5102工作面抽采钻孔设计.docx
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1、山西吕梁中阳西合煤业5102工作面瓦斯抽采设计编制人:审核人:编制时间:2019年1月12日抽采钻孔“两堵一注”带压封孔示意图六、抽采管路选择布置及连接根据矿井瓦斯抽采工程初步设计变更要求,我矿工作面顺槽 抽采支管选用0377mm螺旋焊缝钢管。抽采钻孔沿工作面运输顺槽布置,在抽采钻孔施工验收后,应及 时连接抽放,钻孔与管路连接处应设置流量计和放水装置。由于安设放水器、排渣器及抽采管路等装置,根据现场实际情况 抽采管路应沿5102运输顺槽右帮(靠皮带侧)吊挂,抽采钻孔连孔 装置布置在巷道左帮(靠钻孔侧)。5102工作面本煤层高负压抽采管路系统:5102运输顺槽本煤层 钻孔95102运输顺槽037
2、7mm瓦斯抽放管95102运输顺槽回风绕道高 负压0377mm瓦斯抽采管分一采区回风巷0426nlm瓦斯抽采管北回风 巷0426mm瓦斯抽采管分管道井0426mm瓦斯抽采管少地面瓦斯抽放泵 站-瓦斯发电站。七、管路敷设及附属装置(1)5102运输顺槽高负压抽采管路安装时,必须用专用锚杆和刮板链吊挂在巷道右帮(靠皮带一侧),管路与管箍之间必须用绝缘 垫,每一根管路至少要有一个吊点。保证管路平、直、稳并且距离巷 道底板(轨面起)的高度不小于1.8m,距右帮约1.2m。(2) 5102运输顺槽抽采管路每隔100m设置一个接地极。(3)为了能够及时掌握各抽放地点瓦斯抽出量、瓦斯浓度的变 化情况,便于管
3、路系统负压的调节,保证管网系统的正常抽放,在 5102运输顺槽口处安设蝶阀,并在管路最低处安设除渣放水器,在 每组钻孔汇流管最低点安设一个放水器。(4) 一采区回风巷高负压抽采管路管径为426mll1,为使5102 抽采系统与主干管路的检测工作相对独立,5102运输顺槽抽采管路应 安装孔板流量计1套和在线监测1套。(5) 5102运输顺槽抽采管路安装期间每5个钻孔为一组,安装一 个变径三通377-108nmi,共需安装12个变径三通,12个中108蝶阀, 12个放水器。(6) 5102运输顺槽需安装中377mm管路约570m。第三章5102工作面(5102回风顺槽)本煤层瓦斯抽采设计因5102
4、工作面煤层较薄,5102运输顺槽本煤层钻孔设计施工136 米,实际最多施工90米,无法覆盖整个采面,为了能够更加合理、 高效的抽采工作面煤层瓦斯,结合5102工作面煤层地质条件、瓦斯 赋存等实际情况,需在5102回风顺槽施工本煤层钻孔,对该工作面 的本煤层瓦斯抽采进行补充设计。一、钻孔设计:根据地质资料及井下实际施工情况,5102运输顺槽本煤层钻孔设计长度为136m,实际最长施工90米。为保证本煤层钻孔预抽效果, 需在5102回风顺槽施工本煤层钻孔,第一个钻孔的开口位置在距离 坡底变平段8. 2m处,最后一个钻孔距切眼7. 5m。钻孔平行于切眼工 作面布置,设计孔深60米,倾角为-5 3 ,方
5、位角为83 , 钻孔的开孔直径为127mm,终孔直径为94mm,钻孔间距为5m,预抽 时间为120天。钻孔封孔长度为8m,遇到煤质破碎区域,封孔长度 应根据现场实际情况加长。5102工作面预抽系统保存至5102工作面 投产,5102工作面回采期间利用预抽钻孔对工作面进行边采边抽。5102回风顺槽本煤层抽采钻孔参数表二、钻孔施工准备钻孔 编号钻孔与 巷道夹 角(。)倾角 ( )钻孔开 孔高度 (m)孔间距 (m)孔深 (m)开孔孔径 (mm)钻孔直 径 (mm)备注1-1890-31.5560127945102回风顺 槽1#孔距坡 底变平段 8.2米19-3390-41.55601279434-
