【正文】 抽放具有抽放量大、來源穩(wěn)定等特點，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。 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，對于透氣性及其它預(yù)抽條件較好的煤層，預(yù)抽會取得較好效果。最常用的用來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)。采空區(qū)瓦斯涌出量較大，受漏風(fēng)影響，上隅角瓦斯經(jīng)常超限，瓦斯?jié)舛纫话?6％左右，嚴(yán)重威脅著礦井的安全生產(chǎn)。 礦井開拓開采礦井采用斜井開拓方式，分南北兩個區(qū)開采，斜井主要用于運煤、運材料、進(jìn)風(fēng)排水，敷設(shè)管線，回風(fēng)井回風(fēng)，采用絞車提升。結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定可靠 m3/min，屬高瓦斯礦井。左右。左右，井田內(nèi)斷層較發(fā)育，此部見F10F104正斷層，南部見F101正斷層，僅在井田中部有一條F1120斷層，在界中部有一斷層帶影響各煤層，對開拓、開采帶來不利影響。盤縣特區(qū)地震烈度為6度。屬構(gòu)造—剝蝕山地地貌，發(fā)育單面山，單面山脊之間組成單斜谷地，西北部由峨嵋山玄武組地層構(gòu)成構(gòu)造坡，東南部由三疊系地層構(gòu)成剝蝕坡，在構(gòu)造坡與剝蝕坡之間由龍?zhí)督M地層組成不對稱的單斜谷地。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計前 言一、任務(wù)來源貴州省盤縣紅果鎮(zhèn)XX煤礦經(jīng)改擴(kuò)建后生產(chǎn)能力為15萬t/a，目前礦井實際生產(chǎn)能力已達(dá)到20萬t/a，隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及開采深度的增加，礦井瓦斯涌出量增大，采煤工作面上隅角經(jīng)常出現(xiàn)瓦斯超限現(xiàn)象，為解決局部瓦斯超限問題，確保安全生產(chǎn)，XX煤礦決定開展瓦斯抽放工作，委托煤炭科學(xué)研究總院撫順分院進(jìn)行瓦斯抽放設(shè)計，撫順分院的設(shè)計人員認(rèn)真研究和分析了XX煤礦的煤層賦存、瓦斯涌出及開拓開采情況后認(rèn)為，XX煤礦具備建立抽放系統(tǒng)的條件，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了瓦斯抽放設(shè)計。單面山與單斜谷地走向與地層走向一致，呈近北延伸。 水源及電源情況礦井生活用水取自附近泉井水，生產(chǎn)用水可取自松山河或井田泉井水。本井田構(gòu)造復(fù)雜程度屬中等。 煤層及煤質(zhì)宣威組含煤層28～49層，一般38層，含煤總厚24～43m，平均34m，平均含煤系數(shù)15％，其中含可采煤層20層（3－1115－15－16－16－118－20－20－22225號），平均可采總厚度25m，主要的可采煤層6層（115－15－20－1），主要可采煤層賦存情況見表11：礦井開采煤層為低中～中灰，低～特硫煤，煤種為肥氣煤，主要適用于煉焦、動力、氣化和民用。由于2003年瓦斯鑒定時沒有采煤面，涌出量較小。采煤方法采用走向長壁偽俯斜分段走向密集采煤法，在工作面回采的同時，布置另一個回采工作面順槽掘進(jìn)頭，形成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。必需須采取瓦斯抽放措施。XX礦沒有進(jìn)行過抽放可行性研究工作，但根據(jù)鄰近的盤江局的抽放情況，煤層透氣性尚可，本煤層預(yù)抽完全可行。邊采邊抽利用工作面開采時的卸壓效應(yīng)抽放本層瓦斯，當(dāng)工作面推進(jìn)時，工作面前方煤體由于卸壓，透氣性大大增加，抽放效率大幅度提高，采用斜向孔或交叉鉆孔，抽放工作面前方煤體的卸壓瓦斯。 