【正文】 礦井可以在瓦斯抽放濃度和抽放瓦斯量比較穩(wěn)定的情況下進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，將抽出的瓦斯加以利用，可以變廢為寶，改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)礦區(qū)環(huán)境。 瓦斯亦即煤層氣，是一種優(yōu)質(zhì)、潔凈的能源，同時(shí)，還是一種強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)氣體，瓦斯抽放并加 以利用將取得保證安全、開發(fā)能源和減少環(huán)境污染的三重效果。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的規(guī)模， 礦井瓦斯年抽采量 。 6）為確保安全，埋入密閉墻的一段管路不回收。 4）在采 空區(qū)密閉施工作業(yè)時(shí)必須使用銅質(zhì)工具，以防火花產(chǎn)生。 2）安全負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)現(xiàn)場把關(guān)。 6）鉆孔驗(yàn)收合格后，必須進(jìn)行嚴(yán)密封堵，不得泄漏。 4）在鉆孔施工中，每班必須有鉆孔施工記錄，記錄內(nèi)容包括：施工時(shí)間（年、月、日、班次）、孔徑、進(jìn)尺、煤巖性變化及施工中出現(xiàn)的各種問題，以 便有關(guān)人員和接班人員及時(shí)掌握現(xiàn)場情況。 3）必須有安全技術(shù)措施。 （ 2）施工管理 1）施工管理是指導(dǎo)瓦斯抽放鉆場做出后 ，在鉆孔施工中除人員合理安排及鉆機(jī)、鉆具配套使用等管理工作外的全過程管理 。 2）鉆場設(shè)計(jì)必須滿足擴(kuò)散通風(fēng)要求和鉆孔布置、鉆機(jī)操作的需要。 抽放管理 現(xiàn)場管理工作包括鉆場設(shè)計(jì)和施工管理、巡回檢查、文明生產(chǎn)等。 （二）瓦斯抽放管理 管理制度 （ 1）崗位制度：瓦斯泵司機(jī)崗位責(zé)任制、抽放技術(shù)員崗位責(zé)任制、鉆探工崗責(zé)任制、電鉗工崗位責(zé)任制。 抽放管路出口處必須采取安全措施，放空管高度應(yīng)符合相關(guān)的要求，有防雷措施。 工作面 推進(jìn)中，應(yīng)每周檢查一次抽放鉆孔的瓦斯?jié)舛?，抽放瓦斯?jié)舛让黠@降低的鉆孔，經(jīng)通風(fēng)科批準(zhǔn)后停抽、拆除。 瓦斯抽放鉆孔的封孔，應(yīng)采用 膨脹水泥 封孔，封孔長度巖石鉆孔不得小于 3m，煤層鉆孔不得小于 5m。開孔要圓滑，終孔打到設(shè)計(jì)層位。鉆孔角度誤差不大于 177。 六 、安全與管理 （一）主要安全技 術(shù)措施 凡進(jìn)行瓦斯抽放的工作面，必須編制專門設(shè)計(jì)，經(jīng)礦總工程師審查批準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)本著技術(shù)可行，安全可靠的原則，采取了以預(yù)防為主，防治結(jié)合，綜合治理的措施 。在泵站周圍種 植速生、滯塵、樹冠豐滿的常綠樹木，設(shè)置綠化帶，以美化環(huán)境，降低噪聲和凈化空氣。其主要措施是，在建筑抽放泵站時(shí)，值班室與瓦斯泵房隔開，內(nèi)墻表面采取吸聲設(shè)計(jì)，以保證值班室內(nèi)噪聲低于規(guī)定值，減少噪聲對值班人員的危害。礦井形成抽放系統(tǒng)后，如果抽放濃度和抽放量穩(wěn)定，可以規(guī)劃利用，對保護(hù)環(huán)境是十分有利的。 