朱集西煤礦抽采設(shè)計(jì)調(diào)整及安全技術(shù)措施

1、朱集西煤礦抽采系統(tǒng)調(diào)整設(shè)計(jì)及安全技術(shù)措施一、礦井生產(chǎn)布局、采掘接替情況1、礦井生產(chǎn)布局目前，礦井共有2個(gè)活動(dòng)采區(qū)和1個(gè)開拓采區(qū)，即：2個(gè)生產(chǎn)采 區(qū)（11煤五采區(qū)、11煤四采區(qū)），1個(gè)開拓采區(qū)（13煤五采區(qū)）?，F(xiàn) 有2個(gè)準(zhǔn)備工作面（11502.11401準(zhǔn)備面）,3個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面（11401 運(yùn)輸順槽、11502運(yùn)輸順槽里段和外段）和1個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面（13 煤煤倉刷大）。2、抽采采掘接替情況采煤工作面：11煤四采區(qū)11402工作面（現(xiàn)已安全推進(jìn)780米）, 回采結(jié)束接替11煤五采區(qū)11502工作面。11502工作面現(xiàn)正掘進(jìn)準(zhǔn) 備，預(yù)計(jì)8月份工作面貫通，預(yù)計(jì)2018年12月初回采。掘進(jìn)工作面，

2、全年預(yù)排8個(gè)掘進(jìn)隊(duì)進(jìn)行掘進(jìn)準(zhǔn)備11502工作面、 11401工作面、13煤開拓準(zhǔn)備巷道等。二、礦井瓦斯抽采方法1、本煤層抽采本煤層抽采采取順層鉆孔和底（頂）板穿層鉆孔方法。順層鉆孔抽采是在工作面兩順槽沿煤層施工鉆孔進(jìn)行抽采;底（頂）板穿層鉆孔是利用在煤層底（頂）板布置的巖石巷道提前施工鉆孔進(jìn)行預(yù)抽，礦井所有未保護(hù)或不在保護(hù)范圍的突出煤層煤巷掘進(jìn)工作面均在底（頂）板穿層鉆孔預(yù)抽并達(dá)到要求后再進(jìn)行煤巷施工。2、鄰近層抽采鄰近層瓦斯抽釆主要采取頂板瓦斯抽采巷穿層鉆孔、地面鉆井抽米。開采11-2煤層時(shí)在13-1煤層底板布置巷道，施工穿層鉆孔攔截 抽采13-1煤層卸壓瓦斯，同時(shí)利用地面鉆井抽采卸壓瓦斯。

3、3、采空區(qū)抽采11-2煤回采工作面采用“u”型通風(fēng)，采用高位鉆孔及上隅角埋 管抽采采空區(qū)瓦斯。二、礦井抽釆系統(tǒng)概況1、礦井抽采系統(tǒng)礦井裝備4臺(tái)2bey-72型水環(huán)式真空泵（兩用兩備），每臺(tái)泵額 定流量為550m7min,電機(jī)功率為800kw/ho采用3路dn600抽采管 路通過風(fēng)井進(jìn)入井下，各采區(qū)和地面瓦斯抽采鉆井主管路采用dn500 抽采管路并網(wǎng)至抽采系統(tǒng)。支管采用dn400和dn300抽采管路。2、礦井瓦斯抽采現(xiàn)狀1#瓦斯抽采系統(tǒng)抽釆地點(diǎn)為：地面鉆井、11402頂板瓦斯抽放 巷13-1煤、11402頂板瓦斯抽放巷高位鉆孔、11501頂板瓦斯抽放巷 13-1煤、11502軌道、運(yùn)輸順槽順層鉆

4、孔。抽采工況混合量為270m3/min,純流量為21. 5m3/min,抽釆瓦斯 濃度為14.4%,詳見表lo表1礦井1#瓦斯抽采系統(tǒng)各抽采地點(diǎn)抽采現(xiàn)狀抽釆地點(diǎn)計(jì)劃抽采時(shí)間實(shí)際抽釆負(fù)圧（kpa）實(shí)際工況抽采量 （m7min）實(shí)際抽采瓦斯?jié)舛龋?）11402工作面地面鉆井1. 1 12.31401870. 6311402頂板瓦斯抽放巷（13煤）1. 1 12.31358415. 8811501頂板瓦斯抽放巷（13煤）1. 1 & 3127157. 881m02頂板瓦斯抽放巷（高位）1. 1 10.31358& 53.511502軌道順槽（順層孔）1. 1 12.312552.52

