【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 以考察邊掘邊抽，其優(yōu)點(diǎn)抽放時(shí)不影響掘進(jìn)，且抽放效果較好，缺點(diǎn)是需掘鉆場(chǎng)，增加工程量，見(jiàn)圖39，鉆場(chǎng)規(guī)格寬2m，長(zhǎng)4m，高與掘進(jìn)巷道相同。封孔工藝與先抽后掘的鉆孔封孔方法相同。 圖39 掘進(jìn)工作面邊掘邊抽示意圖表33 邊掘邊抽鉆孔技術(shù)參數(shù)表鉆孔類別鉆孔與巷道夾角（176。）鉆孔仰角（176。）孔深（m）鉆孔直徑（mm）掘進(jìn)鉆孔β18176。β215176。同煤層傾角3075以上兩種方法中，掘進(jìn)工作面先抽后掘影響掘進(jìn)的進(jìn)度，而邊掘邊抽雖不影響掘進(jìn)速度，但需打鉆場(chǎng)增加工程量，可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用比較，選擇效果較好的一種抽放方法。 瓦斯抽放量預(yù)計(jì)XX煤礦屬首次進(jìn)行瓦斯抽放，沒(méi)有進(jìn)行過(guò)上隅角及采空區(qū)的瓦斯?jié)舛确植紲y(cè)定工作，根據(jù)工作面的實(shí)際情況，工作面絕對(duì)瓦斯涌出量近6min3/min，采空區(qū)瓦斯涌出按60％計(jì)算， min3/min，結(jié)合我國(guó)進(jìn)行上隅角瓦斯抽放的經(jīng)驗(yàn)，為確保2201工作面回風(fēng)巷及上隅角瓦斯?jié)舛炔怀?，工作面抽放瓦斯純量預(yù)計(jì)為2min3/min以上，上隅角淺部瓦斯抽放濃度按10％計(jì)算，則抽放混合量應(yīng)為20min3/min以上。 采空區(qū)插管抽放的安全管理1）所有參加采空區(qū)插管（埋管）抽放的工作業(yè)人員必須掌握操作的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，熟知瓦斯的基本知識(shí)，嚴(yán)格遵守規(guī)程，安全負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全把關(guān)。2）撤裝管路時(shí)回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛炔坏贸^(guò)1%，否則必須停工，采取措施處理瓦斯。3）插管抽放時(shí)，插入上隅角的管路應(yīng)為軟管，可避免撞擊，同時(shí)軟管應(yīng)阻燃防靜電。4）.回風(fēng)巷的抽放管路安裝及拆除時(shí)應(yīng)輕拿輕放，施工作業(yè)時(shí)要使用銅質(zhì)工具，以免產(chǎn)生火花,避免碰撞。5）應(yīng)在上隅角設(shè)擋風(fēng)簾，并調(diào)整插管的位置和深度，以保證抽放濃度較高。6）抽放泵必須為水環(huán)真空泵，不能采用干式泵。4 瓦斯抽放管路系統(tǒng) 抽放管路及抽放泵位置選擇原則抽放管路應(yīng)盡量選擇敷設(shè)在巷道曲線段少和距離短的線路中，盡可能避開(kāi)運(yùn)輸繁忙巷道，首選回風(fēng)巷內(nèi)鋪設(shè)，還要考慮安裝、檢修方便。抽放管路系統(tǒng)與抽放泵的位置有很大關(guān)系，抽放泵站如布置在地面，最好選在回風(fēng)井附近，泵房20m內(nèi)嚴(yán)禁明火，運(yùn)輸及供水、供水要方便，如抽放泵布置在井下，應(yīng)靠近抽放地點(diǎn)，安裝在進(jìn)風(fēng)硐室中。 抽放泵位置選擇抽放泵站的位置，一般有兩種選擇，一種是泵站布置在井下靠近抽放地點(diǎn)的進(jìn)風(fēng)流中，這樣可以大大減少管路長(zhǎng)度，可以根據(jù)抽放地點(diǎn)的改變移動(dòng)抽放泵，可以節(jié)省管路投資，前提條件是抽放管路排出的瓦斯排放到采區(qū)專用回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷后，經(jīng)稀釋瓦斯?jié)舛炔怀?。另一種泵站位置選擇方案是將泵放在地面，一般是由于礦井總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛容^高或總回風(fēng)巷行人，抽出的瓦斯不能排放到總回風(fēng)巷內(nèi)，必須排放到地面。這樣泵站即使布置在井下也不能縮短抽放管路的長(zhǎng)度，而且布置在井下需打硐室，供電及供水都不如地面方便，因此這種情況下，泵站一般都布置在地面。對(duì)XX礦而言，％以上，因此泵站必須安裝到地面。根據(jù)礦井的具體情況，由于回風(fēng)井今后將廢棄，因此抽放管路從副平硐通到地面，在副平硐口以北的山上，開(kāi)出一塊平地，用來(lái)建泵站。 