【正文】 參考文獻(xiàn)[1] 國家煤礦安全監(jiān)察局，《煤礦安全規(guī)程》，煤炭工業(yè)出版社，2005年.[2] 國家煤礦安全監(jiān)督管理總局，《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ10272006），2006年.[3] 煤炭工業(yè)部，《礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（MT501896），1996年.[4] 煤炭工業(yè)部. 礦井瓦斯抽放管理規(guī)范. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1997.[5] 建設(shè)部、質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB502152005），2005年.[6] 國家煤礦安全監(jiān)督管理總局，《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ10262006），2006年.[7] 國家煤礦安全監(jiān)督管理總局，礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法（AQ10182006），2006年.[8] 林柏泉 張建國. 礦井瓦斯抽放理論與技術(shù). 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1996.[9] 朱銀昌,候賢文. 煤礦安全工程設(shè)計(jì). 北京：煤炭工業(yè)出版社，1995.[10] 于不凡,. 北京：煤炭工業(yè)出版社，2005.[11] ：中國礦業(yè)大學(xué)出版社。以后的道路上讓我們共同珍惜。不僅如此，我還要感謝四年來所有教育關(guān)心我的各位領(lǐng)導(dǎo)老師。菁菁校園，草木正綠，又是離別的時候。畢業(yè)設(shè)計(jì)不亞于以往任何形式的學(xué)習(xí)、實(shí)踐。三個月的時間雖然不長，但我卻體會到了真正意義上的學(xué)習(xí)。確定方案，計(jì)算數(shù)據(jù)，選型驗(yàn)算，繪制大圖，對一個只是念過課本還未接觸過實(shí)際問題的學(xué)子來說，是何其繁瑣和艱難，沒有一點(diǎn)毅力前進(jìn)，真是不行。這要求畢業(yè)生還要深化學(xué)習(xí)，因?yàn)槊旱V安全實(shí)際要求工程技術(shù)人員是多面手，應(yīng)該有全面而細(xì)致的知識系統(tǒng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)真正考驗(yàn)一個人的所學(xué)和意志品質(zhì)。8 致 謝合上這本厚厚的說明書，我的大學(xué)生活也逐漸畫上了句號。――必須有抽放瓦斯?jié)舛纫?guī)定及在規(guī)定濃度下的防爆措施。――抽放瓦斯泵必須有前后防回火、爆炸、電氣防爆、防靜電措施。給水管路及水池容積均應(yīng)考慮消防水量。――泵房內(nèi)電氣設(shè)備、照明和其它電氣、檢測儀表均應(yīng)采用礦用防爆型；――站房必須有直通礦調(diào)度室的電話；――抽放站應(yīng)有供水系統(tǒng)。鉆機(jī)備用量按工作臺數(shù)的60%計(jì)；――抽放站位置應(yīng)設(shè)在不受洪澇威脅且工程地質(zhì)條件可靠地帶，應(yīng)避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區(qū)等；宜設(shè)在回風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)，站房距井口和主要建筑物及居住區(qū)不得小于50m；――站房及站房周圍20m范圍內(nèi)禁止有明火；——站房應(yīng)建在靠近公路和有水源的地方；——站房應(yīng)考慮進(jìn)出管敷設(shè)方便：有利瓦斯輸送，并盡可能留有擴(kuò)能的余地；――抽放站建筑必須采用不燃性材料，耐火等級為二級；——站房周圍必須設(shè)置柵欄或圍墻；――站房附近管道應(yīng)設(shè)置放水器及防爆、防回火、防回水裝置，設(shè)置放空管及壓力、流量、濃度測量裝置，并應(yīng)設(shè)置采樣孔、閥門等附屬裝置。