通風課程設(shè)計---煤礦工作面瓦斯抽放設(shè)計

1、<p>　　xx大平礦16071工作面瓦斯抽放設(shè)計</p><p>　　摘要: xx大平煤礦為年產(chǎn)0.9Mt/a, 16071工作面為高產(chǎn)高效工作面，采用炮采放頂煤開采，雖然該工作面的煤層瓦斯含量并不高，但是由于其落煤強度大，工作面的絕對瓦斯涌出量也較大，其絕對瓦斯涌出量的最小值為1.214 m³/min，最大值為24.98 m³/min，平均值為12.29 m³/min.

2、根據(jù)16采區(qū)16071工作面瓦斯涌出量預測結(jié)果16071工作面的瓦斯涌出量是較大的。</p><p>　　本文對16071工作面的瓦斯儲量及工作面的瓦斯涌出量進行計算，并對16071回采工作面瓦斯涌出來源進行了預測，要對該工作面進行瓦斯抽放。并對瓦斯抽放可行性進行分析。根據(jù)瓦斯涌出量預測結(jié)果，瓦斯涌出量滿足《煤礦安全規(guī)程》建立瓦斯抽放系統(tǒng)的要求。</p><p>　　根據(jù)對瓦斯涌出量、抽放

3、量及抽放系統(tǒng)服務(wù)年限來看，已具備建立抽放系統(tǒng)是可行的。并對抽放系統(tǒng)的管路布置及抽放設(shè)備進行選型，最后提出安全管理及技術(shù)措施。</p><p>　　關(guān)鍵詞：瓦斯涌出量, 瓦斯通風 瓦斯抽放 瓦斯儲量 抽放率</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p>

4、<p><b>　　1引言1</b></p><p><b>　　2 礦井概況1</b></p><p>　　2.1井田概況1</p><p>　　2.1.1礦井位置1</p><p><b>　　2.1.2范圍1</b></p><

5、p><b>　　2.1.3交通1</b></p><p>　　2.2煤層開采技術(shù)條件3</p><p><b>　　2.2.1瓦斯3</b></p><p>　　2.2.2水文地質(zhì)類型3</p><p>　　2.3礦井開拓、開采概況3</p><p>　　2.

6、3.1設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限3</p><p>　　2.3.1.1井口位置及礦井開拓方式3</p><p>　　2.3.1.2采區(qū)布置及裝備3</p><p>　　2.4礦井通風及瓦斯概況4</p><p>　　2.4.1礦井通風概況4</p><p>　　2.4.2礦井瓦斯4</p><

7、;p>　　3 16071工作面瓦斯儲量及涌出量預測6</p><p>　　3.1 16采區(qū)及16071工作面的瓦斯儲量6</p><p>　　3.2瓦斯涌出量預測7</p><p>　　3.2.1 回采工作面瓦斯涌出量預算7</p><p>　　3.2.2生產(chǎn)采區(qū) (16采區(qū)) 瓦斯涌出量預測9</p><

8、p>　　3.2.3瓦斯涌出量預測結(jié)果分析10</p><p>　　4 礦井瓦斯抽放的必要性和可行性12</p><p>　　4.1瓦斯抽放的必要性12</p><p>　　4.2瓦斯抽放的可行性13</p><p>　　5 瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備選型14</p><p>　　5.1抽放瓦斯方法14&l

9、t;/p><p>　　5.1.1抽放范圍14</p><p>　　5.1.2抽放瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)14</p><p>　　5.1.3瓦斯儲量及抽放系統(tǒng)服務(wù)年限14</p><p>　　5.1.4抽放瓦斯的穩(wěn)定性預測15</p><p>　　5.1.5抽放瓦斯方法及鉆場布置15</p><p>

10、　　5.2抽放系統(tǒng)設(shè)備18</p><p>　　5.2 .1瓦斯抽放管路布置及選擇18</p><p>　　5.2. 2抽放管路阻力計算及設(shè)備選型 ...............................................19</p><p>　　5.2. 3 抽放瓦斯管路布置 ................................

11、..................................21</p><p>　　5.3抽放瓦斯系統(tǒng)的建立21</p><p>　　5.3.1 瓦斯抽放管路系統(tǒng)22</p><p>　　5.3.2 抽放泵選型24</p><p>　　5.3.3 16采區(qū)移動抽放瓦斯泵站的位置及硐室尺寸27</p><

12、p>　　5.3.4 管路安裝27</p><p>　　5.3.5管路防腐、防銹27</p><p>　　5.3.6 井下移動抽放瓦斯泵站主要附屬設(shè)施30</p><p>　　5.3.7 抽放瓦斯系統(tǒng)安全措施30</p><p>　　6組織管理及安全技術(shù)措施31</p><p>　　6.1工作面瓦斯綜合治

13、理技術(shù)方案31</p><p>　　6.1.1 問題的提出31</p><p>　　6.1.2 工作面瓦斯來源構(gòu)成31</p><p>　　6.1.3瓦斯綜合治理技術(shù)方案的制定原則33</p><p>　　6.1.4 16071工作面瓦斯綜合治理技術(shù)方案33</p><p>　　6.1.5瓦斯綜合治理技術(shù)方案

14、比較38</p><p>　　6.1.6 抽放瓦斯量預計42</p><p>　　6.2 安全監(jiān)測及安全措施41</p><p>　　6.2.1安全監(jiān)測與計量41</p><p>　　6.2.2 安全措施42</p><p><b>　　致 謝44</b></p>&l

15、t;p><b>　　參考文獻45</b></p><p><b>　　1引言</b></p><p>　　安全工程畢業(yè)設(shè)計是安全工程專業(yè)全部教學進程中的最后一個環(huán)節(jié)，同時也是對學生成績的最終考核，其目的是使學生在安全工程總體上深入認識礦井各個生產(chǎn)系統(tǒng)和各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的相互聯(lián)系和制約關(guān)系，培養(yǎng)學生綜合運用各門學科的理論知識，分析和解決安全

16、工程技術(shù)問題的能力；培養(yǎng)和鍛煉學生獨立地、創(chuàng)造性地進行工作的能力；培養(yǎng)學生搜集、整理、運用科技資料和生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗的能力；進一步訓練了撰寫技術(shù)文件和解決實際問題的能力。這些，對于我以后的工作和學習都是非常有益的。</p><p>　　本次設(shè)計的參照礦井是xx大平煤礦，設(shè)計之前，我在該礦進行了為期20天的畢業(yè)實習，通過地面參觀、聽總工及各科室負責人作報告、參加科室實習及井下生產(chǎn)實習，對礦井的情況有了一個較全面和深刻的

17、認識。本次設(shè)計就是在大平煤礦實際地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)收集到的礦井生產(chǎn)圖紙和數(shù)據(jù)，按照指導老師的要求作了一些改動后，對礦井做的初步設(shè)計。其主要內(nèi)容包括：礦區(qū)概況及井田地質(zhì)特征、礦井儲量年產(chǎn)量及服務(wù)年限、井田開拓、瓦斯抽放、礦井通風與安全技術(shù)等方面。本設(shè)計以《畢業(yè)設(shè)計論文大綱》為依據(jù)，按照《安全規(guī)程》的要求。由于本人知識水平和知識范圍的限制，設(shè)計中難免有不當和錯誤之處，懇請審閱老師批評糾正。 </p><p>&l