抽放管路敷設(shè)路線XX礦瓦斯抽放首先進(jìn)行上隅角瓦斯抽放，暫不考慮預(yù)抽，瓦斯抽放泵站選擇在地面，抽放管路從副平硐敷設(shè)到地面，上隅角瓦斯抽放管敷設(shè)路線為：2201工作面上隅角→2201工作面回風(fēng)巷→聯(lián)絡(luò)巷→→3＃煤巷→副平硐→地面管路→瓦斯抽放泵房→放空管。抽放瓦斯管路敷設(shè)路線如圖41： 抽放瓦斯管徑選擇瓦斯抽放管徑選擇合理否，對(duì)抽放瓦斯系統(tǒng)的建設(shè)投資及抽放系統(tǒng)效果有很大影響。直徑太大，投資費(fèi)用增加；直徑過(guò)細(xì)，管路阻力損失大。故一般采用下式計(jì)算，并參照抽放泵的實(shí)際能力使之留有備用量，同時(shí)尚需考慮運(yùn)輸和安裝方便。管徑按下式計(jì)算：D=（Q/V）1/2式中 D—抽放瓦斯管內(nèi)徑，m。Q—瓦斯管中混合瓦斯流量，m3/min。V—瓦斯管中混合瓦斯平均流速，一般V=5～15m/s。當(dāng)管中瓦斯流速取10m/s，抽放管路中混合流量按20m3/min計(jì)算：D=206mm，因此可管路選擇內(nèi)徑為200mm的8寸管，一般選用無(wú)縫鋼管，由于礦井規(guī)模較小，為節(jié)省投資，也可采用焊縫鐵管，壁厚46mm，如考慮安裝及運(yùn)輸方便，也可采用玻璃鋼管。為說(shuō)明方便將工作面回風(fēng)巷段管路稱為支管，出工作面以后的管路稱為主管，將抽放管吸入口到抽放泵站段抽放管路稱為負(fù)壓段，將抽放泵站至瓦斯排放口段抽放管路稱為正壓段。瓦斯抽放管徑選擇如表41 所示。表41 抽放瓦斯管徑選擇結(jié)果 類別材料選擇管徑（內(nèi)徑）（mm）壁厚(mm)抽放主管路焊縫鐵管2004抽放支管路焊縫鐵管2004 瓦斯管的連接方式井下管路均采用法蘭盤(pán)螺栓緊固連接，中間夾橡膠密封圈，為安裝方便起見(jiàn)，抽放管路中拐彎等處也可采用鎧裝膠管代替鐵管。 管網(wǎng)阻力計(jì)算抽放瓦斯管路阻力包括摩擦阻力和局部阻力。計(jì)算管網(wǎng)阻力應(yīng)在抽放管網(wǎng)系統(tǒng)敷設(shè)線路確定后，按其最長(zhǎng)的線路和抽放最困難時(shí)期的管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)XX煤礦采掘布置情況，最長(zhǎng)管路長(zhǎng)度1000m左右，計(jì)算管路的阻力。摩擦阻力計(jì)算：式中 H摩—管路的摩擦阻力，Pa。L—管路長(zhǎng)度，m。約1000m。γ—混合瓦斯對(duì)空氣的密度比，濃度取10％，K—與管徑有關(guān)系數(shù)；D—瓦斯管內(nèi)徑，cm。Q—抽放混合瓦斯量，m3/h。 管路阻力（H摩）計(jì)算局部阻力（H局）抽放管網(wǎng)系統(tǒng)中管件局部阻力（H局），按管道總摩擦力阻力的15％考慮。H局=H摩=5938=891(Pa) 管網(wǎng)總阻力（H總）故瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng)的總阻力（H總）為：H（總）=H摩+H局=5938+891=6829(Pa) 管路敷設(shè)及附屬設(shè)施 管路敷設(shè)要求地面管路地面敷設(shè)管路除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(lái)往繁忙的主要交通干線敷設(shè)；(3)瓦斯管路不允許與自來(lái)水管、暖氣管、下水道管、動(dòng)力電纜、照明電纜和電話電纜等敷設(shè)于一個(gè)地溝內(nèi)；(4)在空曠地帶敷設(shè)瓦斯管路時(shí)，應(yīng)考慮到未來(lái)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(dòng)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(shí)，與動(dòng)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)穿過(guò)其它管路，確需穿過(guò)，應(yīng)加鋼套管。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(rùn)易銹蝕等，為此對(duì)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)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；(3)管路敷設(shè)要求平直，盡量避免急彎；(4)管路敷設(shè)時(shí)，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；(5)新敷設(shè)的管路要進(jìn)行氣密性。 