【正文】 00抽采管用于上隅角埋管抽采。 四、瓦斯泵選型 （一）瓦斯泵流量計(jì)算 瓦斯泵流量應(yīng)能滿足抽采瓦斯系統(tǒng)最大抽采量的需要，瓦斯泵流量按下式計(jì)算： Q 泵 = 式中 Q 泵──瓦斯抽采泵的額定流量， m3/min； Q──最大抽采瓦斯純量， m3/min； C──瓦斯泵入口處的瓦斯?jié)舛龋?%； η──瓦斯泵的機(jī)械效率，取 ； K──瓦斯綜合抽采系數(shù)，取 。 1242（ 3）頂板抽采巷：預(yù)計(jì)抽采瓦斯 ，瓦斯?jié)舛?27%；代入上式，計(jì)算得瓦斯泵流量為 181m3/min，采用 地面 2BEF72型水環(huán)式真空泵 (額定流量為 500m3/min)能滿足要求； 1252（ 3）底板抽采巷：預(yù)計(jì)抽采瓦斯 6m3/min，瓦斯?jié)舛?18%，代入上式，計(jì)算得瓦斯泵抽采瓦斯流量為 50m3/min，采用地面 2BEF72 型水環(huán)式真空泵 (額定流量為 500m3/min)能滿足要求。 1242（ 3）上隅角埋管：預(yù)計(jì)抽采瓦斯 ，瓦斯?jié)舛?5%，代入上式，計(jì)算得瓦斯泵抽采瓦斯流量為 45m3/min，采用 2BE1403型水環(huán)式真空泵 (額定流量為 115m3/min)能滿足要求。 （二）瓦斯泵壓力計(jì)算 瓦斯泵壓力，必須能克服抽采管網(wǎng)系統(tǒng)總阻力損失和保證鉆孔有足夠的負(fù)壓及能滿足泵出口正壓之需求。瓦斯泵壓力按下式計(jì)算： H 泵＝（ H 總 +H孔 +H 正）178。 K 式中 H 泵──瓦斯泵的壓力， Pa； H 總──抽采管路總阻力損失， Pa； H 孔──抽采孔口所需負(fù)壓，取 H孔＝ 15000Pa； ηCKQ?? 30 H 正──瓦斯泵出口正壓，取 H 正＝ 5000Pa； K──抽采備用系數(shù)，取 K＝ 。 抽采管路總阻力損失包括直管阻力損失和局部阻力損失兩大部分。直管阻力損失按下式計(jì)算： H 直＝ 式中 H 直──直管 阻力損失， Pa； L──抽采直管長(zhǎng)度， m； Q──抽采管內(nèi)瓦斯流量， m3/h； D──抽采管道內(nèi)徑， cm； K0──系數(shù)，取 K0＝ ； Δ──混合瓦斯對(duì)空氣的相對(duì)密度，Δ＝ 1－ ， C為混合氣體中的瓦斯?jié)舛取? 地面永久抽采泵抽采 1242（ 3）頂板抽采巷，抽采管路內(nèi)最大混合流量 Q=7224m3/h，管道總長(zhǎng)為 3270m，其中 DN800 管路 1050m、 DN600管路2220m，Δ＝ 。將數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得 H 直 =，管路局部阻力損失按直管阻力損 失的 10%計(jì)算，則 1242（ 3）頂板抽采巷管路 H局=，則抽采管路總阻力損失 H 總 =19846Pa， H泵 =； 地面永久抽采泵抽采 1252（ 3）底板抽采巷，抽采管路內(nèi)最大混合流量 Q=1998m3/h，管道總長(zhǎng)為 3380m，其中 DN300管路 120m， DN400 管路210m， DN450管路 2021m， DN800 管路 1050m，Δ＝ 。需分段將數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得 H直 =，管路局部阻力損失按直管阻力損失的 10%計(jì)算，則上順槽移動(dòng)抽采管路 H局 =，則抽采管 路總阻力損失 H總=， H泵 =。 井下移動(dòng)抽采泵抽采 1242（ 3）上隅角埋管，抽采管路內(nèi)最大混合流量 Q=1800m3/h，管道總長(zhǎng)為 3100m，Δ＝ 。需將數(shù)據(jù)代入上式計(jì)算得 H直 =5513Pa，管路局部阻力損失按直管阻力損失的 10%計(jì)算，則上順槽移動(dòng)抽采管路 H 局 =，則抽采管路總阻力損失 H總 =， H泵502DKLQ? 31 =。 水環(huán)式真空泵性能見表 。 