【正文】 100% =% 二 、留管抽放泵（低負壓抽放）選型及驗證 1。 ） = =0TPTP dbg ???? 55 根據(jù) AQ 10272020中華人民共和國安全生產行業(yè)標準煤礦瓦斯抽采規(guī)范 條規(guī)定“礦井瓦斯抽放設備的能力，應滿足礦井瓦斯抽放期間或在瓦斯抽放設備服務年限內所達到的開采范圍的最大抽放量和最大抽放阻力要求，且應有不小于 15%的富余能力。 ( ) =247。 η 瓦斯泵的機械效率η = K抽 采能力富余 系數(shù) 可取 ～ . Q=(∑ QC)247。 第九章 瓦斯抽放泵選型及驗證 第一節(jié) 瓦斯抽放泵選型 一 、鉆孔抽放泵（高負壓抽放）選型及驗證 抽采系統(tǒng)壓力計算： 53 （ 1）標準狀態(tài)下抽采系統(tǒng) 壓力的計算 Hf=Hi K =(hi+hzf) K 式中： Hf瓦斯泵壓力 Pa Hi井下負壓管路系統(tǒng)全部阻力之和 Pa hi井下負壓段管路的最大總阻力 Pa hzf井下抽放鉆場或鉆孔必須造成的負壓 Pa 由公式可得到 Hf=(hi+hzf) =(+13) = （ 2）抽采系統(tǒng)工況壓力計算 Pg=Pd Hf 式中： Pg 抽采泵工況壓力（ Pa） Hf瓦斯泵 標況 壓力 （ Pa） Pd 抽采泵站的大氣壓力（ Pa） 由公式可得到 Pg= = 瓦斯泵流量計算： （ 1）標準狀態(tài)下抽采泵流量計算 Q=(∑ QC)247。根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標準 MT 的要求結合祥達煤礦地質條件和實際情況，為了增加管路的抗壓能力，選用主 、支 管外徑為Φ 630 壁厚為 （公稱壓力 ）的煤礦井下用聚氯乙烯管能夠滿足生產抽放要求。 110250000 = B、局部阻力計算 根據(jù)中華人民共和國國家標準煤礦瓦斯抽采工程設計規(guī)范 GB 52 504712020 的規(guī)定，管理局部阻力可按管路摩擦阻力的 10%～ 20%計算，此處取 20%。（ ） (175 60)2 = 247。 110250000 =11219247。（ K0 d5） Q2 式中： ht管路摩擦阻力 pa L管路長度 m △ 混合瓦斯對空氣的相對密度 K0系數(shù)（根據(jù)管路直徑查表） d管路內徑 cm Q混合瓦斯流量 ht 主 = ( )247。ρ 2 式中： △ 混合瓦斯對空氣的相對密度 ρ 1瓦斯密度（取 ） 51 n1混合瓦斯中瓦斯?jié)舛? ρ 2空氣密度（取 ） n2混合瓦斯中空氣濃度 △ =（ + ）247。 V） 1/2 式中： d瓦斯管直徑， m Q瓦斯管內流量 m3/min V瓦斯管內流速 d=（ 175 247。 V瓦斯管內流速 d=（ 175 247。 V） 1/2 式中： d瓦斯管直徑， m Q瓦斯管內流量 m3/min 。根據(jù)中華人民共和國煤炭行業(yè)標準 MT 祥達 煤 礦地質條件和實際情況，為了增加管路 的抗壓能力，選用 主管 外徑 為 Φ 355壁厚為 （公稱壓力 ） 的煤礦井下用聚氯乙烯管、 50 支管為Φ 200 壁厚為 3mm 的焊接鋼管 能夠滿足 生產 抽放 要求。 () =247。 (2 60) = (+δ )247。（ 2σ） 式中 :δ 瓦斯管路管壁厚度 p管路最大工作壓力 MPa dw瓦斯管外徑 cm σ 容許壓力（焊接鋼管取 60MPa） δ =（ p dw）247。 1440000 = B、局部阻力 根據(jù)中華人民共和國國家標準煤礦瓦斯抽采工程設計規(guī)范 GB 504712020 的規(guī)定， 管路 局部阻力可按管路摩擦阻力的 10%～ 20%計算，此 處取 20%。（ ） （ 20 60） 2 = 247。 5760000 =247。 18147600 = ht 分 = ( )247。（ ）（ 71 60） 2 = 247。 = 根據(jù)： ht= (L△ )247。 14） 1/2= = = = 阻力計算： A、 摩擦阻力計算 △ =（ρ 1 n1+ρ 2 n2）247。 