【正文】 劃的總體思想是：以瓦斯綜合治理為突破口，從根本上解決威脅礦井安全生產(chǎn)的最大隱患，全面改善礦井的安全生產(chǎn)環(huán)境，打造一個(gè)“本質(zhì)安全”型的煤炭企業(yè)，創(chuàng)建一個(gè)平安、穩(wěn)定、和諧和快速發(fā)展的礦區(qū)。一般情況下，煤層卸壓后，透氣性系數(shù)增加幾十倍，甚至幾千倍，抽放率能達(dá)到50~80%。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，遠(yuǎn)離井口，20m范圍內(nèi)無明火，同時(shí)，應(yīng)選擇交通便利，地勢平坦的開闊地，有利于建筑物施工、抽放管路和電纜敷設(shè)。抽采管路總阻力包括摩擦阻力和局部阻力；摩擦阻力可用低負(fù)壓瓦斯管路阻力公式計(jì)算；局部阻力可用估算法計(jì)算，一般取摩擦阻力的10%～20%。表52 抽放管線阻力計(jì)算結(jié)果 抽放管類別Q（m3/h）γL（m）KD（cm）Hm（Pa）HJ（Pa）主管291421103120支管7542300060小計(jì)總計(jì)。③回風(fēng)大巷內(nèi)及工作面順槽管路安裝采用沿巷道側(cè)幫敷設(shè)，管路用制支架支撐，每隔4m設(shè)一個(gè)墩。回采工作面預(yù)抽鉆孔和邊掘邊抽鉆孔，利用膠管連接，膠管的一端連接到鉆孔封孔管上，另一端用連接匯總管與瓦斯抽采管路連接起來，構(gòu)成抽采系統(tǒng)。從利用角度考慮，距離工業(yè)區(qū)不能太遠(yuǎn)，以減少利用成本。 瓦斯泵房設(shè)備布置瓦斯抽放站由泵房、水泵間、配電室、值班室、管道間及配套設(shè)施構(gòu)成。⑼ 泵房低壓電網(wǎng)中，過流繼電器的整定和熔斷器熔體的選擇，應(yīng)按煤炭部頒布的有關(guān)礦井低壓電網(wǎng)短路保護(hù)裝置的整定細(xì)則執(zhí)行。施工方法：首先，清除被保溫管道的表面污垢、鐵銹，涂刷防腐層；敷設(shè)40mm厚的管道保溫層（聚氨酯泡沫塑料），用鍍鋅鐵絲捆扎；最外面用鍍鋅薄鋼板包裹。鉆機(jī)備用量按工作臺(tái)數(shù)的60%設(shè)計(jì)。⒀ 抽采泵房防雷電、防火災(zāi)措施。 安全設(shè)施地面瓦斯排空⑴ 抽出的低濃度瓦斯不利用時(shí)，其地面排空管路應(yīng)安設(shè)阻火泄爆、抑爆兩種不同原理的阻火防爆裝置。⑺ 在瓦斯發(fā)電和地面瓦斯排空地點(diǎn)，應(yīng)按GB 50016的有關(guān)規(guī)定設(shè)置必要的消防設(shè)施。特別是烏東煤礦B1B36煤層需要抽放采空區(qū)瓦斯來治理其回采工作面的瓦斯，而這兩個(gè)煤層都具有自燃傾向性，所以在抽放采空區(qū)瓦斯過程中，應(yīng)注意防止采空區(qū)內(nèi)遺留煤炭發(fā)生自燃發(fā)火，必須經(jīng)常檢查一氧化碳濃度和氣體溫度等有關(guān)參數(shù)的變化，發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時(shí)，應(yīng)立即采取措施。1%0~4正壓傳感器正壓端管道內(nèi)壓力177。 管理與規(guī)章制度 管理制度抽放瓦斯礦井要建立以下規(guī)章制度：⑴ 抽放瓦斯設(shè)備檢修制度；⑵ 抽放設(shè)備停、運(yùn)聯(lián)系制度；⑶ 工程質(zhì)量驗(yàn)收制度；⑷ 抽放瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)定期檢測制度；⑸ 抽放瓦斯效果檢驗(yàn)制度。 報(bào)表⑴ 瓦斯抽放工程年、季、月、旬報(bào)表；⑵ 瓦斯抽放量年、季、月、旬、日報(bào)表。2%抽放泵能力內(nèi)的全范圍抽放管路參數(shù)2高濃度瓦斯傳感器管道瓦斯?jié)舛龋?~50%）177。⑸ 建立泵站值班人員交接班制度。表71 安全距離表名稱廠房（地基）動(dòng)力電纜水管、水溝熱水管鐵路電線桿距離（m）51242⑷ 瓦斯抽采泵房、輸氣站加壓機(jī)房和低濃度瓦斯管道輸送系統(tǒng)中所選用的電器設(shè)備、儀表均應(yīng)滿足礦用防爆要求。