【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定，必須設(shè)置忖用回風(fēng)巷，礦井采掘比為：1：2，即一采二掘，專用回風(fēng)巷必須滿足以下要求：①各采掘工作面必須單獨(dú)供風(fēng)，有獨(dú)立的回風(fēng)巷巷道，嚴(yán)禁使用共用回風(fēng)巷；②專用回風(fēng)巷不得用于運(yùn)料、安設(shè)電氣防備；③專用回風(fēng)巷不得用于行人。1礦井建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中必須進(jìn)一步測(cè)定煤層瓦斯有關(guān)參數(shù)，及時(shí)調(diào)整和完善治理瓦斯的措施。第八章 礦井瓦斯抽放根據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局（國(guó)家煤礦安全監(jiān)督局）發(fā)布的第五號(hào)令第十條，高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井應(yīng)建立完善抽放系統(tǒng)。由于地質(zhì)資料未提供各種瓦斯參數(shù)（如煤層的透氣性能系數(shù)、煤層瓦斯壓力、煤的孔隙率、瓦斯含量梯度，煤的瓦斯放散初速度等指標(biāo)），因此，現(xiàn)階段只能暫用估算法來(lái)進(jìn)行礦井的瓦斯抽放設(shè)計(jì)，在今后生產(chǎn)過(guò)程中必須進(jìn)行以上工作，確定各煤層參數(shù)，并進(jìn)行瓦斯等級(jí)鑒定，分析瓦斯來(lái)源和涌出規(guī)律，測(cè)定礦井絕對(duì)瓦斯涌出量和相對(duì)瓦斯涌出量，待以上參數(shù)確定后，在委托有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位針對(duì)礦井的具體情況重新進(jìn)行瓦斯抽放設(shè)計(jì)。一、礦井瓦斯抽放量（1）瓦斯涌出量，、 m3/t；（二）抽放瓦斯的必要性和可能性必要性根據(jù)2003年7月國(guó)家安全監(jiān)督管理局（國(guó)家煤礦安全揭穿局）發(fā)布的第五號(hào)令：高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井應(yīng)有瓦斯抽放措施，并裝備安全監(jiān)控系統(tǒng)?？赡苄院饬棵簩涌沙樾缘闹笜?biāo)主要有三項(xiàng)：（1）煤層的透氣性系數(shù)（λ）（2）鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（α）（3）百米鉆孔瓦斯極限抽放量（Qj）瓦斯抽放難易程度分類 煤層瓦斯抽放難易程度分類表 指標(biāo)難易程度a（d1）QJ（m3）λ（m2Mpa2d）易抽放＜＞14400＞10可以抽放144002800較難抽放＞＜2800＜由于礦井在地勘階段未做相應(yīng)的工作（如煤層瓦斯壓力、煤的瓦斯放散初速度等指標(biāo)），因此，在今后開采過(guò)程中必須進(jìn)行這項(xiàng)工作，以確定煤層進(jìn)行預(yù)抽的可能性。抽放瓦斯效果預(yù)計(jì)1）瓦斯抽放率根據(jù)AQ10182006標(biāo)準(zhǔn)，確定本礦鉆孔瓦斯抽放率為30%。2）礦井瓦斯抽放量（瓦斯純量）。二、瓦斯抽放（一）礦井瓦斯來(lái)源分析礦井瓦斯來(lái)源構(gòu)成礦井瓦斯來(lái)源分別來(lái)源于回采工作面、掘進(jìn)工作面及采空區(qū)。