――井下移動瓦斯抽放泵站必須實(shí)行“三專”供電，即專用變壓器、專用開關(guān)、專用線路。監(jiān)測傳感器的位置設(shè)在柵欄外1m以內(nèi)。移動抽放泵站排到巷道內(nèi)的瓦斯，其濃度必須在30m以內(nèi)被混合到《煤礦安全規(guī)程》允許的限度以內(nèi)。柵欄設(shè)置的位置，上風(fēng)側(cè)為管路出口外推5m，上下風(fēng)側(cè)柵欄間距不小于35m。抽出的瓦斯必須引排到地面、總回風(fēng)道或分區(qū)回風(fēng)道；已建永久抽放系統(tǒng)的礦井，移動泵站抽出的瓦斯可直接送至礦井抽放系統(tǒng)的管道內(nèi)，但必須使礦井抽放系統(tǒng)的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》第一百四十八條規(guī)定。4)地面管路防凍措施。2)管路防腐蝕、防漏氣、防砸壞、電氣防爆、防靜電、防帶電、防底鼓措施。為了方便安裝與檢修，泵機(jī)房內(nèi)配備SDXQ3型3t手動單梁懸掛式起重機(jī)一臺。――抽放瓦斯管路必須進(jìn)行防腐處理，外部涂紅色以示區(qū)別。――抽放管路應(yīng)有良好的氣密性及采取防腐蝕、防砸壞、防帶電及防凍等措施。――抽放管路應(yīng)保持一定的坡度，一般不小于1%。電動機(jī)選用YB型，660V，185kW隔爆三相異步電動機(jī)。2BE1400型水環(huán)式真空泵，設(shè)備尺寸小，質(zhì)量輕、操作簡單，運(yùn)行平穩(wěn)，具有電耗小，總投資少等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合本礦井抽放煤層透氣性較差，抽放量不大的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)推薦采用水環(huán)式真空泵作為本礦井瓦斯抽放設(shè)備，該方案的優(yōu)點(diǎn)是：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，工作輪內(nèi)充滿水，起防爆阻焰作用，安全性高?；剞D(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓較高，運(yùn)行穩(wěn)定，供氣均勻。適用于瓦斯流量大(8001200m3/min)，負(fù)壓要求高(400050000Pa)的抽放瓦斯礦井；可作為正壓鼓風(fēng)輸往用戶，同時又可作為負(fù)壓抽出瓦斯。表63 各類瓦斯泵的特點(diǎn)及適用條件類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件離心式鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，不易出故障；運(yùn)行平穩(wěn)，供氣均勻，便于維修，保養(yǎng)，使用壽命長；流量大，最大可達(dá)1200m3/min。抽放瓦斯泵的真空度ηz= Hb/101300100%=%。根據(jù)抽放管網(wǎng)最大阻力計(jì)算值，鉆場孔口要求的負(fù)壓值，以及排放端管路的摩擦阻力，局部阻力的要求，抽放泵必須產(chǎn)生的壓力：Hb=K(Hz+H鉆孔口+H泵出口)=(+20000)=（Pa）式中：H－瓦斯泵壓力，Pa； K－備用系數(shù)，取K =。根據(jù)礦井抽放瓦斯期間最大純瓦斯抽放量和最低抽放瓦斯?jié)舛?5%，計(jì)算抽放泵所需的流量：Qb=100∑Q純 K1/(Xη)=10023(30)=115（m3/min）⑵瓦斯泵壓力計(jì)算瓦斯抽放泵的壓力是克服瓦斯從井下抽放孔口起，經(jīng)抽放管路到抽放泵，再到釋放點(diǎn)所產(chǎn)生的全部阻力損失。 計(jì)算方法⑴瓦斯泵流量計(jì)算抽放瓦斯泵流量必須滿足抽放系統(tǒng)服務(wù)年限之內(nèi)最大抽放量的需要。礦井抽放系統(tǒng)的總阻力，必須按管網(wǎng)最大阻力計(jì)算，抽放瓦斯系統(tǒng)應(yīng)不出現(xiàn)正壓狀態(tài)。