【正文】 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。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 35煤礦回采工作面順槽實行雙巷掘進，掘進工作面的最大邊掘邊抽瓦斯量由下式計算： （5—2）teQLNQtj /)1(10321 ?????式中: Q 1 —掘進工作面邊掘邊抽瓦斯量， ；min3N —每個鉆場內(nèi)邊掘邊抽鉆孔數(shù)，N＝4；L2 —掘進工作面平均走向長度，m，L 2=1000m；L3—鉆場間距，m；L1 —單孔有效抽放長度，m；Qj—百米鉆孔瓦斯極限抽放量，m 3，Q j =73000 m3；Α—鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，d 1，α= 1；t—巷道掘進期間邊掘邊抽鉆孔平均抽放瓦斯時間，在巷道平均長度為 1000m，掘進速度 150m/mon 條件下，t＝200d。抽出量可表示為： 河南理工大學本科畢業(yè)論文 33 （5—1）11LDKDlnKSQ???????式中: Q—鉆孔瓦斯抽出量， ；mi3S—鉆孔暴露煤壁表面積， ；2—鉆孔煤壁瓦斯涌出速度， ；1Kin23?D—鉆孔直徑；L—鉆孔有效抽放總長度；—單一鉆孔有效抽放長度，140m；ln—鉆孔個數(shù)。己二采區(qū)煤層屬于高瓦斯低透氣性煤層，根據(jù)《AQ10272022煤礦瓦斯抽放規(guī)范》 ，決定采用本煤層預抽、邊掘邊抽和邊采邊抽相結合的綜合瓦斯抽放方法，選擇具體抽放瓦斯方法時應遵循如下原則：（1）選擇的抽放瓦斯方法應適合煤層賦存狀況、開采巷道布置、地質條件和開采技術條件；（2）應根據(jù)瓦斯來源及涌出構成進行，盡量采取綜合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果； 河南理工大學本科畢業(yè)論文 31（3）有利于減少井巷工程量，實現(xiàn)抽放巷道與開采巷道相結合；（4）選擇的抽放瓦斯方法應有利于抽放巷道布置與維修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本； （5）所選擇的抽放方法應有利于抽放工程施工、抽放管路敷設以及抽放時間增加。d； 河南理工大學本科畢業(yè)論文 29鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為 －1 ，從表 4—2—1 可以看出己二采區(qū)煤層應屬于容易抽放煤層，具備良好的本煤層瓦斯抽放的條件，目前進行的瓦斯抽放試驗的結果也證明了這一點。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 28 從資源利用和環(huán)保的角度來看瓦斯抽放的必要性瓦斯是一種優(yōu)質的能源，與人工制氣相比，利用瓦斯具有成本低，質量高清潔安全，使用方便等顯著的優(yōu)點。m3A=采區(qū)走向（m） 采區(qū)寬度（m） 采高（m） 煤密度( ) ??3mt =1900 870 = 萬 tWk= 8291400 ? =19850 萬 3m 可抽瓦斯量可抽量是指礦井瓦斯儲量中能被抽出的瓦斯量，由下式計算： （3—7） kkcW???式中：Wkc ——礦井瓦斯可抽量，萬 m3；η k ——礦井瓦斯抽放率，按照生產(chǎn)礦井的現(xiàn)狀預計，η k =38～42%，取平均值 η k = 40%；Wk ——礦井瓦斯儲量，萬 m3。