【正文】 ：hf－某段管路的摩擦阻力，Pa；L－管路長度， m；△－混合瓦斯對空氣的相對密度，△=，n1為混合瓦斯中瓦斯的濃度，n2為混合瓦斯中空氣的濃度；Q－某段管路的混合瓦斯流量，m3/h；K0－系數(shù)，根據(jù)管徑查得，；D－管路內(nèi)徑，cm。礦井抽放系統(tǒng)的總阻力，必須按管網(wǎng)最大阻力計算，抽放瓦斯系統(tǒng)應不出現(xiàn)正壓狀態(tài)。根據(jù)礦井抽放瓦斯期間最大純瓦斯抽放量和最低抽放瓦斯?jié)舛?5%，計算抽放泵所需的流量：Qb=100∑Q純 K1/(Xη)=10023(30)=115（m3/min）⑵瓦斯泵壓力計算瓦斯抽放泵的壓力是克服瓦斯從井下抽放孔口起，經(jīng)抽放管路到抽放泵，再到釋放點所產(chǎn)生的全部阻力損失。抽放瓦斯泵的真空度ηz= Hb/101300100%=%。適用于瓦斯流量大(8001200m3/min)，負壓要求高(400050000Pa)的抽放瓦斯礦井；可作為正壓鼓風輸往用戶，同時又可作為負壓抽出瓦斯。結合本礦井抽放煤層透氣性較差，抽放量不大的特點，設計推薦采用水環(huán)式真空泵作為本礦井瓦斯抽放設備，該方案的優(yōu)點是：設備結構簡單，運轉可靠，工作輪內(nèi)充滿水，起防爆阻焰作用，安全性高。電動機選用YB型，660V，185kW隔爆三相異步電動機。――抽放管路應有良好的氣密性及采取防腐蝕、防砸壞、防帶電及防凍等措施。為了方便安裝與檢修，泵機房內(nèi)配備SDXQ3型3t手動單梁懸掛式起重機一臺。4)地面管路防凍措施。柵欄設置的位置，上風側為管路出口外推5m，上下風側柵欄間距不小于35m。監(jiān)測傳感器的位置設在柵欄外1m以內(nèi)。鉆機備用量按工作臺數(shù)的60%計；――抽放站位置應設在不受洪澇威脅且工程地質條件可靠地帶，應避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區(qū)等；宜設在回風井工業(yè)場地內(nèi)，站房距井口和主要建筑物及居住區(qū)不得小于50m；――站房及站房周圍20m范圍內(nèi)禁止有明火；——站房應建在靠近公路和有水源的地方；——站房應考慮進出管敷設方便：有利瓦斯輸送，并盡可能留有擴能的余地；――抽放站建筑必須采用不燃性材料，耐火等級為二級；——站房周圍必須設置柵欄或圍墻；――站房附近管道應設置放水器及防爆、防回火、防回水裝置，設置放空管及壓力、流量、濃度測量裝置，并應設置采樣孔、閥門等附屬裝置。給水管路及水池容積均應考慮消防水量。――必須有抽放瓦斯?jié)舛纫?guī)定及在規(guī)定濃度下的防爆措施。畢業(yè)設計真正考驗一個人的所學和意志品質。確定方案，計算數(shù)據(jù)，選型驗算，繪制大圖，對一個只是念過課本還未接觸過實際問題的學子來說，是何其繁瑣和艱難，沒有一點毅力前進，真是不行。畢業(yè)設計不亞于以往任何形式的學習、實踐。不僅如此，我還要感謝四年來所有教育關心我的各位領導老師。參考文獻[1] 國家煤礦安全監(jiān)察局，《煤礦安全規(guī)程》，煤炭工業(yè)出版社，2005年.[2] 國家煤礦安全監(jiān)督管理總局，《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ10272006），2006年.[3] 煤炭工業(yè)部，《礦井瓦斯抽放工程設計規(guī)范》（MT501896），1996年.[4] 煤炭工業(yè)部. 礦井瓦斯抽放管理規(guī)范. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1997.[5] 建設部、質量監(jiān)督檢驗檢疫總局，《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》（GB502152005），2005年.