18、t;b>　　2 礦井概況</b></p><p><b>　　井田概況</b></p><p><b>　　2.1.1礦井位置</b></p><p>　　xx大平煤礦位于登封市東部約22km，行政隸屬登封市大冶鎮(zhèn)管轄。</p><p><b>　　2.1.2范圍<

19、/b></p><p>　　礦區(qū)地理坐標為東經(jīng)113°11′45″～130°14′04″,北緯34°26′34″～34°27′45″。核查區(qū)范圍以河南省國土資源廳下發(fā)的xx采礦許可證確定的礦區(qū)范圍為準，由25個拐點坐標圈定。</p><p><b>　　2.1.3交通</b></p><p>　　本

20、區(qū)西距登封市約30km，東北距新密市約18km。登封～大冶～新密公路從區(qū)北通過，新鄭～伊川伊水寨鐵路從區(qū)外東南部通過，礦區(qū)距</p><p>　　圖1-1xx大平煤礦交通位置圖</p><p>　　大 冶車站約2km，新鄭～登封地方小鐵路從本區(qū)南部邊界通過，交通便利，見圖1-1。</p><p>　　2.2煤層開采技術(shù)條件</p><p>&

21、lt;b>　　2.2.1瓦斯</b></p><p>　　根據(jù)鄭州市煤炭工業(yè)局批復：xx大平煤礦2004年度礦井絕對瓦斯涌出量4.03m3/min，相對瓦斯涌出量19.34m3/t，批復為高瓦斯礦井。</p><p>　　2.2.2水文地質(zhì)類型</p><p>　　本礦井水文地質(zhì)類型為：以裂隙水為主的充水礦井水文地質(zhì)類型。按水文地質(zhì)條件復雜程度分級

22、為煤層應為簡單級。</p><p><b>　　2.2.3儲量</b></p><p>　　該礦目前開采二1煤層，二1煤層井田面積2.80657km2，煤層工業(yè)儲量44670kt，現(xiàn)二1煤層保有可采儲量2500kt。</p><p>　　2.3礦井開拓、開采概況</p><p>　　2.3.1設(shè)計生產(chǎn)能力及服務(wù)年限<

23、;/p><p>　　礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬t/a，二1煤層剩余服務(wù)年限約3a。</p><p>　　1.井口位置及礦井開拓方式</p><p><b>　　（1）開拓方式</b></p><p>　　采用二立一斜井綜合開拓方式。</p><p>　?。?）井筒個數(shù)及位置</p><

24、;p>　　礦井共有3個井筒，其中主井為立井，井口坐標：x＝3934295.587、Y=19638176.025、Z=329.492；副井為立井，井口坐標：x＝3934543.208、Y=19638312.662、Z=313.831；風井為斜井，井口坐標：x＝3934421.839、Y=19638224.272、Z=225.060。</p><p><b>　?。?）主要巷道布置</b>

25、</p><p>　　運輸大巷和回風大巷均沿二1煤層底板布置。</p><p><b>　　2.采區(qū)布置及裝備</b></p><p><b>　?。?）采煤方法選擇</b></p><p>　　采用長壁后退式炮采放頂煤一次采全高的采煤方法，全部垮落法管理頂板。</p><p&g

26、t;<b>　　（2）采區(qū)巷道布置</b></p><p>　　采區(qū)巷道主要為運輸大巷、回風大巷。運輸大巷擔負采區(qū)原煤運輸；回風大巷承擔矸石、設(shè)備、材料等輔助運輸及回風任務(wù)。為便于施工和支護，兩條大巷均布置在煤層底板布置。運輸大巷通過聯(lián)絡(luò)巷與回風大巷相連；工作面運輸順槽和軌道順槽均沿煤層底板布置，梯形斷面，采用木棚支護。</p><p>　?。?）工作面主要參數(shù)<

27、;/p><p>　　回采工作面長度為145m，煤層平均厚度6.2m，采用炮采放頂煤一次采全高。工作面傾向方向長度約43m。</p><p>　?。?）正常生產(chǎn)時采、掘工作面?zhèn)€數(shù)</p><p>　　根據(jù)開拓布置和采區(qū)巷道布置，為保證正常的開拓、準備和回采接替，礦井共配備了一個回采工作面，一個備用工作面，兩個掘進工作面，因此，采掘比為1：2。兩個掘進工作面均采用普通炮掘。

28、</p><p>　　2.4礦井通風及瓦斯概況</p><p>　　2.4.1礦井通風概況</p><p>　　該礦具有完整獨立的通風系統(tǒng)，采用兩翼對角式通風，由主立井、副立井進風，兩翼斜井回風。根據(jù)礦井所需的風量和負壓，兩風井口附近各安裝一臺BK54－6－NO16軸流式通風機，一臺4－72－NO16B離心式通風機，其中1臺工作，1臺備用。</p>&

29、lt;p><b>　　2.4.2礦井瓦斯</b></p><p><b>　　1.礦井瓦斯概況</b></p><p>　　根據(jù)該礦提供資料：區(qū)內(nèi)二1煤層瓦斯含量在走向上變化不大，隨著煤層埋藏深度的增加由淺至深逐漸增高，呈現(xiàn)出正相關(guān)的線性變化規(guī)律。但由于各區(qū)段瓦斯地質(zhì)條件的差異，瓦斯梯度的增減有所不同。</p><p&g

30、t;　　2.鄰近礦井瓦斯概況</p><p>　　鄰近礦井如上伏煤礦，下伏煤礦等均屬高瓦斯礦井，隨著開采深度的增加，鄰近小礦還發(fā)生過煤與瓦斯突出現(xiàn)象。因此礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過程中一定要加強通風管理，設(shè)置專門人員對井下瓦斯進行嚴密監(jiān)測，避免造成人員傷亡及不必要的經(jīng)濟損失。</p><p>　　3.建設(shè)方提供的本礦井及臨近礦井瓦斯實測數(shù)據(jù)</p><p><b>

31、;　　(1)上伏煤礦</b></p><p>　　1）煤層破壞類型：Ⅲ類；</p><p>　　2）瓦斯釋放初速度：△P=18～22m/s；</p><p>　　3）煤層堅固性系數(shù)：f=0.18～2.02；</p><p>　　4）煤層瓦斯壓力：0.13Mpa；</p><p>　　5）煤層透氣性系數(shù)：4.

