【正文】 煤層厚度m=； M — 開采層采高，M=； L — 工作面長度，200m； h — 掘進巷道預排等值寬度，24m。建立瓦斯抽放系統(tǒng)可有效地降低風流中瓦斯?jié)舛龋瑥亩鉀Q瓦斯超限問題。每月底按式（34）計算工作面月平均瓦斯抽采率。根據(jù)《MT501896礦井瓦斯抽放工程設計規(guī)范》：設計瓦斯抽放率，可根據(jù)煤層瓦斯抽放難易程度、瓦斯涌出情況、采用的抽放瓦斯方法等因素綜合確定；也可參照鄰近生產(chǎn)礦井或條件類似礦井的數(shù)值選取。（六）涌水量計算由于本采區(qū)沒有水文孔，考慮到己四采區(qū)與己三采區(qū)水文地質(zhì)情況相近，涌水量預計采用相關比擬法。太原組灰?guī)r水水質(zhì)類型為HCO3CaMg及HCO3CaNa，富含H2S氣體，具有強烈刺激氣味，水溫43176。間接充水含水層為L7灰?guī)r含水層及寒武系白云質(zhì)灰?guī)r含水層，其它含水層對煤礦生產(chǎn)影響較小。己1617煤層物理性質(zhì)： 16呈塊狀、粒狀，己17呈片狀、粉末狀，己1617煤層的各種物理參數(shù)與己15相近，己17煤層的單向抗拉強度Rt=30N/cm2，堅固性系數(shù)F=，普氏硬度f=1，單向抗壓強度Rc=793N/cm2?！?2176。該層砂巖俗稱砂鍋窯砂巖，為區(qū)域標志層（K5），是劃分山西組和下石盒子組的區(qū)域性標志，其上為大紫斑泥巖（K6），大紫斑泥巖厚度大，一般在12m左右，呈紫紅色，局部為灰綠色，是區(qū)域良好標志層，K5距戊910煤層一般93m，距己1617煤層一般70m左右，本段富含動植物化石主要有舌形貝定種、劍瓣輪葉、中國瓣輪葉、東方櫛羊齒、中國始蘇鐵等。庚20直接頂為L5灰?guī)r，含有燧石結(jié)核，厚度變化不大，是區(qū)內(nèi)良好的標志層（K2），灰?guī)r中含有豐富的動物化石，主要有長似紡錘蜒、阿爾卑皺壁蜒、希瓦格蜒未定種，簡單麥粒蜒等。0～30350DF9正斷層北西西北63176。0～25640mDF1正斷層北東北西48176。己四采區(qū)內(nèi)構(gòu)造復雜程度屬較復雜類型。軸部延伸400m左右，山莊三號背斜軸向過46′7孔，方位40176。傾向西南，東北盤抬升，西南盤下降，為落差40～280m的高角度正斷層。五礦己四采區(qū)位于李口向斜的西南翼，鍋底山斷層以北。 井田地質(zhì)特征 地質(zhì)構(gòu)造平頂山煤田位于華北平原西南部邊緣，伏牛山以北，箕山以南。表土為殘坡積物，厚度小，土質(zhì)差，種植玉米，大豆、紅薯等。 氣象及地震本區(qū)屬暖溫帶半干旱季風氣候。2 礦井概況 井田概況 交通位置平頂山天安煤業(yè)股份有限公司五礦（簡稱平煤五礦）位于平頂山市以西10 km，在平頂山礦區(qū)的西部，東部與一礦、四礦為鄰，西與十一礦為鄰，北和六礦為鄰。煤塵：%，%，庚20煤沒塵爆炸性指數(shù)為32～35%。己組煤含水層為己組頂板砂巖和地板L2含水層，間接沖水層L7灰?guī)r和寒武系白云質(zhì)灰?guī)r含水層。地表范圍為龍山至擂鼓臺的低山丘地帶，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。平煤五礦己四采區(qū)瓦斯抽放設計摘要：對突出礦井而言，煤礦生產(chǎn)過程中的最大安全隱患是瓦斯事故。礦區(qū)內(nèi)又連接京廣、焦枝兩大干線的孟——寶支線、礦區(qū)鐵路專用線；以平頂山市為樞紐與周邊縣市相通形成公路交通網(wǎng)，交通十分便利，使得煤炭外運便捷。