【正文】 56第四章 瓦斯抽放泵站抽放泵站的位置及管道敷設(shè)路線見瓦斯抽放系統(tǒng)布置。測定管路壓力和瓦斯?jié)舛软氃谕晃恢?。瓦斯采樣器與孔板流量計(jì)配合使用采取瓦斯樣。(7)瓦斯取樣器當(dāng)抽放管路負(fù)壓大于 13kPa 時(shí)，常用的皮球就不能取出瓦斯氣樣。(6)測壓計(jì)測壓計(jì)須選用負(fù)壓測壓計(jì)。測壓嘴不宜過大過長，一般不超過30mm，其直徑大約 4～10mm 。(5)測壓嘴 (孔)測壓嘴即測定管路中瓦斯流的壓力和瓦斯管路中氣體取樣的小孔，在管路安裝以前，預(yù)先焊裝上，并檢查有無焊渣堵塞和漏氣現(xiàn)象。封孔管與管路彎頭、孔板流量計(jì)、止回閥等連接，再通過接頭與鎧裝膠管連接，膠管另一端通過接頭與瓦斯管三通上的閥門連接，構(gòu)成了瓦斯抽放系統(tǒng)的開端。 四 通膠 管 抽 瓦 斯 管負(fù) 壓 放 水 器1管閘 閥439。為了檢修的方便，可在進(jìn)水管串接一個球閥。放水器應(yīng)安設(shè)在管道的下方，用一根1 英寸鐵管或能承受一定負(fù)壓的膠管作進(jìn)水管，將放水器的進(jìn)水管與管道的集水口連接好，再用 1 根能承受一定負(fù)壓的 DN20mm 鋼管或膠管作放54水器的負(fù)壓平衡管，將瓦斯抽放管與放水器負(fù)壓平衡接口相連，即可進(jìn)行自動放水。在需安裝放水器的管段一般應(yīng)串接一個三通，以形成集水口。人工放水器結(jié)構(gòu)、安裝如圖 35 所示。53瓦 斯 進(jìn) 氣 管 路 孔 板 流 量 計(jì)銅 管 至 抽 放 泵 膠 管U形 管 負(fù) 壓 計(jì) 形 管 壓 差 計(jì)圖 34 瓦斯抽放流量、負(fù)壓等參數(shù)測定示意圖(3)放水裝置放水裝置可分為正壓自動放水器和負(fù)壓自動放水器，礦井井下均為負(fù)壓管路，需安裝負(fù)壓放水器。使用孔板流量計(jì)的管道條件和安裝要求：孔板上游側(cè)的測量管長度為 10D，下游側(cè)的長度為 4D；測量管內(nèi)表面應(yīng)清潔，無凹陷和沉淀物，其相對粗糙度 K/D 應(yīng)少于或等于；孔板上、下游所需直管長度不得小于相應(yīng)的最小值；測量管長度之外的直管段內(nèi)表面的相對粗糙度 K/D 小于或等于 ，但也允許使用相對粗糙度更高一些的管子；在測量管中安裝孔板時(shí)，開孔軸線與測量管軸線同軸，孔板上游側(cè)端面與管道軸線垂直，垂直度小于177。當(dāng)氣體經(jīng)管路通過孔板時(shí)，在孔板兩側(cè)產(chǎn)生壓差，通過壓差可以計(jì)算出管路中氣體的流量。氣體流量測定裝置用以測定瓦斯抽放管路中的瓦斯流量。(2)計(jì)量裝置瓦斯流量是瓦斯抽放工作中的一個重要參數(shù)，瓦斯流量測定方法的種類很多，應(yīng)用條件也有所不同。測壓孔高度設(shè)計(jì) 20mm，選用內(nèi)徑 6mm 銅管，在安裝管路之前預(yù)先焊上，平時(shí)用密封罩罩住或用細(xì)膠管套緊捆死，以防漏氣。抽放管閥門間距 500～1000m。(1)閥門在瓦斯抽放管路上和鉆孔的連接處，均需安設(shè)閥門，主要用于調(diào)節(jié)與控制各個獨(dú)立抽放地點(diǎn)的抽放負(fù)壓、瓦斯?jié)舛?、抽放量等，同時(shí)修理和更換瓦斯管時(shí)可關(guān)閉閥門切斷回路。