12601工作面本煤层抽放钻孔
设计说明书
编制单位：通防部
编制人：
编制时间：二〇一三年四月
12601工作面本煤层抽放钻孔
设计说明书
一、编制依据
《防治煤与瓦斯突出规定》
《糯东煤矿2012年26煤层采掘计划图》
二、12601工作面概况
1、工作面基本情况
12601工作面总储量44.59万吨，其中运输顺槽设计长度504m （平距），回风顺槽设计长度503m（平距），巷道沿26#煤顶板掘进。
2、煤(岩)层赋存情况及顶底板岩性
26煤层：26煤平均厚度4.0米，夹矸0-3层泥岩或炭质泥岩，老顶为平均厚度41.56米的泥质粉砂岩，含菱铁质结核或黄铁矿结核，中部时常变相为细砂岩或粉砂岩，底板为泥质粉砂岩及石灰岩。
26煤上距25煤13～21m，平均15m左右。
3、煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数瓦斯、煤尘情况
1）瓦斯：本矿井为煤与瓦斯突出矿井，该区域瓦斯绝对涌出量2.25m3/min。
2）CO2：本矿井该区域CO2涌出量0.08m3/min。
3）煤尘：经国家安全生产重庆矿用设备检测检验中心鉴定该煤层无煤尘爆炸性。
4）煤尘自燃发火的倾向性：依据GB/T217-1996《煤的真相对密度测定方法》、GB/C20104-2006《煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法》所检样品煤层无自然倾向性。
三、抽放瓦斯的必要性
26号煤层从未进行过突出危险性鉴定，在煤层采掘过程中，存在动力现象，主要表现为：打钻喷孔、效检指标超标、炮后瓦斯偏高等情况，根据井下实测瓦斯含量数据，该煤层最大瓦斯含量为12.5m3/t，已经达到突出煤层的指标范围，所以在26号煤层生产作业中一直按突出煤层进行管理。
根据《煤矿安全规程》第145条规定，“开采有煤与瓦斯突出危险煤层的，必须建立地面永久瓦斯抽放系统或井下临时抽放系统”，因此12601采面必须执行瓦斯抽放。
四、抽采钻孔设计
1、工作面运输、回风顺槽掘进期间，由防突队同时向回采区域施工本煤层抽放钻孔，钻孔抽放半径1.5m，孔深80m，上下巷相对施工，钻孔搭接10m，采用平行钻孔方式布置。
12601运输顺槽共布置钻孔176个，工程量14080m；12601回风顺槽布置钻孔176个，工程量14080m；切眼内布置钻孔46个，工程量2760m；总工程量为30920m。
图一、12601工作面本煤层抽放钻孔设计图
2、工作面形成后，为提高工作面瓦斯抽采效果，防止回采时瓦斯涌出量大，又由防突队重新在运输、回风顺槽补充施工钻孔，及在原施工的钻孔下方再布置一排钻孔，与原钻孔呈三花眼布置，钻孔抽放半径1.5m，孔深80m，上下巷相对施工，钻孔搭接10m，采用平行钻孔方式布置。
12601回风顺槽共补充设计钻孔177个，钻孔工程量14160m；12601运输顺槽共补充设计钻孔177个，钻孔工程量14160m。
图二、12601工作面补充本煤层抽放钻孔设计图
3、回采前，在工作面回风顺施工高位抽放孔，孔深22～25.5m，终孔位置到采空区上方8m，设计步距15米一组，每组7个钻孔，总设计32个高位钻位，总钻孔为224个，管路联接到低负压抽放系统。
图三12601工作面高位钻孔布置平面示意图
五、瓦斯抽放系统管径选择：
1、本煤层抽放管径选择
（1）本煤层抽放混合流量计算
本煤层抽放，百米钻孔抽放量按0.015m3/min计算，取成孔率80%：
①回风顺槽共布置353个钻孔，总长度28240米，封孔长8米，则抽放纯流量
