【文章內(nèi)容簡介】 間距大于鉆機(jī)施工能力，則在兩鉆場間再增加一個(gè)鉆場 ，每組施工 4個(gè)鉆孔，鉆孔終孔距煤層頂板 1520 米。鉆孔采用Φ 108 鉆頭開孔至 6米，然后用Φ 89鉆頭施工至終孔，鉆孔深為鉆場間距加上 1020 米壓茬距離，開孔位置位于距煤層頂板向下 米處，封孔采用馬麗散或聚氨樹脂進(jìn)行封孔，封孔長度不小于 6 米。 (具體鉆場設(shè)計(jì)見鉆場鉆孔設(shè)計(jì)平面圖 ，每個(gè)鉆場鉆孔設(shè)計(jì)圖根據(jù)鉆場位置、煤層、瓦斯情況進(jìn)行施工設(shè)計(jì) ) 。 B、抽放流量的確定 13 根據(jù)我礦煤層透氣性等情況進(jìn)行分析，單孔預(yù)計(jì)最大流量為 4m3/min，考慮本工作面瓦斯涌出量情況決定最多每個(gè)鉆場施工鉆孔為 4 個(gè)，抽放瓦斯?jié)舛葹?5%，瓦斯抽放純量為 4m3/min。 抽放流量 =單孔流量同時(shí)最多抽放鉆孔數(shù) =4m3/ 4孔 =16m3/min ② 順層鉆孔抽放 A、抽放工藝參數(shù)確定 在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷的鉆場內(nèi)施工順層鉆孔， 每 10 米施工一個(gè)順層鉆孔 ，需要 300個(gè)順層鉆孔。 B、確定抽放流量 根據(jù)我礦順層抽放及本工作面的實(shí)際情況，進(jìn)行分析單孔預(yù)計(jì)最大流量為，考慮本工作面瓦斯涌出量情況決定最多抽放鉆孔為 300 個(gè) ， 瓦斯抽放濃度為 25%。 瓦斯純量為 。 抽放流量 =單孔流量同時(shí)最多抽放鉆孔數(shù) = 300孔 =30m3/min。 ③ 采空區(qū)抽放 A、抽放工藝參數(shù)確定 將瓦斯抽放管直接插入采煤工作面回風(fēng)隅采空區(qū)內(nèi) 23米，用細(xì)紗網(wǎng)包住管口，避免煤塊吸入管內(nèi)。 B、確定抽放 流量 根據(jù)我礦實(shí)際情況，按吸入混合氣體量 30m3/min，采空區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)舛葹?10%計(jì)算。吸入純量為 3m3/min。 根據(jù)工作面及國家有關(guān)規(guī)定，順層鉆孔應(yīng)該提前抽放，高位鉆孔與采空區(qū)抽放可同時(shí)進(jìn)行。 抽放管徑選擇 （ 1）管徑 瓦斯管徑可采用如下公式計(jì)算 14 D=(Q/V)1/2 式中： D—— 瓦斯抽放管管徑 m Q—— 瓦斯混合流量 m3/min V—— 瓦斯在管道中平均流速 m/s， 一般為 5V15m/s， 27 采區(qū)瓦斯抽放管路 27 采區(qū)考慮 1個(gè)采面 ， 2個(gè)掘進(jìn)面同時(shí)抽放 D27主 =(65/12)1/2 D27回風(fēng) 高位 +順層 =(30/15)1/2 或 D 27進(jìn)風(fēng) 順 層 或掘進(jìn)支 ＝ (30/15)1/2＝ D27采空 ＝ (30/15)1/2 26 采區(qū)瓦斯抽放管路 26 采區(qū)考慮兩個(gè)采面， 4個(gè)煤巷掘進(jìn)頭同時(shí)抽放，并考慮兩個(gè)泵站都能進(jìn)行本煤層抽放 。 D26主 =(85/15)1/2 D26高位 =(30/15)1/2 或 D 26順層 ＝ (30/15)1/2＝ D26采空 ＝ (30/15)1/2 故 2 27 采區(qū) 瓦斯抽放泵站主管路采用直徑 355mm 聚乙烯瓦斯抽放管，支管路采用直徑為 200mm 聚乙烯抽放管路。 （ 2）管材 選用聚乙烯瓦斯抽放管，管路的選擇符合如下標(biāo)準(zhǔn)： 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)： 及 GB/T136632020 壁厚：Ф 200mm≥ 20mm；Ф 355mm≥ ； 公稱壓力： ； 負(fù)壓： MPa— MPa； 顏色：黑色； 連接要求： 法蘭盤連接； 性能：抗靜電、抗阻燃、堅(jiān)固耐用、管路密封性能好不漏氣； 產(chǎn)品性能完全符合 及 GB/T136632020 標(biāo)準(zhǔn)要求，并將該標(biāo)準(zhǔn)作為本協(xié)議的附件。 15 管網(wǎng)阻力計(jì)算 ⑴ . 摩擦阻力（ Hm）計(jì)算 )/( 52 DKLQH m ????? ? ??????? (4－ 1) 式中 : Hm管路摩擦阻力， Pa； L 管路長度， m； Q抽放管內(nèi)混合瓦斯流量， m3/h； γ 混合瓦斯對空氣的密度比； K與管徑有關(guān)的系數(shù)； D抽放管內(nèi)徑， cm。 為了保證選用的瓦斯抽放泵能滿足抽放系統(tǒng)最困難時(shí)期所需抽放負(fù)壓，應(yīng)根據(jù)礦井各生產(chǎn)時(shí)期瓦斯抽放系統(tǒng)中管路最長、流量最大、阻力最高的抽放管線來計(jì)算礦井抽放系統(tǒng)總阻力 . 由于礦井的服務(wù)年限較長，且中后期開采的采區(qū)煤層瓦斯含量高，考慮到瓦斯抽放泵的有效使用年限僅為 15 年左右，故計(jì)算礦井生產(chǎn)時(shí)期的瓦斯抽放系統(tǒng)最大阻力 . 根據(jù)礦井前期采掘接替安排，確定的瓦斯抽放系統(tǒng)最困難管線如下： 27 采區(qū) 1泵站 抽放 管 路 ：南副巷 （ 1400m） ?27 回風(fēng) ? (長度為 1100m)?工作面采空區(qū) (1600m)。 26 采區(qū)最困難時(shí)期抽放管路： 26 瓦斯抽放泵站 ?26 回風(fēng) （ 1000 m） ? 工作面采空區(qū) （ 1600 m） 。 最困難抽放管線阻力計(jì)算結(jié)果如表 4－ 1示 . 表 4－ 1 瓦斯抽放系統(tǒng)最困難管網(wǎng)阻力計(jì)算結(jié)果 抽放管 類 別 Q （ m3/min） γ L （ m） K D （ cm） Hm （ Pa） 27采區(qū) 干管 1 60 2500 35 5512 27采區(qū)干管 2 85 1000 35 6233 27 采區(qū) 支管 （高位 +順層 ） 30 1600 20 20391 27 采區(qū)支管（采空區(qū)） 30 1600 20 22496 27 采區(qū)支管（順層） 30 1600 20 20391 16 26 采區(qū)干管 85 1000 35 6233 26 采區(qū)支管（高位 +順層 ） 30 1600 20 20391 26 采區(qū)支管（采空區(qū)） 30 1600 20 22496 26 采區(qū)支管（順層） 30 1600 20 20391 最困難抽放管線阻力為采用高位裂隙抽放和本煤層抽放共同進(jìn)行時(shí)，此時(shí)的總的管路摩擦阻力為： H27采區(qū) 1泵站 =5512+20391=25903 Pa H27采區(qū) 2泵站 =6233+20391=26624 Pa H26 泵站 =6233+20391=26624Pa ⑵ .局部阻力（ Hj）計(jì)算 管路局部阻力損失按直管阻力損失的 20%計(jì)算，則抽放管路系統(tǒng)的局部阻力損失為 : H27采區(qū) 1泵站 = 25903 = 5181Pa. H27采區(qū) 2泵站 = 26624 = 5324Pa. H26泵站 = 26624 = 5324Pa. (3). 總阻力（ H）計(jì)算 H（ 27采區(qū) 1泵站）總 = 5181+25903=31084Pa. H27采區(qū) 2泵站 = 5324+26624=31948Pa. H26泵站 = 5324+26624=31948Pa. 