5、. 1311502運(yùn)輸順槽（順層孔）1. 1 10.31401216. 25合計(jì)2702#瓦斯抽采系統(tǒng)抽采地點(diǎn)為：11402工作面埋管、11402工作面兩順槽順層鉆孔。2#瓦斯抽采系統(tǒng)抽采工況混合量為98m7min ,純流量為2. 8m7min,抽采瓦斯?jié)舛葹?. 2%,詳見表2。表2礦井2#瓦斯抽采系統(tǒng)各抽采地點(diǎn)抽采現(xiàn)狀抽釆地點(diǎn)計(jì)劃抽采時(shí)間實(shí)際抽釆負(fù)圧（kpa）實(shí)際工況抽采量 （m7min）實(shí)際抽采瓦斯?jié)舛龋?）11402工作面上隅角埋管1. 1 10.3131753. 1311402軌道順槽（順層孔）1. 1 10.313512. 51.3811402運(yùn)輸順槽（順層孔）1. 1 10. 3

6、11310.50. 25合計(jì)98三、2018礦井瓦斯抽采能力需求預(yù)計(jì)根據(jù)2018年礦井生產(chǎn)及瓦斯抽采計(jì)劃情況，在滿足瓦斯治理需 要確保安全采掘的前提下，結(jié)合礦井現(xiàn)有瓦斯抽采系統(tǒng)抽采情況，在 瓦斯綜合治理“一礦一策” “一面一策”的基礎(chǔ)上，按照對(duì)各抽采地 點(diǎn)抽采量預(yù)計(jì)的方法對(duì)2018礦井需要的抽采能力進(jìn)行預(yù)計(jì)，具體如 表3：表3礦井各抽采地點(diǎn)全年抽采預(yù)計(jì)抽采地點(diǎn)計(jì)劃抽釆時(shí)間預(yù)計(jì)抽采負(fù) 壓（kpa）預(yù)計(jì)最大工況抽 采量（m'/min）預(yù)計(jì)抽采瓦斯 濃度（%）11402工作面地面鉆井1. 1 12. 3130306011501頂板瓦斯抽放巷（13煤）1. 1 12. 312015101m02

7、頂板瓦斯抽放巷（13煤）1. 1 12. 3120501011402頂板瓦斯抽放巷（高位）1. 1 10. 3120501011402工作面上隅角埋管1. 1 10. 313045511402軌道順槽（順層孔）1. 1 10.311510211402運(yùn)輸順槽（順層孔）1. 1 10. 3115100. 111502軌道順槽（順層孔）1. 1 12. 312020311502運(yùn)輸順槽外段（順層孔）4. 1 12. 312020311502運(yùn)輸順槽里段（順層孔）5. 1 12. 311515311401切眼頂抽巷（11煤）5. 1 12. 312013111401、11501切眼頂抽巷（13煤）1

8、0. 1 12. 312020311401運(yùn)輸順槽（順層孔）3. 1 12. 312020313501運(yùn)輸順槽底抽巷5. 1 11. 3020205合計(jì)338預(yù)計(jì)全年需要最大工況抽采混合量能力為338m7minou!、礦井抽采系統(tǒng)調(diào)整方案根據(jù)2018年礦井瓦斯預(yù)計(jì)需抽采能力預(yù)計(jì)結(jié)果，結(jié)合井下抽采系統(tǒng)管網(wǎng)敷設(shè)情況，計(jì)劃將礦井瓦斯抽采子系統(tǒng)分為1#地面抽采系 統(tǒng)和井下移動(dòng)瓦斯抽采系統(tǒng)，具體劃分情況詳見表4。表4礦井瓦斯抽采子系統(tǒng)劃分抽采 系統(tǒng)抽采地點(diǎn)計(jì)劃抽采時(shí)間預(yù)計(jì)抽采負(fù)壓（kpa）預(yù)計(jì)最大工況 抽釆量（m 7min）預(yù)計(jì)抽采瓦斯?jié)?度（%）1#地 面瓦 斯抽 采系統(tǒng)11402工作面地面鉆井1.

