煤礦150101工作面抽采設(shè)計(jì)

1、第一章 礦井概況1、煤塵爆炸性根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳綜合測(cè)試中心晉煤（2013）0603-mb-k0320-0321煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，14號(hào)煤層煤塵具有爆炸性。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳綜合測(cè)試中心晉煤檢（2013）0603-mb-k0320-0321煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，15號(hào)煤層有煤塵爆炸性。2、煤自燃傾向性 根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心晉煤檢（2013）0603-mr-k0320-0321煤層自然傾向性鑒定報(bào)告，14號(hào)煤層煤自然傾向性為類(lèi)，自然傾向性性質(zhì)為自燃。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳綜合測(cè)試中心晉煤檢（2013）0603-mr-k0320-0321煤層自然傾向性鑒定報(bào)告， 15號(hào)煤層煤自然傾向

2、性為類(lèi)，自然傾向性性質(zhì)為不易自燃。3、瓦斯根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心2010年10月編制的山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司15號(hào)煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告結(jié)論，15號(hào)煤工作面最大相對(duì)涌出量為6.79m3/t，最大絕對(duì)瓦斯涌出量12.21m3/min；礦井最大相對(duì)涌出量為13.26m3/t，最大絕對(duì)瓦斯涌出量25.11m3/min；按照煤礦安全規(guī)程第133條的規(guī)定，礦井在開(kāi)采15號(hào)煤層時(shí)，為高瓦斯礦井。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)廳晉煤瓦發(fā)（2013）160號(hào)文件，“關(guān)于晉中市2012年度礦井瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果的批復(fù)”，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司瓦斯絕對(duì)涌出量4.74m3/min，評(píng)審等級(jí)為

3、瓦斯礦井。九、瓦斯抽放系統(tǒng)目前，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司已建立地面高、低負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)。高負(fù)壓系統(tǒng)使用2臺(tái)2bec50型水環(huán)真空泵，電機(jī)功率280kw，一用一備，主管選用529*10焊縫鋼管、支管選用325*6焊縫鋼管。低負(fù)壓系統(tǒng)使用2臺(tái)2bec60型水環(huán)真空泵，電機(jī)功率355kw，一用一備，主管選用529*10焊縫鋼管、支管1選用273*6焊縫鋼管、支管2選用219*6焊縫鋼管、支管3選用219*6焊縫鋼管。第二章 建立瓦斯抽放的條件第四節(jié) 礦井瓦斯抽放的可行性和必要性根據(jù)gb50471-2008煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范以及煤礦安全規(guī)程第145條的規(guī)定，凡符合下列情況之一者必須建立瓦斯

4、抽放系統(tǒng)，開(kāi)展瓦斯抽放工作：1.即一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min，或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3/min，采用通風(fēng)方式解決不合理的；2.礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：.大于等于40m3/min；.年產(chǎn)量100150萬(wàn)噸的礦井，大于30m3/min；.年產(chǎn)量60100萬(wàn)噸的礦井，大于25m3/min；.年產(chǎn)量4060萬(wàn)噸的礦井，大于20m3/min；.年產(chǎn)量小于或等于40萬(wàn)噸的礦井，大于15m3/min。一、礦井瓦斯來(lái)源分析根據(jù)瓦斯預(yù)測(cè)結(jié)果可以看出：礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為25.11m3/min?；夭晒ぷ髅嫱咚褂砍隽繛椋?2.21m3/min，占礦井總瓦斯涌出量的48.

5、6%，其中臨近層瓦斯涌出量為：7.07m3/min，占回采工作面瓦斯涌出量的57.9%。掘進(jìn)工作面（2個(gè)）瓦斯涌出量為：3.24m3/min，占礦井總瓦斯涌出量的12.9%；采空區(qū)瓦斯涌出量約為：9.66m3/min；占礦井總瓦斯涌出量的38.5%；通過(guò)分析可以看出，回采工作面瓦斯涌出量為：12.21m3/min，占礦井總瓦斯涌出量的48.6%，其中臨近層瓦斯涌出量為：7.07m3/min，占回采工作面瓦斯涌出量的57.9%。是瓦斯治理的重點(diǎn)。二、抽放瓦斯的必要性根據(jù)山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司的瓦斯涌出量預(yù)計(jì)情況，礦井采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為12.21m3/min；礦井瓦斯涌出量為25.1

6、1m3/min；大于“一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min；年產(chǎn)量60100萬(wàn)噸的礦井，大于25m3/min，”的規(guī)定，完全符合建立瓦斯抽放系統(tǒng)的條件，必須建立瓦斯抽采瓦斯系統(tǒng)。從安全生產(chǎn)的角度考慮，采掘工作面實(shí)行瓦斯抽放必要性的判斷標(biāo)準(zhǔn)是：采掘工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所允許的瓦斯涌出量，即采掘工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量小于稀釋瓦斯所需風(fēng)量，亦即有下式成立時(shí)，抽放瓦斯才是必要的。 q0 100qk /c 式中：q0采掘工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量，m3/min；q 采掘工作面瓦斯涌出量，m3/min；k 瓦斯涌出不均衡系數(shù)；取1.2c 根據(jù)山西省有關(guān)規(guī)定按煤礦安全規(guī)程允許的工作面瓦斯?jié)舛认抡{(diào)20%，取0

7、.8%。1、回采工作面抽放瓦斯的必要性分析根據(jù)山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司的實(shí)際情況，回采工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道斷面9.6m2，回采工作面需要的配風(fēng)量，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于允許通過(guò)的最大配風(fēng)量，但仍然不能把瓦斯降到規(guī)定限度以下，所以必須采取瓦斯抽放措施才能解決瓦斯問(wèn)題?；夭晒ぷ髅嫱咚钩榉疟匾杂?jì)算如下表，見(jiàn)表2-4-1。表2-4-1 回采工作面抽放瓦斯必要性判別表 名稱(chēng)瓦斯涌出量m3/min允許瓦斯?jié)舛?%)工作面最大允許風(fēng)量m3/min工作面需要最小風(fēng)量（不進(jìn)行抽放時(shí)）m3/min是否需要抽放15號(hào)煤回采工作面12.210.81831.52317.5是從以上計(jì)算可以看出，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦回

8、采工作面進(jìn)行瓦斯抽放是必要的。2.掘進(jìn)工作面抽放瓦斯的必要性分析根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司的15號(hào)煤掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為1.62m/min ,沒(méi)有大于3m3/min的規(guī)定要求，不需要采取瓦斯抽放措施。綜上所述，山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司在生產(chǎn)期間，必須對(duì)回采工作面采取抽放瓦斯措施。三、瓦斯抽放的可能性1.開(kāi)采層瓦斯抽放的可能性開(kāi)采層瓦斯抽采的可行性取決于煤層的自然透氣性，其評(píng)價(jià)指標(biāo)有兩個(gè)：煤層的透氣性系數(shù)(l)和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(a)。國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局于2006年頒布的礦井瓦斯抽采規(guī)范aq 10272006規(guī)定的開(kāi)采層預(yù)抽瓦斯可行性評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)表2-4-2。