15） 1/2= = = =346mm （ 2）支管路內徑選型 根據(jù)： d=（ Q247。應有 ～ 的富余系數(shù)。 第 三 節(jié) 設計范圍 本設計為礦井瓦斯抽放系統(tǒng)方案設計，設計范圍為瓦斯抽放管路、抽放 泵 選型、瓦斯管路敷設、抽放工藝等，具體設計范圍如下： 瓦斯抽放管路選型 瓦斯抽放泵選型 瓦斯抽放 泵 選型論證 瓦斯抽放管路的敷設 瓦斯抽放方法設計 鉆孔封孔技術及方案 瓦斯抽放方法相關的技術要求及措施 第 八章 瓦斯抽放管路系統(tǒng)設計 第一節(jié) 瓦斯抽放管路敷設路線 46 此次抽放系統(tǒng)設計的管路路線為： 高 負壓（ 鉆孔 抽放）抽放管路路線： （ 1） 地面 抽放泵站 → 回風斜井 → 1620 支架通道 → 110702 南上巷 （ 2） 1620 支架通道→ 110402 南上巷 （ 3） 1620 支架通道→ 二水平回風上山→ 110702 南 下 巷 （ 4）二水平回風上山→ 110703 北上巷 （ 5）二水平回風上山→ 110703 南中間巷 （ 6）二水平回風上山→ 110703 南下巷 （ 7）二水平回風上山→ 110703 北下巷 （ 8） 1620 支架通道→通風上山→ 110402 南下巷 （ 9）通風上山→ 110402 北下巷→ 110702 北下巷 低負壓（留管抽放）抽放管路路線： （ 1）地面抽放泵站→回風斜井→ 1620 支架通道→ 110702 南上巷 （ 2） 1620 支架通道→二水平回風上山 第二節(jié) 瓦斯抽放管路選型 一、 抽放鉆孔管路選型（高負壓） 管路內徑選型： （ 1）主管路內徑選型 根據(jù)： d=（ Q247。礦井采用走向長壁式采煤，隨著礦井采掘的延伸，掘進、回采工作面瓦斯涌出量將逐漸增大，礦井目前建立瓦斯抽放系統(tǒng)的主要目 的是降低煤層瓦斯含量，減少采掘工作面瓦斯涌出量。（ 1440 365 Q247。 = K= = WC= =（ Mm3） 根據(jù)以上計算，祥達煤礦礦井可抽瓦斯量至少有 三、可抽年限計算： 為了確保礦井安全、正常生產，根據(jù)采掘期間的瓦斯治理預算，低負壓每分鐘需要抽放 瓦斯、高負壓每分鐘需要抽放，祥達煤礦每分鐘共計需要抽放 。按照該礦平均煤層間距 20m 考慮，煤層瓦斯排放率為 61%。 My 44 式中 WC可抽瓦斯量（ Mm3） W礦井瓦斯儲量（ Mm3） K可抽系數(shù) K1瓦斯涌出程度系數(shù) K2負壓抽采時的抽采作用系數(shù)，可取 K3礦井瓦斯抽采率。 第七章 瓦斯抽放規(guī)模及設計范圍 第一節(jié) 可抽瓦斯量和抽放年限 根據(jù)中華人民共和國國家標準煤礦瓦斯抽采工程設計規(guī)范 GB 504712020 的要求，對祥達煤礦瓦斯儲量、可抽瓦斯量和抽放年限進行以下計算： 一、礦井瓦斯儲量計算： 根據(jù)公式 : W=W1+W2+W3 ?? ?? ni ii XAW 1 111 ?? ?? ni ii XAW 1 222 W3=K（ W1+W2） 式中： W礦井瓦斯儲量（ Mm3） W1可采煤層的瓦斯儲量（ Mm3） W2受采動影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層的瓦斯儲量（ Mm3） W3受采動影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲量（ Mm3） A1i礦井可采煤層 i 的資源儲量（ Mt） X1i礦井可采煤層 i 的瓦斯含量（ m3/t） A2i受采動影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層 i 的 43 資源量（ Mt） X2i受采動影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層 i 的瓦斯含量 （ m3/t） K圍巖瓦斯儲量系數(shù)，可取 ～ ；當圍巖瓦斯很小時，可取 W3=0；若含瓦斯含量較多時，可按經驗取值或實測確定。 預計 采 煤工作 面配風量 1700 m3/min，按照回風流瓦斯?jié)舛?%管理，風排瓦斯量為 ，剩余 要進行抽放。 