32、78；</p><p>　　6）鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)：0.574；</p><p>　　7）百米極限抽放量：61.5m3。</p><p><b>　　(2)下伏煤礦</b></p><p>　　1）煤層堅固性系數(shù)：f=0.15（0.09）；</p><p>　　2）煤層透氣性系數(shù)：5.13；&l

33、t;/p><p>　　3）瓦斯含量原煤：10.97m3/t、7.68m3/t、11.54m3/t；</p><p>　　可煤基：10.55 m3/t.r、9.02m3/t.r；</p><p>　　4）煤層瓦斯壓力：0.65Mpa；</p><p>　　5）瓦斯涌出初速度：△P=23m/s；</p><p>　　6）瓦斯吸

34、附常數(shù)：a為41.4928m3/t，b為0.689Mpa。</p><p>　　4.礦井瓦斯基礎(chǔ)資料來源、可靠性評價及建議</p><p>　　計算采掘工作面和礦井瓦斯涌出量的依據(jù)為地質(zhì)報告提供的有關(guān)瓦斯資料，通過分析計算，確定礦井為高瓦斯礦井，符合礦井的實際情況。礦井煤層瓦斯壓力、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)等瓦斯參數(shù)主要是依據(jù)本礦井和臨近礦井的瓦斯實測資料，通過綜合分析，真，亦

35、可作為本礦瓦斯抽放設(shè)計的依據(jù)。</p><p>　　3 16071工作面瓦斯儲量及涌出量預測</p><p>　　3.1 16采區(qū)及16071工作面的瓦斯儲量</p><p>　　采區(qū)瓦斯儲量是指在采區(qū)煤層開采過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤、巖層所賦存的瓦斯總量。采區(qū)瓦斯儲量計算公式為：</p><p>　　Wk=W1+W2+W3

36、 (3-1) </p><p>　　式中：Wk——采區(qū)瓦斯儲量，萬m³；</p><p>　　W1——可采層的瓦斯儲量總和，萬m³；</p><p>　　W1= A1iC1i (

37、3-2) </p><p>　　式中：A1i——采區(qū)每一個可采煤層的煤炭儲量，萬t；</p><p>　　X1i——采區(qū)每一個可采煤層的瓦斯含量，m³/t；</p><p>　　W2——開采煤層采動影響范圍內(nèi)不可采鄰近層的瓦斯儲量總和，萬m³；</p&

38、gt;<p>　　W2＝A2iC2i (3-3) </p><p>　　式中：A2i——開采層采動影響范圍內(nèi)每個不可采鄰近層的煤炭儲量，萬t；</p><p>　　C2i——開采層采動影響范圍內(nèi)每個不可采鄰近層的瓦斯含量，m³/t；</p>&

39、lt;p>　　W3——圍巖瓦斯儲量，萬m³。</p><p>　　計算采區(qū)瓦斯儲量時，按以下原則考慮；</p><p>　　(1) 鄰近層的瓦斯包括可采鄰近層和不可采鄰近層，因都無實測值，故根據(jù)漳村礦實際情況以煤層瓦斯儲量的10％概算。</p><p>　　(2) 圍巖瓦斯因無實測值，故根據(jù)禁煙以煤層瓦斯儲量的10％概算。</p>&l

40、t;p>　　16采區(qū)3＃煤層儲量圍2856.308Mt，煤層原始瓦斯含量圍3.34 m³/t，經(jīng)計算得16采區(qū)瓦斯儲量為9705.195M m³，其中16071工作面瓦斯儲量為1908.888 M m³</p><p>　　3.2瓦斯涌出量預測</p><p>　　礦井瓦斯涌出量預測的任務(wù)是確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)時瓦斯涌出量的大小，為礦井和采區(qū)提

41、供通風及瓦斯管理方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它是礦井通風設(shè)計瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)。</p><p>　　目前，礦井瓦斯涌出量預測方法科概括為兩大類；礦山統(tǒng)計預測法和根據(jù)煤層含量進行預測的分源預測法。根據(jù)本礦的實際情況，本次瓦斯涌出量預測采用分源預測法，其實質(zhì)是根據(jù)煤層瓦斯含量，按礦井瓦斯主要涌出源—回采(包括開采層、圍巖和鄰近層)、掘進及采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律對礦井各回采工作面、掘進工作面的瓦斯涌出量進行計算，達

42、到預測各采區(qū)瓦斯涌出量的目的。</p><p>　　3.2.1 回采工作面瓦斯涌出量預算</p><p>　　采場范圍內(nèi)涌出瓦斯的地點稱為瓦斯源，瓦斯源的多少、各源涌出瓦斯量的大小直接影響著采場的瓦斯涌出量。16071工作面瓦斯涌出來源可劃分為落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出及采空區(qū)瓦斯涌出三大部分。落煤瓦斯涌出是工作面采落煤炭解析出的瓦斯；煤壁瓦斯涌出又可分為工作面煤壁瓦斯涌出和順槽煤壁瓦斯涌

43、出；采空區(qū)瓦斯涌出可分為三部分，即圍巖瓦斯涌出、回采丟煤瓦斯涌出和鄰近層瓦斯涌出。前兩部分的瓦斯直接涌入到采場內(nèi)，而采空區(qū)涌出的瓦斯隨著采場內(nèi)煤層、巖層的變形或垮落而卸壓，按各自的規(guī)律涌入采空區(qū)，混合在儀器，構(gòu)成采空區(qū)瓦斯涌出。對16071工作面其工作面瓦斯來源構(gòu)成圖見圖3－1。</p><p>　　圖3-1 16071工作面瓦斯來源構(gòu)成示意圖</p><p>　　為計算方便，將16071

44、工作面的瓦斯來源按性質(zhì)分為二大類，一類是主要取決于開采層瓦斯含量的瓦斯源，包括工作面落煤、工作面煤壁(包括切眼)、圍巖、采落后丟到采空區(qū)內(nèi)的煤，在計算中以系數(shù)的形式表現(xiàn)出來；另一類是不取決于開采層瓦斯含量的瓦斯源，包括鄰近層及圍巖瓦斯涌出量。由于在工作面開始回采時，工作面順槽已經(jīng)排放一年左右了，順槽煤壁基本已不再又瓦斯涌出，所以這一部分在計算過程中將不再考慮。</p><p>　　根據(jù)前面的分析，回采工作面瓦斯涌

45、出量包括開采層瓦斯涌出量和鄰近層瓦斯涌出量兩部分。即：</p><p>　　q=q開+q鄰 (3-4) </p><p>　　式中：q回——回采工作面瓦斯涌出量，m³/t；</p><p>　　q開——開采層瓦斯涌出量，m

46、9;/t；</p><p>　　q鄰——鄰近層瓦斯涌出量，m³/t。</p><p>　　開采層瓦斯涌出量 (包括圍巖瓦斯涌出量)</p><p>　　按下式計算開采層的平均相對瓦斯涌出量；</p><p>　　q開＝k1·k2 ·k3·(X0—X1) (3-5)</p>

47、;<p>　　式中：q開——開采煤層(包括圍巖)平均相對瓦斯涌出量，m³/t；</p><p>　　k1 ——圍巖瓦斯涌出系數(shù)，其值取決于回采工作面頂板管理方法；</p><p>　　k2 ——工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，其值為工作面回采率的倒數(shù)；</p><p>　　k3 ——準備巷道預排瓦斯對工作面煤體瓦斯涌出影響系數(shù)；</p&g

48、t;<p>　　m0 ——煤層厚度，m；</p><p>　　m1 ——煤層開采厚度，m；</p><p>　　X0 ——煤層原始瓦斯含量，m³/t；</p><p>　　X1 ——煤的殘存瓦斯含量，根據(jù)實驗室測定結(jié)果為：</p><p>　　q開＝1.20×1.18×0.90×