單位時間內(nèi)單位面積暴露煤壁泄出的瓦斯量（煤壁瓦斯涌出速度）隨著煤壁暴露時間的延長而降低。 通風方式 礦井通風方式為分區(qū)抽出式。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 20在山坡、山腳處，大氣降水通過坡積層、洪積層補給有關煤系砂巖含水層。沙河距礦區(qū)最近，最大洪峰流量 3300m3/s，旱季流量 。平頂山——首山水文地質段北西、南西、北及北東和南及南東部分別以郟縣斷層、鍋底山斷層、洛崗斷層、襄郟斷層和洛崗斷層為界，形成地壘構造，十礦位于該水文地質段南部。各煤層的甲烷成分及含量總體隨深度的增加而增大，由于樣點分布不均，瓦斯分帶尚無法合理劃分。該向斜軸在十礦、十二礦、八礦深部經(jīng)鉆探和三維地震勘探，軸部的具體位置、形態(tài)已嚴密控制。沉積蓋層產(chǎn)生了開闊的背、向斜褶皺，同時伴以相當發(fā)育的各組斷層，破壞了地層的完整性。并有中、酸性巖漿巖的侵入和噴出。 地震資料有史記載，從公元前到 2022 年，平頂山地區(qū)共發(fā)生地震 84 次，河南省發(fā)生的 8 次大地震中，七次對區(qū)內(nèi)有較大破壞，其中有 5 次，發(fā)生于 1522 年 1 月 28 日、1524 年 2 月 14 日、1556 年 1 月、1558 年和1820 年 8 月 4 日，有民舍傾覆，傷人無數(shù)的記載。最高氣溫 ℃(1968 年 7 月 18 日)，最低氣溫℃(1955 年 1 月 30 日 )，年平均氣溫 ℃。沙河、汝河流經(jīng)平頂山礦區(qū)的南部和北部邊緣。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 9本設計以《畢業(yè)設計論文大綱》為依據(jù)，按照《煤礦安全規(guī)程》和《礦井抽放瓦斯工程設計規(guī)范》的要求，經(jīng)過查閱相關資料和老師的精心指導而完成,由于本人知識結構的限制和設計能力有限，設計中難免有不妥和錯誤之處，懇請審閱老師批評指正。瓦斯抽放系統(tǒng)設計是一個涉及煤礦開采學、井巷工程、礦井通風與安全、礦山環(huán)保等諸多技術科學的系統(tǒng)工程，雖然本次設計題目中存在一些理想化的條件，但是通過這次設計，我已經(jīng)基本掌握了煤礦瓦斯抽放設計的方法和步驟，培養(yǎng)了搜集、整理、運用科技資料和生產(chǎn)技術經(jīng)驗的能力，提高了撰寫技術文件和解決實際問題的能力。(3) 安全科研方面的成績。還有企業(yè)領導自身的覺悟及認識的提高,必將進一步推動抽放瓦斯工作的發(fā)展。近幾年由于大型抽放泵的出現(xiàn)以及抽放工藝的進一步優(yōu)化,使采空區(qū)抽放創(chuàng)造了前所未有的輝煌,如撫順老虎臺礦經(jīng)過 河南理工大學本科畢業(yè)論文 6多年的實踐摸索,采用了尾巷瓦斯道、兩順超前抽放瓦斯、頂板道超前抽放及上順槽埋管抽放瓦斯等方式。分析認為,交叉布孔除了由于交叉增加煤體卸壓范圍、提高透氣性外,還由于鉆孔相互交叉影響 ,可避免因某一鉆孔坍塌堵塞而影響正常抽放。這種方法從原理上講雖然仍為鄰近層卸壓抽放,但突破了以往僅在開采層巷道向鄰近層打鉆抽放的老模式。二是煤層基礎條件差,透氣性普遍較低。2022 年全國煤礦事故死亡 5670 人,瓦斯事故死亡 2436 人,占總死亡人數(shù)的 43 %。對瓦斯抽放這一瓦斯災害的治本措施有了充分地認識,紛紛投資建設或更新改造抽放瓦斯系統(tǒng) ,大大提高了抽放瓦斯的能力,從而也大大改善了煤礦安全狀況。