安全監(jiān)測控制設(shè)施除應(yīng)符合MT209 的有關(guān)規(guī)定外，還應(yīng)具有以下功能：a) 瓦斯管道輸送安全保障設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測、顯示及報(bào)警；b) 在發(fā)生瓦斯燃燒或爆炸時(shí)，監(jiān)測控制設(shè)施應(yīng)能控制安全保障設(shè)備快速啟動(dòng)，將瓦斯燃燒或爆炸控制在一定范圍內(nèi)。給水管及水池容積均應(yīng)考慮消防水量。井下瓦斯抽采管應(yīng)盡量避免與通訊、動(dòng)力電纜設(shè)在一起，以防管路帶電。供水系統(tǒng)主要分為以下三部分：泵房供水系統(tǒng)：供水管路→自動(dòng)軟水器→低位水池抽放泵冷卻水系統(tǒng)：低位水池→自吸水泵→水環(huán)式真空泵→低位水池→冷卻水塔→低位水池水封式防爆器供水系統(tǒng)：低位水池→水泵→水封式防爆裝置→低位水池自吸水泵設(shè)計(jì)安裝6臺(tái)，其中四臺(tái)為抽放系統(tǒng)供水，兩臺(tái)為冷卻水塔供水。40kW以上起動(dòng)頻繁的低壓控制設(shè)備應(yīng)使用真空接觸器。可通過排水溝排至適宜地點(diǎn)。⑧泵房內(nèi)設(shè)置防爆照明燈和按鈕。本設(shè)計(jì)中大部分管路選用孔板流量計(jì)作為瓦斯流量計(jì)量裝備，計(jì)量裝置的安裝詳見圖51。抽放瓦斯泵房內(nèi)管路安裝詳見附圖C100329901和C100329902?？紤]到抽放瓦斯系統(tǒng)的服務(wù)年限，本次設(shè)計(jì)的抽放瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)只服務(wù)到一水平，故管網(wǎng)阻力計(jì)算到一水平最困難時(shí)期。另外，在安裝管路以后，井筒的凈斷面會(huì)減小，將影響礦井的通風(fēng)能力。因此，從北采區(qū)長遠(yuǎn)的發(fā)展，有必要建立地面瓦斯永久抽放系統(tǒng)?？咨?m鉆孔間距/m孔底至巷幫平距/m1946610011029496100115注：施工過程中，鉆孔參數(shù)根據(jù)煤層賦存情況適當(dāng)調(diào)整。重視抓好在職人員的繼續(xù)培訓(xùn)，提高職工隊(duì)伍的整體素質(zhì)?？紤]到烏東煤礦開采B12和B36煤層有自燃發(fā)火傾向性，采空區(qū)丟失的浮極易引起自燃發(fā)火，若對工作面采空區(qū)進(jìn)行強(qiáng)化抽放，會(huì)增加采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)量，使采空區(qū)氧化帶內(nèi)丟煤供氧量相對增加，采空區(qū)防火任務(wù)加重，對工作面安全生產(chǎn)不利，嚴(yán)重者可導(dǎo)致采空區(qū)煤炭自燃發(fā)火事故，為防止采空區(qū)煤炭自燃發(fā)火事故的發(fā)生和減少采空區(qū)瓦斯的大量涌進(jìn)出，需對采空區(qū)瓦斯抽放參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)根據(jù)工作面通風(fēng)參數(shù)確定合理的抽放量和抽放位置。因此，從通風(fēng)能力看礦井已具備建立抽放瓦斯系統(tǒng)的必要條件。煤科總院沈陽研究院承擔(dān)的“烏東煤礦北采區(qū)B1－B3－6煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測定與抽放瓦斯可行性研究報(bào)告”項(xiàng)目開展期間，對本礦的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行了測定，測定結(jié)果如下。其中：主斜井傾角16176。煤層厚度是東厚西薄直到不可采、尖滅，煤層結(jié)構(gòu)簡單到復(fù)雜，最多夾矸5層。～58176。65176。軸面南傾。圖11 烏東煤礦位置示意圖 地形地貌井田位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣，屬博格達(dá)北麓的山前丘陵帶，地勢南高北低，地表標(biāo)高+～+，最大相對高差130m，一般高差為60m。