49、15;(3.34－1.87)=1.87 m³/t</p><p>　　其中X0、X1為鄭州設(shè)計院2005年所做的3＃煤層煤層原始瓦斯含量和殘存瓦斯含量，其取樣地點適合于16071工作面，所以本次設(shè)計直接取用其值。</p><p>　　本礦回采工作面采用炮采放頂煤開采，在放頂煤或檢修期間，工作面落煤強度變化較大，工作面瓦斯涌出呈現(xiàn)出不均衡性，再者，由于受開采層的采動影響，圍巖、鄰近

50、層的瓦斯大量涌出，并聚集在采空區(qū)內(nèi)，在老頂周期來壓期間，瓦斯隨著煤層頂板的垮落被“搧出”采空區(qū)，使工作面瓦斯涌出量大幅度增加，使工作面瓦斯涌出的不均衡性更加嚴重。</p><p>　　一般情況下，工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)與開采層平均相對瓦斯涌出量的乘積即為開采層的最大相對瓦斯涌出量。根據(jù)16采區(qū)16071工作面年生產(chǎn)天數(shù)和日采煤時間，統(tǒng)計分析工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)為1.6。因此預計開采層的最大相對瓦斯涌出量為：

51、</p><p>　　q開max＝1.87×1.6＝2.99 m³/t</p><p>　　(2) 鄰近瓦斯涌出量</p><p>　　q鄰=·ki·(X0i－X1i) (3-6)</p><p>　　式中：q鄰——鄰近層瓦斯涌出量，m³/t；</p>

52、<p>　　mi ——第i個鄰近層厚度，m；</p><p>　　m1 ——可采層的開采厚度，m；</p><p>　　X0i ——第i鄰近層的原始瓦斯含量，m³/t；</p><p>　　X1i ——第i鄰近層的殘存瓦斯含量，m³/t；</p><p>　　ki ——第i鄰近層瓦斯排放系數(shù)，根據(jù)層間距關(guān)

53、系得出。</p><p>　　經(jīng)計算，鄰近層瓦斯涌出量為0.25 m³/t。</p><p>　　(3) 16071工作面的相對瓦斯涌出量</p><p>　　平均值：q回＝q開＋∑q鄰＝1.87＋0.25＝2.12 m³/t</p><p>　　最大值：q回max＝q開＋∑q鄰＝2.99＋0.25＝3.24 m³

54、;/t</p><p>　　(4)16071工作面的絕對瓦斯涌出量</p><p>　　根據(jù)相對瓦斯涌出量預算結(jié)果及回采工作面的日產(chǎn)量，得出回采工作面絕對瓦斯涌出量預算結(jié)果，如表3-1所示。</p><p>　　表3-1回采工作面絕對瓦斯涌出量預算結(jié)果</p><p>　　(5) 16071工作面不同開采階段的瓦斯涌出量預測</p>

55、;<p>　　如前所述，對處于不同賦存深度的煤層，其煤層瓦斯含量、殘存瓦斯含量等參數(shù)式不斷變化的，這些參數(shù)的變化必然引起工作面回采過程中瓦斯涌出量的變化。以下利用與前面的瓦斯涌出量計算相同的辦法，分別計算工作面不同開采深度范圍內(nèi)的瓦斯涌出量。計算結(jié)果見表3-2。</p><p>　　表3-2 16071回采工作面不同深度平均瓦斯涌出量計算結(jié)果</p><p>　　3.2.2生

56、產(chǎn)采區(qū) (16采區(qū)) 瓦斯涌出量預測</p><p>　　生產(chǎn)采區(qū) 16采區(qū)) 瓦斯涌出量系采區(qū)內(nèi)所有回采工作面、掘進工作面(巷道) 和生產(chǎn)采空區(qū)瓦斯涌出量之和，按下式計算：</p><p>　　q采區(qū)＝K'{ 回iAi＋1440掘i}/A0i (3-7) </p><p>　　

57、式中：q采區(qū)——生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量，m³/t；</p><p>　　K' ——生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，根據(jù)本礦實際取1.20；</p><p>　　q回i——第i個回采工作面的瓦斯涌出量，m³/t；</p><p>　　Ai ——第i個回采工作面的平均日產(chǎn)量，t/d；</p><p>　　q掘i——第i個

58、掘進工作面(巷道)的瓦斯涌出量，m³/min；</p><p>　　A0i ——生產(chǎn)采區(qū)回采煤量和掘進煤量的總和，t/d。</p><p>　　由公式3-7可以看出，16采區(qū)的相對瓦斯涌出量是隨著回采工作面及掘進工作面瓦斯涌出量的變化而不斷變化的，這里僅計算16采區(qū)的相對瓦斯涌出量：</p><p>　　q采區(qū)＝5.03 m³/t</p&g

59、t;<p>　　則生產(chǎn)采區(qū)的絕對瓦斯涌出量為 19.93 m³/min。</p><p>　　3.2.3瓦斯涌出量預測結(jié)果分析</p><p>　　判斷瓦斯涌出量預測結(jié)果是否準確，其標準是預測結(jié)果是否與所預測的工作面實際生產(chǎn)時的瓦斯涌出狀況相符， 所以只能將該工作面的瓦斯涌出量預測結(jié)果與正在回采的與之煤層賦存條件類似的16091工作面的瓦斯涌出統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行比較，來確

60、定預測結(jié)果的準確性。</p><p>　　在現(xiàn)場進行煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定工作的同時，我們還對 16091 工作面5～8月期間的進、回風量及瓦斯?jié)舛鹊葦?shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析。該工作面的瓦斯涌出量變化如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 16091工作面瓦斯涌出量隨回采天數(shù)的變化關(guān)系圖</p><p>　　從上圖可以看出，在16091 工作面5～8月回采期間，瓦斯

61、涌出量的變化幅度較大，瓦斯涌出呈現(xiàn)出很明顯的不均衡性。16091 工作面絕對瓦斯涌出量的最小值為1.214 m³/min，最大值為24.98 m³/min，平均值為12.29 m³/min。之所以回出現(xiàn)如此大幅度的波動，主要原因在于工作面采煤，放頂煤期間工作面落煤強度大，瓦斯涌出較大。另外，通過分析曲線的波峰值出現(xiàn)時間與工作面推進距離的關(guān)系可以看出，波峰出現(xiàn)的時間正是老頂周期來壓時間。</p>

62、<p>　　4 工作面瓦斯抽放的可行性論證</p><p>　　4.1瓦斯抽放的必要性</p><p>　　1.瓦斯抽放是解決采掘工作面瓦斯?jié)舛瘸蕖⒈苊獾V井煤與瓦斯突出的有效途徑</p><p>　　煤層瓦斯含量為2～15m3/t，平均為10.1m3/t，按下列公式計算：</p><p><b>　　(4-1)<