9、表2-4-2 煤層瓦斯抽采難易程度表抽采難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)a (d-1)煤層透氣性系數(shù)l(m2/mpa2d)容易抽采10可以抽采0.0030.05100.1較難抽采0.050.1表2-4-2中所規(guī)定的開(kāi)采層預(yù)抽難易程度分類(lèi)的目的是為根據(jù)煤層的不同抽采類(lèi)型選擇相應(yīng)的抽采方法、工藝技術(shù)參數(shù)而提供依據(jù)，并不是表明如果為“容易抽采”、“可以抽采”類(lèi)型的則能進(jìn)行瓦斯抽采，而為“較難抽采”類(lèi)型的則不能進(jìn)行瓦斯抽采。目前抽采是解決瓦斯災(zāi)害的主要技術(shù)途徑。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心2010年10月編制的山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司15號(hào)煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告的結(jié)果，15號(hào)煤層透氣性系數(shù)為0.0

10、120.013m2(mpa2d) ，平均0.0125 m2 (mpa2d)；鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為0.1290.184d-1，平均0.1565 d-1，屬較難抽放煤層；百米鉆孔瓦斯涌出初速度為0.0172-0.0201(m3/min100)。通過(guò)改變抽采瓦斯方法以及相關(guān)鉆孔布置方式和合理參數(shù)來(lái)達(dá)到抽采目的。2.鄰近層瓦斯抽放的可能性鄰近層抽放瓦斯技術(shù)是一項(xiàng)成熟的治理瓦斯災(zāi)害的技術(shù)，我國(guó)的陽(yáng)泉、松藻、鐵法、淮南、淮北和北票等許多抽放瓦斯礦區(qū)通過(guò)幾十年的抽放瓦斯實(shí)踐得出：在中、近距離鄰近層賦存條件下，只要抽放方法，工藝參數(shù)設(shè)計(jì)、施工合理，抽放參數(shù)選擇適宜，都能取得良好的抽放瓦斯效果，工作面鄰近層的

11、瓦斯抽放率一般可以達(dá)到4090%。山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦開(kāi)采15#煤層，其上部存在很多中近距離的煤層、煤線(xiàn)，所以只要抽放方式、抽放參數(shù)設(shè)計(jì)合理，施工工藝達(dá)到設(shè)計(jì)要求，無(wú)疑可獲得良好的抽放瓦斯效果。3.采空區(qū)瓦斯抽放的可能性山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦開(kāi)采15號(hào)煤層時(shí)，在開(kāi)采煤層的上部存在鄰近層煤層,受采動(dòng)影響向開(kāi)采層采空區(qū)涌出瓦斯，而采空區(qū)存在大量的瓦斯又涌向回采工作面，因此,抽放采空區(qū)瓦斯可能性是存在的，而且勢(shì)在必行。第三章 礦井瓦斯抽放方法設(shè)計(jì)第一節(jié) 瓦斯抽放方法的選擇一、選擇抽放瓦斯方法的原則1）選擇的抽放瓦斯方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、開(kāi)采巷道布置、地質(zhì)條件和開(kāi)采技術(shù)條件；2

12、）抽放方法的選取應(yīng)根據(jù)瓦斯來(lái)源及涌出構(gòu)成進(jìn)行，應(yīng)盡可能采用綜合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果；3）有利于減少井巷工程量，實(shí)現(xiàn)抽放巷道與開(kāi)采巷道的結(jié)合；4）有利于抽放巷道的布置與維護(hù)；5）有利于提高瓦斯抽放效果，降低抽放成本；6）有利于鉆場(chǎng)、鉆孔的施工、抽放系統(tǒng)管網(wǎng)敷設(shè)，有利于增加抽放鉆孔的瓦斯抽放時(shí)間。二、瓦斯抽放方法的確定根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心編制的山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司礦井15號(hào)煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告及礦井實(shí)際情況，確定瓦斯抽放方法:頂板走向高抽巷、后高抽巷抽放、回采工作面本煤層順層鉆孔預(yù)抽、上隅角埋管抽放、全封閉采空區(qū)插管抽放的綜合抽放方法。三、 回采工作面瓦斯抽放 1

13、.頂板走向高抽巷、后高抽巷抽放根據(jù)鄰近煤層賦存情況、瓦斯分析和預(yù)測(cè)結(jié)果，15#煤工作面開(kāi)采時(shí)，設(shè)計(jì)采用頂板走向高抽巷，解決上臨近層瓦斯；后高抽巷解決工作面初采期瓦斯的抽放方法。一般走向高抽巷布置層位，應(yīng)根據(jù)臨近層瓦斯涌出密集區(qū)的位置及上覆巖層垮落形成的裂隙帶來(lái)確定，既要盡量位于上臨近層瓦斯涌出密集區(qū)，又要位于充分裂隙帶范圍內(nèi)，保證走向高抽巷既能抽出大量瓦斯且高抽巷不被過(guò)早破壞，同時(shí)走向高抽巷布置層位還要考慮到施工的便利，需有明顯的標(biāo)志層。根據(jù)國(guó)內(nèi)瓦斯抽放技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和效果，走向高抽巷布置在8-10倍采高的層位，即在工作面上部沿11號(hào)煤層中布置頂板走向高抽巷,高抽巷距工作面回風(fēng)巷水平垂直投影距離50

14、米，距15號(hào)煤頂板距離53米。后高抽巷布置，在工作面回風(fēng)巷切處沿回風(fēng)巷方向平掘10米，然后，按90向工作面轉(zhuǎn)彎，沿10爬坡向前掘進(jìn)52米，按90向工作面轉(zhuǎn)彎，沿42爬坡掘進(jìn)與走向高抽巷貫通，巷道斷面：2.0m2.0m。其作用在于：該巷必須布置在頂板初始冒落裂隙帶內(nèi)，使之隨工作面開(kāi)采推進(jìn)，頂板逐漸冒落，使后高抽巷逐漸進(jìn)入頂板裂隙層內(nèi)，使初采期上臨近層瓦斯在高抽巷抽放負(fù)壓作用下排出，解決初采期瓦斯超限問(wèn)題。其布置方式見(jiàn)圖3-1-1。 圖3-1-1 15#煤回采工作面鄰近層瓦斯抽放示意圖2.回采工作面本煤層順層鉆孔預(yù)抽采用回風(fēng)巷（軌道巷）順層平行鉆孔方式進(jìn)行本煤層預(yù)抽，抽放管路，采用吊掛方式，距底板

15、1.8m高，本煤層預(yù)抽在回風(fēng)巷向工作面布置順層平行鉆孔，鉆孔布置參數(shù)見(jiàn)（表3-1-2），由于煤層傾角原因，鉆孔傾角按工作面實(shí)際情況調(diào)整04，孔徑110mm，鉆孔長(zhǎng)度140m，鉆孔高度距底板1.0m，鉆孔間距為2m，鉆孔預(yù)抽時(shí)間180天，采用聚氨脂封孔，封孔深度不小于8m。其布置方式見(jiàn)圖3-1-2，鉆孔與抽放管聯(lián)接見(jiàn)圖3-1-3。鉆孔進(jìn)尺：工作面長(zhǎng)度為150m，走向長(zhǎng)800m, 鉆孔長(zhǎng)度140m，鉆孔間距為2 m，鉆孔數(shù)量400個(gè)，鉆孔進(jìn)尺為56000m，噸煤瓦斯抽采鉆孔進(jìn)尺為0.062m/t m/t。預(yù)測(cè)時(shí)間確定：百米鉆孔初始瓦斯涌出量平均為0.01865m3/min100m，鉆孔瓦斯流量衰減