沈陽研究院設(shè)計(jì)人員認(rèn)真研究和分析了烏東煤礦北采區(qū)煤層的賦存及開拓開采情況后認(rèn)為：烏東煤礦完全具備建立地面永久性抽放瓦斯泵站的條件，同意承擔(dān)該礦瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)任務(wù)，并簽訂了《烏東煤礦北采區(qū)煤層瓦斯抽放系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)》合同書。設(shè)計(jì)說明只做原則性的簡要說明，施工圖紙則是本次設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)，作為瓦斯抽放工程的主要依據(jù)。目前，井田內(nèi)的幾條溝基本干枯，只在每年冰雪融化時(shí)有一定量的水，雨季有時(shí)發(fā)洪水。對井田有直接影響的斷層有三條（f3f3f36），其余斷層對井田影響不大。42對井田有影響f3519線南部1100平推斷層30176。主要開采B12號(hào)煤層和B36號(hào)煤層。B56與B34號(hào)煤之間為灰色、灰黑色泥巖、粉砂巖，～，20～～，分層清楚，L1803孔則不能分層。 開拓巷道布置（1）+400m水平輔助運(yùn)輸石門和+400m水平膠帶輸送機(jī)石門為實(shí)現(xiàn)分區(qū)開拓、集中運(yùn)煤和排水的目的，設(shè)計(jì)在主、副斜井落底+400m水平后，布置+400m水平輔助運(yùn)輸石門和+400m水平膠帶輸送機(jī)石門，溝通八道灣向斜的南、北兩翼，+400m水平輔助運(yùn)輸石門和+400m水平膠帶輸送機(jī)石門直接與南采區(qū)下部車場形成對接（南采區(qū)內(nèi)的采區(qū)工程，作為原小紅溝煤礦的水平延深工程的一部分，由現(xiàn)生產(chǎn)礦井負(fù)責(zé)完成），分別擔(dān)負(fù)南采區(qū)和西采區(qū)的主、輔運(yùn)輸任務(wù)。 礦井瓦斯儲(chǔ)量烏東煤礦北采區(qū)的瓦斯資源相當(dāng)豐富，僅一水平（+400m），這就為礦井的瓦斯開發(fā)利用提供了充足的資源條件，同時(shí)也對礦井的安全生產(chǎn)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。一般來說，其衡量指標(biāo)有兩個(gè)個(gè)：一為煤層的透氣性系數(shù)（λ）；二為鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（）。4 礦井抽放瓦斯方案與工藝 瓦斯治理規(guī)劃的指導(dǎo)思想以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，堅(jiān)持以人為本，關(guān)愛礦工生命，樹立“瓦斯事故可以預(yù)防和避免”、“瓦斯是資源和清潔能源”的意識(shí)，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，切實(shí)加強(qiáng)煤礦瓦斯治理與利用工作，努力建設(shè)本質(zhì)安全型礦井，確保能源供應(yīng)安全和礦井的可持續(xù)發(fā)展。瓦斯治理規(guī)劃的總體思路是：完善通風(fēng)系統(tǒng)，提高礦井抗災(zāi)能力；與煤炭科研院所聯(lián)合，調(diào)整生產(chǎn)系統(tǒng)，改變生產(chǎn)工藝，優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高生產(chǎn)能力；提高裝備水平，加大瓦斯抽采力度，提高礦井瓦斯抽采率；加大監(jiān)控力度，提高管理水平，杜絕瓦斯超限作業(yè)，％以下；杜絕“一通三防”人身事故。按照我國目前抽放本煤層瓦斯技術(shù)水平和工作面瓦斯來源構(gòu)成， ，假設(shè)工作面日產(chǎn)量6500t/d，鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯涌出量80%計(jì)算。從利用角度考慮，距離工業(yè)區(qū)不能太遠(yuǎn)，以減少利用成本。 瓦斯管路敷設(shè)路線烏東煤礦北采區(qū)抽放瓦斯泵站選擇在風(fēng)井廣場附近，抽放管路通過立風(fēng)井進(jìn)入井下。 