瓦斯抽放方法確定抽放瓦斯方法的選擇，主要是根據(jù)礦井（或采區(qū)、工作面）瓦斯來源、煤層賦存狀況、采掘布置、開采程序以及開采地質(zhì)條件等因素進(jìn)行綜合考慮。老塘（已采采空區(qū)）密閉抽放老塘瓦斯涌出量大防止老塘瓦斯向外涌出鄰近層瓦斯抽放高位鉆孔抽放鄰近層瓦斯鄰近層較多且瓦斯涌出量較大抽放效果一般較好，但需打巖石鉆孔，施工及管理難度較大。抽放工藝如圖31所示。 圖35 已采老采空區(qū)插管抽放瓦斯示意圖 高位鉆孔抽放鄰近層瓦斯抽放方法：采用頂板高位鉆孔抽放鄰近層及圍巖的瓦斯。在孔內(nèi)插入直徑50mm的雙抗塑料管作為抽放瓦斯管，封孔可采用兩種方法：聚胺酯封孔或水泥封孔。）鉆孔與水平面夾角（176。為了避免封孔管晃動影響封孔質(zhì)量，孔口處用木塞楔緊。 圖39 掘進(jìn)工作面邊掘邊抽示意圖表33 邊掘邊抽鉆孔技術(shù)參數(shù)表鉆孔類別鉆孔與巷道夾角（176。3）插管抽放時，插入上隅角的管路應(yīng)為軟管，可避免撞擊，同時軟管應(yīng)阻燃防靜電。這樣泵站即使布置在井下也不能縮短抽放管路的長度，而且布置在井下需打硐室，供電及供水都不如地面方便，因此這種情況下，泵站一般都布置在地面。Q—瓦斯管中混合瓦斯流量，m3/min。摩擦阻力計算：式中 H摩—管路的摩擦阻力，Pa。井下管路煤礦井下的環(huán)境條件較惡劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受壓變形，空氣濕潤易銹蝕等，為此對煤礦井下抽放瓦斯管路的敷設(shè)有如下要求：(1)瓦斯管路應(yīng)采取防腐、防銹蝕措施；(2)傾斜巷道的瓦斯管路，應(yīng)用卡子將管道固定在巷道支護(hù)上，以免下滑；(3)管路敷設(shè)要求平直，盡量避免急彎；(4)管路敷設(shè)時，要考慮流水坡度，要求坡度盡量一致，避免高低起伏，低洼處需安裝放水器；(5)新敷設(shè)的管路要進(jìn)行氣密性。井下管路再涂一層煤焦瀝青漆。測壓管高度設(shè)計為20mm，選用內(nèi)徑6mm的紫銅管，在安裝管路之前預(yù)先焊上，平時用密封罩罩住或用細(xì)膠管套緊捆死，以防漏氣。 圖47 瓦斯抽放流量、負(fù)壓、濃度等參數(shù)測定示意圖 (4) 放水裝置放水裝置的種類很多，可分為自動放水器和人工放水器兩種，自動放水器可分為正壓自動放水器和負(fù)壓自動放水器，由于XX煤礦主要是瓦斯預(yù)抽，鉆孔及抽放管路內(nèi)可能有涌水，XX礦井下均為負(fù)壓管路，需安裝負(fù)壓放水器，也可安裝自動放水器，負(fù)壓放水器安裝見圖48，人工放水器結(jié)構(gòu)及安裝見圖49。經(jīng)計算，抽放泵所需的額定流量為30m3/min。今后抽放規(guī)模擴(kuò)大時，也可兩臺泵并聯(lián)運行，提高抽放量。放空管的施工安裝見附圖1。在任一高度hx的xx平面上，保護(hù)半徑可由下式確定：當(dāng)hx≥h/2時，rx=(hhx)P 式中 rx—在hx的高度上保護(hù)范圍的半徑，放空管與避雷針間距離小于5m；h—避雷針高度，m； hx—被保護(hù)物的高度，放空管取7m；P—修正系數(shù)，取1。1 外殼 2 浮漂 3 導(dǎo)向管 4 微動開關(guān)圖414 停水?dāng)嚯娧b置原理圖泵房內(nèi)配置檢測和監(jiān)控裝置除U型管水柱計、U型管汞柱計、瓦斯檢定器、氣壓計等檢測儀表外，對于經(jīng)濟(jì)條件允許的礦井，還可配備瓦斯抽放泵站監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)立檢測分站，對抽放瓦斯?jié)舛?、?fù)壓和流量等進(jìn)行自動監(jiān)測，如圖415所示。防回火裝置、防爆裝置安裝在泵房外，裝置上面應(yīng)有簡易棚，避免雨淋。 