1）回采工作面瓦斯涌出構(gòu)成一是來(lái)自開采煤層瓦斯涌出，二是來(lái)自開采煤層影響范圍之內(nèi)臨近煤層瓦斯涌出，包括上臨近層和下臨近層，影響范圍一般上臨近層約80m，下臨近層約60m。2）掘進(jìn)工作面涌出瓦斯構(gòu)成一是來(lái)自掘進(jìn)巷道煤壁涌出，二是來(lái)自掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出。3）采區(qū)瓦斯涌出量是指采區(qū)內(nèi)所有回采工作面、掘進(jìn)工作面及采空區(qū)瓦斯涌出量之和。4）礦井瓦斯涌出量為全礦內(nèi)部生產(chǎn)采區(qū)和以采區(qū)（包括其它輔助巷道）瓦斯涌出量之和。采面瓦斯來(lái)源及涌出構(gòu)成一采區(qū)主采煤層為：C1CC24上、C24下，各煤層主要特征如下表可采煤層特征煤層工業(yè)分析牌號(hào)水分Mad（%）灰分Aad（%）揮發(fā)分Vdaf（%）（%）（MJ/kg）C3QMC17FMC2030FMC21FMC24上FMC24FM（二）瓦斯抽放方法抽放方法選擇原則選擇抽放瓦斯方法，主要根據(jù)礦井（或采區(qū)）瓦斯來(lái)源、煤層賦存狀況、采掘布置、開采程序以及開采地質(zhì)條件等綜合考慮。故本設(shè)計(jì)采用開采層順層鉆孔預(yù)抽和采空區(qū)留管的抽放方法，同時(shí)為獲得較好的抽放效果，本設(shè)計(jì)遵循“盡早投入抽放，預(yù)抽和先抽后采、先抽后掘互補(bǔ)”的原則。另外掘進(jìn)工作面的瓦斯抽放，根據(jù)工作面瓦斯涌出量的大小采用隨巷道掘進(jìn)先抽后掘的方法。抽放方法及其它瓦斯的防治措施1）抽放目前該礦尚無(wú)煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰落系數(shù)等實(shí)測(cè)資料。參考水城礦區(qū)的一般經(jīng)驗(yàn)，礦井設(shè)置高、低負(fù)壓雙系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯抽放，高負(fù)壓系統(tǒng)用于本煤層預(yù)抽和解突，低負(fù)壓系統(tǒng)用于采空區(qū)卸壓抽放，實(shí)踐證明是完全可行的。a、先抽后采（本煤層高負(fù)壓預(yù)抽）由運(yùn)輸巷向煤層打鉆，隨著回采面的推進(jìn)，可起到預(yù)抽及采動(dòng)卸壓抽的作用。預(yù)抽開采煤層瓦斯，并通過(guò)抽放瓦斯管路將抽出的瓦斯排放到瓦斯抽放站。b、采空區(qū)瓦斯抽放（低負(fù)壓抽放）對(duì)于采空區(qū)瓦斯涌出量較大的工作面，可以采取采空區(qū)埋（留）管抽放的方式。即預(yù)先將抽放管路安裝好，在采面推進(jìn)過(guò)后，埋入采空區(qū)的管路實(shí)施抽放，使上隅角瓦斯流向發(fā)生改變。在高瓦斯礦井采煤時(shí)，尤其是在煤層群的開采條件下，臨近層、未采煤層、圍巖、煤柱和工作面的丟煤都會(huì)向采空區(qū)涌出瓦斯。采空區(qū)瓦斯不僅在開采過(guò)程中向工作面涌出，而且在工作面采完密閉后也仍有瓦斯涌出。與本煤層預(yù)抽瓦斯相比，采空區(qū)抽放量較大，但瓦斯抽放濃度相對(duì)較低，其瓦斯抽放量的大小取決于采空區(qū)瓦斯涌出量的大小和煤層自然發(fā)火傾向性的煤層時(shí)，在采空區(qū)瓦斯抽放的過(guò)程中，應(yīng)經(jīng)常檢測(cè)c0和溫度等參數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時(shí)，應(yīng)采取控制抽放或暫停抽放的措施。