管路安裝一、地面管路安裝敷設(shè)XX煤礦抽放瓦斯泵房位于工業(yè)廣場(chǎng)以南靠近松山河的一塊平地上，地面管路安裝采用沿地表架空敷設(shè)方式，架空高度1m，如穿過(guò)公路需打龍門，高度視情況而定。每隔6m設(shè)置一個(gè)支撐架，也可采用地面支撐墩，必要時(shí)在支撐上設(shè)有半圓形管卡固定管路，防止管路下滑。地面管路安裝敷設(shè)方式詳見(jiàn)圖4圖43。圖42地面管路支撐架示意圖 圖43 地面管路支撐墩示意圖二、井下管路安裝敷設(shè)井下抽放瓦斯管路包括風(fēng)井管路、總回巷管路和掘進(jìn)工作面管路。風(fēng)井管路沿井筒敷設(shè)，如斜井為砌碹支護(hù)，采用懸臂吊掛安裝方式或打支撐墩；總回風(fēng)巷內(nèi)管路可以采用吊掛或打支撐墩沿巷道底板敷設(shè)；掘進(jìn)面管路可采用巷道側(cè)幫吊掛安裝方式。托掛安裝見(jiàn)圖44，井下支撐墩與地面支撐墩類似見(jiàn)圖43，吊掛式安裝見(jiàn)圖45。圖44 井下管路懸臂支撐敷設(shè)示意圖 45 井下管路吊掛敷設(shè)示意圖 管路防腐、防銹地面和井下金屬管路外表均要先涂刷二層樟丹，防銹地面管路再涂刷一層油性調(diào)和漆。井下管路再涂一層煤焦瀝青漆。采用焊縫鐵管管壁較薄，管道內(nèi)有水，因此管內(nèi)部應(yīng)刷漆防銹。 附屬裝置管路附屬設(shè)施主要包括如下設(shè)備：抽放管路低洼處要安裝放水器。抽放管路上配置控制閥門、測(cè)壓嘴、孔板流量計(jì)等。泵站配置U型管水柱計(jì)、瓦斯檢定器（100％）、高負(fù)壓取樣器、氣壓計(jì)等檢測(cè)儀。具體如下：(1)閥門：在瓦斯抽放管路上和鉆孔的連接處，均需安設(shè)閥門，主要用于調(diào)節(jié)與控制各個(gè)獨(dú)立抽放地點(diǎn)的抽放負(fù)壓、瓦斯?jié)舛?、抽放量等，同時(shí)修理和更換瓦斯管時(shí)可關(guān)閉閥門切斷回路。設(shè)計(jì)選用的閥門為截止閥。(2)在抽放管路以及鉆孔連接裝置上均應(yīng)設(shè)置測(cè)壓嘴，采空區(qū)抽放各支路上以便經(jīng)常觀測(cè)抽放管內(nèi)的壓力。測(cè)壓管高度設(shè)計(jì)為20mm，選用內(nèi)徑6mm的紫銅管，在安裝管路之前預(yù)先焊上，平時(shí)用密封罩罩住或用細(xì)膠管套緊捆死，以防漏氣。測(cè)壓嘴還可作為取氣樣孔，取出氣體進(jìn)行氣體成分分析。(3) 計(jì)量裝置：瓦斯流量是瓦斯抽放工作中的一個(gè)重要參數(shù)，孔板流量計(jì)用以測(cè)定瓦斯抽放管路中的瓦斯流量。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖46所示。當(dāng)氣體經(jīng)管路通過(guò)孔板時(shí)，在孔板兩側(cè)產(chǎn)生壓差，通過(guò)壓差可以計(jì)算出管路中氣體的流量。圖46 孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖采用下列公式對(duì)管路抽氣量進(jìn)行計(jì)算：qv =K式中：qv——?dú)怏w體積流量，m3/s；K ——孔板系數(shù)（出廠時(shí)測(cè)定，給用戶提供的K值）；Δh——U型管水柱壓差，mm。圖47為壓差和負(fù)壓測(cè)定方法示意圖，可采用兩個(gè)U型壓差計(jì)，也可采用撫順?lè)衷荷a(chǎn)的四通閥流量壓差計(jì)。 圖47 瓦斯抽放流量、負(fù)壓、濃度等參數(shù)測(cè)定示意圖 (4) 放水裝置放水裝置的種類很多，可分為自動(dòng)放水器和人工放水器兩種，自動(dòng)放水器可分為正壓自動(dòng)放水器和負(fù)壓自動(dòng)放水器，由于XX煤礦主要是瓦斯預(yù)抽，鉆孔及抽放管路內(nèi)可能有涌水，XX礦井下均為負(fù)壓管路，需安裝負(fù)壓放水器，也可安裝自動(dòng)放水器，負(fù)壓放水器安裝見(jiàn)圖48，人工放水器結(jié)構(gòu)及安裝見(jiàn)圖49。 圖48 負(fù)壓放水器與抽放管路連接圖圖49 人工放水器結(jié)構(gòu)及其與抽放管路連接 抽放泵選型瓦斯泵的流量必須滿足礦井抽放期間預(yù)計(jì)最大瓦斯抽出量的需求；瓦斯泵的負(fù)壓能克服管路系統(tǒng)的最大阻力；具有良好的真空度； 抽放設(shè)備配備的電機(jī)必須防爆。 抽放泵流量計(jì)算抽放瓦斯泵流量必須滿足抽放期間最大抽放量的需要。Q泵=QZK/（xη）式中：Q泵—抽放瓦斯泵的額定流量，m