區(qū)平均走向長(zhǎng)度680m。
　　　采區(qū)開采順序?yàn)橐?、二、三采區(qū)的順序開采，煤層開采順序?yàn)樽陨隙孪炔杀承蹦弦砻簩樱蟛杀承北币砻簩印?br /> 　　　五宮煤礦近年來開采SA5煤層，一直采用走向短壁水平分段懸移頂梁液壓支架放頂煤爆破落煤采煤法。工作面長(zhǎng)度為開采煤層的厚度。
　　　該采煤方法為沿煤層頂板布置工作面運(yùn)輸順槽及底板布置工作面軌道順槽，水平分段布置回采工作面。工作面支護(hù)采用XDY—1TY型懸移頂梁液壓支架，工作面端頭支護(hù)采用π型鋼梁配單體液壓支柱。工作面運(yùn)輸選用1臺(tái)SGB—420/22型刮板輸送機(jī)運(yùn)煤，采煤選用ZMS—1.2A煤電鉆打眼，爆破落煤，工作面采高2.0m，開幫高度2.2m，放頂煤高度8m，工作面長(zhǎng)度14m，一日1個(gè)循環(huán)，循環(huán)進(jìn)度1.4m。工作面端頭支護(hù)采用π型鋼梁配單體液壓支柱，一梁四柱。
　　　五宮煤礦由于過去礦井投入不足，安全設(shè)施、工程欠帳很多，2008年3月企業(yè)改制以來， 一直從事整改工作，沒有進(jìn)行采煤工作。
六、采區(qū)通風(fēng)與瓦斯抽采情況
　　　+806m水平東翼SA5煤層采煤工作面的通風(fēng)方法為負(fù)壓通風(fēng)，通風(fēng)方式為“U”型通風(fēng)，回采工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為526m³/min.目前+806m水平至+820m水平東翼SA5煤層已于2010年9月份開始進(jìn)行瓦斯抽放至今，已抽瓦斯量1485690m³，殘余瓦斯儲(chǔ)量454310m³，抽采瓦斯?jié)舛绕骄鶠?3.2%，瓦斯抽放率為76.58%.
瓦斯抽采方法
一、煤層瓦斯抽放方法選擇遵循原則
　　　五宮煤礦本年度瓦斯抽放計(jì)劃遵循的原則是：
　　　1、適合煤層賦存狀態(tài)、巷道布置、地質(zhì)條件及開采技術(shù)條件。
　　　2、根據(jù)瓦斯對(duì)礦井安全的影響狀態(tài)和瓦斯來源，采取具有針對(duì)性的綜合抽放方法，提高抽采效果。
　　　3、在滿足礦井瓦斯抽放需要的前提下，盡可能的利用現(xiàn)有生產(chǎn)巷道，以減少瓦斯抽放工程量。
　　　4、有利于鉆場(chǎng)、鉆孔的施工和抽放系統(tǒng)管路的安裝。
二、抽放方法的選擇
　　　煤層瓦斯抽放方法主要有底板巷道穿層鉆孔、煤層順層鉆孔的本煤層瓦斯預(yù)抽或卸壓抽放，掘進(jìn)巷道的邊掘邊抽，使用頂板鉆孔、頂板巷道通過采動(dòng)裂隙帶對(duì)采空區(qū)的瓦斯抽放，回采工作面上隅角埋管對(duì)采空區(qū)的瓦斯抽放，利用穿層鉆孔或巷道對(duì)臨近煤層的瓦斯抽放，利用穿層鉆孔或巷道對(duì)上、下臨近煤層的瓦斯抽放等。
　　　根據(jù)五宮煤礦的煤層賦存狀態(tài)、巷道布置、地質(zhì)條件以及采掘工作面的瓦斯來源等條件，采用以下三種方法分別對(duì)+763m水平東翼SA5煤層掘進(jìn)工作面、+763m水平東翼SA3煤層掘進(jìn)工作面不同時(shí)期（掘前、掘中、掘后）進(jìn)行瓦斯抽放，而+806m水平東翼SA5煤層采煤工作面依舊按照上一年度瓦斯抽放計(jì)劃繼續(xù)進(jìn)行抽放工作，至到瓦斯抽放效果達(dá)標(biāo)為止。