6、5190-51. 55601279452-7990-41.556012794(1)钻机型号:ZDY1200S型矿用坑道钻机钻头直径:94mm钻杆直径:0 50mm(2)施工准备:准备好钻孔施工设备,主要包括钻机、钻杆、注浆泵等设备。在现场备齐管钳、铜锤、道木、坡度规等辅助工具。根据设计及现场情况技术人员标出每个钻孔施工的开孔位置,并吊挂好施工中线。根据施工位置及钻孔参数,清理施工场地,稳好钻机并连接好电源及风水管路等。三、钻孔施工过程(1)钻孔采用127mm钻头开孔,钻进8. 5m时退杆,下8nl封 孔套管。封孔打压必须到达2MPa,并且压力稳定不少于lOmino(2)起钻过程中必须全程使用静
7、压水排渣,确保孔内返水通畅。(3)钻孔与管路的连接:注浆封孔后,留足浆液胶凝时间便可 与抽采管路连接。钻孔与管路连接处应设置流量计和放水装置;钻孔 封孔器与抽采管路的连接如下列图。四、钻孔封孔工艺钻孔封孔工艺采用“两堵一注”带压封孔施工工艺,注浆材料 为水泥浆+水玻璃。水泥沙浆比例根据矿井煤岩层特性试验确定,封 孔后预留凝固时间为24h。封孔平安考前须知(1)严格按照措施要求的工序、工艺和时间进行封孔,防止因封孔不及时或质量不合格造成的延迟喷孔伤人及瓦斯超限事故发生。(2)明确封孔标准并实行挂牌管理。施工措施必须明确钻孔的 封孔参数及封孔工艺,即封孔长度、封孔管径、充填材料、封孔时间 及封孔的
8、严密度指标。(3)导气管应采用内径为12. 7mm (4分管)的高压软管、钢管 或其他抗高压管,抗压强度不低于IMPa。导气管应露出孔口 0.3m以 上,并安装阀门。(4)注微膨胀封孔材料时,发现浆液从导气管流出后,立即关 闭导气管上的阀门,继续注浆至注浆管上的压力表到达1.5MPa后停 注。停注后30min内压力表变化量不大于0. 5MPa方为合格,否那么应 继续注浆。注浆完成后不得撤除注浆管上的单向阀和压力表。(5)注浆及注浆后24小时内不得完全关闭抽采孔管上的阀门, 防止封孔材料在尚未凝固牢固时由于瓦斯压力较大而遭到破坏。注浆 材料凝固24小时后方可合茬抽采。“两堵一注”带压封孔示意图五
9、、抽采管路选择布置及连接根据矿井瓦斯抽采工程初步设计变更要求,我矿工作面顺槽 抽采支管选用0377mm螺旋焊缝钢管。抽采钻孔沿工作面回风顺槽布置,在抽采钻孔施工验收后,应及 时连接抽放,钻孔与管路连接处应设置流量计和放水装置。由于安设放水器、排渣器及抽采管路等装置,因此抽采管路应沿 5102回风顺槽右帮吊挂,抽采钻孔连孔装置布置在巷道右帮(靠钻 孔侧)o5102回风顺槽瓦斯抽采管路系统:5102回风顺槽本煤层钻孔 15102回风顺槽0377nlm瓦斯抽放管95102回风顺槽回风绕道0377mni 瓦斯抽采管分采区回风巷0426mm瓦斯抽采管今北回风巷0426mm瓦 斯抽采管分管道井0426mm
10、瓦斯抽采管分地面瓦斯抽放泵站-瓦斯发 电站。六、管路敷设及附属装置(1) 5102回风顺槽高负压抽采管路(0377mm钢管)安装时, 必须用支架或水泥墩铺在巷道右帮(靠钻孔一侧),管路与支架之间 必须用绝缘垫,每一根管路至少要有一个支点。保证管路平、直、稳 并且距离巷道底板的高度不小于0. 3m05102回风顺槽抽采管路每隔100m设置一个接地极。(3)为了能够及时掌握各抽放地点瓦斯抽出量、瓦斯浓度的变 化情况,便于管路系统负压的调节,保证管网系统的正常抽放,在 5102回风顺槽口处安设蝶阀,并在管路最低处安设除渣放水器,在 每组钻孔汇流管最低点安设一个放水器。(4) 一采区回风巷高负压抽采管