庚組煤含水層為LL7灰?guī)r含水層，間接充水含水層為寒武系白云質(zhì)灰?guī)r含水層。自燃：己組煤自燃發(fā)火期為3～6個月，庚20煤自燃期2～3個月。行政區(qū)劃分屬平頂山市郊區(qū)和寶豐縣管轄。根據(jù)平頂山氣象站的資料，雨季一般集中在6～9月份。植被以槐樹為主，其次有粟樹、果樹等。本煤田處于豫西斷隆、華北斷拗和北秦嶺褶皺帶的交接部位。李口向斜西南翼為一平緩單斜構(gòu)造，走向280176。五礦己四采區(qū)位于鍋底山斷層的東北盤，從現(xiàn)有資料分析，采區(qū)上部構(gòu)造復雜，發(fā)育有F5正斷層、山莊復式褶皺和諸葛廟背斜，中下部也發(fā)育有多條斷層。軸部延伸240m。見表21。0～35400mDF2正斷層北北東西45176。0～701100DF10正斷層北西南西55176。中部砂質(zhì)泥巖段：～，由灰～深灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、細砂巖、灰?guī)r和薄煤組成，含灰?guī)r兩層（L3～L4），透鏡狀，薄煤不穩(wěn)定，泥巖中植物化石豐富，最明顯的是貓眼鱗木。四煤段（丁組煤）～，本段由灰色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、細中粒砂巖和煤組成，含煤4～7層，其中丁56煤層為全區(qū)可采煤層，層位穩(wěn)定。己1617煤層～17m，其中4918孔揭露己1617煤層直接與L2灰?guī)r接觸，～13m，一般在9m左右，偽頂為炭質(zhì)泥巖，直接頂為泥巖或砂質(zhì)泥巖，直接底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，～12m，老底為細砂巖，俗稱老君堂砂巖?；瘜W性質(zhì)：內(nèi)在水分（Mad）：%，灰分（Ad）：%，硫分(Sfd)：%，揮發(fā)分（Vdaf）：%，含油率（Td）：%。主要隔水層己組煤底板隔水層由砂巖含水層之間的泥巖及砂質(zhì)泥巖組成，在沒有斷裂的情況下，在垂向上使得頂板砂巖含水層之間缺乏水力聯(lián)系。C～45176。己三采區(qū)正常涌水量為120m3/h己四采區(qū)預計正常涌水量為：Q=165 m3/h己四采區(qū)最大涌水量Qmax=280 m3/h3 礦井瓦斯賦存 煤層瓦斯基本參數(shù)根據(jù)礦方資料和五礦己四采區(qū)初步設計，本采區(qū)瓦斯抽采基礎參數(shù)：一、煤層瓦斯壓力己組煤層瓦斯壓力：，；；。抽放率指標應符合現(xiàn)行的《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》的有關規(guī)定。 （34）式中：—工作面月平均瓦斯抽采率，%；—回采期間，工作面月平均瓦斯抽采量，m3/min；—工作面月平均風排瓦斯量，m3/min。己四采區(qū)為煤與瓦斯突出采區(qū)，隨著開采深度的增加，瓦斯壓力還將逐漸增大，煤與瓦斯突出危險嚴重，瓦斯抽放是防治煤與瓦斯突出的主要措施之一。（2）鄰近層瓦斯涌出量計算受己15煤層采動影響，鄰近層（被保護層）己1617煤層瓦斯將涌入己15采面和采空區(qū)。己四采區(qū)瓦斯涌出量己四采區(qū)瓦斯涌出量由各采面瓦斯涌出量與各掘進面瓦斯涌出量組成。八礦、十礦、十二礦已建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)。 