低負(fù)壓抽放鉆場(chǎng)、鉆孔及抽放管路布置見(jiàn)下圖：C、掘進(jìn)巷道先抽后掘在煤巷掘進(jìn)工作面后5m處的巷道施工一個(gè)鉆場(chǎng)。鉆場(chǎng)的規(guī)格應(yīng)根據(jù)巷幫瓦斯抽放鉆孔布置的要求、選用鉆機(jī)的外形尺寸及鉆桿長(zhǎng)度而定。根據(jù)礦井的具體情況，每組鉆場(chǎng)在煤巷兩側(cè)相交錯(cuò)布置，其規(guī)格為：長(zhǎng)高4m掘進(jìn)巷道高度2m，采用梯工鋼金屬支護(hù)。相鄰兩組鉆場(chǎng)之間的間距為30m，抽放鉆孔長(zhǎng)40m，先抽放后掘進(jìn)30m，再布置鉆場(chǎng)、鉆孔，進(jìn)入下循環(huán)。鉆孔深度：150m、260m、350m、440m、535m。爛泥田煤礦先抽后掘抽放鉆場(chǎng)、鉆孔及抽放管路布置見(jiàn)下圖：2）其它瓦斯防治措施本設(shè)計(jì)除建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)和可靠的瓦斯抽放系統(tǒng)外，還可考慮采取如下措施綜合防治瓦斯：（1）建立先進(jìn)的安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)礦井瓦斯、風(fēng)速等進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握和了解井下通風(fēng)、瓦斯等情況。（2）配備個(gè)體巡回檢測(cè)設(shè)備等安全儀表，通過(guò)巡回檢測(cè)，隨時(shí)了解井下瓦斯隱患情況，防患于然。（3）在生產(chǎn)過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)通風(fēng)瓦斯檢查、管理工作。并加強(qiáng)礦井瓦斯地質(zhì)等基礎(chǔ)工作，為礦井通風(fēng)瓦斯科學(xué)管理提供可靠的依據(jù)。抽放巷道的選擇本礦在工作面運(yùn)輸巷設(shè)置瓦斯抽放鉆場(chǎng)，要求瓦斯抽放率大于30%；鉆場(chǎng)布置、鉆場(chǎng)參數(shù)確定鉆場(chǎng)設(shè)在運(yùn)輸巷，沿煤層打鉆孔。鉆孔參數(shù)有：（1）鉆孔直徑：設(shè)計(jì)考慮60—110mm；（2）鉆孔長(zhǎng)度：盡可能長(zhǎng)，一般沿層鉆孔工作面長(zhǎng)度的70— （3）鉆孔間距：10—20m；（4）孔口負(fù)壓：6700—101505pa；（5）封孔：可用膨脹水泥，封深58m。封孔方法、材料及封孔長(zhǎng)度封孔方法、材料的選擇應(yīng)根據(jù)抽放方法及孔口所處煤（巖）層位、巖“A、構(gòu)造等因素綜合確定：巖壁鉆孔易采用封孔器封孔，封孔器械應(yīng)滿足密封性能好、操作便捷、封孔速度快的要求；煤壁鉆孔易采用充填材料進(jìn)行壓風(fēng)封孔，封孔材料可選用膨脹水泥、聚氨酯等新材料，在鉆孔所處圍巖條件較好的情況下，亦可選用水泥砂漿或其他封孔材料。封孔長(zhǎng)度：孔口段圍巖條件好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、孔1：3負(fù)壓中等時(shí)，封孔長(zhǎng)度可取8m；孔口段圍巖裂隙較發(fā)育或孔口負(fù)壓高時(shí)，封孔長(zhǎng)度可取10m；在煤壁開孔的鉆孔，封孔長(zhǎng)度可取10m。