【正文】 抽放管路內可能有涌水， XX 礦井下均為負壓管路，需安裝負壓放水器，也可安裝自動放水器，負壓放水器安裝見圖 48，人工放水器結構及安裝見圖 49。當氣體經管路通過孔板時，在 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 28 孔板兩側產生壓差，通過壓差可以計算出管路中氣體的流量。測壓管高度設計為 20mm，選用內徑 6mm 的紫銅管，在安裝管路之前預先焊上，平時用密封罩罩住或用細膠管套緊捆死，以防漏氣。 泵站配置 U 型管水柱計、瓦斯檢定器（ 100％）、高負壓取樣器 、氣壓計等檢測儀。井下管路再涂一層煤焦瀝青漆。 圖 42 地面管路支撐架示意圖 圖 43 地面管路支撐墩示意圖 二、井下管路安裝敷設 井下抽放瓦斯管路包括風井管路、總回巷管路和掘進工作面管路。 井下管路 煤礦井下的環(huán)境條件較惡劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受壓變形，空氣濕潤易銹蝕等，為此對煤礦井下抽放瓦斯管路的敷設有如下要求： (1)瓦斯 管路應采取防腐、防銹蝕措施； (2)傾斜巷道的瓦斯管路，應用卡子將管道固定在巷道支護上，以免下滑； 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 26 (3)管路敷設要求平直，盡量避免急彎； (4)管路敷設時，要考慮流水坡度，要求坡度盡量一致，避免高低起伏，低洼處需安裝放水器； (5)新敷設的管路要進行氣密性。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 25 Q— 抽放混合瓦斯量， m3/h。 摩擦阻力計算： 5 KD LQH ??摩 式中 H 摩 — 管路的摩擦阻力， Pa。瓦斯抽放管徑選擇如表 41 所示。 Q— 瓦斯管中混合瓦斯流量， m3/min。 抽放瓦斯管路敷設路線如圖 41： 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 23 主斜井副平硐圖41 茨門溝礦南采區(qū)抽放管路敷設示意圖抽放泵站抽放管路車場＃運輸大巷7＃煤巷3＃煤巷7＃運輸1 2＃煤巷副斜井17＃運巷17＃回風井1 7＃煤巷2 201運輸巷2 201回風巷2 201工作面切眼 抽放瓦斯管徑選擇 瓦斯抽放管徑選擇合理否，對抽放瓦斯系統(tǒng)的建設投資及抽放系統(tǒng)效果有很大影響。這樣泵站即使布置在井下也不能縮短抽放管路的長度 ，而且布置在井下需打硐室，供電及供水都不如地面方便，因此這種情況下，泵站一般都布置在地面。 4 瓦斯抽放管路系統(tǒng) 抽放瓦斯管路選擇 抽放管路及抽放泵位置選擇原則 抽放管路應盡量選擇敷設在巷道曲線段少和距離短的線路中，盡可能避開運輸繁忙巷道，首選回風巷內鋪設，還要考慮安裝、檢修方便。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 22 3）插管抽放時，插入上隅角的管路應為軟管，可避免撞擊，同時軟管應阻燃防靜電。 同煤層傾角 30 75 以上兩種方法中，掘進工作面先抽后掘影響掘進的進度，而邊掘邊抽雖不影響掘進速度，但需打鉆場增加工程量，可以通過現(xiàn)場使用比較，選擇效果較好的一種抽放方法。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 21 圖 39 掘進工作面邊掘邊抽示意圖 表 33 邊掘邊抽鉆孔技術參數表 鉆孔 類別 鉆孔與巷道夾角 （176。鉆孔封孔器與抽放管路的連接如圖 38 所示。為了避免封孔管晃動影響封孔質量， 孔口處用木塞楔緊。該聚氨酯封孔材料膨脹倍數 20 倍以上，聚氨酯發(fā)泡均勻、細小，孔隙又不聯(lián)通，還有可塑性，適于動壓區(qū)封孔；在抽放瓦斯負壓 60～ 80KPa、正壓 2MPa 下，鉆孔密封嚴實不漏氣。） 鉆孔與水平面夾角 （176。 抽放方法： 在掘進工作面向迎頭打順層鉆孔，在工作面掘進前進行預抽，降低或消除掘進工作面瓦斯突出的危險。