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丁6-32040工作面瓦斯綜合治理設(shè)計說明書-資料下載頁

2024-08-11 23:06本頁面
  

【正文】 來的威脅,改善工作環(huán)境,因此,瓦斯抽采技術(shù)是采面綜合治理瓦斯的一條合理的有效的途徑。抽采方案的確定根據(jù)我礦丁6煤層采煤工作面瓦斯涌出情況,丁6煤層瓦斯涌出量中有35%以上來自上鄰近層,采空區(qū)是瓦斯抽采治理的重點。因此,決定在丁32040采面風(fēng)巷采用穿層鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯,在風(fēng)巷下幫布置迎面斜交鉆孔抽采該面采空區(qū)瓦斯。在機(jī)風(fēng)巷沿煤層布置順層鉆孔抽采本煤層瓦斯。(三)回采過程中的抽采設(shè)計 根據(jù)產(chǎn)量及風(fēng)量的關(guān)系,丁632040采面配風(fēng)量1300m3/min,按月生產(chǎn)計劃10萬噸,%。%,通風(fēng)可以解決的瓦斯量為1300%= m3/min,因此,=。該采面實行分源抽采,進(jìn)行迎面斜交穿層孔抽采和本煤層抽采。迎面斜交穿層鉆孔瓦斯抽采設(shè)計(1)迎面斜交穿層鉆孔設(shè)計根據(jù)采面回采后冒落帶高度最大高度計算公式(式中M為采高): H冒=100M/(+19)=100(+19)=及裂隙帶最大高度計算公式:H裂=100M/(+)=100(+)=。根據(jù)我礦丁632020采面迎面斜交穿層鉆孔抽采經(jīng)驗,該采面在風(fēng)巷設(shè)計平鉆場,距切眼80m設(shè)計第1個鉆場,向外每40m設(shè)計一個鉆場,共設(shè)計26個鉆場,停采線以外10m處為第26鉆場。鉆場設(shè)計深5m,寬4m,鉆場底板與風(fēng)巷底板平,為防止鉆場積水,鉆場里西幫一角設(shè)計泵窩,泵窩規(guī)格:長寬深為10008001000mm。每個鉆場內(nèi)設(shè)計5個穿層鉆孔,使用SGZⅢA型鉆機(jī)施工,孔徑94mm,孔深100m,孔口10m用直徑131mm的鉆頭擴(kuò)孔,采用聚胺脂封孔,共設(shè)計穿層鉆孔130個,孔深13000m,終孔位置設(shè)計在頂板冒落帶以上、裂隙帶之間,距風(fēng)巷平距50m范圍內(nèi),1~5號鉆孔距風(fēng)巷平距分別為15m、23m、31m、39m、47m,距煤層頂板垂距分別為15m、20m、25m。(穿層鉆孔參數(shù)見表1)。表1 穿層抽采鉆孔參數(shù)表孔號孔深(m)方位(度)仰角(度)終孔高度(m)終孔平距(m)110099151521001310233100171220314100211339510025142547備注:方位指鉆孔施工時巷道中心與鉆孔中心的夾角。(2)迎面斜交穿層鉆孔瓦斯抽采量根據(jù)我礦丁632020采面迎面斜交穿層鉆孔瓦斯抽采情況,~,瓦斯抽采濃度平均15%。丁632040采面設(shè)計聯(lián)網(wǎng)鉆孔5個,~。(3)迎面斜交穿層鉆孔瓦斯抽采管路設(shè)計該工作面迎面斜交穿層鉆孔瓦斯抽采管路沿丁632040風(fēng)巷→丁632040風(fēng)片→丁632020機(jī)繞→三水平丁二皮帶上山→三水平丁二回風(fēng)斜巷→三水平丁二回風(fēng)上山→三水平丁二抽放泵站→三水平丁二回風(fēng)上山。采面管路使用φ300mm螺旋管,長1450米,主管路長400米(見丁632040采面瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計平面圖)。(4)迎面斜交穿層鉆孔瓦斯抽采泵選型設(shè)計① 瓦斯抽采管徑計算該工作面迎面斜交鉆孔按在抽孔5個,,瓦斯抽采濃度按15%。