【正文】 qn— 鄰近層瓦斯涌出量， m3/t。X K3—— 瓦斯涌出程度系數(shù)，按經(jīng)驗取之或?qū)崪y確定； X—— 煤層原始瓦斯含量， m3/t； Xk—— 運到地面煤的殘余瓦斯含量， m3/t； K2—— 負壓抽采時抽采作用系數(shù)， K2＝ ～ ； Kg—— 礦井瓦斯抽采率， %。 表 454 礦井瓦斯儲量計算結果表 煤層 瓦斯含量 （ m3/t） 地質(zhì) 資源 儲量 （ Mt） 瓦斯儲量 （ Mm3） W1 M12 W2 M13 M14 W3 K（ W1+W2） 0 合計 （ 3） 瓦斯可抽量計算 瓦斯可抽量是指在瓦斯儲量中在當前技術條件下能被 抽出的最大瓦斯量，其計算公式如下： W抽 ＝ W （ 首采 +1510m標高煤層埋深為 140m，可采范圍最低標高 +1400m標高煤層埋深為 180m）； 則 +1510m標高： P=140=420kPa=； +1400m標高： P=180=540kPa=； 2） 礦井煤層 瓦斯含量計算 由于該礦井沒有瓦斯儲量圖及測定的相關資料，故采用以下經(jīng)驗公式計算煤層瓦斯含量。 一、 礦井年抽放量及抽放年限 （一） 礦井瓦斯儲量及可抽量 瓦斯儲量計算范圍 青松嶺 煤礦 可采煤層為 M0、 M1 M1 M14 煤層， 由于 M0 煤層與 M12 煤層的層間距為 60m，對 M12 煤層的瓦斯涌出量不會造成影響，但 M1 M14 煤層的瓦斯涌出量會影響 M12 煤層，當開采 M12煤層時， M1 M14 煤層均處于充分卸壓區(qū)，瓦斯會涌入 M12 煤層的采煤工作面。 根據(jù) 2020 年 7 月國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局 （ 國家煤礦安全監(jiān)察局 ）發(fā)布的第五號令第十條，高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井應建立瓦斯抽放系統(tǒng) ，本次設計采用地面固定瓦斯抽放系統(tǒng)，抽放泵站建在 +1650m 回風平硐附近 。 1） 礦井瓦斯壓力計算 按以下經(jīng)驗公式計算： P=（ ～ ） H， 根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)驗取值，取 P=； 式中： P—— 距地表垂深 H處煤層瓦斯壓力， kPa； H—— 煤層所埋藏深度， m。 礦井瓦斯儲量經(jīng) 上述公式 計算 ，其 結果 詳 見表 454。 Kg K1—— 煤層瓦斯排放系數(shù)； K1＝ K3(X－ Xk)247。 工作面瓦斯涌出量由本煤層、臨近層 和圍巖三部份組成，采用瓦斯涌出量預測法計算瓦斯涌出量。 則回采面瓦斯涌出量為： qf=qb+qn=+=。 Wh Vr— 煤 的 揮發(fā)份， %； Wh— 煤層瓦斯含量， m3/t； L0— 巷道瓦斯涌出量達到最大穩(wěn)定值時的巷道長度， 根據(jù)經(jīng)驗取 100m； s— 掘進端頭見煤面積， ； γ— 原煤容重， ； WC— 煤層殘存瓦斯含量， M12 煤層揮發(fā)分 %，查表取6m3/t； 根據(jù)以上經(jīng)驗數(shù)據(jù)代入公式可得： qj=qm+qL=+=。 根據(jù)上述計算 結果，礦井相對瓦斯涌出量預測值（含回采面瓦斯涌出量、掘進面瓦斯涌出量、采空區(qū)瓦斯涌出量）為 ，絕對瓦斯涌出量為 。 3）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。 （ 3） 綜合利用需要 瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)、潔凈的能源，將抽出的瓦斯加以利用，可以變廢為寶，改善能源結構，保護礦 區(qū)環(huán)境，取得顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。 