【正文】 泵環(huán)境周圍的瓦斯?jié)舛?。抽放泵自帶停水?dāng)嚯娧b置，停水?dāng)嚯娛怯糜诒O(jiān)測水源供水的情況，避免泵站在無水情況下空轉(zhuǎn)，損壞泵體。根據(jù)避雷針保護(hù)范圍和放空管的高度hx，計(jì)算當(dāng)避雷針距放空管距離小于5m時，避雷針高度為14m足以滿足要求。從針頂點(diǎn)向下作45176。圖412 正壓放水器與抽放管路連接圖在泵房內(nèi)抽放管路上配置控制閥門、測壓嘴、孔板流量計(jì)（抽放泵站自帶），對抽放瓦斯系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量和測定，計(jì)量裝置的安裝與井下管路相類似，見圖46，圖47，及附圖2。圖410 銅網(wǎng)式防爆、防回火裝置圖411 水封式防爆、防回火裝置泵站的出氣端設(shè)置放空管，用來排放泵站抽出的瓦斯。以下設(shè)計(jì)按選擇ZWY40/75型泵進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)泵的特性曲線，泵抽氣量能滿足抽放需求。H總—抽放系統(tǒng)管網(wǎng)總阻力，Pa；H孔—抽放管口所需負(fù)壓，采空區(qū)抽放取10000Pa。QZ—抽放瓦斯總量（純量），m3/min，取2m3/min。 抽放泵流量計(jì)算抽放瓦斯泵流量必須滿足抽放期間最大抽放量的需要。式中：qv——?dú)怏w體積流量，m3/s；K ——孔板系數(shù)（出廠時測定，給用戶提供的K值）；Δh——U型管水柱壓差，mm。(3) 計(jì)量裝置：瓦斯流量是瓦斯抽放工作中的一個重要參數(shù)，孔板流量計(jì)用以測定瓦斯抽放管路中的瓦斯流量。設(shè)計(jì)選用的閥門為截止閥。 附屬裝置管路附屬設(shè)施主要包括如下設(shè)備：抽放管路低洼處要安裝放水器。托掛安裝見圖44，井下支撐墩與地面支撐墩類似見圖43，吊掛式安裝見圖45。每隔6m設(shè)置一個支撐架，也可采用地面支撐墩，必要時在支撐上設(shè)有半圓形管卡固定管路，防止管路下滑。H局=約1000m。 管網(wǎng)阻力計(jì)算抽放瓦斯管路阻力包括摩擦阻力和局部阻力。當(dāng)管中瓦斯流速取10m/s，抽放管路中混合流量按20m3/min計(jì)算：D=206mm，因此可管路選擇內(nèi)徑為200mm的8寸管，一般選用無縫鋼管，由于礦井規(guī)模較小，為節(jié)省投資，也可采用焊縫鐵管，壁厚46mm，如考慮安裝及運(yùn)輸方便，也可采用玻璃鋼管。故一般采用下式計(jì)算，并參照抽放泵的實(shí)際能力使之留有備用量，同時尚需考慮運(yùn)輸和安裝方便。根據(jù)礦井的具體情況，由于回風(fēng)井今后將廢棄，因此抽放管路從副平硐通到地面，在副平硐口以北的山上，開出一塊平地，用來建泵站。 抽放泵位置選擇抽放泵站的位置，一般有兩種選擇，一種是泵站布置在井下靠近抽放地點(diǎn)的進(jìn)風(fēng)流中，這樣可以大大減少管路長度，可以根據(jù)抽放地點(diǎn)的改變移動抽放泵，可以節(jié)省管路投資，前提條件是抽放管路排出的瓦斯排放到采區(qū)專用回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷后，經(jīng)稀釋瓦斯?jié)舛炔怀蕖?）應(yīng)在上隅角設(shè)擋風(fēng)簾，并調(diào)整插管的位置和深度，以保證抽放濃度較高。 采空區(qū)插管抽放的安全管理1）所有參加采空區(qū)插管（埋管）抽放的工作業(yè)人員必須掌握操作的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，熟知瓦斯的基本知識，嚴(yán)格遵守規(guī)程，安全負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場安全把關(guān)。）孔深（m）鉆孔直徑（mm）掘進(jìn)鉆孔β18176。 掘進(jìn)工作面邊掘邊抽除采取迎頭打鉆孔抽放外，也可以考察邊掘邊抽，其優(yōu)點(diǎn)抽放時不影響掘進(jìn)，且抽放效果較好，缺點(diǎn)是需掘鉆場，增加工程量，見圖39，鉆場規(guī)格寬2m，長4m，高與掘進(jìn)巷道相同。 鉆孔與管路的連接聚氨酯封孔1小時后，便可與抽放管路連接（水泥砂漿封孔不但麻煩，還需經(jīng)25小時后才可與抽放管路連接）。抽放管為內(nèi)徑25mm的焊縫鋼管，長為5～6m，在管前端焊上鐵檔板，套上木塞和橡膠墊圈，距前端橡膠墊圈1m處，再套上木塞和橡膠墊圈，并用鐵線纏緊固定，在1m間距內(nèi)的抽放管上固定一塊毛巾布（1m）。