【正文】 郭家河煤礦瓦斯抽采工安全技術培訓班陜西能源職業(yè)技術學院培訓中心張全錄2/9/2023 1中國古代煤窯中國古代煤窯瓦斯引排方法瓦斯引排方法1637年年 :宋應星宋應星所著所著 《《 天工開物天工開物 》》記載記載 “利用竹管引利用竹管引排煤中瓦斯排煤中瓦斯 ”的方的方法。法。2/9/2023 2.瓦斯抽放相關法令： “十二字方針 ”? 2023年 8月，國家煤礦安全監(jiān)察局和中國煤炭協會，為貫徹落實國務院關于安全生產的一系列重要指示和國務院《關于黑龍江省雞西礦業(yè)集團公司 “” 特大瓦斯事故的通報》精神，召開了全國煤礦瓦斯防治現場會議，在這次會議上作出了向全國煤礦貫徹落實 “ 先抽后采、以風定產、監(jiān)測監(jiān)控 ” 瓦斯治理十二字方針的重要決定。? “先抽后采 ”是瓦斯治理的源頭治本措施。先抽后采 以風定產監(jiān)測監(jiān)控2/9/2023 3第四章 瓦斯抽放基本知識 第一節(jié) 瓦斯抽放系統一、瓦斯抽放的目的、條件及意義什么叫瓦斯抽放？答：為了減少和解除瓦斯對煤礦安全生產的威脅，利用機械設備和專用管道造成的負壓，將煤層中存在或釋放出的瓦斯抽出來，輸送到地面或其他安全地點的做法，叫做瓦斯抽放。2/9/2023 4抽放瓦斯的目的是什么？答：抽放瓦斯的目的是：(1)預防瓦斯超限、確保礦井安全生產。〔光靠通風方法將瓦斯沖淡到規(guī)程規(guī)定的濃度在技術上不可能、或雖然可能但經濟上不合理時，應考慮抽放瓦斯〕。(2)開采保護層并具有抽放瓦斯系統的礦井，應抽放被保護層的卸壓瓦斯?！渤榉沤嚯x保護層的瓦斯可減少卸壓瓦斯涌入保護層工作面和采空區(qū)，保證保護層安全順利地回采；抽放遠距離被保護層的瓦斯，可以擴大保護范圍與程度，并于事后在被保護層內進行掘進和回采時，瓦斯涌出量會顯著減少〕。(3)無保護層可開采的礦井，抽放瓦斯可作為區(qū)域性或局部性防突措施來使用。(4)開發(fā)利用瓦斯資源，變害為利。2/9/2023 5抽放瓦斯的條件有哪些？答：煤礦安全規(guī)程第 145條規(guī)定：有下列情況之一的礦井，必須建立地面 永久 抽放瓦斯系統或井下 臨時 抽放瓦斯系統：⑴ 一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m179。∕min或一個掘進工作面的瓦斯涌出量大于 3m179。∕min，用通風方法解決瓦斯問題不合理的。⑵ 礦井的絕對瓦斯涌出量達到以下條件的：① 大于或等于 40m∕min；② 年產量 ~，大于 30m179。∕min:；③ 年產量 ~，大于 25m179。∕min:；④ 年產量 ~，大于 20m179。∕min:；⑤ 年產量小于或等于 ，大于 15m179。∕min:；(3)開采保護層時應考慮抽放被保護層瓦斯。(4)開采有煤與瓦斯突出危險煤層的?！睹旱V安全規(guī)程》、《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》、 “十二字方針 ”等國家政令將瓦斯抽放 法制化 ： 高瓦斯高突煤礦抽與不抽瓦斯是守法與違法的問題。2/9/2023 6抽放瓦斯有何意義？答：煤礦抽放瓦斯的意義是：⑴ 是消除煤礦重大瓦斯事故的治本措施。⑵ 能夠解決礦井僅靠通風難以解決的問題，降低礦井通風成本。⑶ 瓦斯抽放能夠利用寶貴的瓦斯資源 。安 全 經 濟 環(huán) 保2/9/2023 7二、瓦斯抽放系統的構成 z瓦斯抽放系統主要有 管道、瓦斯泵、流量計、安全裝置 等組成。