【正文】 采空區(qū)瓦斯涌出量大，工作面回風(fēng)巷時(shí)有超限，必須采取瓦斯抽放，才能解決工作面回風(fēng)巷及上 隅角瓦斯超限問(wèn)題。最常用的用來(lái)衡量煤層瓦斯抽放難易程度的指標(biāo)是煤層透氣性系數(shù)和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)。 3 瓦斯抽放方法與工藝 工作面瓦斯來(lái)源分析 采煤工作面瓦斯涌出包括三部分，即落煤、煤壁及采空區(qū)瓦斯涌出。 瓦斯抽放方法選擇 瓦斯抽放方法概述 開采層瓦斯抽放 開采層抽放包括預(yù)抽、 邊采邊抽和強(qiáng)化抽放等方式，預(yù)抽主要采用鉆孔預(yù)抽，是在工作面開采前預(yù)先抽放煤體中的瓦斯，屬于未卸壓煤層的瓦斯抽放，對(duì)于透氣性及其它預(yù)抽條件較好的煤層，預(yù)抽會(huì)取得較好效果。在煤層群條件下，受開采層的采動(dòng)影響 ，其上部或下部的鄰近層煤層得到卸壓，而產(chǎn)生膨脹變形，煤層透氣性大幅度提高。 采空區(qū)瓦斯抽放 采空區(qū)瓦斯抽放具有抽放量大、來(lái)源穩(wěn)定等特點(diǎn)， 2201 工作面 采空區(qū)上下鄰近層瓦斯涌出量大，圍巖及丟煤瓦斯的涌出，使采空區(qū)瓦斯涌出量 較大，具備進(jìn)行采空區(qū)瓦斯抽放的條件。本煤層打鉆孔預(yù)抽等抽放方法今后也要考慮，詳表 31。埋入管道難以回收，投資大。如采空區(qū)抽放效果不理想，再進(jìn)行鄰近層瓦斯抽放試驗(yàn)。隨著工作的推進(jìn)，拆下前端一段主管路，移動(dòng)抽放軟管，如此反復(fù)。 2201回 風(fēng)巷2201工 作面抽放管 擋風(fēng)簾 鎧裝軟管抽放管路擋風(fēng)簾鎧裝軟管單體支架采空區(qū)圖3 1 上隅角插管抽放瓦斯示意圖2201回 風(fēng)巷 上隅角插管瓦斯抽放是制造一個(gè)負(fù)壓點(diǎn)，讓周圍瓦斯向負(fù)壓點(diǎn)流動(dòng)，然后通過(guò)排放管路，抽出工作面，負(fù)壓點(diǎn)在什么地方最合適，頂板巖性不同，頂板的冒落程度不同， 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 12 對(duì)負(fù)壓點(diǎn)的選擇都將有較大影響，為確保抽放點(diǎn)的合適位置（使吸入口瓦斯?jié)舛容^高），在抽放管路末端的的一段鋼管帶 48 個(gè)分支的擴(kuò)散器，分支出幾個(gè)支管，支管出口接 1寸或 2 寸膠皮軟管，軟管插入上隅角后呈發(fā)散排列，可提高抽放效果，如圖 32 所示。 AA 剖面 A 進(jìn)風(fēng)巷 回風(fēng)巷 A 抽放管路 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 15 mmm 抽放管路 圖 34 采空區(qū)埋管抽放瓦斯示意圖 已采的老采空區(qū)瓦斯抽放 對(duì)于已 采完的采空區(qū)如果瓦斯涌出量大，向鄰近工作場(chǎng)所涌出瓦斯，也需要進(jìn)行密閉插管抽放，見(jiàn)圖 35。 回風(fēng)巷 上隅角 立管 30m 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 16 表 32 鉆孔技術(shù)參數(shù)表 孔號(hào) 孔徑 φ（ mm） 方位 （176。開孔后再鉆直徑 75mm 的鉆孔，孔長(zhǎng)度 80m。 掘進(jìn)工作面預(yù)抽 掘進(jìn)工作面先抽后掘 今后 XX 礦如掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大或有煤與瓦斯突出，則掘進(jìn)面需進(jìn)行先抽后掘或邊掘邊抽。 表 33 掘進(jìn)面先抽后掘鉆孔技術(shù)參數(shù)表 鉆孔 類別 鉆孔與巷道中心線夾角 （176?？