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底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采技术规范

底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采技术规范
1 范围
本标准规定了底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采的目的、设计、工程施工、验收、抽采监测、施工管理、效果考察和区域性消除突出危险性认证。

本标准适用于祁南煤矿7煤层。

2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

AQ 1025-2006 煤矿瓦斯抽采基本要求
MT/T 692-1997 煤矿瓦斯抽采技术规范
MT 5018-96 矿井抽采瓦斯工程设计规范
MT/T638 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法
MT/T 77 煤层气测定方法(解吸法)
MT77-84 煤层瓦斯含量和成份测定方法(解吸法)
3 目的
对祁南煤矿7煤层无保护层开采的区域,采用72煤层底板岩石巷道施工密集网格式上向穿层钻孔,抽采7煤层瓦斯,降低7煤层工作面机巷(风巷)和开切眼附近一定宽度煤体的瓦斯含量和瓦斯压力,消除煤与瓦斯突出危险性,实现工作面机巷(风巷)和开切眼的安全掘进。

4 瓦斯抽采设计
4.1 在采煤工作面设计时应编制安全可行的底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采设计;设计中选用的瓦斯抽采参数及设备应保证煤巷掘进区域瓦斯均匀、高效抽采。

4.2 瓦斯抽采设计所需基本资料包括工作面参数、煤层赋存状况、瓦斯基本参数、煤层底板岩性、邻近工作面底板岩巷穿层钻孔的瓦斯抽采及开采过程中瓦斯涌出情况等。

4.3 底板岩巷应布置在煤层底板岩性较好的岩层中,底板岩巷与煤层底板的垂距一般为20~30m;为便于向工作面倾向中部施工穿层钻孔,底板岩巷与机巷投影的水平距离一般为20~30m;巷道断面一般为10.5m2(3m×3.5m),通过工作面边界上山与上区段底板岩巷连通构成全负压通风系统。

4.4 钻场应垂直底板岩巷向机巷投影侧水平布置,钻场断面为12.25m2(3.5m×3.5m)、长度4m,相邻两个钻场间距为25m,钻场采用水射流装置或其它机械通风方法供风,钻场内应安设瓦斯传感器。

4.5 穿层钻孔间距(以72煤层顶板层面为准)、抽采的有效保护范围和抽采时间应保证能够消除机巷(风巷)和开切眼及附近煤体的突出危险性;每一钻场共施工35个钻孔,分5排布置,每排7个,钻孔排距5m(以72煤层顶板层面为准),钻孔间距5m(以72煤层顶板层面为准),钻孔的开孔间距不小于400mm,钻孔直径不小于94mm,根据相关参数计算各钻孔的方位角和倾角用于工程施工,穿层钻孔进入71煤层顶板的长度不得低于0.5m;
4.6 穿层钻孔的平均抽采时间不得低于5个月,且应保证孔群区域内煤层瓦斯含量或煤层瓦斯压力达到区域性消除突出危险性要求。

4.7 穿层钻孔施工过程中应安装防喷孔装置,套管封孔长度不小于1.5m,直径为108mm。

4.8 钻孔的封孔长度不小于10m,封孔管直径为40mm;通过汇流管、集气箱和支管将钻孔并入抽采管网,汇流管直径为50mm,支管直径为100mm,集气箱长1300mm、宽500mm、高800mm,集气箱应具备排水除渣功能。

4.9 采用矿井地面永久抽采系统抽采底板岩巷穿层钻孔瓦斯,底板岩巷抽采干管直径不小于250mm,抽采钻孔孔口负压不低于20kPa,每隔200m安装一自动放水器;抽采管网应进行防腐处理,且外部涂红色以示区别。

4.10 在底板岩巷抽采干管起始端安装瓦斯参数自动监测装置,并与矿井的监测监控系统联网,对底板岩巷抽采干管的抽采瓦斯参数进行实时监测;同时在此位置并联一等管径旁路,安设孔板流量计和观测孔进行人工测定,旁路管的平直段长度不小于5m。

4.11 在重点监测钻场应安设支管孔板流量计和观测孔,底板岩巷的重点监测钻场应不少于2个。

4.12 穿层钻孔还可用于抽采工作面倾向中部瓦斯,钻孔间距5m,倾向上穿层钻孔的排数根据工作面的倾向长度、顺层孔的长度和钻孔间距确定。

4.13 瓦斯抽采设计中选用的参数应根据现场的工程实践效果进行调整。

5 瓦斯抽采工程及验收
5.1 瓦斯抽采工程应能满足底板岩巷穿层钻孔的瓦斯抽采要求,且抽采系统应尽量简单。

5.2 底板岩巷在施工过程中遇到煤层厚度变异区、煤层倾角变化带和断层等地质构造带时要采取防突措施,并实施超前钻孔探测措施,边探边掘。

5.3 底板岩巷穿层钻孔施工之前,瓦斯抽采系统应提前安设至钻场。

5.4 地质测量科应根据设计钻孔参数提前放线,给定钻孔的开孔位置及方位。

5.5 底板岩巷穿层钻孔施工采用水力排渣,诱导喷孔增加煤层透气性,水压不低于5MPa;孔口安设防喷孔设施,钻孔进入煤层后及时打开闸阀抽采瓦斯;封孔前用压力水将钻孔内残留的钻屑排出,保证钻孔畅通。

