【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 稱出封一個(gè)孔的甲、乙組成藥液，分別裝入兩個(gè)容器，再將藥液同時(shí)倒入混合桶，立即用棒快速攪拌均勻，當(dāng)藥液由黃褐色變?yōu)槿榘咨珪r(shí)，停止攪拌，將藥液均勻倒在毛巾布上，邊倒藥液邊向抽放管上卷纏毛巾布，并把卷纏好藥液的封孔管迅速插入鉆孔，大約 5 分鐘后，藥液開始發(fā)泡膨脹， 20 分鐘后停止發(fā)泡，逐漸硬化固結(jié)。為了避免封孔管晃動(dòng)影響封孔質(zhì)量， 孔口處用木塞楔緊。封一個(gè)鉆孔的聚氨酯用量約為 1Kg 左右。 鉆孔與管路的連接 聚氨酯封孔 1 小時(shí)后，便可與抽放管路連接（水泥砂漿封孔不但麻煩，還需經(jīng) 25小時(shí)后才可與抽放管路連接）。鉆孔與管路連接處應(yīng)設(shè)置流量計(jì)和閥門。鉆孔封孔器與抽放管路的連接如圖 38 所示。瓦斯預(yù)抽一定時(shí)間后，根據(jù)抽放量的大小決定停止抽放的時(shí)間，繼續(xù)向前掘進(jìn)，掘進(jìn)到距原鉆孔底 5m 左右的超前距時(shí)，停止掘進(jìn)，重新打鉆孔抽放瓦斯，如此反復(fù)循環(huán)。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 19 10005000~600010005000~6000橡膠墊圈鐵檔板木塞鐵線毛巾布抽放管水泥沙漿聚氨脂密封段鉆孔10花孔圖37 聚氨酯纏藥方法及封孔管結(jié)構(gòu)示意圖 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 20 圖38 掘進(jìn)工作面鉆孔與抽放瓦斯管路連接示意圖抽放管閥門彎頭封孔管觀測(cè)咀鉆孔孔板主抽放管路閥門膠管封孔鐵管鎧裝膠管封孔材料抽放鉆孔觀測(cè)咀 掘進(jìn)工作面邊掘邊抽 除采取迎頭打鉆孔抽放外，也可以考察邊掘邊抽，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。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 21 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 β 1 8176。 β 2 15176。 同煤層傾角 30 75 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，則采空區(qū)瓦斯涌出量約 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。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 22 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) 抽放瓦斯管路選擇 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蕖? 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，由于總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛纫堰_(dá)至 ％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： 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 23 主斜井副平硐圖41 茨門溝礦南采區(qū)抽放管路敷設(shè)示意圖抽放泵站抽放管路車場(chǎng)＃運(yùn)輸大巷7＃煤巷3＃煤巷7＃運(yùn)輸1 2＃煤巷副斜井17＃運(yùn)巷17?；仫L(fēng)井1 7＃煤巷2 201運(yùn)輸巷2 201回風(fēng)巷2 201工作面切眼 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： 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 24 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 200 4 抽放支管路 焊縫鐵管 200 4 瓦斯管的連接方式 井下管路均采用法蘭盤螺栓緊固連接，中間夾橡膠密封圈，為安裝方便起見，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： 5 KD LQH ??摩 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％，查表得 K— 與管徑有關(guān)系數(shù)； D— 瓦斯管內(nèi)徑， cm。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 25 Q— 抽放混合瓦斯量， m3/h。 管路阻力（ H 摩 ）計(jì)算 ）（）（ PaKD LQH 5 9 3 1 0 0 09 5 5252 ?? ?????? ? 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，距水管和排水溝大于，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)，其垂直距離大于 ，與動(dòng)力、照明電纜及電話線大于 2m 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； 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 26 (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。托掛安裝見圖 44，井下支撐墩與地面支撐墩類似見圖 43，吊掛式安裝見圖 45。 抽放管路半圓鐵板電 焊108 鐵管?管路支撐墩底面18 園鋼鋼筋或鐵絲?抽放管M6 鋼板 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計(jì) 27 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)?