蛇x用煤科總院撫順?lè)衷貉兄粕a(chǎn)的聚氨酯封孔材料，在鉆孔內(nèi) ～ 深度封孔，鉆孔密封段長(zhǎng)度僅1m，既能保證密封嚴(yán)密，又可節(jié)省封孔材料。卷纏藥液法封孔操作程序?yàn)椋合确Q出封一個(gè)孔的甲、乙組成藥液，分別裝入兩個(gè)容器，再將藥液同時(shí)倒入混合桶，立即用棒快速攪拌均勻，當(dāng)藥液由黃褐色變?yōu)槿榘咨珪r(shí)，停止攪拌，將藥液均勻倒在毛巾布上，邊倒藥液邊向抽放管上卷纏毛巾布，并把卷纏好藥液的封孔管迅速插入鉆孔，大約 5 分鐘后，藥液開始發(fā)泡膨脹， 20 分鐘后停止發(fā)泡，逐漸硬化固結(jié)。鉆孔與管路連接處應(yīng)設(shè)置流量計(jì)和閥門。封孔工藝與先抽后掘的鉆孔封孔方法相同。 β 2 15176。 2）撤裝管路時(shí)回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛炔坏贸^(guò) 1%，否則必須停工，采取措施處理瓦斯。 6）抽放泵必須為水環(huán)真空泵，不能采用干式泵。 另一種泵站位置選擇方案是將泵放在地面，一般是由于礦井總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛容^高或總回風(fēng)巷行人，抽出的瓦斯不能排放到總回風(fēng)巷內(nèi)，必須排放到地面。 抽放管路敷設(shè)路線 XX 礦瓦斯抽放首先進(jìn)行上隅角瓦斯抽放，暫不考慮預(yù)抽，瓦斯抽放泵站選擇在地面，抽放管路從副平硐敷設(shè)到地面，上隅角瓦斯抽放管敷設(shè)路線為： 2201 工作面上隅角→ 2201 工作面回風(fēng)巷→聯(lián)絡(luò)巷→→ 3＃煤巷→副平硐→地面管路→瓦斯抽放泵房→放空管。管徑按下式計(jì)算： 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 24 D=（ Q/V） 1/2 式中 D— 抽放瓦斯管內(nèi)徑， m。 為說(shuō)明方便將工作面回風(fēng)巷段管路稱為支管，出工作面以后的管路稱為主管，將抽放管吸入口到抽放泵站段抽放管路稱為負(fù)壓段，將抽放泵站至瓦斯排放口段抽放管路稱為正壓段。計(jì)算管網(wǎng)阻力應(yīng)在抽放管網(wǎng)系統(tǒng)敷設(shè)線路確定后，按其最長(zhǎng)的線路和抽放最困難時(shí)期的管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù) XX 煤礦采掘布置情況，最長(zhǎng)管路長(zhǎng)度 1000m 左右，計(jì)算管路的阻力。 γ — 混合瓦斯對(duì)空氣的密度比，濃度取 10％，查表得 K— 與管徑有關(guān)系數(shù)； D— 瓦斯管內(nèi)徑， cm。 H 摩 = 5938 =891(Pa) 管網(wǎng)總阻力（ H 總 ） 故瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng)的總阻力（ H 總 ）為： H（總） =H 摩 +H 局 =5938+891=6829(Pa) 管路敷設(shè)及附屬設(shè)施 管路敷設(shè)要求 地面管路 地面敷設(shè)管路除符合井下管路的有關(guān)要求外，尚需符合下列要求： (1)冬季寒冷地區(qū)應(yīng)采取防凍措施； (2)瓦斯管路不宜沿車輛來(lái)往繁忙的主要交通干線敷設(shè)； (3)瓦斯管路不允許與自來(lái)水管、暖氣管、下水道管、動(dòng)力電纜、照明電纜和電話電纜等敷設(shè)于一個(gè)地溝內(nèi)； (4)在空曠地帶敷設(shè)瓦斯管路時(shí)，應(yīng)考慮到未來(lái)的發(fā)展 規(guī)劃和建筑物的布置情況； (5)瓦斯主管距建筑物的距離大于 5m 距動(dòng)力電纜大于 1m，距水管和排水溝大于，距鐵路大于 4m，距木電線桿大于 2m； (6)瓦斯管路與其它建筑物相交時(shí)，其垂直距離大于 ，與動(dòng)力、照明電纜及電話線大于 2m 范圍內(nèi)，管路不準(zhǔn)有接頭和布置管件； (7)瓦斯管不準(zhǔn)穿過(guò)其它管路，確需穿過(guò)，應(yīng)加鋼套管。 