63、/b></p><p>　　式中：g——預測礦井瓦斯相對涌出量，m3/t；</p><p>　　K1——圍巖中瓦斯涌出系數(shù)，全部垮落法管理頂板時取1.5；</p><p>　　K2——瓦斯體積膨脹系數(shù)，按井下溫度為20℃時，采用1.2；</p><p>　　K3——井下煤柱及采空區(qū)瓦斯涌出量占全部涌出量的百分比，取30%；</p&

64、gt;<p>　　X0——煤層平均瓦斯含量，m3/t；</p><p>　　X1——運至地表煤中殘存瓦斯含量，</p><p>　　經(jīng)計算得礦井瓦斯相對涌出量為19.34m3/t。</p><p>　　根據(jù)瓦斯相對涌出量計算結(jié)果，結(jié)合礦井的生產(chǎn)規(guī)模，計算出計算得煤層瓦斯絕對涌出量平均為4.03m3/min。</p><p>　　

65、2.瓦斯抽放是解決工作面瓦斯?jié)舛瘸?，穩(wěn)定或增加工作面產(chǎn)量的重要措施。</p><p>　　臨近生產(chǎn)礦井統(tǒng)計數(shù)字表明，采掘面瓦斯?jié)舛瘸蓿瑢乐赜绊懙V井安全生產(chǎn)及工作面產(chǎn)量的提高。而瓦斯抽放可有效地降低風流中瓦斯?jié)舛?，從而解決瓦斯超限。因此，建立礦井瓦斯抽放系統(tǒng)是必要的。</p><p>　　3.瓦斯抽放可有效地減少礦井供風量，從而降低通風費用</p><p>　　

66、由前面所述瓦斯涌出數(shù)據(jù)可知，隨著開采深度的增加，采用增加風量的方法稀釋瓦斯?jié)舛仍诩夹g(shù)和經(jīng)濟上都不合理。瓦斯抽放可有效降低風流中瓦斯?jié)舛?，從而減少礦井供風量，降低通風費用。</p><p>　　綜上所述，從礦井安全生產(chǎn)、提高經(jīng)濟效益等方面考慮，建立瓦斯抽放系統(tǒng)是必要的。</p><p>　　4.2瓦斯抽放的可行性</p><p>　　1從瓦斯涌出量、抽放量及抽放系統(tǒng)服

67、務(wù)年限來分析</p><p><b>　　(1)瓦斯涌出量</b></p><p>　　如前所述，根據(jù)瓦斯涌出量預測結(jié)果，煤層瓦斯相對涌出量為19.34m3/t，由此可見，瓦斯涌出量滿足《煤礦安全規(guī)程》建立瓦斯抽放系統(tǒng)的要求。</p><p><b>　　(2)瓦斯抽放量</b></p><p>　

68、　鄰近生產(chǎn)礦井瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量均大于3m3/min；根據(jù)鄰近生產(chǎn)礦井經(jīng)驗，預計本礦井可滿足《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》對“系統(tǒng)抽放量預定可保持在2m3/min以上”的要求。</p><p>　　(3)抽放系統(tǒng)服務(wù)年限</p><p>　　礦井煤層抽放范圍瓦斯儲量14.17Mm3，抽放率按30%計，可抽瓦斯量4.25Mm3，礦井純瓦斯抽放量按4.9m3/min計算，則全礦井抽放系統(tǒng)服務(wù)年限約

69、20a。</p><p>　　(4)建立井下移動抽放瓦斯系統(tǒng)的可行性</p><p>　　如前分析計算，煤層瓦斯含量平均為10.1m3/t，礦井的總回風量為29.23m3/s，按最大瓦斯涌出量驗算，總回風巷（斜風井井筒）中的瓦斯?jié)舛茸畲鬄?.7%，不超過0.75%的限制。因此，建立井下移動抽放瓦斯系統(tǒng)是可行的。 </p><p>　　由以上分析可知，從瓦斯涌出量、抽

70、放量及抽放系統(tǒng)服務(wù)年限來看，本礦井具備建立瓦斯抽放系統(tǒng)的條件，建立井下移動抽放系統(tǒng)是可行的。</p><p>　　2從煤層透氣性系數(shù)（λ）、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（α）等指標來分析。</p><p>　　目前本礦井尚無經(jīng)過鑒定的煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)等瓦斯參數(shù)，參考臨近煤礦的瓦斯鑒定參數(shù)，煤層透氣性系數(shù)為4.78m2/Mpa2·d；鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為0.574/d

71、；百米極限抽放量為61.5m3。由從這些指標來看，煤層屬于易抽放煤層，因此能取得理想的抽放效果。</p><p>　　5 工作面瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計及設(shè)備選型</p><p><b>　　5.1抽放瓦斯方法</b></p><p><b>　　5.1.1抽放范圍</b></p><p>　　礦井抽放范圍

72、為煤層，對于井田其它區(qū)域，待接替開采時，根據(jù)實際測定瓦斯參數(shù)，再對抽放系統(tǒng)作適當調(diào)整。</p><p>　　5.1.2抽放瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)</p><p><b>　　1、煤層瓦斯壓力</b></p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場測試資料，本礦煤層瓦斯壓力為：0.25～0.65Mpa左右。</p><p><b>　　2、

73、煤層瓦斯含量</b></p><p>　　根據(jù)對煤層瓦斯含量進行分析，井田內(nèi)瓦斯含量總的變化趨勢為，隨著煤層埋藏深度的增加由淺至深逐漸增高，呈現(xiàn)出正相關(guān)的線性變化規(guī)律，煤層開采區(qū)域煤層瓦斯含量變化較大，取值為2～15.0m3/t，平均為10.1m3/t。</p><p><b>　　3、煤層透氣性系數(shù)</b></p><p>　　本

74、礦井目前尚無實測煤層透氣性系數(shù)，參考臨近上伏礦井瓦斯鑒定資料，煤層透氣性系數(shù)暫按4.78m2/Mpa2·d設(shè)計。據(jù)此參數(shù)煤層屬于易抽放煤層。</p><p>　　4、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)</p><p>　　參考臨近礦井瓦斯鑒定材料，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)暫按0.574/d設(shè)計。</p><p>　　5.1.3瓦斯儲量及抽放系統(tǒng)服務(wù)年限</p>

75、<p><b>　?、蓖咚箖α考翱沙榱?lt;/b></p><p><b>　?、琶禾績α?lt;/b></p><p>　　礦井目前開采煤層，煤層井田面積2.80657km2，煤層工業(yè)儲量44670kt，保有可采儲量2500kt。</p><p><b>　　⑵瓦斯儲量</b></p>

76、<p>　　經(jīng)計算，全井田煤層抽放范圍內(nèi)煤層瓦斯儲量為14.17Mm3。</p><p><b>　?、偻咚钩榉怕?lt;/b></p><p>　　參照臨近礦井瓦斯抽放的實際情況，根據(jù)《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，確定本礦井瓦斯抽放率為30%。</p><p><b>　　②可抽瓦斯量</b></p&

77、gt;<p>　　根據(jù)《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》，可抽瓦斯量概算值算法為：</p><p>　　可抽瓦斯量=瓦斯儲量×抽放率</p><p>　　根據(jù)瓦斯儲量及確定的瓦斯抽放率計算，礦井可抽瓦斯量為4.25 Mm3。</p><p><b>　　⒈抽放系統(tǒng)服務(wù)年限</b></p><p><b

