【正文】 產(chǎn)帶來的威脅，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型鉆機施工，孔徑94mm，孔深100m，孔口10m用直徑131mm的鉆頭擴孔，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，機巷施工角度+，孔徑89mm，孔深機巷60m，風(fēng)巷50m，使用MK4型鉆機施工，孔口5m采用聚胺脂封孔，機風(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。機巷沿丁632040機巷→丁632040機巷?；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)補寫鉆孔施工、封孔并網(wǎng)安全技術(shù)措施。40 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