鉆孔封孔質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)（AQ標(biāo)準(zhǔn)）：①預(yù)抽瓦斯鉆孔抽放過(guò)程中孔口瓦斯?jié)舛炔粦?yīng)小于 40%；②臨近層瓦斯抽放鉆孔抽放過(guò)程中孔口口瓦斯?jié)舛炔粦?yīng)小于30%；③當(dāng)鉆孔封孔質(zhì)量達(dá)不到上述標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)加大封孔段長(zhǎng)度。設(shè)備選擇及主要檢測(cè)儀表選用國(guó)產(chǎn)ZDY750/A防爆型鉆機(jī)，其鉆進(jìn)深度可達(dá)100m，開孔直徑95mm，終孔直徑不小于65mm，電機(jī)功率11KW。（三）抽放管路系統(tǒng)及抽放設(shè)備選型礦井瓦斯抽放方式在3148回風(fēng)巷中設(shè)置低負(fù)壓抽放管道；在3148運(yùn)輸巷中設(shè)置高負(fù)壓抽放管道，將3148運(yùn)輸巷鉆孔內(nèi)抽出的瓦斯由瓦斯管路經(jīng)3148運(yùn)輸巷、回風(fēng)斜井，最后到瓦斯抽放站排放，不考慮瓦斯利用。在瓦斯抽放泵輸入管路中安設(shè)溫度傳感器、瓦斯流量傳感器、管道壓差傳感器、高瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌．?dāng)輸入管路中的瓦斯?jié)舛鹊陀?5%時(shí)應(yīng)發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)。抽放管路管徑、材質(zhì)、規(guī)格抽放管路管徑按下列計(jì)算：d=式中：d瓦斯管內(nèi)徑（m） Q瓦斯管流量（m3/min） v瓦斯管內(nèi)流速（m/s）,一般去515m/s根據(jù)AQ10262006標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的預(yù)測(cè)，礦井、采煤工作面、,按30%的抽放率、25%的抽放濃度計(jì)算，抽放主管、支管管徑計(jì)算如下：（1）抽放主管管徑D==故選擇抽放主管內(nèi)徑為200mm的無(wú)縫鋼管。（2）采煤工作面抽放支管管徑d==故采煤工作面選擇抽放支管內(nèi)徑為150mm的無(wú)縫鋼管。（3）掘進(jìn)工作面抽放直掛管徑D==故掘進(jìn)工作面選擇抽放支管內(nèi)徑為100mm的無(wú)縫鋼管。瓦斯管的連接方式用彈簧軟管將鉆孔瓦斯抽放管與鉆場(chǎng)匯流相連，匯流管與鉆場(chǎng)瓦斯管連接后于巷道中的瓦斯抽放連接。瓦斯抽放主管道均采用法蘭盤螺栓堅(jiān)固連接，中間夾橡膠密封圈，為安裝方便，抽放管路拐彎處也可采用彈簧軟管代替鐵管。（四）抽放管路阻力計(jì)算根據(jù)h2=△Q2/K0d5得出摩擦阻力，再根據(jù)公式h2=1/2spv2求出局部阻力，從而得出總阻力式中：h1—管路的摩擦阻力，PaL管路長(zhǎng)度，m△—混合瓦斯對(duì)空氣的相對(duì)密度，Q—管路的混合瓦斯流量，m3/hK0——系數(shù)，d—瓦斯管內(nèi)徑，cm式中混合瓦斯對(duì)空氣的相對(duì)密度△按下式計(jì)算△=p1n1+p2n2/p2P1—瓦斯密度，n1——混合瓦斯中位數(shù)濃度；p2——空氣密度，n2——混合瓦斯中空氣濃度根據(jù)上式計(jì)算，抽放管路總阻力損失為14065pa,.爛泥田煤礦瓦斯管路阻力計(jì)算表管路名稱相對(duì)密度瓦斯流量（m3/h）系數(shù)管 徑(cm)管路長(zhǎng)度（m）阻 力（pz）管路總阻力（mmHg）主管57020100010227分管382159503837分管8110950850合計(jì)14914 （五）瓦斯壓力計(jì)算 瓦斯抽放泵壓力，必須能克服抽放管路網(wǎng)系統(tǒng)總阻力損失和保證抽放的鉆孔有足夠的負(fù)壓，以及泵的出口正壓的需求。 