【正文】 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。表土為殘坡積物，厚度小，土質(zhì)差，種植玉米，大豆、紅薯等。五礦己四采區(qū)位于李口向斜的西南翼，鍋底山斷層以北。軸部延伸400m左右，山莊三號(hào)背斜軸向過46′7孔，方位40176。0～25640mDF1正斷層北東北西48176。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(biāo)志層（K2），灰?guī)r中含有豐富的動(dòng)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。～12176。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(duì)煤礦生產(chǎn)影響較小。（六）涌水量計(jì)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(yù)計(jì)采用相關(guān)比擬法。每月底按式（34）計(jì)算工作面月平均瓦斯抽采率。 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)己15煤采面開采期間瓦斯涌出量預(yù)測(cè)按瓦斯含量計(jì)算工作面的瓦斯絕對(duì)涌出量，其計(jì)算如下：（1）開采層瓦斯涌出量計(jì)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(yàn)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煤層厚度m=； M — 開采層采高，M=； L — 工作面長度，200m； h — 掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，24m。實(shí)測(cè)百米鉆孔瓦斯流量12 ~ 30L/,抽放管內(nèi)濃度達(dá)35～45%，最高達(dá)65%。 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。具體布置見圖53?！惶壮榉磐咚瓜到y(tǒng)難以滿足要求.設(shè)計(jì)選用的抽放管路基本沿回風(fēng)巷道布置。表62 在0℃及105 Pa氣壓時(shí)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(jìn)行計(jì)算，由于有兩趟瓦斯管路，則分別如下：對(duì)于平行鉆場與高位鉆場阻力計(jì)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。工作效率低，兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，性能較差；相同的功率，流量，壓力與回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)相比。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(dòng)控制。 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(gè)抽放站內(nèi)，抽放瓦斯泵及附屬設(shè)備只有一套工作時(shí)，應(yīng)備用一套；兩套或兩套以上工作時(shí)，其備用量可按工作數(shù)量的60%計(jì)。困難已經(jīng)使很多人畏懼，更何況還要在知識(shí)的汪洋大海中再度撈針，所以說畢業(yè)設(shè)計(jì)也考驗(yàn)著一個(gè)人的意志品質(zhì)。我會(huì)倍加努力，創(chuàng)造人生輝煌。回首這兩個(gè)多月的時(shí)間，有很多遺憾，也有很多的留戀。柵欄處必須設(shè)警戒牌和瓦斯監(jiān)測(cè)裝置，巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸迗?bào)警時(shí)，應(yīng)斷電、停止抽放瓦斯、進(jìn)行處理。――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(duì)28○以下的斜巷，間距一般取15m20m。⑶瓦斯抽放泵真空度計(jì)算 （615）式中 —瓦斯抽放泵的真空度，%；—瓦斯抽放泵提供的最大負(fù)壓，Pa，其值可通過式（614）進(jìn)行計(jì)算。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。⑵抽放瓦斯站的建設(shè)方式，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。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(gè)專用三通管，作為抽放采空區(qū)瓦斯的吸氣口。（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(dāng)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(shí)，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(duì)于瓦斯含量大的煤層，在煤巷掘進(jìn)時(shí)，難以用加大風(fēng)量稀釋瓦斯，可在掘進(jìn)工作開始前對(duì)煤層進(jìn)行大面積預(yù)抽或采取邊掘邊抽的方法加以解決；（5）對(duì)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(jìn)時(shí)瓦斯涌出不很大而回采時(shí)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(jìn)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(chǔ)存有高壓瓦斯并噴出時(shí)，應(yīng)采取圍巖瓦斯抽放措施。通過上述計(jì)算與分析，根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)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)。⑵礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)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。1 井（或采區(qū)）瓦斯抽放率的測(cè)定與計(jì)算：在瓦斯抽采站的抽采主管上安裝瓦斯計(jì)量裝置，測(cè)定礦井每天的瓦斯抽采量。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(dá)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(duì)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(jìn)行排水。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(duì)己四采區(qū)水文條件無影響。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(xì)～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。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。40～2802000mF4正斷層南北西45176。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。