煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì)

1、郴州啟隆煤業(yè)有限公司廖王坪煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì)說(shuō) 明 書目 錄概 述31 礦井概況41.1交通位置41.2 井田地形與氣候51.3 井田地質(zhì)構(gòu)造情況61.4煤層賦存情況61.5礦井開拓方式71.6礦井通風(fēng)方式及鄰近礦井瓦斯涌出72 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性82.1XX煤礦瓦斯治理現(xiàn)狀92.2礦井通風(fēng)及瓦斯管理情況92.3瓦斯最大涌出來(lái)源與構(gòu)成112.4 瓦斯抽放的必要性112.4.1 相關(guān)法規(guī)的要求112.4.2 采掘工作面瓦斯治理的需要122.5瓦斯抽放的可行性122.6礦井瓦斯儲(chǔ)量與可抽量133 礦井瓦斯抽放方案初步設(shè)計(jì)143.1 抽放方法選擇的原則143.2 抽放瓦斯方法選擇153.3

2、礦井瓦斯抽放量預(yù)計(jì)153.4 抽放服務(wù)年限153.5 抽放參數(shù)的確定153.6 瓦斯抽放參數(shù)監(jiān)測(cè)154 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計(jì)算及設(shè)備選型164.1 礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)參數(shù)164.2 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計(jì)算164.2.1 瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng)164.2.2 瓦斯抽放管管徑計(jì)算及管材選擇164.2.3 管網(wǎng)阻力計(jì)算174.2.4 瓦斯抽放管路敷設(shè)184.2.5瓦斯抽放管道的附屬裝置194.3 瓦斯抽放泵選型計(jì)算214.3.1 瓦斯抽放泵流量計(jì)算方法214.3.2 瓦斯泵壓力計(jì)算方法214.3.3 瓦斯抽放泵選型計(jì)算224.3.4 瓦斯抽放泵選型225 瓦斯抽放泵站布置235.1 瓦斯抽放

3、泵235.2瓦斯抽放泵站供電245.3 瓦斯抽放泵給排水265.4 防雷設(shè)施265.5 瓦斯抽放泵站照明265.6 瓦斯抽放泵站通訊265.7 抽放系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)275.8 泵房采暖, 通風(fēng)276. 瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝276.1瓦斯抽放系統(tǒng)安裝的基本要求276.2 瓦斯抽放泵的安裝276.3 瓦斯抽放, 排放管路及附屬設(shè)施安裝277 環(huán)境保護(hù)277.1 抽放瓦斯工程對(duì)環(huán)境的影響277.2 污染防治措施287.3 抽放站綠化288 瓦斯抽放組織管理及主要安全技術(shù)措施288.1 組織管理288.2 瓦斯抽放組織機(jī)構(gòu)管理298.3 瓦斯抽放鉆場(chǎng)管理298.4 采空區(qū)抽放管道的拆裝318.5 瓦斯抽放管

4、路管理318.6 主要安全技術(shù)措施318.7 鉆機(jī)操作規(guī)程328.8 瓦斯抽放泵司機(jī)作業(yè)操作規(guī)程338.9 瓦斯抽放報(bào)表管理359 瓦斯抽放工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)359.1 勞動(dòng)定員359.2 投資概算369.3 礦井瓦斯利用36概 述郴州市蘇仙區(qū)西風(fēng)渡廖王坪煤礦1983年建礦，同年3月破土動(dòng)工，1984年12月份投產(chǎn)，主采煤，煤局部可采，采用斜井開拓，2010年與原街洞煤礦正源礦整合。2008年5月，由郴州市煤礦設(shè)計(jì)院進(jìn)行了技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)，2011年4月對(duì)技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了修改，其設(shè)計(jì)能力為6萬(wàn)T/a;郴州市煤管局先后用郴煤管字【2008】51號(hào)，郴煤管字【2011】71號(hào)文對(duì)技術(shù)改造初步設(shè)

5、計(jì)及修改進(jìn)行了批復(fù)；郴州監(jiān)察分局用煤安【2011】97號(hào)文對(duì)技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)修改進(jìn)行了批復(fù)，為股份制民營(yíng)企業(yè)。2013年4月續(xù)辦了采礦許可證，生產(chǎn)規(guī)模為6萬(wàn)T/a。根據(jù)2015年11月由湖南玖鼎礦業(yè)技術(shù)咨詢服務(wù)有限公司提供的安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)報(bào)告， 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量為0.92m3/min, 相對(duì)瓦斯涌出量為36.00 m3/t, 屬于煤與瓦斯突出礦井.煤塵無(wú)爆炸危險(xiǎn)性，開采煤層為不易自然煤層； 隨礦井產(chǎn)量的增加和開采范圍的擴(kuò)大, 該礦今后主采煤層采掘工作面和采空區(qū)的瓦斯涌出量都將進(jìn)一步增大. 為貫徹執(zhí)行黨和國(guó)家的”安全第一, 預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針和國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局制定的”先抽后采, 以風(fēng)

6、定產(chǎn), 監(jiān)測(cè)監(jiān)控”的煤礦安全生產(chǎn)管理方針, 廖王坪煤礦已在井上安裝了一套為礦井工作面服務(wù)的永久式瓦斯抽放泵站和與其相配套的瓦斯抽放系統(tǒng)，抽出的瓦斯直接排放到空氣中。根據(jù)行業(yè)管理部門要求, 高瓦斯礦井需要建設(shè)高低壓兩套抽放設(shè)施。為此特編寫廖王坪煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書.一. 編制本設(shè)計(jì)方案的依據(jù)1. 礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范(MT95018-96),中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部,1997年. 2. 礦井抽放瓦斯管理規(guī)范,中華人民共和國(guó)煤炭工業(yè)部,1997年.3. 煤礦安全規(guī)程,國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局,2011年.4. 防治煤與瓦斯突出規(guī)定, 國(guó)家煤礦安監(jiān)總局,2009年.5. 啟隆煤業(yè)有限公司廖王

7、坪煤礦的通風(fēng)、生產(chǎn)、瓦斯地質(zhì)等相關(guān)資料.二. 設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1. 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量: 0.92m3/min（最大時(shí)期）2. 礦井相對(duì)瓦斯涌出量: 36.00m3/t;3. 礦井瓦斯抽放量: 3.23m3/min（最大抽放量）。 三. 礦井煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定結(jié)果：郴州啟隆煤業(yè)有限公司廖王坪煤礦已經(jīng)對(duì)礦井開采煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定。其測(cè)定結(jié)果如下：煤層瓦斯壓力（MPa）瓦斯含量(m3/t)鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（d-1）煤層透氣系數(shù)（m2/MPa2·d）0.575.8350.03680.1090.656.8280.02880.1941 礦井概況郴州市啟隆煤業(yè)有限公司廖王坪煤

