【正文】 .............. 46 選型原則 ............................................... 46 計算方法 ............................................... 47 瓦斯泵類型 ............................................. 48 輔助設備 ..................................................... 50 規(guī)定 ................................................... 50 附屬裝置 ............................................... 50 管路連接 ............................................... 53 第七章 安全技術措施 .................................................. 56 地面固定瓦斯抽采泵站規(guī)定 ..................................... 56 地面固定瓦斯抽采泵站布局 ..................................... 57 抽放鉆場、鉆孔施工的安全措施 ................................. 59 瓦斯、煤塵爆炸事故發(fā)生后的應急措施 ........................... 61 抽放管路管理安全技術措施 ..................................... 61 瓦斯抽放人員配備管理 ......................................... 62 通信聯絡系統(tǒng) ................................................. 63 致謝 ................................................................. 65 河南理工大學本科畢業(yè)設計 1 第一章 緒 論 選題目的和意義 煤炭是我國能源的主體，煤炭工業(yè)健康、穩(wěn)定、持續(xù)地發(fā)展是關系到國家能源安全的重大問題。 瓦斯基本參數的測定 ......................錯誤 !未定義書簽。 我國煤層的主要特點是煤層透氣性低、瓦斯含量高、煤層突出危險嚴重、煤層群開采、地質構造復雜，我國的煤層賦存條件決定了我國的瓦斯抽放應以卸壓抽放為主，由于礦井數量眾多，且煤層賦存條件復雜多樣，因此幾乎所有的瓦斯抽放方法在我 國都進行過試驗和應用，典型的瓦斯抽放方法有： （ 1） 順層密集長鉆孔抽放本層瓦斯，該方法多用于區(qū)域性抽放，能夠有效降低綜放面或綜采面煤層瓦斯含量和解決工作面消突問題。國內外進行了大量的實驗研究，曾試驗過密集鉆孔、大直徑鉆孔、交叉鉆孔、網格布孔、水力割縫、水力壓裂、水力沖孔、煤層物化處理和松動爆破等多種強化抽放瓦斯的措施，但其中絕大多數措施，由于工藝復雜、工程量大，未能在生產中推廣應用。 可采儲量 根據全井田獲得的 儲 量， 將（ 333）推斷資源儲量乘以 的可信系數后，得出工業(yè)資源儲量，然后再 扣除邊界、工廣、村莊等各類永久煤柱， 采區(qū)回采率二 1煤層取 ，二 2煤層取 ，計 算全井田共有可采儲量 93822 kt，其中一水平 有 43177 kt，二水平 50645 kt。 表 21 地震動峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對照 表 Table 21 Tables of basic intensity of earthquake and ground motion peak acceleration partition 地 震動峰值加速度分區(qū)g ＜ ≥ 地震基本烈度值 ＜Ⅵ Ⅵ Ⅶ Ⅶ Ⅷ Ⅷ ≥Ⅸ 河南理工大學本科畢業(yè)設計 4 圖 22 河南省地震動峰值加速度區(qū)劃圖 Fig. Ground motion peak acceleration zoning map of henan province 地溫 本區(qū)地溫梯度值為 ～ ℃ /100 m，平均地溫梯度值為 ℃ /100 m，該區(qū)地溫基本屬于正常增溫地區(qū)。