52210工作面沿空留巷Y型通风设计说明书.doc

52210工作面沿空留巷Y型通风 设计说明书 一、工作面概况 1、工作面位置关系 52210工作面位于新庄孜矿五水平二采区，F10-5断层以北，F10-5（8）断层以南。上限标高为-556米，下限标高为-612米。工作面走向长为600米，倾斜长为130米。该块段所对应的上覆B11b煤及下伏的B8煤均未采动。对应地表为淮河漫滩及淮河河床。可采储量约195380吨。该块段煤岩层走向325～335，倾向NE，倾角为22～26，平均24。 2、煤层及顶底板情况 B10煤层为结构复杂的薄煤层，煤厚结构为0.2～0.4（0.2～0.7）0.6～1.2m，煤层赋存状态不稳定，煤厚变异系数大，顶部煤质较差。局部有底鼓变薄带。 B10煤层直接顶板为灰色砂质泥岩，含植物碎片，局部相变为灰白色细砂岩，厚2.0～3.0m，老顶为细中粒砂岩，厚约4.0m；B10煤层直接底板为灰褐色砂质泥岩，厚约2.5m，老底为灰白色粉砂岩，厚约3.5m。 3、地质构造 该地段由于处在F10-5、F10-5（8）断层之间，受其影响，次生断层发育，工作面由上阶段资料及掘进巷道揭露的资料判断，预计发育10条正断层，落差0.5～4.0m，且煤岩层产状变化较大，对回采影响较大。 4、水文地质 本工作面主要充水因素为构造裂隙水及老顶砂岩水，老顶砂岩水为静储量，表现为先大后小，直至消失。风巷为沿空留巷，上阶段老塘水对本工作面不构成威胁。 6、瓦斯含量、预计瓦斯涌出量、煤尘、煤层自燃发火情况 B10煤层为非突出煤层, 根据瓦斯地质资料，该块段B10煤层预计原始瓦斯含量X07m3/t，与下伏煤层B8煤层层间距40m，B8煤层预计原始瓦斯含量为18m3/t，与上覆煤层B11煤层层间距28m，B11煤层预计原始瓦斯含量为17m3/t。预计开采B10槽煤按日进3.6m计算，瓦斯绝对涌出量为58.3m3/min。 B10槽煤具有煤尘爆炸危险性，自然发火期一般为３～６个月。 二、工作面参数、采煤方法及煤柱 1、工作面参数 52210工作面平均130m，综采走向长600m，采高1.8m，煤厚平均1.2m， B10槽煤容重1.42t/m3，考虑到回采时矸石占有一定的比例，取综合容重1.8t/m3。 2、采煤方法 本工作面采用单一走向长壁综合机械化开采方法。 根据煤层顶板岩性，直接顶板能随着液压支架的前移及时冒落，冒落矸石能及时充填采空区，本工作面采用全部垮落法管理顶板。 3、各种煤柱留设 本工作面与北52210N轨道上山间留设20m煤柱，南与五二石门间留设30m煤柱。距F10-5和F10-5（8）断层较远。 三、工作面巷道布置、支护及留巷支护设计 1、工作面巷道布置 （1）运煤巷道 -612m B10～C13过压石门（已施工）从-612mB10槽底板巷施工至-612mB10槽顺槽，半圆拱断面，巷宽*中高3.4m*3.0m，锚网喷支护形式。 （2）轨道系统 ① 风巷轨道系统 -550m B10联络石门从5210B10底板S轨道上山-550m标高施工联络石门与52210风巷相连,作为52210工作面进架石门，后期用做52210回风石门，半圆拱断面，巷宽*中高4.6m*3.5m，锚索网喷支护形式。 -556m B10联络石门 从5210B10 N轨道上山-556m标高施工一石门与52210风巷相连，作为52210工作面风巷轨道系统。半圆拱断面，巷宽*中高4.6m*3.5m，锚索网喷支护形式。 ② 运输顺槽轨道系统 利用五四石门、-612m B10轨道巷、-612m B10～C13联络石门、作为66210工作面顺槽运料下设备的轨道系统。 （3）回风巷道 利用-550m联络石门、5210 B10底板S轨道上山、-506m B10底板轨道巷、-506m B10底板回风巷作为本工作面的回风巷道。 （4）采煤工作面布置方式 工作面上风巷利用52110工作面下顺槽留巷布置，下顺槽和切眼沿B10煤层破顶破底施工，切眼跟B10煤层顶板施工。下顺槽利用-612m B10～C13联络石门B10煤位向南施工，到位后施工B10煤上山与52210风巷沟通作为52210工作面切眼。 