抽放方法選擇根據(jù)上面建立的抽放瓦斯的必要性指標和可行性指標，依據(jù)規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定論述采用礦井集中抽放瓦斯系統(tǒng)或地面鉆孔抽放瓦斯系統(tǒng)，還是采用井下移動式抽放瓦斯系統(tǒng)。（2）鉆孔布置在運輸順槽和回風順槽向煤層打鉆，采用MKⅣ型鉆機施工，孔徑90mm，孔深80m，鉆孔間距3m。）仰角（176。圖53 上隅角抽放掘進工作面邊掘邊抽：掘進工作面防突以降低前方煤體集中應力，釋放煤層瓦斯壓力為主。：抽放管路總阻力包括摩擦阻力和局部阻力；摩擦阻力可用低負壓瓦斯管路阻力公式計算；局部阻力可用估算法計算，一般取摩擦阻力的10%~20%。根據(jù)瓦斯抽出量及分布情況，抽放管路主管管徑、規(guī)格：主干管為一趟DN600mm無縫鋼管和一趟DN300mm無縫鋼管。（2） 己1617支管上：D= （66）（m）管路選用DN400mm無縫鋼管做為己1617采面上順槽抽放瓦斯管。根據(jù)本采區(qū)抽放瓦斯系統(tǒng)管路布置，總干管從地面到回風下山的己15工作面回風巷(上順槽)L1=3200m，采用DN300mm抽放瓦斯管1趟；支管1至己15采面回風下山下端L2=1200m，采用DN100mm抽放瓦斯管1趟；根據(jù)上述抽放瓦斯管路系統(tǒng)，計算管網(wǎng)阻力如下：（1）直管段摩擦阻力 (611)式中：hf－某段管路的摩擦阻力，Pa；L－管路長度， m；△－混合瓦斯對空氣的相對密度，△=，n1為混合瓦斯中瓦斯的濃度，n2為混合瓦斯中空氣的濃度；Q－某段管路的混合瓦斯流量，m3/h；K0－系數(shù)，根據(jù)管徑查得，；D－管路內(nèi)徑，cm。根據(jù)礦井抽放瓦斯期間最大純瓦斯抽放量和最低抽放瓦斯?jié)舛?5%，計算抽放泵所需的流量：Qb=100∑Q純 K1/(Xη)=10023(30)=115（m3/min）⑵瓦斯泵壓力計算瓦斯抽放泵的壓力是克服瓦斯從井下抽放孔口起，經(jīng)抽放管路到抽放泵，再到釋放點所產(chǎn)生的全部阻力損失。適用于瓦斯流量大(8001200m3/min)，負壓要求高(400050000Pa)的抽放瓦斯礦井；可作為正壓鼓風輸往用戶，同時又可作為負壓抽出瓦斯。電動機選用YB型，660V，185kW隔爆三相異步電動機。為了方便安裝與檢修，泵機房內(nèi)配備SDXQ3型3t手動單梁懸掛式起重機一臺。柵欄設置的位置，上風側(cè)為管路出口外推5m，上下風側(cè)柵欄間距不小于35m。鉆機備用量按工作臺數(shù)的60%計；――抽放站位置應設在不受洪澇威脅且工程地質(zhì)條件可靠地帶，應避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區(qū)等；宜設在回風井工業(yè)場地內(nèi)，站房距井口和主要建筑物及居住區(qū)不得小于50m；――站房及站房周圍20m范圍內(nèi)禁止有明火；——站房應建在靠近公路和有水源的地方；——站房應考慮進出管敷設方便：有利瓦斯輸送，并盡可能留有擴能的余地；――抽放站建筑必須采用不燃性材料，耐火等級為二級；——站房周圍必須設置柵欄或圍墻；――站房附近管道應設置放水器及防爆、防回火、防回水裝置，設置放空管及壓力、流量、濃度測量裝置，并應設置采樣孔、閥門等附屬裝置。――必須有抽放瓦斯?jié)舛纫?guī)定及在規(guī)定濃度下的防爆措施。確定方案，計算數(shù)據(jù)，選型驗算，繪制大圖，對一個只是念過課本還未接觸過實際問題的學子來說，是何其繁瑣和艱難，沒有一點毅力前進，真是不行。不僅如此，我還要感謝四年來所有教育關心我的各位領導老師。以后的道路上讓我們共同珍惜。