地面管路安裝敷設(shè)方式詳見(jiàn)圖 4圖 43。 抽放管路半圓鐵板電 焊108 鐵管?管路支撐墩底面18 園鋼鋼筋或鐵絲?抽放管M6 鋼板 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 27 圖 44 井下管路懸臂支撐敷設(shè)示意 圖 45 井下管路吊掛敷設(shè)示意圖 管路防腐、防銹 地面和井下金屬管路外表均要先涂刷二層樟丹，防銹地面管路再涂刷一層油性調(diào)和漆。 抽放管路上配置控制閥門、測(cè)壓嘴、孔板流量計(jì)等。 (2)在抽放管路以及鉆孔連接裝置上均應(yīng)設(shè)置測(cè)壓嘴，采空區(qū)抽放各支路上以便經(jīng)常觀測(cè)抽放管內(nèi)的壓力。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 46所示。 圖 47為壓差和負(fù)壓測(cè)定方法示意 圖，可采用兩個(gè) U 型壓差計(jì)，也可采用撫順?lè)衷荷a(chǎn)的四通閥流量壓差計(jì)。 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。 QZ— 抽放瓦斯總量（純量）， m3/min，取 2m3/min。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 31 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。根據(jù)泵的特性曲線，泵抽氣量能滿足抽放需求。以下設(shè)計(jì)按選擇 ZWY40/75 型泵進(jìn)行設(shè)計(jì)。 型號(hào) 最大抽氣量 (m3/min) 極限真空度 (KPa) 耗水量 (L/min) 電機(jī)功率 (KW) 供電電壓 (V) 外形尺寸 (m) 長(zhǎng)寬高 YDVI 40 － 81 91 75 380/660 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 32 圖 410 銅網(wǎng)式防爆、防回火裝置 銅絲網(wǎng)擋圈 活法蘭接頭 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 33 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(lái)排放泵站抽出的瓦斯。 圖 412 正壓放水器與抽放管路連 接圖 在泵房?jī)?nèi)抽放管路上配置控制閥門、測(cè)壓嘴、孔板流量計(jì)（抽放泵站自帶），對(duì)抽放瓦斯系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量和測(cè)定，計(jì)量裝置的安裝與井下管路相類似，見(jiàn)圖 46，圖 47，及附圖 2。從針頂點(diǎn)向下作 45176。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(shí)，避雷針高度為 14m足以滿足要求。 抽放泵自帶停水?dāng)嚯娧b置，停水?dāng)嚯娛怯糜诒O(jiān)測(cè)水源供水的情況，避免泵站在無(wú)水情況下空轉(zhuǎn)，損壞泵體。 監(jiān)測(cè)監(jiān)控裝置包括瓦斯環(huán)境瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)，有條件的還可以安裝泵開停及軸溫等傳感器，抽放泵體本身自帶一個(gè)環(huán)境瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱屯咚咕瘓?bào)斷電儀，可以監(jiān)測(cè)泵環(huán)境周圍 的瓦斯?jié)舛取? XX 礦抽放瓦斯泵站選擇在副平硐附近附合上述條件，對(duì)抽放泵、水泵供電方便，管路通過(guò)風(fēng)井進(jìn)入井下，安裝較方便，安全系數(shù)高。 