9、1 12. 3130306011501頂板瓦斯抽放巷（13煤）1. 1 12. 3120151011402頂板瓦斯抽放巷（13煤）1. 1 12. 3120501011402頂板瓦斯抽放巷（高位）1. 1 10.3120501011402軌道順槽（順層孔）1. 1 10.311510211402運(yùn)輸順槽（順層孔）1. 1 10.3115100. 111502軌道順槽（順層孔）1. 1 12.312020311502運(yùn)輸順槽外段（順層孔）4. 1 12. 312020311502運(yùn)輸順槽里段（順層孔）5. 1 12.311515311401切眼頂抽巷（11煤）5. 1 12.3120131114

10、0k 11501切眼頂抽巷（13煤）10. 1 12.312020311401運(yùn)輸順槽（順層孔）3. 1 12.312020313501運(yùn)輸順槽底抽巷5. 1 11. 30202()5小計(jì)293井下 移動(dòng) 瓦斯 抽采 系統(tǒng)11402.t作面上隅角埋管1. 1 10. 3130455小計(jì)45合計(jì)338根據(jù)劃分情況，1#地面瓦斯抽采系統(tǒng)最大工況混合能力需293m7min,井下移動(dòng)瓦斯抽采系統(tǒng)最大工況混合能力需45 m7minou!、礦井1#地面瓦斯抽采系統(tǒng)能力驗(yàn)算1、瓦斯抽采管路阻力計(jì)算1）管路摩擦阻力計(jì)算依據(jù)gb50471-2008煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，計(jì) 算管路摩擦阻力：h = 69

11、x105（- + 1 92.2加嚴(yán) lpq&p（丁dq） d5ptt=273+tt°=273+20式中：l瓦斯抽采管長(zhǎng)度（m）；q。一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合瓦斯流量（mth）；d管路內(nèi)徑（mm）；丫0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合瓦斯運(yùn)動(dòng)黏度（m'/s）（標(biāo)態(tài)空氣yok =1. 5x 10 m2/s,標(biāo)態(tài)瓦斯yow =1. 87x 10 m7so以濃度比計(jì)算混合 氣體的yo）;p管道內(nèi)混合瓦斯密度（kg/ m3）（標(biāo)態(tài)空氣pk =1.293 kg/m3, 標(biāo)態(tài)瓦斯p # =0. 715 kg/m3o以濃度比計(jì)算混合氣體的p ）;一管道內(nèi)壁的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度（鋼管取0. 5mm,聚乙烯管取0

12、. 1mm。均以舊管考慮）；p。一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325pa）；p管道內(nèi)氣體的絕對(duì)壓力（pa）；t管路中的氣體溫度為t時(shí)的絕對(duì)溫度（k）；to標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對(duì)溫度（k）；t管路中的氣體溫度（°c）,設(shè)計(jì)取t=20°c瓦斯抽采摩擦阻力計(jì)算應(yīng)選擇抽采系統(tǒng)服務(wù)年限內(nèi)一條阻力最 大的抽采管路路徑進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果為：h薩9.452kpa2）瓦斯管路系統(tǒng)的總阻力計(jì)算管路系統(tǒng)總阻力為摩擦阻力與局部阻力之和，局部阻力為摩擦阻 力的1020%,設(shè)計(jì)取15%。系統(tǒng)總阻力計(jì)算結(jié)果如下：高負(fù)壓系統(tǒng)管路系統(tǒng)總阻力h高總=10. 869kpa；加上孔口負(fù)壓（高負(fù)壓抽采系統(tǒng)15kpa）后得到抽采負(fù)壓

13、： 高負(fù)壓系統(tǒng)抽釆負(fù)壓（h高總+ p高孔）=25.869kpao高負(fù)壓瓦斯抽采泵最大工作壓力：p髙泵二 kx （h 高總+ p髙孔 + p 正）=49.05 kpa上式中，k抽釆系統(tǒng)壓力富余系數(shù)，21.21.8,設(shè)計(jì)取1.5；p正一髙負(fù)壓泵提供的綜合利用正壓二10kpa；而髙負(fù)壓瓦斯抽采泵吸氣壓力（絕壓）：p髙絕二 ph -h 髙總p高孔 -pt = 72. 456 kpa式中，pt =3kpa為通風(fēng)負(fù)壓。由咼負(fù)壓瓦斯抽米泵計(jì)算流量q高泵=kiq c商po/ （x s； n p高絕） =7658m7h （式中ki為抽采系統(tǒng)能力富余系數(shù)，取匕=1.5； n為瓦 斯泵抽采效率，取n=o.8）及吸氣