8、礦1983年建礦，1984年12月建成投產(chǎn),經(jīng)技改后設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60kt/年。1.1交通位置郴州市啟隆煤業(yè)有限公司廖王坪煤礦位于郴州市東南345°方向，直距約20公里處。地理極值座標(biāo)：東經(jīng)112°2945，北緯25°5812，行政區(qū)劃屬蘇仙區(qū)西鳳渡鎮(zhèn)涼源村所轄。礦區(qū)范圍呈不規(guī)則多邊形，面積1.3309 平方公里。其礦界拐點(diǎn)坐標(biāo)見(jiàn)表1.21。郴州市啟隆煤業(yè)有限公司廖王坪煤礦礦區(qū)范圍拐點(diǎn)坐標(biāo)表 表1.21拐點(diǎn)編號(hào)西安80坐標(biāo)XY12878042.3538395639.3122877734.3538395713.3132877544.3538395497.314287

9、8259.3538395261.3152878804.3538394316.362879544.3638394201.2972879944.3638394561.382879469.3638394921.392878384.3538395481.31102878104.3538395741.31開采標(biāo)高：170m至100m 礦區(qū)面積：1.3309km2區(qū)內(nèi)交通方便，京廣鐵路和107國(guó)道從井田東面約3公里處通過(guò)，簡(jiǎn)易公路直達(dá)礦區(qū)。（見(jiàn)交通位置圖1）。1.2 井田地形與氣候1). 地形地貌特征礦山地貌類型剝蝕浸蝕丘陵地貌，本井山脈走向呈南東北西向展布。地勢(shì)總體為北西高、南東低。海拔高程+213.6

10、米，沖溝處最低海拔高程為+146.2米，最大相對(duì)高差67.4米，一般為1050米左右。地形坡度較緩，坡角5°15°,一般小于10°，植被覆蓋率發(fā)育，覆蓋率約80%左右，多以灌木和草本植物為主，喬木零星分布，侵局部見(jiàn)小面積基巖出露。2). 氣候區(qū)內(nèi)屬北亞熱帶濕潤(rùn)氣候，四季溫差變化不大，最低氣溫-8.3，最高氣溫39.8，年均氣溫17.9。3). 降水量每年11月至次年2月為冬季，常出現(xiàn)冰雪天氣。雨量充沛，年平均降雨量為1440毫米，降雨多集中在35月，810月為干旱少雨，霜凍期在11月道翌年2月，年日照1630小時(shí)，區(qū)內(nèi)主導(dǎo)風(fēng)向夏季多東南風(fēng)，冬季多西北風(fēng)，年最大風(fēng)速

11、16米/秒，年平均風(fēng)速1.5米/秒，年相對(duì)濕度65%。 1.3 井田地質(zhì)構(gòu)造情況礦井內(nèi)除第四系外，主要出露上二疊系大隆組P2d和龍?zhí)督MP2l現(xiàn)由老至新分述如下。龍?zhí)督MP2l礦井內(nèi)廣泛出露，按其巖性及含煤情況可分為上下兩段。全組厚560余米。下段P2l1：多由泥巖，細(xì)-粉砂組成，含薄層炭質(zhì)泥巖1-2層，厚290米左右。上段P2l2由中粒砂巖、細(xì)粒砂巖、巖質(zhì)泥巖、泥巖及煤炭層組成，厚220-280米。大隆組P2d礦井內(nèi)零星出露，全組厚125米。下部：為深灰色薄層狀硅質(zhì)泥巖，黑色泥巖，稍含炭質(zhì)，厚5-7米；中部：硅質(zhì)層，黑色，深灰色薄層狀，單厚5-8厘米，質(zhì)密、堅(jiān)硬，間夾深灰色硅質(zhì)灰?guī)r與硅質(zhì)泥巖薄層

12、，厚約70米；上部：硅質(zhì)灰?guī)r與硅質(zhì)層互層，深灰黑色，薄-中厚層狀，質(zhì)密，堅(jiān)硬，節(jié)理發(fā)育，含黃鐵礦晶粒及方解石脈，厚50米。第四系Q分布于丘陵及河溪兩畔，主要為沖洪積和殘坡積層：灰黃色、黃棕色黏土，砂質(zhì)黏土、碎石及耕植土，厚1-5米。1.4煤層賦存情況礦井內(nèi)煤層賦存于二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P2l）中，地層平均總厚400m，主要由泥巖、粉砂巖、細(xì)中粒砂巖及煤層組成，含煤6層。其礦區(qū)內(nèi)含可采和局部可采煤層2層，各可采煤層特征如下：1、 V煤層分布在含煤巖系的中下部，厚0.48-1.5米，平均厚0.98米，煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沿走向變化不大，沿傾向方向有厚度變化。煤層的頂板為深灰色厚層狀砂巖，厚32.46米，底

13、板為黑色薄層狀泥巖，厚0.77米。物理性質(zhì)為黑色，以暗煤為主，亮煤次之，具成煤結(jié)構(gòu)，一般硬度較大，性碎，近似玻璃光澤，斷口平坦?fàn)?，破碎成粒狀。VI煤層上距V煤11-45米，一般30米左右，是本區(qū)最重要的可采煤層，厚0.24-2.55米，平均厚1.3米，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沿走向和傾向變化都不大，煤層頂板一般均為泥巖、炭質(zhì)泥巖和砂質(zhì)泥巖，底板以砂巖、泥巖為主，部分為巖質(zhì)泥巖。物理性質(zhì)為暗黑色，條痕黑色，成分以暗煤為主，亮煤次之，含少量粘土礦物質(zhì)，粉末狀及塊狀，粉末狀之煤約占60%；具土狀及顆粒狀結(jié)構(gòu)，購(gòu)軟、污手，少量亮煤呈顆粒狀分布于暗煤及礦物雜質(zhì)中，呈不規(guī)則的重膠結(jié)狀態(tài)。塊狀煤約占40%，具層狀結(jié)構(gòu)

14、，貝殼狀斷口，滑動(dòng)面非常發(fā)育，硬度2-3度，比重稍大。1.5礦井開拓方式廖王坪煤礦采用斜井開拓方式，工作面采用走向長(zhǎng)壁式開采, 一次采全高, 全部垮落法管理頂板。 2008年, 礦井的生產(chǎn)能力達(dá)到60kt/年，礦井服務(wù)年限大約為20年。 1.6礦井通風(fēng)方式及鄰近礦井瓦斯涌出廖王坪煤礦目前開采V煤和VI煤。礦井通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式，通風(fēng)方式為中央并列式，主井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。風(fēng)井安裝兩臺(tái)YBFe280S-6,45KW型軸流式風(fēng)機(jī),其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用， 風(fēng)量為1680m3/min，可通過(guò)操作控制電屏的反轉(zhuǎn)開關(guān)使電機(jī)反轉(zhuǎn)直接反風(fēng)，反風(fēng)效率在60%以上。2 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性根據(jù)國(guó)家煤礦安

