【文章內(nèi)容簡介】 斯，來彌補(bǔ)難以抽放這一缺陷。圖43抽放管路末端連接示意圖方案三：仰角鉆孔抽放瓦斯仰角鉆孔和高位鉆孔相差不多，仰角鉆孔省去高位鉆孔掘進(jìn)小上山的費(fèi)用，加快鉆孔施工，但是鉆孔在裂隙帶的有效長度減少，鉆孔密封效果和鉆孔有效壽命降低。仰角鉆孔施工方法敘述如下：⑴ 抽放方法：在回風(fēng)巷布置的鉆場內(nèi)向采空區(qū)方向呈扇形打10個孔深為120～150m仰角鉆孔，鉆孔終孔點(diǎn)距回風(fēng)巷的最遠(yuǎn)距離在80m以上，封孔后抽放采空區(qū)及鄰近層瓦斯。⑵ 鉆場施工：在工作面回風(fēng)巷，沿回風(fēng)巷走向每隔100m開掘一個垂直回風(fēng)巷的鉆場，長度4m，寬3m，鉆場采用工字鋼支護(hù)。⑶ 鉆孔布置：每個鉆場內(nèi)布置10個鉆孔，呈扇形布置，詳見圖44。若煤層傾角為2～7176。，煤層走向沒有變化的情況下，各鉆孔參數(shù)見表43。圖44 仰角鉆孔＋采空區(qū)埋管抽放采空區(qū)瓦斯表43 仰角鉆孔技術(shù)參數(shù)表孔號孔徑φ（mm）方位（176。）傾角（176。）開孔位置鉆孔間距（m）孔深（m）19407～9120～150394107～9120～150594207～9120～150794307～9120～150994407～9120～15029457～9120～150494157～9120～150694257～9120～150894357～9120～1501094457～9120～150⑷ 封孔工藝： 同方案二。 ⑸ 抽放管路管理：同方案二。 礦井抽放瓦斯量預(yù)計⑴ 開采煤層抽放量預(yù)計根據(jù)120和26煤層的賦存條件、開采布置方式和現(xiàn)行開采方法，工作面的瓦斯主要來源于鄰近層和圍巖。根據(jù)前面對工作面瓦斯涌出特點(diǎn)的分析，回采工作面日產(chǎn)為2000t/d時，~ m3/min。但是由于120和26煤層百米鉆孔極限瓦斯涌出量不穩(wěn)定，較難進(jìn)行本煤層抽放，若采用強(qiáng)化抽放，預(yù)計抽放本煤層卸壓瓦斯量為開采層總瓦斯涌出量的25%左右，故開采煤層預(yù)抽瓦斯量為2 m3/min。⑵ 采空區(qū)（含鄰近層及圍巖）抽放量預(yù)計近年來，我國采空區(qū)瓦斯抽放發(fā)展較快，采空區(qū)抽放瓦斯量所占抽放瓦斯量的比重愈來愈大，單工作面抽放瓦斯量最高達(dá)100m3/min。采空區(qū)抽放瓦斯量的多少，主要取決于采空區(qū)內(nèi)瓦斯資源的多寡和礦井的抽放瓦斯能力。對我礦采煤方法和工作面瓦斯涌出情況統(tǒng)計，在回采工作面達(dá)到設(shè)計生產(chǎn)能力2000t/a時，回采工作面采空區(qū)（含鄰近層）~，考慮到工作面瓦斯涌出不均衡性，~。根據(jù)國內(nèi)相同條件礦井的抽放經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我礦開采煤層工作面抽放結(jié)果分析認(rèn)為，采用內(nèi)錯高位尾巷、高位鉆孔或仰角鉆孔抽放采空區(qū)涌出的瓦斯方法，按采空區(qū)抽放瓦斯涌出量的65%計算，故預(yù)計工作面抽放采空區(qū)瓦斯量為21m3/min。⑶掘進(jìn)工作面抽放瓦斯量預(yù)計通過對開采煤層掘進(jìn)工作面瓦斯涌出統(tǒng)計和掘進(jìn)工作面瓦斯涌出預(yù)測結(jié)果分析，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量不大，目前靠通風(fēng)完全可以瓦斯問題，正常情況下不需進(jìn)行抽放。但考慮到八連城煤礦地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，開采煤層裂隙較發(fā)育，局部地區(qū)存在高瓦斯富集區(qū)，需進(jìn)行局部抽放，可采用井下移動抽放瓦斯系統(tǒng)對掘進(jìn)工作面前方煤體瓦斯進(jìn)行抽放，地面系統(tǒng)不預(yù)留掘進(jìn)工作面抽放瓦斯量。⑸礦井抽放瓦斯量預(yù)計西采區(qū)一般情況下井下有2個綜采工作面開采，根據(jù)前面各項(xiàng)預(yù)計結(jié)果，西采區(qū)按2個綜采工作面同時開采，西采區(qū)建立抽放瓦斯系統(tǒng)需具備抽放46m3/min純瓦斯的能力，故八連城煤礦西采區(qū)抽放瓦斯系統(tǒng)設(shè)備選型按系統(tǒng)抽放瓦斯能力46m3/min進(jìn)行設(shè)計。