隨后，1957 年，陽泉礦務局四礦又實驗成功了采用穿層鉆孔抽放上臨近層卸壓瓦斯。原蘇聯(lián)在帝俄時期，大約于 1907 年在尤索夫克的中央礦井內(nèi)把莫梁寧諾夫層的臨近層大量噴出瓦斯進行引排。280mm 鉆孔貫穿各層時，有高壓瓦斯噴出，當時 Sehrodter 博士決定排放瓦斯，向孔內(nèi)扦入套管，用水泥砂漿封孔，聯(lián)管直徑為 248。進入新世紀以來，全世界主要產(chǎn)煤國家的煤礦大多都進行了瓦斯抽放，并對此技術進行了深入的研究，取得了較大成果。高瓦斯和瓦斯突出礦井全部開展瓦斯抽放的有：山西、遼寧、吉林、江西、山東、貴州、云南、陜西、甘肅、中煤集團公司、神華集團公司等 11 個統(tǒng)計單位，占 %。由此可見,瓦斯事故是制約我國煤礦安全狀況好轉的最主要因素。尤其是放頂煤采煤法推廣以后,工作面單產(chǎn)大幅度提高,日產(chǎn) 3000～5000t 已是較低水平,日產(chǎn)萬噸也較普遍,因此工作面瓦斯涌出量也大幅增長。我國 20 世紀 70 年代曾經(jīng)試驗過水力割縫、水力壓裂等方法,但由于工藝復雜、技術難度大,還必須有一些特殊設備等原因 ,難以大面積推廣使用。再有水平長鉆孔抽放本煤層瓦斯,過去由于打鉆裝備及工藝問題,始終打不出理想的長鉆孔。在總結過去瓦斯抽放工作的基礎上,對其未來展望如下。對此最有效、最經(jīng)濟的還是卸壓抽放瓦斯。這些都為抽放瓦斯的發(fā)展打下了雄厚的技術基礎,給抽放瓦斯插上了翅膀。本次設計就是在十礦實際地質條件的基礎上，根據(jù)收集到的礦井生產(chǎn)圖紙和數(shù)據(jù)，按照指導老師的要求作了一些改動后，對礦井瓦斯抽放系統(tǒng)做的設計。礦用鐵路與外界相接，由平漯線東接京廣，由平寶線西接焦枝。 河南理工大學本科畢業(yè)論文 11井田范圍發(fā)育著沖溝和季節(jié)性小溪，比較大的月臺河發(fā)源于尹充村，從井田中部流過，屬間歇性小河。降水：降水多集中在 9 三個月。工業(yè)發(fā)達，以煤礦、建材為主；農(nóng)業(yè)以小麥、玉米、蔬菜為主；礦產(chǎn)資源主要有煤炭及建筑材料等 井田地質特征 地質構造平頂山煤田位于昆侖—秦嶺緯向褶皺帶東段北亞支南側與嵩淮弧復合部位。少林運動、懷遠運動和加里東運動表現(xiàn)為升降運動，同時還有相應的繼承中岳運動的性質，使沉積蓋層在一定程度上產(chǎn)生緯向構造。喜馬拉雅運動在本區(qū)主要表現(xiàn)為升降運動并伴有斷裂產(chǎn)生，使凹陷進一步發(fā)展，接受厚度達千米以上的新生界沉積，形成了目前的地質景觀。含煤 41層，煤層總厚 ，含煤系數(shù) %，其中上石炭統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組、下石盒子組含可采與局部可采煤層八層。表 223 井下鉆孔煤層瓦斯壓力測定匯總表其 它 參 數(shù)煤層 地點煤層頂板標高(m)壓力(MPa)瓦斯流量(l/min)換算瓦斯含量(m3/t)f a b 河南理工大學本科畢業(yè)論文 17320 己組南石門 己二通風排水下山 己二通風排水下山 己二通風排水下山 20220 采面 二 120220 采面 由表知，煤層瓦斯壓力較大，煤體堅固性系數(shù)（f）小，煤的等溫吸附常數(shù)中 a 值較大，表明煤的粒度較小，比表面積大，煤體對瓦斯的吸附量大。 