2、支护设计 1巷道断面设计上风巷为半圆拱断面，为52110顺槽采后留巷，采用内架B4.4m 29U钢棚，棚距600㎜，外打锚（索）网，最后再喷浆封闭支护。下顺槽和切眼设计断面为矩形，锚（索）网联合支护。巷道断面尺寸如下 风巷宽*高4.4m*3.4m，顺槽净宽*下帮巷高4.8m*2.0m。切眼净宽*巷高4.2m*2.0m。支护方式见下图。 52210风巷断面示意图 52210顺槽断面示意图 52210切眼断面示意图 （2）巷道锚杆支护方案 该块段B10煤层从52110施工过的巷道来看，煤层较稳定，顶板多为较好，上下帮也较稳定，顶板岩性好。根据维护的常规条件,采用较大间排距高强锚杆支护方案,在砂岩老顶直接覆盖煤层且顶板完整的情况下可不施工锚索,在直接顶厚度小于1米是破顶跟老顶施工,顶板支护同上,在直接顶超过1米时采用等强预拉力锚杆钢带网联合支护,在地质条件变化带顶板破碎带、断层带、淋水带、直接顶厚度变化异常带等特殊地段，首先加密顶部锚杆，然后及时套棚；或经研究采取其他支护方式。 参数设计 ①切眼设计断面为矩形 前期 净高净宽2.0m4.2m 后期 净高净宽2.0m6.0m 锚杆布置 a、巷道顶板采用6根左旋ф20mm-2200mm等强锚杆加M4钢带、钢筋网联合支护，每根锚杆采用两节Z2355型中速树脂药卷加长锚固；锚杆间距800mm；排距800mm。 另在顶部每1.5m施工2根5.3m长的锚索，规格为ф15.24mm的钢绞线，间距1500mm，每根锚索采用一只K2355和三只Z2355药卷锚固，垂直顶板向上15～20度，锚索距迎头不大于4m，初张力7吨，设计锚固力为20吨。 b、巷道南帮采用3根左旋ф20mm-2200mm等强锚杆加M3型钢带1.8m长、金属网联合支护，每根锚杆采用2节Z2355型中速树脂药卷加长锚固；北帮采用3根ф18mm-2000mm玻璃钢锚杆加Л2型钢带1.8m长、金属网联合支护，每根锚杆采用1节Z2355型中速树脂药卷端头锚固；锚杆间距为800mm；排距为800mm。钢带布置位置应尽量靠近顶板。 c、玻璃钢锚杆扭距60Nm，设计锚固力大于3吨；顶部等强锚杆设计扭矩大于120 Nm，设计锚固力大于8吨，帮部等强锚杆设计扭矩大于100 Nm，设计锚固力大于5吨，机具扭矩不足时人工多次加扭。 ②顺槽断面设计为倒梯形正常情况下下帮高2.0米，净宽4.8米，跟顶施工。 锚杆布置 a、巷道顶板采用7根左旋螺纹钢等强预拉力锚杆加4800mm长M4型钢带和金属网联合支护，锚杆规格为M22－2200mm，加长锚固方式，每根锚杆采用两节Z2355型中速树脂药卷加长锚固；锚杆间距800mm；排1000mm。 如果受施工环境的限制，顶部靠下帮一根可向下倾斜4～8与顶板成伪垂直安设，靠上帮两根锚杆在垂直顶板线位置稍带向上5～10的迎山角。 另顶部每2.0m排距施工5.3m长锚索一根，规格φ17.96mm低松驰钢角线，每根装一只K2355和三只Z2355药卷，锚索离下帮水平距离2000mm，排距3000mm，垂直顶板向上帮偏1520度。锚索距迎头保持10m以内，初张力7吨。 b、巷道下帮采用3根M22-2200mm等强锚杆加Π2型钢带2m长、金属网联合支护。每根锚杆采用二节Z2355型中速树脂药卷端头锚固；锚杆间距为800mm；排距为1000mm。 c、巷道上帮煤体部分采用5根左旋螺纹钢等强预拉力锚杆加两根2000mm长Π2型钢带、金属网联合支护，岩体部分采用2根18mm直径的1800mm长高强锚杆、2000mm长Π2型钢带、金属网联合支护，钢带布置位置应尽量靠近地板，锚杆规格为M22－2200mm，每根锚杆采用两节Z2355型中速树脂药卷加长锚固，锚杆间距800mm；排距1000mm。1800mm长高强锚杆采用1根Z2355型中速树脂药卷。在顶板坡度小于18度以下时,上帮采用1600mm长Π2型钢带,锚杆间距为650mm，其它不变。 d、顶部锚杆设计扭矩大于120 Nm，设计锚固力大于8吨，帮顶锚杆设计扭矩不低于100Nm，设计锚固力大于5吨，机具扭矩不足时人工多次加扭。 3特殊地段特殊处理 顶板破碎带、断层带、淋水带、直接顶厚度变化异常带等特殊地段，首先加密顶部锚杆，加补锚索，然后及时套棚，或经研究采取其他支护方式。 