【正文】 1000m；⑥ 要建立瓦斯抽放觀測制度，井下各點(diǎn)的瓦斯?jié)舛取⒊榉咆?fù)壓、抽放量每天測定一次，三天進(jìn)行一次全面觀測，并填報(bào)抽放日報(bào)；⑦ 井下各觀測點(diǎn)，要設(shè)立觀測牌板，以便與井上對照。 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： 圖紙⑴ 抽放瓦斯系統(tǒng)圖；⑵ 泵站平面及管網(wǎng)（包括閥門、安全裝備、檢測儀表等）布置圖；⑶ 抽放鉆場及鉆孔布置圖；⑷ 泵站供電系統(tǒng)圖。1%0~100℃6正壓管道溫度傳感器正壓管道內(nèi)溫度177。FKL系列孔板流量計(jì)：DN50mm孔板10個，用于流動檢測。為滿足抽放瓦斯系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測的要求，抽放瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)需裝備高低濃度瓦斯傳感器、一氧化碳傳感器、氣體的流量傳感器、正負(fù)壓力傳感器、溫度傳感器。⑷ 建立抽采參數(shù)定期檢查制度。⑼ 井下瓦斯抽采管道布置設(shè)計(jì)應(yīng)符合 GB 50471的有關(guān)規(guī)定。⑵ 地面瓦斯輸送管道應(yīng)采用埋地敷設(shè)，特殊情況需采用架空敷設(shè)時，在管道進(jìn)、出建筑物100m范圍內(nèi)，應(yīng)每隔25m接地1次，其接地電阻不應(yīng)大于20Ω。⑶ 自動噴粉抑爆裝置的安設(shè)位置距火焰?zhèn)鞲衅鞯木嚯x（沿管道軸向）為30m～60m。⑸ 抽采設(shè)備應(yīng)選擇濕式抽采泵。⒁ 泵房內(nèi)必須設(shè)置干粉滅火器和砂箱等滅火器材。⑽ 泵房必須有直通礦調(diào)度室的電話。⑶ 泵房及泵房周圍20m范圍內(nèi)禁止有明火。敷設(shè)抽采管路的巷道雖非主要運(yùn)輸巷道，但在管路上要懸掛警示牌，管路外部涂紅色以示區(qū)別，提醒車輛注意，并要每天巡回檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時更換。由于鄉(xiāng)寧縣冬季較冷，設(shè)計(jì)對水泵間和值班室采取供暖措施，水泵間和值班室采暖用熱均由工業(yè)場地鍋爐房提供。供水管路中的水經(jīng)自動軟水器軟化后，進(jìn)入低位水池。⑵ 泵站供電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)來自變電所10kV電源送至瓦斯抽放站配電室，高壓部分：經(jīng)高壓配電裝置和高壓磁力起動器分別控制4臺瓦斯抽放泵和4臺礦用隔爆干式變壓器；低壓部分：經(jīng)隔爆干式變壓器變壓后輸出660V和127V電壓，分別給供水水泵、污水泵、照明燈等低壓設(shè)備供電。⑸ 抽放站供電系統(tǒng)的短路電流，不得超過其控制用的斷路器的開斷能力，并應(yīng)校驗(yàn)電纜的熱穩(wěn)定性。瓦斯抽放泵房抽放設(shè)備布置見附圖5。大門的門型選用PM3018平開圍墻大門，見標(biāo)準(zhǔn)圖集03J001（第112223頁）。 泵站結(jié)構(gòu)抽放泵站為框排架結(jié)構(gòu)，按照不同的功能分又兩部分建設(shè)，總長度為51m，寬度為27m，分真空泵間、管道間，輔助建筑為配電室、值班室、水泵間，建筑高度為6m，總長度為33m，寬度為10m。⑥抽放瓦斯泵房內(nèi)采用6臺自吸水泵，其中4臺給水環(huán)式真空泵供應(yīng)工作用水和冷卻水環(huán)式真空泵的軸溫，2臺給冷卻塔送水。設(shè)計(jì)的放水裝置全部選用自動放水器，礦方也可自己加工人工放水器。⑶ 計(jì)量裝置瓦斯流量是瓦斯抽采工作中的一個重要參數(shù)，只有準(zhǔn)確地測定它才能真實(shí)地反映出瓦斯抽采效果。抽采瓦斯管路進(jìn)行防腐處理后，應(yīng)在外部涂紅色以示區(qū)別。