【文章內容簡介】 放量， Mm3/a； Qd—— 礦井設計日瓦斯抽放量，經計算得 ； N—— 礦井設計年工作日數， d。 Qa=179。 330 = ⑶ 瓦斯抽放年限 利用可抽量計算礦井瓦斯抽放年限如下： A=Q 可 ／ Qa 式中： A—— 瓦斯抽放年限， a； Qa—— 礦井設計年瓦斯抽放量， Mm3/a； 20 A=247。 =6a 第四章 抽放瓦斯方法 ㈠ 礦井瓦斯來源分析 礦井瓦斯來源及涌出構成 礦井瓦斯的來源一般是：煤層瓦斯、圍巖瓦斯以及井田范圍內溶洞等孔隙中儲存的 瓦斯。根據 ++煤礦地質資料顯示，井田內無溶洞存在，因此，礦井瓦斯來源主要是含煤地層中可采煤層和不可采煤層中的瓦斯以及圍巖瓦斯構成。 回采工作面瓦斯來源和涌出構成 回采工作面瓦斯涌出來源主要包括兩部份，即本煤層涌出和鄰近層涌出。 ++煤礦礦界范圍內開采煤層為 M0、 M1 M1 M14 四層煤層，首采面布置在 M12煤層。 根據各煤層的層間距，開采 M12煤層時， M1M14煤層處于充分卸壓區(qū)，瓦斯會涌入 M12煤層采煤工作面， M0煤層由于間距較遠，對 M12煤層的瓦斯涌出量影響不大。根據上述瓦斯涌出量預測結果， 本煤 層瓦斯涌出量占 80％，鄰近層瓦斯涌出量占 20%。 ㈡ 抽放瓦斯方法 選擇抽放方法的原則 礦井 瓦斯抽采方法應依據礦井煤層賦存條件、瓦斯基本參數、瓦斯來源、開采順序、巷道布置、瓦斯抽采的目的及利用要求等因素確定，并遵循以下原則： ⑴ 盡可能利用開采巷道抽采瓦斯，必要時可設專用瓦斯抽采巷道； ⑵ 能適應煤層的賦存條件及開采技術條件； ⑶ 有利于提高瓦斯抽采率； ⑷ 抽采的瓦斯量和濃度能滿足利用要求； 21 ⑸ 盡量采用綜合瓦斯抽采方法； ⑹ 瓦斯抽采工程系統(tǒng)簡單，易于維護，建設投資省，抽采成本低。 ⑺ 減小或消除突 出危險和減少風排瓦斯涌出量及減輕礦井通風負擔，為煤炭開采提供安全生產環(huán)境。 瓦斯抽放方法 瓦斯抽放不僅需要解決礦井瓦斯超限問題，同時需要考慮礦井防突問題。因此，根據礦井的煤層和瓦斯賦存狀況、礦井開拓及抽放瓦斯的目的，結合抽放瓦斯方法選擇的原則，確定礦井抽放瓦斯方法。 ⑴ 本煤層預抽 根據當地瓦斯抽放的經驗和本煤層抽放的效果，采用本煤層抽放能有效解決采煤工作面的瓦斯涌出量，因此，本次設計采用本煤層預抽的抽放方法。當 M12 煤層采煤工作面形成后（即準備工作面），在工作面運輸順槽布置鉆場向本煤層打順層鉆孔，設計 15m一個鉆場，每個鉆場布置 5 個鉆孔，最深鉆孔深度為 70m，最低鉆孔深度為 35m，采用水泥砂漿或膨脹水泥封孔，封孔長度 3～ 5m。 詳見準備工作面預抽鉆場、鉆孔布置示意圖。 22 準備工作面預見抽鉆場、鉆孔布置示意圖 ⑵ 石門揭煤預抽 石門掘進 到離煤層一定距離（ 15～ 20m） 時布置鉆場，再從石門向煤層打穿層鉆孔對煤層瓦斯進行預抽，采用膨脹水泥封孔，封孔長度 3～ 5m。詳見石門揭煤抽放鉆孔布置示意圖。 23 石門揭煤抽放鉆孔布置示意圖 ⑶ 煤巷（半煤巷）打超前排放孔 掘進工作面 瓦斯涌出量不大，采用通風方法可以將工作面涌出的瓦斯稀釋到 1%以下，因此，采用在掘進工作面順層布置超前瓦斯排放孔，不進行瓦斯抽放。超前排放距離不小于 20m，降低瓦斯壓力，膨脹水泥封孔，封孔長度 7～ 9m。詳見煤巷掘進工作面超前排放鉆孔布置示意圖。 24 煤巷掘進工作面超前排放鉆孔布置示意圖 ⑷ 采空區(qū)抽放 在走向長壁采面回風尾巷安設 PE 管作為瓦斯抽放管 （ 抽放管前端兼作埋管 ） ，隨著工作面的推進，抽放管管口伸入采空區(qū) 30～ 50m，用于工作面回采后將采空區(qū)瓦斯抽出，并使采空區(qū)氣體向埋管口流動，以此治理工作面采空區(qū)瓦斯涌出及工作面瓦斯超限。礦井采用走向長壁采煤法，采煤時采空區(qū)瓦斯向采面涌出較大，采用半封閉采空區(qū)抽采 （ 埋管抽采 ） 管道布置，如下圖所示。 