【正文】 采技術(shù)條件，依靠科技進步，樹立“瓦斯事故可以預(yù)防和避免”、“瓦斯是自愿和潔凈能源”的意識，貫徹“安全第一、預(yù)防為主”和瓦斯治理“先抽后采、監(jiān)測監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的方針，加強瓦斯治理與利用的工作，努力建設(shè)本質(zhì)安全礦井。瓦斯：屬突出礦井，己組煤層是突出煤層，瓦斯含量隨深度增加而增加；庚20煤層屬低瓦斯煤層。1968年12月投產(chǎn)截止2010年末已生產(chǎn)52年，剩余服務(wù)年限符合設(shè)計要求及相關(guān)規(guī)定，三水平800～1000m未計算的己組煤煤炭儲量將礦井剩余服務(wù)年限又延長了，礦井的煤炭資源有可靠的保障。根據(jù)平煤五礦己四采區(qū)的各項資料研究瓦斯抽放設(shè)計的合理組合方式，工藝參數(shù)，抽放效果評價技術(shù)等是非常有必要的，能夠為礦井瓦斯抽放的科學(xué)管理，生產(chǎn)計劃的科學(xué)編制以及計劃的嚴格實施提供必要的科學(xué)依據(jù)，也是確保安全生產(chǎn)，提高工作效率和生產(chǎn)效益的有效手段。平煤五礦己四采區(qū)煤層瓦斯抽放設(shè)計采用上下順槽打順層平行鉆孔預(yù)抽、高位鉆孔抽放和采空區(qū)埋管抽放、上隅角抽放相結(jié)合的瓦斯抽放方法，它能確保采掘工作在低瓦斯含量條件下采掘，給采掘工作創(chuàng)造安全環(huán)境。，服務(wù)年限為64年，1996年經(jīng)集團公司同意，將六礦己組煤層劃歸五礦開采增加了五礦可采儲量。礦井水文條件類型為Ⅲ類。庚20煤層前部開采時溫度為27℃左右。 地形地貌五礦己組煤深部區(qū)地表為龍山至擂鼓臺的低山丘陵地帶，地勢中間高，南北低，最高點為擂鼓臺，標高+，其次為龍山，標高+，南坡陡，北坡緩，呈單面山形，為本區(qū)地表分水嶺。冰凍期一般為11月到次年3月，最大凍土層深度220mm，最大積雪厚度160m最長冰凍期為170天。 礦井煤炭生產(chǎn)及規(guī)劃概況平煤五礦58年投產(chǎn)，1984年達到設(shè)計產(chǎn)量，己四采區(qū)投產(chǎn)后,。區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造為一寬緩的復(fù)式向斜，即以李口向斜和靈武山向斜為主，其間為尖山背斜的一系列北西方向的褶皺?！?7176。己四采區(qū)位于諸葛廟背斜西翼，該背斜在己四采區(qū)表現(xiàn)不明顯，構(gòu)造幅度較小，為寬緩褶皺。傾向西南，東北盤抬升，西南盤下降，落差40～280m，傾角40176。40～2802000mF4正斷層南北西45176。0～21350DF5正斷層北東北西65176。太原組由生物碎屑、灰?guī)r、泥巖、泥質(zhì)砂巖和煤組成，含煤6～9層，常見7層，其中庚20煤層為本區(qū)可采煤層。根據(jù)豐富的動植物化石和其它沉積特征，本組為三角洲平原至潮坪沉積。五煤段（丙煤段）本段為深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、灰色細～中粒長石石英砂及煤層，局部含紫斑泥巖，含煤3～5層，其中丙3煤層為局部可采煤層。區(qū)內(nèi)有兩個鉆孔揭露特別，一個是50′15孔，己1617煤層厚度9m，一個是4916孔。在采區(qū)西南，有龍門口水庫，此水庫緊鄰己四采區(qū)，但由于鍋底山斷層阻隔，加上南部地表第四系覆蓋層隔水層較厚，對己四采區(qū)水文條件無影響。