對于井下封孔而言，主要要求聚氨酯在發(fā)泡后，其內(nèi)所形成的孔為封閉孔，即各孔之間互不連通，另外對發(fā)泡時間、發(fā)泡倍數(shù)、固化后的強(qiáng)度，可塑性等均有一定的要求。 圖37 掘進(jìn)工作面鉆孔布置示意圖注：上圖僅供參考，鉆孔開孔位置應(yīng)避開破碎處，鉆孔的個數(shù)可以根據(jù)瓦斯及斷面情況布置48個左右，可根據(jù)抽放情況增減。為提高抽放瓦斯鉆孔的抽放瓦斯量，防止鉆孔垮孔、堵孔，影響抽放效果，頂板孔內(nèi)可采用鐵套管固孔，以提高鉆孔的密封性，每施工完成一個鉆孔后立即進(jìn)行封孔。圖36 頂板高位鉆孔抽放上鄰近層瓦斯示意圖封孔工藝：鉆孔施工時，先采用直徑78mm鉆頭開孔，開孔深度6m。鉆孔布置：每個鉆場內(nèi)布置4個鉆孔，呈扇形布置，詳見圖36，鉆孔參數(shù)見表32。采空區(qū)埋管抽放見圖34。抽放管伸入上隅角長度及位置應(yīng)根據(jù)實(shí)際抽放效果，不斷調(diào)整，得到合理的參數(shù)。為操作方便，靠近采面上隅角段管路可采用6m長的鎧裝軟管與主抽放管路連接，將鎧裝軟管插入上隅角，為保證軟管吸入口處于上隅的上部（上部瓦斯?jié)舛容^高），抽放軟管與木棒綁在一直（避免軟管口下耷），用鐵絲吊掛在支架上，為提高抽放濃度，上隅角處應(yīng)采用擋風(fēng)簾，提高抽放效果。可邊掘邊抽或先抽后掘 根據(jù)XX礦的情況，與鄰近層抽放相對，采空區(qū)瓦斯抽放投資小，操作簡單，因可首先考慮采空區(qū)瓦斯抽放，在采空區(qū)抽放時，可先采用上隅角插管抽放，如效果不好再采取深部埋管或埋管抽放。采空區(qū)埋管采空區(qū)瓦斯涌出量大前兩種方法無法解決問題時考慮采用。根據(jù)上述選擇瓦斯抽放方法的原則，結(jié)合XX礦煤層的賦存、瓦斯來源等特點(diǎn)，決定采取鄰近層或采空區(qū)瓦斯抽放的方法。礦的煤層賦存與開采條件，各鄰近層較薄，進(jìn)行鄰近層瓦斯抽放在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。 鄰近層瓦斯抽放鄰近層瓦斯抽放就是通常所說的卸壓層瓦斯抽放。初步估算，2201工作面采空區(qū)瓦斯涌出量占整個工作面瓦斯涌出量的50％以上，是工作面瓦斯涌出的主要來源,采空區(qū)瓦斯涌出中有一部分來自鄰近層。抽放實(shí)踐已證明，在煤層群開采時，鄰近層瓦斯抽放和采空區(qū)瓦斯抽放效果一般都比較好，故XX礦進(jìn)行鄰近層或采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)上是可行的，同時瓦斯抽放能保證正常生產(chǎn)，所以經(jīng)濟(jì)上也是合理的。開采層瓦斯抽放（未卸壓）的可行性是指在原始透氣性條件進(jìn)行預(yù)抽的可能性。眾所周知，加強(qiáng)通風(fēng)是處理瓦斯的最有效方法，而當(dāng)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能解決的瓦斯涌出量時就應(yīng)當(dāng)采取抽放瓦斯措施，對于局部區(qū)域的瓦斯超限（如上隅角等），采用通風(fēng)方法可能無法解決瓦斯問題或采用通風(fēng)方法不合理時，也必須采取瓦斯抽放措施。 抽放工作面概況2201采煤工作面位于南采區(qū)，開采201號煤層，平均采高2m左右，工作面采長84m，走向長度800m，采用爆破落煤，工作面采用單體液壓支拄和金屬鉸接頂梁支護(hù)，全部垮落法管理頂板，工作面采用U型通風(fēng)，配風(fēng)量740m3/min，％左右，回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛扔谐蕃F(xiàn)象。采用鉆眼爆破法落煤。礦井改擴(kuò)建后設(shè)計(jì)能力15萬t/a，礦井服務(wù)年限計(jì)算如下：服務(wù)年限=可采儲量80％/(年產(chǎn)量儲量備用系數(shù))=65680％/(15)=25a。南采區(qū)的絕對瓦斯涌出量近10m3/min，相對瓦斯涌出量近20m3/t，瓦斯涌出量大大超過2003年，根據(jù)礦井等級鑒定結(jié)果，礦井的煤塵有爆炸危險性，煤層按有自燃發(fā)火考慮。結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定可靠20－1～0－2頂板以泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖，底板巖性為粉砂質(zhì)泥巖。結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定可靠81～無頂板以粉砂巖、細(xì)砂巖為主，底板巖性為泥巖或粉砂巖。F104正斷層：位于井田北部井田內(nèi)走向240m,斷層走向北東、傾向南東，傾角65186。