15、全監(jiān)察局2011年頒布的煤礦安全規(guī)程第145條規(guī)定, 如果礦井絕對(duì)瓦斯涌出量超過(guò)40.0m3/min, 無(wú)論井型大小, 也不管煤層有無(wú)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性, 必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽放瓦斯系統(tǒng)。 煤礦安全規(guī)程, 礦井瓦斯抽放管理規(guī)范以及煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)條款規(guī)定: 當(dāng)一個(gè)回采工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min或一個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min, 采用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不可能或不合理時(shí)應(yīng)采用瓦斯抽放措施。廖王坪煤礦2014年來(lái)瓦斯等級(jí)鑒定情況表 表2-1鑒定時(shí)間相對(duì)瓦斯涌出量絕對(duì)瓦斯涌出量鑒定結(jié)果2014年12月36m3/t1m3/min突出礦井 根據(jù)湖南省煤

16、炭工業(yè)局關(guān)于2007年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定二氧化碳測(cè)定的批復(fù)（湘煤行【2008】14號(hào)），該礦井屬于煤與瓦斯突出礦井，瓦斯相對(duì)涌出量為36m3/t.，根據(jù)煤礦,安全規(guī)程、煤礦安全生產(chǎn)基本條件規(guī)定和郴州市等有關(guān)部門的相關(guān)規(guī)定，必須采取地面瓦斯抽放系統(tǒng)對(duì)礦井實(shí)行瓦斯抽放。本設(shè)計(jì)中廖王坪煤礦V、VI煤層歷年瓦斯鑒定結(jié)果均為突出礦井（原發(fā)生過(guò)煤與瓦斯突出）。 2.1廖王坪煤礦瓦斯治理現(xiàn)狀2.1.1礦井通風(fēng)及瓦斯管理情況礦井采用通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式，通風(fēng)方式為中央并列式，主井進(jìn)風(fēng)，風(fēng)井回風(fēng)。風(fēng)井安裝兩臺(tái)YBFe280S-6,45KW型軸流式風(fēng)機(jī),其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用， 風(fēng)量為1680m3/min，瓦斯?jié)?/p>

17、度為0.02%，二氧化碳濃度為0.04%。2.1.2工作面供風(fēng)及瓦斯情況2151工作面供風(fēng)及瓦斯情況主井-20m水平井底車場(chǎng)-20m水平運(yùn)輸大巷-20m水平南翼運(yùn)輸大巷2151工作面2151±0m水平回風(fēng)巷±0m水平南翼回風(fēng)石門總回風(fēng)巷。風(fēng)量為890m3/min，實(shí)際配風(fēng)量為1680m3/min，工作面上隅角瓦斯?jié)舛葹?.05%，工作面回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛葹?.03%。根據(jù)廖王坪煤礦2008-2014年瓦斯治理現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，廖王坪已總結(jié)了一套有效的瓦斯治理工作經(jīng)驗(yàn)，建設(shè)科學(xué)合理的通風(fēng)系統(tǒng)，利用開采保護(hù)層、區(qū)域性防突措施和局部預(yù)突措施相結(jié)合，已完全可以治理好廖王坪煤礦瓦斯問(wèn)題。根據(jù)

18、行業(yè)管理部門的相關(guān)要求，高瓦斯礦井必須建設(shè)地面高低負(fù)壓抽放設(shè)施，本設(shè)計(jì)不再進(jìn)行必要性和可行性分析。根據(jù)行業(yè)管理部門的要求，廖王坪煤礦2006年已經(jīng)在井上建立了一套永久抽放瓦斯泵站(兩臺(tái)44 m3/min抽放泵)為廖王坪煤礦回采工作面抽放瓦斯服務(wù)。本設(shè)計(jì)將現(xiàn)有抽放系統(tǒng)作為高壓抽放設(shè)施使用，只進(jìn)行低壓抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 2.2 礦井煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果表23至表2-5是V煤和VI煤煤層開采時(shí)，對(duì)應(yīng)于不同生產(chǎn)時(shí)期的回采工作面、掘進(jìn)工作面、采區(qū)及礦井瓦斯涌出量鑒定結(jié)果表21給出了回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)(或鑒定)結(jié)果。瓦斯含量是根據(jù)2151工作面的瓦斯涌出統(tǒng)計(jì)。由于現(xiàn)場(chǎng)的煤層瓦斯含量及瓦斯壓力的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

19、有限, 表2-3中的數(shù)據(jù)只作為設(shè)計(jì)參考。建議廖王坪煤礦在礦井開采中期及后期持續(xù)開展這方面的實(shí)測(cè)工作，以實(shí)測(cè)參數(shù)作為指導(dǎo)瓦斯抽放的依據(jù)。表23 回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)(或鑒定)結(jié)果 生產(chǎn)時(shí)期采區(qū)煤厚(m)瓦斯含量(m3/t)日產(chǎn)量(t/d)開采層瓦斯涌出量(m3/t)(m3/min)當(dāng)前時(shí)期V1.536.423036.421.2VI1.839.684239.682.3中期V1.236.423236.421.5VI2.139.684039.682.6后期V1.636.423536.421.6VI2.039.684539.683.2表24 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果 生產(chǎn) 時(shí)期 煤層煤厚(m)瓦

20、斯含量(m3/t)巷長(zhǎng)(m)掘進(jìn)速度(m/月)瓦斯涌出量(m3/min)煤壁落煤合計(jì)前期V1.636.4223230.220.370.59VI2.039.6816160.480.230.71中期V1.536.4244210.310.160.47VI1.839.6838220.490.320.81后期V1.836.4260200.260.180.44VI1.839.685618 0.380.530.91統(tǒng)計(jì)表明,自2008年至今， V煤工作面在回采期間瓦斯絕對(duì)涌出量為1.43m3/min，VI煤工作面在回采期間瓦斯絕對(duì)涌出量為2.7m3/min；V煤掘進(jìn)工作面掘進(jìn)期間的瓦斯絕對(duì)涌出量為0.5m3

21、/min，VI煤瓦斯絕對(duì)涌出量為0.36m3/min。2008-2014年，年礦井基本處于半停產(chǎn)狀態(tài)，礦井在V煤布置1個(gè)回采工作面和1個(gè)掘進(jìn)工作面，VI布置1個(gè)掘進(jìn)工作面。表25 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果 生產(chǎn)時(shí)期開采區(qū)域平均產(chǎn)量（t/d）瓦斯涌出量生產(chǎn)采區(qū)（m3/min）已采采區(qū)（m3/min）合計(jì)（m3/min）（m3/t）目前采掘工作面等302.421.043.4636.42中期采掘工作面等422.91.244.1436.42后期采掘工作面等457.23.110.2939.682.3瓦斯最大涌出來(lái)源與構(gòu)成如表2-5，在礦井生產(chǎn)后期，礦井在V煤和VI煤各布置一個(gè)炮采采煤工作面的情況下，全礦最