但是，瓦斯是造成溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w之一，其溫室效應(yīng)效果是二氧化碳的 21 倍，溫室效應(yīng)主要是對地球大氣的影響，對小環(huán)境的作用不太明顯。 瓦斯抽放工程對環(huán)境的影響主要是真空泵和電動機(jī)產(chǎn)生的噪聲。 瓦斯抽放泵站 的 值班人員 應(yīng)對抽放泵的運(yùn)行狀況（如電機(jī)溫度、各 部軸承溫度、冷卻水進(jìn)出水溫等）以及抽放泵周圍進(jìn)行巡查監(jiān)視，發(fā)現(xiàn) 安全隱患或異?，F(xiàn)象，及時(shí)向礦調(diào)度室匯報(bào)，并積極采取措施進(jìn)行處理和防范。 抽放鉆場應(yīng)設(shè)置 甲烷傳感器 ，對其瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。 在瓦斯抽放系統(tǒng)的主管、支管和鉆場管路上安 設(shè)孔板流量計(jì)，配合相應(yīng)儀器、儀表，可以對其抽放負(fù)壓、瓦斯?jié)舛取⒘髁窟M(jìn)行定期檢測。 （ 2）應(yīng)根據(jù)瓦斯抽放參數(shù)的變化（如鉆孔抽放衰減趨勢，抽放負(fù)壓和流量 的 相互關(guān)系等），及時(shí)對抽放系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整或采取有效技術(shù)措施，提高抽放效果。 抽放泵吸氣側(cè)應(yīng)安設(shè)防護(hù)網(wǎng)，防止雜物進(jìn)入泵內(nèi)而損壞設(shè)備。瓦斯?jié)舛瘸?，能夠自動?bào)警，瓦斯泵站瓦斯超限時(shí)，還應(yīng)能自動切斷電源停機(jī)。 （八）瓦斯抽放參數(shù)監(jiān)測 為保證瓦斯抽放系統(tǒng)安全運(yùn)行和達(dá)到較好 的 抽放效果，對抽放系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)測。 （七）瓦斯抽放泵站采暖、通風(fēng) 根據(jù)礦區(qū)內(nèi)氣候條件，礦區(qū)冬季溫度 較低 ，抽放泵房及值班室 可考慮采用空調(diào) 采暖。應(yīng)定期對防火設(shè)施和器材進(jìn)行檢查，對不合格（失效）的滅火器 材及時(shí)更換。 （六）消防設(shè)施 瓦斯抽放系統(tǒng)及泵站應(yīng)制定防滅火計(jì)劃和措施，并納入礦井 “ 災(zāi)防 ” 計(jì)劃之中實(shí)施，嚴(yán)防火災(zāi)及瓦斯事故發(fā)生。冷卻水采用供水泵供給，冷卻水要求 PH 值 68，水壓 80100kPa。 （五）泵站給水、排水 抽放泵站生產(chǎn)用水主要來源于 +1650m 回風(fēng)平硐 工業(yè)廣場 的 供水水源。 通訊 在瓦斯抽放泵站值班室設(shè)置直通礦調(diào)度室的電話分機(jī)，其型號選用礦用本安型撥號電話機(jī)。 照 明燈具選用礦用隔爆型白熾燈 10 盞，分別滿足泵站照明。 在變電所設(shè)二臺 S9500/10， 500kVA 變壓器，供通風(fēng)機(jī)、瓦斯泵、主井 絞車房、 壓風(fēng)機(jī)及地面其它用電。 （四）瓦斯泵房 供電與通信 供電 在地面主井工業(yè)場地設(shè) 10kV 變配電所，內(nèi)設(shè) KGS112 手車式高壓真空開關(guān)柜 11 臺，其中出線 4 回：分別到地面、井下各二回；進(jìn)線、PT、母連各二回，補(bǔ)償一回。 瓦斯泵房布置及附屬設(shè)備 瓦斯泵房內(nèi)設(shè)有瓦斯泵、管路、閥門 、 循環(huán)冷卻水等設(shè)備，泵房附近進(jìn)出口處設(shè)有 放 水器、防爆、防回火裝置 、 放空管 、 壓力、流量、濃度測定裝置以及采樣孔閥門等附屬裝置。 