在孔內插入直徑 50mm 的雙抗塑料管作為抽放瓦斯管， 封孔可采用兩種方法：聚胺酯封孔或水泥封孔。） 傾角 （176。 圖 35 已采老采空區(qū)插管抽放瓦斯示意圖 高位鉆孔抽放鄰近層瓦斯 抽放方法：采用頂板高位鉆孔抽放鄰近層及圍巖的瓦斯。 抽放管 擋風簾 鎧裝軟管擴散器2201回風巷2201工作面 抽放管路擋風簾擴散器單體支架采空區(qū)圖3 2 上隅角分支插管抽放瓦斯示意圖膠管2201回 風巷 對于采空區(qū)瓦斯涌出量較大的工作面，如果采取上隅角淺部插管效果不好，無法解決瓦斯超限問題，可以考慮在回風巷打木垛，將鐵管插入采空區(qū)較深的位置，隨著工作面的推進，不斷的向外拖拽插入的管路，插管長度可根據情況確定，一般 510m左右， 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 13 如果插管伸入采空區(qū)較深（ 20m以上），也可叫做采空區(qū)瓦斯抽放，見圖 33。抽放工藝如圖 31 所示。本煤層瓦斯預抽今后再考慮。 老塘（已采采空區(qū)）密閉抽放 老塘瓦斯涌出量大 防止老塘瓦斯向外涌出 鄰近層瓦斯抽放 高位鉆孔抽放鄰近層瓦斯 鄰近層較多且瓦斯涌出量較大 抽放效果一般較好，但需打巖石鉆孔，施工及管理難度較大。 表 31 可行的抽放方案 抽放方法 抽放工藝 理 由 備注 采空區(qū)瓦斯抽放 上隅角淺部插管 上隅角瓦斯?jié)舛容^高 工藝簡單，可解決上隅角附近小范圍瓦斯超限問題。 瓦斯抽放方法確定 抽放瓦斯方法的選擇，主要是根據礦井（或采區(qū)、工作面）瓦斯來源、煤層賦存狀況、采掘布置、開采程序以及開采地質條件等因素進行綜合考慮。此時煤層與巖層之間形成的空隙與裂縫，不僅可儲存卸壓瓦斯，而且也是良好的瓦斯流動通道，為防止鄰近層瓦斯向開采層工作面涌出就應當用抽放的辦法來處理這部分瓦斯。邊采邊抽利用工作面開采時的卸壓效應抽放本層瓦斯，當工作面推進時，工作面前方煤體由于卸壓，透氣性大大增加，抽放效率大幅度提高，采用斜向孔或交叉鉆孔，抽放工作面前方煤體的卸壓瓦斯。采落煤及煤壁瓦斯涌出來自開采煤體，采空區(qū)瓦斯涌出則可包括以下幾部分，即圍巖瓦斯涌出、未采分層瓦斯涌出、丟煤瓦斯涌出和鄰近層瓦斯涌出 等。 XX礦沒有進行過抽放可行性研究工作，但根據鄰近的盤江局的抽放情況，煤層透氣性尚可，本煤層預抽完全可行。 此外，今后為預防 17?？赡馨l(fā)生煤與瓦斯突出，須考慮進行煤層預抽。必需須采取瓦斯抽放措施。礦井南區(qū)目前總風量1500m3/min 左右。 采煤方法采用走向長壁偽俯斜分段走向密集采煤法，在工作面回采的同時，布置另一個回采工作面順槽掘進頭，形成 完整的生產系統(tǒng)。 此外根據紅果縣煤炭局反映， 17＃煤在掘進時有過動力現(xiàn)象發(fā)生（未經權威部門鑒定），該煤層有發(fā)生煤與瓦斯突出的可能性，今后紅果礦如有煤與瓦斯突出現(xiàn)象發(fā)生， 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 6 掘進和開采 17＃煤層時須考慮進行預抽，防止煤與瓦斯突出。由于 20xx 年瓦斯鑒定時沒有采煤面，涌出量較小。 結構簡單 穩(wěn)定可靠 151 0. 8～ 0－ 1 頂板以泥質粉砂巖或粉砂 質泥巖為主，底板巖性為泥巖或粉砂巖。 煤層 及煤質 宣威組含煤層 28～ 49 層，一般 38 層，含煤總厚 24～ 43m，平均 34m，平均含煤系數 15％，其中含可采煤層 20 層 （ 3－ 1 1 15－ 15－ 16－ 16－ 1 18－ 20－ 20－ 2 2 2 25 號），平均可采總厚度 25m，主要的可采煤層 6 層（ 1 15－ 15－ 20－ 1），主要可采煤層賦存情況 見表 11： 礦井開采煤層為低中～中灰，低～特硫煤，煤種為肥氣煤，主要適用于煉焦、動力、氣化和民用。 F103 正斷層：位于井田北部，井田內走向 300m，斷層走向北東，傾向南東，傾角60186。本井田構造復雜程度屬中等。 地質構造 XX 煤礦井田位于盤關向斜的西翼南段，地層總體走向 NNE，傾向 NEE，傾角 22～70186。 