【正文】 9煤層的開采方案。開采解放層后會對9煤層起到卸壓作用，從而增大9煤層的透氣性，提高9煤層的抽采率。但在采用開采解放層方案前必須請有資質的單位做好相關的方案設計論證，保證9煤層的安全開采。三、抽采鉆孔施工掘進面順層長鉆孔采用MK6鉆機施工，采面順層抽采鉆孔采用ZY1250鉆機施工。抽采鉆孔施工均應選擇煤壁完整、無裂隙處開孔，并按設計參數(shù)進行施工，作好鉆孔竣工參數(shù)記錄。根據(jù)國內瓦斯抽采經驗，采用聚氨酯封孔。鉆孔封孔管采用抗靜電的礦用聚乙烯瓦斯抽采塑料管，導管規(guī)格為管徑Φ50，封孔長度為6m。四、抽采工藝將已竣工的抽采鉆孔接入抽采管路進行抽采；在抽采過程中需對鉆孔的抽采參數(shù)進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測對鉆孔抽采狀態(tài)進行調整。抽采面順層鉆孔預抽的孔口抽采負壓為15kPa，邊采邊抽的孔口抽采負壓為5～7kPa，采空區(qū)抽采孔口抽采負壓為5kPa，掘進工作面抽采的孔口負壓為7～10kPa。五、抽采參數(shù)監(jiān)測對抽采管路、鉆孔的抽采負壓、瓦斯?jié)舛?、抽采量進行監(jiān)測，并通過分站進入礦井環(huán)境監(jiān)測(調度)系統(tǒng)。第五節(jié) 抽采施工鉆機選型根據(jù)XX煤礦的抽采瓦斯方法、煤層賦存特點及國內外打鉆設備的現(xiàn)狀，打鉆設備選用:掘進面、采空區(qū)抽采鉆孔施工：MK－６全液壓鉆機2臺；綜采面鉆孔施工：ZY－1250全液壓鉆機6臺。機 型 MK6 鉆孔深度 m600/800終孔直徑 mm150/94鉆桿直徑 mm89/73鉆孔傾角0176。～177。10176?；剞D速度 r/min10～200回轉扭矩 6000給進能力 kN210起拔能力 kN210功率 kW75整機質量 kg4000主機外形尺寸 m(長寬高)機 型 ZY1250鉆孔深度 m200終孔直徑 mm65/75鉆桿直徑 mm50鉆孔傾角20176?！?0176。額定輸出轉速（r/min）96/210額定輸出轉矩 Nm1250/650給進能力 kN60起拔能力 kN45功率 kW22整機質量 kg2000主機外形尺寸 m(長寬高)第六章 瓦斯抽采系統(tǒng)計算及設備選型第一節(jié) 抽采管路系統(tǒng)的選擇及計算一、 抽采管路系統(tǒng)的選擇瓦斯抽采管路系統(tǒng)布置如下：根據(jù)XX煤礦提供的礦井開拓方式布置圖，考慮到礦井實際的采掘部署、通風設計、瓦斯泵站服務范圍等綜合因素，本次設計的瓦斯抽采泵站服務于整個礦井。地面抽采站→管道井→采區(qū)回風巷→順槽巷道。不同的抽采方法要求的抽采負壓不同，采用一套抽采系統(tǒng)進行多種抽采方法不盡合理，在設計中按預抽、采空區(qū)抽采兩套抽采系統(tǒng)設計，兩套系統(tǒng)相對獨立。但因礦井目前開采淺部煤層時，煤層瓦斯含量相對較小，為減少初期投資，本設計采用一次設計，分步實施的方案。針對礦井瓦斯涌出現(xiàn)狀及瓦斯抽采實際需要，目前，只施工初期瓦斯抽采系統(tǒng)，按抽采量45m3/min（含采空區(qū)抽采量15m3/min純瓦斯）純瓦斯設計，用于預抽煤層瓦斯和采空區(qū)瓦斯抽采。初期預抽量為30m3/min純瓦斯，主要用于9煤工作面預抽。采空區(qū)瓦斯抽采使用現(xiàn)有的地面固定式抽采系統(tǒng)，總抽采量為15m3/min純瓦斯。XX煤礦地面固定抽采系統(tǒng)，抽采泵采用2臺水環(huán)式真空泵，型號為CBF4102BV3,電機功率為160kw，轉速為980r/min，最大抽采量為130m3/min。該抽采系統(tǒng)能夠滿足采空區(qū)15m3/min純瓦斯抽采規(guī)模。根據(jù)XX煤礦詳查地質報告，瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增大，因此，隨著礦井技改完成、產量增加及開采深度的加深，礦井瓦斯涌出量必將大量增加。當初期抽采瓦斯規(guī)模無法滿足礦井安全生產需求時，建設二期抽采系統(tǒng)，抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯，主要用于礦井增加瓦斯量抽采。