頂板砂巖含水層之間在正常情況下水力聯(lián)系較弱，經(jīng)實際生產(chǎn)證明，同層砂巖水在傾向上受重力作用，滲透能力較強，滲透系數(shù)最大可達K=，頂板砂巖水水質(zhì)類型為HCO3Na，經(jīng)測試，PH值試紙呈淺綠色，呈弱堿性。己組煤頂板砂巖水在沒有開采情況下，由于各含水層之間有隔水層存在，各含水層之間水力聯(lián)系較差，開采后采空區(qū)上方產(chǎn)生斷裂，裂隙帶高度最大可達80m，基本能貫穿己組頂板砂巖含水層，采空區(qū)上方砂巖水通過裂隙導(dǎo)入采空區(qū)，另外，采空區(qū)上部階段頂板砂巖水在重力作用下，沿巖層傾斜方向滲入采空區(qū)，對采空區(qū)上部階段砂巖水起排泄作用，如己1723140先回采后，上部采面己17231己1723080在回采過程中基本沒有進行排水。四、百米鉆孔瓦斯流量實測百米鉆孔瓦斯流量11～30L/。1 井（或采區(qū)）瓦斯抽放率的測定與計算：在瓦斯抽采站的抽采主管上安裝瓦斯計量裝置，測定礦井每天的瓦斯抽采量。根據(jù)瓦斯可抽量及年瓦斯抽放量，己四采區(qū)服務(wù)年限為16a。⑵礦井絕對瓦斯涌出量達到以下條件的：①大于或等于40m3/min；②～，大于30m3/min；③～，大于25m3/min；④～，大于20m3/min；⑤，大于15m3/min。 A — 己15采面日產(chǎn)量1015t/d，（3）采煤工作面瓦斯涌出量計算q =q1+q2 （44） =+ = m3/min己1617煤層采面開采期間瓦斯涌出量預(yù)測己1617煤層為被解放層，瓦斯相對涌出量的40%涌入己15煤層采空區(qū)，開采己1617煤層時， m3/t。通過上述計算與分析，根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果，只有在抽放后，通過風(fēng)排才可以保證己四采區(qū)安全生產(chǎn)。并應(yīng)符合下列要求：a)盡可能利用開采巷道抽放瓦斯，必要時可設(shè)專用抽放瓦斯巷道；b)適應(yīng)煤層的賦存條件及開采技術(shù)條件；c)有利于提高瓦斯抽放率；d)抽放效果好，抽放的瓦斯量和濃度盡可能滿足利用要求；e)盡量采用綜合抽放；f)抽放瓦斯工程系統(tǒng)簡單，有利于維護和安全生產(chǎn)，建設(shè)投資省，抽放成本低。（1）為提高瓦斯抽放率應(yīng)采用開采層、采空區(qū)相結(jié)合的綜合抽放方法；（2）當井下采掘工作所遇到的瓦斯主要來自開采層本身，只有抽放開采層本身的瓦斯才能解決問題時，應(yīng)采用開采層瓦斯抽放；（3）工作面后方采空區(qū)瓦斯涌出量大，危害工作面安全生產(chǎn)或老采空區(qū)瓦斯積存量大，向鄰近的回采工作面涌出瓦斯量多以及增大采區(qū)和采區(qū)總排瓦斯量，應(yīng)采取采空區(qū)瓦斯抽放；（4）對于瓦斯含量大的煤層，在煤巷掘進時，難以用加大風(fēng)量稀釋瓦斯，可在掘進工作開始前對煤層進行大面積預(yù)抽或采取邊掘邊抽的方法加以解決；（5）對于煤層透氣性較低，采用預(yù)抽方法不易直接抽出瓦斯，掘進時瓦斯涌出不很大而回采時有大量瓦斯涌出的煤層，可采用邊采邊抽或增大孔徑和孔長及鉆孔密度等措施進行抽放瓦斯的方法；（6）若圍巖瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂縫帶儲存有高壓瓦斯并噴出時，應(yīng)采取圍巖瓦斯抽放措施。