地 表 三疊 系 下 統(tǒng) 劉 家 溝 組 及 二 疊 系 上 統(tǒng) 石 千 峰 組 砂 巖 出 露 ， 組 成 一 系 列 近 北 西 、南 東 走 向 的 低 山 ， 形 成 向 北 西 方 向 開 口 的 箕 形 地 貌 單 元 。汝河、北干渠、烏江河流經(jīng)灰?guī)r地層露頭附近，對礦區(qū)地下水影響較大。開拓方式為多水平立井、斜井綜合開拓。設計中平能化十礦己二采區(qū)煤礦開采煤的工作面的平均采高為，工作面長 120m，走向長度 1100m ,日推進 ,煤層瓦斯含量— m3/t。tm3代入數(shù)據(jù)得： = ；oq??in2? 河南理工大學本科畢業(yè)論文 24= 。（3）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。目前，我國許多瓦斯抽放礦井都進行了利用，利用瓦斯進行發(fā)電及民用，變被動抽放為主動開發(fā)，瓦斯抽放成為已礦井的一個經(jīng)濟增長點。 目前國內(nèi)主要使用的瓦斯泵類型（1）離心式瓦斯泵；（2）回轉式瓦斯泵(包括羅茨鼓風機、葉式鼓風機、滑板式壓氣機等)；（3）水環(huán)式真空泵。利用鉆場在掘進面兩幫布置鉆孔本煤層抽放掘進面預抽 防止掘進面瓦斯突出 向掘進工作面打迎頭鉆孔預抽現(xiàn)采空區(qū)半封閉抽放回采過程中，下分層及圍巖等瓦斯涌出，造成采空區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量大密閉尾巷，插（埋）管抽放采空區(qū)抽放老采空區(qū)全封閉抽放已采完封閉的老采空區(qū)瓦斯涌出量大 密閉內(nèi)插管抽放鄰近層抽放區(qū)域預抽 鄰近層瓦斯涌出量大，鉆孔的通過能力滿足不了抽放要求從開采層回風巷向鄰近層打垂直或斜交穿層鉆孔抽放 瓦斯預抽量預計預抽煤層瓦斯預抽量預計 河南理工大學本科畢業(yè)論文 32 預抽煤層瓦斯抽放率按 40%計算，在預抽期為 12 個月時，其瓦斯抽放量為 ，抽放瓦斯?jié)舛葹?50%，則抽放系統(tǒng)混合氣體流量min3為 ，假設其被上下順槽平分，則單一順槽混合氣體流量為 。預抽時間最少 6個月以上。；鉆場間距 60m；鉆場內(nèi)鉆孔數(shù) 4 個；封孔深度 10m；封孔方式 聚胺酯封孔。如圖 551— 集氣孔段； 2—聚氨酯封孔段； 3—水泥砂漿封孔段；4—套管圖 55 瓦斯抽放鉆孔封孔示意圖 1 2 3 4 河南理工大學本科畢業(yè)論文 396 瓦斯抽放系統(tǒng)管路設計 抽放瓦斯管路選擇 瓦斯抽放管路系統(tǒng)的選擇原則 (1)抽放管路應敷設在巷道曲線段少和距離最短的路線；(2)盡量避開運輸繁忙巷道，首選回風巷內(nèi)鋪設；(3)考慮安裝、檢修方便；(4)管路發(fā)生故障，管道內(nèi)的瓦斯不至于進入采掘工作面、機房或機電硐室等；(5)抽放管路系統(tǒng)中必須安裝調節(jié)、控制、測定、防爆、防回火裝置。最大摩擦阻力 = 1021Pa+6430Pa+857Pa+107Pa=8415 PazH2．局部阻力計算管網(wǎng)局部阻力一般取摩擦阻力的 10%～20%。 管網(wǎng)阻力計算抽放瓦斯管路阻力包括摩擦阻力和局部阻力。圖 54 邊采邊抽鉆孔布置示意圖 河南理工大學本科畢業(yè)論文 38 封孔方法封孔工藝：鉆孔采用聚氨酯封孔，聚氨酯封孔采用卷纏藥液法,封孔深度 5m，封孔段長度 2m，封孔管為直徑 50mm 的 PVC 管（阻燃、防靜電） ，長為 5～，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