11、路管径为426mm,为使5102 抽采系统与主干管路的检测工作相对独立,5102回风顺槽抽采管路应 安装孔板流量计1套和在线监测1套。(5) 5102回风顺槽抽采管路安装期间每5个钻孔为一组,安装一 个变径三通中377-108mm,共需安装16个,16个108蝶阀,16个放 水器。(6) 5102回风顺槽需安装108mni管路约530m。第四章5102工作面(5102回风顺槽)临近层瓦斯抽采设计一、施工目的为了防止5102回采工作面回采期间上邻近层瓦斯涌入采空区 造成上隅角瓦斯积聚。根据矿井瓦斯抽采工程初步设计要求,设计向 5#煤层顶板裂隙带(12-15m区域)施工高位钻孔,抽采上邻近层瓦 斯
12、。为保障本次瓦斯抽采工程平安有效,特编制5102回风顺槽邻近 层瓦斯抽采钻孔设计。二、地质概况5#煤层位于山西组下部,距上覆4号煤层平均约11m。5#煤层分 为5#上、5#下两层煤,煤层间距约L6m,其中5#上为可采煤层,厚 度均厚1.1m,煤层结构简单,一般不含夹砰,偶见一层薄 层泥岩夹肝,5#下为不可采煤层,厚度0.5-0.9m,均厚0.7m。5#煤层 直接顶板为泥岩、砂质泥岩,底板大都为泥岩、砂质泥岩。5#煤层平均采高1.5ni,根据开采“三带”分布理论,采高8-11 倍区域一般为采空区裂隙带,5号煤层顶板12-15m区域为裂隙带区 域,顶板以上12m垂高区域为冒落带。本次设计针对顶板裂
13、隙带区 域。三、邻近层瓦斯抽采设计5102工作面采用在回风顺槽施工高位钻孔抽采采空区瓦斯,根据 以上分析,5号煤层顶板12-15米区域为裂隙带区域,为保障高位抽 采钻孔连续高效抽采,设计高位钻孔终孔位置处于距5号煤层顶板 15m的裂隙带区域。1、瓦斯抽放钻场、钻孔设计(1)钻孔性质:邻近层瓦斯抽放钻孔(2)钻孔规格:用中94mm无芯钻头钻进至终孔(3)开孔层位:在5#煤层中,距底板1.5米;终孔层位:位于4#煤层顶板5m位置。(4)钻场布置:沿5102回风顺槽布置,第一钻场距坡底变平段 4米处施工,第二钻场距第一钻场20米,其余钻场每隔30m布置一 个,钻场位置由技术人员现场标定,不另增设钻场
14、,所有钻孔均在巷 道内施工。(5)钻孔参数:每个钻场布置6个高位钻孔,钻孔布置图后附。钻场钻孔 编号孔深 (m)方位角 ( )倾角 ( )钻孔结构 (mm)钻孔终孔高 度(m)备注第1钻场183179+110113mm 0-8. 5m 94mm 8.5-83m18距坡 底变 平段4米280183+11011 3mm 0-8. 5m094mm8.580m17374188+12OH3mm 0-8. 5m 94mm 8.5-74m16475196+120113mm 0-8.5m 941nm8. 5-75m15570203+14O113mm 0-8.5m 094mm8.5-70m15662208+17
15、O113mm 08.5m 094mm8. 5-62m15第2钻场191178+120113mm 0-8. 5m 94nlm 8. 5-91m22288182+ 120113mm 0-8. 5m 94nlm 8. 5-88m21383186+130113mm 0-8. 5m94mm 8.5-83m19484193+130113mm 0-8. 5m 94mm8.5-84m19578199+14O113mm 0-8. 5m 094mm8.5-78m18670203+15O113mm 0-8.5m 0 94mm 8.5-70m17第3钻场191178+120113mm 0-8. 5m 94nlm 8.