則瓦斯抽采管徑為: D=(Q/V)式中:D瓦斯管內(nèi)徑,m;Q瓦斯管內(nèi)流量,;V瓦斯管內(nèi)流速,一般5~15m/s,取10m/s;D=()=根據(jù)我礦目前瓦斯抽采情況,該工作面選用直徑D=300mm螺旋管,滿足迎面斜交鉆孔抽采要求。② 管路阻力計算a、管路摩擦阻力計算H=△Q2/(k0d5)=185016022247。(305)=(Pa)式中:H—阻力損失(Pa)L—管路長度(m)Q—管路混合瓦斯流量,取1602(m3/h) △—混合瓦斯相對密度()K—系數(shù)(d150時,)d—管路內(nèi)徑,取30,(cm)b 、管路總阻力 H總=H摩+H局=(1+)=(Pa)③ 瓦斯泵流量計算Q =ΣQcK/(X?)=247。()= m3/min式中:Q—瓦斯泵額定流量,m3/min。 ΣQc—抽采瓦斯純量,m3/min。 K—備用系數(shù),;X—瓦斯泵入口處瓦斯?jié)舛龋?;η—瓦斯泵的機(jī)械效率,經(jīng)計算Q=④負(fù)壓狀態(tài)下,瓦斯泵所需流量計算換算成負(fù)壓狀態(tài)下(i=%,溫度35℃)Q標(biāo)=Q測P1T標(biāo)/(P標(biāo)T1)Q標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的抽放瓦斯量,m3/min;Q測—測得的抽放瓦斯量,m3/min;P1 —測定時管道風(fēng)氣體絕對壓力;T標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)絕對溫度,(20+273)K;P標(biāo)—標(biāo)準(zhǔn)絕對壓力,T1 —測定時管道內(nèi)氣體絕對溫度,K; T1=t+273=35+273=308t —測定時管道內(nèi)氣體攝氏溫度,℃。Q測=40308/(293)=43負(fù)壓狀態(tài)下瓦斯抽放泵所需流量為43m3/min⑤抽采泵的壓力計算: H=H總+ H鉆=+20000== 換算成真空度為i=247。100%=%⑥迎面斜交穿層鉆孔瓦斯抽采泵選型設(shè)計根據(jù)我礦瓦斯抽采現(xiàn)狀,目前,選用原三水平丁二采區(qū)泵站兩臺2BEF4202型水環(huán)式真空泵,標(biāo)稱吸氣量150m3/min,電機(jī)功率200Kw,滿足該采面瓦斯抽采要求。本煤層瓦斯抽采設(shè)計(1)本煤層瓦斯抽采鉆孔設(shè)計該采面在機(jī)風(fēng)巷設(shè)計本煤層抽采鉆孔,距切眼50m開始設(shè)計第1個鉆孔,以后每3m布置一個鉆孔,方位垂直于巷道,機(jī)巷施工角度+,孔徑89mm,孔深機(jī)巷60m,風(fēng)巷50m,使用MK4型鉆機(jī)施工,孔口5m采用聚胺脂封孔,機(jī)風(fēng)巷各設(shè)計本煤層瓦斯抽采鉆孔330個,共設(shè)計本煤層瓦斯抽采鉆孔660個,機(jī)巷孔長19800 m,風(fēng)巷孔長16500 m,總孔長36300m。設(shè)計本煤層在抽孔450個,聯(lián)網(wǎng)孔長24750 m。(2)本煤層鉆孔瓦斯抽采量~hm, m3/min hm計算,瓦斯抽采濃度平均10%。設(shè)計本煤層在抽孔450個,聯(lián)網(wǎng)孔長24750 m。24750/100= m3/min。(3)本煤層鉆孔抽采管路設(shè)計采面本煤層瓦斯抽采管路:風(fēng)巷沿丁632040風(fēng)巷→丁632040風(fēng)片(原丁632020機(jī)片)→丁632020風(fēng)繞→三水平丁二皮帶上山→三水平丁二回風(fēng)上山→丁二抽放泵站→丁二回風(fēng)上山。機(jī)巷沿丁632040機(jī)巷→丁632040機(jī)巷?;亍蕉《仫L(fēng)上山→丁二抽放泵站→丁二回風(fēng)上山。