水源及電源情況 礦井生活用水取自附近泉井水，生產用水可取自松山河或井田泉井水。三條河流均為山區(qū)雨源性河流，流量變化幅度大。單面山與單 斜谷地走向與地層走向一致，呈近北延伸。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 3 1 礦井概況 井田概況 交通位置 XX 煤礦位于貴州省盤縣南紅果鎮(zhèn)松山村境內，隸屬盤縣煤炭工業(yè)管理局管轄。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 1 前 言 一、任務來源 貴州省盤縣紅果鎮(zhèn) XX 煤礦經改擴建后生產能力為 15 萬 t/a，目前礦井實際生產能力已達到 20 萬 t/a，隨著礦井生產規(guī)模的擴大及開采深度的增加，礦井瓦斯涌出量增大，采煤工作面上隅角經常出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象，為解決局部瓦斯超限問題， 確保安全生產，XX 煤礦決定開展瓦斯抽放工作，委托煤炭科學研究總院撫順分院進行瓦斯抽放設計，撫順分院的設計人員認真研究和分析了 XX 煤礦的煤層賦存、瓦斯涌出及開拓開采情況后認為， XX 煤礦具備建立抽放系統(tǒng)的條件，并在此基礎上進行了瓦斯抽放設計。 四、設計的主要內容 設計的主要內容為： XX 礦瓦斯賦存情況、抽放瓦斯的可行性及必要性、抽放量預計； 瓦斯抽放方法及抽放工藝設計，抽放瓦斯鉆場與鉆孔參數設計； 地面抽放泵站的泵房布置、供電、供水、通訊等設計； 工程中所需設備、儀器、儀表及附屬裝置等選型及安裝設計； 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 2 抽放泵站及井下管路的檢測、監(jiān)控布置； 抽放瓦斯管理措施及安全措施； 抽放所需主要設備及材料清單及工程投資概算； 安裝及施工圖 紙的繪制。屬構造 — 剝蝕山地地貌，發(fā)育單面山，單面山脊之間組成單斜谷地，西北部由峨嵋山玄武組地層構成構造坡，東南部由三疊系地層構成剝蝕坡，在構造坡與剝蝕坡之間由龍?zhí)督M地層組成不對稱的單斜谷地。 井田中部有崗寨河，楊梅河、南部有沙陀河，崗寨河河流流向自西南向東北，楊梅河老河河流流向自北向南，沙陀河流向自西向東。 盤縣特區(qū)地震烈度為 6 度。 井 田內的含煤地層為上二迭統(tǒng)宣威組，系陸相沉積，巖性由灰色細砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖及煤層組成，厚度 170m～ 230m，一般 185m。左右，井田內斷層較發(fā)育，此部見 F10 F104 正斷層，南部見 F101正斷層，僅在井田中部有一條 F1120 斷層，在界中部有一斷層帶影響各煤層，對開拓、開采帶來不利影響。在中沙陀寨子附近斷層是上下盤均為煤系地層，落差大于 60m，斷層破壞全煤系的完整性。左右。 結構簡單 穩(wěn)定可靠 12 0. 37～ 1. 35 0－ 1 頂板以砂質泥巖為主，泥質粉砂巖、粉砂巖次之，底板巖性為泥巖或粉砂質泥巖。 結構簡單 穩(wěn)定可靠 斯涌出量 m3/min，屬高瓦斯礦井。因此必須提高安全意識，嚴格礦井瓦斯管理，搞好監(jiān)測監(jiān)控及瓦斯抽放工作。 礦井開拓開采 礦井采用斜井開拓方式，分南北兩個區(qū)開采，斜井主要用于運煤、運材料、進風排水，敷設管線，回風井回風，采用絞車提升，運煤采用 礦車。 礦井通風 礦井通風方式采用分區(qū)抽出式，主斜井進風，回風斜井回風，風機采用 ZT524No13型防爆軸流通風機兩臺，一臺工作、一臺備用，電機功率 15KW。采空區(qū)瓦斯涌出量較大，受漏風影響，上隅角瓦斯經常超限，瓦斯?jié)舛纫话?46％左右，嚴重威脅著礦井的安全生產。 XX 礦 2201 工作面采空區(qū)瓦斯涌出量大，上隅角濃度經常達到 4％以上，如果增加工作面配風量，采空區(qū)漏風也增加，采空區(qū)瓦斯涌出量增大，造成上隅角瓦斯?jié)舛雀y控制，因此單純依靠增加風量并不能解決上隅角瓦斯超限問題，此外由于