根據(jù)本采區(qū)抽放瓦斯系統(tǒng)管路布置，總干管從地面到回風(fēng)下山的己15工作面回風(fēng)巷(上順槽)L1=3200m，采用DN600mm抽放瓦斯管1趟；支管1至己15采面回風(fēng)下山下端L2=1200m，采用DN250mm抽放瓦斯管1趟；根據(jù)上述抽放瓦斯管路系統(tǒng)，計(jì)算管網(wǎng)阻力如下：（1）直管段摩擦阻力 (612)式中：hf－某段管路的摩擦阻力，Pa；L－管路長度，m；△－混合瓦斯對空氣的相對密度，△=，n1為混合瓦斯中瓦斯的濃度，n2為混合瓦斯中空氣的濃度；Q－某段管路的混合瓦斯流量，m3/h；K0－系數(shù)，根據(jù)管徑查得，；D－管路內(nèi)徑，cm。根據(jù)本采區(qū)抽放瓦斯系統(tǒng)管路布置，總干管從地面到回風(fēng)下山的己15工作面回風(fēng)巷(上順槽)L1=3200m，采用DN300mm抽放瓦斯管1趟；支管1至己15采面回風(fēng)下山下端L2=1200m，采用DN100mm抽放瓦斯管1趟；根據(jù)上述抽放瓦斯管路系統(tǒng)，計(jì)算管網(wǎng)阻力如下：（1）直管段摩擦阻力 (611)式中：hf－某段管路的摩擦阻力，Pa；L－管路長度， m；△－混合瓦斯對空氣的相對密度，△=，n1為混合瓦斯中瓦斯的濃度，n2為混合瓦斯中空氣的濃度；Q－某段管路的混合瓦斯流量，m3/h；K0－系數(shù)，根據(jù)管徑查得，；D－管路內(nèi)徑，cm。管路系統(tǒng)長，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜或主管管徑較小者，可按上限取值，反之則按下限取值。⑵管路摩擦阻力計(jì)算計(jì)算直管摩擦阻力，可按下式計(jì)算： （610）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(nèi)徑，cm；k0—系數(shù)，見表4；D—混合瓦斯對空氣的相對密度，見表5。（3） 己15采面上隅角與采空區(qū)埋管抽放管路支管的選擇：己15支管上：D= (68)（m）管路選用DN300mm無縫鋼管做為己15采面上順槽抽放瓦斯管。（2） 己1617支管上：D= （66）（m）管路選用DN400mm無縫鋼管做為己1617采面上順槽抽放瓦斯管。己15支管下：D= （64）（m）管路選用DN100mm無縫鋼管做為己15采面下順槽抽放瓦斯管。根據(jù)采區(qū)及各采區(qū)抽放瓦斯量、抽放瓦斯?jié)舛龋紤]到為今后抽放瓦斯留有余量(可能的最大流量)，分別計(jì)算選擇各段抽放管路如下：對于去往己15采面高位鉆場與平行鉆場管路的選擇（1）總干管： （62） （m）管路選用DN300mm無縫鋼管做為抽放瓦斯主管。抽放管的連接采用CDU快速接頭，主管趟數(shù)為一趟DN600mm無縫鋼管和一趟DN300mm無縫鋼管。根據(jù)瓦斯抽出量及分布情況，抽放管路主管管徑、規(guī)格：主干管為一趟DN600mm無縫鋼管和一趟DN300mm無縫鋼管?！V井抽放瓦斯量較大且瓦斯利用點(diǎn)分散。一般情況下，宜采用集中建站方式。瓦斯抽放系統(tǒng)選擇還應(yīng)注意以下問題：⑴分期建設(shè)、分期投產(chǎn)的礦井，抽放瓦斯工程可一次設(shè)計(jì)，分期建設(shè)、分期投抽。：抽放管路總阻力包括摩擦阻力和局部阻力；摩擦阻力可用低負(fù)壓瓦斯管路阻力公式計(jì)算；局部阻力可用估算法計(jì)算，一般取摩擦阻力的10%~20%。：抽放瓦斯管路的管徑應(yīng)按最大流量分段計(jì)算，并與抽放設(shè)備能力相適應(yīng)，抽放管路按安全流速為5~15m/s和最大通過流量來計(jì)算管徑，抽放系統(tǒng)管材的備用量可取10%。圖54 邊掘邊抽6 瓦斯抽放管路系統(tǒng)及設(shè)備選型 抽放管路選型及阻力計(jì)算 規(guī)定根據(jù)《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》，對瓦斯抽放管路有如下要求：：抽放管路系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)井下巷道的布置、抽放地點(diǎn)的分布、瓦斯利用的要求以及礦井的發(fā)展規(guī)劃等因素確定，避免或減少主干管路系統(tǒng)的頻繁改動，確保管道運(yùn)輸、安裝和維護(hù)方便，并應(yīng)符合下列要求：——抽放管路通過的巷道曲線段少、距離短，管路安裝應(yīng)平直，轉(zhuǎn)彎時角度不應(yīng)大于50176。另外，在保證掘進(jìn)工作面正常循環(huán)作業(yè)的情況下，采用“邊掘邊抽”的防突方法。圖53 上隅角抽放掘進(jìn)工作面邊掘邊抽：掘進(jìn)工作面防突以降低前方煤體集中應(yīng)力，釋放煤層瓦斯壓力為主。