特殊地段特殊处理 顶板破碎带、断层带、淋水带、直接顶厚度变化异常带等特殊地段，首先加密顶部锚杆，加补锚索，然后及时套棚，或经研究采取其他支护方式。 3.留用巷道支护设计 52210工作面上风巷是52110工作面顺槽采后留巷，靠巷道上帮沿采空区充填1.5m宽混凝土膏体。充填前应超前煤壁20m用单体加铁鞋和铰接顶梁挑齐双排挑棚。留巷后，距离工作面100m外开始巷修工作。考虑风巷二次采动影响，顶板离层、断裂、下沉的可能性加大，第二次维护困难。经过讨论分析决定，采用内架B4.4m 29U钢棚，棚距600㎜，外打锚（索）网，最后再喷浆封闭支护。随着52210工作面的回采，风巷下帮将进行二次留巷充填，仍然采用混凝土膏体，充填宽度为1.5m。充前应在工作面前方煤壁超前打双排挑棚加固，充后喷浆封闭。两次留巷后修护喷浆都应采取注浆加固措施，主要目的是加固巷道，固化钻孔。下顺槽为首次留巷，靠巷道上帮沿采空区充填1.5m宽混凝土膏体。顺槽采用补打ф17.96㎜、长8.3m的锚索，再喷浆封闭支护。 留用巷道支护断面如下 52210风巷一次留巷断面示意图 52210风巷二次留巷断面示意图 52210顺槽留巷断面示意图 四、采煤工艺及方法 1. 采煤工艺 本工作面采用单一走向长壁综合机械化开采方法。 2.顶板管理 根据煤层顶板岩性，直接顶板能随着液压支架的前移及时冒落，冒落矸石能及时充填采空区，本采区采用全部垮落法管理顶板。 五、52210工作面三机参数的选择 52210工作面三机参数的选择如下 1. 采煤机 MG250/591-WD 2. 液压支架 Z4000/12/24 3. 刮板运输机SGZ-764/630 4. 皮带机 SSJ-1000/2*75 5. 破矸机 PCM-110 6. 转载机SZZ764/160 六、工作面生产能力、服务年限及工程量 1、工作面生产能力 综采工作面日产量用下式计算 A回LlMγC 式中A回.工作面日产量t; L工作面长度m,130m; l工作面日循环进尺m,取3.6m; M采高m，1.8m； γ.煤的容重t/m3，取 1.42 t/m3；考虑破顶、破底，取综合容重1.8 t/m3； 则日生产能力为 A回1303.61.81.81516t 核定生产能力为1500t/d。 2、服务年限 Ty＝综采走向长/日循环进尺*30 Ty＝580／（3.6３０）＝5.4（月） 3、工程量 52210工作面投产前总工程量为910m，其中煤巷760m，岩巷150m。见下表。 工作面主要巷道参数表 52210工作面 巷 道 名 称 标 高m 长 度 （m） 断面 巷宽*中高 支护 形式 煤岩别 煤 岩 切眼 -556～-612 130 6.0*2.0 锚网索 半煤 顺槽 -612 630 4.8*2.0 锚网索 半煤 52210联络石门 -550 120 4.4*3.5 锚网喷 岩 52210 B10联络巷 -556 30 4.4m*3.4m 锚网喷 岩 合计 910m（其中半煤巷760m，岩巷150m） 4、采掘工作面个数 为保持采区工作面的正常接替，设计本采区布置一个回采工作面和二个掘进工作面同时作业。52110回采期间掘进施工52110顺槽留巷后修护和52210顺槽、切眼掘进。采掘比例为12。每个掘进头具有独立和稳定的通风系统，没有串联风情况。 5、投产期 52210工作面计划于2007年5月底投产。 七、沿空留巷专项设计 （一）巷道布置 构成Y型通风系统的具体巷道布置是52210顺槽留巷、52210风巷为52110顺槽二次留巷， 52210风巷和顺槽两巷进风，利用-550m联络石门回风至5210 B10底板S轨道上山，再进入-506m B10底板巷，最后进入钱湖回风系统。 （二）沿空留巷位置及断面的选择 沿空留巷位置为52210工作面顺槽及上阶段顺槽（本阶段风巷），具体见工作面布置图。留巷修护断面支护设计选用内架B4.4m 29U钢棚，外打锚（索）网，最后再喷浆封闭支护。顺槽采用补打ф17.96㎜、长8.3m锚索加固，再喷浆封闭支护。 