22、大瓦斯涌出量可達(dá)到 10.29m3/min。其中回采工作面最大涌出量為7.2 m3/min。具有抽采價(jià)值的VI、V煤回采工作面最大涌出量為4.5 m3/min。2.4 瓦斯抽放的必要性2.4.1 相關(guān)法規(guī)的要求按照煤礦安全規(guī)程、行業(yè)管理部門的有關(guān)規(guī)定及”先抽后采, 以風(fēng)定產(chǎn), 監(jiān)測(cè)監(jiān)控”的十二字方針，廖王坪煤礦必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽放瓦斯系統(tǒng)。廖王坪煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60Kt/年, 目前生產(chǎn)能力未達(dá)到60Kt/年.根據(jù)當(dāng)?shù)爻恢菔刑K仙區(qū)煤炭管理局要求，凡是確定為高瓦斯礦井，必須安裝瓦斯抽放系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)高低負(fù)壓兩套抽放系統(tǒng)抽放。2.4.2 采掘工作面瓦斯治理的需要煤礦安全規(guī)程、礦

23、井瓦斯抽放管理規(guī)范以及煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)條款規(guī)定:當(dāng)一個(gè)回采工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min或一個(gè)掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min，采用通風(fēng)方法解決瓦斯不可能或不合理時(shí)應(yīng)采用瓦斯抽放措施。然而, 后期V、VI煤回采工作面絕對(duì)瓦斯涌出量4.5m3/mi，不超過(guò)5m3/min。因此，本設(shè)計(jì)以下內(nèi)容不再對(duì)廖王坪煤礦的瓦斯涌出量是否符合抽放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行論述。只針對(duì)預(yù)計(jì)瓦斯涌出量及抽放量進(jìn)行設(shè)計(jì)。采掘工作面需要采取瓦斯抽放的必要性判斷標(biāo)準(zhǔn)是: 在給定的巷道通風(fēng)斷面條件下，采掘工作面設(shè)計(jì)通風(fēng)能力小于稀釋瓦斯所需的風(fēng)量,即式(21)成立時(shí), 抽放瓦斯才是必要的。 (21)式中: Q0 - 采掘

24、工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量, m3/s； 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K=1.5； C -煤礦安全規(guī)程允許的采掘工作面瓦斯?jié)舛龋?，取C=1.根據(jù)上式計(jì)算，全礦井所有采掘工作面均不需要進(jìn)行瓦斯抽放。2.5瓦斯抽放的可行性本煤層瓦斯抽放的可行性是指在自然透氣條件下進(jìn)行預(yù)抽的可能性。衡量本煤層瓦斯預(yù)抽可行性指標(biāo)有三個(gè)：煤層透氣性系數(shù)()，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（）和百米鉆孔瓦斯極限抽放量衰減系數(shù)(Qj)。按、和Qj判定本煤層瓦斯抽放可行性標(biāo)準(zhǔn)如表26示。表26 本煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表抽放難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（d-1）百米鉆孔瓦斯極限抽量Qj (m3

25、)煤層透氣系數(shù)（m2/MPa2·d）容易抽放<0.003>14400>10可以抽放0.0030.05144002880100.1較難抽放>0.05<2880<0.1目前，廖王坪煤礦已經(jīng)測(cè)定瓦斯壓力、瓦斯含量、分析基固定碳、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)和煤層透氣性系數(shù)。廖王坪煤礦煤層開采瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定結(jié)果如下：表2-7煤層瓦斯壓力（MPa）瓦斯含量(m3/t)分析基固定碳FCad(%)鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（d-1）煤層透氣系數(shù)（m2/MPa2·d）C90.575.83569.090.03680.109C130.656.82868.430.0288

26、0.194因此，廖王坪煤礦屬于可以抽放煤層(表2-7)。但根據(jù)廖王坪煤礦生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)瓦斯治理風(fēng)排已經(jīng)達(dá)到要求的實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)對(duì)本煤層抽放不予設(shè)計(jì)。2.6礦井瓦斯儲(chǔ)量與可抽量礦井瓦斯儲(chǔ)量是指在煤田開發(fā)過(guò)程中能夠向礦井排放瓦斯的煤層及圍巖所儲(chǔ)存的瓦斯量。 開采V煤與VI煤時(shí)，應(yīng)該納入礦井瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算有V煤與VI煤層和圍巖（含煤線）的瓦斯儲(chǔ)量，計(jì)算公式如下： （22） 式中: Wk 礦井瓦斯儲(chǔ)量，萬(wàn)m3； C 圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù) ，取C = 1.05； A V煤與VI煤工業(yè)儲(chǔ)量，萬(wàn)噸； X V煤與VI煤平均瓦斯含量，m3/t. 可抽量是指礦井瓦斯儲(chǔ)量中能被抽出的瓦斯量，由下式計(jì)算： （23）式中: Wk

27、c -礦井瓦斯可抽量，萬(wàn)m3； k -礦井瓦斯抽放率，取k = 30%。 表28 礦井瓦斯儲(chǔ)量及可抽取量計(jì)算結(jié)果儲(chǔ)量類別煤層煤炭工業(yè)儲(chǔ)量（萬(wàn)噸）平均瓦斯含量（m3/t）瓦斯儲(chǔ)量（萬(wàn)m3）可抽量（萬(wàn)m3）開采層V3536.421274.7382.41VI9239.6836501095.168圍巖合計(jì)12776.14924.71477.5783 礦井瓦斯抽放方案初步設(shè)計(jì)3.1 抽放方法選擇的原則選擇礦井瓦斯抽放方法應(yīng)根據(jù)礦井煤層賦存條件, 瓦斯基本參數(shù), 瓦斯來(lái)源, 巷道布置, 抽放瓦斯的目的及瓦斯利用等因素來(lái)確定, 并應(yīng)遵守以下原則:(1).抽放方法應(yīng)適合煤層賦存狀況, 巷道布置,地質(zhì)條件和開采

28、技術(shù)條件。(2). 應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯涌出來(lái)源及涌出量構(gòu)成分析, 有針對(duì)性地選擇抽放瓦斯方法, 以提高瓦斯抽放效果。(3). 在滿足瓦斯抽放的前提下, 應(yīng)盡可能地利用生產(chǎn)巷道, 以減少抽放工程量。(4). 選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放巷道的布置和維護(hù)。(5). 選擇的抽放方法應(yīng)有利于提高瓦斯抽放效果, 降低瓦斯抽放成本。(6). 瓦斯抽放應(yīng)有利于抽放系統(tǒng)管網(wǎng)的設(shè)計(jì)。3.2 抽放瓦斯方法選擇 廖王坪煤礦抽放瓦斯的目的是降低回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛?，在風(fēng)排回風(fēng)流瓦斯?jié)舛确厦旱V安全規(guī)程要求的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低其濃度數(shù)值。因此, 確定礦井抽放瓦斯的方法為工作面專用排瓦斯風(fēng)巷抽放方式。在V、VI煤煤層開采時(shí)，必須對(duì)所

