义马煤业(集团)有限责任公司新义煤业限公司瓦斯抽放初步设计
超前抽放应符合下列要求:
①超前钻孔直径75~120mm,深度25~30m以上,钻孔5~12个,穿过工作面前方的应力集中带;
②巷道轮廓四周的控制范围8m;
③抽放后,掘进工作面前方煤层瓦斯含量应降低至8m3/t以下。
④也可利用超前钻孔进行迎头抽放,按有效排放半径布孔,钻孔深度不小于10m,抽放时间应保证2h以上。
3.3 回采工作面抽放方法
根据新义矿二1煤层赋存条件、瓦斯来源、煤层瓦斯含量等瓦斯抽采基础参数及巷道布置方式,回采工作面采用开采层平行钻孔预抽、边采边抽和采空区上隅角埋管抽采相结合的抽采方式,如图3-6所示。
在瓦斯抽放巷道,工作面顺槽均按一定的间距和形式布置有瓦斯抽放场,钻场,钻场的支护方式与所在布置巷道的支护方式相同,在巷道掘进的过程中同时准备好。
埋管抽放 边采边抽 平行钻孔
回风巷
浅孔抽放
进风巷
图3-6 回采工作面综合抽放示意图
3.3.1 平行钻孔预抽
(1)钻孔布置方式
根据回采工作面的煤层地质条件和机风两巷的断面大小,采用顺煤层平行布
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孔方式,如图3-7所示。由工作面机巷施工上行钻孔,钻孔轴线平行于回采工作面煤壁。
采面回风巷 采面进风巷 说明:图中全部为顺煤层钻孔,钻孔间距一般为1.5m左右,钻孔深度一般为80m。 图3-7 平行钻孔布置示意图
(2)钻孔布置参数
钻孔为上行钻孔,由回采工作面机巷施工,钻孔间距1.5m。自距离工作面切眼5m起,沿机巷每1.5m布置一个钻孔,直至工作面停采线为止。
(3)钻孔参数
钻孔直径75mm,设计长度80m。
3.3.2 采面浅孔抽放
采面浅孔预抽主要采用沿回采推进方向平行布置抽放钻孔,每2m一个钻孔,深10m。打一个,封一个,联网抽一个,实现采面动压超前卸压抽放,如图3-8所示。
3.3.3 迎向钻孔抽放
由回采工作面机风两巷向工作面施工迎向钻孔,实行动压区卸压抽放,如图3-9所示。
(1)钻场间距
回采工作面机风两巷钻场间距50m。 (2)钻场尺寸
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采面风巷
连接软管
抽放管
抽放管抽放钻孔 钻场尺寸宽×高×深=2.5m×2m×2m,视钻孔布置施工需要可将钻场深度加深到3m。
(3)钻场支护
采用工字钢支护,棚距500mm,棚与棚之间打连锁,严防倒棚,顶部用木板背紧背实,严防顶煤跨落。
(4)钻孔布置方式
每个钻场设计布置10个钻孔,分上下2排布置,孔底设计间距为5m,控制范围为回采工作面斜长的一半以上,即不少于50m。
(5)钻孔直径
钻孔直径设计为75mm。 (6)钻孔长度
钻孔长度设计为60m以上。
3.2.4 采空区埋管抽放
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采面机巷
连接软管 顶板 钻孔 煤层 抽放管 封孔段 底板 说明:采面浅孔抽放钻孔间距一般为2m左右,钻孔深度一般
为10m,宜根据煤层地质条件和抽放效果进行恰当调节。
图3-8 采面浅孔抽放示意图
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在工作面顶板冒落之前,把抽放瓦斯管直接插入采空区进行抽放,瓦斯管的末端约2m长的一段要有孔眼,同时要尽量靠近煤层顶板,使其处于高浓度瓦斯带。实测结果表明,采空区瓦斯最佳抽放位置在距工作面30~60m的范围内,如图3-10所示。
回风巷 50m 进风巷
图3-9 采面迎向钻孔抽放示意图
抽放管
挡风帘
铠装软管
图3-10 回风巷隅角埋管抽放示意图
3.4 抽放钻孔的密封
3.4.1 封孔深度
根据《矿井瓦斯抽放管理规范》(煤安字[1997]第189号)第28条和《矿井抽采瓦斯工程设计规范》(MT5018—96);第4.3条的规定,在煤层中布置的钻孔其密封深度不小于5m。
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3.4.2 封孔材料
钻孔封孔设计应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、造价低的要求。根据《矿井瓦斯抽放工程设计规范》(MT5018—96);第4.3条的规定,采用聚胺酯材料封孔,每孔用聚胺酯材料1Kg,封孔深度不小于5m。
钻孔抽放管采用外径42mm、壁厚2.5mm、长度6m的热轧无缝钢管。
图3-11 卷缠药液法抽放管结构
1—铁挡板;2—木塞;3—橡胶垫圈;4—毛巾布;5—铁丝;6——抽放管
图3-12 卷缠药液法封孔操作程序
a—原液;b—混合;c—搅拌;d—涂布卷缠;e—插入钻孔
3.4.3 封孔工艺
(1)抽放管结构
抽放管结构如图3-11所示。钻孔抽放管为外径42mm、壁厚2.5mm、长度
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