78、>　?、拍瓿榉磐咚沽?lt;/b></p><p>　　根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)、采掘接替情況，經(jīng)計算，確定抽放量為4.9m3/min，年抽放瓦斯量為1.4Mm3。</p><p><b>　?、瞥榉畔到y(tǒng)服務(wù)年限</b></p><p>　　經(jīng)計算，全礦井抽放系統(tǒng)服務(wù)年限約20a。</p><p>　　5.1.4抽放瓦斯

79、的穩(wěn)定性預測</p><p>　　根據(jù)其他生產(chǎn)礦井瓦斯抽放實踐經(jīng)驗，礦井瓦斯抽放應與礦井生產(chǎn)規(guī)劃整體考慮，只要平衡采、掘、抽三者關(guān)系，保證抽放工程接替合理，預抽時間3個月以上，就可取得較好的效果。</p><p>　　本礦設(shè)計采用回采工作面預抽及邊采邊抽、采空區(qū)瓦斯抽放等綜合措施，通過增加孔徑、鉆孔密度和有效長度，提高鉆場負壓等措施，并加強管理，保證封孔質(zhì)量及系統(tǒng)正常運行，完全可以保證設(shè)計

80、的瓦斯抽放量。 </p><p>　　5.1.5抽放瓦斯方法及鉆場布置</p><p><b>　?、背榉磐咚狗椒?lt;/b></p><p>　　本礦目前開采煤層。根據(jù)煤層賦存條件，瓦斯來源及礦井開拓布置，本礦無鄰近層抽放瓦斯的可能。結(jié)合目前其他相似條件生產(chǎn)礦井實際抽放的成功經(jīng)驗，設(shè)計采用本煤層預抽為主，并配合邊采邊抽，邊掘邊抽的綜合抽放瓦斯方法

81、。</p><p>　?、不夭晒ぷ髅嫱咚钩榉陪@孔布置</p><p>　　根據(jù)對本礦煤層透氣性系數(shù)、鉆孔流量衰減系數(shù)等瓦斯參數(shù)進行分析，煤層屬于易抽放煤層，設(shè)計采煤工作面預抽瓦斯抽放方式。</p><p>　　采煤工作面抽放鉆孔間距按1m～3m布置，孔徑為D75mm、孔深約36m左右，預抽瓦斯時間應大于3個月，礦井應合理安排掘進、抽放、采煤三者的超前和接替關(guān)系，以保

82、證瓦斯抽放時間。</p><p>　　實際工作中，可根據(jù)實測的瓦斯含量和百米鉆孔瓦斯流量調(diào)整抽放鉆孔布置。</p><p>　　孔口負壓：根據(jù)鄰近及其它礦井的抽放經(jīng)驗，設(shè)計確定抽放瓦斯鉆孔孔口負壓為25kPa。</p><p>　?、蔷蜻M工作面瓦斯抽放鉆孔布置</p><p>　　掘進工作面為降低前方煤體集中應力，釋放煤層瓦斯壓力，采取邊掘邊

83、抽方式,即在巷道掘進過程中兩幫每隔50m交替布置鉆場，鉆場深3～4m，每個鉆場布置3～5個鉆孔，孔深50～65m、直徑75mm，封孔抽放。</p><p>　　⒈抽放鉆孔施工設(shè)備及封孔方法</p><p><b>　?、陪@孔施工設(shè)備</b></p><p>　　根據(jù)瓦斯鉆孔布置所要求的工程量和《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》中規(guī)定的鉆孔效率，設(shè)計選用M

84、AZ-200型鉆機2臺，電機功率為11kw。</p><p>　　⑵封孔方法、材料及工藝</p><p>　　封孔質(zhì)量直接關(guān)系到抽放瓦斯?jié)舛燃靶Ч?，是實現(xiàn)高效抽放瓦斯必不可少的重要環(huán)節(jié)。鉆孔封孔方法采用人工法和壓注法相結(jié)合。封孔材料采用聚氨脂，封孔段盡量避開煤體裂隙發(fā)育地點，封孔長度應大于5m，若遇孔口段鉆孔成型不好，煤體裂隙發(fā)育時，應適當加長封孔長度。</p><p&

85、gt;　　表5-1鉆機主要技術(shù)參數(shù)表</p><p>　　用聚氨脂封孔技術(shù)、方便、快速、密封性好及適合深封孔，可以提高瓦斯抽放量。</p><p>　　聚氨脂封孔可用卷纏藥液法，在密封段內(nèi)，固定一塊毛巾布或麻袋布（長1m，寬0.8m）。將混合液均勻倒在毛巾布上，邊倒液邊向封孔管上卷纏毛巾布。然后，將卷纏好藥液的封孔管插入鉆孔，要求整個操作時間不超過5min。 </p><

86、;p>　　為了避免封孔管因碰撞晃動而影響封孔質(zhì)量，應在孔口處用水泥固定封孔管，或者用木將封孔管與孔口壁緊固牢。</p><p><b>　　5.2抽放系統(tǒng)設(shè)備</b></p><p>　　5.2 .1瓦斯抽放管路布置及選擇</p><p><b>　?、痹O(shè)計依據(jù)</b></p><p>　　按

87、照《煤礦安全規(guī)程》及《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》(AQ1027-2006)規(guī)定,凡開采具有煤與瓦斯突出危險煤層、一個采煤工作面瓦斯絕對涌出量大于5m3/min的礦井,必須建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)或井下移動泵站瓦斯抽放系統(tǒng)。根據(jù)上述要求結(jié)合礦井實際情況,本設(shè)計擬在礦井采區(qū)建立移動瓦斯抽放泵站,以保證礦井安全生產(chǎn)。</p><p>　　該礦開采工作面布置為一個工作面，其工作面走向長度約145m,傾斜長度43m，煤層厚度6.0

88、m。</p><p>　　因該礦附近各礦均為低瓦斯礦無抽放先例,為便于選型,本設(shè)計采用礦區(qū)已開展抽放礦井的百米鉆孔抽放瓦斯流量統(tǒng)計，暫定該采區(qū)原始計算依據(jù)為：百米鉆孔瓦斯抽放流量為0.03m3/h.m.min。</p><p><b>　　⒉抽放鉆孔及長度</b></p><p>　　抽放鉆孔孔徑：采用MAZ-200型抽放瓦斯鉆機打孔，孔徑為7

89、5mm.</p><p>　　抽放鉆孔長度：約36m </p><p><b>　?、吵榉陪@孔間距確定</b></p><p>　　抽放工作面瓦斯含量：該采區(qū)瓦斯含量暫按10.1m3/t計算。</p><p><b>　　工作面預抽瓦斯量</b></p><p>　　根據(jù)《煤

90、礦瓦斯抽放規(guī)范》(AQ1027-2006)規(guī)定,采煤工作面開采前，瓦斯抽出率須達到25%方可滿足開采要求，依據(jù)上述要求，確定該礦采區(qū)工作面開采前預抽率為25%，由公式得知，采煤工作面開采前預抽出瓦斯量：</p><p>　　Qr=LSHγ(W-Wc)×25% </p><p>　　Qr=145×40×6.2×1.5×10.1×0.