托掛吊掛式安裝如圖31 所示、井下支撐墩與地面支撐墩類似如圖 32 所示。(20)抽放管路應(yīng)保持一定的坡度，一般不小于 1％。50(18)抽放管路分岔處應(yīng)設(shè)置控制閥門，閥門規(guī)格應(yīng)與安裝地點(diǎn)的管徑相匹配。(16)抽放鉆場、門框架、低洼、溫度突變處及沿管路適當(dāng)距離(間距一般為 200～300m，最大不超過 500m)應(yīng)設(shè)置放水器。(14) 抽放管與鉆場連接處應(yīng)裝設(shè)瓦斯檢測和計(jì)量裝置。拆除或更換管路時(shí)，必須把計(jì)劃拆除的管路與在用的管路用閘閥或閘門隔開，待計(jì)劃拆除管路內(nèi)的瓦斯排放完畢后方可動工拆除。(11)嚴(yán)禁瓦斯抽放管路與電纜同側(cè)敷設(shè)。時(shí)，間距一般為 15～20m 巷道傾角≥30176。(10)在傾斜巷道中安設(shè)的管路，應(yīng)采用防滑裝置(或管卡) 將管子固定在巷道支架或巷道壁上。管路距離巷道底板不小于 300mm。(8)抽放管的接頭、接口要緊密不漏氣，用法蘭盤連接的管路必須加墊圈，且墊圈的厚度宜不小于 5mm。49(7)抽放管路跨越巷道時(shí)應(yīng)設(shè)置門框架。(5) 抽放管上的閥門應(yīng)設(shè)置在井下主要分區(qū)點(diǎn)，確保每點(diǎn)進(jìn)行撤安管路時(shí)，不影響其它區(qū)域的正常抽放。(3)當(dāng)抽放管路設(shè)于主要運(yùn)輸巷內(nèi)時(shí)，在人行道側(cè)其架設(shè)高度不應(yīng)小于，并固定在巷道壁上，與巷道壁的距離應(yīng)滿足安裝檢修要求，瓦斯抽放管件的外緣距巷道壁不宜小于 。(2)瓦斯抽放管路通常敷設(shè)在不經(jīng)常運(yùn)輸?shù)南锏?如回風(fēng)巷道) 中，抽放管路通過的巷道應(yīng)曲線段少、距離短。礦井井下抽放瓦斯管路的敷設(shè)要求：(1)采用高壓膠管將抽放鉆孔導(dǎo)管與鉆場匯流管緊密聯(lián)結(jié)，做到密閉不漏氣，高壓膠管不能拐 120176。 抽放泵站選用環(huán)境瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測傳感器，抽放管路瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測傳感48器、壓力繼電器、瓦斯斷電儀與之配套可對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。表 31 ZWY—7/15 型移動式抽放泵站主要技術(shù)參數(shù)型號 最大抽氣量 (m3/min) 外形尺寸 ≤（長寬 高） 電機(jī)功率(kW) 轉(zhuǎn)速(r/min) 耗水量(L/min) 供水壓力（KPa） 真空度ZWY—7/15 7 15 1450 15 17—30 Mmhg該產(chǎn)品符合礦用防爆電氣設(shè)備制造的有關(guān)規(guī)程的要求。 。d抽放泵工況瓦斯流量m3/ ?????dbTPQ工式 中 ： ——礦井抽放瓦斯的流量在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的瓦斯流量，m 3/min；b ——當(dāng)?shù)氐慕^對大氣壓， 100KPa；1P ——瓦斯入口處的絕對溫度，取 20℃， K；T 29307??T ——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的大氣壓，；b——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對溫度， 293K。