(4)本煤層瓦斯抽采泵選型設(shè)計① 瓦斯抽采管徑設(shè)計該工作面本煤層瓦斯抽采在抽孔設(shè)計450個,聯(lián)網(wǎng)孔長24750m。 m3/min hm計算,瓦斯抽采濃度10%。 m3/min。則瓦斯抽采管徑為: D=(Q/V)式中:D瓦斯管內(nèi)徑,m;Q瓦斯管內(nèi)流量,m3/min;V瓦斯管內(nèi)流速,一般5~15m/s,取10m/s;D=()=根據(jù)我礦目前瓦斯抽采情況,該工作面選用直徑D=200mm薄壁瓦斯抽采管,滿足本煤層鉆孔瓦斯抽采要求。② 管路阻力計算a、管路摩擦阻力計算H=△Q2/(k0d5)=170016002247。(205)=17514(Pa)式中:H—阻力損失(Pa)L—管路長度,1300+400=1700(m)Q—管路混合瓦斯流量,1600(m3/h) △—混合瓦斯相對密度()K—系數(shù)(d150時,)d—管路內(nèi)徑,20(cm)b 、管路總阻力 H總=H摩+H局=17082(1+)=19644(Pa)③ 瓦斯泵流量計算Q =ΣQcK/(X?)=247。()= m3/min式中:Q—瓦斯泵額定流量,m3/min。 ΣQc—抽采瓦斯純量。 K—備用系數(shù),;X—瓦斯泵入口處瓦斯?jié)舛龋?;η—瓦斯泵的機(jī)械效率,經(jīng)計算Q=④ 抽采泵的壓力計算: H=H總+ H鉆=17514+10000=27514Pa= 換算成真空度為i=247。100%=%⑤ 本煤層抽采鉆孔瓦斯抽采泵選型設(shè)計根據(jù)我礦瓦斯抽采現(xiàn)狀,目前,我礦原三水平丁二采區(qū)泵站有兩臺2BEF4202型水環(huán)式真空泵,標(biāo)稱吸氣量150m3/min,電機(jī)功率200Kw,供該采面迎面斜交穿層鉆孔抽采,礦計劃在該泵站安裝兩臺2BEF4202型水環(huán)式真空泵,該型泵滿足本煤層瓦斯抽采要求。工作面瓦斯抽采量根據(jù)以上計算,該工作面采用分源抽放技術(shù), m3/min,+= m3/min m3/min。(四)抽采效果分析該采面設(shè)計采用本煤層與迎面斜交穿層鉆孔分源抽放技術(shù),根據(jù)設(shè)計,結(jié)合我礦抽采情況,本煤層抽采系統(tǒng)濃度10%, m3/min,迎面斜交穿層鉆孔瓦斯抽采濃度15%, m3/min, m3/min,根據(jù)設(shè)計瓦斯抽采量計算,該采面可抽出瓦斯總量=6022309=,采面瓦斯儲量為639萬立方米,則采面瓦斯抽采率為196/639=%。滿足采面安全生產(chǎn)的需要。滿足《煤礦安全規(guī)程》要求。 (五)瓦斯抽采峒室設(shè)計根據(jù)采區(qū)開拓巷道布置情況,考慮到運輸、安裝和瓦斯抽采系統(tǒng)管網(wǎng)布局,抽采峒室利用原三水平丁二抽采泵站,瓦斯管路出入口均設(shè)在三水平丁二回風(fēng)上山,硐室入口設(shè)在三水平丁二輔助石門一側(cè)。供水 瓦斯抽采泵采用開式循環(huán)供水系統(tǒng),設(shè)計用水量為15m3/h。由采區(qū)供水系統(tǒng)供給,并在抽采泵供水前端安設(shè)軟化水處理裝置,供水管直徑為Φ50mm。排水由瓦斯泵排出的水,流入峒室排水溝,經(jīng)過三水平丁二輔助石門水溝流入517水倉,最后排出地面。通風(fēng) 抽采峒室通風(fēng)由三水平丁二輔助石門進(jìn)風(fēng),在三水平丁二泵站里側(cè)建擋風(fēng)墻設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)窗,以調(diào)節(jié)峒室的通風(fēng)量。抽采站峒室供風(fēng)量不小于80m3/min。供電瓦斯抽采泵采用專用線路供電,電壓660V。電源由三水平丁二變電所引至泵房。通訊為及時匯報和了解瓦斯抽采情況,由采區(qū)通訊網(wǎng)引入通訊線,在抽采峒室內(nèi)安裝一部直通調(diào)度室電話。