16、 5-91m23288182+13O113mm 0-8.5m094mm8.5-88m22383186+14O113mm 08.5m94mm 8.5-83m22484193+14OH3mm 0-8. 5m O 94mm 8.5-84m22578199+16OH3mm 0-8. 5m 94nlm 8. 5-78m21670203+170113mm 0-8. 5m094mm8.5-70m20第4钻场191178+11O113mm 0-8.5m 094mm8. 5-91m22288182+120113mm 0-8. 5m94mm 8.5-88m22383186+14O113mm 0-8. 5m94mm
17、 8.583m22484193+150113mm 0-8. 5m094mm8. 584m22578199+160113mm 0-8. 5m 94nlm 8. 5-78m22670203+180113mm 0-8. 5mO94mm 8. 5-70m21第5钻场191178+10OH3mm 0-8. 5m 94mm 8.5-91m20288182+11Oli 3mm 0-8. 5m O 94mm 8.5-88m19383186+120113mm 0-8. 5m 94mm 8.5-83m19484193+13OH3mm 0-8. 5m 094mm8.5-84m19578199+140113mm 0-
18、8. 5m094mm8. 5-78818670203+170113mm 0-8.5m 94nlm 8. 5-70m18第6钻场191178+100113mm 0-8. 5m94mm 8.591m19288182+110113mm 0-8.5m 94nlm 8. 5-88m18383186+120113mm 0-8. 5m94mm 8.5-83m18484193+13O113mm 08.5m 094mm8. 5-84m18578199+140113mm 0-8. 5m 94nlm8. 5-78m18670203+16O113mm 0-8.5m 94nlm 8. 5-70m18第7钻场191178
19、+90113mm 08. 5m94mm 8.5-91m17288182+100113mm 0-8. 5m94mm 8.5-88m17383186+11O113mm 0-8.5m 094mm8.583m17484193+12O113mm 0-8.5m 94nmi 8. 5-84m17578199+13O113mm 0-8.5m 94nlm 8. 5-78m17670203+15O113mm 0-8.5m094mm8.5-70m17第8钻场191178+9OH3mm 0-8. 5m 94mm 8.5-91m16288182+10OH3mm 0-8. 5m O 94mm 8.5-88m1738318
20、6+11OH3mm 0-8. 5m 94nlm 8. 5-83m17484193+ 120113mm 0-8. 5m094mm8. 5-84m17578199+13O113mm 08.5m 094mm8. 5-78m16670203+150113mm 0-8. 5m94mm8.5-70m16第9钻场191178+90113mm 0-8.5m94mm 8.591m16288182+90113mm 0-8. 5m094mm8. 5-88m16383186+110113mm 0-8. 5m 94nlm 8. 5-83m16484193+110113mm 0-8. 5mO94mm 8. 584m165
21、78199+13OH3mm 0-8. 5m 094mm8.578m16670203+15Oli 3mm 0-8. 5m O 94mm 8.5-70m16第10钻场191178+80113mm 0-8.5m 94111m8. 5-91m15288182+9OH3mm 0-8. 5m 094mm8.5-88m15383186+100113mm 0-8. 5m094mm8. 5-83m15484193+110113mm 0-8.5m 94nlm 8. 5-84m15578199+12O113mm 0-8.5m94mm 8.5-78m16670203+140113mm 0-8.5m 94nlm 8.
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- 5102 工作面 钻孔 设计
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