鉆h五、瓦斯泵真空度計(jì)算礦 井 抽 放 總 負(fù) 壓 )0342(.1?????HK）（ 鉆管抽 %%???抽?式 中 ： ——瓦 斯 泵 真 空 度 。(1)抽放 管 摩 擦 阻 力礦 井 服 務(wù) 至 后 期 ， 瓦 斯 抽 放 管 最 長 1000m， 瓦 斯 管 內(nèi) 徑；則 瓦 斯 抽 放 主 管 摩 擦 阻 力 ： )2( 525021 PDKQLHZ ?????二、礦井瓦斯抽放系統(tǒng)最大阻力局部阻力按沿程阻力的 10%計(jì)算，則抽放系統(tǒng)總的阻力a34210. PH???管第四節(jié) 礦井瓦斯抽放泵的選型三、瓦斯泵流量計(jì)算m3/%?????入CQK式 中 ：46——瓦 斯 泵 的 額 定 流 量 ， m3/min；Q ——瓦 斯 抽 放 備 用 系 數(shù) ， k=； K——在 抽 放 期 內(nèi) 最 大 抽 放 純 量 之 和 ， ；? ——瓦 斯 泵 入 口 處 瓦 斯 濃 度 ， 30%；入C ——瓦 斯 泵 的 機(jī) 械 效 率 ； 取 η=80%。詳見礦井井下移動泵站抽采瓦斯管路布置圖。計(jì)算結(jié)果： ?D＝選用 Ф110/ (公稱壓力 ，壁厚 , 公稱外徑 110 mm、內(nèi)徑 )，具有“MA”標(biāo)志、礦用阻燃抗靜電 PE 管或 PVC 管。礦井瓦斯抽放系統(tǒng)管徑按最大瓦斯抽放純量 ℅，抽放濃度按 30%計(jì)算，瓦斯管內(nèi)流量 Q＝120％247。第二節(jié) 抽放管徑和管材的選擇瓦斯管管徑一般采用下式計(jì)算，并參照抽放泵的實(shí)際能力留有備用量，同時(shí)考慮運(yùn)輸和安裝的方便。管材選擇一般考慮運(yùn)輸、安裝、使用、維修、防腐、防碰撞及投資等因素。瓦斯管的管材盡量采用國家定型產(chǎn)品，且必須取得“MA”標(biāo)志。管網(wǎng)系統(tǒng)由三部分組成：主管，抽采和輸送全礦井瓦斯管路；支管，抽采和輸送一個采、掘工作面的瓦斯管路；管網(wǎng)附屬裝置。其泵站位置及管路敷設(shè)線路瓦斯抽放系統(tǒng)管路布置圖。因此，移動瓦斯抽放泵站設(shè)在+265m 水平聯(lián)絡(luò)巷，設(shè)置臨時(shí)抽放硐室，瓦斯排放管道通過二級回風(fēng)暗斜井到礦井總回風(fēng)上山至地面排空。在選擇瓦斯抽放管路系統(tǒng)時(shí)，主要根據(jù)抽放泵站位置、開拓巷道布置、管路安裝等進(jìn)行確定。如采用孔口簡易除塵裝置，將排渣引向回風(fēng)流42中并在出口設(shè)置除塵裝置。風(fēng)排粉鉆孔施工工藝流程見圖 210。) 90~+90鉆桿直徑 /mm 42/50 給進(jìn)力(KN) 50開孔直徑 /mm 87/115 起拔力(KN) 30終孔直徑 /mm 65/75 給進(jìn)行程 (mm) 850額定轉(zhuǎn)速/rmp =90 主機(jī)外形長寬 高/m 輸出扭矩/Nm =650 整機(jī)總重量/kg 900三、 鉆孔工藝對于松軟煤層打鉆，采用傳統(tǒng)工藝，無論是水力排屑濕式鉆進(jìn)法，還是螺旋排屑干式鉆進(jìn)法，施工順層鉆孔時(shí)，都可能存在較多的阻鉆因素，造成打鉆困難，排屑不暢是制約鉆進(jìn)速度和鉆孔深度的主要因素。