⑴ 地面管路安裝烏東煤礦北采區(qū)抽放瓦斯泵房位于立風(fēng)井廣場附近，地面管路安裝采用沿地表架空敷設(shè)方式，每6m設(shè)一個地面管路支架。 瓦斯抽放泵流量的計(jì)算瓦斯抽放泵的流量用下式計(jì)算：式中：Q—瓦斯抽放泵所需額定流量，m3/min；Qz—礦井抽放系統(tǒng)最大瓦斯純量，m3/min；X—礦井抽放瓦斯?jié)舛龋?2，%；K—備用系數(shù)，；η—抽放泵機(jī)械效率，取80%。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，按其最長的線路和抽放最困難時期的管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。管網(wǎng)系統(tǒng)敷設(shè)路線為： 采用下階段巷道鉆孔預(yù)抽開采階段煤層和下階段煤層瓦斯系統(tǒng)管網(wǎng)路徑：下階段巷道鉆孔→下階段工作面回風(fēng)巷→工作面回風(fēng)聯(lián)巷→采區(qū)回風(fēng)石門→回風(fēng)井→抽放瓦斯泵站→利用用戶（或放空）采用上隅角插管抽放采空區(qū)瓦斯系統(tǒng)管網(wǎng)路徑：采空區(qū)→工作面回風(fēng)巷→工作面回風(fēng)聯(lián)巷→采區(qū)回風(fēng)石門→回風(fēng)井→抽放瓦斯泵站→利用用戶（或放空） 瓦斯抽放管管徑計(jì)算及管材選擇瓦斯抽放管路管徑選擇得合理與否，對抽放瓦斯系統(tǒng)的工程投資及抽放系統(tǒng)抽放瓦斯效果有很大影響。再者，井下管路均安裝在回風(fēng)巷道內(nèi)，安全系數(shù)高。通過對現(xiàn)場實(shí)地勘察和征求礦方的意見，并考慮井下與地面瓦斯抽放管路距離的遠(yuǎn)近，地面抽放瓦斯泵房選擇在立風(fēng)井工業(yè)廣場附近，瓦斯抽放泵站占地面積長80m、寬50m。由于B36煤層瓦斯涌出量大，本次預(yù)計(jì)抽放量按兩個工作面都布置在B36煤層，即采區(qū)瓦斯涌出量最大的時候，再考慮掘進(jìn)工作面異常涌出區(qū)需抽放瓦斯2m3/min，按4個掘進(jìn)面計(jì)算。掘進(jìn)工作面抽放瓦斯量預(yù)計(jì)根據(jù)對烏東煤礦開采+400m標(biāo)高時，靠通風(fēng)能解決掘進(jìn)工作面回風(fēng)瓦斯超限問題比較困難時，應(yīng)考慮掘進(jìn)工作面抽放，掘進(jìn)工作面抽放瓦斯量按2 m3/min預(yù)留。圖43 掘進(jìn)工作面抽放瓦斯示意圖表41 掘進(jìn)工作面預(yù)抽鉆孔參數(shù)表孔號孔徑/mm與巷道夾角/176。 工作面抽放瓦斯方法選擇根據(jù)烏東煤礦北采區(qū)工作面的瓦斯涌出量預(yù)測以及工作面瓦斯來源分析結(jié)果，工作面涌出的瓦斯有10～15%來源于開采階段煤層，有80%以上來源于采空區(qū)（含下階段煤層、鄰近層涌出的瓦斯），需對下階段煤層和采空區(qū)瓦斯進(jìn)行強(qiáng)化抽放。建立和完善與瓦斯治理相適應(yīng)的人才戰(zhàn)略機(jī)制，創(chuàng)造“以人為本、人盡其才、才盡其用”的環(huán)境。⑴ 依靠科技進(jìn)步發(fā)展先進(jìn)生產(chǎn)力，處理好安全與生產(chǎn)的矛盾，樹立“瓦斯事故可以預(yù)防和避免”的意識。在開采階段煤層回采過程中，下階段煤層和圍巖因受階段開采的采動影響，其內(nèi)瓦斯的卸壓大量涌向工作面采空區(qū)，而后涌向工作面上隅角和回風(fēng)流中。 據(jù)上述指標(biāo)將煤層預(yù)抽瓦斯的難易程度進(jìn)行分類，見表31。按前面計(jì)算結(jié)果北采區(qū)B12煤層工作面產(chǎn)量超過3300t/ m3/min（+500水平），B36煤層工作面產(chǎn)量超過2700t/d（+500水平），1330 t/d（+500水平），通風(fēng)能力不能滿足工作面所需風(fēng)量的要求，難以保證工作面瓦斯不超限。