29、有的回采工作面進(jìn)行對(duì)工作面作業(yè)頭面進(jìn)行瓦斯抽放。3.3 礦井瓦斯抽放量預(yù)計(jì)當(dāng)?shù)V井實(shí)施工作面抽放措施時(shí)，預(yù)計(jì)礦井最大瓦斯抽放總量可以達(dá)到3.1m3/min.按年抽放365天、日抽放24小時(shí)計(jì)算，礦井年最大年瓦斯抽放量可以達(dá)到162.41萬(wàn)m3。3.4 抽放服務(wù)年限由于礦井瓦斯抽放方式為工作面尾巷抽放、邊采邊抽，瓦斯抽放服務(wù)年限與礦井生產(chǎn)服務(wù)年限相同.3.5 抽放參數(shù)的確定根據(jù)目前礦井的具體情況和所選用的抽放瓦斯方法, 設(shè)計(jì)礦井的瓦斯抽放濃度為10%。3.6 瓦斯抽放參數(shù)監(jiān)測(cè)采用孔板或便攜式數(shù)字鉆孔瓦斯參數(shù)監(jiān)測(cè)儀尾巷抽放管進(jìn)行監(jiān)測(cè)很有必要。除此之外, 在抽放巷道口設(shè)瓦斯抽放監(jiān)測(cè)傳感器, 對(duì)抽放管道

30、的負(fù)壓, 瓦斯?jié)舛? 瓦斯流量, 溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 井下抽放支管和地面主管都應(yīng)裝備管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 并將其盡可能地將管道監(jiān)測(cè)系統(tǒng)掛靠入礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。4 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計(jì)算及設(shè)備選型4.1 礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)參數(shù)根據(jù)煤礦提供的地質(zhì)資料和礦井設(shè)計(jì)資料,廖王坪煤礦的設(shè)計(jì)瓦斯抽放量按一臺(tái)抽放泵服務(wù)V、VI煤回采工作面, 純瓦斯抽放量取3.1m3/min. 瓦斯抽放濃度按10%計(jì)算。4.2 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計(jì)算4.2.1 瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng)在選擇瓦斯抽放管路系統(tǒng)時(shí), 主要根據(jù)抽放泵站位置, 開拓巷道布置, 管路安裝條件等進(jìn)行確定。 抽放管路應(yīng)盡量選擇敷設(shè)在巷道曲線段少和距離短的線路中,

31、 盡可能避開運(yùn)輸繁忙巷道, 同時(shí)還要考慮供電, 供水, 運(yùn)輸方便。根據(jù)礦井采掘工作面的具體位置及開拓布置, 確定將地面永久瓦斯抽放站布置在主井廣場(chǎng)東北約100米處，附近無(wú)地質(zhì)災(zāi)害和洪水影響的地點(diǎn)。 要求瓦斯抽放泵站房50m范圍內(nèi)無(wú)主要建筑及民房, 在泵房周圍20m設(shè)立圍墻或柵欄, 并嚴(yán)禁明火。根據(jù)廖王坪煤礦的井下開拓巷道和地表設(shè)施的具體情況,考慮以下井下管道布置最長(zhǎng)路線：-20m水平2151工作面 à ±0m水平2151回風(fēng)巷 à 總回風(fēng)上山 à 抽放泵房 à 放空管;4.2.2 瓦斯抽放管管徑計(jì)算及管材選擇瓦斯抽放管管徑按下式計(jì)算： （35）

32、式中 D-瓦斯抽放管內(nèi)徑，m； Q-抽放管內(nèi)混合瓦斯流量，m3/min； V-抽放管內(nèi)瓦斯平均流速，經(jīng)濟(jì)流速V5-15m/s, 取V=7 m/s.約定：· 因只對(duì)運(yùn)輸巷進(jìn)行抽放、采面，采區(qū)、回風(fēng)井及地面瓦斯抽放管選統(tǒng)一管徑；根據(jù)各瓦斯抽放管內(nèi)預(yù)計(jì)的瓦斯流量，按式（35）計(jì)算選擇的瓦斯抽放管管徑如表32示。 瓦斯抽放管選用無(wú)縫鋼管。表32 瓦斯抽放管管徑計(jì)算選擇結(jié)果抽放管類別純瓦斯抽放量（m3/min）瓦斯?jié)舛龋?）混合瓦斯抽放量（m3/min）計(jì)算管內(nèi)徑（m）選擇管徑（mm）干管3.115210.252275抽放管材均選擇無(wú)縫鋼管, 經(jīng)過(guò)計(jì)算得出主管直徑D = 0.252m,選擇直徑

33、為275mm的無(wú)縫鋼管, 壁厚可選擇9mm或10mm。4.2.3 管網(wǎng)阻力計(jì)算. 摩擦阻力（Hm）計(jì)算 (36)式中: Hm 管路摩擦阻力，Pa；L 負(fù)壓段管路長(zhǎng)度，m；Q 抽放管內(nèi)混合瓦斯流量，m3/h； 混合瓦斯對(duì)空氣的密度比；K 與管徑有關(guān)的系數(shù)；D 抽放管內(nèi)徑，cm.為了保證選用的瓦斯抽放泵能滿足抽放系統(tǒng)最困難時(shí)期所需抽放負(fù)壓，應(yīng)根據(jù)礦井各生產(chǎn)時(shí)期瓦斯抽放系統(tǒng)中管路最長(zhǎng)、流量最大、阻力最高的抽放管線來(lái)計(jì)算礦井抽放系統(tǒng)總阻力。由于礦井的服務(wù)年限較長(zhǎng)，且中后期開采的采區(qū)煤層瓦斯含量高，考慮到瓦斯抽放泵的有效使用年限僅為15年左右，故計(jì)算礦井生產(chǎn)時(shí)期的瓦斯抽放系統(tǒng)最大阻力。 根據(jù)礦井前期采掘

34、接替安排，確定的瓦斯抽放系統(tǒng)最困難管線如下：地面抽放泵站干管(長(zhǎng)度為200米)à一回風(fēng)井干管(長(zhǎng)度為480米)à采區(qū)抽放干管(長(zhǎng)度為225m)à工作面抽放支管(長(zhǎng)度為240m)。最困難抽放管線阻力計(jì)算結(jié)果如表33示。 表33 瓦斯抽放系統(tǒng)最困難管網(wǎng)阻力計(jì)算結(jié)果 抽放管類 別Q（m3/min）L（m）KD（cm）Hm（Pa）干管211.127950.7127.54288.08合計(jì).局部阻力（Hj）計(jì)算管路局部阻力損失按直管阻力損失的15%計(jì)算，則抽放管路系統(tǒng)的局部阻力損失為:Hj =0.15 Hm = 0.15 x4288.08 = 643.21Pa.(3). 總阻