16、系數(shù)平均為0.1565d-，百米鉆孔在不同時(shí)間t內(nèi)可抽采的瓦斯總量（qt）和鉆孔抽采有效系數(shù)（k）按下式計(jì)算：qt=1440q0(1e-t) k=(1e-t) 100式中：qt百米鉆孔在t時(shí)間內(nèi)可抽瓦斯總量，m3； t抽采時(shí)間，d；k一鉆孔抽采有效系數(shù)，；計(jì)算結(jié)果見(jiàn)（表3-1-1） 表3-1-1 不同抽采時(shí)間內(nèi)百米鉆孔抽采瓦斯總量及鉆孔抽采有效系數(shù) 排放時(shí)間(d)6090180排放瓦斯總量qt(m3)1715.9 1716.03 1716.04 鉆孔抽放有效系數(shù)k(%)99.9999.9999.99從表3-1-1中可以看出，抽采時(shí)間60天時(shí)，抽采鉆孔的有效性系數(shù)為99.99%，已接近了鉆孔極限

17、涌出量。根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)報(bào)告結(jié)論：鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)平均為：=0.1565 d-1；煤層透氣性系數(shù)平均為:=0.0125 m2/mpa2d；15號(hào)煤層為較難抽采煤層。山西和順正邦良順煤業(yè)根據(jù)實(shí)際及周邊礦井瓦斯抽放效果考察情況，在采用鉆孔（110mm）抽放時(shí)，鉆孔預(yù)抽時(shí)間增加120天的時(shí)間，即預(yù)抽時(shí)間為180天。鉆孔間距確定：預(yù)抽時(shí)間180天時(shí)，抽采有效系數(shù)為99.99%，抽采率符合要求，鉆孔預(yù)抽影響范圍計(jì)算：=100qtl100(lmdwo)式中：鉆孔抽采影響范圍內(nèi)的瓦斯抽采率，%qt百米鉆孔在t時(shí)間內(nèi)可抽瓦斯總量，m3；l鉆孔長(zhǎng)度，m；m煤層平均厚度，m；d鉆孔抽采影響范圍（直徑），m；

18、煤的視密度，t/m3；wo煤層瓦斯含量，m3/ t。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)（表3-1-2）表3-1-2 不同鉆孔抽采影響范圍內(nèi)的瓦斯抽采率表（%）qt（m3）l（m）m（m）wo（m3/t）（t/m3）d（m）22.611716.041405.984.51.41215.081716.041405.984.51.41311.311716.041405.984.51.414按目前國(guó)內(nèi)本煤層預(yù)抽瓦斯的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)鉆孔預(yù)抽時(shí)間來(lái)確定鉆孔間距，保證抽采效果。由表3-1-2得出，本煤層預(yù)抽時(shí)間為180天時(shí)，在鉆孔影響范圍為2m的情況下，鉆孔影響范圍抽采率為22.61%，能夠滿(mǎn)足抽采要求。設(shè)計(jì)確定本煤層鉆孔預(yù)抽時(shí)間為18

19、0天，鉆孔間距為2m。 圖3-1-2 15號(hào)煤回采工作面本煤層鉆孔抽放布置示意圖圖3-1-3 15號(hào)煤回采工作面本煤層鉆孔聯(lián)管示意圖3.上隅角埋管抽放,布置方式見(jiàn)圖3-1-4在工作面沿回風(fēng)巷（軌道巷）距切巷100m布置一趟抽放管路，采用吊掛方式，距底板1.8m高，管路一端做一分叉管（人字形），分別安設(shè)一個(gè)閥門(mén)，控制開(kāi)、閉，分叉管各引一趟125mm鎧裝軟管利用原巷道支護(hù)錨桿吊掛于上隅角位置，軟管伸入采空區(qū)5-10m，出口用鐵紗網(wǎng)包好，以防止煤渣進(jìn)入抽放管路管路，工作面每推進(jìn)20m，采用交替切割軟管的方式，抽采上隅角瓦斯，解決上隅角和回風(fēng)瓦斯超限的問(wèn)題。3-1-4 上隅角埋管抽放布置示意圖4.全封

20、閉采空區(qū)插管抽放全封閉采空區(qū)埋管抽放就是在采空區(qū)密閉墻上插入抽放管路，使采空區(qū)瓦斯在抽放負(fù)壓的作用下，經(jīng)抽放管路而抽出，采空區(qū)埋管抽放見(jiàn)圖3-1-5。圖3-1-5 全封閉采空區(qū)瓦斯抽放示意圖第二節(jié) 瓦斯抽放工藝參數(shù)1.回采工作面本煤層順層鉆孔預(yù)抽布置參數(shù)鉆孔位置：回風(fēng)巷內(nèi)；鉆孔角度：垂直巷道中線(xiàn)、平行于工作面、水平上仰04；（根據(jù)煤層賦存實(shí)際情況調(diào)整）鉆孔直徑：110mm；鉆孔長(zhǎng)度：140m；鉆孔間距： 2m；封孔方式：聚胺脂封孔；封孔長(zhǎng)度：不小于8m。抽放時(shí)間：鉆孔預(yù)抽時(shí)間不小于180天。2.頂板走向高抽巷、后高抽巷抽放布置參數(shù)巷道長(zhǎng)度：800m；（和工作面長(zhǎng)度相等）高抽巷高度：53m（沿1

21、1號(hào)煤層中布置，根據(jù)實(shí)際煤層標(biāo)高確定）；垂直投影與回風(fēng)巷水平距離：50m；抽放巷道斷面：2.0m2.0m；與管路連接方式：建閉墻，插入管路。3.全封閉采空區(qū)插管抽放布置參數(shù).閉墻插管布置參數(shù)采空區(qū)閉墻插管抽放瓦斯，是解決采空區(qū)瓦斯向外涌出的一項(xiàng)行之有效的措施，但要求閉墻密閉性好，以保證抽放瓦斯的濃度。閉墻兩端用普通建筑用磚砌成，里外圍墻，厚度不小于0.5m。為保證密閉性，將巷道四周墻壁挖出深約0.5m的槽溝，將建筑用磚鑲嵌進(jìn)去，中間留有不小于2m的空間用黃土夯實(shí)，閉墻總厚度為3.0m，將瓦斯管（按軸向圓心）放在閉墻的距上部及側(cè)壁50cm處。未抽放前用堵盤(pán)將瓦斯管外口堵嚴(yán)，以免向外泄漏瓦斯。.插