91、25=136198.5m3</p><p>　　⑴百米鉆孔抽出瓦斯量</p><p>　　Qb=1440qbT=1440×0.03×90=3888m3</p><p><b>　?、乒ぷ髅驺@孔總長度</b></p><p>　　LZ=100Qr/Qb=100×136198.5/3888=35

92、03m</p><p><b>　?、倾@孔間距</b></p><p>　　由于鉆孔長度平均為36m，則鉆孔總數(shù)</p><p>　　n=Lz/ Lp =3503/36=98個</p><p><b>　　鉆孔間距</b></p><p>　　R=L/(n-2)=145/(9

93、8－2)=1.5m</p><p><b>　　實際布置抽放孔數(shù)</b></p><p>　　N=L/R=145/1.5=97個</p><p>　　⑷預抽工作面實際鉆孔總長度</p><p>　　Ls=36N=36×97=3492m</p><p>　?、沙榉陪@孔封孔：采用聚胺脂封孔技

94、術(shù)，封孔段長度為1.0m..封孔深度5～6m.并在孔口用水泥砂漿固孔。</p><p><b>　?、疵糠昼姂橥咚沽?lt;/b></p><p>　　每個鉆孔流量預計為q=0.03～0.2m3／min，取q=0.05m3／min；</p><p>　　Q純=nq=97×0.05=4.85m3／min；取4.9m3／min</p&g

95、t;<p><b>　?、党榉磐咚箍偭?lt;/b></p><p>　　采區(qū)采煤工作面為一個面，其抽放瓦斯總量為</p><p>　　Qmax=qmin=4.9m3/min</p><p><b>　?、冻榉殴苈坊旌狭髁?lt;/b></p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,管路內(nèi)抽放瓦斯

96、濃度按30%預計，則混合流量</p><p>　　Qh=Qmax/0.3=4.9/0.3=16.13m3/min 取17m3/min</p><p>　　5.2.2抽放管路阻力計算及設(shè)備選型</p><p><b>　　1管路長度</b></p><p>　　從移動泵站到工作面下風道口長約196m,考慮井下管路拐彎

97、繞路等因素，取主干管總長度為210m。</p><p><b>　　2管徑計算</b></p><p><b>　　抽放管管徑計算</b></p><p><b>　?。?—1）</b></p><p>　　考慮1.15倍的富裕能力，主干管選定為Dg200mm方可滿足抽放要求,

98、確定選用200mm管徑作主干管。材料為聚乙烯管。</p><p><b>　　抽放干管實際流速</b></p><p><b>　?。?—2）</b></p><p>　　介于經(jīng)濟流速5～15m/s范圍,滿足要求。</p><p><b>　　管網(wǎng)阻力計算</b></p&

99、gt;<p>　　主干管摩擦阻力: 瓦斯抽放干管約210m,則主干管摩擦阻力為</p><p><b>　?。?5—3）</b></p><p>　　Hm----管道阻力，Pa;</p><p>　　Qn----混合瓦斯流量，m3/h;</p><p>　　D----管內(nèi)徑，m;</p>&l

100、t;p>　　η----混合瓦斯?jié)舛葘諝獾拿芏缺龋?lt;/p><p>　　K----管路系數(shù)。</p><p>　　局部阻力：按摩擦阻力的20%考慮</p><p>　　hg=20%Hm=0.2×796=160Pa</p><p><b>　　抽放管路總阻力：</b></p><p>

101、;　　Hr=796＋160=956Pa=0.956KPa </p><p><b>　　抽放瓦斯設(shè)備選型</b></p><p><b>　　1、瓦斯泵額定流量</b></p><p><b>　　（5—4）</b></p><p><b>　　2、壓力</b&

102、gt;</p><p>　　H=(Hr＋Hc＋Hk)k =(0.956＋0＋20)×1.2=25KPa</p><p>　　經(jīng)上述計算：泵壓力為25KPa 額定流量為30m3/min，選用型號為2BE253-0BD3型水環(huán)式真空泵，額定流量30 m3/min； 抽放負壓≤25KPa；配用電機功率55kW，電壓660V；以滿足該礦井生產(chǎn)所需。

103、 </p><p>　　通過上述計算，確定該礦瓦斯抽

104、放系統(tǒng)：干管為φ200×11mm，管材為聚乙烯塑料管，支管為φ150×11mm，管材為聚乙烯塑料管。 </p><p>　　3、抽放管道管徑、材質(zhì)、規(guī)格</p><p>　　根據(jù)礦區(qū)井下已開展的瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗,暫定瓦斯抽放設(shè)備型號為2BE203-0DB3型水環(huán)式真空泵,其流量為18m3/min ;根據(jù)流量分別計算選擇各段抽放管路管路，經(jīng)濟流速取15m/s;<

105、/p><p>　　4、抽放管的連接方式、主管趟數(shù)</p><p>　　本礦設(shè)抽放主管一趟，抽放管的連接采用快速管接頭。</p><p>　　5.2.3抽放瓦斯管路布置</p><p>　　1.瓦斯抽放管路系統(tǒng)布置原則</p><p>　　為了進行瓦斯抽放，必須在井下敷設(shè)完整的抽放管路系統(tǒng)，以便把礦井瓦斯抽出并輸送至總回風巷

106、。布置抽放管路系統(tǒng)時，應遵循以下原則：</p><p>　　1）布置瓦斯管路，應根據(jù)井下巷道布置、抽放地點的分布、井下瓦斯泵站的位置以及礦井的發(fā)展規(guī)劃等因素統(tǒng)籌考慮，盡量避免或減少以后在主干管路系統(tǒng)進行頻繁改動。</p><p>　　2）瓦斯管路應敷設(shè)在曲線最少、距離最短的巷道中。</p><p>　　3）瓦斯管路要敷設(shè)在礦車不經(jīng)常通過的巷道中，避免撞壞漏氣，故一般

107、在回風系統(tǒng)的巷道中為宜。如設(shè)在運輸巷道內(nèi)，應將管路架設(shè)一定高度并加以固定，防止機車或礦車一但掉道不致于撞壞管子。</p><p>　　4）所布置的抽放設(shè)備或管路一但發(fā)生故障，管路內(nèi)瓦斯不致于流入采、掘工作面和井下室。</p><p>　　5）管路布置應考慮到運輸、安裝、維修和日常檢查的方便。</p><p>　　6）符合現(xiàn)行《煤礦安全規(guī)程》的要求，保證與其它管線的安

108、全距離。</p><p>　　2.抽放瓦斯管路布置</p><p>　　其抽放管路系統(tǒng)敷設(shè)線路為：由采煤工作面下風道——采區(qū)回風大巷——移動瓦斯抽放泵站——斜回風井井筒，整套主干管管路設(shè)計在最低點安裝自動放水器，其安裝位置見相應圖紙。</p><p>　　5.3抽放瓦斯系統(tǒng)的建立</p><p>　　根據(jù)《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》第9條的規(guī)定，16

