【正文】 田內(nèi)屬中切割的中山地形，地面多被第四系坡積物覆蓋。 二、設(shè)計(jì)的主要依據(jù) 《礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 （ MT501896） 中華人民共和國煤炭工業(yè)部 1997 年 1 月； 《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》 中華人民共和國煤炭工業(yè)部 1997 年 4 月； 《煤礦安全規(guī)程》 煤礦安全監(jiān)察局 20xx 年 9月 28 日； 《貴州省盤縣紅果鎮(zhèn) XX 煤礦改擴(kuò)建方案》 貴州省煤礦設(shè)計(jì)研究院 20xx 年5月 XX 煤礦提供的通風(fēng)、生產(chǎn)和地質(zhì)方面的資料。 地形、地貌及河流 XX 煤礦位于盤關(guān)向斜西翼南段。 氣象及地震情況 本區(qū)內(nèi)氣候溫和濕潤，屬亞熱帶高原 性季風(fēng)氣候，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，雨量充沛，季節(jié)性分區(qū)不明顯，據(jù)盤縣氣象局資料，最高氣溫為 30℃，最低氣溫－ 5℃，年平均降雨量為 ，年平均濕度為 81％。左右，北部傾角大，一般 55186。 F104 正斷層：位于井田北部井田內(nèi)走向 240m,斷層走向北東、傾向南東，傾角 65186。 結(jié)構(gòu)簡單 穩(wěn)定可靠 20－ 1 ～ 0－ 2 頂板以泥質(zhì)粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖，底板巖性為粉砂質(zhì)泥巖。礦井改擴(kuò)建后設(shè)計(jì)能力 15 萬 t/a，礦井服務(wù)年限計(jì)算如下： 服務(wù)年限 =可采儲(chǔ)量 80％ /(年產(chǎn)量儲(chǔ)量備用系數(shù) )=656 80％ /(15 )=25a。 抽放工作面概況 2201 采煤工作面位于南采區(qū)，開采 201號(hào)煤層，平均采高 2m左右，工作面采長84m，走向長度 800m，采用爆破落煤，工作面采用單體液壓支拄和金屬 鉸接頂梁支護(hù)，全部垮落法管理頂板，工作面采用 U 型通風(fēng)，配風(fēng)量 740m3/min，回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛绕骄プ笥?，回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛扔谐蕃F(xiàn)象。開采層瓦斯抽放（未卸壓）的可行性是指在原始透氣性條件進(jìn)行預(yù)抽的可能性。 初步估算， 2201 工 作面采空區(qū)瓦斯涌出量占整個(gè)工作面瓦斯涌出量的 50％以上，是工作面瓦斯涌出的主要來源 ,采空區(qū)瓦斯涌出中有一部分來自鄰近層。礦的煤層賦存與開采條件，各鄰近層較薄，進(jìn)行鄰近層瓦斯抽放在經(jīng)濟(jì)上是不合理的。 采空區(qū)埋管 采空區(qū)瓦斯涌出量大 前兩種方法無法解決問題時(shí)考慮采用。 為操作方便，靠近采面上隅角段管路可采用 6m長的鎧裝軟管與主抽放管路連接，將鎧裝軟管插入上隅角，為保證軟管吸入口處于上隅的上部（上部瓦斯?jié)舛容^高），抽放軟管與木棒綁在一直（避免軟管口下耷），用鐵絲吊掛在支架上，為提高抽放濃度，上隅角處應(yīng)采用擋風(fēng)簾，提高抽放效果。采空區(qū)埋管抽放見圖 34。 回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷鉆場(chǎng) 采面切眼BB 剖面BB頂板孔AA 剖面2201工作 面鉆場(chǎng) A A圖 36 頂板高位鉆孔抽放上鄰近層瓦斯示意圖 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 17 封孔工藝：鉆孔施工時(shí)，先采用直徑 78mm 鉆頭開孔，開孔深度 6m。 掘進(jìn)工作面斷面鉆孔布置剖面圖4583272463掘進(jìn)工作面鉆孔布置俯視平面圖 圖 37 掘進(jìn)工作面鉆孔布置示意圖 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 18 注：上圖僅供參考，鉆孔開孔 位置應(yīng)避開破碎處，鉆孔的個(gè)數(shù)可以根據(jù)瓦斯及斷面情況布置 48個(gè)左右，可根據(jù)抽放情況增減。