22、管與主管的連接與管理由于采空區(qū)密封性較差，瓦斯?jié)舛炔粫?huì)太高，并且波動(dòng)很大，為確保整個(gè)抽放系統(tǒng)的瓦斯不低于安全濃度以下，所以插管與主管連接處必須設(shè)閥門(mén)，節(jié)流孔板和濃度檢測(cè)口，以便于及時(shí)檢測(cè)抽出的瓦斯?jié)舛?、流量。第三?jié) 打鉆工藝與設(shè)備選型一、鉆機(jī)考慮到山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦煤、巖硬度以及鉆孔長(zhǎng)度、鉆孔施工等， 本設(shè)計(jì)選用zdy1900s型全液壓鉆機(jī)，數(shù)量2臺(tái)。鉆孔角度為0360度。廣泛用于地質(zhì)勘探、瓦斯抽放、注水、錨固支護(hù)、旋噴注漿及管棚等鉆孔施工作業(yè)。zdy1900s型全液壓鉆機(jī)主要技術(shù)參數(shù)為：鉆孔深度 m 100/250/300 終孔直徑 mm 94/76 鉆桿直徑 mm 73/63

23、.5/50鉆孔傾角 0-90轉(zhuǎn)速范圍 r/min 50-350額定轉(zhuǎn)矩 nm 1900 最大給進(jìn)力 kn 60 最大起拔力 kn 108功 率 kw 30 整機(jī)質(zhì)量 kg 1650 主機(jī)外形尺寸 m（長(zhǎng)寬高） 1.810.82.143 二、鉆桿鉆桿是將鉆機(jī)的能量傳遞給巖芯管和鉆頭，并將水引入孔底，鉆桿在運(yùn)動(dòng)中受扭力、壓力的綜合作用，所以鉆桿需要較好材質(zhì)，一般要求抗裂強(qiáng)度為5565kg/mm2，延展率不小于l2%的無(wú)縫鋼管制成。三、鉆頭按煤巖層的硬度和是否采取巖芯的不同，選用不同類(lèi)型的鉆頭。如三翼錐型鉆頭、肋骨形鉆頭、三翼刮刀鉆頭、魚(yú)尾鉆頭、環(huán)狀齒形、環(huán)狀塔式硬合金鉆頭和筒狀鉆頭。筒狀鉆頭一般在

24、開(kāi)孔時(shí)用，其孔形光滑、平整便于封孔。一般使用三翼內(nèi)凹式鉆頭。四、巖芯管巖芯管一般用于取巖芯和起導(dǎo)向作用。宜用無(wú)縫鋼管制成，巖芯管的長(zhǎng)度為152m。為了防止鉆孔歪斜，可用長(zhǎng)度2m以上的巖芯管。巖芯管一般采用螺距為4mm，齒高為0.75mm和傾角為5度的梯形螺紋。巖芯管一端用正旋螺紋與鉆頭連接，另一端用異徑接頭與鉆桿連接。巖芯管螺紋連接處極易磨損，因而異徑接頭外圓直徑、鉆頭直徑應(yīng)大于巖芯管l2mm，并隨時(shí)觀察，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重應(yīng)及時(shí)更換。第四節(jié) 封孔及連接封孔應(yīng)滿(mǎn)足密封性好、操作方便和材料經(jīng)濟(jì)的要求。封孔質(zhì)量影響著抽放瓦斯的濃度、孔口負(fù)壓、甚至整個(gè)抽放系統(tǒng)的效果。一、封孔本設(shè)計(jì)選用聚氨脂封孔。聚氨

25、脂是一種新型的化學(xué)封孔材料，由異氫酸酯、聚醚和幾種添加助劑反應(yīng)生成硬質(zhì)泡沫體。封孔前要將頂端焊有鐵擋盤(pán)的封孔管準(zhǔn)備好，根據(jù)封孔段長(zhǎng)度確定好聚氨酯用量，然后將配制好的甲、乙兩種藥液混合并快速攪拌均勻，當(dāng)藥液由黃褐色稍變?yōu)槿榘咨珪r(shí)，停止攪拌，將藥液均勻倒在毛巾布上，邊倒液邊向封孔管上卷纏毛巾，并將卷纏好的封孔管迅速插入鉆孔內(nèi)。5分鐘后藥液開(kāi)始發(fā)泡膨脹，膨脹倍數(shù)可達(dá)20倍。封孔完畢后用木楔將封孔管楔緊，以免封孔管晃動(dòng)影響封孔質(zhì)量。封孔長(zhǎng)度不小于8m。二、瓦斯抽放巷道密閉對(duì)于進(jìn)行采空區(qū)抽放的巷道以及專(zhuān)用抽放瓦斯的巷道，都應(yīng)進(jìn)行密閉，并且要滿(mǎn)足以下要求：1、抽放瓦斯巷道密閉要選擇在頂板穩(wěn)定，閉墻處巷道支

26、護(hù)完整可靠的巷道段。 2、砌筑密閉前，應(yīng)在巷道四周掏槽，一般巖巷掏槽深度0.20.3m，煤巷掏槽深0.30.5m。3、密閉墻要嚴(yán)密堅(jiān)固。一般選用料石和磚砌筑，最好砌筑間距為3m的兩道閉墻，中間用黃土充填嚴(yán)實(shí)。4、在砌筑閉墻時(shí)除預(yù)埋抽放瓦斯管外，還應(yīng)預(yù)埋一根細(xì)管作為觀測(cè)用。上山抽放瓦斯的閉墻還應(yīng)預(yù)埋放水管。三、鉆孔與管路的連接鉆孔與抽放瓦斯管連接時(shí)，應(yīng)設(shè)置孔板流量計(jì)、觀測(cè)嘴、閥門(mén)及放水器。封孔裝置與抽放管路之間一般用柔性埋線(xiàn)膠管連接，便于連接裝置的拆裝。第四章 礦井瓦斯抽采基本指標(biāo)第一節(jié) 礦井瓦斯抽放量預(yù)計(jì)根據(jù)山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦開(kāi)采設(shè)計(jì)，礦井布置一個(gè)15#煤綜放工作面，生產(chǎn)能力90

27、萬(wàn)t/a；瓦斯抽放量根據(jù)瓦斯涌出預(yù)測(cè)的結(jié)果計(jì)算，抽放量預(yù)測(cè)如下:一、回采工作面瓦斯抽放量預(yù)計(jì)1、15#煤回采工作面瓦斯抽放量預(yù)計(jì) 、15#煤回采工作面本煤層瓦斯抽放量預(yù)計(jì)鉆孔抽采量：?jiǎn)慰酌糠昼姵椴闪款A(yù)計(jì)：q單= qtl/100/90/1440=1716.04140/100/180/1440=0.00927 m3/min鉆孔抽采瓦斯總量q孔=0.00927 m3/min400(鉆孔個(gè)數(shù))=3.71 m3/min邊采邊抽瓦斯量預(yù)計(jì)q邊=本煤層瓦斯涌出量抽放率（按aq1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范的規(guī)定，取20%）=5.14 m3/min20=1.028 m3/minq本=q孔+q邊 =3.71