109、采區(qū)采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5 m³/min，采用通風發(fā)放解決不合理，具備了建立瓦斯抽放系統(tǒng)的條件。</p><p>　　根據(jù)《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》第10條的規(guī)定，建立永久瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井應同時具備下列2割條件：</p><p>　　瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在2 m³/min以上；</p><p>　　瓦斯資源可靠、儲量豐富，預計瓦斯抽放服

110、務(wù)年限在10年以上。 </p><p>　　16采區(qū)同時具備了《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》第9條和第10條規(guī)定，滿足建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的條件。</p><p>　　一般情況下，從開始進行地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)設(shè)計至抽放設(shè)備正常運轉(zhuǎn)抽放瓦斯的時間為2～3年，考慮到目前16采區(qū)的瓦斯問題已經(jīng)影響到15、13采區(qū)回采工作面的正常生產(chǎn)，從礦井的通風能力、礦井瓦斯涌出現(xiàn)狀及回采工作面瓦斯涌出量預測結(jié)果等

111、方面綜合考慮，若采用井下移動抽放瓦斯系統(tǒng)進行瓦斯抽放，可解決兩采區(qū)的瓦斯問題，以上針對采用井下移動抽放瓦斯系統(tǒng)抽放瓦斯進行方案設(shè)計。</p><p>　　5.3.1 瓦斯抽放管路系統(tǒng)</p><p>　　1.瓦斯管路敷設(shè)路線</p><p>　　井下移動抽放瓦斯泵站的位置選擇在16采區(qū)皮帶巷內(nèi)的三水平中央水倉附近，抽放瓦斯管網(wǎng)敷設(shè)路線為：</p>&l

112、t;p>　　系統(tǒng)1：工作面高低位鉆孔→工作面回風巷→16采區(qū)運輸皮帶巷→東下山皮帶巷→13采區(qū)皮帶巷→井下移動抽放瓦斯泵站→三水平中央水倉→13采區(qū)材料巷→新風井</p><p>　　系統(tǒng)2：采空區(qū)埋管→工作面回風巷→16采區(qū)運輸皮帶巷→東下山皮帶巷→13采區(qū)皮帶巷→井下移動抽放瓦斯泵站→三水平中央水倉→13采區(qū)材料巷→新風井</p><p>　　2.抽放瓦斯管路管徑選</p&

113、gt;<p>　　瓦斯抽放管路管徑選擇得合理與否，對抽放瓦斯系統(tǒng)的工程投資及抽放系統(tǒng)抽放瓦斯效果由很大影響。直徑太大，投資費用增加；管徑過細，管路阻力損失大。按照預測的16采區(qū)16071工作面瓦斯涌出量和工作面的通風能力情況，預計該工作面抽放瓦斯量為6m³/min，故16采區(qū)抽放瓦斯管路按通過6m³/min瓦斯選擇管徑。一般采用下式計算，并參照抽放泵的實際能力留有備用量，同時尚需考慮運輸和安裝的方便：&

114、lt;/p><p>　　(5-5) </p><p>　　式中：D——抽放瓦斯管內(nèi)徑，m；</p><p>　　Q——瓦斯管中混合瓦斯流量，m³/min；</p><p>　　ν——瓦斯管中混合瓦斯平均流速，m/s。</p><p>　　依據(jù)16071工作面的瓦斯抽放量預計結(jié)果

115、，按上式計算，瓦斯抽放管</p><p><b>　　徑如表5-2所示。</b></p><p>　　表5-2 抽放瓦斯管路管徑選擇結(jié)果</p><p>　　從表5-2可以看出，計算管徑與選擇管徑相差較大，其原因是16采區(qū)16071工作面主要是抽放采空區(qū)瓦斯(包括圍巖及鄰近層)，抽放采空區(qū)瓦斯?jié)舛茸兓^大，在采空區(qū)瓦斯?jié)舛鹊蜁r，為解決工作面瓦斯

116、超限問題，必須加大采空區(qū)瓦斯抽放量，管徑選擇留有一定的備用量，故管徑選擇規(guī)格比計算的大一些，抽放管徑選擇273mm。</p><p>　　3.瓦斯管的材質(zhì)與連接方式</p><p>　　工作面、抽放瓦斯泵房內(nèi)及排放段抽放瓦斯管均選用直徑為273mm螺旋焊接鋼管，壁厚5mm；采用法蘭盤螺栓緊固連接，中間夾橡膠密封墊。</p><p><b>　　4. 管網(wǎng)阻

117、力計算</b></p><p>　　抽放瓦斯管路阻力包括摩擦阻力和局部阻力。計算管網(wǎng)阻力應在抽放管網(wǎng)系統(tǒng)敷設(shè)線路確定后，按其最長的線路和抽放最時期的管網(wǎng)系統(tǒng)進行計算，根據(jù)16采區(qū)的巷道布置情況，到采區(qū)的開采后期，抽放瓦斯管路的通過能力應能滿足要求。</p><p><b>　　(1)摩擦阻力計算</b></p><p><b&

118、gt;　　（5-6）</b></p><p>　　式中：H摩——管路摩擦阻力，Pa；</p><p>　　L ——管路長度，m；</p><p>　　γ ——混合瓦斯對空氣的密度壁；</p><p>　　K ——與管徑有關(guān)系數(shù)；</p><p>　　D ——瓦斯管內(nèi)徑，cm；</p>

119、<p>　　Q ——抽放混合瓦斯量，m³/h。</p><p>　　a、作面回風巷管路的摩擦阻力(H摩1)</p><p>　　b、16采區(qū)運輸皮帶巷、西下山皮帶巷、16采區(qū)皮帶巷管路的摩擦阻力(H摩2)</p><p>　　管路長度取至采區(qū)的最南部，為井下移動抽放泵站至工作面回風巷的最遠距離，按940m計算：</p><p

120、>　　c、移動抽放瓦斯泵站至新風井 (排放段) 管路摩擦阻力(H摩3)</p><p>　　則從工作面排放瓦斯口之間管線的總摩擦阻力H摩為：</p><p>　　H摩＝H摩1＋H摩2＋H摩3＝3169＋1898＋168＝5235Pa</p><p>　　(2)局部阻力(H局)</p><p>　　抽放管網(wǎng)系統(tǒng)中管件局部阻力(H局)，按管

121、道總摩擦力阻力的15%考慮，則：</p><p>　　H局＝H摩×0.15＝5235×0.15＝785Pa</p><p>　　故瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng)的總阻力H總為：</p><p>　　H總＝H摩＋H局＝5235＋785＝6020Pa</p><p>　　5.3.2 抽放泵選型</p><p>　　1

122、. 抽放泵的選型原則</p><p>　　(1)瓦斯泵的流量必須滿足礦井抽放期間預計最大瓦斯抽出量的需求；</p><p>　　(2)瓦斯泵的負壓能克服管路系統(tǒng)的最大阻力；</p><p>　　(3) 具有良好的真空度；</p><p>　　(4) 抽放設(shè)備配備電機必須防爆。</p><p>　　2. 抽放泵流量計算&