采面回采期間按照每個采面日出煤量 噸計算，年出煤量為 噸，采面回采期間最大相對瓦斯涌出量為 ，絕對瓦斯涌出量為 。 按照每個采煤工作面傾向長度 120m，走向長度 500m、平均煤厚 、容重 計算，一個采煤工作面擁有原煤 126150 噸，按照每噸煤抽放瓦斯 計算，共計需要抽放瓦斯 ，按照本煤層抽放瓦斯時 間 6個月計算，每天需要抽放瓦斯 ，瓦斯抽放純量為 41 。 一、 預抽煤層瓦斯 預算： 掘進 M9煤層期間 按照每個掘進工作面 平均日出煤量 噸計算，年出煤量為 噸，最大相對瓦斯涌出量 ，絕對瓦斯涌出量為 。 40 第六章 瓦斯治理計算 第一節(jié) 瓦斯涌出量預計情況 根據(jù)地質資料及相關數(shù)據(jù)計算顯示， 祥達 煤礦預計瓦斯涌出量最大為開采 M9煤層期間，礦井相對瓦斯涌出量預計為 ， 絕對瓦斯涌出量為 。 必須按規(guī)定定期對管內、回采面上隅角、回風巷的氣體進行取樣分析，隨時掌握采空區(qū)內氣體的成份、溫度變化，以便合理地調整抽放瓦斯量 和 抽放負壓。 第 七 節(jié) 留管抽放注意事項 采空區(qū)瓦斯抽放管路上必須安設調節(jié)閥，以便合理調整抽放負壓和抽放流量。國內經驗證明，由于預抽煤體瓦斯，使煤體收縮變形，當煤體原占據(jù)的空間體積不變時，煤體收縮，一方面引起了原有的裂隙增大，另一方面也可產生新的裂隙，最終使煤層的透氣性增大。 測試孔風筒布木跺保護網(wǎng)留管安設布置示意圖短接采空區(qū) 39 二、 高位抽放 祥達煤礦煤層間距小，臨近層瓦斯涌入采煤工作面的可能性較大，因此在采取采空區(qū)埋管抽放后如不能滿足瓦斯治理的要求，可采用高位抽放作為補充措施。 采空區(qū)抽放的特點是抽放量較大，但埋管抽放負壓一般不高，抽放量的大小取決于采空區(qū)瓦斯涌出量的大小 。并在工作面往后每隔 20～ 30m 設置一組三通、使用風筒布或其他不漏氣的面料將其 封 堵住，在工作面推進過程中，將埋管口保留在工作面的采空區(qū)，通過抽放系統(tǒng)對采空區(qū)瓦斯進行抽放。 第 五 節(jié) 采空區(qū)抽放 一、采空區(qū)埋管抽放 38 埋管抽放方式 在采面回風巷安設 井下用聚氯乙烯 PVC 管 ， 管徑為∮ 630， 隨著采面的推進，抽放管口（包括三通）保持埋入采空區(qū)，使用地面永久抽放泵產生負壓，使采空區(qū)氣體向埋管口流動，將采空區(qū)瓦斯抽出，以此減小采空區(qū)的瓦斯涌出和解決工作面瓦斯超限的問題。 三、穿層鉆孔抽放 由于該礦瓦斯含量較大，煤層間距較小，為了滿足生產和安全的要求，保證礦井正常接替，在使用本煤層鉆孔抽放不能滿足要求時，可采用穿層鉆孔提前對待采煤層瓦斯進行 預抽 ，以達到順利采掘的目的。 37 1234567掘進期間鉆場抽放孔布置圖8910111213 （ 2） 局部地點鉆孔必須符合 以下 要求： 在掘進工作面施工抽放孔進行抽放， 鉆孔必須覆蓋巷道輪廓線外上幫至少 7 米、下幫至少 3 米，并保 持鉆孔始終超前掘進工作面迎頭前方 7 米以上。 鉆孔布置 （ 1） 采取 卸壓 效果 不好或不在 卸壓 范圍內的 鉆場鉆孔 抽放： 每一個鉆場內沿煤層走向方向施工抽放鉆孔，鉆孔必須覆蓋巷道輪廓線外上幫 至少 20 米、下幫 至少 10 米，超前工作面距離 60m 以上，保持鉆孔始終超前掘進工作面迎頭前方 20 米以上 。 36 1 2 3891011掘進期間局部抽放孔布置圖4567上幫下幫二 、鉆場 鉆孔抽放： 在掘進工作面迎頭進行鉆孔抽放后，若瓦斯較大、抽放時 間 較長時，為了提高抽放進度和盡快將瓦斯抽放達到相關要求，采用鉆場抽放配合迎頭鉆孔抽放瓦斯。 1 2 3891011掘進期間卸壓效果不好或未卸壓的措施孔布置圖1213141516174 56718191 2 38910111213141516174 5671819局部地點鉆孔 布置 必須符合下例要求： 在掘進工作面施工抽放孔進行抽放，鉆孔必須覆蓋巷道輪廓線外上幫至少 7 米、下幫至少 3 米，并保持鉆孔始終超前掘進工作面 迎頭前方 7 米以上。 一、 掘進迎頭鉆孔抽放 采取 卸壓 效果不好或不在 卸壓 范圍內的掘進