28、+1.028 m/min=4.74 m3/min、15#煤回采工作面鄰近層瓦斯抽放量預(yù)計(jì)15#煤回采工作面采用頂板走向高抽巷鄰近層瓦斯，根據(jù)陽(yáng)泉礦區(qū)多年瓦斯抽放經(jīng)驗(yàn)和效果，抽放率取70%，15號(hào)煤回采工作面鄰近層瓦斯涌出量為：7.07m3/min，瓦斯抽放量預(yù)計(jì)為：q鄰=7.07m/min70%=4.95m/min、15#煤工作面瓦斯抽放量預(yù)計(jì)15#煤工作面瓦斯抽放量預(yù)計(jì)為：本煤層瓦斯抽放量+鄰近層瓦斯抽放量q工作面= q本+q鄰=4.74+4.95=9.69m/min二、礦井采空區(qū)瓦斯配抽量預(yù)計(jì)根據(jù)陽(yáng)泉礦區(qū)多年瓦斯抽放經(jīng)驗(yàn)和效果，抽放率取25%，礦井采用上隅角埋管抽放、全部封閉采空區(qū)插管抽放

29、。根據(jù)瓦斯分析，采空區(qū)瓦斯涌出量約為9.66m3/min；預(yù)計(jì)采空區(qū)瓦斯抽放量為：采空區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)9.66 m/min；工作面采空區(qū)瓦斯涌出量4.64 m/min；已采采空區(qū)瓦斯涌出量9.66-4.64=5.02 m/min。工作面采空區(qū)瓦斯q工采空區(qū)=瓦斯涌出量抽放率（取25%）=4.64 m/min25%=1.16 m/min。已采采空區(qū)瓦斯q已采空區(qū)=瓦斯涌出量抽放率（取25%）=5.02 m/min25%=1.26 m/min。q采空區(qū)=q工采空區(qū)+q已采空區(qū)=1.16+1.26=2.42 m/min。三、礦井瓦斯抽放量預(yù)計(jì)山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦按一個(gè)15#煤回采工作面；

30、預(yù)計(jì)礦井瓦斯抽放總量為：q礦井= q工作面+ q采空區(qū)=9.69+2.42 =12.11m3/min礦井按年抽放365天計(jì)算，瓦斯量預(yù)計(jì)：12.11 m/min1440365=6364490m。第二節(jié) 礦井瓦斯抽采基本指標(biāo)計(jì)算根據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2006-11-02頒布的中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)aq10262006煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)的規(guī)定；4.2瓦斯涌出量主要來(lái)自于鄰近層或圍巖的采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)滿(mǎn)足表4-2-1規(guī)定，瓦斯涌出量主要來(lái)自于開(kāi)采層的采煤工作面前方20 m以上范圍內(nèi)煤的可解吸瓦斯量應(yīng)滿(mǎn)足表4-2-2規(guī)定。4.3礦井瓦斯抽采率應(yīng)滿(mǎn)足表4-2-3規(guī)定。表4-2-1

31、采煤工作面瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量q (m3min)工作面抽采率 (%)備 注5q10 2010q20 3020q40 4040q70 5070q10000 4表4-2-3 礦井瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo) 絕對(duì)瓦斯涌出量q （m3min）抽采率 （%）備 注q 202520q403540q 804080q16045160q30050300q50055500q60一、工作面瓦斯抽采率山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦15#煤回采工作面預(yù)計(jì)瓦斯涌出量為12.21m3/min，瓦斯抽放量為9.69m3/min，則工作面瓦斯抽采率為：9.69/12.21100%=79.4%30%的規(guī)定（表

32、4-2-1）。二、可解吸瓦斯量山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦瓦斯含量4.5m3/t，殘存瓦斯含量2.05m3/t，可解吸瓦斯量：4.5-2.05=2.45 m3/t6的規(guī)定（表4-2-2）。三、礦井瓦斯抽采率山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦預(yù)計(jì)瓦斯涌出量為25.11m3/min，礦井瓦斯抽放量為12.11m3/min，則礦井瓦斯抽采率為：12.11/25.11100%=48.235%的規(guī)定（表4-2-3）。第三節(jié) 礦井可抽瓦斯量及抽放服務(wù)年限一、可抽瓦斯量可抽瓦斯量是指礦井瓦斯儲(chǔ)量中能被抽出的瓦斯量，其計(jì)算公式為：wkc=wkk式中：wkc礦井可抽瓦斯量，mm3；wk礦井瓦斯儲(chǔ)量， mm3；

33、k礦井瓦斯抽放率，。礦井可抽放瓦斯量與瓦斯儲(chǔ)量及礦井瓦斯抽放率有關(guān)。山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦瓦斯儲(chǔ)量為633.37mm3，按照目前的抽放技術(shù)水平，結(jié)合山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦的地質(zhì)條件、瓦斯涌出及賦存條件，瓦斯抽放率預(yù)計(jì)48.2%，可抽瓦斯量為：wkc=wkk=633.3740%=305.28mm3二、服務(wù)年限由于煤礦在開(kāi)采過(guò)程中影響因素很多，礦井瓦斯涌出量又直接受礦井開(kāi)采的影響，所以，瓦斯抽放工作在礦井抽放系統(tǒng)已經(jīng)確立的情況下，其服務(wù)年限應(yīng)與礦井服務(wù)年限一致。第五章 瓦斯抽放網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)第一節(jié) 瓦斯抽放管路系統(tǒng)的確定與要求一、對(duì)瓦斯抽放系統(tǒng)的要求為了抽放礦井瓦斯，減少礦井中的瓦斯

34、，根據(jù)抽放鉆場(chǎng)的分布情況、巷道布置情況和利用瓦斯的要求，必須在井下和井上敷設(shè)一個(gè)完整的瓦斯管路網(wǎng)，單獨(dú)輸送瓦斯。在選擇管路系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)抽放鉆場(chǎng)的分布、巷道布置、瓦斯抽放量大小、利用瓦斯的要求，以及發(fā)展規(guī)劃等狀況全盤(pán)考慮，避免和減少以后主、干系統(tǒng)的頻繁改動(dòng)和更換等。因此，選擇管路是否合理，不僅直接影響著抽放費(fèi)用和管路的檢查、修理、維護(hù)等工作，而且還影響著抽放量的大小，因此，瓦斯管路系統(tǒng)的選擇必須滿(mǎn)足以下要求：(1)抽放設(shè)備或管路一旦發(fā)生事故，管路內(nèi)的瓦斯不至流入回采工作面或井下峒室。因此抽放瓦斯管路系統(tǒng)應(yīng)敷設(shè)在回風(fēng)巷道內(nèi)；(2)瓦斯管路最好敷設(shè)在礦車(chē)不經(jīng)過(guò)的巷道內(nèi)，避免或減少因礦車(chē)掉道撞壞管路