　　　1）、本煤層順層鉆孔預(yù)抽
　　　+763m水平東翼SA5煤層南巷掘進(jìn)工作面在未開始掘進(jìn)前，首先實(shí)施煤層順層鉆孔預(yù)抽，在掘進(jìn)面順層向煤層走向方向施工瓦斯抽放鉆孔，鉆孔長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為100m，鉆孔直徑為75mm，采用聚氨酯封孔，封孔長(zhǎng)度為8m（詳見圖1-1），鉆孔數(shù)量為8個(gè)/組，目的是為解決掘進(jìn)前的瓦斯管理問題。
　　　+763m水平東翼SA3煤層在未開始掘進(jìn)前，同樣采用本煤層順層鉆孔預(yù)抽，鉆孔設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為100m，鉆孔直徑為75mm，采用聚氨酯封孔，封孔長(zhǎng)度為8m（詳見圖1-2），鉆孔數(shù)量為8個(gè)/組，目的是為解決掘進(jìn)前的瓦斯管理問題。
　　　根據(jù)五宮煤礦多年的瓦斯抽放經(jīng)驗(yàn)，以上瓦斯抽放方法能夠較好的解決瓦斯管理問題，故采用此方法。
　　　2）、邊抽邊掘瓦斯抽放
　　　在各煤層掘進(jìn)期間，為了更好的提高瓦斯抽放效果，煤巷每施工100m，則首先掘進(jìn)出聯(lián)絡(luò)巷，在煤層中心線處施工瓦斯抽放鉆孔，鉆孔沿煤層走向布置，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為90m，鉆孔直徑為75mm，采用聚氨酯封孔，封孔長(zhǎng)度為8m（詳見圖2-1及2-2），鉆孔數(shù)量為9個(gè)/組，在第二聯(lián)絡(luò)巷處開始分別向東西兩幫方向各施工一組瓦斯抽放鉆孔，目的是為解決掘進(jìn)期間瓦斯管理問題。
　　　3）、煤層瓦斯預(yù)抽補(bǔ)充措施
　　　在掘進(jìn)巷道施工完畢后，為了不使該兩組煤層+763m水平至+806m水平階段內(nèi)瓦斯抽放存在空白區(qū)域，在結(jié)合邊抽邊掘瓦斯抽放的情況下，在巷道頂部向上施工瓦斯抽放鉆孔，鉆孔為9個(gè)/組，每組鉆孔相隔20m，沿巷道走向布置，設(shè)計(jì)最長(zhǎng)鉆孔為60m，鉆孔直徑為75mm，采用聚氨酯封孔，封孔長(zhǎng)度為8m，（詳見圖3-1及3-2），目的是加強(qiáng)瓦斯抽放力度，減少瓦斯抽放空白區(qū)域。
三、計(jì)劃抽放量
　　　　SA5煤層：160萬m³
　　　　SA3煤層：90萬m³
　　　　其他各瓦斯抽放點(diǎn)：200萬m³
　　　　年瓦斯抽放總量為450萬m3，每月瓦斯抽放量為45萬m3。
四、工程量概算
　　　在本年度，瓦斯抽放工作必須制定相應(yīng)的工程任務(wù)，而具體的工程任務(wù)則根據(jù)采掘情況的實(shí)施而及時(shí)跟進(jìn)，下面將2012年度的鉆孔總工程量說明如下：（詳見表1-1）