表 水環(huán)式真空泵性能 水環(huán)真空泵型號(hào) 功率 (KW) 額定流量 (m3/h) 最低吸入解壓 (Pa) 2BEF72 800 30000 16000 2BE1403 185 6900 3000 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，地面抽采系統(tǒng)選用 2臺(tái) 2BEF72型水環(huán)式真空泵，井下移動(dòng)抽采系統(tǒng)選用 2 臺(tái) 2BE1403 型水環(huán)式真空泵（一用一備）能夠滿足抽采需要。 32 第九章 防突設(shè)計(jì) 一、區(qū)域綜合防突措施 （一）區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 根據(jù)《謝橋礦 131煤層區(qū)域劃分報(bào)告》（ 2021 年 12月，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)） ,并經(jīng)集團(tuán)公司 (集技〔 2021〕 304號(hào) )批準(zhǔn)， 610m以上劃為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)， 610m及其以下劃為突出危險(xiǎn)區(qū)。 1242（ 3）上順槽標(biāo)高 ～ ，位于無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)。 1242（ 3）下順槽標(biāo)高 636m～ 651m，位于突出危險(xiǎn)區(qū)。 （二）區(qū)域防突措施 1242（ 3）工作面區(qū)域防突措施為先采下保護(hù)層開采，具體為下覆的1242（ 1）和 1252（ 1）工作面。 1242（ 3）上順槽及下順槽均布置在保護(hù)層開采有效范圍內(nèi)。 （三）保護(hù)層開采效果評(píng)價(jià) 預(yù)抽率 回采期間采用底板抽采巷穿層鉆孔及地面鉆井抽采，其中 1242（ 1）保護(hù)塊段抽采瓦斯 1618萬(wàn) m3，抽采率 42%。1252(1)保護(hù)塊段抽采瓦斯 2277萬(wàn) m3，抽采率 43%。 殘余瓦斯壓力及瓦斯含量 在 1252（ 3）底板抽采巷外口（煤層標(biāo)高 620m）向被保護(hù)區(qū)域施工鉆孔測(cè)定殘余瓦斯壓力，最大瓦斯壓力 ,殘余瓦斯含量 m3/t。 結(jié)論 被保護(hù)層預(yù)抽率＞ 35%，殘余瓦斯壓力＜ MPa，殘余瓦斯含量 ＜ 8m3/t，綜上所述判定區(qū)域消突效果有效，被保護(hù)范圍為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)。 （四）未保護(hù)區(qū)域 由于 1242（ 1）中部跳采段、 1242（ 1）和 1252（ 1）切眼附近、 1242（ 1）和 1252（ 1）收作線附近影響， 1242（ 3）工作面范圍內(nèi)未保護(hù)區(qū)域有 3 塊。 33 1242（ 1）工作面回采過(guò) Fs247 斷層時(shí)跳采，跳采段對(duì)應(yīng) 131 煤層未保護(hù)，未保護(hù)區(qū)域走向長(zhǎng) 220m，傾向長(zhǎng) 201m。 防治突出措施：采用順層鉆孔預(yù)抽，鉆孔間距 5m，回采期間循環(huán)驗(yàn)證。 1242（ 1）、 1252（ 1）工作面收作線以東對(duì)應(yīng) 131煤層未保護(hù)，未保護(hù)區(qū)域走向長(zhǎng) 163m，傾向長(zhǎng) 392m。 防治突出措施：采用順層鉆孔預(yù)抽，鉆孔間距 5m，回采期間循環(huán)驗(yàn)證。 1242（ 1）、 1252（ 1）工作面切眼以西對(duì)應(yīng) 131 煤層未受保護(hù)，未保護(hù)區(qū)域走向長(zhǎng) 39m，傾向長(zhǎng) 392m。 防治突出措施：采用順層鉆孔預(yù)抽，鉆孔間距 5m，回采期間循環(huán)驗(yàn)證。 