35、，保證管路的暢通；(3)要考慮日常檢查、修理和更換管路的方便；(4)選擇瓦斯管路必須根據(jù)巷道布置選擇最短的距離；(5)抽放管路系統(tǒng)中必須安裝調(diào)節(jié)、控制、測(cè)定、防爆、防回氣、防回火等裝置。二、瓦斯抽放系統(tǒng)的確定根據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2006-11-02發(fā)布的中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（aq10272006）煤礦瓦斯抽放規(guī)范的規(guī)定；1、 凡符合下列情況之一的礦井，必須建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)或井下移動(dòng)泵站瓦斯抽放系統(tǒng)。、 一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于 5 m3/min或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯的問(wèn)題不合理的。、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的

36、:礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于或等于40 m3/min；礦井絕對(duì)瓦斯涌出量年產(chǎn)量1.01.5 mt的礦井，大于30 m3/min；礦井絕對(duì)瓦斯涌出量年產(chǎn)量0.61.0 mt的礦井，大于25 m3/min；礦井絕對(duì)瓦斯涌出量年產(chǎn)量0.40.6 mt的礦井，大于20 m3/min； 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量年產(chǎn)量等于或小于0.4 mt，大于15 m3/min。、 開(kāi)采具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層。2、凡符合1條件，并同時(shí)具備下列兩個(gè)條件的礦井，應(yīng)建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)：、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在2m3/min以上；、礦井絕對(duì)瓦斯涌出量瓦斯資源可靠、儲(chǔ)量豐富，預(yù)計(jì)瓦斯抽放服務(wù)年限在五年以上。

37、山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司礦井瓦斯抽放量預(yù)計(jì)為10.02m3/min，達(dá)到了建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)的規(guī)定要求，瓦斯儲(chǔ)量豐富，服務(wù)年限長(zhǎng)，因此，確定山西和順正邦良順煤業(yè)有限公司煤礦建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)。根據(jù)煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定（安監(jiān)總煤裝2011163號(hào)）的規(guī)定：“煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定第三章 瓦斯抽采系統(tǒng)第十四條 煤與瓦斯突出礦井和高瓦斯礦井必須建立地面固定抽采瓦斯系統(tǒng)，其他應(yīng)當(dāng)抽采瓦斯的礦井可以建立井下臨時(shí)抽采瓦斯系統(tǒng)；同時(shí)具有煤層瓦斯預(yù)抽和采空區(qū)瓦斯抽采方式的礦井，根據(jù)需要分別建立高、低負(fù)壓抽采瓦斯系統(tǒng)?！闭盍柬樏簶I(yè)屬高瓦斯礦井，符合建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)的規(guī)定。根據(jù)正邦良順煤業(yè)的實(shí)

38、際情況，設(shè)計(jì)走向高抽巷、上隅角埋管、密閉采空區(qū)采用低負(fù)壓抽放系統(tǒng)，本煤層預(yù)抽采用高負(fù)壓抽放系統(tǒng)。確定礦井瓦斯抽放管路系統(tǒng)為：低負(fù)壓抽放系統(tǒng)：上隅角埋管抽放瓦斯泵站回風(fēng)立井回風(fēng)大巷高抽巷密閉采空區(qū)抽放高負(fù)壓抽放系統(tǒng)：瓦斯泵站回風(fēng)立井回風(fēng)大巷工作面本煤層預(yù)抽第二節(jié) 瓦斯抽放管徑計(jì)算及選型一、瓦斯抽放管管徑計(jì)算瓦斯管路費(fèi)用在抽放成本中占很大的比重，合理地選擇瓦斯管直徑與抽放投資及抽放效果有重要關(guān)系。管徑越大，投資越大，可能造成不必要的浪費(fèi)；管徑小，投資少，但能量損失大，抽放能力小。所以，選擇管徑時(shí)，必須經(jīng)過(guò)理論計(jì)算，并參照抽放設(shè)備能力和抽放礦井的經(jīng)驗(yàn)，使之留有余地。瓦斯抽放管路經(jīng)濟(jì)管徑采用下列計(jì)算公

39、式：d=0.1457(q/v)1/2式中：d瓦斯管內(nèi)徑，m；q管路內(nèi)混合瓦斯流量，m3/min，富余系數(shù)1.21.8；v經(jīng)濟(jì)流速，m/s,可取512m/s；約定： 低負(fù)壓系統(tǒng)：地面及回風(fēng)立井、回風(fēng)大巷、采區(qū)回風(fēng)巷瓦斯抽放管為主管1；高抽巷瓦斯抽放管為支管1；上隅角埋管為支管2；密閉采空區(qū)瓦斯抽放管為支管3；高負(fù)壓系統(tǒng)：地面及回風(fēng)立井、回風(fēng)大巷、采區(qū)回風(fēng)巷抽放管為主管2，本煤層預(yù)抽抽放管為支管4，1、地面低負(fù)壓抽放系統(tǒng)：礦井低負(fù)壓抽放量：4.95+2.42=7.37m3/min根據(jù)礦井瓦斯抽放量預(yù)計(jì)，按上式計(jì)算，選擇的瓦斯抽放管管徑。如表5-2-1所示。表5-2-1 地面低負(fù)壓瓦斯抽放管路管徑選

40、擇結(jié)果 抽放管類(lèi)別抽放純量（m3/min）瓦斯?jié)舛?%)富余系數(shù)混合瓦斯量m（3/min）瓦斯管內(nèi)流速m/s 計(jì)算管徑mm選擇管徑 mm管材主管17.37101.288.410433529*10焊縫鋼管支管14.95201.229.710251273*6焊縫鋼管支管21.16101.213.910172219*6焊縫鋼管支管31.26101.215.110179219*6焊縫鋼管2、地面高負(fù)壓抽放系統(tǒng)：礦井高負(fù)壓抽放量：4.74m3/min根據(jù)礦井本煤層瓦斯抽放量預(yù)計(jì)，按上式計(jì)算，選擇的瓦斯抽放管管徑。如表5-2-2所示。地表5-2-2 面高負(fù)壓瓦斯抽放管路管徑選擇結(jié)果 抽放管類(lèi)別抽放純量m3

41、/min瓦斯?jié)舛?%)富余系數(shù)混合瓦斯量m3/min瓦斯管內(nèi)流速m/s計(jì)算管徑mm選擇管徑 mm管材主管24.74101.256.98389529*10焊縫鋼管支管44.74121.247.410317325*6焊縫鋼管二、管材選擇瓦斯管的管材一般采用國(guó)家定型產(chǎn)品，如冷扎無(wú)縫鋼管、焊接鋼管等，另外也可采用壁厚為6mm鋼板卷制的焊縫鋼管，但必須作0.5mpa的壓力試驗(yàn)，合格后即可使用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型的管材有很多，如高密度聚乙稀管、pvc防靜電管、塑料管材等，但作為抽放管路必須是防靜電和阻燃；必須有足夠的強(qiáng)度。抽放瓦斯管內(nèi)的壓力較管材的強(qiáng)度低的多，一般考慮到運(yùn)輸、安裝和使用過(guò)程中可能出現(xiàn)