泵站的供電系統(tǒng)及通訊 供電系統(tǒng) 供電系統(tǒng)總則：泵站供電管理參照掘進(jìn)面的局扇的供電管理，要求“三專”，即專用變壓器、專用線路、專用開關(guān)。圖52 泵站給排水系統(tǒng)泵房有三部分用水，抽放泵循環(huán)冷卻用水，生活用水和消防用水。如不設(shè)高位水池，只設(shè)一個低位水池，用水泵直接對抽放泵供水，抽放泵的回水再流到低位水池，對水的冷卻效果不如高、低位水池，循環(huán)水的溫度可能相對較高，易結(jié)垢，時間長了可能損壞泵體。 6 抽放瓦斯管理 隊伍組織瓦斯抽放是一項較細(xì)致而又比較復(fù)雜的工作。 管理與規(guī)章制度一、管理制度抽放瓦斯礦井要建立以下規(guī)章制度：抽放瓦斯設(shè)備檢修制度；抽放設(shè)備停、運聯(lián)系制度；工程質(zhì)量驗收制度；抽放瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)定期檢測制度；抽放瓦斯效果檢驗制度。瓦斯檢定儀要注意別吸進(jìn)水，不可連班在井下使用，以防潮濕。停泵時間超過三天時，要將泵體內(nèi)的水及時放空。7 安 全 抽放系統(tǒng)及抽放泵站安全措施 抽放系統(tǒng)安全措施管路防漏氣、防砸壞、防帶電、防底鼓措施抽放系統(tǒng)必須設(shè)置負(fù)壓測定裝置和截止閥門，新敷設(shè)的管路要進(jìn)行氣密性檢查，正常抽放的管路亦應(yīng)定期進(jìn)行氣密性檢查。泵房環(huán)境瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測%，%，否則必須停泵，查明原因并處理。 檢測、監(jiān)控系統(tǒng) 檢測、監(jiān)控參數(shù)的確定井下抽放管網(wǎng)檢測、監(jiān)控參數(shù)有：抽放負(fù)壓、瓦斯?jié)舛?、瓦斯流量；測定地點：主、支管及抽放鉆孔。其勞動組織人員配備詳見表81。表82 抽放主要設(shè)備、材料及抽放瓦斯資金概算表 序號設(shè)備及器材名稱型號及規(guī)格數(shù)量單價（萬元）總金額（萬元）1抽放泵（含電機(jī)、氣水分離器、磁力起動器、孔板流量計等）YDVI219382水封式防爆器FHB123防回火裝置FBQ124自動放水器（正）CWGZY15負(fù)壓放水器CWGFY26瓦斯檢定器（高）100％27高負(fù)壓取樣器18U型壓差計29抽放主管路8（159mm）1000m10法蘭、墊片、螺栓、螺母等8130套11閥門（蝶閥或閘閥）8212鎧裝膠管（連接抽放管拐彎等處）810m13電纜（給泵供電）U：335200m14避雷針系統(tǒng)1115放空管裝置16水管100m17潛水泵2總合計 注：上表中的產(chǎn)品價格僅為參考價，資金概算為粗略概算。測定地點：泵房進(jìn)氣、排氣管及泵房。 前端安裝過濾網(wǎng)(鐵網(wǎng)或鋼網(wǎng))，過濾雜物，并設(shè)置排渣裝置，保護(hù)抽放泵安全。井下抽放瓦斯管應(yīng)盡量避免與通訊、動力電纜設(shè)在一起，以防管路帶電。待排除故障后再向調(diào)度匯報。泵站司機(jī)責(zé)任制（10條）負(fù)責(zé)監(jiān)視泵運行狀態(tài)，每1小時對流量及瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行記錄，每班向地面匯報。(7)井下各觀測點，要設(shè)立觀測牌板。 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、檢測儀表等）布置圖；抽放鉆場及鉆孔布置圖；泵站供電系統(tǒng)圖。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附圖4。水環(huán)泵正常工作時必須供水，供水水流應(yīng)穩(wěn)定、持久。供電計算1） 瓦斯泵供電電纜選擇—泵額定功率； Ue— 電壓； — 需用系數(shù)， —電機(jī)的加權(quán)平均功率因