二、掘進(jìn)工作面防突措施 保護(hù)有效范圍內(nèi)區(qū)域驗(yàn)證；未保護(hù)無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)，采用順層鉆孔超前卸壓，循環(huán)驗(yàn)證；未保護(hù)突出危險(xiǎn)區(qū)，采用順層鉆孔區(qū)域預(yù)抽，終孔間距3m，區(qū)域效果評(píng)價(jià)，循環(huán)驗(yàn)證。驗(yàn)證采用鉆屑指標(biāo)法（ K Smax），若 Smax≥ ≥ ml/(g． )，則工作面為突出危險(xiǎn)工作面，執(zhí)行局部防突措施。 三、回采 工作面防突措施 采用鉆屑指標(biāo)法（ K Smax）每推進(jìn) 50m進(jìn)行兩次區(qū)域驗(yàn)證，沿采煤工作面每隔 10～ 15m 布置一個(gè)驗(yàn)證鉆孔，孔深 10m，若驗(yàn)證超標(biāo)，采取局部防突措施。 34 第十章 防火設(shè)計(jì) 謝橋礦 131 煤屬于Ⅱ類自燃，最短自然發(fā)火期為 3～ 6個(gè)月，回采期間應(yīng)采取防治自燃發(fā)火措施。 一、灌漿防滅火 （一）灌漿設(shè)計(jì) 每天灌漿量 Q 漿 = Q 土 +Q 水 Q 土 = K178。 m178。 L178。 H178。 C = 179。 179。 179。 392179。 93% =112m3/d Q 水 = K 水178。 Q 土178。δ =179。 112179。 5=616m3/d 式中， Q 土 —— 日灌漿所需土量， m3/d； Q 水 —— 日灌漿所需水量， m3/d； K —— 灌漿系數(shù)， K 取 ； m —— 煤層采高， m 取 ； L —— 工作面推進(jìn)度，取 ； H —— 灌漿區(qū)的傾斜長(zhǎng)度，取 392m； C—— 采煤回收率，取 93%； K 水 —— 沖洗管路水量備用系數(shù)， K 取 ； δ —— 水土比， 5： 1； Q 漿 =Q 土 +Q 水 =112+616=728m3/d （二）灌漿路線 地面→西風(fēng)井灌漿鉆孔→西翼 C 組回風(fēng)大巷→西翼 C 組回風(fēng)石門→西翼 C 組回風(fēng)上山→ 1242(3)上順槽→ 1242(3)采空區(qū)。 （三）灌漿管路選擇 根據(jù)公式 式中， d：灌漿管道直徑； Q 漿：小時(shí)灌漿量， m3/h； 35 V:管內(nèi)泥漿的實(shí)際流速， m/s。 d= 在工作面上順槽上幫敷設(shè)一趟Ф 89mm高壓鐵管，灌注黃泥漿水土比不大于 5： 1，出漿點(diǎn)位于工作面 20～ 40m位置。 工作面敷設(shè)一路 DN52 高壓膠管，并于上順槽灌漿管合茬，為工作面支架上安設(shè)的自動(dòng)灑漿裝置 用。 （四）灌漿方式 灌漿站設(shè)計(jì)三班灌漿，每班純灌漿時(shí)間為 5 小時(shí)，采用隨采隨灌方式，灌漿方法為埋管灌漿或打鉆灌漿，灌漿材料為地表粘土。過(guò)斷層、停采、收作期間提前預(yù)埋管路連續(xù)灌漿。 二、注氮防滅火 （一）注氮管計(jì)算 根據(jù)《煤礦用氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)規(guī)范》（ MT/T7011997）第 定：制氮設(shè)備或裝置的供氮能力應(yīng)按礦井注氮工作面防火需要選取，供氮能力可按下式計(jì)算： QN=60KQ0（ C1C2） /（ Cn+C2 1） 式中： QN—— 注氮流量 m3/h QO—— 采空區(qū)氧化帶內(nèi)漏風(fēng)量， m3/min； 采空區(qū)氧化帶的范圍受工作面的通風(fēng)狀況、采空區(qū)的冒落等諸多因素的影響而在很大的范圍內(nèi)變化，因此采空區(qū)氧化帶的漏風(fēng)量的變化范圍也較大，此范圍內(nèi)的漏風(fēng)量一般按工作面風(fēng)量的 1/60～ 1/100選??