抽放瓦斯的可 能 性 （ 1）開采層 抽放 瓦斯 的可 能 性 本煤層瓦斯抽放的可 能 性主要取決于煤層 的 自然透氣性，其評價指標有兩個：煤層的透氣性系數(shù)（ λ）和鉆孔瓦斯流 量衰減系數(shù)（ α）。 （ 2） 鄰近層抽放 瓦斯 的可能性 青松嶺 煤礦開采的 M12 煤層 與 上鄰近層 M0 煤層間距較 大，約為60m， M12 煤層開采后，相對于 M0 煤層而言，起不到卸壓作用。 表 456 煤層瓦斯抽放的難易程度劃分表 分類 鉆孔流量衰減系數(shù) d1 煤層透氣性系數(shù) m2／ MPa2 抽放瓦斯效果預計 （ 1）礦井（采區(qū)） 瓦斯抽放率 礦井（采區(qū)）瓦斯抽放率按以下公式計算： zkkk Q?? 100? 式中： k? —— 礦井（采區(qū)）瓦斯抽放率， %； kQ —— 礦井（采區(qū)）瓦斯抽放 量 ， Mm3/a； zQ —— 礦井（采區(qū)） 總回風 絕對 瓦斯 涌出量 ， Mm3/a。根據(jù)上述基本情況，采用下列公式預計礦井年抽采量。 根據(jù) 青松嶺 煤礦地質(zhì)資料顯示， 井田 內(nèi)無溶洞存在， 因此，礦井瓦斯來源主要是含煤地層中可采煤層和不可采煤層中 的 瓦斯 以及圍巖瓦斯構成 。根據(jù)上述瓦斯涌出量預測結 果， 本煤層瓦斯涌出 量 占 80％，鄰近層瓦斯涌出 量 占 20%。因此，根據(jù)礦井的煤層和瓦斯賦存狀況、礦井開拓及抽放瓦斯的目的，結合抽放瓦斯方法選擇的原則，確定礦井抽放瓦斯方法。 心線夾角孔5m35m70m5m3～5m∮89mm∮65mm工作面回風順槽 工作面運輸順槽15m 15m順層鉆孔鉆場準備工作面31223鉆123與鉆場中(176。 10～15m25002500ⅡⅡ39。400400圖452 石門揭煤抽放鉆孔布置示意圖10～15m （ 3）煤巷（半煤巷）打超前排放孔 掘進工作面瓦斯涌出量不大，采用通風方法可以將工作面涌出的瓦斯稀釋到 1%以下，因此，采用在掘進工作面順層布置超前瓦斯排放孔，不進行瓦斯抽放。剖 面Ⅰ39。ZDY750 型煤礦用液壓鉆機技術參數(shù)見表 457。瓦斯抽放鉆孔 設計 采用 BFK10/ 型礦用封孔泵封孔 ， BFK 型礦用封孔泵主要應用于煤礦瓦斯抽放封孔 。抽放參數(shù)考察的儀器儀表主要有：孔板流量計、皮托管流量計、 家用煤氣表、水銀壓差計（或真空表）、水柱壓差計 、 氣體采樣器等。若 設在運輸巷道內(nèi) ， 應將管路架設一定高度并加以固定，防止機車或礦車 一旦掉道不至于 撞壞 管子 。 抽放管路 管徑、材質(zhì) 、規(guī)格 根據(jù)輸送的瓦斯流量不同， 抽放 管路中的管道分主管、干管、支管三種，其合理的管徑按下式計算： ??????? VQd 式中： d—— 瓦斯管內(nèi)徑 ， m； Q—— 瓦斯管內(nèi)流量 ， 根據(jù)礦井日瓦斯抽放量 、采掘工作面日瓦斯抽放量 Mm3 和采空區(qū)日瓦斯抽放量 Mm3，按照瓦斯抽放率 25%分別計算得：主管 ，干管，支 管 ； V—— 瓦斯管 內(nèi) 流速， 取 5m/s。預抽需有較高的負壓才能達到較好的抽放效果，對此確定鉆孔最小抽放負壓 h 孔 為 30kPa。 （ 3） 支管最大阻力： 支管為工作面回風順槽，管路長度為 655m，其阻力為： 25 干干 QdKLh ?? = 25 5 ???? =520Pa 其中 Q 支 根據(jù)礦井采空區(qū)日瓦斯抽放量 和抽放濃度計算得出 Q 支=24m3/h。 1）閥門 瓦斯抽放管路和鉆場連接管上均應安設閥 門，其主要目的是用來調(diào)節(jié)和控制各抽放點的抽放量、抽放濃度、抽放負壓等。 瓦斯抽放系統(tǒng)也可選擇人工放水器定期放水。 放水器的主要技術指標為： a、適用負壓范圍： 0～ 90kPa： b、最大放水能力： 420L／ h； c、最小安裝尺寸： 485350 415；（ mm） d、集水口接頭： 1′管螺紋： e、負平衡管接頭： 1/2′管螺紋： f、總重量： 25kg。 1：煤層； 2：鉆孔； 3：套管； 4：彈簧軟管； 5：流量計； 11：閥門；7：匯流管； 8：放水器； 12：分區(qū)瓦斯管 456 匯流器 連接示意圖 4）計量裝置 在井下與主管道匯合的各抽放支管處各安設一個孔板流量計，計量各支管的瓦斯抽放量。 