25 采空區(qū)抽放鉆孔布置示意圖 設備選型及主要檢測儀表 ⑴ 鉆機 本次瓦斯抽放設計選用 ZDY750型煤礦用液壓鉆機 ，該鉆機具有功率大、操作簡單、體積小、重量輕、解體性能好，搬運安裝方便、傳動效率高、不易卡鉆、進退自由等優(yōu)點，適用于巖石堅固性系數 f≤ 10的各種煤層、巖層，同時配備直徑為 Ф 50mm的鉆桿 150m。 ZDY750型煤礦用液壓鉆機技術參數 見表 41。 ⑵ 封孔泵 采用機械封孔泵封孔，封孔長度容易達到設計要求，封孔效率高，鉆孔封孔效果好。瓦斯抽放鉆孔設計采用 BFK10/ 型礦用封孔泵封孔， BFK型礦用封孔泵主要應用于煤礦瓦斯抽放封孔。該泵自身具有攪拌、輸送高稠度漿料功能，封孔質量可靠，封孔工藝簡單，使用方便，易于維護。其工作壓力 ，流量為 8～ 10L/min，電機功率 3kW，質量 220kg，封孔長度水平孔達到 30m，垂直孔能達到 20m。 表 41 ZDY750 型煤礦用液壓鉆機技術參數 序號 項 目 單 位 ZDY750 型 1 鉆進深度 m 150 26 2 開孔直徑 mm Ф 65，Ф 85，Ф 115 3 終孔直徑 mm Ф 65，Ф 75 4 鉆桿規(guī)格 mm Ф 42，Ф 50 5 鉆孔傾角 186。 0～ 90 6 鉆孔方位角 186。 0～ 360 15 電動機型號 YBK2180M4 16 電動機功率 kW 17 電動機電壓 V 380/660 18 油箱容積 L 90 19 工作介質 上稠 40＃液壓油 20 主機外形尺寸 mm 2107179。 440179。 615 21 泵站外形尺寸 mm 1400179。 700179。 986 22 整機重量 kg 1400 ⑶ 抽放參數考察儀器儀表 抽放中對抽放管路及鉆孔的抽放參數進行考察，以便對瓦斯抽放效果作出準確評價。抽放參數考察的儀器儀表主要有：孔板流量計、皮托管流量計、 家用煤氣表、水銀壓差計（或真空表）、水柱壓差計、氣體采樣器等。 第五章 抽放管路系統(tǒng)及抽放設備選型 ㈠ 抽放管路系統(tǒng) 抽放管路系統(tǒng)的選擇 ⑴ 抽放管路系統(tǒng)選擇的原則 ① 布置抽放管路要根據井下巷道布置、瓦斯抽放點的分布、地面瓦斯泵站的位置、瓦斯利用要求以及礦井的發(fā)展規(guī)劃等因素統(tǒng)籌考慮，盡量避免或減 少以后在主干管路系統(tǒng)進行頻繁改動。 ② 抽放管路應敷設在曲線斷最少、距離最短的巷道中。 ③ 抽放管路要敷設在礦車不經常通過的巷道中，避免撞壞漏氣，故一般放在回風系統(tǒng)的巷道中為宜。若設在運輸巷道內，應將管路架設一定高度并加以固定，防止機車或礦車一旦掉道不至于撞壞管子。 27 ④ 所布置的抽放設備或管路一旦發(fā)生故障，管路內瓦斯不至于流入采、掘工作面和井下硐室。 ⑤ 管路布置應考慮到運輸、安裝、維修和日常檢查方便。 ⑵ 抽放管路系統(tǒng)的選擇 礦井瓦斯抽放管路系統(tǒng)布置見插圖 455 所示。 抽放管路 管徑、材質、規(guī)格 根 據輸送的瓦斯流量不同，抽放管路中的管道分主管、干管、支管三種，其合理的管徑按下式計算： 21145 ??????? VQd 式中： d—— 瓦斯管內徑， m； Q—— 瓦斯管內流量，根據礦井日瓦斯抽放量 、采掘工作面日瓦斯抽放量 Mm3 和采空區(qū)日瓦斯抽放量 Mm3，按照瓦斯抽放率 25%分別計算得：主管 ，干管，支管 ； V—— 瓦斯管內流速，取 5m/s。 ⑴ 抽放管路：根據各地點預抽和卸壓抽的抽放量并考慮一個富裕系數選擇抽放管路管徑，經計算，主管選用Ф 200mm無縫鋼管，干管選用Ф 150mm無縫鋼管，支管選用Ф 100mm 無縫鋼管。 ⑵ 堵管的選擇：選外徑為 32mm，壁厚為 ，每根堵管長為 5m。 ⑶ 孔徑：采用開孔直徑為Φ 75mm，終孔直徑為Φ 65mm。預抽需有較高的負壓才能達到較好的抽放效果，對此確定鉆孔最小抽放負壓h 孔 為 30kPa。 28 抽放管路 阻力損失計算： 根據管徑、流量的不同應分段計算阻力，每段管路摩擦阻力采用下式計算： 25 QdKLhf ??