3 瓦斯抽放的必要性和可行性礦井瓦斯涌出量預(yù)測的任務(wù)是確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)時瓦斯涌出量的大小，為礦井和采區(qū)提供通風(fēng)及瓦斯管理方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)。但深部相對涌出量不詳，且在區(qū)內(nèi)個別煤層中如B36號煤層的瓦斯含量相對較高，如82年、83年在17線開采B36號煤層的一個小窯，曾經(jīng)發(fā)生過連續(xù)兩次瓦斯爆炸事故，均有人員傷亡。（2）+400m水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和+400m水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷西采區(qū)與+400m水平輔助運(yùn)輸石門和+400m水平膠帶輸送機(jī)石門間距離約4km，為實(shí)現(xiàn)礦井分區(qū)開拓、集中運(yùn)煤和排水的目的，需向西采區(qū)布置集中運(yùn)輸大巷，考慮到西采區(qū)瓦斯含量高，單巷施工長約4km，通風(fēng)也不易解決，在采取機(jī)、軌分設(shè)后巷道斷面也可大大減小，有利于的巷道維護(hù)，因此西翼集中運(yùn)輸大巷采用機(jī)、軌分設(shè)的方式，即分別布置+400m水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和+400m水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷，分別擔(dān)負(fù)西采區(qū)的主運(yùn)輸和大件設(shè)備運(yùn)輸任務(wù)。將整個井田劃分為三個采區(qū)，原鐵廠溝井田劃分為北采區(qū)，原大洪溝、小紅溝井田劃分為南采區(qū)，原堿溝井田劃分為西采區(qū)。B56與B34號煤層厚度相差不大，～，夾矸特征近似，含夾矸0～7層，一般1～3層，單層夾矸厚度不大，僅少數(shù)超過1m。在穿過本煤層的72個鉆孔中，L2004孔為采空區(qū)，2316孔未見頂板，不可采，西界的14線不可采，1402孔尖滅。(1) B12號煤層：俗稱南大槽，～，層間距西大東小，但變化不大。235176?！?25176。15f33L18線南端，向斜軸處150逆沖斷層220176。平推斷層以400～800m間距呈北東東向雁行排列，走向長150～300m，個別長達(dá)1km左右。井田內(nèi)出露地層由老至新有：侏羅系下統(tǒng)三工河組（J1s）、侏羅系中統(tǒng)西山窯組（J2x）、頭屯河組（J2t）和第四系（Q），侏羅系中統(tǒng)頭屯河組構(gòu)成了八道灣向斜的核部地層。 氣象及地震井田位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣，南鄰博格達(dá)山，頂峰長年積雪，北靠戈壁，屬大陸性干旱～半干旱氣候，但由于氣候垂直分帶的制約，形成的小氣候也常波及本區(qū)。公路方面有瀝青路與烏(烏魯木齊) ～奇(奇臺)公路（216國道）相接，并與吐～烏～大（吐魯番～烏魯木齊～大黃山）高等級公路相接，交通十分方便。設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容為：1．烏東煤礦瓦斯賦存情況、抽放瓦斯的可行性及必要性、抽放瓦斯方法的確定、抽放瓦斯量預(yù)計(jì)等；2．地面永久抽放瓦斯泵房土建工程設(shè)計(jì)；3．瓦斯抽放管網(wǎng)、抽放瓦斯鉆場與鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)；4．抽放瓦斯系統(tǒng)的設(shè)備、儀器、儀表及附屬裝置選型及安裝設(shè)計(jì)；5．地面抽放瓦斯泵站總平面布置、供電、給排水、通訊及安全監(jiān)測輔助設(shè)施；6．抽放瓦斯管理及安全措施；7．主要設(shè)備、材料清冊；8．工程投資概算；9．安裝及施工圖紙繪制。