圖52 采空區(qū)抽放上隅角抽放：為解決回采期間上隅角瓦斯問題，在采面回風(fēng)順槽鋪設(shè)專用管路或利用采空區(qū)瓦斯抽放的預(yù)埋管路，對己15煤采面上隅角瓦斯進(jìn)行抽放。在三通管進(jìn)入采空區(qū)一定距離后，根據(jù)抽放效果及濃度逐漸打開三通管上吸氣口閥門，進(jìn)行抽放。采空區(qū)埋管抽放由于采面回采后己1617煤層瓦斯大量涌入采空區(qū)，為消除己15煤層開采、己1617煤層采掘時的瓦斯危害和突出威脅，必須將采空區(qū)瓦斯盡可能排除，為此在回風(fēng)順槽鋪設(shè)專用管路進(jìn)行采空區(qū)抽放。）仰角（176。具體布置見表51；圖51?？讖?0mm，孔深80m。高位鉆孔抽放（1）抽放層位，全冒落帶高度為：H=M/（k1）cosα =（）cos10= （51）H——冒落帶高度 K——巖石碎脹系數(shù)M——工作面采高 α——煤層傾角根據(jù)高位抽放鉆孔抽放原理，鉆孔終孔位置應(yīng)布置在裂隙帶內(nèi)，因此設(shè)計(jì)鉆孔終孔位置應(yīng)布置在采面頂板以上5～9m范圍內(nèi)。（2）鉆孔布置在運(yùn)輸順槽和回風(fēng)順槽向煤層打鉆，采用MKⅣ型鉆機(jī)施工，孔徑90mm，孔深80m，鉆孔間距3m。己15煤采面選擇的抽放方法為：上下順槽打順層平行鉆孔預(yù)抽、高位鉆孔抽放和采空區(qū)埋管抽放、上隅角抽放相結(jié)合的瓦斯抽放方法。由于己15煤采面為近距離開采保護(hù)層采面，己15煤層與己1617煤層層間距厚度不均，在開采過程中己1617煤層瓦斯釋放入該采面，尤其是采空區(qū)附近。抽放瓦斯方法、方式的選擇，應(yīng)根據(jù)瓦斯及煤層賦存情況，瓦斯來源、巷道布置方式、礦井開采技術(shù)條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)等綜合分析比較后確定。 抽放方法選擇根據(jù)上面建立的抽放瓦斯的必要性指標(biāo)和可行性指標(biāo)，依據(jù)規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定論述采用礦井集中抽放瓦斯系統(tǒng)或地面鉆孔抽放瓦斯系統(tǒng)，還是采用井下移動式抽放瓦斯系統(tǒng)。一般把回采工作面老頂初次冒落前的平均瓦斯涌出量認(rèn)為是本煤層的瓦斯涌出量，而將老頂初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量認(rèn)為是鄰近層的瓦斯涌出量。根據(jù)《AQ10272006煤礦瓦斯抽放規(guī)范》：按礦井瓦斯來源實(shí)施開采煤層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放和圍巖瓦斯抽放；：多瓦斯來源的礦井，應(yīng)采用綜合瓦斯抽放方法。5 抽放方法 規(guī)定根據(jù)《MT501896礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范》：選擇抽放瓦斯方法，應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來源、巷道布置、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)、瓦斯利用要求等因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。八礦、十礦、十二礦已建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)。 抽放難易程度根據(jù)本礦和鄰近八礦、十礦及十二礦實(shí)測數(shù)據(jù)和實(shí)際抽放效果來看：,屬較難抽放煤層，～‰,一般在3‰以下來看，又屬容易抽放煤層。 瓦斯抽放的可行性 開采層抽放瓦斯的可行性根據(jù)鄰近礦井的實(shí)際抽放瓦斯資料和開拓開采布置，確定己四采區(qū)各煤層以本煤層抽放為主，進(jìn)行預(yù)抽、邊采邊抽等綜合抽放瓦斯方法。己四采區(qū)瓦斯涌出量己四采區(qū)瓦斯涌出量由各采面瓦斯涌出量與各掘進(jìn)面瓦斯涌出量組成。（2）己1617煤層掘進(jìn)工作面由于開采己1617煤層時，煤層已被解放，己1617煤層的瓦斯部分釋放到己15煤采空區(qū)中被瓦斯抽放系統(tǒng)