瓦斯抽放泵選型 （ 1）阻力計(jì)算 高位鉆孔 與順層鉆孔 抽放 的管路總阻力為： H27采區(qū) 1泵站 = Kpa H27采區(qū) 2泵站 = KPa H26泵站 = 17 （ 2）孔口負(fù)壓 孔口負(fù) 壓用于克服瓦斯在鉆孔內(nèi)、巖石裂隙內(nèi)的流動阻力，由于阻力較大一般不應(yīng)小于 13 KPa，故取 15KPa。 (3)抽放泵選型 ①瓦斯泵壓力計(jì)算 Hp=（∑ H 管 +Hk)Kp Hp－－瓦斯泵工作壓力 ∑ H 管 －－進(jìn)排氣管磨擦阻力 和局部阻力 之和 KPa Hk－－孔口負(fù)壓 Kp－－備用系數(shù)取 Hp27采區(qū) 1泵站 ＝（ +15） ＝ KPa Hp27采區(qū) 2泵站 ＝（ +15） ＝ KPa Hp26采區(qū)泵站 ＝（ +15） ＝ KPa ②瓦斯泵 流量計(jì)算 Q27采區(qū) 1泵站 =K.∑ Q 純 /(Cη ) 式中 QP－－瓦斯泵工作流量 m3/min Q－－抽放瓦斯純量 ，順層和高位鉆孔合計(jì) 13m3/min（只考慮一個(gè)工作面順層和高位裂隙抽放） Ｃ－－泵吸氣口瓦斯?jié)舛龋? 取 25% η－－泵的機(jī)械效率 取 K－－ 綜合 系數(shù) KQ＝ Qp27采區(qū) 1泵站 =13 ＝ 78m3/min Q27采區(qū) 2泵站 =K.∑ Q 純 /(Cη ) 式中 QP－－瓦斯泵工作流 量 m3/min Q－－抽放瓦斯純量，順層和高位鉆孔合計(jì) 18m3/min（一個(gè)工作面順層 和高位裂隙抽放另一個(gè)工作面進(jìn)行高位裂隙抽放 ） Ｃ－－泵吸氣口瓦斯?jié)舛龋? 取 25% 18 η－－泵的機(jī)械效率取 K－－綜合系數(shù) KQ＝ Qp27采區(qū) 2泵站 =18 ＝ 108m3/min 26 泵站考慮 2個(gè)工作面 （其中一個(gè)工作面只進(jìn)行高位裂隙抽放） ， 4 個(gè)掘進(jìn)頭同時(shí)抽放 。 Q26泵站 =K.∑ Q 純 /(Cη ) 式中 QP－－瓦斯泵工 作流量 m3/min Q－－抽放瓦斯純量，順層和高位鉆孔合計(jì) 20m3/min Ｃ－－泵吸氣口瓦斯?jié)舛龋? 取 25% η－－泵的機(jī)械效率取 K－－綜合系數(shù) KQ＝ Qp26采區(qū)泵站 =20 ＝ 120m3/min 根據(jù)計(jì)算， 27采區(qū)選擇一臺流量為 80 m3/min 和一臺 120 m3/min 的抽放泵；26采區(qū)如只考慮一個(gè)面抽放，可選擇 80 m3/min，如兩個(gè)工作面同時(shí)抽放，需要選擇 120m3/min 的抽放泵 ,根據(jù) 分源抽放特點(diǎn) ，選擇一臺 80 m3/min 和一臺 120 m3/min 的抽放泵 。 根據(jù)瓦斯泵壓力 Hp與流量 Qp，參考瓦斯泵性能曲線，選擇瓦斯泵 型號為 ：2BEA3551及 2BEA4051型 水環(huán)式真空泵 ，配套電動機(jī)功率為 160KW，轉(zhuǎn)速為660rpm 和功率為 250KW，轉(zhuǎn)速為 490rpm。 26 采區(qū)目前配風(fēng)量為 4500m3/min，按本煤層最大抽放瓦斯存量 20 m3/min，采空區(qū)抽放瓦斯存量為 3 m3/min計(jì)算，回風(fēng)流是的瓦斯?jié)舛葹?%，不大于 %符合規(guī)定。 27 采區(qū)目前配風(fēng) 3500 m3/min，南翼回風(fēng) 6200 m3/min，同樣本煤層抽放按最高 18 m3/min， 風(fēng)排量按 m3/min，則 27 專用回風(fēng)巷 的瓦斯?jié)舛葹? %，符合規(guī)定。 瓦斯抽放管路與瓦斯抽放鉆孔的連接 用瓦斯抽放 管將鉆孔套管與鉆場匯流管 (也稱混合器 )相連 , 然后鉆場瓦斯管與布置在巷道中的瓦斯抽放支管相連接 .