留用巷道支护断面如下 52210风巷一次留巷断面示意图 52210风巷二次留巷断面示意图 52210顺槽留巷断面示意图 （三）52210工作面留巷充填支架设计 1、下顺槽（上风巷）超前煤壁20m用单体和铰接顶梁挑齐双排挑棚， 20 ～30m用单体和铰接顶梁挑齐单排挑棚，腿子为DZ25或DZ28型单体，梁子为HDJA-1200型铰接顶梁，梁子必须铰接使用，腿子支设后及时拴防倒绳，班中注液，确保初撑力不低于50KN（7MPa），挑棚支柱不够长时，用胶丝装煤矸充填底板，然后支柱穿鞋。 2、上、下出口采煤移架前在顶板顺山铺设规格为5m1.2m金属网，工作面向前回采时，液压支架每向前移一次，及时在支架后面挑上一梁三柱木梁铁腿充填棚，梁子为3.0～3.2m20cm圆木或半圆木，腿子为DZ22单体，待老塘充填前，把铁腿子替换成木腿。上（下）出口充填棚上（下）边柱距离中柱净宽不低于1.5m，中柱距离下（上）边柱净宽不低于0.8m，上（下）边柱与中柱之间空间作为充填用，中柱与下（上）边柱之间空间作为行人用，下出口充填棚上边柱同时也起到挡矸作用（靠老塘边用大笆子由顶背到底板）。具体布置如下图示 3、沿空留巷下（上）出口架棚时木梁下（上）帮梁头必须以顺槽上帮（风巷下帮）为齐，铺金属网时木梁下（上）帮梁头必须留有100mm搭茬距。 4、沿空留巷架棚必须正规有劲，充填棚上下刷头不得超过100mm，腿子垂直顶底板架设，到底处柱窝刨麻面，不到底处柱窝深度不低于100mm。充填垛滞后液压支架不得超过1.0m。 5、充填前必须架设充填垛子模型，模型用木板，木板架设规格为长、宽、高分别为3.8米、1.8米、2.0米，且模板里面铺上胶织袋或塑料薄膜，以便混凝土凝固后回收模板以复用。模板用铁丝固定，且靠边打好防倒站柱。模板架设时必须在模板外侧支设单体固定模板，待充填垛来劲后方可去掉。 （四）52210工作面巷旁支护 1. 充填体材料强度的选择与计算 充填体材料选用混凝土膏体材料，主要成份是硅酸盐、沙子、粉煤灰及水拌和的膏体混凝土材料外加添加剂，下表为充填体材料强度指标 天数（d） 1 3 5 7 28 抗压强度值（兆帕） 3 9 10 12 14 沿空留巷支护体的工作阻力可用下式计算 Pγ*m/（k-1）*B1/B2 γ岩石平均容重，取2.5T/m3； m 煤层采厚，取1.8～2.0m； k 冒落岩石的膨胀系数，1.25～1.5，一般取1.25； B1 B2与留巷充填体（取1.5m）宽度之和的1.2倍； B2巷道宽度，取4.6m。 Pγ*m/（k-1）*B1/B2 2.5*2.0/（1.25-1）*（4.61.5）*1.2/4.6 32 T/m3 考虑到老顶来压时下位岩层及充填体的动载系数为静载系数的2～3倍，即9.6㎏/㎝2（约为1兆帕）。而根据充填体材料的强度试验，其最大承载极限可达到10兆帕以上，可完全满足承载要求。 2.充填体材料的选择、运输与储存、上料方式 a）充填体材料的选择选用混凝土膏体材料，主要成份是硅酸盐、沙子、粉煤灰及水拌和的膏体混凝土材料外加添加剂材料。 b）充填体材料的运输与储存 风巷五四石门 → -612m B10底板轨道巷 → 52210轨道上山 → -556m B10联络巷 顺槽五二石门 → -612m 52210顺槽 c）充填体材料的上料方式利用人工上料、手动控制进水、机械拌和料。要求进水管安装压力表，保证水压均衡，水量合适。 3.充填设备的选型配套与布置 本工作面采用德国BSM1002E新型充填泵。在-556m B10联络巷布置一充填泵对52210上风巷进行充填；另在52210顺槽与五二石门相交处安设一充填泵对52210下顺槽进行充填。 4.充填管路敷设 a）风巷充填管路敷设从-556m B10联络巷进入52210上风巷，通过52210上风巷采空区对上风巷进行充填。充填管路总长约630m，基本无落差，一弯头。 b）顺槽充填管路敷设从-612m 52210顺槽直接对下顺槽采空区进行充填。充填管路总长约630m，基本无落差，无弯头。 5.充填设备供电设计 （1）风巷充填泵的供电 风巷充填泵从5410移变供电，利用其原有移变的供电设备，高压采用双路供电方式，利用两台移动变电站同时向两台充填泵供电，一台使用，一台备用。所有电气设备、电缆及充填泵全安设在新鲜风流中，移变容量满足充填泵的供电负荷要求。 （2）顺槽充填泵的供电 顺槽充填泵从5210变电峒室，利用其原有变电峒室的供电设备，高压采用双路供电方式，利用两台干变同时向两台充填泵供电，一台使用，一台备用。