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。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。庚20煤層前部開采時(shí)溫度為27℃左右。，服務(wù)年限為64年，1996年經(jīng)集團(tuán)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(chǔ)量。根據(jù)平煤五礦己四采區(qū)的各項(xiàng)資料研究瓦斯抽放設(shè)計(jì)的合理組合方式，工藝參數(shù)，抽放效果評(píng)價(jià)技術(shù)等是非常有必要的，能夠?yàn)榈V井瓦斯抽放的科學(xué)管理，生產(chǎn)計(jì)劃的科學(xué)編制以及計(jì)劃的嚴(yán)格實(shí)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。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。地面建筑有六礦北山進(jìn)風(fēng)井、回風(fēng)井、五礦北山進(jìn)風(fēng)井以及山莊、馬溝、戶口、周家等18個(gè)村莊。 現(xiàn)有水源、電源水源礦井工業(yè)廣場建有水廠，供水能力為15000m3/d，能滿足井上下所有系統(tǒng)的供水需求。平均10176?！?5176。0～25300DF6逆斷層?xùn)|西北50176。（三）二疊系下統(tǒng)下石盒子組本組含煤三段，分別是第三煤段（戊組煤）、第四煤段（丁組煤）、第五煤段（丙煤）?？傊?，己1617煤層屬較穩(wěn)定煤層，全區(qū)可采。雖然在垂向上水力聯(lián)系較弱，但采面回采頂板垮落后，使上部巖層產(chǎn)生裂隙，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，裂隙帶高度最大可達(dá)80m高，煤層開采加大頂板砂巖含水層之間的水力聯(lián)系，使采面涌水增大，預(yù)計(jì)己四采區(qū)在掘進(jìn)時(shí)，山莊復(fù)式褶皺附近涌水量為5～15m3/h，其它地段，頂板砂巖水局部有滴淋現(xiàn)象，回采時(shí)，采面正常涌水量為20m3/h，最大可達(dá)50m3/h。五、瓦斯抽采率根據(jù)本礦實(shí)際抽放率，并參照《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》，確定己四采區(qū)瓦斯抽放率＞30%。符合設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。 （45）=（）2136/（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1617采面工作面日產(chǎn)量，2136t/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(yàn)值X1=3k2 — 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)，取 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)（1）己15煤層掘進(jìn)工作面a、己15煤層掘進(jìn)落煤瓦斯涌出量 （46）=（）= m3/min式中：s — 掘進(jìn)端頭見煤面積，m2；V — 平均掘進(jìn)速度，m/min；r — 煤的容重，t/m3；X0 — 煤層瓦斯含量，m3/t；Xc — 煤層殘存瓦斯量，m3/t。根據(jù)《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》：按礦井瓦斯來源實(shí)施開采煤層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放和圍巖瓦斯抽放；：多瓦斯來源的礦井，應(yīng)采用綜合瓦斯抽放方法?？讖?0mm，孔深80m。圖54 邊掘邊抽6 瓦斯抽放管路系統(tǒng)及設(shè)備選型 抽放管路選型及阻力計(jì)算 規(guī)定根據(jù)《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》，對(duì)瓦斯抽放管路有如下要求：：抽放管路系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)井下巷道的布置、抽放地點(diǎn)的分布、瓦斯利用的要求以及礦井的發(fā)展規(guī)劃等因素確定，避免或減少主干管路系統(tǒng)的頻繁改動(dòng)，確保管道運(yùn)輸、安裝和維護(hù)方便，并應(yīng)符合下列要求：——抽放管路通過的巷道曲線段少、距離短，管路安裝應(yīng)平直，轉(zhuǎn)彎時(shí)角度不應(yīng)大于50176。根據(jù)采區(qū)及各采區(qū)抽放瓦斯量、抽放瓦斯?jié)舛?，考慮到為今后抽放瓦斯留有余量(可能的最大流量)，分別計(jì)算選擇各段抽放管路如下：對(duì)于去往己15采面高位鉆場與平行鉆場管路的選擇（1）總干管： （62） （m）管路選用DN300mm無縫鋼管做為抽放瓦斯主管。礦井抽放系統(tǒng)的總阻力，必須按管網(wǎng)最大阻力計(jì)算，抽放瓦斯系統(tǒng)應(yīng)不出現(xiàn)正壓狀態(tài)。結(jié)合本礦井抽放煤層透氣性較差，抽放量不大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)推薦采用水環(huán)式真空泵作為本礦井瓦斯抽放設(shè)備，該方案的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，工作輪內(nèi)充滿水，起防爆阻焰作用，安全性高。4)地面管路防凍措施。給水管路及水池容積均應(yīng)考慮消防水量。畢業(yè)設(shè)計(jì)不亞于以往任何形式的學(xué)習(xí)、實(shí)踐。菁菁校園，草木正綠，又是離別的時(shí)候。――抽放瓦斯泵必須有前后防回火、爆炸、電氣防爆、防靜電措施。抽出的瓦斯必須引排到地面、總回風(fēng)道或分區(qū)回風(fēng)道；已建永久抽放系統(tǒng)的礦井，移動(dòng)泵站抽出的瓦斯可直接送至礦井抽放系統(tǒng)的管道內(nèi)，但必須使礦井抽放系統(tǒng)的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》第一百四十八條規(guī)定。2BE1400型水環(huán)式真空泵，設(shè)備尺寸小，質(zhì)量輕、操作簡單，運(yùn)行平穩(wěn)，具有電耗小，總投資少等優(yōu)點(diǎn)。 計(jì)算方法⑴瓦斯泵流量計(jì)算抽放瓦斯泵流量必須滿足抽放系統(tǒng)服務(wù)年限之內(nèi)最大抽放量的需要。己15支管下：D= （64）（m）管路選用DN100mm無縫鋼管做為己15采面下順槽抽放瓦斯管。：抽放瓦斯管路的管徑應(yīng)按最大流量分段計(jì)算，并與抽放設(shè)備能力相適應(yīng)，抽放管路按安全流速為5~15m/s和最大通過流量來計(jì)算管徑，抽放系統(tǒng)管材的備用量可取10%。具體布置見表51；圖51。一般把回采工作面老頂初次冒落前的平均瓦斯涌出量認(rèn)為是本煤層的瓦斯涌出量，而將老頂初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量認(rèn)為是鄰近層的瓦斯涌出量。（2）己1617煤層掘進(jìn)工作面由于開采己1617煤層時(shí)，煤層已被解放，己1617煤層的瓦斯部分釋放到己15煤采空區(qū)中被瓦斯抽放系統(tǒng)抽出。己四采區(qū)瓦斯含量高，根據(jù)本礦井和鄰近礦井生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，若不采取有效措施，則必然造成工