中央采區(qū)一般情況下井下有1個綜采工作面開采，根據(jù)前面各項(xiàng)預(yù)計結(jié)果，中央采區(qū)按1個綜采工作面同時開采，中央采區(qū)建立抽放瓦斯系統(tǒng)需具備抽放23m3/min純瓦斯的能力，故中央采區(qū)抽放瓦斯系統(tǒng)設(shè)備選型按系統(tǒng)抽放瓦斯能力23m3/min進(jìn)行設(shè)計。 抽放服務(wù)年限由于礦井采用采空區(qū)抽放法抽放瓦斯，其抽放服務(wù)根年限與礦井生產(chǎn)服務(wù)年限相當(dāng)，其服務(wù)年限大于20年。 建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)的必要性及可行性八連城煤礦依據(jù)《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第9條的規(guī)定，目前不論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)。因此，從礦井長遠(yuǎn)的發(fā)展，有必要建立地面瓦斯永久抽放系統(tǒng)。根據(jù)《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第10條規(guī)定：“建立永久瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，應(yīng)同時具備下列2個條件：（1）瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在2m3/min以上；（2）瓦斯資源可靠、儲量豐富，預(yù)計瓦斯抽放服務(wù)年限在10年以上?！睆膶Π诉B城煤礦的瓦斯抽放量預(yù)計及瓦斯儲量計算結(jié)果可以看出，抽放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2m3/min，同時瓦斯資源可靠、儲量豐富，瓦斯抽放服務(wù)年限與礦井的服務(wù)年限相當(dāng)，大于20年，所以建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)是完全可行的。5瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng) 抽放瓦斯泵房位置及管網(wǎng)敷設(shè)路線 抽放瓦斯泵房位置選擇抽放瓦斯場地的布置原則應(yīng)嚴(yán)格按照國家所頒布的相關(guān)法律、法規(guī)執(zhí)行，不占用良田，有效利用現(xiàn)有的場地，平面布置整齊、合理，便于安裝與維修。瓦斯泵房屬有爆炸危險的廠房，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，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)。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。通過對現(xiàn)場實(shí)地勘察和征求礦方的意見，并考慮井下與地面瓦斯抽放管路距離的遠(yuǎn)近，地面抽放瓦斯泵房選擇在回風(fēng)井工業(yè)廣場附近，瓦斯抽放泵站占地面積1092m2，其中長42 m、寬26m。中央采區(qū)建立井下移動瓦斯抽放泵站。 抽放瓦斯管網(wǎng)敷設(shè)路線選擇根據(jù)井下巷道的布置和地面工業(yè)廣場內(nèi)各種設(shè)施的分布情況，地面瓦斯泵房選擇在回風(fēng)井工業(yè)廣場附近，抽放管路通過回風(fēng)井進(jìn)入井下。井下移動瓦斯抽放泵站建在420m井底車場。 抽放瓦斯管路選擇 瓦斯抽放管路系統(tǒng)的選擇原則⑴ 抽放管路應(yīng)敷設(shè)在巷道曲線段少和距離最短的線路；⑵ 盡量避開運(yùn)輸繁忙巷道，首選回風(fēng)巷內(nèi)鋪設(shè)；⑶ 考慮安裝、檢修方便；⑷ 如管路發(fā)生故障，管道內(nèi)的瓦斯不至于流入采掘工作面、機(jī)房或機(jī)電硐室等；⑸ 抽放管路系統(tǒng)中必須安裝調(diào)節(jié)、控制、檢測、防爆、防回火裝置。 