110802工作面瓦斯抽放设计说明书
110802工作面瓦斯抽放设计说明书
一、编制说明及采面概况
110802工作面位-采区回风下山西翼,工作面北部为110800采面、南部为未采动的110804采面，西面为开切眼。M8煤层，厚0.83-1.80，平均1.35m，结构简单，煤层稳定，全区可采，顶板为泥岩，底板为泥质粉砂岩。
M8煤层为上部为块状、下部为粉状，似玻璃光泽，参差状断口，以暗煤为主，亮煤次之。条带状结构，为半暗型煤。
该面走向长350米，倾斜长100米。该面地质构造简单，掘进过程中没有揭露断层，由于巷道沿煤掘进，且煤体较破碎，巷道压力显现不明显。该面水文地质条件简单。M8 煤层直接顶为泥岩，厚2.79-4.46m，平均厚3.57 m;直接底为泥岩，厚0.20-1.8m，平均厚1.03 m，间接底为粉砂岩或粉砂质泥岩，厚0-8.89m，平均厚10.77m;。110802面生产期间绝对瓦斯涌出量为8m3/min左右，根据《煤矿安全规程》第一百四十五条规定，必须实行瓦斯抽放，特制定本设计。
二、采煤方法
该面采用走向长壁采煤法回采，炮采一次采全高，全部跨落法管理顶板。
三、通风状况
该面采用U型通风方式，上行通风，工作面设计风量650m3//min。
四、瓦斯地质
该面在上、下巷掘进期间瓦斯涌出量较大，在顸计正常回采时期绝对瓦斯涌出量在9m3/min左右，煤尘没有爆炸危险性，煤层自燃发火期为8个月。总之，瓦斯是影响该面安全生产的主要因素，仅用通风方式无法有效解决瓦斯问题。由于该面瓦斯主要来源是本煤层瓦斯释放，根据以往工作面瓦斯治理成功经验，将对该面采用上隅角瓦斯低负压抽放、采面上下巷钻孔高负压抽放为主，风排瓦斯为辅的综合治理方法。
五、瓦斯抽放设计
(一)瓦斯抽放的必要性
1、首先计算110804工作面可以供给的最大风量
Qm=SV·60
式中：Q—工作面可以供给的最大风量 m3/min
S—有效通风断面取S=4m2
V—《规程》气体最高风速4m/S
则：Qm=6×4×60=960m3/min
2、计算通风可以稀释排走的瓦斯量
q=C·Qm/100K
式中：q—风排瓦斯量 m3/min
C—回风流中瓦斯浓度，%，为了确保该面安全回采，C取0.5。
K—瓦斯涌出不均衡系数，取1.45
则：q=0.5×960/100×1.45=3.31m3/min
3、从前面瓦斯涌出预测可以看出，110804工作面回采时瓦斯绝对涌出量为7m3/min左右，而在极限风速情况下，风排瓦斯量为3.31m3/min时，而剩余的5.69m3/min瓦斯无法排出。根据《规程》规定“一个采煤工作面的瓦斯涌出量”大于5m3/min或一个掘进工作面涌出量大于3m3/min,采用通风方法不合理时，应采用抽放瓦斯措施。因此对110804工作面采取瓦斯抽放措施是必要的。
(二)抽放方法的选择
根据前面瓦斯涌出来源分析，该面瓦斯涌出主要来源为本煤层的瓦斯涌出，抽放方法的选择：
1、回采工作面预抽和边采边抽相结合的抽采方式
1)、抽采巷道：工作面运输巷
2)、抽采煤层：本煤层
3)、钻孔布置：
为降低煤层开采时的瓦斯涌出量，可在巷道向煤层打顺层钻孔进行煤层瓦斯预抽。
回采面瓦斯抽采主要是在采面回、进风巷沿煤层倾向顺层钻孔，其施工长度选择主要由工作面倾斜长度决定。由于本矿井条件，选择倾斜钻孔抽采，钻孔施工长度定为：在回风巷钻孔长45m，进风巷钻孔长60M,孔间距3m。
钻孔使用钻机施工。配备能力ZY-750型钻机1～2台，并配备水泥沙浆封孔泵1台。回采工作面先抽后示意图见图2。
图2 回采工作面顺层抽采钻孔布置示意图
4)、钻场、钻孔参数
a、钻场间距：不设钻场
b、钻孔长度：45、60m(采面真斜长100m)
c、钻孔间距：3m(实际抽采过程中根据抽采效果适当调整)
b、抽采孔口负压：不小于13kPa
e、封孔：水泥砂浆，封孔深度不小于8m。
2、采空区抽放
工作面回采时，煤层内赋存的瓦斯会大部分涌入到工作面采空区内，上隅角会成为瓦斯向采面涌出的主要通道,所以在上隅角采用预埋抽放管路抽取这部分的瓦斯，防止瓦斯向工作面及回风流大量涌出。
(三)瓦斯抽放效果预计
110804工作面在回采过程中，如果单纯靠通风的方法排除瓦斯，则工作面上巷回风流中的瓦斯浓度常处于3%左右，上隅角瓦斯浓度将在3～5%，工作面难以正常安全回采。采用瓦斯抽放后，有30%以上的瓦斯通过抽放管路直接排至采区主要回风流中，使工作面回风流中的瓦斯浓度保持在0.5%以下，能够完全保证工作面的安全回采。
(四)抽放率计算
高负压抽釆6个月，抽采率30%，剩余瓦斯含量为6.3m3/min.