到時，礦井將形成兩套獨立的抽采系統(tǒng)，預抽系統(tǒng)抽采規(guī)模為45m3/min純瓦斯，采空區(qū)抽采系統(tǒng)抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯。二、抽采管路管徑計算及管材選擇 根據(jù)抽采管路服務的范圍和所負擔抽采量的大小，其管徑按下式計算： D=(Q混/V)1/2 （61）式中 D —瓦斯管內徑，m；V —管路中混合瓦斯的經濟流速，m/s，一般取V=5～15m/s；Q混—管內混合瓦斯流量，m3/min。按照大管徑流速取大值、小管徑流速取小值，管路系統(tǒng)較長者流速取小值、管路系統(tǒng)較短者流速取大值的原則選取經濟流速。預抽瓦斯流量按45m3/min計算，計算結果見表611。主管直徑；9煤層干管直徑 ；15煤層干管直徑 ；9煤層順槽后段支管直徑；9煤層順槽前段支管直徑；15煤層順槽后段支管直徑；15煤層順槽前段支管直徑；表611 抽采管徑計算表(預抽系統(tǒng)，45m3/min)管路名稱純瓦斯流 量（m3/min）瓦　斯?jié)狻《龋?）混合瓦斯流　　量（m3/min）氣　體流　速（m/s）管 道內 徑（m）備 注主管454012大巷主管干管13140109煤層大巷干管干管214401015煤層大巷干管支管1204050109煤層順槽巷道后段管路支管2104025109煤層順槽巷道前段管路支管31040251015煤層順槽巷道后段管路支管45401015煤層順槽巷道前段管路采空區(qū)抽采瓦斯流量按30m3/min計算，見表612。主管直徑；9煤層干管直徑 ；15煤層干管直徑 ；9煤層順槽支管直徑；15煤層順槽前段支管直徑；表612 抽采管徑計算表(采空區(qū)抽采系統(tǒng)，30m3/min)管路名稱純瓦斯流 量（m3/min）瓦　斯?jié)狻《龋?）混合瓦斯流　　量（m3/min）氣　體流　速（m/s）管 道內 徑（m）備 注主管302512012大巷主管干管12025109煤層干管干管210251015煤層干管支管11030109煤層順槽巷道管路支管25301015煤層順槽巷道管路通過調研目前國內在建的大型瓦斯抽采系統(tǒng)一般均采用礦用瓦斯抽采塑料管，所使用的煤礦瓦斯抽采塑料管具有煤礦安全標志準用證，其安全性能有一定的保證，而且具有安裝使用方便，抗腐蝕性好，使用周期長。因此，管材選擇如下：1）預抽抽采系統(tǒng)設計地面主管、管道井選擇D5299mm螺旋焊接鋼管；大巷主管及井下抽采管路均選擇礦用瓦斯抽采塑料管，大巷主管直徑為D560，9煤層干管直徑為D500，在9煤回風下山西側由于工作走向長度為1200m，順槽支管整段直徑為D315，在9煤回風下山東側順槽支管后段直徑為D400，順槽支管前段直徑為D315；15煤層干管直徑為D400,回風下山西側順槽支管整段直徑為D280，在回風下風東側順槽支管后段直徑為D315，順槽支管前段直徑為D280。2）采空區(qū)抽采系統(tǒng)設計地面主管、管道井選擇D5299mm螺旋焊接鋼管；大巷主管及井下抽采管路均選擇礦用瓦斯抽采塑料管，大巷主管直徑為D560，9煤層干管直徑為D500,順槽支管直徑為D315,埋管采用DN300mm,壁厚為6mm的螺旋焊接鋼管；15煤層干管直徑為D400,順槽支管直徑為D280，埋管采用DN250,壁厚為6mm的螺旋焊接鋼管。三、 抽采管路阻力計算直管阻力損失按下式計算：H=　 （62）式中：H —阻力損失，Pa；L —直管長度，m；Q —瓦斯流量，m3/h；D —管道內徑，cm；K0 —系數(shù)，查表；Δ—混合瓦斯對空氣的相對密度，查表。抽采管路阻力損失計算應選擇抽采系統(tǒng)服務范圍內一條最長的抽采管路進行計算。經計算預抽系統(tǒng)直管阻力損失計算結果見表613。主管阻力9煤層干管阻力15煤層干管阻力9煤層順槽后段支管阻力9煤層順槽前段支管阻力15煤層順槽后段支管阻力15煤層順槽前段支管阻力從主管到9煤支管的直管總阻力從主管到15煤支管的直管總阻力從計算結果可以看出從主管到15煤層支管的直管總阻力損失最大。