35、力（H）計(jì)算H = Hm + Hj= 4288.08 + 643.21 =4931.29Pa4.2.4 瓦斯抽放管路敷設(shè)1). 瓦斯抽放管路敷設(shè)的一般要求由于煤礦井下的環(huán)境條件比較惡劣, 巷道變形較大高低不平, 坡度大小不一, 空氣潮濕管路易生銹, 為此對(duì)煤礦井下瓦斯抽放管路的敷設(shè)有如下要求:(1). 瓦斯抽放管路應(yīng)采取防腐, 防銹蝕措施;(2). 在傾斜巷道中, 應(yīng)用卡子把瓦斯抽放管道固定在巷道支架上, 以免下滑;(3). 瓦斯抽放管路敷設(shè)要求平直, 盡量避免急彎;(4). 瓦斯抽放管路敷設(shè)時(shí)要考慮流水坡度, 要求坡度盡量一致, 避免由于高低起伏引起的局部積水. 在低洼處需要安裝放水器;(5

36、). 新敷設(shè)的管路要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。地面敷設(shè)的管道除了滿足井下管路的有關(guān)要求外, 還需要符合以下要求:(1). 在冬季寒冷地區(qū)應(yīng)采取防凍措施;(2). 瓦斯抽放管路不宜沿車輛來(lái)往繁忙的主要交通干線敷設(shè);(3). 瓦斯抽放管路不允許與自來(lái)水管, 暖氣管, 下水道管, 動(dòng)力電纜, 照明電纜和電話線纜等敷設(shè)于一個(gè)地溝內(nèi);(4). 在空曠的地帶敷設(shè)瓦斯抽放管路時(shí), 應(yīng)考慮未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃和建筑物的布置情況;(5). 瓦斯抽放主管路距建筑物的距離大于5m, 距動(dòng)力電纜大于1m, 距水管和排水溝大于5m, 距鐵路大于4m, 距木電線桿大于2m;(6). 瓦斯抽放管路與其他建筑物相交時(shí), 其垂直距離大于0.1

37、5m, 與動(dòng)力電纜, 照明電纜和電話線大于0.5m, 且距相交建筑物2m范圍內(nèi), 管路不準(zhǔn)有接頭。2). 管路安裝井下瓦斯抽放管路采用吊掛或打支撐墩沿巷道底板敷設(shè)。掘進(jìn)工作面瓦斯抽放管路可采用巷道側(cè)邦吊掛安全方式。 地面瓦斯管路安裝采用沿地表架空敷設(shè)方式, 架空高度0.5m. 每隔5-6m設(shè)置一個(gè)支撐架(支撐墩), 必要時(shí)在支撐墩上設(shè)半圓形管卡固定管路, 以防滑落。3). 管道防腐防銹所有金屬管道外表均要進(jìn)行防銹處理,即在管道外表先涂刷兩層樟丹, 在刷一層調(diào)和漆。4.2.5瓦斯抽放管道的附屬裝置為了掌握各抽放地點(diǎn)的瓦斯涌出量, 瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r, 便于調(diào)節(jié)管路系統(tǒng)內(nèi)的負(fù)壓和流量, 在管路上應(yīng)

38、安裝閥門, 流量計(jì)和放水器等附件。除此之外, 在瓦斯泵房和地面管路上還須安設(shè)有防爆, 防回火裝置及放空管等。1). 閥門瓦斯抽放管路和鉆場(chǎng)連接管上均應(yīng)安裝閥門, 主要用來(lái)調(diào)節(jié)和控制各抽放點(diǎn)的抽放量, 抽放濃度和抽放負(fù)壓等。2). 放水器在抽放管路系統(tǒng)最低點(diǎn)安裝人工或自動(dòng)放水器, 及時(shí)放空抽放管路中的積水, 提高系統(tǒng)的抽放效率。 在排氣端低凹處安裝正壓放水器。為減少瓦斯抽放成本, 建議采用人工放水器(如圖4-1, 圖4-2)。 也可以使用負(fù)壓自動(dòng)放水器。1 鋼管; 2 閘閥DN25.圖4-1 人工負(fù)壓放水器(也可以作正壓放水器用)圖4-2 高負(fù)壓人工放水器安裝示意圖(a) 臥式, (b) 立式.

39、1 瓦斯管路; 2 放水器閥門; 3 空器入口閥門; 4 放水閥門; 5 放水器; 6- 法蘭盤.抽出的瓦斯排放至地面, 還必須安裝防爆, 防回火裝置, 放空管, 避雷線等。 3). 計(jì)量裝置及抽放參數(shù)測(cè)定在井下與主管道匯合的各抽放支管處各安裝一套WYS型管道氣體參數(shù)監(jiān)測(cè)儀, 計(jì)量各支管的瓦斯流量。 在抽放系統(tǒng)的主管道和各支管上安裝一套WYS型管道氣體參數(shù)監(jiān)測(cè)儀,計(jì)量整個(gè)抽放系統(tǒng)的瓦斯抽放量。 應(yīng)用便攜式孔板流量計(jì)測(cè)定單孔瓦斯流量。 也可以使用板流量計(jì)來(lái)測(cè)定管道中氣體的流量。 在使用孔板流量計(jì)時(shí)要注意孔板與瓦斯管道的同心度, 不能裝偏。 在鉆場(chǎng)內(nèi)使用孔板流量計(jì)時(shí), 應(yīng)保證孔板前后各1m段平直,

40、 不要有閥門和變徑管。 在抽放瓦斯管末端安裝孔板流量計(jì)時(shí), 應(yīng)保證孔板前后各5m段平直, 不要有閥門和變徑管。測(cè)定孔板兩端的壓差可采用傾斜水柱計(jì), 測(cè)定抽放管路中的抽放負(fù)壓可采用水銀計(jì), 抽放管路中的瓦斯?jié)舛瓤刹捎秘?fù)壓吸氣筒和高濃度瓦斯檢定器。4.3 瓦斯抽放泵選型計(jì)算瓦斯抽放泵的選型原則有二個(gè)：泵的流量應(yīng)滿足抽放系統(tǒng)服務(wù)期限可能達(dá)到的最大瓦斯抽放量；泵的壓力能克服最困難路線的管網(wǎng)阻力，使抽放鉆孔達(dá)到足夠的負(fù)壓，并滿足抽放泵出口正壓需求。4.3.1 瓦斯抽放泵流量計(jì)算方法 (36)式中:Q 瓦斯抽放泵所需額定流量，m3/min；Q z 礦井抽放系統(tǒng)最大瓦斯抽放純量，m3/min；X 礦井抽放瓦