5.6 穿层钻孔施工没有达到设计要求的区域,应及时增补钻孔。

5.7 穿层钻孔施工完成之后应及时封孔,采用水泥浆封孔或其它先进的封孔工艺和材料。

5.8 穿层钻孔封孔之后通过钻孔汇流管、集气箱和支管及时并入抽采管网。

5.9 瓦斯抽采管网及附属构件应严格按质量标准化要求安装,保证安装质量。

5.10 瓦斯治理办公室负责组织瓦斯抽采工程质量验收,验收人员需填写验收单并签字。

6 钻孔施工及抽采管理
6.1 防突区应在施工钻场设置牌板,牌板内容包括钻场编号、钻孔类别、设计孔号以及实际钻孔参数,若实际施工参数与设计参数不符时,必须注明原因;整个钻场钻孔并入抽采管网以后应用栅栏封闭钻场。

6.2 穿层钻孔施工过程中应记录钻孔的开孔位置、钻孔方位角、钻孔倾角、钻孔长度、煤孔长度、岩石孔长度,并记录钻孔施工过程中的顶钻和卡钻现象,喷孔情况,喷出煤量、瓦斯量,钻孔施工参数要及时填到瓦斯治理工程图上。

6.3 穿层钻孔施工完成后,收尺工现场监督拔钻并验收钻孔施工参数,瓦斯治理办公室随机抽查钻孔的施工质量。

6.4 穿层钻孔抽采后防突区应对钻孔实行挂牌管理,内容包括钻场、钻孔编号,设计孔号及其参数(方位角、倾角、深度),实际施工钻孔参数,钻孔抽采瓦斯浓度、负压、流量等参数。

6.5 由专职人员定期对抽采系统中的测量装置进行瓦斯参数测定、校验、管理和维护。

6.6 底板岩巷瓦斯抽采系统每隔20~30天应停抽一次,清理管路及附属构件内的杂物和积水。

6.7 防突区应建立钻孔施工、瓦斯抽采和抽采管路检查记录、台帐,并由专人负责。

7 抽采监测
7.1 应对底板岩巷干管和重点监测钻场支管瓦斯抽采进行监测,用于考察抽采效果。

7.2 用旁路孔板流量计人工测量对干管中的自动监测系统的准确性进行校验。

7.3 底板岩巷干管和钻场支管抽采参数人工应每周测定一次。

8 瓦斯抽采效果考察
8.1 每个采区首次采用底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采时,应对抽采效果进行考察。

8.2 穿层钻孔瓦斯抽采效果考察参数应至少包括:
a)煤层原始瓦斯含量、瓦斯压力和透气性系数;
b)单孔状态下钻孔瓦斯自然流量;
c)孔群状态下钻孔瓦斯自然流量;
d)重点钻场支管的抽采负压、抽采流量、瓦斯浓度;
e)底板岩巷干管的抽采负压、抽采流量、瓦斯浓度和气体温度;
f)穿层钻孔施工期间底板岩巷回风流瓦斯浓度及风量。

9 区域性消除突出危险性认证
9.1 突出危险煤层采用底板岩巷穿层钻孔预抽煤巷掘进区域煤层瓦斯后,必须编制煤巷掘进区域消除突出危险性认证报告;认证报告中应包括以下内容:
a)煤层赋存情况,工作面布置参数及与相邻工作面的关系;
b)底板岩巷穿层钻孔的瓦斯抽采工程及相关参数说明;
c)工作面煤层原始瓦斯压力及瓦斯含量;
d)穿层钻孔的瓦斯抽采量及其覆盖煤体的瓦斯抽采率;
e)穿层钻孔覆盖煤体的残余瓦斯压力及瓦斯含量;
f)煤层巷道掘进区域达到安全掘进的认证。

9.2 突出危险煤层巷道掘进前必须区域性的将煤巷掘进区域的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的瓦斯压力以下。

若没能考察出煤层始突深度的瓦斯含量或压力,则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下,或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa(表压)以下。

10 审批程序
10.1 底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采设计由瓦斯治理办公室编制,矿总工程师组织审查后,报集团公司批准,防突区编制底板岩巷穿层钻孔施工和瓦斯抽采管路安装等安全技术措施并负责相应工程施工。

10.2 突出危险煤层煤巷掘进区域采用底板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯后,由瓦斯治理办公室按照本标准要求编制巷道掘进区域消除突出危险性认证报告,报集团公司批准。

11 其他
11.1 本标准由瓦斯治理办公室进行管理和负责组织修订。

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