瓦斯抽放站是具有爆炸危險(xiǎn)的甲類廠房，設(shè)計(jì)門窗泄壓面積與廠房體積比應(yīng)在 ～ 之間。考慮占地面積和管理方便，值班室、配電室、瓦斯機(jī)房、供水泵房為聯(lián)合建筑，建構(gòu)筑物見表 459。 泵站地面建筑 青松嶺 煤礦抽放瓦斯系統(tǒng)采用永久性瓦斯抽放泵站，瓦斯抽放泵站設(shè)置在地面，抽出的瓦斯通過放空管排入大氣，暫不考慮瓦斯的利用。 （三）瓦斯抽放泵房 瓦斯抽放泵房設(shè)計(jì)原則 （ 1）泵房建筑必須采用不然材料，耐火等級為二級； （ 2）泵房周圍必須設(shè)置柵欄或圍墻； （ 3）泵房應(yīng)有防雷、防火、防洪、防凍等設(shè)施； （ 4）泵房內(nèi)要有良好的通風(fēng)照明設(shè)施并有直接聯(lián)通礦井調(diào)度室的電話； （ 5）建筑面積應(yīng)根據(jù)設(shè)備尺寸與臺數(shù)決定，并留有余地； （ 6）瓦斯機(jī)房、電氣室和值班室都要有單獨(dú)房間，避免相互干擾； （ 7）泵房應(yīng)有雙回路 供電 線路； （ 8）泵房 應(yīng)有供水系統(tǒng)，泵房設(shè)備冷卻水一般采用閉路循環(huán)，給水 管路及水池容積均應(yīng)考慮消防水量。該場地基礎(chǔ)標(biāo)高與風(fēng)井井口標(biāo)高一致，位于最高洪水位以上。 （ 5）泵房應(yīng)考慮進(jìn)出管敷設(shè)方便，有利于瓦斯輸送，并盡可能留有擴(kuò)能余地。 （ 3）泵房及泵房周圍 20m 范圍內(nèi)嚴(yán)禁有明火。由于該礦 深部煤炭資源豐富， 延深后 服務(wù)年限長，瓦斯抽放量大，考慮以后可能利用等因素，因此，本次設(shè)計(jì) 青松嶺 煤礦建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)。 四 、 瓦斯抽放站 （一）瓦斯抽放系統(tǒng)選擇 抽放系統(tǒng)一般有兩種選擇，一 種是將抽放泵站布置在井下靠近抽放地點(diǎn)的進(jìn)風(fēng)流中，這樣可以減少抽放管路的長度，并隨時(shí)根據(jù)抽放地點(diǎn)的需要改變抽放泵的位置，節(jié)省管路投資，其必要條件是抽放管閥門抽放泵抽放泵到用戶從井下來氣路排出的瓦斯排到采區(qū)回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷后，經(jīng)較短時(shí)間內(nèi)稀釋后瓦斯?jié)舛炔怀?，或者通過管道將抽出的瓦斯排放到地面。泵 的 電動機(jī)及其附屬電氣設(shè)備和照明燈設(shè)備，都必須采用礦用防爆型，否則必須有效隔離。兩臺瓦斯抽放泵運(yùn)轉(zhuǎn)布置如圖 457 所示。 瓦斯抽放泵 除了 對流量和壓力必須滿足要求外，還須具備以下條件： （ 1） 必須保證在 24 小時(shí)內(nèi)連續(xù)不斷地運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)要有一臺同等能力 的 備用抽放泵 ， 包括附屬裝置，并保證一臺因故停機(jī)后，備用泵能夠立即運(yùn)轉(zhuǎn)。 計(jì)算公式： H 泵 =（ H 總 +H 孔 +H 正 ） K 式中： H 泵 —— 瓦斯抽放泵的壓力 kPa； H 總 —— 抽放管道總阻力損失 kPa， ； H 孔 —— 抽放鉆孔所需負(fù)壓，取 15kPa； H 正 —— 抽放泵出口正壓，取 4kPa； K—— 抽放 備用系數(shù) ， 取 ； 則： H 泵 =（ +15+4） = 瓦斯抽放泵的 真空度計(jì)算 % ?? cH? 