所有电气设备、电缆及充填泵全安设在新鲜风流中，干变容量满足充填泵的供电负荷要求。 6. 充填工艺 （1）充填工艺流程为替棚清理 -→ 支模 -→ 搅拌输送 -→ 充填清洗 -→ 拆模 清理、支模在工作面上风巷、下顺槽沿空留巷处（原下顺槽上帮），采用木棚一梁两柱替换工作面单体和铰接顶梁。替换长度一般为工作面日推进度3.6m。管理好巷道顶板，清理巷道底板虚矸，使用木板支设留巷充填模板。 搅拌输送检查确定混凝土充填泵工作状况正常，管路畅通后，即可进行材料的搅拌输送。进料要均匀连续，要严格控制配水的水灰份，进水管要安装压力表，保证供水均压，水量均衡。掌握设备的工作压力，防止管路阻塞。 充填清洗、拆模高添量粉煤灰膏体混凝土材料进入留巷充填模，要观察材料的平流堆积状况，材料要充满充填模并接顶充分。充填工作完成及时放清洗球用清水清洗管道及泵，原则上清洗管道污水排入采空区，不能对工作面、下顺槽及留设的巷道产生影响。充填后拆模前动态观测充填体的强度和矿压显现，发现问题及时处理。 （2）膏体充填材料配比 a）原材料要求 水泥325普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥； 粉煤灰干灰，含水率小于5； 砂中砂，含水率小于3； b）配合比 水泥 粉煤灰 砂 水 多功能复合外加剂 根据混凝土膏体材料抗压强度指标，充填体的宽度选择1.5m，充填高度以采高1.8m～2.0m为参考；每次充填长度同工作面日推进度3.6m；要求充填垛与煤壁保持一个综采支架的长度,约5.5m。 （五）52210工作面留巷巷内支护 1.充填体的临时支护 在工作面下口紧贴顺槽上帮（风巷下帮）架设一梁三柱木挑棚，梁为3.0～3.2m*φ20cm的半圆木，腿为1.8～2.0m*φ20cm的圆木，棚距中-中0.6米，然后在棚档中挂上成品充填塑料布袋注入膏体混凝土材料后形成充填垛，充填垛净宽不低于1.5m。为强化充填体的支护强度，在留巷内利用铰接顶梁和单体加鞋沿走向临时架设一梁两柱双排铁棚，其中一排紧靠充填垛，一排靠巷道中间。 2. 巷内加强支护形式及参数 沿空留巷要求支护体作为支护物与围岩间具有同步协调性，支护体的有效性要以维护好直接顶的完整性为目的。沿空留巷的顶板下沉同巷道及巷道直接顶在采空区悬露跨度有关。一般随跨度的增大而加大，同时跨度小满足不了Y型通风的要求，因此，52110顺槽留巷后巷内采用双排挑棚加强支护，减小悬顶跨度，尽量控制顶板下沉；随后在距工作面100m外开始巷修工作。考虑到还要受52210工作面二次采动的影响，采用外打锚（索）网，内架29U钢棚，再喷注浆封闭。二次充填留巷后再次喷注浆封闭。52210顺槽补打ф17.96㎜、长8.3m锚索加固，再喷浆封闭支护。巷内加强支护参数见留巷断面图。 八、通风、瓦斯抽采、防灭火、瓦斯监控系统专项设计 （一）通风系统 1、通风系统简介 ⑴进风系统 为保证采面独立供风，设计风巷采取一路进风，具体是 ①-612mB4北运道→-612m五四轨道石门→-612mB10机巷 →-612m-556m5210运煤下山→52210风巷。 顺槽及工作面采取两路进风 ①-612mB4北运道→-612m五四轨道石门→-612mB10皮带机道→-612m 52210收作石门→52210顺槽→52210采面。 ②-612mB4北运道→-612m五二轨道石门→52210顺槽留巷。 ⑵回风系统 该工作面的回风系统可以采用以下回风系统 52210采面→-550m联络石门→五二B10底板轨道上山→五二-506mB10底板巷→-506m-456mB10轨道上山→-456mB10回风道→钱湖回风系统 2、通风方式 52210回采期间主要采取“Y”型通风方式即风巷、顺槽、顺槽留巷采用进风，上风巷回采过程中采取沿空留巷做为工作面回风。 3、需风量计算、设计供风量 根据工作面回采过程中风排瓦斯量及风量计算办法 式中Q采采煤工作面需风量，m3/min； q风风排瓦斯量m3/min，取13.3m3/min； K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀系数，取1.6～2.0； C回风流中允许瓦斯浓度，尾巷通风取1.0。 