陽泉上社煤炭公司15號煤層本煤層瓦斯抽放設計

武風元

(陽泉上社晉玉煤業公司，山西陽泉 045000)

1 工作面概況

地面位置:本工作面地表處于北上社村對面山坡，楊家溝村保安煤柱以西山坡、丘陵地帶，地面無建筑物。

井下位置:15103綜采工作面為15號煤層一區的第三個綜采工作面，北面為15101已采面;南面為規劃的15105工作面，未采動;西面為15號煤層一區的三條大巷，上部為9號煤層南大巷9203采空區，層間距75 m。

15號煤層為貧煤，硬度為1．5，屬穩定性煤層，平均厚5．4 m，煤層總體走向NE40°，傾向為ES的單斜構造形態，賦存穩定。

直接頂為深灰色石灰巖夾有2層～3層灰黑色泥巖，含有動物化石、方解石脈，俗稱四節石灰巖，厚度為12．3 m。老頂為細粒砂巖，石英為主，性硬，不易冒落，厚度10．8 m。底板上部為灰黑色粉砂質泥巖，有時夾有細砂巖薄層，上部富含植物化石，距頂部1．7 m～4 m有一層小煤，有時呈煤線。下部為灰白色中細石英砂巖，含黑色礦物、云母，泥質膠結，有時相變為粉砂質泥巖。煤層傾角6°～8°，構造簡單，中部夾有一層黑灰色泥巖。

2 15103綜采工作面本煤預抽鉆孔設計

15號煤本煤層瓦斯涌出量較大，需要進行采前預抽，回采工作面本煤層抽放的方式采用兩順槽相對平行鉆孔方式，從進風順槽口往里72 m(施工巷與進風順槽第一貫眼往里17 m)開始每1．5 m布置一孔，距切巷20 m處停止布鉆孔。進風順槽從一區回風巷算起掘進1 228 m，計劃布置鉆孔738個，總工程量計劃73 800 m。

本設計采用迎向平行交錯鉆孔方式進行本煤層預抽，進風順槽鉆孔傾角向下傾，回風順槽鉆孔傾角向上傾，其優點在于:既可保證瓦斯預抽的均衡性，還可充分利用工作面超前采動卸壓效應，實行邊采邊抽，提高本煤層瓦斯抽放率，并保證施工時相對有利。1)15號煤工作面本煤層鉆孔參數。順槽鉆孔間距:1．50 m;開孔直徑:113 mm;終孔直徑:113 mm;鉆孔角度:按煤層傾角3°計算，進風順槽下俯2．5°～3．5°，由于回風順槽還未開口，所以暫不考慮，鉆孔下俯角度要根據煤層傾角變化進行調整，一般為煤層傾角的±0．5°;鉆孔夾角:平行布置;鉆孔位置:布置在煤層中;鉆孔長度:100 m以上;封孔方式:聚氨酯封孔;封孔長度:大于6 m。2)15號煤工作面鉆場位置。根據現場情況確定鉆機擺置位置，要有利于鉆機的移動、穩鉆、鉆進，同時兼顧開拓隊的平行作業，盡量做到互不影響。

3 15103工作面預抽瓦斯鉆孔連接方式

1)封孔。設計選用聚氨酯封孔。封孔前要將玻璃鋼(直徑100 mm，管壁厚5 mm)的封孔管準備好，根據封孔段長度確定好聚氨酯用量，然后將配制好的黑、白兩種聚氨酯藥液混合并快速攪拌均勻后，停止攪拌，將聚氨酯藥液均勻倒在編織袋上，分三處邊倒聚氨酯液邊向封孔管上卷纏編織袋，并將卷纏好的封孔管迅速插入鉆孔內。5 min后藥液開始發泡膨脹，膨脹倍數可達20倍。封孔完畢后用木楔將封孔管楔緊，以免封孔管晃動影響封孔質量。封孔長度不小于6 m。2)鉆孔與管路的連接。鉆孔與抽放瓦斯管連接時，應設置孔板流量計、觀測嘴、閥門及放水器。封孔裝置與抽放管路之間用柔性埋線膠管連接，便于連接裝置的拆裝。

4 鉆機設備

鉆機選用的是CMS1-6200/80型煤礦用分體式深孔鉆車。該鉆機的主要參數為:鉆孔深度200 m;開孔直徑113 mm;終孔直徑113 mm;鉆孔傾角 －20°～20°;鉆桿直徑110 mm螺旋鉆桿;額定轉矩3 000 N·m;最大轉矩6 200 N·m。

5 預抽瓦斯設備

預抽瓦斯為地面瓦斯抽放泵。型號:2BEC80水環真空泵，功率:710 kW。預抽瓦斯的管路應符合抗靜電、阻燃性、能滿足抽放負壓等條件。預抽瓦斯的管路采用φ350 mm的PE管。15號回風巷中兩趟主管各出一趟φ350 mm抽放管路在15103施工回風巷連通，兩趟管路中要安設閥門，往后并為一趟φ350 mm抽放管路，安裝孔板計量裝置(帶帝通)，拐彎至第一貫眼穿過閉墻進入15103進風順槽，往進風順槽里布置該抽放管。

6 安全措施

1)施工隊組的施工人員須經過鉆眼工專業培訓，考試合格，持證上崗。2)施工地點須安排專職安全員，瓦斯員，監護安全及隨時檢查瓦斯超限情況。3)施工地點為15103工作面進風順槽的鉆場內，鉆場的施工距順槽掘進掌頭不少于80 m。4)施工前準備工作:a．通風區抽放隊負責把鉆機運輸到15103鉆場，并安裝完好。b．由通風區確定鉆孔參數(鉆孔方位、角度等)。c．機電隊負責連接供水管路、線路等，保證打鉆時鉆機正常供水。d．機電隊負責鉆機在正常施工過程中的供水工作。e．通風區抽放隊負責穩固鉆機，打柱工作，并將打鉆地點附近10 m范圍內頂板維護好，浮煤雜物清理干凈。f．通風區抽放隊負責打鉆場。5)打鉆人員嚴格按鉆機工操作規程操作，上鉆桿時打鉆負責人必須檢查好鉆桿，嚴禁使用不牢固的鉆桿，以防發生掉桿事故。6)鉆機施工過程中任何人不得穿松散不緊的衣服靠近機器，尤其是旋轉部位。7)施工期間，如遇特殊情況，煤巖松動、鉆孔涌水異常，有害氣體涌出，瓦斯濃度超過1%、一氧化碳濃度超過0．002 4%等情況時，要立即停止作業，切斷電源，撤出人員，匯報調度部門，采取相應措施后，方可繼續施工。8)由通風區指定專人記錄鉆孔施工參數、進度，做好施工記錄。9)施工地點要作好安全工作，運料車輛通過該地點時，要預先打招呼，相關人員要躲避。10)鉆場布置在全負壓通風巷道中，施工完成的鉆孔要及時與抽放管連接，并及時進行抽放瓦斯。11)嚴格執行《煤礦安全規程》及公司“一通三防”管理制度和有關通風、瓦斯方面的規定。12)瓦斯傳感器報警必須按要求設置，顯示數據準確，瓦斯員每班檢查不少于3次。

7 結語

通過15103綜采工作面瓦斯抽放孔很好的達到了煤層瓦斯抽放的效果，提高回采效率及安全，對礦以后的回采具有深遠的意義。