41、斯?jié)舛龋?；K 備用系數(shù)，K=1.20； 抽放泵機(jī)械效率，=0.80.本抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)抽放量為3.1 m3/min。 則瓦斯抽放泵所需額定流量計(jì)算如下:Q = 100 x3.1x 1.2/(15 x 0.80) = 31 m3/min4.3.2 瓦斯泵壓力計(jì)算方法 瓦斯泵壓力, 必須能克服抽放管網(wǎng)系統(tǒng)總阻力損失和保證鉆孔有足夠的負(fù)壓, 以及能滿足泵出口正壓之需求. 瓦斯泵壓力按下式計(jì)算: （37）式中: H 瓦斯抽放泵所需壓力，Pa； K 壓力備用系數(shù)，K=1.20；Hzk 抽放鉆孔所需負(fù)壓，Pa，取=14000Pa，本設(shè)計(jì)從大考慮； Hrm 井下管網(wǎng)的最大摩擦阻力，Pa； Hrj 井下管網(wǎng)的最

42、大局部阻力，Pa；Hc 瓦斯泵出口正壓，Pa，考慮今后瓦斯抽放利用的需要，取=15000Pa。4.3.3 瓦斯抽放泵選型計(jì)算表34 瓦斯泵流量、壓力計(jì)算結(jié)果Qz（m3/min）X(%)Hzk(Pa)Hrm(Pa)Hrj(Pa)Hc(Pa)Q（m3/min）H（Pa）11.5830140003526.95529.041500038.6039667.193.115140004288.08643.21150003140717.55H = (14000 + 4288.08 + 643.21 + 15000) x 1.2 = 40717.55 Pa根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料, 地面抽放站的壓力為81000Pa,

43、泵的入口絕對(duì)壓力為:81000 39667.19 =40282.45Pa, 實(shí)際取泵的入口壓力為40KPa。 4.3.4 瓦斯抽放泵選型根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果, 查國(guó)內(nèi)有關(guān)廠家的真空泵曲線, 即可確定瓦斯抽放泵的型號(hào)。由于目前我國(guó)的真空泵曲線都是按工況狀態(tài)下的流量繪制的, 所以還需要按下列公式把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的瓦斯流量換算成工況狀態(tài)下的流量。Q泵工 = Q泵 (3-8)式中:Q泵工 工況狀態(tài)下的瓦斯泵流量, m3/min;Q泵 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的瓦斯流量, m3/min;P0 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力(P0=101325Pa), Pa;P 瓦斯泵入口絕對(duì)壓力, Pa;T - 瓦斯泵入口瓦斯的絕對(duì)溫度(T=273+t),

44、K;T0 按瓦斯抽放行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下絕對(duì)溫度(T0=273+20), K;t - 瓦斯泵入口瓦斯的溫度, ºC。取瓦斯泵入口溫度t = 20ºC, 則:Q泵工 = 31 x = 78.53 m3/min根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果, 通過(guò)淄博, 武漢, 新鄉(xiāng), 佛山等國(guó)內(nèi)真空泵生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的市場(chǎng)調(diào)查, 建議選用2臺(tái)博山真空設(shè)備實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的2BE3-355型水環(huán)真空泵質(zhì)量最好, 而且節(jié)能。泵的轉(zhuǎn)速為472r/min, 電機(jī)功耗為110KW, 電壓380/660v。5 瓦斯抽放泵站布置5.1 瓦斯抽放泵根據(jù)礦井采掘的具體位置及開拓布置, 確定將抽放泵站設(shè)在礦井主井工業(yè)廣場(chǎng)東北

45、向100米處，且無(wú)地質(zhì),洪水等災(zāi)害影響, 地勢(shì)平坦的地點(diǎn)，與原礦井瓦斯抽放泵房并列布置。抽放泵站由瓦斯泵房, 配電值班室組成。 瓦斯泵房長(zhǎng)8.0m, 寬6.0m, 高3.5m. 值班室3 x 3 x 3.5m, 3 x 3 x 3.5m。瓦斯抽放泵房圍墻或柵欄的圈定范圍應(yīng)當(dāng)保障泵房周圍50m范圍內(nèi)無(wú)居民, 20m內(nèi)無(wú)明火, 不得有易燃, 易爆物品, 并配備至少4只干粉滅火器和大于0.5m3的黃砂. 在泵站周圍設(shè)有防火栓。 抽放泵站是具有爆炸危險(xiǎn)的甲類廠房, 設(shè)計(jì)門窗作為泄壓面積, 泄壓與廠房體積比應(yīng)在0.05-1.22之間, 瓦斯抽放泵房采用不燃性材料構(gòu)成. 其土建工程設(shè)計(jì)和施工由廖王坪煤礦自

46、行完成。地面抽放泵站主要建筑為泵房，抽放泵房?jī)?nèi)設(shè)有配電裝置, 瓦斯泵、分水器、管路、閥門等設(shè)備。在泵房附近進(jìn)出口處設(shè)有放水器、防爆防火裝置(圖5-1)、放空管、壓力測(cè)定、流量測(cè)定裝置、采樣孔、閥門等附屬裝置。圖5-1 水封式防爆, 防回火裝置1 - 入口瓦斯管; 2 - 出口瓦斯管; 3 - 水封罐; 4 - 橡膠蓋(膠皮板);5 - 注水管口; 6 水位計(jì); 7 支承柱; 8 放水管。瓦斯抽放泵房?jī)?nèi)的所有設(shè)備和儀表均選用防爆型。 圖5-2地面瓦斯抽放泵站布置示意圖。5.2瓦斯抽放泵站供電瓦斯抽放泵站供電參照主要通風(fēng)機(jī)的供電管理, 要求”三?！? 即專用變壓器, 專用線路和專業(yè)開關(guān)。 根據(jù)礦井

47、的實(shí)際情況, 采用380V或660V供電安排。 瓦斯抽放泵站的設(shè)備總?cè)萘繛?20KW, 工作容量為120KW。根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范GB-5012-94, 瓦斯抽放站的電力負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷, 必須保證有兩個(gè)電源供電。 36圖52 瓦斯抽放泵站管統(tǒng)及附屬設(shè)施布置示意圖5.3 瓦斯抽放泵給排水(1). 給水瓦斯抽放泵的供水采用地面清潔水(PH值6-8)。 在不建水循環(huán)系統(tǒng)時(shí), 為節(jié)省水耗, 要求供水壓力大于600mbar, 供水量大于12m3/h。 如果建水循環(huán)系統(tǒng), 最好安裝一套除垢裝置, 要求供水壓力大于200mbar即可。 (2). 排水水環(huán)式真空泵排出的水收集后排入礦井蓄水池。5.4 防雷

48、設(shè)施在瓦斯抽放泵站房頂上設(shè)置避雷針, 并接地。見(jiàn)附圖2。根據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范(2000), 設(shè)避雷線保護(hù)瓦斯排放管, 在瓦斯抽放站房頂設(shè)置避雷帶防感應(yīng)雷。 在變電所設(shè)工作接地, 接地電阻<4; 在瓦斯抽放站分別設(shè)防雷接地。 接地電阻均<10 。設(shè)計(jì)放空管的高度為7m, 在距放空管5m之內(nèi)設(shè)一高度為14m的避雷針。見(jiàn)附圖1。由于廖王坪煤礦處于山區(qū), 有時(shí)雷害比較嚴(yán)重, 應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):1). 放空管應(yīng)高于房脊4m以上, 放空管與避雷針距離小于5m;2). 泵房房頂應(yīng)安放雷網(wǎng);3). 避雷針接地電阻不得大于4, 達(dá)不到要求的要增加接地極;4). 瓦斯抽放泵房?jī)?nèi)所有設(shè)備的金屬外殼都應(yīng)