瓦斯管路敷設(shè)路線抽放瓦斯泵站選擇在回風(fēng)井廣場附近，抽放管路通過立風(fēng)井進(jìn)入井下。管網(wǎng)敷設(shè)路線為：負(fù)壓管網(wǎng)路徑：地面抽放瓦斯泵房→西采區(qū)立風(fēng)井→西采區(qū)總回風(fēng)→回采工作面回風(fēng)巷→鉆孔（高位抽放巷）。正壓管網(wǎng)路徑：地面抽放瓦斯泵房→放空（用戶）井下移動抽放瓦斯泵站選擇在420m井底車場。管網(wǎng)敷設(shè)路線為：負(fù)壓管網(wǎng)路徑：井下移動抽放瓦斯泵站→回風(fēng)上山→回風(fēng)巷→回采工作面回風(fēng)巷→鉆孔（高位抽放巷）。正壓管網(wǎng)路徑：井下移動抽放瓦斯泵站→395回風(fēng)巷→主井（用戶或放空） 瓦斯抽放管管徑計算及管材選擇瓦斯抽放管路管徑選擇得合理與否，對抽放瓦斯系統(tǒng)的工程投資及抽放系統(tǒng)抽放瓦斯效果有很大影響。直徑太大，投資費(fèi)用增加；管徑過細(xì)，管路阻力損失大。按照預(yù)測的工作面瓦斯涌出量和工作面的通風(fēng)能力情況，，管徑選擇一般采用下式計算： 式中：D—瓦斯抽放管內(nèi)徑，m；Q—抽放管內(nèi)混合瓦斯流量，m3/min；V—抽放管內(nèi)瓦斯平均流速，m/s，取V=10m/s。為說明方便對抽放瓦斯管道名稱作如下約定：回風(fēng)、采區(qū)上山、石門、回風(fēng)斜井及地面瓦斯抽放管為主管；采掘工作面抽放管為支管。根據(jù)預(yù)計的瓦斯流量，按上式計算選擇的抽放管直徑如表51所示。表51 抽放系統(tǒng)瓦斯抽放管管徑計算結(jié)果及選擇結(jié)果抽放管類別抽放純量（m3/min）瓦斯?jié)舛龋?）混合瓦斯量（m3/min）流速（m/s）計算內(nèi)徑（mm）選擇管徑（mm）主管462518412570DN600支管23259213387DN400抽放瓦斯泵站內(nèi)管道選用螺焊管φ610106000SY/T50371992，采用法蘭盤連接，中間夾石棉橡膠墊 ；立風(fēng)井內(nèi)管道選用螺焊管φ610106000SY/T50371992，采用管袖焊接；井下抽放瓦斯管道均選用PE管， Φ6306000 ， Φ4006000 ，,采用法蘭盤連接，中間夾石棉橡膠墊。，管徑選擇一般采用下式計算： 式中：D—瓦斯抽放管內(nèi)徑，m；Q—抽放管內(nèi)混合瓦斯流量，m3/min；V—抽放管內(nèi)瓦斯平均流速，m/s，取V=17m/s。為說明方便對抽放瓦斯管道管理，中央采區(qū)不區(qū)分主、支管道。根據(jù)預(yù)計的瓦斯流量，按上式計算選擇的抽放管直徑如表52所示。表52 抽放系統(tǒng)瓦斯抽放管管徑計算結(jié)果及選擇結(jié)果抽放純量（m3/min）瓦斯?jié)舛龋?）混合瓦斯量（m3/min）流速（m/s）計算內(nèi)徑（mm）選擇管徑（mm）107217300DN300（MPE100），,采用法蘭盤連接，中間夾石棉橡膠墊。 管路敷設(shè)及附屬裝置 管路敷設(shè)要求⑴ 井下管路煤礦井下的環(huán)境條件較惡劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受壓變形，空氣濕潤易銹蝕等，為此對煤礦井下抽放瓦斯管路的敷設(shè)有如下要求：① 瓦斯管路應(yīng)采取防腐、防銹蝕措施；② 管路底部應(yīng)墊木墊，墊起高度不低于30cm，以防止底鼓損壞管路；③ 傾斜巷道的瓦斯管路，應(yīng)用卡子將管道固定在巷道支護(hù)上，以免下滑；④ 管路敷設(shè)要求平直，盡量避免急彎；⑤ ；⑥ 管路敷設(shè)時，要考慮流水坡度，要求坡度盡量一致，避免高低起伏，低洼處需安裝放水器；⑦ 新敷設(shè)的管路要進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)。