工作面配风为 Q采 10013.3（1.6～2.0）1.02128～2660（m3/min） （二）瓦斯抽采系统 1、瓦斯抽采系统 52210顺槽穿层钻孔和52210风巷穿层钻孔或顶板倾向钻孔利用新淮工广抽采系统；老塘埋管安装两路12寸瓦斯管和一路10寸瓦斯管，与井下移动系统合茬；52010瓦斯抽采泵站两台2BE1-353, 单泵标定混合抽气为100m/min;三台2BE1-303,单泵标定混合抽气为60m/min，每台瓦斯泵必须安装单独的计量装置和停水断电保护装置，抽采泵的出气端设置在-506mB10回风上山和-495m集运石门。 瓦斯管路铺设及要求 （1）机电工区管子队要在瓦斯管路接好前用高压风检验，确保管路严密不漏气。在管路的各个最低点安设放水除渣装置。并按要求预留好各种规格的阀门，拨头。 （2）各支管均需安设计量装置，以便考察抽采效果。 （3）瓦斯管路外壁涂防腐剂，并涂成红色，以示区别。瓦斯管路要与其它管线分开吊挂，吊挂要平直。所有该处工作人员必须爱护抽采设备，不得碰撞，拆卸，损坏管路及其附属设施。抽采器材严禁挪作它用，以防造成事故。 （4）铺设瓦斯管路的巷道，必须支护良好。正常抽采期间，不得进行修护，改棚等工作。以防破坏抽采设备。如确需修护，改棚，必须由施工单位编制专门的安全措施。 （5） 机电工区管子队维修，更换瓦斯管时，要编制专门的安全措施。在整个过程中，要有专职测气员在现场检查施工地点的瓦斯情况。 2、瓦斯抽采设计（抽采率、抽采量） （1）、瓦斯涌出量预计 ①瓦斯参数 根据瓦斯地质资料及上阶段回采瓦斯涌出情况，预计该块段B10煤层原始瓦斯含量X07m3/t，其下伏煤层B8煤层，原始瓦斯含量为14m3/t，上覆煤层为B11b煤层，原始瓦斯含量为15m3/t。 ②瓦斯涌出量预计 瓦斯来源分析 根据上阶段52010工作面及52110工作面回采情况看，B10煤层比较薄，瓦斯含量并不大，在52210工作面回采过程中瓦斯来源除本煤层少量瓦斯外，大量瓦斯来源于B10煤层的邻近层的卸压瓦斯，包括上覆高瓦斯突出煤层B11b煤层和下伏高瓦斯突出煤层B8煤层的卸压瓦斯，因此瓦斯治理主要是邻近层的瓦斯治理。 ⑴本煤层相对瓦斯涌出量预计 式中q本本煤层相对瓦斯涌出量，m3/t； k1 围岩瓦斯涌出系数，取1.2； k2工作面残煤瓦斯涌出系数，为回采率的倒数，取1.05； k3掘进工作面预排瓦斯影响系数，取值0.91； k3 L-xb/L130-4*3/1300.91； k4不同通风方式的瓦斯涌出系数，U形通风方式取值1.0；Y型通风取值1.31.5；本处取1.4。 k5本煤层抽采瓦斯影响系数，取值1.4； M本煤层厚度，为1.2m； m本煤层回采厚度，为1.8m； X0本煤层原始瓦斯含量，取值7m3/t； Xc本煤层残存瓦斯含量，取值0.1571.05（m3/t）。 计算得本煤层相对瓦斯涌出量 q本1.21.050.911.41.2（7-1.05）1.8 9.55 m3/t ⑵邻近煤层相对瓦斯涌出量预计 式中 q邻邻近煤层相对瓦斯涌出量，m3/t； k6 邻近煤层抽采瓦斯综合影响系数，取1.3； ηi 第i个邻近煤层瓦斯排放率； M i 第i个邻近煤层的煤层厚度； X0 i第i个邻近煤层原始瓦斯含量，m3/t； Xc i第i个邻近煤层残存瓦斯含量， ，m3/t； k7 i第i个邻近煤层的瓦斯预抽率。 下邻近层B8煤层瓦斯排放率η1 0.75，煤层厚度M11.89m，原始瓦斯含量X0114m3/t，预抽率k710，残存瓦斯含量Xc11－0.75 1-0 143.5 m3/t； 上邻近层B11b煤层瓦斯排放率η2 0.85，煤层厚度M23.9m，原始瓦斯含量X0215m3/t，预抽率k720，残存瓦斯含量Xc21－0.85 1-0 152.25m3/t。 