　　四、抽放鉆孔封孔工藝及技術(shù)參數(shù)

　　為了進(jìn)一步加強(qiáng)瓦斯抽放鉆孔的抽放效率，我礦嚴(yán)格制定了瓦斯抽放鉆孔封孔技術(shù)要求，封孔方法如圖4-1所示，封孔工藝及技術(shù)要領(lǐng)說明如下：

　　圖4-1

　　1).封孔方法

　　①.工作管的預(yù)處理

　　封孔的目的是形成由漿體包裹工作管的、具有嚴(yán)密性的漿體固化段，為保證漿體在注漿封孔過程中能有效的充滿封孔段和確保漿體對(duì)工作管的包裹及漿體對(duì)工作管與鉆孔之間空隙的填實(shí)，需對(duì)鉆孔工作管進(jìn)行預(yù)埋處理，處理方法如下：

　　a).工作管前端應(yīng)捆扎棉紗布，捆扎棉紗布是為了防止注入的漿體進(jìn)入工作管前端造成工作管堵塞，捆扎好的棉紗布呈馬尾狀，應(yīng)避免將棉紗布捆扎成一團(tuán)，造成送管困難。

　　b).捆扎好的棉紗布距工作管前端頭的距離應(yīng)大于0.5m，防止由于棉紗布對(duì)鉆孔堵塞不嚴(yán)照成注漿過程中少量漿體滲漏堵塞工作管。

　　c).對(duì)于煤層注水而言，由于注水壓力高，當(dāng)采用塑料管(或鋁塑管)做為工作管時(shí)，在塑料管的尾端即露出空口部分應(yīng)采用鋼管代替，鋼管在鉆孔內(nèi)的長(zhǎng)度應(yīng)保證固化后的漿體能完全將鋼管與塑料管連接段包裹并超過壓力破碎帶，一般要求鋼管距煤壁孔口的長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.5m，鋼管與塑料管之間的聯(lián)接方式有兩種：硬質(zhì)塑料管及鋁塑管與鋼管之間采用螺紋聯(lián)接，軟質(zhì)塑料管與鋼管之間的聯(lián)接采用鐵絲捆扎的方式，鋼管與軟質(zhì)塑料管之間的接合長(zhǎng)度應(yīng)大于0.1m.

　?、?工作管的埋設(shè)

　　將預(yù)處理好的工作管送入鉆孔內(nèi)，在送管過程中應(yīng)避免將工作管向外拉，工作管送到鉆孔內(nèi)預(yù)訂位置后應(yīng)將工作管旋轉(zhuǎn)的同時(shí)稍微向外拉，以促使棉紗布成團(tuán)將工作管端頭與鉆孔非封孔段隔開，形成防止注入鉆孔內(nèi)的漿體流入非封孔密封段。

　?、?孔口處理

　　在工作管埋設(shè)好后，將注漿管(其中一端連接在泵的出口上)送入鉆孔內(nèi)，其送入長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.5m，注漿管送入鉆孔后，用棉紗布將工作管、注漿管孔口段堵塞，其長(zhǎng)度不應(yīng)小于0.2m，避免在送漿過程中封孔段內(nèi)漿體壓力升高將注漿管向外推出，對(duì)具有較大仰角的上向鉆孔，在鉆孔孔口應(yīng)采用木楔纏棉紗布將工作管和注漿管楔緊，以保證能夠?qū){體壓注到鉆孔的深部。

　　④.封孔用水泥稠漿的配制

　　a)封孔用水泥漿用量的確定

　　封孔水泥漿用量的多少采用下式計(jì)算：

　　C=(V1—V2)×K×Y

　　式中：C——封孔所需水泥漿的質(zhì)量

　　V1——封孔段長(zhǎng)度范圍內(nèi)鉆孔的體積

　　V2——封孔段長(zhǎng)度范圍內(nèi)工作管的體積

　　K——富裕系數(shù) K=1.2

　　Y——封孔用水泥漿的密度，經(jīng)測(cè)定：水灰比 水泥：水 1：.32—0.4時(shí)，水泥漿密度Y≈2

　　b).水泥及清水用量的確定

　　根據(jù)實(shí)際使用情況及實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)測(cè)定的結(jié)果表明，具有良好封孔效果水泥漿水灰比為：礦渣水泥 水泥：水=1:0.32