根據《防治煤與瓦斯突出 規(guī)定 》規(guī)定，義安礦整個礦井 具有突出危險性，屬于突出危險區(qū)。 ， 地層 傾角 5176。 （ 2）石炭系中、 上石炭統(tǒng) (C C3) 主要為本溪組和太原組地層，與下伏中奧陶統(tǒng)地層平行不整合接觸。 （ 6） 第四系 (Q) 以角度不整合于各時代地層之上 ， 由 河床礫石及表土層 組成 ， 厚 度為 0～ 40 m。二 2煤 層屬局部可采煤層，煤厚變化規(guī)律不明顯，可采區(qū)域主要位于井田中東部。 水文地質 主要含水層特征 （ 1） 奧陶系灰?guī)r 巖溶裂隙承壓 含水層 奧陶系中統(tǒng) 馬家溝組 巖性為 灰?guī)r， 角礫狀灰?guī)r及白云質灰?guī)r，區(qū)域厚度 65～ 300 m，本井田西北側外圍淺部地段曾進行多次抽水試驗，測得鉆孔單位涌水量為 ～ L/s178。 本層水質為 HCO3－ Ca 類型，礦化度 725～ 735 mg/L， PH 值 。機井抽水試驗結果為：單位涌水量 L/s178。 采煤方法及采煤工藝 采煤方法：本區(qū)主要可采煤層為二 1煤層，二 2煤層為局部可采煤層。 主要設備：大巷選用 XK86/110KBT 型防爆蓄電池電機車，工作面順槽選用SQ1200/75B 型（綜 采）、 JW55（炮采）型無極繩連續(xù)牽引車。 表 42 義安煤礦煤層瓦斯壓力 測定結果 Table 42 Coal seam gas pressure determination results of Yian coal 編號 測壓地點 封孔方式 壓值(MPa) 測定 煤層 1 西膠帶 A8測點向西 m 聚胺脂、水泥沙漿 二 1 2 西膠帶 A8測點向西 m 聚胺脂、水泥沙漿 二 1 3 西膠帶 A8測點向東 160 m 木塞、水泥沙漿 二 2 4 西膠帶 A8測點向東 175 m 木塞、水泥沙漿 二 2 5 東膠帶距東回膠聯絡巷口 西 18 m 聚胺脂、水泥沙漿 二 1 6 東膠帶東回膠聯絡巷口 處 聚胺脂、水泥沙漿 二 1 7 西膠帶 A8測點東 80 m 膠囊黏液 二 2 8 西膠帶 A8測點東 65 m 膠囊黏液 二 2 9 西軌道二 2 煤突出點后退 70 m， 第二中部車場西 48 m處 （二 2煤） 木塞、水泥沙漿 二 2 10 西軌道二 2 煤突出點后退 70 m， 第二中部車場西 48 m處 （二 1煤） 聚胺脂、水泥沙漿 二 1 11 西軌大巷第二車場內 聚胺脂、水泥沙漿 二 1 12 12071膠帶順槽開口 32 m處 ,距二 1煤法距8 m右鉆場內（二 1煤） 聚胺脂、水泥沙漿 二 1 13 西膠大巷變電所口以西 8 m 聚胺脂、水泥沙漿 二 1 14 西膠大巷變電所口以西 18 m 聚胺脂、水泥沙漿 二 1 煤層透氣性系數測試 煤層透氣性系數是煤層瓦斯流動難易程度的標志，是煤層對于瓦斯流動的阻力，通常用透氣性系數表示。通過采用第二種方法，在 FX004 工作面軌道順槽開口以里 m 處進行了現場測定，原始孔和測試孔實際測定夾角為 8176。 可抽期 根據礦井采掘工程計劃，并參照其他礦井實際抽放的效果，確定本礦井抽 放純量為15 m3/min。 對瓦斯含量測定值的可靠性和含量點的分布有較高的要求，計算使用經驗公式，其結果的精度有一定的局限性。 Wo—— 煤層原始瓦斯含量， 取 瓦斯含量 平均值 m3/t； Wc—— 采落煤層運至地面時殘存瓦斯含量 。 可以很簡單地通過已知工作面的瓦斯涌出量來計算新采煤工作面的瓦斯涌出量。根據河南省煤炭工業(yè)管理局文件（豫煤安 [2021]1 號），高、突采面采前瓦斯預抽率不得低于 30%。由原始數據得到的 鉆孔瓦斯流量衰減系數 匯總于表44。 河南理工大學本科畢業(yè)設計 15 第四章 礦井瓦斯賦存及抽采必要性和可行性論證 煤層瓦斯基本參數 義安礦全礦井總瓦斯含量 ～ m3/t，平均為 m3/t，全部處于沼氣帶、氮氣沼氣帶的范圍，且沼氣帶、氮氣沼氣帶相互穿插，分帶與深度關系不明顯。 采區(qū)生產系統(tǒng) 運輸系統(tǒng) 河南理工大學本科畢業(yè)設計 13 （ 1）、煤炭運輸系統(tǒng)：工作面開采的煤炭經工作面刮板輸送機、順槽轉載機、可伸縮帶式輸送機、大巷膠帶輸送機，由工作面運輸順槽、 318 m 水平膠帶運輸大巷運至井底煤倉。 