[6] 國家煤礦安全監(jiān)督管理總局，《煤礦瓦斯抽采基本指標》（AQ10262006），2006年.[7] 國家煤礦安全監(jiān)督管理總局，礦井瓦斯涌出量預測方法（AQ10182006），2006年.[8] 林柏泉 張建國. 礦井瓦斯抽放理論與技術. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社，1996.[9] 朱銀昌,候賢文. 煤礦安全工程設計. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1995.[10] 于不凡,. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.[11] ：中國礦業(yè)大學出版社。以后的道路上讓我們共同珍惜。菁菁校園，草木正綠，又是離別的時候。三個月的時間雖然不長，但我卻體會到了真正意義上的學習。這要求畢業(yè)生還要深化學習，因為煤礦安全實際要求工程技術人員是多面手，應該有全面而細致的知識系統(tǒng)。8 致 謝合上這本厚厚的說明書，我的大學生活也逐漸畫上了句號。――抽放瓦斯泵必須有前后防回火、爆炸、電氣防爆、防靜電措施。――泵房內(nèi)電氣設備、照明和其它電氣、檢測儀表均應采用礦用防爆型；――站房必須有直通礦調(diào)度室的電話；――抽放站應有供水系統(tǒng)。――井下移動瓦斯抽放泵站必須實行“三專”供電，即專用變壓器、專用開關、專用線路。移動抽放泵站排到巷道內(nèi)的瓦斯，其濃度必須在30m以內(nèi)被混合到《煤礦安全規(guī)程》允許的限度以內(nèi)。抽出的瓦斯必須引排到地面、總回風道或分區(qū)回風道；已建永久抽放系統(tǒng)的礦井，移動泵站抽出的瓦斯可直接送至礦井抽放系統(tǒng)的管道內(nèi)，但必須使礦井抽放系統(tǒng)的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》第一百四十八條規(guī)定。2)管路防腐蝕、防漏氣、防砸壞、電氣防爆、防靜電、防帶電、防底鼓措施。――抽放瓦斯管路必須進行防腐處理，外部涂紅色以示區(qū)別。――抽放管路應保持一定的坡度，一般不小于1%。2BE1400型水環(huán)式真空泵，設備尺寸小，質量輕、操作簡單，運行平穩(wěn)，具有電耗小，總投資少等優(yōu)點?；剞D式鼓風機產(chǎn)生的負壓較高，運行穩(wěn)定，供氣均勻。表63 各類瓦斯泵的特點及適用條件類型優(yōu)點缺點適用條件離心式鼓風機運轉可靠，不易出故障；運行平穩(wěn)，供氣均勻，便于維修，保養(yǎng)，使用壽命長；流量大，最大可達1200m3/min。根據(jù)抽放管網(wǎng)最大阻力計算值，鉆場孔口要求的負壓值，以及排放端管路的摩擦阻力，局部阻力的要求，抽放泵必須產(chǎn)生的壓力：Hb=K(Hz+H鉆孔口+H泵出口)=(+20000)=（Pa）式中：H－瓦斯泵壓力，Pa； K－備用系數(shù)，取K =。 計算方法⑴瓦斯泵流量計算抽放瓦斯泵流量必須滿足抽放系統(tǒng)服務年限之內(nèi)最大抽放量的需要。根據(jù)本采區(qū)抽放瓦斯系統(tǒng)管路布置，總干管從地面到回風下山的己15工作面回風巷(上順槽)L1=3200m，采用DN600mm抽放瓦斯管1趟；支管1至己15采面回風下山下端L2=1200m，采用DN250mm抽放瓦斯管1趟；根據(jù)上述抽放瓦斯管路系統(tǒng)，計算管網(wǎng)阻力如下：（1）直管段摩擦阻力 (612)式中：hf－某段管路的摩擦阻力，Pa；L－管路長度，m；△－混合瓦斯對空氣的相對密度，△=，n1為混合瓦斯中瓦斯的濃度，n2為混合瓦斯中空氣的濃度；Q－某段管路的混合瓦斯流量，m3/h；K0－系數(shù)，根據(jù)管徑查得，；D－管路內(nèi)徑，cm。