　　硅酸鹽水泥 水泥：水=1:0.4

　　配制上述質(zhì)量為C的水泥稠漿所需水泥及清水用量為：

　　礦渣水泥： 水泥用量 C灰=G/1.32

　　清水用量 C水=G—C灰

　　硅酸鹽水泥： 水泥用量 C灰=G/1.4

　　清水用量 C水=G—C灰

　　⑤.封孔操作方法

　　拉起離合器手柄使離合器處于接合狀態(tài)，此時(shí)注漿泵開始工作，攪拌機(jī)內(nèi)的水泥稠漿被吸入送漿泵，經(jīng)過加壓后由注漿管注入待封鉆孔內(nèi)。

　　a).對(duì)于水平鉆孔、俯斜鉆孔，以待封鉆孔內(nèi)水泥稠漿壓力上升，待封鉆孔孔口有水泥漿返出或孔口封堵棉紗布被推出鉆孔外時(shí)，封孔長(zhǎng)度即達(dá)到設(shè)計(jì)封孔長(zhǎng)度，此時(shí)應(yīng)徐徐將注漿管向外拉出，壓下離合器操作手柄使其處于脫開狀態(tài)，關(guān)機(jī)。

　　b).對(duì)于仰孔，應(yīng)采用嚴(yán)格控制注入待封鉆孔內(nèi)水泥稠漿的數(shù)量來保證封孔長(zhǎng)度，避免待封鉆孔內(nèi)漿體壓力上升過高將孔口封堵整體向外推出，導(dǎo)致封孔失敗。

　　⑥.維護(hù)與保養(yǎng)

　　良好的保養(yǎng)是確保設(shè)備使用壽命的關(guān)鍵

　　a).嚴(yán)防雜物通過攪拌機(jī)進(jìn)入送漿泵，造成送漿泵甭提損壞;

　　b).每次使用完畢必須對(duì)整機(jī)進(jìn)行清洗，嚴(yán)防漿液特別是水泥漿沉積于攪拌機(jī)，送漿泵及其管路內(nèi)造成設(shè)備損壞;

　　c).取下送漿泵清洗螺堵，用水清洗干凈攪拌機(jī)及連接管，嚴(yán)格防止水泥漿等積留在保護(hù)套附近，避免運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)損壞保護(hù)套造成漿體將連接軸與轉(zhuǎn)子固化成一個(gè)整體，損壞設(shè)備;

　　d).重新上好螺堵，向攪拌機(jī)內(nèi)注入清水，開啟電動(dòng)機(jī)，使離合處于接合狀態(tài)，直到送漿泵出口呈現(xiàn)清水流出為止。

　　四、抽放鉆孔施工設(shè)備配備

　　(詳見附表1-2)

　　六、結(jié)論

　　瓦斯管理是煤礦企業(yè)日常安全管理中的重中之重，而瓦斯抽采是否達(dá)標(biāo)是確定其基礎(chǔ)的先決條件之一，我礦應(yīng)加大瓦斯抽放力度，確保瓦斯抽放鉆孔的施工質(zhì)量符合相關(guān)的技術(shù)要求，這樣才能夠提高抽放效率，減少人工、材料的浪費(fèi)，為企業(yè)的安全管理水平奠定良好的基礎(chǔ)。

　　七、附圖

　　1).+763m水平東翼SA5煤層掘前預(yù)抽瓦斯鉆孔布置圖(1-1)

　　2).+763m水平東翼SA3煤層掘前預(yù)抽瓦斯鉆孔布置圖(1-2)

　　3).+763m水平東翼SA5煤層聯(lián)絡(luò)巷瓦斯抽放鉆孔布置圖(2-1)

　　4).+763m水平東翼SA3煤層聯(lián)絡(luò)巷瓦斯抽放鉆孔布置圖(2-2)

　　5).+763m水平東翼SA5煤層瓦斯抽放措施補(bǔ)充鉆孔布置圖(3-1)

　　6).+763m水平東翼SA3煤層瓦斯抽放措施補(bǔ)充鉆孔布置圖(3-2)

　　新疆五宮煤業(yè)有限公司阜康市五宮煤礦

　　2012年1月7日