鑒于烏東煤礦的瓦斯問題已對礦井安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅，為確保礦井安全、高效生產(chǎn)，經(jīng)研究決定，建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)，對鄰近層及采空區(qū)的瓦斯進(jìn)行綜合抽放，以降低工作面回風(fēng)流及上隅角中的瓦斯涌出量，確保正常開采。二、任務(wù)來源煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院受神華新疆能源有限責(zé)任公司的委托，承擔(dān)了《烏東北采區(qū)煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)》任務(wù)。471 井田概況 交通位置井田位于烏魯木齊東北部，距烏魯木齊市34km，北距米東區(qū)13km，行政區(qū)劃隸屬烏魯木齊市東山區(qū)。礦井交通位置見圖11。據(jù)米泉市氣象站資料，歷年月平均氣溫最高27℃，℃，℃，℃，日溫差在10℃以上，年溫差在50℃以上，最大達(dá)70℃。八道灣向斜南、北兩翼，八道灣向斜在井田中部通過，軸向30～65176。井田斷層特征見表11。310176。235176。52176。在穿過本煤層的84個鉆孔中，17個孔未見頂板，全部可采，為穩(wěn)定的巨厚煤層。煤層總厚0～，有益厚度0～?？傮w看B36號煤層煤類單一，煤質(zhì)變化簡單，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定型巨厚煤層。在礦井工業(yè)場地內(nèi)布置主、副斜井1對。在+400m水平輔助運(yùn)輸石門和+400m水平膠帶輸送機(jī)石門與B2125煤層和B20煤層的見煤位置處，沿B2125煤層和B20煤層向西分別布置+400m水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和+400m水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷，與西采區(qū)下部車場形成對接（西采區(qū)內(nèi)的采區(qū)工程，作為原堿溝煤礦的水平延深工程的一部分，由現(xiàn)生產(chǎn)礦井負(fù)責(zé)完成），+400m水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和+400m水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷的坡度為3‰，并且每隔500m左右布置一個聯(lián)絡(luò)巷。2 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù) 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)分析煤層瓦斯賦存基礎(chǔ)參數(shù)是礦井瓦斯防治和瓦斯抽放設(shè)計(jì)的依據(jù)，煤層瓦斯賦存基礎(chǔ)參數(shù)主要包括：煤層原始瓦斯壓力、煤層原始瓦斯含量、百米鉆孔自然瓦斯涌出量及衰減系數(shù)、煤層透氣性系數(shù)等。在《烏東煤礦北采區(qū)B1－B3－6煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定與抽放瓦斯可行性研究報(bào)告》項(xiàng)目中，沈陽研究院使用分源預(yù)測法，對烏東煤礦各主采煤層瓦斯涌出量進(jìn)行了預(yù)測，結(jié)果如下：（1）烏東煤礦北采區(qū)+，；。且由于工作面采用綜采，如增加風(fēng)量，會造成風(fēng)速過高，工作面煤塵太大，將對工作面作業(yè)人員的身體健康構(gòu)成威脅。烏東煤礦本煤層瓦斯抽放難易程度評價結(jié)果見表32。這部分瓦斯在風(fēng)壓的作用下涌向回采工作面，是造成工作面回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷道的瓦斯超限主要原因之一。