下邻近层B8煤层相对瓦斯涌出量 12.09（m3/t） 上邻近层B11b煤层相对瓦斯涌出量 34.34（m3/t） 邻近层煤层相对瓦斯涌出量 q邻 q邻1 q邻212.0934.3446.43（m3/t） ⑶52210采面相对瓦斯涌出量 q采 q本 q邻9.5546.4355.98（m3/t） ⑷52210采面绝对瓦斯涌出量 52210采面设计日产量为1500t/d，则工作面绝对瓦斯涌出量为 其中Qq预计工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min； q采回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t； A工作面设计日产，取值为1500t/d。 计算52210采面绝对瓦斯涌出量 Qq150055.98/144058.3m3/min ③预计结果 根据以上计算结果，预计52210采煤工作面瓦斯相对涌出量为55.98m3/t，工作面绝对瓦斯涌出量为58.3m3/min。设计回采过程中抽采率为77，抽采瓦斯纯量为45m3/min；风排瓦斯量为13.3m3/min，风排量占绝对量的23。预计顺槽穿层孔瓦斯量约为13.50m3/min，占抽采量的30；风巷穿层孔和顶板孔预计抽采瓦斯量为13.5m3/min，占总抽采量的30；埋管抽采瓦斯量约为18m3/min，占抽采量的40。 3、抽采方法、管路埋设、钻孔布置及参数 采前采面回采前采取在风巷、顺槽施工穿层钻孔预抽B11b煤层瓦斯，抽采钻孔的间隔沿走向每隔20米布置一组，沿倾向钻孔终孔位置间隔20米布置一个钻孔。 采后在采面回采过程中（采后）采取顶板倾向钻孔和风巷、顺槽穿层钻孔抽放采动卸压瓦斯以及在上风巷采取每隔10米布置一个站管进行抽采老塘瓦斯；风巷倾向钻孔布置可以选以下布置方式在风巷顶部按照左夹10度、右夹10度范围内布置抽放钻孔，每隔15米布置一组钻孔。 ⑴抽采方法 52210工作面采用“Y”型通风,根据现场巷道布置及施工情况，我们采取在-612m52210顺槽施工B11b穿层钻孔，不卸压抽采原始瓦斯和在52210工作面采动过程中，抽采卸压瓦斯相结合的方法。由于我矿B11b煤层的透气性均较差，属难以抽采型煤层，若只采取预抽，很难达到理想的效果。因此，我们在采取打钻预抽的同时，在B10煤层采动时，抽采其卸压瓦斯；在B10风巷施工底板穿层钻孔和每间隔15米施工一组顶板倾向钻孔；采空区老塘内每隔10米预埋一路8寸站管抽采采空区瓦斯。 （2）抽采工艺设计 ①底板钻孔布置 根据现场的实际条件及上阶段布置抽采钻孔的考察，我们在-612m52210顺槽每隔15米施工一个下帮钻机窝，每组设计7个钻孔，孔底倾斜间距20米，呈网格状布置。在52210工作面回采前进行预抽，抽采率大于25。 ②风巷钻孔布置 a在52210风巷每隔15米施工一组顶板倾向钻孔。 b在52210风巷施工穿层钻孔，钻孔走向、倾向间距20*20米，每组设计施工4个钻孔。 上风巷施工穿层钻孔或顶板倾向钻孔在52110综采面回采后重新刷巷后施工，钻孔必须穿过破碎带,钻孔施工封孔难度增大,具体钻孔如何施工、封孔有待考察和验证。 ③老塘埋管 52210风巷每隔10米预留一路8寸管路实行埋管抽采。 （3）钻孔工程量 ①-612m52210顺槽穿层孔52210顺槽630米，每隔15米施工一组钻孔，每组7个孔，共计42组钻孔，每组钻孔预计300米，钻孔总工程量为12600米 ②-550m52210风巷穿层孔52210风巷630米，每隔20米施工一组穿层钻孔，每组4个钻孔，预计孔深160米，共计32组，总工程量5120米。 ③-550m52210风巷顶板倾向钻孔每隔15米施工一组，每组2个钻孔，预计孔深90米，共计42组，总工程量3780米。 3、抽采管路选型和瓦斯泵的安装 ①抽采管选型 根据计算结果，52210工作面预计瓦斯涌出量为58.3 m3/min。 瓦斯管济济管径的选择采用下列公式计算 D0.1415√Q/V Q 流量，m/min； D 管径， m； V 流速，12m/s 。 a. 顺槽穿层孔所需管径计算 D穿层孔0.1415√Q/V 0.1415√35/120.242m Q 流量，m/min； D 管径， m； V 流速， 12m/s 。 b. 风巷穿层孔所需管径计算 D穿层孔0.1415√Q/V 0.1415√35/12 0.242m Q 流量，m/min； D 管径， m； V 流速，12m/s 。 c. 