49、接地, 金屬走線架, 水管等金屬物必須接地;5). 為防止井下瓦斯抽放管路帶電, 瓦斯抽放管也需接地;6). 瓦斯抽放泵供電采用四芯電纜, 其中一芯接地;應(yīng)由具有防雷專業(yè)資質(zhì)的相關(guān)部門或設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì), 安裝。5.5 瓦斯抽放泵站照明在瓦斯抽放泵站內(nèi)和值班室內(nèi)的照明燈具選用隔爆型。5.6 瓦斯抽放泵站通訊在瓦斯抽放泵站應(yīng)設(shè)置有到礦調(diào)度室的防爆型電話分機(jī)。5.7 抽放系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)為保證瓦斯抽放系統(tǒng)的安全運(yùn)行和礦井的安全生產(chǎn), 瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須具備完善的安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 對(duì)泵站的環(huán)境瓦斯?jié)舛? 真空泵供水, 抽放瓦斯?jié)舛? 抽放量, 負(fù)壓, 溫度, 排放口的正壓, 瓦斯?jié)舛鹊葏?shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。5

50、.8 泵房采暖, 通風(fēng)廖王坪礦區(qū)冬天最低氣溫可以達(dá)到-0ºC以下, 應(yīng)該在泵房和值班室安裝采暖和通風(fēng)系統(tǒng)。6. 瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝6.1瓦斯抽放系統(tǒng)安裝的基本要求瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝, 調(diào)試和運(yùn)行等必須遵守煤礦安全規(guī)程和礦井瓦斯抽放管理規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。瓦斯抽放系統(tǒng)安裝所使用的材料必須為煤礦井下所允許使用的產(chǎn)品, 并具備煤礦安全產(chǎn)品標(biāo)志準(zhǔn)用證。6.2 瓦斯抽放泵的安裝瓦斯抽放泵應(yīng)安裝在專門的瓦斯抽放泵房?jī)?nèi), 泵房?jī)?nèi)必須有足夠的照明, 消防等設(shè)施, 嚴(yán)禁堆放易燃物品, 嚴(yán)禁無(wú)關(guān)人員進(jìn)入瓦斯抽放泵房?jī)?nèi)。6.3 瓦斯抽放, 排放管路及附屬設(shè)施安裝瓦斯抽放, 排放主管路采用無(wú)縫鋼管, 法蘭連接,

51、 安裝時(shí)采用錨桿吊掛在巷道頂部, 也可以采用其他支撐方式安裝在巷道壁上, 但不能影響車輛和行人. 管路應(yīng)盡量避免與電纜安裝在同一巷邦上, 管路全程嚴(yán)禁與帶電物體接觸, 并在管路上安設(shè)可靠的接地措施。抽放主管路每隔200-400m安裝一調(diào)節(jié)閘閥, 在管路的低洼處安裝人工或自動(dòng)負(fù)壓放水器, 定期放水。 抽放支管安裝閥門, 流量計(jì)和放水器等。瓦斯抽放用所有金屬部件均須防腐處理, 管路安裝完畢要進(jìn)行密閉性試驗(yàn), 并進(jìn)行吹掃處理, 以免管路漏氣和內(nèi)存雜物。 封閉性能實(shí)驗(yàn)使用水試壓, 壓力為0.2MPa, 一小時(shí)內(nèi)壓降不超過(guò)10%.試壓后, 管路涂紅色漆。7 環(huán)境保護(hù)7.1 抽放瓦斯工程對(duì)環(huán)境的影響礦井瓦

52、斯的主要成份為CH4和N2, 不含硫化物和其他有毒物質(zhì), 是一種潔凈的優(yōu)質(zhì)能源。 當(dāng)其與水體接觸時(shí), 不會(huì)產(chǎn)生新的污染。瓦斯是氣體燃料, 不含灰份, 也沒(méi)有硫化物, 燃燒后不產(chǎn)生粉塵。 與燃煤相比, 可減少SO2排放量, 飛灰, 爐灰運(yùn)輸量, 提高礦區(qū)大氣的潔凈度。 因此, 抽放瓦斯并加以利用, 對(duì)保護(hù)環(huán)境是十分有利的。 如果把抽出的瓦斯直接排入大氣, 則對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生溫室效應(yīng)。 所以有條件時(shí)盡量對(duì)抽出的瓦斯加以利用。抽放工程對(duì)環(huán)境的影響主要是水環(huán)式真空泵和電機(jī)產(chǎn)生的噪聲。 真空泵采用循環(huán)供水, 可減少對(duì)環(huán)境的影響。7.2 污染防治措施噪聲治理主要考慮聲源控制, 具體措施如下:值班室與瓦斯泵房

53、隔開, 內(nèi)墻表面采用吸聲設(shè)計(jì), 以保證值班室內(nèi)噪聲低于規(guī)定要求值, 減少噪音對(duì)值班人員的危害。循環(huán)泵采用可曲撓橡膠接頭防噪。7.3 抽放站綠化綠化在防治污染, 保護(hù)和改善環(huán)境方面起著特殊重要的作用。 它具有較好的調(diào)溫, 調(diào)濕, 吸灰, 吸塵, 改善小氣候, 凈化空氣, 減弱噪聲等功能。 在泵站周圍種植速生, 高大, 樹冠豐滿的樹種, 設(shè)置綠化帶, 降低噪音和凈化空氣。8 瓦斯抽放組織管理及主要安全技術(shù)措施瓦斯抽放制度定為三班制抽放。 為了安全地進(jìn)行瓦斯抽放工作和提高瓦斯抽放效果, 按照煤礦安全規(guī)程和礦井瓦斯抽放管理規(guī)范的有關(guān)規(guī)定, 在安全和組織管理方面準(zhǔn)備以下措施。8.1 組織管理(1). 建立抽放瓦斯的專門機(jī)構(gòu), 配備專業(yè)施工隊(duì)伍, 負(fù)責(zé)瓦斯抽放工程的施工和日常管理工作. 所有人員必須經(jīng)過(guò)培訓(xùn)合格后方能上崗;(2). 應(yīng)對(duì)瓦斯抽放泵房?jī)?nèi)的設(shè)備和管路系統(tǒng)進(jìn)行日常檢查, 建立定期檢查維修制度;(3). 在瓦斯抽放區(qū)主管和分支管路上安裝瓦斯流量,濃度,負(fù)壓等檢測(cè)裝置,同時(shí)還配備專人定期巡回檢測(cè), 進(jìn)行放水和管路維護(hù), 處理管路積水和漏氣, 以保證管