表613 抽采管路直管阻力計算表(預抽系統(tǒng)，45m3/min)管路名稱△Q(m3/h)K0D(cm)C(％)L(m)H(Pa)主管67504015003111干管146504030005251支管130004013002882支管215004012003932合計15236主管67504015003111干管221004030003259支管315004013004260支管47504012005243合計15873經計算采空區(qū)抽采系統(tǒng)直管阻力損失計算結果見表614。主管阻力9煤層干管阻力15煤層干管阻力9煤層順槽支管阻力15煤層順槽支管阻力從主管到9煤支管的直管總阻力從主管到15煤支管的直管總阻力從計算結果可以看出從主管到9煤層支管的直管總阻力損失最大。表614 抽采管路直管阻力計算表(采空區(qū)抽采，30m3/min)管路名稱△Q(m3/h)K0D(cm)C(％)L(m)H(Pa)主管72002515003828干管148002530006052支管120003025008495合計18375主管72002515003828干管224002530004603支管210003025003836合計12270從表6－1－3和表6－1－4中可以看出：抽采管路系統(tǒng)的最大直管總阻力損失H直總=15873Pa(預抽)、H直總=18375Pa(采空區(qū)抽采)。管路局部阻力損失按直管阻力損失的15%計算，則抽采管路系統(tǒng)的局部阻力損失為：　　 H局總＝H直總 （63）預抽系統(tǒng)管路局部阻力損失H局總＝1587315%＝2381Pa采空區(qū)抽采系統(tǒng)管路局部阻力損失H局總＝1837515%＝2756PaH總＝H直總+H局總 （64）預抽系統(tǒng)管路總阻力損失H總＝15873+2381＝18254Pa采空區(qū)抽采系統(tǒng)管路局部阻力損失H局總＝18375+2756＝21131Pa經計算，管路損失見表615所示。表615 抽采管路阻力計算表名稱直管阻力損失( Pa)局部阻力損失( Pa)總阻力損失( Pa)預抽15873238118254采空區(qū)18375275621131四、管路敷設及附屬裝置地面管路采用埋地（或架空）敷設，連接方式為焊接連接。井下大巷管路采用吊掛敷設，主、干管連接方式為法蘭連接，支管連接方式為法蘭連接或快速管接頭連接。為了便于管路系統(tǒng)負壓的調節(jié)，掌握各抽采地點瓦斯抽出量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r以及保證管網系統(tǒng)的正常抽采，設計時在各主、干、支管路上已考慮分別安設閥門、流量計和放水器。在瓦斯泵房和地面管路上還安設有防爆、防回火裝置及放空管等。五、瓦斯管路的敷設及質量驗收瓦斯管路敷設時，必須滿足下列要求：，瓦斯泵房內管路采用法蘭連接。井下管路中主、干管采用法蘭連接，支管采用法蘭連接或快速接頭連接。,其余瓦斯管路在安設前要進行防腐處理，地面埋地敷設管路采用瀝青防腐，瓦斯泵房及井下抽采管路采用涂刷防銹漆防腐。井下抽采管路需外涂紅色以示區(qū)別其它管路。,用鐵圈卡子將管路固定在托架上，托架間距為3m,。其他順槽巷道中的抽采管路應懸掛在巷道幫上。支架間距為3m，管路安裝時應設置可靠的防滑裝置。，采用架空安裝方式應進行可靠的保溫防凍處理，瓦斯管路距建筑物5m以上，距動力電纜1m以上。，應對管路系統(tǒng)的氣密性進行檢查，氣密性試驗應制定試驗方案和安全措施。氣密性試驗可采用壓縮空氣試壓，壓力應逐步緩慢進行升壓，直至試驗壓力。穩(wěn)壓24h，以壓力降小于133Pa為合格。第二節(jié) 抽采設備選型計算一、瓦斯泵流量計算瓦斯泵流量應能滿足抽采瓦斯系統(tǒng)服務年限內最大抽采量的需要。瓦斯泵流量按下式計算：　　　　　 Q泵＝K （65）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?；?—瓦斯泵的機械效率，取80%；K —瓦斯抽采綜合系數(shù)，K=。瓦斯抽采設計總規(guī)模為75m3/min，采用一次設計，分步