14、壓力p高絕二72. 456 kpao綜上，礦井1#地面瓦斯抽采系統(tǒng)配備的2bey72型水環(huán)式節(jié)能真 空泵（額定流量q=480m7min, 35kpav瓦斯泵壓力h<70kpa,能夠滿足抽米需要。四、井下移動(dòng)瓦斯抽采設(shè)備選型 計(jì)劃采用井下移動(dòng)瓦斯抽采泵抽采11402工作面上隅角埋管瓦斯。上隅角埋管抽采采用一路dn300管路抽采，預(yù)計(jì)抽采瓦斯?jié)舛葹?%,抽采混合量為45m3/mino1、管路摩擦阻力計(jì)算依據(jù)gb50471-2008煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，計(jì)算管路摩擦阻力:/7=69x105（- + 1 92.2應(yīng)嚴(yán) lp晳p眾d q 忙t=273+tto=273+2o式中：l瓦斯抽采

15、管長(zhǎng)度（m）；q。一標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合瓦斯流量（m3/h）；d管路內(nèi)徑（mm）；丫0標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的混合瓦斯運(yùn)動(dòng)黏度（m'/s）（標(biāo)態(tài)空氣yok =1. 5x 10 m2/s,標(biāo)態(tài)瓦斯yow =1. 87x 10 m7so以濃度比計(jì)算混合 氣體的yo）;p管道內(nèi)混合瓦斯密度（kg/ m3）（標(biāo)態(tài)空氣pk =1.293 kg/m3, 標(biāo)態(tài)瓦斯p # =0. 715 kg/m3o以濃度比計(jì)算混合氣體的p ）;一管道內(nèi)壁的當(dāng)量絕對(duì)粗糙度（鋼管取0. 5mm,聚乙烯管取 0.1mm。均以舊管考慮）；p。一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（101325pa）；p管道內(nèi)氣體的絕對(duì)壓力（pa）；t管路中的氣體溫度為t時(shí)的絕對(duì)溫

16、度（k）；to標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對(duì)溫度（k）；t管路中的氣體溫度（°c）,設(shè)計(jì)取t=20°c瓦斯抽采摩擦阻力計(jì)算應(yīng)選擇抽采系統(tǒng)服務(wù)年限內(nèi)一條阻力最 大的抽采管路路徑進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果為：h=7. 991kpa。2、瓦斯管路系統(tǒng)的總阻力計(jì)算管路系統(tǒng)總阻力為摩擦阻力與局部阻力之和，局部阻力為摩擦阻 力的1020%,設(shè)計(jì)取15%。總阻力計(jì)算結(jié)果如下：h 總二 h + h 局部=9. 189kpa加上孔口負(fù)壓（采空區(qū)埋管抽采抽采負(fù)壓不低于5kpa）后得到 抽釆負(fù)壓二h總+ p孔=14. 189kpa3、瓦斯抽釆泵最大工作壓力計(jì)算p 泵二 kx （h 總 + p 孔 + p 正）=30.

17、 283kpa上式中，k抽采系統(tǒng)壓力富余系數(shù)，k=1.21.8,設(shè)計(jì)取1.5； p正一高負(fù)壓泵提供的綜合利用正壓二lokpa；而瓦斯抽采泵吸氣壓力（絕壓）：p 絕二 ph h 總一p 孔一pt 二 84. 136 kpa式中，pt =3kpa為通風(fēng)負(fù)壓。由移動(dòng)瓦斯抽采泵計(jì)算流量q泵二k.q c po/ （x np絕）=2025m7h （式中k】為抽采系統(tǒng)能力富余系數(shù)，取k嚴(yán)1.5； n為瓦斯泵抽釆效 率，取il=0.8）及吸氣壓力p絕= 84. 136 kpao設(shè)計(jì)選用工況混合 抽采量不低于80 m7min的移動(dòng)瓦斯抽采泵。如zwy-80/160型移動(dòng) 瓦斯抽采泵，配160kw防爆電動(dòng)機(jī)。綜上