三個月的時間雖然不長，但我卻體會到了真正意義上的學習。8 致 謝合上這本厚厚的說明書，我的大學生活也逐漸畫上了句號。――泵房內(nèi)電氣設備、照明和其它電氣、檢測儀表均應采用礦用防爆型；――站房必須有直通礦調(diào)度室的電話；――抽放站應有供水系統(tǒng)。移動抽放泵站排到巷道內(nèi)的瓦斯，其濃度必須在30m以內(nèi)被混合到《煤礦安全規(guī)程》允許的限度以內(nèi)。2)管路防腐蝕、防漏氣、防砸壞、電氣防爆、防靜電、防帶電、防底鼓措施。――抽放管路應保持一定的坡度，一般不小于1%。回轉(zhuǎn)式鼓風機產(chǎn)生的負壓較高，運行穩(wěn)定，供氣均勻。根據(jù)抽放管網(wǎng)最大阻力計算值，鉆場孔口要求的負壓值，以及排放端管路的摩擦阻力，局部阻力的要求，抽放泵必須產(chǎn)生的壓力：Hb=K(Hz+H鉆孔口+H泵出口)=(+20000)=（Pa）式中：H－瓦斯泵壓力，Pa； K－備用系數(shù)，取K =。根據(jù)本采區(qū)抽放瓦斯系統(tǒng)管路布置，總干管從地面到回風下山的己15工作面回風巷(上順槽)L1=3200m，采用DN600mm抽放瓦斯管1趟；支管1至己15采面回風下山下端L2=1200m，采用DN250mm抽放瓦斯管1趟；根據(jù)上述抽放瓦斯管路系統(tǒng)，計算管網(wǎng)阻力如下：（1）直管段摩擦阻力 (612)式中：hf－某段管路的摩擦阻力，Pa；L－管路長度，m；△－混合瓦斯對空氣的相對密度，△=，n1為混合瓦斯中瓦斯的濃度，n2為混合瓦斯中空氣的濃度；Q－某段管路的混合瓦斯流量，m3/h；K0－系數(shù)，根據(jù)管徑查得，；D－管路內(nèi)徑，cm。（3） 己15采面上隅角與采空區(qū)埋管抽放管路支管的選擇：己15支管上：D= (68)（m）管路選用DN300mm無縫鋼管做為己15采面上順槽抽放瓦斯管。抽放管的連接采用CDU快速接頭，主管趟數(shù)為一趟DN600mm無縫鋼管和一趟DN300mm無縫鋼管。瓦斯抽放系統(tǒng)選擇還應注意以下問題：⑴分期建設、分期投產(chǎn)的礦井，抽放瓦斯工程可一次設計，分期建設、分期投抽。另外，在保證掘進工作面正常循環(huán)作業(yè)的情況下，采用“邊掘邊抽”的防突方法。采空區(qū)埋管抽放由于采面回采后己1617煤層瓦斯大量涌入采空區(qū)，為消除己15煤層開采、己1617煤層采掘時的瓦斯危害和突出威脅，必須將采空區(qū)瓦斯盡可能排除，為此在回風順槽鋪設專用管路進行采空區(qū)抽放。高位鉆孔抽放（1）抽放層位，全冒落帶高度為：H=M/（k1）cosα =（）cos10= （51）H——冒落帶高度 K——巖石碎脹系數(shù)M——工作面采高 α——煤層傾角根據(jù)高位抽放鉆孔抽放原理，鉆孔終孔位置應布置在裂隙帶內(nèi)，因此設計鉆孔終孔位置應布置在采面頂板以上5～9m范圍內(nèi)。抽放瓦斯方法、方式的選擇，應根據(jù)瓦斯及煤層賦存情況，瓦斯來源、巷道布置方式、礦井開采技術條件、瓦斯基礎參數(shù)等綜合分析比較后確定。5 抽放方法 規(guī)定根據(jù)《MT501896礦井瓦斯抽放工程設計規(guī)范》：選擇抽放瓦斯方法，應根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來源、巷道布置、瓦斯基礎參數(shù)、瓦斯利用要求等因素經(jīng)技術經(jīng)濟比較確定。鄰近層己1617煤層瓦斯涌出量為q2 = （43） = = m3/min式中：q2 — 鄰近層瓦斯涌出量，m3/min； ki — 鄰近層瓦