瓦斯抽放泵選型 瓦斯抽放泵的選型原則（1）泵的流量應(yīng)滿足抽放系統(tǒng)服務(wù)期間可能達(dá)到的最大瓦斯抽放量；（2）泵的壓力能克服最困難路線管網(wǎng)阻力，使抽放鉆孔達(dá)到足夠負(fù)壓，并滿足抽放泵出口正壓需求；（3）瓦斯抽放泵要具備良好的氣密性；（4）抽放設(shè)備配套電機(jī)必須防爆。⑶ 管道、管道支架及法蘭、彎頭等鋼制管道附件防腐、防銹表面進(jìn)行噴砂除銹，達(dá)到我國《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級標(biāo)準(zhǔn)》Sa2級，噴涂環(huán)氧富鋅底漆兩遍，噴涂丙稀酸聚胺脂面漆兩遍，漆膜厚度δ200μm。⑸ 放水裝置本礦瓦斯抽采方法主要采用本煤層和采空區(qū)瓦斯抽采，抽采管路內(nèi)涌水量較多，在抽采鉆場、管路拐彎、低洼、溫度突變處及沿管路適當(dāng)距離（間距一般為200m～300m，最大不超過500m）應(yīng)設(shè)置放水器。根據(jù)烏東煤礦的實(shí)際情況，通過對現(xiàn)場實(shí)地勘察和征求礦方的意見，地面抽放瓦斯泵房布置在立風(fēng)井工業(yè)廣場附近，瓦斯抽放泵站長100m、寬80m，總占地面積：8000m2。抽放瓦斯泵房的主體設(shè)備為水環(huán)式真空泵四臺(tái)，真空泵配套電機(jī)、減速器、氣水分離器、管路、控制閥門和循環(huán)管等；主要附屬設(shè)備有防爆和防回火裝置、放空管、冷卻循環(huán)水泵、軟化水裝置、計(jì)量檢測裝置及避雷裝置等。 瓦斯抽放泵站供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)⑴ 供電電源烏東煤礦北采區(qū)取新建礦區(qū)110kV中心變電站，以10kV電壓向北采區(qū)供電。泵房采暖與通風(fēng)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 502152005）的有關(guān)規(guī)定。⑵ 抽采泵站位置應(yīng)設(shè)在不受洪澇威脅且工程地質(zhì)條件可靠地帶，應(yīng)避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區(qū)等；宜設(shè)在回風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)，泵房距井口和主要建筑物及居住區(qū)不得小于50m。抽采泵房和泵房附近的放空管設(shè)置雙針避雷裝置，避雷裝置的高度應(yīng)超過泵房、放空管5m以上，并將避雷導(dǎo)線埋入地表以下。⑵ 自動(dòng)噴粉抑爆裝置監(jiān)控用火焰?zhèn)鞲衅靼惭b在排空管上，距排空管出氣口的距離（沿管道軸向）應(yīng)小于5m。⑻ 在北方寒冷地區(qū)，對地面瓦斯輸送管道及附屬安全設(shè)施應(yīng)采取保暖措施。 抽放瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)泵房及地面管路檢測、監(jiān)控采用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)所設(shè)置的分站對抽放泵站的抽放參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。1%0~5負(fù)壓管道溫度傳感器負(fù)壓管道內(nèi)溫度177。 規(guī)章制度⑴ 井下規(guī)章制度① 凡進(jìn)行瓦斯抽放的工作面，必須由專門的設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)說明書；② 新采區(qū)（新工作面）移交前，必須按照規(guī)定完成敷設(shè)抽放管路的工作；③ 敷設(shè)抽放瓦斯管道的巷道，要經(jīng)常排出積水，保證抽放管路不被水淹；④ 敷設(shè)抽放管路的巷道，必須經(jīng)常維護(hù)，保證抽放管路不被砸壓或嚴(yán)重漏氣；⑤ 新安裝的瓦斯抽放管路，要進(jìn)行漏氣試驗(yàn)，漏氣率小于3m3/min 記錄⑴ 瓦斯抽放工程和鉆孔施工記錄；⑵ 瓦斯抽放參數(shù)測定記錄；⑶ 抽放泵房值班記錄。