d=
式中：d——工作面抽放率m3/min
Qy—— 抽放期间工作面涌出瓦斯量
Qy=Q×C=650×0.5%=3.25m3/min
Qc——工作面抽放瓦斯量，即Qc=6.3-Qy=2.55m3/min
则d=40.476%
(五)瓦斯抽放工艺参数
1、抽放管径的确定
根据前面资料表明，110804工作面上隅角抽出纯瓦斯量为2.55m3/min，抽放瓦斯浓度预计为20%左右，则瓦斯抽放管中混合量为18.75m3/min，而抽放瓦斯管径计算公式为：
D=0.1457 Q /V
式中：D—管道的内径，m;
Q—管内气体流量，m3/min;
V—管内气体流速，m/s，一般为5～15m/s，取10m/s
则通过计算，D=0.1996m，取D=0.20m，即选用Φ200mm聚乙烯管做为抽放管路。
2、抽放管路的铺设
110804工作面利用地面瓦斯抽放泵站进行瓦斯抽放，高负压管从回风上山主管分支，进风巷、回风巷铺设200mm分管。上隅角采用尾巷抽放的方法。抽放管路铺设见附图一、附图二。
在工作面回风巷上帮5M处，每25M掘进尾巷，密闭埋管抽采空区瓦斯。
七、瓦斯抽放管路的附属装置
1、附助管：瓦斯抽放管路在上隅角附近设一三通，引出一趟φ75mm弹簧管，对易造成瓦斯积聚的部位进行抽放。
2、放水器：抽放管在出气端及吸气端管路的最低处分别设置放水器，及时对管内积水进行排放，另外对巷道低洼处也可设放水器。
3、计量装置：在抽放泵进气端并联接一趟管路加设阀门，并装设一个Φ200mm孔板流量计，以便进行定量确定抽放效果。
八、安全措施
1、瓦斯管路在运输巷道内，应架设一定的高度并固定在巷道壁上，避免被车辆撞坏漏气。
2、瓦斯管路不得与带电物体接触，在工作面巷道中应与电缆分开铺设，若分开有困难，二者间距不得小于300mm，且瓦斯管路必须在上方。
3、施工单位在运输时，应注意保护瓦斯抽放管路，严禁人员随意破坏或车辆撞坏，一旦损坏应立即通知通风区，并向矿调度室汇报，由相关单位及时派人采取措施处理。
4、瓦斯管路吊挂牢固、整齐，并要对瓦斯管路加强日常检查、维修和更换。
5、工作面瓦斯抽放过程中，上隅角编织袋墙要打严密，防止大量气体溢出。
6、安设瓦斯抽放监测装置一套，对抽放管路内的瓦斯浓度，流量等参数进
7、每班加强瓦斯抽放管路中CO浓度及温度检查，发现有自然发火征兆时，立即向通风调度汇报，并停止抽放。
8、要经常检查抽放管路系统中的防回火、防回气、防爆炸等安全措施，使其保持良好状态。
9、对测量气体浓度、温度的测定孔，平常不用时要用塞子堵严，防止漏气。
10、瓦斯泵房内的电气设备和照明都要采用防爆型。
11、抽放硐房内要有专人值班，每小时检查记录一次有关参数，如瓦斯浓度、CO浓度及抽放负压等。
12、在抽放过程中，随着工作面的推进，要及时移动尾巷抽放管路，确保抽气端弹簧管不打死弯和埋管深度符合要求。
13、硐室内的消防器材应不低于《规程》的规定值。
14、硐室值班人员要加强责任心，密切关注泵的运转情况，发现问题及时汇报处理，并现场交接班。
110802采面瓦斯抽放设计
施工地点：110802采面
编制单位：安监科
矿 长：
总 工：
生产矿长：
安全矿长：
编制日期：2011-11-10