河南理工大學本科畢業(yè)設計 12 第三章 礦井開拓開采方案及采區(qū)通風概況 礦井開拓及開采概況 礦井生產能力及開拓方式 義安礦設計生產能力 Mt/a，采用立井 多水平上下山 開拓方 式 ，開采 煤層埋藏深度在 550～ 950 m。 m，滲透系數 ～ m/d，地下水位標高 +～ + m。由于裂隙發(fā)育不均，因此具有非均質各向異性的特點，含水層富水性淺部強于深部。 綜上所述，二 二 2煤層為低中灰、中 高 硫、 特 低磷、高發(fā)熱量、 粉狀貧煤， 一般以動力用煤和民用煤為主。其中見煤點 32 個，尖滅點12 個。 厚度 ～ m， 平均厚度 m， 分為平頂山砂巖段和土門段。 二 1煤底板以河南理工大學本科畢業(yè)設計 6 黑色粉砂巖為主，有時相變?yōu)槟鄮r或細粒砂巖，巖體完整性好。 井田地質構造 本井田位于新安向斜 的 北翼，為一平緩 的 單斜構造。井田淺部邊界以淺只有開采二 1煤的新安煤礦， 該也 屬義馬煤業(yè)（集團）公司管轄， 1989 年投產，斜井開拓， 設計 生產能力 Mt/a。 有霜期一般 為 9月至翌年 5月，最大凍土深度為 18 cm。4 7＇ 30＂ ～ 34176。數十年來我國礦井抽放瓦斯技術已有很大發(fā)展，在鄰近層、本煤層和采空區(qū)抽放瓦斯方面已積累了許多的成熟經驗，各礦應根據本礦瓦斯涌出來源的實際情況，采用多種有效的抽放方法或綜合抽放方法，盡可能多地抽放瓦斯，以減輕礦井通風的負擔，保證礦井安全生產。 目前， 我國礦井瓦斯抽放方法主要有 ： 從抽放的 層位上， 分本煤層瓦斯抽放、鄰近煤層瓦斯抽放及采 空區(qū)瓦斯抽放。 通過對 抽放方法的比較和抽放管路的計算和選擇，設計了適合該礦的瓦斯抽放系統(tǒng)和抽放方法。 加強瓦斯災害的防治，才能確保煤炭能源穩(wěn)定、可靠地供應，促進國民經濟的全面、健康發(fā)展。瓦斯抽放量和抽放率大幅度提高，該抽放方法為我國高瓦斯煤層群抽放探索出一條新路子，為煤炭生產實現安全高效提供了技術保障。正村 井田位于新安縣正村鄉(xiāng) 倉頭鎮(zhèn) 境內 ， 距 離 新安縣約15 km。井田中部地勢較高，且較為平 400 m 坦，北西、南東兩側地勢較低，溝谷發(fā)育，地形較為復雜。畛河匯水面積 248 km2，歷年最大洪流量為 4280 m3/s（ 1958 年 7月 17 日）。 井下排水：二 1煤層開采后，其上覆巖層中的砂巖含水層將直接或間接涌入井下，這部分涌水排至地面經處理后可作為 礦井 水源。僅中部地段由于 F29斷層的影響，發(fā)育有極為寬緩的褶曲形態(tài)。 （ 3）二迭系 (P) 1） 下二迭統(tǒng)山西組 (P1sh)：自 太原組頂界 至砂鍋窯砂巖底 部 ， 一般厚度為 ～ m， 平均厚 m，按巖性特征分為四段。二 1煤層層位穩(wěn)定，井田內 竣工的 44個鉆孔穿見 ，其中見煤點 42個，尖滅點 1個，斷失點 1個，所穿見的見煤點中可采點 41 個，不可 采點 1個 ，煤層厚度 0～ m，平均 m， 屬 于較 穩(wěn)定煤層。 二 2煤層為灰黑色，粉末狀產出，組織疏松， 呈粉狀產出，屬半亮型煤。 m，滲透系數 ～ m/d，地下水位標高 +～ + m，證實富水性弱于淺部地段，屬于弱～中等富水性含水層。 m，滲 透系數 ～ m/d，水位標高 +～ + m，屬于弱富水性含水層。 斷層導水性 井田內斷層稀少，構造簡單，對煤層開拓有影響的較大斷層為 F29，由于該斷層影響，河南理工大學本科畢業(yè)設計 11 致使煤層底板隔水層變薄，存在奧陶系灰?guī)r地下水底 鼓突水的可能。初期生產采區(qū)煤層傾角 5176。礦井通風方法為抽出式。 河南理工大學本科畢業(yè)設計 19 表 43 煤層透氣性系數計算結果 Table 43 Coal seam permeability coefficient calculation results 測點 a 132 2/( ( ) )m m MPa? A B ? m2/(MPa2178。/t； W3— 受采動影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲量， Mm3，實測或按下式計算： W3=K（ W1+W2） （ 47） K— 圍巖瓦斯儲量系數，一般取 K=～ 。瓦斯涌出量的預測的正確與否，直接影響著煤礦安全生產和經濟效益。本設計采用分源法預測采掘工作面