⑵ 地面管路地面管路敷設(shè)除要符合井下管路的有關(guān)要求外，尚需符合下列要求：① 冬季寒冷地區(qū)應(yīng)采取防凍措施；② 瓦斯管路不宜沿車輛來往繁忙的主要交通干線敷設(shè)；③ 瓦斯管路不允許與自來水管、暖氣管、下水道管、動力電纜、照明電纜和電話電纜等敷設(shè)于一個地溝內(nèi)；④ 在空曠地帶敷設(shè)瓦斯管路時，應(yīng)考慮到未來的發(fā)展規(guī)劃和建筑物的布置情況；⑤ 瓦斯主管距建筑物的距離大于5m，距動力電纜大于1m，距鐵路大于4m，距木電線桿大于2m；⑥ 瓦斯管路與其它建筑物相交時，與動力、 范圍內(nèi)，管路不準(zhǔn)有接頭和布置管件；⑦ 瓦斯管不準(zhǔn)在地下穿過房屋和其它建筑物，以及同其它建筑物位于同一平面位置，即上下重疊；⑧ 瓦斯管不準(zhǔn)穿過其它管路，確需穿過，應(yīng)加套管。 管路安裝⑴ 地面管路安裝地面抽放瓦斯泵房位于回風(fēng)井廣場附近，地面管路安裝采用沿地表架空敷設(shè)方式，每6m設(shè)一個地面管路支架。管道安裝流水坡度取3‰。地面管網(wǎng)系統(tǒng)詳見附圖C100329801。抽放瓦斯泵房內(nèi)管路安裝詳見附圖C100329901～C100329806。⑵ 井下管路安裝①回風(fēng)井內(nèi)的瓦斯抽放主管，采用防墜梁支撐和梯子間托梁定位敷設(shè)方式，路鏈接全部采用管袖焊接。從井底開始每隔130m設(shè)一道防墜梁，托架采用40＃工字鋼，共計設(shè)置3道，防止抽放瓦斯管道下沉；從井底開始每隔5m將管道固定在梯子間橫梁上，防止管道擺動。②回風(fēng)巷道和石門內(nèi)的瓦斯抽放主管，采用沿巷道側(cè)幫敷設(shè)。管路用半圓卡將管路固定。對于坡度較大的巷道，應(yīng)每隔12m設(shè)一個防滑支撐架并用一個半圓卡固定管路，以防止管路滑動。③工作面抽放瓦斯管路安裝采用沿巷道側(cè)幫敷設(shè)。采用沿巷道側(cè)幫敷設(shè)。管路用半圓卡將管路固定。⑶ 管路防腐、防銹① 地面管路泵房內(nèi)管道內(nèi)外壁進(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，管道內(nèi)外壁噴涂無溶劑環(huán)氧導(dǎo)靜電涂料兩遍，漆膜厚度δ200μm。② 管道支架表面進(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，噴涂無溶劑環(huán)氧導(dǎo)靜電涂料兩遍，漆膜厚度δ200μm。⑷ 管路防凍地面管道距離較短，安裝時預(yù)留一定的排水坡度，水均流入井下或泵房內(nèi)，管道內(nèi)不存在積水，為此，地面抽放瓦斯管路不需采取防凍措施。 附屬裝置⑴ 閥門：在瓦斯抽放管路（主、干和支管）上和鉆孔的連接處，均需安設(shè)閥門，主要用于調(diào)節(jié)與控制各個獨(dú)立抽放瓦斯地點(diǎn)的抽放負(fù)壓、瓦斯?jié)舛?、抽放量等，同時修理和更換瓦斯管時可關(guān)閉閥門切斷回路。設(shè)計選用的閥門為截止閥。⑵ 在主、支管以及鉆孔連接裝置上均應(yīng)設(shè)置測壓嘴，以便經(jīng)常觀測抽放管內(nèi)的壓力和濃度。測壓嘴高度設(shè)計為80mm，選用內(nèi)徑6mm的紫銅管，在安裝管路之前預(yù)先焊上，平時用密封罩罩住或用細(xì)膠管套緊捆死，以防漏氣。測壓嘴還可作為取氣樣孔，取出的氣體可用于進(jìn)行氣體成份分析。⑶ 計量裝置瓦斯流量是瓦斯抽放工作中的一個重要參數(shù)，只有準(zhǔn)確的測定它才能真實(shí)地反映瓦斯抽放效果。目前瓦斯流量計量方法的種類很多，應(yīng)用條件也各不相同。本設(shè)計選用孔板流量計作為計量裝備，計量裝置安裝詳見圖51和附圖C100329902。安裝與使用要求如下：① 安裝孔板時，孔板的孔口必須與管道同心，其端面與管道軸線垂直，偏心度小于1~2%；② 孔板前（按氣流方向，下同）1D（管徑），直徑6mm，材料為紫銅管；③ 安裝孔板的管道內(nèi)壁，在孔板前邊1D的范圍內(nèi)，不應(yīng)有凸凹不平、焊縫和墊片等；④ 在孔板流量計前端的管道直線段長度不小于10D，后端的直線段長度不小于5D；⑤ 要經(jīng)常清洗孔板前后的積水和污物，孔板銹蝕要及時更換；⑥ 抽放瓦斯量有較大變化時，應(yīng)根據(jù)流量大小更換相應(yīng)的孔板。⑦ 孔板使用1年后，要對孔板進(jìn)行校正，以減小計量誤差。圖51 孔板流量計安裝圖⑷ 鉆孔連接方式回采工作面預(yù)抽鉆孔與抽放管路的連接是采用膠管連接，膠管的一端連接到鉆孔封孔管上，另一端與抽放瓦斯管路連接，構(gòu)成抽放系統(tǒng)。⑸ 放水裝置根據(jù)抽放瓦斯實(shí)際情況