表72 瓦斯抽放監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測指標(biāo)、精度及測試范圍序號(hào)設(shè)備名稱監(jiān)測指標(biāo)精度測試范圍備注1氣體流量傳感器管道氣體流量177。抽采系統(tǒng)各測點(diǎn)每三天必須進(jìn)行一次全面觀測，有條件的應(yīng)每天測定一次，每次觀測都要及時(shí)填寫在抽采日報(bào)上；瓦斯泵房內(nèi)抽采管路的瓦斯?jié)舛?、正壓、?fù)壓、流量、水溫必須每隔10~30分鐘測定、記錄一次，并建立記錄臺(tái)帳。⑶ 地面低濃度瓦斯輸送管道與地面或地下建筑物、構(gòu)筑物或其他管線應(yīng)保持一定的安全距離，見表71。⑹ 在管道輸送系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置安全監(jiān)測控制設(shè)施。⑾ 抽采泵房應(yīng)有供水系統(tǒng)，瓦斯抽采泵站設(shè)備冷卻水一般采用閉路循環(huán)。抽采管路在巷道內(nèi)吊掛安裝時(shí)，；為防止底鼓折損管路，管道都用墩垛墊起。由水泵從低位水池將水吸至抽放瓦斯泵供水，同時(shí)抽放泵內(nèi)排出的水通過排水管流入低位水池，形成循環(huán)水。⑹ 泵房低壓電器設(shè)備，嚴(yán)禁使用油斷路器、帶油的起動(dòng)器和一次線圈為低壓的油浸變壓器。 場地環(huán)境保護(hù)水環(huán)真空泵和生活所排出之水，均無毒、無腐蝕性，無需進(jìn)行處理。⑦泵房內(nèi)除配置U型管水柱計(jì)、U型管汞柱計(jì)、瓦斯檢定器、氣壓計(jì)等檢測儀表外，還應(yīng)配備瓦斯抽放泵站監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)立監(jiān)測分站，對瓦斯抽放真空泵的供水、抽放泵的軸溫進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)對抽放瓦斯?jié)舛?、?fù)壓和流量等進(jìn)行監(jiān)測，瓦斯抽放泵站監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝由提供礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)廠家提供設(shè)計(jì)。目前瓦斯流量的計(jì)量方法種類很多，應(yīng)用條件也各不相同。管道安裝流水坡度取3‰。根據(jù)烏東煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為6Mt/a。缺點(diǎn)是管路在風(fēng)井內(nèi)安裝時(shí)，需要進(jìn)行燒焊等作業(yè)，將會(huì)影響正常通風(fēng)和井下生產(chǎn)作業(yè)。烏東煤礦依據(jù)《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第9條的規(guī)定，目前從采掘工作面的瓦斯涌出量還是礦井瓦斯涌出量都已經(jīng)滿足建立抽放系統(tǒng)的必要條件，前面已經(jīng)論述過，這里就不再重復(fù)。傾角/176。建立和完善正常的職工教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，有計(jì)劃地進(jìn)行強(qiáng)制性全員安全培訓(xùn)，安監(jiān)員、瓦檢員等特殊工種崗位必須做到持證上崗。這部分瓦斯在風(fēng)壓的作用下涌向回采工作面，是造成工作面回風(fēng)隅角和回風(fēng)巷道的瓦斯超限主要原因之一。且由于工作面采用綜采，如增加風(fēng)量，會(huì)造成風(fēng)速過高，工作面煤塵太大，將對工作面作業(yè)人員的身體健康構(gòu)成威脅。2 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù) 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)分析煤層瓦斯賦存基礎(chǔ)參數(shù)是礦井瓦斯防治和瓦斯抽放