管路系統(tǒng)長，網(wǎng)絡復雜或主管管徑較小者，可按上限取值，反之則按下限取值。（3） 己15采面上隅角與采空區(qū)埋管抽放管路支管的選擇：己15支管上：D= (68)（m）管路選用DN300mm無縫鋼管做為己15采面上順槽抽放瓦斯管。己15支管下：D= （64）（m）管路選用DN100mm無縫鋼管做為己15采面下順槽抽放瓦斯管。抽放管的連接采用CDU快速接頭，主管趟數(shù)為一趟DN600mm無縫鋼管和一趟DN300mm無縫鋼管。——礦井抽放瓦斯量較大且瓦斯利用點分散。瓦斯抽放系統(tǒng)選擇還應注意以下問題：⑴分期建設、分期投產(chǎn)的礦井，抽放瓦斯工程可一次設計，分期建設、分期投抽。：抽放瓦斯管路的管徑應按最大流量分段計算，并與抽放設備能力相適應，抽放管路按安全流速為5~15m/s和最大通過流量來計算管徑，抽放系統(tǒng)管材的備用量可取10%。另外，在保證掘進工作面正常循環(huán)作業(yè)的情況下，采用“邊掘邊抽”的防突方法。圖52 采空區(qū)抽放上隅角抽放：為解決回采期間上隅角瓦斯問題，在采面回風順槽鋪設專用管路或利用采空區(qū)瓦斯抽放的預埋管路，對己15煤采面上隅角瓦斯進行抽放。采空區(qū)埋管抽放由于采面回采后己1617煤層瓦斯大量涌入采空區(qū)，為消除己15煤層開采、己1617煤層采掘時的瓦斯危害和突出威脅，必須將采空區(qū)瓦斯盡可能排除，為此在回風順槽鋪設專用管路進行采空區(qū)抽放。具體布置見表51；圖51。高位鉆孔抽放（1）抽放層位，全冒落帶高度為：H=M/（k1）cosα =（）cos10= （51）H——冒落帶高度 K——巖石碎脹系數(shù)M——工作面采高 α——煤層傾角根據(jù)高位抽放鉆孔抽放原理，鉆孔終孔位置應布置在裂隙帶內(nèi)，因此設計鉆孔終孔位置應布置在采面頂板以上5～9m范圍內(nèi)。己15煤采面選擇的抽放方法為：上下順槽打順層平行鉆孔預抽、高位鉆孔抽放和采空區(qū)埋管抽放、上隅角抽放相結合的瓦斯抽放方法。抽放瓦斯方法、方式的選擇，應根據(jù)瓦斯及煤層賦存情況，瓦斯來源、巷道布置方式、礦井開采技術條件、瓦斯基礎參數(shù)等綜合分析比較后確定。一般把回采工作面老頂初次冒落前的平均瓦斯涌出量認為是本煤層的瓦斯涌出量，而將老頂初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量認為是鄰近層的瓦斯涌出量。5 抽放方法 規(guī)定根據(jù)《MT501896礦井瓦斯抽放工程設計規(guī)范》：選擇抽放瓦斯方法，應根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來源、巷道布置、瓦斯基礎參數(shù)、瓦斯利用要求等因素經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。 抽放難易程度根據(jù)本礦和鄰近八礦、十礦及十二礦實測數(shù)據(jù)和實際抽放效果來看：,屬較難抽放煤層，～‰,一般在3‰以下來看，又屬容易抽放煤層。（2）己1617煤層掘進工作面由于開采己1617煤層時，煤層已被解放，己1617煤層的瓦斯部分釋放到己15煤采空區(qū)中被瓦斯抽放系統(tǒng)抽出。鄰近層己1617煤層瓦斯涌出量為q2 = （43） = = m3/min式中：q2 — 鄰近層瓦斯涌出量，m3/min； ki — 鄰近層瓦斯排放率，取K=40%； mi — 鄰近層厚度，己1617煤層厚度mi=5m； M — 開采層采高，M=。根據(jù)結果可知，通風能夠解決的瓦斯涌出量遠遠小于采區(qū)或工作面的絕對瓦斯涌出量，需要抽放瓦斯來解決剩余瓦斯。 