⑵ 堅(jiān)持“可保盡保、應(yīng)抽盡抽、先抽后采、煤氣共采”的瓦斯綜合治理戰(zhàn)略，“高投入、高素質(zhì)、嚴(yán)管理、強(qiáng)技術(shù)、重責(zé)任”的瓦斯治理原則和“以抽定產(chǎn)、以風(fēng)定產(chǎn)、工程先行、技術(shù)突破、裝備升級、管理創(chuàng)新、全面提高”的治理思路。建立和完善正常的職工教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，有計(jì)劃地進(jìn)行強(qiáng)制性全員安全培訓(xùn)，安監(jiān)員、瓦檢員等特殊工種崗位必須做到持證上崗。針對烏東煤礦北采區(qū)工作面瓦斯涌出特征，提出如下抽放方法：（1）階段巷道鉆孔預(yù)抽開采階段煤層和下階段煤層瓦斯烏東煤礦開采標(biāo)高差距較大，礦井開采淺部時，工作面靠通風(fēng)可以解決瓦斯超限問題，進(jìn)入深部后，開采層瓦斯涌出量會有較大的增加，需對開采層進(jìn)行預(yù)抽。傾角/176。由于礦井采用本煤層預(yù)抽、邊采邊抽、邊掘邊抽和采空區(qū)抽放相結(jié)合的抽放方法，其抽放服務(wù)根年限與礦井生產(chǎn)服務(wù)年限相當(dāng)。烏東煤礦依據(jù)《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第9條的規(guī)定，目前從采掘工作面的瓦斯涌出量還是礦井瓦斯涌出量都已經(jīng)滿足建立抽放系統(tǒng)的必要條件，前面已經(jīng)論述過，這里就不再重復(fù)。 抽放瓦斯管網(wǎng)敷設(shè)路線選擇⑴ 方案提出沈陽研究院科研人員根據(jù)烏東煤礦井下巷道的布置和地面工業(yè)廣場內(nèi)各種設(shè)施的分布情況，提出了兩種抽放瓦斯管網(wǎng)敷設(shè)路線方案，分別是：方案一：泵房選擇在主井工業(yè)廣場附近，抽放管路通過主井（或副井）進(jìn)入井下；方案二：泵房選擇在立風(fēng)井工業(yè)廣場附近，抽放管路通過立風(fēng)井進(jìn)入井下。缺點(diǎn)是管路在風(fēng)井內(nèi)安裝時，需要進(jìn)行燒焊等作業(yè)，將會影響正常通風(fēng)和井下生產(chǎn)作業(yè)。直徑太大，投資費(fèi)用增加；管徑過細(xì)，管路阻力損失大。根據(jù)烏東煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6Mt/a。按上式計(jì)算的北采區(qū)瓦斯泵所需的流量為： Q=789m3/min 瓦斯抽放泵壓力的計(jì)算瓦斯抽放泵的壓力是克服瓦斯從抽放鉆孔口起，經(jīng)抽放管路到抽放泵，再到釋放點(diǎn)所產(chǎn)生的全部阻力損失，即： 式中：—瓦斯抽放泵的壓力，Pa；—抽放系統(tǒng)管網(wǎng)總阻力，Pa；—抽放鉆孔所需負(fù)壓，本煤層預(yù)抽取15000Pa，采空區(qū)抽放取10000Pa；—瓦斯泵出口正壓，取5000Pa；—壓力備用系數(shù)，取K=。管道安裝流水坡度取3‰。⑷ 管路防凍℃，地面抽放瓦斯管路需采取防凍措施。目前瓦斯流量的計(jì)量方法種類很多，應(yīng)用條件也各不相同。自動放水器和人工放水器安裝見圖52。⑦泵房內(nèi)除配置U型管水柱計(jì)、U型管汞柱計(jì)、瓦斯檢定器、氣壓計(jì)等檢測儀表外，還應(yīng)配備瓦斯抽放泵站監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)立監(jiān)測分站，對瓦斯抽放真空泵的供水、抽放泵的軸溫進(jìn)行監(jiān)控，同時對抽放瓦斯?jié)舛?、?fù)壓和流量等進(jìn)行監(jiān)測，瓦斯抽放泵站監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝由提供礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)廠家提供設(shè)計(jì)。抽放瓦斯泵