42、的碰撞、擠壓等現(xiàn)象，對(duì)其強(qiáng)度也要有一定的要求。多取排水管強(qiáng)度資料標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)目前我國(guó)使用的瓦斯管和產(chǎn)品供應(yīng)情況，本設(shè)計(jì)選用焊縫鋼管，瓦斯管路壁厚6mm。三、管路接頭管路接頭在抽放瓦斯系統(tǒng)中是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，合適的接頭在負(fù)壓下應(yīng)不漏氣，但往往接頭成為抽放系統(tǒng)漏氣的主要原因之一，不僅降低了抽放負(fù)壓，而且影響了抽放濃度，因此管接頭連接要十分慎重。本方案擬采用螺栓緊固法蘭盤(pán)中間加橡膠墊圈的方法，用焊接鋼法蘭盤(pán)，中間加橡膠密封圈后用螺栓緊固，這種方法氣密性強(qiáng)，但撓性有限，遇轉(zhuǎn)彎適當(dāng)加彎頭即可。四、抽放管路中的附屬裝置 瓦斯管路的附屬裝置，大致分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是用來(lái)調(diào)節(jié)控制瓦斯壓力和流量的，另一類(lèi)是有關(guān)安全措

43、施方面的。1、鉆孔與管路的連接裝置瓦斯管路的連接裝置，包括彎管、自動(dòng)放水器、孔板流量計(jì)和鎧裝膠管等。它的彎管端與鉆孔封孔器的標(biāo)準(zhǔn)法蘭盤(pán)對(duì)接。膠管一端與瓦斯管三通上的閥門(mén)連接，構(gòu)成了抽放系統(tǒng)。2、閥門(mén)在瓦斯主、干管、鉆孔聯(lián)接裝置以及認(rèn)為需要的地點(diǎn)，都必須設(shè)置閥門(mén)。它的用途是：調(diào)節(jié)各個(gè)抽放區(qū)、各個(gè)鉆場(chǎng)或鉆孔的抽放量及瓦斯?jié)舛龋瑫r(shí)也可以調(diào)節(jié)、控制和平衡各地點(diǎn)、各管路系統(tǒng)上所需要的壓力。另外，當(dāng)修理和更換瓦斯管，以及聯(lián)接、或拆接鉆孔裝置時(shí)，可以關(guān)閉閥門(mén)，切斷通路。管路選用閥門(mén)型號(hào)根據(jù)使用地點(diǎn)管徑大小而確定，并和管徑相配套。 3、測(cè)壓嘴 測(cè)壓嘴即測(cè)定管路中氣流的靜壓力的小孔，在管路安裝以前，預(yù)先焊妥，

44、并檢查有無(wú)焊渣堵塞現(xiàn)象，保證通氣。在瓦斯主管支管和鉆孔聯(lián)接裝置上都應(yīng)設(shè)置。測(cè)壓嘴不宜過(guò)大過(guò)長(zhǎng)，一般不超過(guò)30mm，其直徑大約410mm。平時(shí)，可用一頭捆扎的細(xì)膠管套緊，確保與管外空氣隔絕。測(cè)壓嘴的功能不僅如此，還可以用來(lái)取樣，對(duì)管內(nèi)的氣體進(jìn)行分析，以及觀測(cè)瓦斯?jié)舛取?、管路放水裝置放水裝置的種類(lèi)很多，本方案擬選用一種用于負(fù)壓較高的人工放水器，鉆場(chǎng)、管路拐彎、低洼、溫度突變處應(yīng)設(shè)置放水器，管路宜每隔200m-300m設(shè)置一個(gè)放水器，最大不應(yīng)超過(guò)500m。5、管路排渣裝置瓦斯抽放管路排渣裝置，適用于瓦斯抽放系統(tǒng)的主管、干管、支管的自動(dòng)排渣，是瓦斯抽放管路上必備的排渣裝置，用法蘭與管路或其它設(shè)備聯(lián)接

45、；該設(shè)備通過(guò)分級(jí)式篩網(wǎng)擋板阻攔和沉淀管路內(nèi)的煤渣、石塊及其它大的雜物，凈化氣流；保護(hù)瓦斯抽放設(shè)備的安全。6、計(jì)量裝置1)計(jì)量裝置原理及使用瓦斯流量是瓦斯抽放工作中的一個(gè)重要參數(shù)。煤礦普遍采用變壓降法，其原理是當(dāng)氣體通過(guò)事先校正過(guò)的節(jié)流裝置(孔板)時(shí)，產(chǎn)生壓力降(或壓差)，測(cè)出此壓力差即可換算出通過(guò)的氣體流量。7、瓦斯抽放綜合參數(shù)測(cè)定儀瓦斯抽放綜合參數(shù)測(cè)定儀是專(zhuān)門(mén)用于煤礦井下測(cè)定鉆孔瓦斯?jié)舛?、流量、?fù)壓及溫度等數(shù)的便攜式精密儀表,也可用于測(cè)定抽放管道主管和支管道的瓦斯綜合參數(shù)。瓦斯抽放綜合參數(shù)測(cè)定儀具有測(cè)量精度高、使用方便等優(yōu)點(diǎn),瓦斯抽放綜合參數(shù)測(cè)定儀通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī),通過(guò)專(zhuān)用

46、管理軟件繪制抽放參數(shù)圖形、編制和打印報(bào)表。第三節(jié) 地面抽放泵出入端(正、負(fù)壓端)系統(tǒng)設(shè)計(jì)地面抽放瓦斯泵出入端是抽放瓦斯系統(tǒng)的重要組成部分，它的功能是：輸送作用，把井下瓦斯輸送出來(lái)，再把瓦斯輸送出去；安全作用，利用端發(fā)生事故不致影響泵房，泵房發(fā)生事故不致影響井下；計(jì)量檢查作用，及時(shí)檢查瓦斯抽放量、瓦斯?jié)舛鹊拇笮?；調(diào)整作用，可以調(diào)整抽放負(fù)壓、濃度等參數(shù)，還可以配以一定量的空氣，把高濃度瓦斯降下來(lái)，以適合民用。系統(tǒng)包括：控制閥門(mén)、測(cè)壓嘴、防爆防回火裝置、孔板流量計(jì)、放水器、排空管(配氣管)等。一、管徑、材質(zhì)為了制作，安裝方便，井上及泵房管路的材質(zhì)以及聯(lián)結(jié)方法都與井下統(tǒng)一。二、防爆炸、防回火、防回氣、

47、自動(dòng)噴粉抑爆裝置安全裝置在正常情況下，濃度較高的瓦斯在輸送過(guò)程中，一般不會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸事故，但是，往往由于種種原因，使抽放瓦斯系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)受到破壞，管內(nèi)的瓦斯?jié)舛冉档?，一旦遇到火源而發(fā)生瓦斯爆炸事故。因此，瓦斯泵的進(jìn)、出氣端的瓦斯管道上，均設(shè)置具有防爆炸、防回火和防回氣作用的安全裝置，以防止井下管路瓦斯爆炸或地面放空管雷擊燃燒和停泵后管路內(nèi)瓦斯、積水倒流。設(shè)計(jì)選用水封阻火泄爆裝置、干式阻火器和防回氣裝置。水封阻火泄爆裝置要符合瓦斯管道輸送水封阻火泄爆裝置技術(shù)條件aq1072-2009；干式阻火器要符合煤礦瓦斯輸送管道干式阻火器通用技術(shù)條件aq1074-2009；防回氣裝置，其作用為：在正