埋管所需管径计算 D埋管0.1415√Q/V 0.1415√300/12 0.707m Q 流量，m/min；流量取预计值300 m/min计算。 D 管径， m； V 流速，12m/s 。 根据以上计算，我们选用的管径为顺槽穿层孔Ф10“（254㎜），风巷穿层孔Ф10“（254㎜），风巷埋管Ф10“（254㎜*3）。均大于计算结果。 ②瓦斯泵安装 52210顺槽穿层钻孔和52210风巷穿层钻孔或顶板倾向钻孔利用新淮工广抽采系统；老塘埋管安装两路12寸瓦斯管和一路10寸瓦斯管，与井下移动系统合茬；52010瓦斯抽采泵站两台2BE1-353, 单泵标定混合抽气为100m/min;三台2BE1-303,单泵标定混合抽气为60m/min，每台瓦斯泵必须安装单独的计量装置和停水断电保护装置，抽采泵的出气端设置在-506mB10回风上山和-495m集运石门。 表一. 计算管径与设计管径比照表 抽采地点 预计混合量m3/min 预计浓度 预计抽采纯量（m3/min 计算所需管径（mm） 设计管径（mm） B10风巷穿层孔、顶板孔 35 38.6 13.5 242 254 B10顺槽穿层孔 35 38.6 13.5 242 254 B10风巷埋管 300 6 18 707 254*3 设计该面瓦斯抽采率77。 表二. 预计混合量与抽采泵设计能力比照表 抽采地点 预计混合量m3/min 设计抽采泵型号 抽采泵额定流量m3/min 台数 备 注 B10风巷穿层孔、顶板孔 35 2BE1-303 60 2 B10顺槽穿层孔 35 2BE1-505 180 2 新八号井系统 B10风巷埋管 300 2BE1-303 2BE1-353 60 100 1 2 2BEF-720 2 新工广地面系统 4、封孔工艺 1B10顺槽穿层孔采用2寸铁管，水泥砂浆加速凝剂，矿用KFB封孔泵机械注浆封孔，封孔深度不低于8m。 2风巷顶板倾向钻封孔采用2寸铁管,水泥砂浆加速凝剂, 矿用KFB封孔泵机械注浆封孔，封孔深度进入裂隙带采高5倍或2530米。 （三）防灭火设计 1、煤层自燃发火倾向性及火灾隐患分析 本工作面回采的B10槽煤层属不易自燃煤层，且工作面采高大于煤层厚度，采后几乎不留遗煤。主要是为防止采面开切眼、采面收作处以及回采倒眼后时的遗煤氧化，故在采面开切眼、采面收作处以及回采倒眼后，对采空区进行补浆。同时因与B11b煤层层间距较近，只有28m，B11b的灰份较高，属易自燃煤层，为防止B11b煤层受采动影响而自燃发火，在工作面采后对两巷进行喷浆堵漏。 2、防灭火预测预报（监测） ⑴温度、CO气体检测手段和检测频度 ①回采工作面、收作面、高冒处，均建立自燃发火预测预报，收集整理有关气温参数，井下所有的封闭墙都要由查墙工负责每周检查一次，检查内容CH4、CO2、CO、气温、水温，每次检查都要有专门的记录，对回采工作面上隅角及其它有自然发火隐患的地点，发现问题及时处理；同时还要加强对邻近层B11b的有关气温参数和CO气体检测，防止邻近层B11b自然发火。 ②井下各工作地点严禁一氧化碳超限作业，当一氧化碳浓度超过24PPM时，必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。如发现自然发火征兆（巷道温度、湿度增高、出现雾气、煤壁挂汗、有煤油味、汽油味等），自然发火隐患或出现高温点煤体氧化、温度上升至35oC以上都必须立即停止工作，采取措施进行处理。 ⑵管理制度 ①工作面回采前必须提前接齐灌浆管路并和工作面同时移交生产，没有灌浆管路的工作面不得生产。 ②采区灌浆干管直径不得小于108mm，工作面灌浆管直径不得小于50mm，灌浆管路由机电工区负责安装，并每旬检查一次，发现问题及时处理，检查要有记录。 ③地面灌浆站采用机械搅拌，黄土制浆，必要时添加阻化剂，保证灌浆质量，土水比不小于15。 ④回采面收作后，必须及时撤出设备，设备在15天内拆除完毕，通风区在规定时间45天内封闭、灌浆。 ⑤封闭墙施工要有安全措施，施工时要保证质量，确保严密不漏风，墙外巷道加强支护并清理干净，封闭墙体要留设观察孔、灌浆孔，巷道口要设置栅栏、警标，封闭墙实行图、牌、板和台帐管理。 ⑥井下所有人员要爱护灌浆设施，不准擅自关闭，损坏及拆卸灌