㈠瓦斯抽放管道瓦斯抽放管路的鋪設：⑴ 瓦斯抽放管路由總管、分管及支管組成。⑵ 管材一般選用無縫鋼管、焊接管等，支管也可選用玻璃鋼管。抽放瓦斯用抗靜電硬質塑料管比鋼管重量輕、耐腐蝕、成本較低，常用做封孔套管。2/9/2023 8⑶ 瓦斯抽放管路的鋪設應盡量做到：① 井下抽放管路出氣系統設于回風巷道內；② 抽放管路在鋪設時必須吊掛平直，離地高度不少于 300mm；③ 必須保證抽放系統中所有管路的接頭嚴密、不漏氣，正式抽放前，必須對所有抽放管路進行 試通、試漏；④ 管路鋪設在有提升運輸的巷道內時，抽放管路與礦車最外緣的間隙必須大于 700mm；⑤ 嚴禁 瓦斯管路與電纜同側吊掛及與帶電物體接觸及砸壞管路，修復巷道時必須制定保護抽放管路的措施；⑥ 瓦斯抽放管路要每隔一定距離或在高度起伏變化 處 留有放水三通 ，以便在管路發(fā)生積水及有雜物堵塞時采取措施處理。2/9/2023 9瓦斯抽放管路的選型 ：⑴ 選擇瓦斯抽放管路是決定抽放投資和抽放效果的重要因素之一。⑵ 瓦斯抽放管路直徑 D應根據絕對瓦斯涌出量、預計的瓦斯抽出量及預計的瓦斯抽出率來選定。⑶ 瓦斯抽放管路直徑 D計算公式：D=[(4Qc)∕(60лц)]189。Qc? 管內混合氣體流量 m179。∕min；ц? 管內氣體經濟合理平均流速，取 ц=5~15m∕s。⑷ 礦井瓦斯管路直徑 ：在采區(qū)工作面內一般選用200~250mm，大巷的干管選用 250~325mm，井筒和地面選用 325~400mm。2/9/2023 10瓦斯管路阻力計算⑴ 計算方法和通風設計時計算礦井總阻力一樣。即選擇阻力最大的一段管路，分別計算各段的摩擦阻力和局部阻力，累加起來計算整個管道系統的總阻力。⑵ 各段的摩擦阻力可用下式技術：hf＝ ﹙ 1－ ﹚ ＬＱ c2／ＫＤ 5Hf摩擦阻力， Pa； Ｌ管道的長度 ,m；Ｄ管道內徑 ,cm；Ｑ c管內混合氣體的流量， m3／ h； k系數見教材 p118表；Ｃ管內混合氣體中瓦斯?jié)舛鹊陌俜种?。﹚2/9/2023 11⑶ 管路系統 k值表管徑 cmK0,051管徑 cm＞ K2/9/2023 12⑷ 局部阻力一般不進行個別計算，而是以管道總摩擦阻力的 10%~15%作為局部阻力。管道的總阻力為：hr＝ ﹙ ~﹚ Σhfihfi是該段管道的摩擦阻力， Pa.2/9/2023 13瓦斯抽放管路的連接(1)抽放瓦斯管路與鉆孔可用高壓膠皮軟管通過抽放多通連接。(2)高壓膠皮軟管的尺寸可根據封孔管的直徑來選擇：煤層鉆孔一般選用 2英寸半的高壓膠皮管，巖石鉆孔一般選用 3英寸或 4英寸的高壓膠皮管。(3)抽放瓦斯管與瓦斯管路的連接參考課本119頁 4―1 圖 2/9/2023 14瓦斯抽放管路安裝及拆卸應注意哪些事項？答：應注意以下事項：(1)管路要托掛或墊起，吊掛要平直，拐彎處要設彎頭，不拐急彎。管子的接頭接口要擰緊，用法蘭盤連接的管子必須加墊圈，做到不漏氣、不漏水。(2)在傾斜和水平巷道中安設管路時，必須先安管子托，管子托間距不大于 10m，要接好一節(jié)運一節(jié)，并把接好的管子用卡支或 8~10號鐵絲卡在或綁在預先打好的管子托架上。(3)在通風不良或瓦斯尾巷中安裝管路時，除要有措施外，還應配有瓦斯檢查員，在檢查瓦斯符合有關規(guī)定后方可工作。2/9/2023 15(4)拆卸管子時，要兩人托住管子，一人擰下螺絲。 ﹝ 判斷題 ：在拆卸抽放管時，要一手托住管子、一手擰下鑼拴。 (X)﹞(5)當管路通過風門、風橋等設施時，管路要從墻角打孔通過，接好后用灰漿堵嚴。(6)在有電纜的巷道內鋪設管路時，應鋪設在電纜的另一側，嚴禁瓦斯管路與電纜同側吊掛。(7)用法蘭盤聯接管子時，嚴禁手指插入兩個法蘭盤間隙及螺絲眼，以防錯動擠手。2/9/2023 16(8)管路鋪設時每隔 3~4m要有一吊掛點，保持平、直、穩(wěn)。井下嚴禁使用摩擦產生靜電的塑料管。(9)新安裝或更換的管路要進行漏氣和漏水試驗，不合標準的不能使用。(10)聯接瓦斯管路時必須加膠墊、上全法蘭盤螺絲并擰緊，以確保不漏氣。安裝孔板流量計時，必須嚴格按質量標準施工。拆除或更換瓦斯管路時，必須把計劃拆除的管路與在用的管路用閘閥或閘門隔開，瓦斯管路內的瓦斯排除后方可動工拆除。2/9/2023 17采煤工作面過鉆場時拆除管路的措施有那些？答：措施有以下：(1)回采工作面在距鉆場 30m時，生產單位負責在鉆場內打兩個木垛、木垛必須接頂接實有勁，以保護鉆孔，減少變形量。(2)通風部門要加強鉆場瓦斯檢查，并打上柵欄，揭示警標，發(fā)現有瓦斯積聚，必須及時采取有效措施處理。(3)工作面在過鉆場時盡可能不 破壞頂板，保護好鉆場木垛、抽放軟管及干管，不得隨意甩管。 2/9/2023 18(4)在工作面過鉆場 20m前，新鉆場要并網抽放。若過鉆場抽放效果差，要及時施工穿層鉆孔抽放瓦斯，消除瓦斯超限隱患。(5)在鉆場進入工作面采空區(qū)后 (距煤壁 8~10m左右 )要及時拆除抽放干管，直至新鉆場，并及時將出口悶實不漏氣。(6)在拆除時必須選定合適班次、時間、停泵拆卸，拆卸時要杜絕敲打，避免產生火花 2/9/2023 19㈡瓦斯泵 (p159)常用的瓦斯泵有 水環(huán)真空泵（濕）、離心式瓦斯泵和回轉式瓦斯泵 三種。水環(huán)真空泵的 優(yōu)點 是真空度高、負壓大、流量小、安全性好 (工作頁輪內有水環(huán)沒有爆炸危險 )，結構簡單、運轉可靠。它的 缺點 是流量較小，正壓側壓力低，軸磨損、外殼磨損極大。它 適用于 抽出量較小、管路較長和需要抽放負壓較高的礦井或區(qū)域，適用于瓦斯?jié)舛茸兓^大，特別是濃度較低的礦井。該泵使用較為廣泛。2/9/2023 20離心式瓦斯泵的 優(yōu)點 是運轉可靠不易出故障；運行穩(wěn)定供氣較均勻；磨損小，壽命長；流量高，噪音低。負壓低、流量小。它的 缺點 是價格高，效率低；兩臺瓦斯泵并聯運轉效率較差。它適 用于 瓦斯抽出量大 (20~1200m179。∕min)、管道阻力不高 (4~5kpa)的瓦斯抽放礦井2/9/2023 21回轉式瓦斯泵的 特點 是管道阻力變化時，瓦斯泵的流量幾乎不變。所以它的 優(yōu)點 是不受阻力變化的影響，運轉穩(wěn)定，供氣均勻、效率較高，便于維護保養(yǎng)，價格便宜、經濟合理。它的 缺點 是檢修工藝要求高 (葉軹之間以及與機殼之間間隙必須適當，間隙過小，易摩擦發(fā)熱，間隙過大，漏氣大，效率降低 )；運轉中噪聲大；壓力高時，氣體漏損較大，磨損較嚴重。 它 適用于 流量要求穩(wěn)定而阻力變化大和負壓較高的抽放瓦斯礦井。2/9/2023 22瓦斯泵的選用原則是：(1)瓦斯泵的容量必須滿足礦井瓦斯抽放期間所預計的最大瓦斯抽放量；(2)瓦斯泵所產生的負壓能克服抽放瓦斯管道系統的最大阻力，并在鉆孔口造成適當的負壓；(3)抽放瓦斯?jié)舛鹊陀?25%的礦井，不得選用干式瓦斯抽放泵。 2BEL系列瓦斯泵常見的故障有運轉不正常、啟動困難、軸功率增大、氣量減少和軸承部位