井田內(nèi)走向800m，斷層走向近北東，傾向南東，傾角75186。左右，北部傾角大，一般55186。 地質(zhì)構(gòu)造及煤層特征 地層井田內(nèi)出露的地層由老到新有上二迭統(tǒng)峨嵋山玄武組、宣威組、下三迭統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組及第四系。 氣象及地震情況本區(qū)內(nèi)氣候溫和濕潤，屬亞熱帶高原性季風(fēng)氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，雨量充沛，季節(jié)性分區(qū)不明顯，據(jù)盤縣氣象局資料，最高氣溫為30℃，最低氣溫－5℃，年平均濕度為81％。井田內(nèi)總體地勢北部高，南部低，井田內(nèi)最高點(diǎn)位于井田東北部邊界附近，標(biāo)高1985m左右，最低點(diǎn)位于井田南部邊界附近，標(biāo)高1695m左右，相對高差290m。1. 地形、地貌及河流XX煤礦位于盤關(guān)向斜西翼南段。三、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想在符合規(guī)范要求，滿足使用的前提下，盡可能降低成本，節(jié)省工程投資；設(shè)備、管材選型留有余地，能充分滿足礦井安全生產(chǎn)的需要；采用的工藝技術(shù)具有先進(jìn)性，且符合實(shí)際。二、設(shè)計(jì)的主要依據(jù)《礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （MT501896） 中華人民共和國煤炭工業(yè)部 1997年1月；《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》 中華人民共和國煤炭工業(yè)部 1997年4月；《煤礦安全規(guī)程》 煤礦安全監(jiān)察局 2001年9月28日；《貴州省盤縣紅果鎮(zhèn)XX煤礦改擴(kuò)建方案》 貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院 2002年5月 XX煤礦提供的通風(fēng)、生產(chǎn)和地質(zhì)方面的資料。礦井現(xiàn)有簡易公路與320國道相連，以井口為中心，距盤西支線紅果車站10km，盤縣新城10km，距云南富源縣36km，交通運(yùn)輸十分便利。井田內(nèi)屬中切割的中山地形，地面多被第四系坡積物覆蓋。雨季暴漲，枯季流量較小，主要受大氣降水的控制。礦井采用雙回路供電系統(tǒng)，一回從火鋪供電工區(qū)6KV引入，一回從10KV農(nóng)網(wǎng)T接引入，電源有保障。南部傾角小，一般32186。F101正斷層：位于井田南部，為井田南部邊界。左右。、煤塵、煤的自燃依據(jù)礦井2003年瓦斯等級鑒定結(jié)果，絕對瓦表11 煤層賦存情況表:煤層號煤層厚(m)最小最大平均夾矸層數(shù)頂?shù)装鍘r性煤層穩(wěn)定性3～0－1頂板以粉砂巖為主，局部粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，底板巖性為泥巖或沙質(zhì)泥巖。結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定可靠1530. 78～0－2頂板以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，底板巖性為泥巖或粉砂質(zhì)泥巖。本設(shè)計(jì)主要依據(jù)2004年5月收集礦井的瓦斯資料。1. 3 礦井概況. 1 礦井的煤層儲量、設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力及服務(wù)年限依地質(zhì)報告，礦井內(nèi)保有儲量1258萬t，井田邊界煤柱及村莊永久煤柱損失364萬t，采出及開采損失儲量238萬t，井田內(nèi)保有儲量1020萬t，剩余可采儲量656萬t。采用金屬支柱和金屬鉸接頂梁支護(hù)，全部垮落法管理頂板。礦井南采區(qū)巷道布置及通風(fēng)系統(tǒng)見圖11。圖11 XX礦巷道布置及通風(fēng)系統(tǒng)示意圖2 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性瓦斯抽放旨在保障礦井安全生產(chǎn)，同時也是解決瓦斯的基本手段。 瓦斯抽放的可行性瓦斯抽放的可行性應(yīng)以是否能抽出瓦斯或能否獲得較好地抽放效果來評價。鄰近層和采空區(qū)（上隅角）瓦斯抽放是屬于卸壓瓦斯抽放，抽放效果一般較好，鄰近層抽放一般濃度較高，而采空區(qū)抽放量一般較大，采空區(qū)抽放與煤層預(yù)抽及鄰近