式中： Hc—— 礦井抽放負(fù)壓； 經(jīng)計(jì)算 z? =% 瓦斯泵選型 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果并考慮到礦井的管理水平和礦井生產(chǎn)的不均衡性，選用 2 套 2BEA253 型瓦斯抽放設(shè)備裝置，該裝置屬于煤礦安全標(biāo)志產(chǎn)品，有關(guān)技術(shù)參數(shù)見表 458。 （二）抽放設(shè)備選型 瓦斯抽放泵流量計(jì)算 瓦斯抽放泵流量應(yīng)滿足抽放瓦斯系統(tǒng)服務(wù)年限內(nèi)最大抽放量的需要。 測定孔板兩端的壓差可采用傾斜水柱計(jì)，測定抽放管路中的抽放負(fù)壓可采用水銀壓差計(jì)，抽放管路內(nèi)的瓦斯?jié)舛瓤刹捎秘?fù)壓吸氣 筒和高濃度瓦斯檢定器進(jìn)行測定。在抽放系統(tǒng)的主管道上安設(shè)一個(gè)孔板流量計(jì)，計(jì)量整個(gè)抽放系統(tǒng)的瓦斯抽放量。如圖 456 所示。 3）匯流器 匯流器是將多個(gè)鉆孔與抽放管路連接起來的裝置，該裝置可根據(jù)鉆孔多少，自行加工。 自動放水器選用 CWGFY 型全自動負(fù)壓放水器，該放水器可滿足不同的使 用要求和各類安裝條件，適用范圍廣、放水可靠。人工負(fù)壓放水器可采用鋼管自行加工。放水器有兩大類：人工放水器和自動放水器。 2）放水器 在抽放管路系統(tǒng)低洼易積水處安設(shè)自動放水器或人工放水器，且放水器間距為 200～ 300m，最大不超過 500m。 （ 2）附屬裝置 為了便于管路系統(tǒng)負(fù)壓的調(diào)節(jié)，掌握各抽放地點(diǎn)瓦斯抽出量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r以及保證管網(wǎng)系統(tǒng)的正常抽放，設(shè)計(jì)在主、干、支管路上分別安設(shè)閥門、流量計(jì)和放水器。 （ 4） 局部阻力： 局部阻力按 抽放管路 阻力的 15%計(jì)算： h 局 =h 總 15%=（ 1120+1940+520） 15%=540Pa （ 5） 地面固定 瓦斯抽放管路總阻力 H 總 = h 主 + h 干 + h 支 + h 局 =1120+1940+520+540=4120Pa 管路敷設(shè)及 附屬裝置 （ 1）管路敷設(shè) 煤礦井下的環(huán)境條件惡劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受壓變形，空氣潮濕等，為此對煤礦井下瓦斯抽放管路的敷設(shè)要求如下： 1）瓦斯 抽放 管路應(yīng)采取防腐、防銹蝕措施； 2）傾斜巷道的瓦 斯管路，每隔 30m 打一防滑樁，將管道固定在防滑樁上； 3）管路敷設(shè)要求平直，盡量避免急彎； 4）管路敷設(shè)時(shí)，要考慮流水坡度，要求坡度盡量一致，避免高低起伏，低洼處需安裝放水器； 5）新敷設(shè)的管路要進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。 （ 2） 干 管最大阻力： 干管為工作面運(yùn)輸順槽和至兩個(gè)掘進(jìn)工作面的長度，其最大阻力的管路長度為 638m，其阻力為： 25 干干 QdKLh ?? = 25 ???? =1940Pa 其中 Q 干 根據(jù)礦井采掘工作面日瓦斯抽放量和抽放濃度計(jì)算得出 Q 干 =138m3/h。 抽放管路 阻力損失 計(jì)算： 根據(jù)管徑 、流量的不同應(yīng)分段計(jì)算阻力，每段管路摩擦阻力采用下式計(jì)算： 25 QdKLhf ??