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115m05m>2-3m23<100-1<95_100m>回采工作面4120m图5-5-1 开采层沿层钻孔抽放瓦斯示意图
由于该矿井已作煤与瓦斯突出鉴定,在标高+1550水平以上无煤与瓦斯突出危险期,按有煤与瓦斯突出设计和管理,因此,本矿只选用本煤层顺层钻孔进行预抽,采用高、低负压抽放系统。
2、掘进工作面瓦斯抽放
1)实现先抽后掘、先抽后采的一般要求
(1)为使矿井在采、掘、抽三者顺序上的合理安排,矿井开拓系统形成后掘进石门,根据水城地区煤矿瓦斯较大的特点,在石门揭煤前必须采取打钻孔预抽瓦斯,释放煤层瓦斯压力,减少煤与瓦斯突出的可能性,预抽时间可根据煤层瓦斯含量、煤层透气性、抽放效果决定。在煤层瓦斯抽放指标达到要求且经鉴定无突出可能性后方可实施揭煤。
(2)在石门揭煤后首采工作面回风巷和运输巷掘进前先打钻孔预抽煤层瓦斯,同时采取防突措施掘进,释放煤层瓦斯压力。预抽时间可根据煤层瓦斯含量、煤层透气性、抽放效果决定。在煤层瓦斯抽放指标达到要求且经鉴定无突出可能性后方可往前掘进。
(3)掘进工作面往前掘进10m后根据煤层瓦斯含量大小、瓦斯涌出量大小、掘进施工速度等选择掘进工作面先抽后掘方法,先抽后掘方法有在
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°801--回风顺槽;2--运输顺槽;3--抽放瓦斯支管;4--抽放钻孔
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掘进工作面后方布置钻场实现先抽后掘和直接在掘进迎头打钻孔抽放瓦斯实现先抽后掘两种,具体实现方法见本节后面介绍。
(4)首采工作面回风巷和运输巷在施工的同时可滞后掘进工作面施工本层抽放钻孔进行预抽,待构成回采工作面,本层钻孔达到预抽指标后即可组织回采工作面的生产。
(5)回采工作面施工及回采过程中,接续工作面回风巷和运输巷掘进的同时抽放工作也同时进行,这样就可保证采、掘、抽三者在时间、空间上得到合理安排和接替。
(6)矿井在编制年度采掘计划时一并考虑瓦斯抽放工程和资金计划,并要保证防突和抽放工作先行。
煤矿每年在编制年度采掘计划时应一并考虑瓦斯抽放工程,提前制定瓦斯抽采规划,在编制年度采掘时要根据实际的地质构造特点、煤层赋存条件、瓦斯涌出量大小、瓦斯抽放难易程度、采掘工作面进度和采掘劳动熟练程度等考虑年度掘进计划、采煤计划和瓦斯抽放工程计划和瓦斯抽放量计划。
每年年底前编制下年度瓦斯抽采计划,以确保抽采瓦斯工作面的正常衔接,做到“抽、采、掘”平衡。
矿井新水平、新采区应测定煤层原始瓦斯含量和压力,每个采区垂深每增加50m应测定煤层原始瓦斯含量和压力。
(7)生产矿长、总工程师负责抽放工作、生产计划、采掘工程的谐调和安排,负责把抽放工作纳入采掘生产管理,领导和督促抽放巷道的施工和抽放管路的铺设,平衡采、掘、抽工作。
(8)煤层工作面采掘作业前通过高负压系统抽放后必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到8m3/t以下,或将煤层瓦斯压力降到0.74MPA以下。控制范围如下:
A)、石门(井筒)揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险程
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度确定,但必须控制到巷道轮廓线外8米以上(煤层倾角大于8度时,底部或下帮5米)。钻孔必须穿透煤层顶(底)板0.5米以上,若不能穿透煤层的全厚,必须控制到工作面前方15米以上。
B)、煤巷掘进工作面控制范围为:巷道轮廓线8米以上(煤层倾角大于8度时,底部或下帮5米)及工作面前方10米以上。
C)、采煤工作面瓦斯抽放控制范围为:工作面前方20米以上。 D)、矿井瓦斯抽采率应达到的要求见下表 表5-5-4 矿井瓦斯抽采率应达到的指标
(9)在布置抽放钻孔时,抽放钻孔的抽放范围应超前采掘工作面一定距离,采掘工作面的推进速度和抽放钻孔的施工、管路安装和抽放速度应根据实际情况及时调整,矿井在每年的生产规划中应一并考虑瓦斯抽放工程、采掘工作面的布置。
(10)一般情况下,先抽放瓦斯,待抽放指标达到要求后再进行掘进,然后工作面构成后进行回采,在回采的过程中在采面运输巷和回风巷超前一定距离抽放瓦斯,并随瓦斯抽放情况和回采工作面的推进速度及时调整。
2)掘进工作面先抽后掘 (1)掘进头先抽后掘
矿井掘进工作面设计采用边掘边抽的超前钻孔预抽方法,抽放钻孔始终保持超前掘进头20米。
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煤巷掘进顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m,穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是:倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m,下帮至少10m;其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m,以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离。
①钻场布置
在煤巷掘进工作面巷道两帮施工钻场,其优点是不影响掘进速度,且抽放效果较好,缺点是需掘钻场,增加工程量。钻场尺寸根据巷帮瓦斯抽放钻孔的布置要求,以及使用的钻机外形尺寸及钻杆的长度确定。控制范围为巷道轮廓线外20.5m,钻孔必须超前于掘进工作面31.5m,煤巷掘进抽放钻场和钻孔布置见图5-5-2。
31.560单位:米(m)221814106钻场规格:3×3×2.2巷道中心线220.515
图5-5-2 煤巷掘进工作面抽放钻场和钻孔布置图 ②钻孔布置
每个钻场内,沿走向布置10个抽放钻孔,即在左、右钻场各布置5个,钻孔编号为1#~12#,孔深分别为1#(63.04m)、2#(61.93m)、3#(61.06m)、4#(60.45m)、5#(60.09m)、6#(60.0m),6#~10#钻孔深与1#~5#钻孔相同,其中,右边钻场为1#~5#钻孔,终孔位置在工作面前方煤层中部,距
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巷道掘进中心线的距离分别为2m、6m、10m、14m、18m,开孔位置距巷道中心线距离为3.2m;左边钻场为6#~10#钻孔,终孔位置、开孔位置同右边钻场的要求一样。该钻孔布置参数在矿井抽放过程中对抽放量、抽放浓度、防突效果等考察后,可根据实际情况进行调整。钻孔参数见表5-5-5。
表5-5-5 煤巷掘进抽放钻孔参数表
每组孔号 钻场个数(个) 1# 钻场规格 长×宽×高(m) 孔口与终孔与孔与巷道钻孔长度巷道中巷道中掘进中线(m) 线距离线距离方位偏角(m) 63.04 3.2 (m) 22 (°′″) 17°52′28″ 14°21′1″ 10°42′43″ 6°59′2″ 3°11′45″ -0°37′14″ -0°37′14″ 3°11′45″ 2# 61.93 3.2 18 3# 24# 个(巷道两5# 帮各一个) 6# 3.0×3.0×2.2 61.06 3.2 14 60.45 3.2 10 60.09 3.2 6 60.0 3.2 2 7# 60.0 3.2 2 8# 60.09 3.2 6 38
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