；采取堵漏風(fēng)措施后，采空區(qū)氧化帶內(nèi)的漏風(fēng)量取為 6m3/min； C1—— 采空區(qū)氧化帶內(nèi)平均氧濃度， %；目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較普遍的是將采空區(qū)氧濃度在 10～ 18%之間的區(qū)域視為氧化帶，因?yàn)檠趸瘞У姆秶煌骄鯘舛戎狄膊煌话憧蛇x為 15%； C2—— 采空區(qū)惰化防火指標(biāo)，其值為煤自燃臨界氧濃度， %；煤的自燃臨界氧濃度值隨煤種、煤質(zhì) 、賦存條件等因素的不同而變化，其具體數(shù)值 36 應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)而取得，此值的范圍一般為 7%～ 10%。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》中的規(guī)定：采用氮?dú)夥阑鹱⑷氲牡獨(dú)鉂舛炔坏玫陀?97%，注入后采空區(qū)內(nèi)氧氣濃度不得大于 7%，所以此值取 7%； Cn—— 注氮防火時(shí)氮?dú)饧兌龋?98﹪； K—— 備用系數(shù)， ～ ，取 。 把以上數(shù)據(jù)代入上式中得出： QN= 根據(jù)計(jì)算，地面單臺(tái) AHLG800 型變壓吸附制氮機(jī)額定注氮流量800m3/h 能滿足要求。 （二）注氮路線 1242（ 3）下順槽：地面制氮車間→地面通 往井下注氮硐室的鉆孔管路→清理斜巷→ 720m西翼進(jìn)風(fēng)石門→ 720m 西翼軌道石門→西翼 C組回風(fēng)上山→ 1242（ 3）下順槽 （三）注氮管路計(jì)算 根據(jù)《煤礦用氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)規(guī)范》 (MT／ T7011997)第 定：輸?shù)苈返闹睆綉?yīng)滿足最大輸?shù)髁亢蛪毫Φ囊?，按下式進(jìn)行計(jì)算： 2122i0i5i02m a x1 ∑ += P2—— 管路末端的絕對(duì)壓力， （此值不應(yīng)低于 ）； Qmax—— 最大注氮流量， 800m3／ h； D0—— 基準(zhǔn)管徑， 150mm； Di—— 實(shí)際注氮管徑， 150mm； Li—— 相同直徑管路的長(zhǎng)度， ； λ 0—— 基準(zhǔn)管徑的阻力損失系數(shù)， ； λ i—— 實(shí)際注氮管徑的阻力損失系數(shù)，對(duì)于不同的鋼管直徑，見表 37 。 表 不同管徑對(duì)應(yīng)阻力系數(shù)對(duì)照表 管徑 Di (mm) 70 80 100 150 200 250 300 400 阻力系數(shù)λ i 根據(jù)上述公式，算出 P1=。地面單臺(tái) AHLG800型變壓吸附制氮 裝置所能提供的壓力為 。 注氮管直徑按下式計(jì)算： VQD 145? 式中 : Q—— 最大注氮流量，為 D—— 注氮主管路直徑， mm。 V—— 管道內(nèi)氮?dú)庠试S流速，當(dāng)?shù)獨(dú)鈮毫?～ ， V為 15～20m/s，取 V為 17m/s； 將以上數(shù)據(jù)代入上式，算出 D=128mm 根據(jù)計(jì)算， 1242（ 3）工作面外圍選取管徑 DN150的注氮主干管路，工作面下順槽選取管徑為 DN100 注氮支管能夠滿足要求。 （四）注氮防 滅火方法 在 1242（ 3）下順槽沿采空區(qū)各埋設(shè)一趟注氮管路，注氮管上每 25m撥一注氮支管，支管長(zhǎng) 15m，端頭為 1m長(zhǎng)花眼管，支管與干管用墊片控制，當(dāng)?shù)谝桓Ч苈袢胍欢ㄉ疃群箝_始注氮，同時(shí)又埋入第二根支管（注氮管口的移動(dòng)步距通過(guò)考察確定）。當(dāng)?shù)诙Ч芄芸诼袢氩煽諈^(qū)氧化帶與冷卻帶的交界部時(shí)去掉墊片向采空區(qū)注氮，如此循環(huán)，直至工作面收作封閉。 38 第十一章 監(jiān)控設(shè)計(jì) 一、掘進(jìn)期間 在 1242(3)上、下兩條順槽外口局扇開關(guān)處各自安裝一臺(tái) KJ2021F 型監(jiān)控分站，分別監(jiān)測(cè)