使用 煤氣表測量流量，煤氣表的量程應根據(jù)預計的單孔瓦斯流量確定，一般 本煤層預抽鉆孔使用 ，即可滿足使用要求，其最大允許的瓦斯流量為 ／ min，最小流量一般在 1L／ min以下。 表 458 2BEA253 水環(huán)式真空泵技術參數(shù) 表 參數(shù)類型 技術參數(shù) 備注 型 號 2BEA253 抽氣量 (m3/min) 42 極限真空壓力 (KPa) 電機功率 (kW) 75 泵轉速 () 980 電機型號 YB315S6 口徑 (mm) 150 供水量 L/Min 87 泵重 (整機 )(kg) 3200 該抽放泵在 ～ 40kPa 負壓下均能穩(wěn)定運行，故該抽放泵的抽氣流量及負壓能滿足該礦瓦斯抽放系統(tǒng)要求。 圖 457 瓦斯抽放泵運轉布置圖 （ 2） 抽放泵要有兩條供電線路，其中一條專用。另一種情況是礦井抽放系統(tǒng)服務時間長，抽放泵安設在地面，不需在井下設置專門的硐室，供電、供水及日常維護管理都比井下方便。 （ 4）泵房應設在靠近公路和有水源的地方。遠離主要建筑物和居住區(qū)；供水、供電方便，地勢開闊。本次設計泵站的地面建構筑物有值班室、配電室、 瓦斯機房、供水泵房、冷卻循環(huán)水池、圍墻等，其中瓦斯抽放機房預留一臺瓦斯抽放泵位置。瓦斯抽放泵房和值班室均采用不燃性材料建筑，其土建工程設計和施工由 青松嶺 煤礦自行完成。 由 10kV 配電所引二回 10kV 電纜線路 ,規(guī)格 VV10， 35mm2 到地面變壓器。照明線路采用礦用阻燃電纜通過電纜溝，然后暗線沿墻固定，電纜接頭及分支處均采用礦用隔爆型接線盒連結。瓦斯抽放泵冷卻水采用閉式循環(huán)，分設熱水池和冷水池，水池容量除考慮瓦斯泵 8 小時供水量外，還考慮消防水水量。 抽放站應按防滅火計劃配置足夠的防滅火器材和設施，抽放站應設置專用的防火栓，并配備不少于 的滅火砂和至少 4 只滅火器。 抽放泵站各建筑物均采用自然通風方式。 對于水環(huán)式真空泵必須設置缺水保護裝置，在抽放泵冷卻水不足或斷水時， 能報警并自動停機。 （ 3）及時發(fā)現(xiàn)瓦斯抽放系統(tǒng)及抽放泵站存在的故障和隱患。有自燃發(fā)火的煤層，還應設置溫度傳感器和 CO 傳感器。瓦斯泵采用循環(huán)供水，不對外排放，只有少量生活污水對外排放，不會對環(huán)境產(chǎn)生大的影響。 瓦斯抽放主要產(chǎn)生噪聲污染，所以，主要考慮對機械設備的聲源控制。 （四）職業(yè)衛(wèi)生 瓦斯抽放工程的主要職業(yè)危害為鉆機打孔產(chǎn)生粉塵，管路安裝和搬運勞動強度大，抽放泵站產(chǎn)生噪聲等。 瓦斯抽放工程施工必須嚴格按設計進行，抽放鉆孔的角度確定，鉆孔的結束必須由機長、組長或隊長簽字。不得隨意改變鉆孔設計參數(shù)，若確需修改時，必須經(jīng)通風科批準。 新安裝的瓦斯抽放管路都要進行漏氣試驗，試驗時管內(nèi)瓦斯?jié)舛炔坏贸^ 3％，負壓不得低于 30kPa，安裝管路的漏氣率不得超過每千米 2m3/min。 （ 2）管理制度 ：抽放設備檢修制度、抽放設備停車運轉聯(lián)系制度、工程質(zhì)量驗收制度、抽放瓦斯基礎參數(shù)定期檢測制度。 3）布置鉆場位置的煤巖層應完整、不破碎，斷面符合施工要求，支護可靠，無空幫、空頂，布孔煤巖壁要平直，以利鉆孔施工、封孔和安設瓦斯管。針對具體地點提出具體措施，提出操作人員應該注意的安全問題、發(fā)生 意外時的處理方法、發(fā)生災害時的避災路線 等。 （ 3）抽放過程中采空區(qū)的撤、裝管路時的管理 1）所有參加采空區(qū)密閉墻施工及抽放管路撤、裝的工作人員必須掌握施工的崗位作業(yè)標準，熟知瓦斯的基本知識，嚴格遵守煤礦安全規(guī)程。 5）在管路安裝及撤除時需輕拿輕放，避免碰撞。 本次設計中根據(jù)業(yè)主的委托，在瓦斯抽放系統(tǒng)設計中 暫不考慮瓦斯利用，僅考慮了滿足井下安全生產(chǎn)的要求。