并設(shè)專人值班,每小時檢查記錄一次有關(guān)參數(shù)。瓦斯抽采監(jiān)測(1)、抽采參數(shù)監(jiān)測在抽采泵入口管道上安設(shè)WGC型瓦斯抽采管道參數(shù)測定儀,對瓦斯管道的抽采瓦斯?jié)舛?、?fù)壓、流量和溫度進(jìn)行監(jiān)測,并與礦井瓦斯監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。 (2)、環(huán)境監(jiān)測在抽采峒室內(nèi)設(shè)置監(jiān)測監(jiān)控甲烷報警儀,對環(huán)境中的瓦斯情況實時監(jiān)測,當(dāng)出現(xiàn)瓦斯泄漏應(yīng)能及時報警,并及時切斷瓦斯泵電源,停止抽采。在抽采瓦斯排出口的巷道內(nèi)必須安設(shè)瓦斯監(jiān)測裝置,隨時監(jiān)測風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?,如超過《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的瓦斯?jié)舛?,?yīng)及時報警。(六)機(jī)構(gòu)組織和人員配置瓦斯抽采系統(tǒng)歸一礦通修區(qū)保安隊管理。在保安隊內(nèi)建立瓦斯抽采班,負(fù)責(zé)打鉆、管路安裝與維修、開泵及資料的收集整理工作等工作,配備專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)系統(tǒng)的日常管理,并總結(jié)礦井歷年的抽采經(jīng)驗,不斷探索新的抽采技術(shù),優(yōu)化鉆場、鉆孔布置參數(shù),以充分發(fā)揮系統(tǒng)能力,提高瓦斯抽采效果,保障工作面安全生產(chǎn)。人員配置由保安隊統(tǒng)一安排。(七)安全技術(shù)措施抽采管路敷設(shè)嚴(yán)禁同帶電體接觸。風(fēng)巷抽采管全部走下幫,機(jī)巷瓦斯抽采管走上幫,三水平丁二回風(fēng)上山抽采管走西幫。管路敷設(shè)時要求平直,避免高低起伏和急彎,在管路的低、彎、變陡處及其它容易積水的地點,應(yīng)安設(shè)足夠容量的放水器,保證在不停泵的情況下實現(xiàn)放水。在抽采入口主干管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥門。連接前認(rèn)真檢查抽采管內(nèi)有無雜物,以免增加管路阻力或堵塞管路;管路連接嚴(yán)密不漏氣,投入使用前要進(jìn)行打壓試驗,檢查系統(tǒng)的氣密性。在泵站的出入口干管上距離15~20m的直線段上設(shè)測試孔,作為測定流量、壓力、溫度及采氣樣分析之用。該孔平常用膠皮堵塞。泵站須采用不燃性材料支護(hù),并配齊滅火器材。瓦斯抽采泵站內(nèi)的電氣設(shè)備和照明都要采用防爆性。必須安排專人對抽采管路系統(tǒng)經(jīng)常性檢查、管理和維護(hù),全面檢查抽采管路中的放水器、流量計、閥門和安全設(shè)施等,若發(fā)現(xiàn)丟失、性能或狀態(tài)不好,應(yīng)及時補(bǔ)齊、修理或更換。按時觀測各抽采點的負(fù)壓變化情況,及時調(diào)整,并做好詳細(xì)的記錄。加強(qiáng)對抽采管路積水情況的檢查,每天檢查一次。并對管路有無損壞及接頭有無漏氣、浸水、銹蝕和對巷道有無積水、即將片幫或冒頂壓埋抽采管等進(jìn)行檢查匯報。1抽采鉆孔施工、封孔并網(wǎng)補(bǔ)寫鉆孔施工、封孔并網(wǎng)安全技術(shù)措施。40 / 41
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