阳泉上社煤炭公司15号煤层本煤层瓦斯抽放设计

武风元

(阳泉上社晋玉煤业公司，山西阳泉 045000)

1 工作面概况

地面位置:本工作面地表处于北上社村对面山坡，杨家沟村保安煤柱以西山坡、丘陵地带，地面无建筑物。

井下位置:15103综采工作面为15号煤层一区的第三个综采工作面，北面为15101已采面;南面为规划的15105工作面，未采动;西面为15号煤层一区的三条大巷，上部为9号煤层南大巷9203采空区，层间距75 m。

15号煤层为贫煤，硬度为1．5，属稳定性煤层，平均厚5．4 m，煤层总体走向NE40°，倾向为ES的单斜构造形态，赋存稳定。

直接顶为深灰色石灰岩夹有2层～3层灰黑色泥岩，含有动物化石、方解石脉，俗称四节石灰岩，厚度为12．3 m。老顶为细粒砂岩，石英为主，性硬，不易冒落，厚度10．8 m。底板上部为灰黑色粉砂质泥岩，有时夹有细砂岩薄层，上部富含植物化石，距顶部1．7 m～4 m有一层小煤，有时呈煤线。下部为灰白色中细石英砂岩，含黑色矿物、云母，泥质胶结，有时相变为粉砂质泥岩。煤层倾角6°～8°，构造简单，中部夹有一层黑灰色泥岩。

2 15103综采工作面本煤预抽钻孔设计

15号煤本煤层瓦斯涌出量较大，需要进行采前预抽，回采工作面本煤层抽放的方式采用两顺槽相对平行钻孔方式，从进风顺槽口往里72 m(施工巷与进风顺槽第一贯眼往里17 m)开始每1．5 m布置一孔，距切巷20 m处停止布钻孔。进风顺槽从一区回风巷算起掘进1 228 m，计划布置钻孔738个，总工程量计划73 800 m。

本设计采用迎向平行交错钻孔方式进行本煤层预抽，进风顺槽钻孔倾角向下倾，回风顺槽钻孔倾角向上倾，其优点在于:既可保证瓦斯预抽的均衡性，还可充分利用工作面超前采动卸压效应，实行边采边抽，提高本煤层瓦斯抽放率，并保证施工时相对有利。1)15号煤工作面本煤层钻孔参数。顺槽钻孔间距:1．50 m;开孔直径:113 mm;终孔直径:113 mm;钻孔角度:按煤层倾角3°计算，进风顺槽下俯2．5°～3．5°，由于回风顺槽还未开口，所以暂不考虑，钻孔下俯角度要根据煤层倾角变化进行调整，一般为煤层倾角的±0．5°;钻孔夹角:平行布置;钻孔位置:布置在煤层中;钻孔长度:100 m以上;封孔方式:聚氨酯封孔;封孔长度:大于6 m。2)15号煤工作面钻场位置。根据现场情况确定钻机摆置位置，要有利于钻机的移动、稳钻、钻进，同时兼顾开拓队的平行作业，尽量做到互不影响。

3 15103工作面预抽瓦斯钻孔连接方式

1)封孔。设计选用聚氨酯封孔。封孔前要将玻璃钢(直径100 mm，管壁厚5 mm)的封孔管准备好，根据封孔段长度确定好聚氨酯用量，然后将配制好的黑、白两种聚氨酯药液混合并快速搅拌均匀后，停止搅拌，将聚氨酯药液均匀倒在编织袋上，分三处边倒聚氨酯液边向封孔管上卷缠编织袋，并将卷缠好的封孔管迅速插入钻孔内。5 min后药液开始发泡膨胀，膨胀倍数可达20倍。封孔完毕后用木楔将封孔管楔紧，以免封孔管晃动影响封孔质量。封孔长度不小于6 m。2)钻孔与管路的连接。钻孔与抽放瓦斯管连接时，应设置孔板流量计、观测嘴、阀门及放水器。封孔装置与抽放管路之间用柔性埋线胶管连接，便于连接装置的拆装。

4 钻机设备

钻机选用的是CMS1-6200/80型煤矿用分体式深孔钻车。该钻机的主要参数为:钻孔深度200 m;开孔直径113 mm;终孔直径113 mm;钻孔倾角 －20°～20°;钻杆直径110 mm螺旋钻杆;额定转矩3 000 N·m;最大转矩6 200 N·m。

5 预抽瓦斯设备

预抽瓦斯为地面瓦斯抽放泵。型号:2BEC80水环真空泵，功率:710 kW。预抽瓦斯的管路应符合抗静电、阻燃性、能满足抽放负压等条件。预抽瓦斯的管路采用φ350 mm的PE管。15号回风巷中两趟主管各出一趟φ350 mm抽放管路在15103施工回风巷连通，两趟管路中要安设阀门，往后并为一趟φ350 mm抽放管路，安装孔板计量装置(带帝通)，拐弯至第一贯眼穿过闭墙进入15103进风顺槽，往进风顺槽里布置该抽放管。

6 安全措施

1)施工队组的施工人员须经过钻眼工专业培训，考试合格，持证上岗。2)施工地点须安排专职安全员，瓦斯员，监护安全及随时检查瓦斯超限情况。3)施工地点为15103工作面进风顺槽的钻场内，钻场的施工距顺槽掘进掌头不少于80 m。4)施工前准备工作:a．通风区抽放队负责把钻机运输到15103钻场，并安装完好。b．由通风区确定钻孔参数(钻孔方位、角度等)。c．机电队负责连接供水管路、线路等，保证打钻时钻机正常供水。d．机电队负责钻机在正常施工过程中的供水工作。e．通风区抽放队负责稳固钻机，打柱工作，并将打钻地点附近10 m范围内顶板维护好，浮煤杂物清理干净。f．通风区抽放队负责打钻场。5)打钻人员严格按钻机工操作规程操作，上钻杆时打钻负责人必须检查好钻杆，严禁使用不牢固的钻杆，以防发生掉杆事故。6)钻机施工过程中任何人不得穿松散不紧的衣服靠近机器，尤其是旋转部位。7)施工期间，如遇特殊情况，煤岩松动、钻孔涌水异常，有害气体涌出，瓦斯浓度超过1%、一氧化碳浓度超过0．002 4%等情况时，要立即停止作业，切断电源，撤出人员，汇报调度部门，采取相应措施后，方可继续施工。8)由通风区指定专人记录钻孔施工参数、进度，做好施工记录。9)施工地点要作好安全工作，运料车辆通过该地点时，要预先打招呼，相关人员要躲避。10)钻场布置在全负压通风巷道中，施工完成的钻孔要及时与抽放管连接，并及时进行抽放瓦斯。11)严格执行《煤矿安全规程》及公司“一通三防”管理制度和有关通风、瓦斯方面的规定。12)瓦斯传感器报警必须按要求设置，显示数据准确，瓦斯员每班检查不少于3次。

7 结语

通过15103综采工作面瓦斯抽放孔很好的达到了煤层瓦斯抽放的效果，提高回采效率及安全，对矿以后的回采具有深远的意义。