（2）鉆孔布置根據(jù)五礦頂板抽放經(jīng)驗，為保證抽放鉆孔的有效抽放空間，鉆孔位置應(yīng)布置在裂隙帶內(nèi)，根據(jù)五礦現(xiàn)場條件，由于采面回風(fēng)頂板較為完整，由采面回風(fēng)巷直接向裂隙帶內(nèi)施工抽放鉆孔，間距每40m布置6個鉆孔，呈扇形布置。作為采空區(qū)瓦斯抽放的預(yù)埋管路，管路上每隔一段距離串接一個專用三通管，作為抽放采空區(qū)瓦斯的吸氣口。具體布置見圖54。⑵抽放瓦斯站的建設(shè)方式，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。 計算方法⑴瓦斯抽放管徑選擇選擇瓦斯管徑，可按下式計算： （61）式中 D—瓦斯管內(nèi)徑，m；Q—管內(nèi)瓦斯流量，m3/min；V—瓦斯在管路中的經(jīng)濟流速，m/s，一般取V＝10~15m/s。己15支管下：D= (69)（m）管路選用DN250mm無縫鋼管做為己15采面下順槽抽放瓦斯管。直管段管路總阻力：H1==6940+3740=10680(Pa) （2）局部阻力抽放系統(tǒng)的局部阻力為：Hj=1068015%=1602(Pa)（3）抽放系統(tǒng)最大管網(wǎng)阻力抽放管路系統(tǒng)最大管網(wǎng)阻力為：HZ=10680+1602=11282(Pa) 瓦斯抽放泵選型 規(guī)定根據(jù)《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》，對瓦斯抽放設(shè)備有如下要求：：礦井抽放瓦斯設(shè)備的能力，應(yīng)滿足礦井抽放瓦斯期間或在抽放瓦斯設(shè)備服務(wù)年限內(nèi)所達到的開采范圍的最大抽放量和最大抽放阻力的要求，且應(yīng)有不小于15%的富裕能力。⑶瓦斯抽放泵真空度計算 （615）式中 —瓦斯抽放泵的真空度，%；—瓦斯抽放泵提供的最大負壓，Pa，其值可通過式（614）進行計算。但運行噪音大，壓力高時磨損嚴重，氣體漏損較大，因此不宜推薦。――在傾斜巷道中，管路應(yīng)設(shè)防滑卡，其間距可根據(jù)巷道坡度確定，對28○以下的斜巷，間距一般取15m20m。3)立井(立眼)、斜井(斜巷)管路防滑措施。柵欄處必須設(shè)警戒牌和瓦斯監(jiān)測裝置，巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸迗缶瘯r，應(yīng)斷電、停止抽放瓦斯、進行處理。站房設(shè)備冷卻水一般采用閉路循環(huán)?；厥走@兩個多月的時間，有很多遺憾，也有很多的留戀。只有在用中學(xué)，才是有所學(xué)乃至以后有所成。我會倍加努力，創(chuàng)造人生輝煌。我衷心感謝在設(shè)計中給予我指導(dǎo)的王登科老師以及溫志輝老師，感謝幫助我的各位同學(xué)，沒有他們的真誠而又無私的幫助，或許也就沒有我的這份設(shè)計。困難已經(jīng)使很多人畏懼，更何況還要在知識的汪洋大海中再度撈針，所以說畢業(yè)設(shè)計也考驗著一個人的意志品質(zhì)。――抽放瓦斯站必須有防雷電、防火災(zāi)、防洪澇、防凍措施。 地面抽放瓦斯站安全措施抽放瓦斯站安全措施，應(yīng)遵從以下要求：――在一個抽放站內(nèi)，抽放瓦斯泵及附屬設(shè)備只有一套工作時，應(yīng)備用一套；兩套或兩套以上工作時，其備用量可按工作數(shù)量的60%計。――移動泵站抽出的瓦斯排至回風(fēng)道時，在抽放管路出口處必須采取安全措施，設(shè)置櫥欄、懸掛警戒牌。真空泵采用閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)，設(shè)置玻璃鋼冷卻塔和冷卻水泵，水泵采用水位自動控制。