規(guī)定根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第145條及《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》~：有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽放瓦斯系統(tǒng)：⑴1個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1個掘進工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風方法解決瓦斯問題不合理的。己四采區(qū)瓦斯含量高，根據(jù)本礦井和鄰近礦井生產(chǎn)經(jīng)驗，若不采取有效措施，則必然造成工作面瓦斯?jié)舛瘸蓿瑥亩鴩乐赜绊懙V井安全生產(chǎn)及工作面產(chǎn)量的提高。 可抽期根據(jù)《MT501896礦井瓦斯抽放工程設計規(guī)范》《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》：礦井或水平的抽放年限應與其抽放瓦斯區(qū)域的開采年限相適應。 （33）式中 —礦井月平均瓦斯抽采率，%；—礦井月平均瓦斯抽采量，m3/min；—礦井月平均風排瓦斯量，m3/min2 作面瓦斯抽放率的測定與計算：工作面回采期間，在工作面瓦斯抽采干管上安裝瓦斯計量裝置，每周測定工作面瓦斯抽采量（含移動抽采）。對于設計來說，瓦斯抽放率的確定應符合以上標準的要求，也可以參照《AQ礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》。己四采區(qū)瓦斯儲量按下式計算：W = W1+W2+W3 （31） =（+）+0 +（+） =式中：W —采區(qū)瓦斯儲量，Mm3；W1—采區(qū)可采煤層瓦斯儲量，Mm3；W2—受采動影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層瓦斯儲量，Mm3； （32）A2i—受采動影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層的地質儲量，Mt；X2i—受采動影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層的瓦斯含量，m3/t；W3—受采動影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲量，Mm3，W3=K（W1+ W2）K —圍巖瓦斯儲量系數(shù)。三、煤層透氣性系數(shù)（己15煤層）、（己1617煤層）。綜上所述，己四采區(qū)地下水補給條件差，含水層之間缺乏水力聯(lián)系，地下水以消耗凈儲量為主。（五）己四采區(qū)地下水聯(lián)系情況及含水層的賦水性五礦鍋底山斷層以北采區(qū)為半封閉的水文單元，受大氣降雨、地表水系及己組煤段以上含水層的影響較小，對生產(chǎn)的實際影響主要來自于己組煤段砂巖水及底板灰?guī)r水，而且上述充水水源以凈儲量為主。太原組灰?guī)r水石炭系太原組平行不整合于寒武系地層之上，由灰?guī)r、細砂巖、泥巖、砂質泥巖組成，含灰?guī)r6～7層，自上而下編號為L1～L7，～，分上部灰?guī)r段（L2～L3為主）和下部灰?guī)r段（L5～L7為主）兩個含水層，中間主要以砂質泥巖相間隔，太原組灰?guī)r水以巖溶裂隙水的方式存在，地下水類型為巖溶裂隙承壓水，巖溶裂隙發(fā)育程度較低，向深部逐漸減弱，己四采區(qū)僅4717孔見鉆探?jīng)_洗液漏失，從已經(jīng)回采的己三采區(qū)看，石炭系灰?guī)r巖溶裂隙主要發(fā)育在L2灰?guī)r中，發(fā)育程度弱，規(guī)模小，巖溶裂隙之間水力聯(lián)系差，礦坑充水以消耗凈儲量為主。