Q1=（28240×80% - 8 ×353）/ 100×0.015
=（22592-2824）/100×0.015＝2.965m3/min 抽放瓦斯浓度按10%计算
Qc1=29.65m3/min
②运输顺槽布置353个钻孔，总长度28240米，封孔长8米，则抽放纯流量
Q2=（28240×80% - 8 ×353）/ 100×0.015
=（22592-2824）/100×0.015＝2.965m3/min 抽放瓦斯浓度按10%计算
Qc2=29.65m3/min
3）本煤层总抽放混合流量Q纯=Qc1+ Qc2 =59.3m3/min
（2）抽放管径的选择：
1）运输、回风顺槽抽放混合流量均为29.65m3/min则：
d = 0.1457·
式中：d—管道内径, m；
Qc —混合流量，m3/min，
v —管内瓦斯流速，取经济流速v = 10 m/s。
经过计算，d =0.1457×1.7219m =250mm，故选用DN250mm 的PVC管作为本煤层运输、回风顺槽的抽放支管。
2）本煤层总抽放混合流量Q纯= 59.3m3/min，则：
d = 0.1457·
式中：d—管道内径, m；
Qc —混合流量，m3/min，
v —管内瓦斯流速，取经济流速v = 10 m/s。
经过计算，d =0.1457×2.435 m =355 mm，取DN377mm的铁管作为本煤层抽放主干管。
六、施钻工艺
为保证钻孔能够达到设计深度，采用重庆煤科院设计生产的
ZY—1900型钻机。
施钻方式采用风排渣，施工时实现风水联动。
七、封孔
封孔方式均采用水泥砂浆和玛丽散联合封孔，封孔深度为13m，封孔段长度8m。
封孔管管径为φ40mm的PVC管，封孔管管口连接要紧密，不能漏气。
八、抽放钻孔连接
该设计钻孔采用DN250mm的PVC管作为主管，每两根主管之间安设一个250mm变100mm的三通，钻孔连抽时采用4寸的弹簧管连接到三通和集流器，4寸的弹簧管与主管路连接的地方要安装计流装置。
在集流器上焊接φ40mm铁管短接和φ40mm闸门连接，在闸门前端连一短接，短接上要焊接单孔观测口。
短接和封孔管的连接，采用2寸的弹簧管连接，连接好后，两端要用铁丝固定，防止脱落。
九、抽采管路系统布置情况
1、抽采系统方面
1）12601运输顺槽布置一趟Ф250mm高负压抽放管路：
12601运输顺槽→12601回风顺槽措施巷→12601回风顺槽回风道→1260轨道下山→主平硐→南翼胶带巷→南翼回风巷→2号回风井→地面瓦斯抽放泵站。
2）12601回风顺槽布置一趟Ф250mm高负压抽放管路，一趟Ф250mm低负压抽放管路和一趟Ф200mm低负压管路：
高负压：12601回风顺槽→12601回风顺槽回风道→1260轨道下山→主平硐→南翼胶带巷→南翼回风巷→2号回风井→地面瓦斯
抽放泵站。
低负压：12601回风顺槽→12601回风顺槽回风道→1260轨道下山→主平硐→南翼胶带巷→南翼回风巷→2号回风井→副平硐→管子道→进风井→地面瓦斯抽放泵站。
2、管路安装要求：
1）抽采管路沿顶板采用“钢丝绳+U卡+皮带”吊挂，吊挂间距为2m。
管路安装要求平、直、稳、严密不漏气，不拐死角。
2）孔板流量计安设地点前后50米范围内要求平直，且孔板方向必须正确。
3）抽采管路上自制短节、三通、放水器、把手等必须经过防腐处理。
4）抽采管路上每隔300m加设一个闸阀，抽采管路通过巷道低洼处需加设防水三通。
5）抽采管路上三通的位置根据钻孔布置方式调整安装。
6）管路安装完毕后，必须进行打压试验。