18、，井下移動(dòng)瓦斯抽釆設(shè)備具有足夠的富裕能力，且有2#瓦 斯抽采系統(tǒng)（2bey-72型水環(huán)式真空泵）作為備用泵，滿足了相關(guān)規(guī) 程規(guī)范和技術(shù)規(guī)定要求。五、井下移動(dòng)瓦斯抽采泵安裝地點(diǎn)及附屬裝置1、安裝地點(diǎn)根據(jù)煤礦安全規(guī)程一百八十三條規(guī)定及井下現(xiàn)有條件，將井 下移動(dòng)瓦斯抽釆泵安裝在-962m水平東翼11煤軌道大巷上部車場(chǎng)內(nèi), 通過抽采管路排至東翼11煤回風(fēng)大巷。2、抽采泵房主要附屬設(shè)備電氣防爆措施瓦斯抽釆泵站及管路必須設(shè)置防靜電、防爆炸、防回火裝置，并 制訂嚴(yán)格的定期檢查制度，保持性能良好。泵房?jī)?nèi)需確保正常通風(fēng), 并設(shè)置甲烷傳感器監(jiān)測(cè)瓦斯泄漏。所有電氣設(shè)備、儀器儀表均采用煤礦專用防爆型。并且必須通過 檢

19、驗(yàn),獲得煤安標(biāo)志和下井許可。3、其它附屬裝置包括瓦斯計(jì)量裝置、放水器、除渣裝置、測(cè)壓裝置、控制閥門等。 在瓦斯抽采管路分支處、瓦斯抽采總管進(jìn)出泵房處、瓦斯抽采泵進(jìn)出 口處，均設(shè)置瓦斯計(jì)量裝置和控制閥門；管路低洼點(diǎn)設(shè)置自動(dòng)放水器,瓦斯抽采泵前設(shè)置負(fù)壓放水器。4、監(jiān)測(cè)監(jiān)控及通訊瓦斯泵房進(jìn)出口側(cè)均設(shè)防爆、防回火裝置等安全設(shè)施。泵房?jī)?nèi)設(shè) 瓦斯監(jiān)控分站，外接瓦斯?jié)舛?、壓力、流量、一氧化碳、溫度等傳?器，構(gòu)成抽采瓦斯自動(dòng)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，作為礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一部 分，并設(shè)直通礦井調(diào)度室的礦用防爆型電話。六、安全技術(shù)措施1、移動(dòng)式瓦斯抽放泵的使用（1）啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作先打開進(jìn)、排水閥門，注入清水5分鐘，同時(shí)

20、手動(dòng)盤車，使泵兩端的軸封處有成滴的水流下。（2）啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)及停泵的操作1）按動(dòng)電機(jī)按鈕，觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向，如與標(biāo)識(shí)不一致，將磁 力開關(guān)電源分?jǐn)喟逊聪颉?）啟動(dòng)后及時(shí)調(diào)整進(jìn)、排水閥門，使泵體內(nèi)水位穩(wěn)定在汽水分 離器底殼以下。3）觀察泵體是否滲漏，監(jiān)聽泵體運(yùn)轉(zhuǎn)聲音是否正常，如發(fā)現(xiàn)有 不正?，F(xiàn)象，立即停泵檢查，故障排除后再啟動(dòng)。4）及時(shí)排除正負(fù)壓端管路中的積水雜物。5）每小時(shí)觀測(cè)一次管內(nèi)壓力、管內(nèi)溫度、抽放濃度、孔板壓差 等參數(shù)，并作記錄。如發(fā)現(xiàn)參數(shù)變化較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)查明原因，積極 處理并匯報(bào)。6）停泵時(shí)，先停電，再將近、排水閥門關(guān)閉。2、使用移動(dòng)式瓦斯抽放泵的安全技術(shù)措施1）井下移動(dòng)瓦斯抽采泵泵房設(shè)專職的值班人員且必須經(jīng)過技術(shù) 培訓(xùn)，并掌握移動(dòng)式瓦斯抽放泵的結(jié)構(gòu)、性能，會(huì)進(jìn)行一般的維護(hù)保養(yǎng)及故障處理?？荚嚭细?，持證上崗。2）移動(dòng)式瓦斯抽放泵的停、開及運(yùn)行情況按時(shí)向調(diào)度匯報(bào)。3）泵體內(nèi)的水位隨時(shí)調(diào)整好，要與泵體的泵軸中心線持平，不 能超過汽水分離器底殼線，避免水位過高燒電機(jī)或水位過低影響抽放