抽放管為內(nèi)徑 25mm的焊縫鋼管，長為 5～ 6m，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間距內(nèi)的抽放管上固定一塊毛巾布（ 1m ）。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 19 10005000~600010005000~6000橡膠墊圈鐵檔板木塞鐵線毛巾布抽放管水泥沙漿聚氨脂密封段鉆孔10花孔圖37 聚氨酯纏藥方法及封孔管結(jié)構(gòu)示意圖 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 20 圖38 掘進(jìn)工作面鉆孔與抽放瓦斯管路連接示意圖抽放管閥門彎頭封孔管觀測(cè)咀鉆孔孔板主抽放管路閥門膠管封孔鐵管鎧裝膠管封孔材料抽放鉆孔觀測(cè)咀 掘進(jìn)工作面邊掘邊抽 除采取迎頭打鉆孔抽放外，也可以考察邊掘邊抽，其優(yōu)點(diǎn)抽放時(shí)不影響掘進(jìn)，且抽放效果較好，缺點(diǎn)是需掘鉆場(chǎng)，增加工程量，見圖 39，鉆場(chǎng)規(guī)格寬 2m，長 4m，高與掘進(jìn)巷道相同。 采空區(qū)插管抽放的安全管理 1）所有參加采空區(qū)插管（埋管）抽放的工作業(yè)人員必須掌握操作的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，熟知瓦斯的基本知識(shí)，嚴(yán)格遵守規(guī)程，安全負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全把關(guān)。 抽放泵位置選擇 抽放泵站的位置，一般有兩種選擇，一種是泵站布置在井下靠近抽放地點(diǎn)的進(jìn)風(fēng)流中，這樣可以大大減少管路長度，可以根據(jù)抽放地點(diǎn)的改變移動(dòng)抽放泵，可以節(jié)省管路投資，前提條件是抽放管路排出的瓦斯排放到采區(qū)專用回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷后，經(jīng)稀釋瓦斯?jié)舛炔怀?。故一般采用下式?jì)算，并參照抽放泵的實(shí)際能力使之留有備用量，同時(shí)尚需考慮運(yùn)輸和安裝方便。 管網(wǎng)阻力計(jì)算 抽放瓦斯管路阻力包括摩擦阻力和局部阻力。 H 局 =托掛安裝見圖 44，井下支撐墩與地面支撐墩類似見圖 43，吊掛式安裝見圖 45。設(shè)計(jì)選用的閥門為截止閥。 h? 式中： qv—— 氣體體積流量， m3/s； K —— 孔板系數(shù)（出廠時(shí)測(cè)定，給用戶提供的 K值）； Δ h—— U 型管水柱壓差， mm。η） 式中： Q 泵 — 抽放瓦斯泵的額定流量， m3/min。 按上式計(jì)算：瓦斯抽放泵的最大壓力： H 泵 =（ 6829+10000+5000） =26195Pa 抽放泵選型 根據(jù)前面的計(jì)算結(jié)果，所需 Q 泵 、 H 泵 ，可選撫順分院生產(chǎn)的 ZWY40/75 型（ YDVI 型）抽放泵站，底盤選擇平板式。裝置結(jié)構(gòu)如圖410 和圖 411 所示。 泵房和放空管附近設(shè)置避雷裝置，本設(shè)計(jì)中放空管高度不高，泵房所占面積較小，采用單針避雷，單支避雷針保護(hù) 范圍計(jì)算如下： 單針在地面的保護(hù)半徑 r 為 （ h是避雷針的高度）。 泵房外設(shè)高、低位水池各一座。 抽放泵房位置選擇 瓦斯泵房屬有爆炸危險(xiǎn)的廠房；要求周圍 50m范圍內(nèi)無居民， 20m范圍內(nèi)無明火，同時(shí)，應(yīng)選擇交通便利，地勢(shì)平坦的開闊地，有利于建筑物施工，抽放管路和電纜敷設(shè)。 抽放瓦斯泵房的土建工程設(shè)計(jì)與施工由礦方自行完成。 3) 開關(guān) 泵站自帶磁力起動(dòng)器。 YDVI 型瓦斯抽放 泵用水量 ，礦井現(xiàn)有生產(chǎn)供水能力能滿足抽放瓦斯系統(tǒng)用水量的要求，不需另開辟新的水源。 泵站抽放管路、給排水及供電系統(tǒng)綜合布置 泵站抽放管路、給排水及供電系統(tǒng)綜合布置見圖 53。 39。 四、臺(tái)帳 抽放瓦斯設(shè)備臺(tái)帳； 瓦斯抽放工程臺(tái)帳； 瓦斯抽放量臺(tái)帳。 軸頭盤根線處要有滴水，以防止軸干磨。 負(fù)責(zé)觀察泵站運(yùn)行聲音是否正常，泵體是否振動(dòng)。 常用記錄和報(bào)表格式 瓦斯抽放工程和鉆孔施工記錄表，見表 61； 瓦斯抽放參數(shù)測(cè)定記錄表，見表 62； 抽放泵房值班記錄表，見表 63； 瓦斯斯抽放量旬（月、季、年）報(bào)表，見表 64。 