48、常抽放時(shí)，瓦斯通過(guò)逆止閥而抽出，一旦停泵后管路內(nèi)瓦斯、積水不會(huì)倒流。自動(dòng)噴粉抑爆裝置要符合瓦斯管道輸送自動(dòng)噴粉抑爆裝置通用技術(shù)條件aq 1079-2009。防爆炸、防回火、防回氣、自動(dòng)噴粉抑爆裝置根據(jù)具體抽放管路管徑配套。三、安全保障系統(tǒng)由于種種原因，抽放系統(tǒng)的正常工作狀態(tài)受到破壞，抽放管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛冉档?，因此，本設(shè)計(jì)根據(jù)aq 1076-2009煤礦低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求內(nèi)容，采用水封阻火泄爆裝置、自動(dòng)噴粉抑爆裝置等安全設(shè)施，保證瓦斯管道輸送的安全。根據(jù)aq 1076-2009煤礦低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定內(nèi)容：3.2 水封阻火泄爆裝置采用水封消焰阻火、

49、泄爆部件泄除爆炸壓力，將管道內(nèi)瓦斯爆炸控制在一定范圍內(nèi)的安全保障裝置。3.3 自動(dòng)噴粉抑爆裝置通過(guò)對(duì)瓦斯管道燃燒或爆炸信息的探測(cè)，自動(dòng)噴出干粉滅火劑將燃燒或爆炸傳播過(guò)程中的火焰撲滅，抑制燃燒或爆炸火焰?zhèn)鞑サ难b置。5.2 地面瓦斯排空5.2.1 抽出的低濃度瓦斯小利用時(shí)，其地面排空管路應(yīng)安設(shè)阻火泄爆、抑爆兩種不同原理的阻火防爆裝置。阻火泄爆裝置宜采用水封式阻火泄爆裝置，抑爆裝置宜采用自動(dòng)噴粉抑爆裝置，其安設(shè)位置如圖5-3-1所示。 5.2.2 自動(dòng)噴粉抑爆裝置監(jiān)控用火焰?zhèn)鞲衅靼惭b在排空管上，距排空管出氣口的距離(沿管道軸向)應(yīng)小于5 m。5.2.3 自動(dòng)噴粉抑爆裝置的安設(shè)位置距火焰?zhèn)鞲衅鞯木嚯x(

50、沿管道軸向)為30m-60m。圖5-3-1 地面瓦斯排空系統(tǒng)安全設(shè)施安裝示意1-火焰?zhèn)鞲衅鳎?-壓力傳感器；3-水封阻火泄爆裝置；4-自動(dòng)噴粉抑爆裝置；5-真空泵；6-截止閥。四、采空區(qū)抽放低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)(1)井下采空區(qū)封閉插管瓦斯抽放，在距離封閉1.5m處安設(shè)自動(dòng)噴粉抑爆裝置的火焰?zhèn)鞲衅鳌?2) 自動(dòng)噴粉抑爆裝置的安設(shè)地點(diǎn)距最近的抽放管口的距離（沿管道軸向）應(yīng)小于100m。(3) 自動(dòng)噴粉抑爆裝置應(yīng)至少安設(shè)一組，每組抑爆裝置需安設(shè)兩個(gè)噴粉罐，兩個(gè)噴粉罐之間的距離為50m。噴粉罐安設(shè)在距抽放管路進(jìn)氣口60m和110m兩處。(4) 抑爆裝置的火焰?zhèn)鞲衅鲬?yīng)安設(shè)在自動(dòng)噴粉抑爆裝置與抽

51、放管進(jìn)氣口之間，距離抑爆裝置距離（沿管道軸向）為58.5m。五、放空管(配氣管)放空管一般安設(shè)在地面瓦斯抽放泵站的出入管上，并靠近機(jī)房，以利于操作，參見(jiàn)附圖。入口端放空管又叫配氣管。安設(shè)放空管注意事項(xiàng)為：(1)放空管的直徑要大于或等于抽放管徑。(2)安裝高度一般要超過(guò)房頂3m以上。與機(jī)房墻壁距離0.51m為宜，最遠(yuǎn)不超過(guò)10m，并用鐵絲、鋼架加固。(3)為防止雜物和雨水進(jìn)入放空管，其上端管口要設(shè)置保護(hù)并保持大于300mm的距離。(4)放空管上空不得有高壓電線(xiàn)等通過(guò)。六、避雷器設(shè)置避雷器是地面抽放瓦斯安全設(shè)施中必不可少的安全裝置之一，安設(shè)在瓦斯泵站管路出入端附近。其作用是：防止在陰雨天氣由于雷電

52、引起的電火花，而破壞建筑物或點(diǎn)燃瓦斯放空管。高度要超過(guò)放空管5m以上，并將避雷導(dǎo)線(xiàn)埋入地表3m以下。七、孔板流量計(jì)、測(cè)壓嘴及測(cè)定裝置由于泵站測(cè)定觀測(cè)抽放參數(shù)狀況頻繁，工作人員不可能經(jīng)常出進(jìn)。因此，要把測(cè)壓嘴測(cè)出來(lái)的壓力數(shù)值反映到泵站值班室，本方案采用直接用4分管(或膠皮管)聯(lián)結(jié)的方法，到泵站后用軟膠皮管與測(cè)定儀器聯(lián)接。第六章 瓦斯抽放泵及泵站設(shè)施第一節(jié) 瓦斯抽放泵選型一、瓦斯抽放泵選型原則(1)瓦斯抽放的抽氣速率必須滿(mǎn)足礦井瓦斯抽放期間預(yù)計(jì)最大瓦斯抽放量的要求。(2)抽放設(shè)備的壓力，必須滿(mǎn)足在礦井瓦斯抽放期間，克服瓦斯管路系統(tǒng)最大的壓力損失(最大阻力)，并能使鉆孔孔口保持較高的負(fù)壓。(3)抽放設(shè)備必須適合抽放和輸送礦井瓦斯具有高度氣密性，防止工作時(shí)瓦斯涌進(jìn)泵房?jī)?nèi)。(4)抽放設(shè)備配備電動(dòng)機(jī)必須防爆，防止電動(dòng)機(jī)發(fā)生火花，引起瓦斯爆炸。二、瓦斯抽放泵布置方式考慮和選擇抽放瓦斯泵的布置方式時(shí)，必須滿(mǎn)足技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、安全上可靠的要求。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全的角度分析確定，該礦瓦斯抽放泵布置方式為獨(dú)立的、并聯(lián)式布置。三、瓦斯抽放泵選型根據(jù)該礦開(kāi)采地質(zhì)、瓦斯儲(chǔ)存、發(fā)展規(guī)模等情況，本方案擬選水環(huán)式真空泵，其優(yōu)點(diǎn)是；(1)工作葉輪內(nèi)有水環(huán)，沒(méi)有爆炸危險(xiǎn)；(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠；(3)真空度高。四、瓦斯泵壓力、流量計(jì)