圍墻（或柵欄）：防止閑雜人員進(jìn)入。 瓦斯泵房設(shè)備布置 抽放瓦斯泵房的主體設(shè)備 YDVI 型瓦斯抽放泵站（包括電機(jī)、氣水分離器、檢測(cè)、監(jiān)測(cè)等設(shè)備見(jiàn)圖 51）、管路、控制閥門等；主要附屬設(shè)備有放水器、防爆和防回火裝置、放空管、計(jì)量檢測(cè)裝置及避雷裝置等。 供電計(jì)算 1） 瓦斯泵供電電纜選擇 ??? ??? ? ?c o s3 1 0 0 0exeg U KpI )( 1 0 0 A??? ?? ?ep — 泵額定功率； Ue— 電壓； xK — 需用系數(shù)，取 ， ?cos — 電機(jī)的加權(quán)平均功率因數(shù)，取 。 4） 電氣系統(tǒng)接線圖見(jiàn)圖 52，按 380 伏電壓接線。 水環(huán)泵正常工作時(shí)必須供水，供水水流應(yīng)穩(wěn)定、持久。 瓦斯抽放泵給排水系統(tǒng)采用循環(huán)供水，采用獨(dú)立加壓供水方式，設(shè)立高、低位水池，高位水池設(shè)在山坡，低位水池內(nèi)安裝潛水泵，利用潛水泵從低位水池向高位水池供水，高位水池再向泵供靜壓水，同時(shí)抽放泵內(nèi)通過(guò)氣水分離器排出的水通過(guò)排水管流入低位水池，形成循環(huán)水。因此推薦采用高、低位水池供水方式 ，高、低位水池工程施工方法見(jiàn)附圖 4。 泵房采暖和 通風(fēng) 采暖 根據(jù)礦區(qū)的氣候條件，冬天最低溫度一般不低于零度，暫不考慮泵房及值班室采暖。)氣水分 離器水環(huán) 真空泵正壓 放水 器磁力起動(dòng)器進(jìn)水進(jìn)水高進(jìn)氣管????????????????電纜(35mm2)U: 3X35來(lái)自井下地面變壓器低補(bǔ)給水管(1.539。)低地面變壓器來(lái)自井下U: 3X35電纜(35mm2)??? ???? ?????????進(jìn)氣管高進(jìn)水進(jìn)水磁力起動(dòng)器正壓放水器水環(huán)真空泵氣水分離器排水管(39。 圖紙和 技術(shù)資料 抽放瓦斯礦井必須具備下列圖紙和技術(shù)資料： 一、圖紙 抽放瓦斯系統(tǒng)圖； 泵站平面及管網(wǎng)（包括閥門、安全裝備、檢測(cè)儀表等）布置圖； 抽放鉆場(chǎng)及鉆孔布置圖； 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 43 泵站供電系統(tǒng)圖。 五、報(bào)告 礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)文件及交工報(bào)告。 (7)井下各觀測(cè)點(diǎn)，要設(shè)立觀測(cè)牌板。 軸承溫度一般不超過(guò) 75度，即不燙手。 泵站司機(jī)責(zé)任制（ 10 條） 負(fù)責(zé)監(jiān)視泵運(yùn)行狀態(tài)，每 1小時(shí)對(duì)流量及瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行記錄，每班向地面匯報(bào)。 負(fù)責(zé)隨時(shí)檢查水箱水位是否正常，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常。待排除故障后再向調(diào)度匯報(bào)。 以上報(bào)表格式，可根據(jù)礦井的實(shí)際情況進(jìn)行取舍和添加。井下抽放瓦斯管應(yīng)盡量避免與通訊、動(dòng)力電纜設(shè)在一起，以防管路