經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟比較，設(shè)計確定本采區(qū)瓦斯抽放設(shè)備選用2BE1405型水環(huán)式真空泵2臺，其中1臺工作，1臺備用。工作效率低，兩臺并聯(lián)運轉(zhuǎn)，性能較差；相同的功率，流量，壓力與回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機相比。 （613）式中 —抽放瓦斯泵的額定流量，m3/min；—礦井瓦斯最大抽放總量（純量），m3/min；x—礦井抽放瓦斯?jié)舛龋?；η—瓦斯抽放泵的機械效率，；K—備用系數(shù)，K=。表62 在0℃及105 Pa氣壓時的值瓦斯?jié)舛?0123456789011020304007865060708090100采區(qū)瓦斯抽放管網(wǎng)阻力，按系統(tǒng)中管路最長，阻力最大的一條進行計算，由于有兩趟瓦斯管路，則分別如下：對于平行鉆場與高位鉆場阻力計算其管路最長，阻力最大的是總干管從地面瓦斯泵房經(jīng)己四采區(qū)風(fēng)井到回風(fēng)石門，再由回風(fēng)下山到己15工作面回風(fēng)巷(上順槽)抽放分管采煤工作面的管路。對于去往己1617采面己15采面與上隅角與采空區(qū)埋管抽放管路的選擇（1）總干管： （65）=管路選用DN600mm無縫鋼管做為去往己1617與己15抽放瓦斯主管?！惶壮榉磐咚瓜到y(tǒng)難以滿足要求.設(shè)計選用的抽放管路基本沿回風(fēng)巷道布置。：當采用專用鉆孔敷設(shè)抽放管路時，專用鉆孔直徑應(yīng)比管道外形尺寸大100mm；當沿豎井敷設(shè)抽放管路時，應(yīng)將管道固定在罐道梁上或?qū)Ｓ霉芗苌稀＞唧w布置見圖53。表51 高位鉆孔布置參數(shù)表孔號孔深（m）孔徑（mm）偏角（176。 鉆孔及鉆場布置及封孔方法順層平行鉆孔預(yù)抽（1）抽放層位開孔位置在己15煤層上、下順槽，鉆孔終孔位置位于己15煤層中。由于己15煤采面為近距離開采保護層采面，己15煤層與己1617煤層層間距厚度不均，在開采過程中己1617煤層瓦斯釋放入該采面，尤其是采空區(qū)附近。實測百米鉆孔瓦斯流量12 ~ 30L/,抽放管內(nèi)濃度達35～45%，最高達65%。己1617煤層掘進時，工作面瓦斯絕對涌出量計算過程如下：a、己1617煤層掘進落煤瓦斯涌出量 （48）=（）= m3/minb、煤壁瓦斯涌出量 （49）=2（2）= m3/min式中：qv=[（Vr2）+] X0=[282+]=qj = qL + qm=+= m3/min（3）巖巷掘進工作面～，掘進過程中瓦斯涌出量很小，可以忽略。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測己15煤采面開采期間瓦斯涌出量預(yù)測按瓦斯含量計算工作面的瓦斯絕對涌出量，其計算如下：（1）開采層瓦斯涌出量計算 （42）=（）1015/（2460）= m3/min式中：q1 —本煤層開采涌入工作面的瓦斯量，m3/min k1 —圍巖瓦斯涌出系數(shù)， A —己15采面工作面日產(chǎn)量， 1015t/d X0 —煤的瓦斯原始含量，m3/t Xc —煤的殘存瓦斯含量，m3/t，取經(jīng)驗值X1=3 k2 —工作面丟煤系數(shù)，取回采率的倒數(shù)，k2 =； k3 —工作面巷道瓦斯預(yù)排影響系數(shù)，k3 =（L2h）/L ≈ m — 開采層厚度，己15