為防止抽放泵的回火、爆炸事故，在抽放泵出氣管的適當(dāng)位置設(shè)置防爆、防回。 表 61 瓦斯抽放 工程和鉆孔施工記錄表 日期 地點(diǎn) 孔號(hào) 孔徑 上班殘尺 班次 巖性描述 班進(jìn)尺 孔深 本班殘尺 問題 說明 出勤人 負(fù)責(zé)人 表 62 瓦斯抽放參數(shù)測(cè)定記錄表 日期 地點(diǎn) 孔號(hào) 濃度 (%) 負(fù)壓 (Pa) 壓差 (Pa) 溫度 (℃ ) 氣壓 (Pa) 混合量 (m3/min) 純量 (m3/min) 標(biāo)準(zhǔn)量 (m3/min) 測(cè)定人 備注 表 63 抽放瓦斯泵房值班記錄 年 月 日 運(yùn)行泵號(hào)： 號(hào)泵 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 46 檢查 時(shí)間 抽放瓦斯系統(tǒng) 抽放瓦斯泵房 備注 濃度 (%) 負(fù)壓 (mmHg) 孔板壓差 (mmH2o) 流量 (m3/min) 泵軸溫度 (℃ ) 氣壓 (Pa) 瓦斯?jié)舛? (%) 溫度 (℃ ) 表 64 礦井瓦斯抽放量旬報(bào)表 序號(hào) 地點(diǎn) 負(fù)壓 (mmHg) 濃度 (%) 溫度 (℃ ) 混合瓦斯量 (m3/min) 純瓦斯量 (m3/min) 旬抽放量 (Mm3) 累計(jì)抽放時(shí)間 (小時(shí) ) 備注 最大 最小 平均 本旬全礦總計(jì) （ Mm3） 全礦累計(jì)抽放量 （ Mm3） 注：礦井瓦斯抽放量月 、季、年報(bào)表格式與上表相同。 負(fù)責(zé)管路及放 水系統(tǒng)是否正常。 注意負(fù)壓和孔板（壓差）的突然變化，負(fù)壓突然升高，可能是 管路堵塞，孔板（壓差）突然升高，可能是管路斷開，同時(shí)要注意濃度的變化。 瓦 斯抽放效果總結(jié)與分析報(bào)告。)進(jìn)水管(139。 通風(fēng) 泵房采用自然通風(fēng)，但門窗及排氣口合計(jì)的泄壓面積要符合要求，房頂設(shè)天窗。 低位水池容積為 24m3 左右，高位水池容積為 12m3 左右，施工中容積可根據(jù)實(shí)際情況有所改動(dòng)。 泵站通訊 在泵站安裝直達(dá)礦調(diào)度電話一部。 瓦斯抽放泵無需打基礎(chǔ)，利用泵原有的底座，將泵整體平放到泵房內(nèi)，防爆、防回 火裝置、放 空管、避雷針都須做基礎(chǔ)，基礎(chǔ)可采用混凝土搗制。 泵房結(jié)構(gòu) 抽放泵站由瓦斯泵房、值班室組成，瓦斯泵房長 6m，寬 3m，高 ，；值班室 2 3 3m。停水?dāng)嚯娫砣鐖D 414 所示。斜線，正壓放水器排瓦斯管三通活接頭閘閥22管法蘭 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 35 構(gòu)成圓錐形的上半部；從距離針腳 處向上再作斜線與前一斜線在 h/2 處相交，交點(diǎn)以下構(gòu)成圓錐形的下半部。 安設(shè)放空管應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 放空管直徑不得小于瓦斯泵出、入口的主管直徑，設(shè)計(jì)選用φ 208mm 的鐵管； (2) 為防止雨水或其它雜物進(jìn)入防空管，其上端管口應(yīng)設(shè)防護(hù)罩； (3) 放空管周圍不允許有易燃物； (4) 放空管的高度需超過泵房屋脊 3m以上，與泵房墻壁距離一般不超過 5m。為確保瓦斯抽放工作的正常進(jìn)行，采用二臺(tái)抽放泵，一臺(tái)工作，一 臺(tái)備用。 x— 掘進(jìn)面、煤體及采空區(qū)抽放瓦斯?jié)舛龋唬?，?10％ K— 備用系數(shù)， K=； η — 瓦斯抽放泵的抽放效率，取 。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 29 瓦斯進(jìn)氣管路孔板流量計(jì)銅管至抽放泵膠 管U形管 負(fù)壓計(jì)U形管 壓差計(jì) 圖 47 瓦斯抽放流量、負(fù)壓、濃度等參數(shù)測(cè)定示意圖 (4) 放水裝置 放水裝置的種類很多，可分為自動(dòng)放水器和人工放水器兩種，自動(dòng)放水器可分為正壓自動(dòng)放水器和負(fù)壓自動(dòng)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(dòng)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。測(cè)壓管高度設(shè)計(jì)為 20mm，選用內(nèi)徑 6mm 的紫銅