按一下公式計(jì)算： H泵=（H總+H孔+H正）.K式中H泵——瓦斯泵的壓力，pa。 H1——抽放管路總阻力損失，pa。H孔——抽放鉆孔所需負(fù)壓，一般取H孔=90mmHg。H正——瓦斯泵出口正壓，一般取H正=10mmHg。K——抽放備用系數(shù)，取K= H泵=（Hf+H孔+H正）.K=（+90+10） =255mmHg（六）瓦斯泵的選型通過(guò)以上計(jì)算，在進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查和對(duì)設(shè)備參數(shù)對(duì)照后，本設(shè)計(jì)選擇2BEA303型水環(huán)式真空泵為給礦的瓦斯抽放泵，其技術(shù)規(guī)格性能如下：最大抽氣速率20m3/min，電機(jī)功率37KW,轉(zhuǎn)速1100r/min,380v。瓦斯泵數(shù)量為四臺(tái)，其中二臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，二臺(tái)備用。采用高、低負(fù)壓雙系統(tǒng)進(jìn)行瓦斯抽放，安設(shè)高、低負(fù)壓二趟管徑為320mm160mm的PVC管抽放主管路，高負(fù)壓系統(tǒng)用于本煤層預(yù)抽和解突，低負(fù)壓系統(tǒng)用于采空區(qū)留管抽放。 瓦斯泵的選型 名 稱：2BEA303水環(huán)式真空泵極線壓力3300pa轉(zhuǎn)速功率1480r/min最大抽速 52m3/分功率75千瓦電機(jī)功率75千瓦（七）管路敷設(shè)及附屬裝置井下瓦斯管路敷設(shè)要求 （1）、為防止瓦斯管路銹蝕，安裝前應(yīng)對(duì)管內(nèi)外涂抹腐劑。防腐材料可用經(jīng)過(guò)熱處理的瀝青、油漆等。（2）在巷道敷設(shè)管路必須用可縮木支架，以防止底板隆起折損管路。，并保證每節(jié)管子下面有兩個(gè)托木。（3）在敷設(shè)傾斜管路時(shí)，為了防止管路下滑，應(yīng)采用管卡將管子固定在巷道支架上。管卡間距根據(jù)詳單傾角a而定，一般a≤300時(shí)，為15～20m。（4）管路敷設(shè)應(yīng)盡量將管道設(shè)平直，坡度一致，盡量減少?gòu)濐^、氣門等附屬管件，避免急轉(zhuǎn)彎。（5）敷設(shè)運(yùn)輸巷道的管路時(shí)，應(yīng)將其牢固懸掛或架在專用支架上，且管路高度應(yīng)≥，以便于行人和運(yùn)輸。（6）根據(jù)巷道的高低、進(jìn)、回風(fēng)巷溫度有明顯區(qū)別等情況，敷設(shè)管路時(shí)應(yīng)創(chuàng)造排除管中積水的條件，在巷道低洼處設(shè)置放水器。（7）井下敷設(shè)管路，一般采用法蘭盤或快速接頭結(jié)合，法蘭盤中應(yīng)夾有膠皮墊，且膠皮掛的厚度最好不小于5mm.(8)凡是新敷設(shè)的瓦斯管路都要進(jìn)行漏氣檢驗(yàn)。檢驗(yàn)方法可采用負(fù)壓方法試驗(yàn)或用SF6檢漏儀檢測(cè)。附屬裝置管路系統(tǒng)的附屬裝置有各類閥門、測(cè)壓嘴、計(jì)量裝置、鉆孔（場(chǎng)）連接裝置，放水器、防爆阻火器，在瓦斯泵房和店面管路上還需安設(shè)有防爆、防回火裝置及放空管等。（1）瓦斯泵出入口閥門，每臺(tái)瓦斯泵的入口和出口各一個(gè)，要求阻力小，最好使用甲板式閥門，每隔鉆場(chǎng)中，在每個(gè)抽放鉆孔安設(shè)一個(gè)閘閥。（2）入口負(fù)壓測(cè)量裝置——靜壓管。（3）出口正壓測(cè)量裝置—