鉆機(jī)額定技術(shù)指標(biāo)如表 24 所示。在綜合分析我國煤礦常用鉆機(jī)性能和現(xiàn)場實(shí)際使用情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦井煤層硬度以及設(shè)計(jì)抽放鉆孔的長度，選擇 ZY650 型全液壓鉆機(jī)。(2)鉆機(jī)要體積小，輕便或解體方便，以利于搬遷。41(6)鉆進(jìn)工藝設(shè)計(jì)采用 ZY650 全液壓鉆機(jī)，配鉆桿，風(fēng)壓排粉，孔口壓力水防塵，無巖芯鉆進(jìn)工藝。(4)抽放負(fù)壓按其它礦井瓦斯抽放經(jīng)驗(yàn)，采空區(qū)抽放管口負(fù)壓為 5～8KPa 左右，采面預(yù)抽鉆孔負(fù)壓為 13～25KPa 左右。生產(chǎn)中要對不同鉆孔間距的抽放效果進(jìn)行測試、統(tǒng)計(jì)，比較確定更加合理的鉆孔間距。抽 放 支 管 放 水 器 閥 門 流 量 測 定 管圖 28 采掘工作面鉆孔封孔器與抽放管路的連接40抽 放 管鉆 孔 水 泥 漿 注 漿 管封 孔 泵 抽 放 管注 漿 管黃 泥 封 堵圖 29 封孔泵與被封鉆孔的連接圖第七節(jié) 瓦斯抽放設(shè)備及工藝一、鉆孔參數(shù)及鉆進(jìn)工藝(1)鉆孔直徑根據(jù)國內(nèi)瓦斯抽放實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，礦井抽放鉆孔選用開孔直徑 90mm、終孔直徑為 65mm 的鉆孔。鉆孔封孔器與抽放管路的連接如圖 28 所示。聚氨酯封孔 1h 后，便可與抽放管路連接；砂漿封孔需經(jīng) 24h 后才可與抽放管路連接。鉆 孔 抽 放 管 前 擋 板 麻 布 聚 氨 酯 后 擋 板圖 27 聚氨脂封孔示意圖聚氨脂封孔操作簡單，省時(shí)省力，氣密性好，抽放效果好，但封孔成本略高于水泥漿封孔。根據(jù)《煤礦瓦斯抽放技術(shù)規(guī)范》并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，巖層鉆孔封孔深度不小于 5m，煤層鉆孔封孔深度不小于 8m。5min 后藥液開始發(fā)泡沫膨脹，膨脹倍數(shù)可達(dá) 20 倍。封孔前要將頂端焊有鐵擋盤的封孔管準(zhǔn)備好，根據(jù)封孔段長度確定好聚氨酯用量，然后將配制好的甲、乙兩種藥液混和并快速攪拌均勻，當(dāng)藥液由黃褐色稍變?yōu)槿榘咨珪r(shí)，停止攪拌，將藥液均勻倒在毛巾布上，邊倒液邊向封孔管上卷纏毛巾，并將卷纏好的封孔管迅速插入鉆孔內(nèi)。封孔前必須清除孔內(nèi)煤、巖粉。封孔時(shí)先把注漿管和抽放管固定在鉆孔內(nèi)；固定方法可采用木塞或錨固劑等，注漿管和抽放管要露出孔口 100～150mm 。在軟分層中施工抽放鉆孔，施工完畢后，需盡快封孔、注漿，防止垮孔等影響封孔質(zhì)量。38圖 26 封孔泵結(jié)構(gòu)圖掘進(jìn)工作面孔口段圍巖條件好、構(gòu)造簡單、孔口負(fù)壓中等時(shí)，封孔長度一般不低于 6m；孔口段圍巖裂隙較發(fā)育、或孔口負(fù)壓較高時(shí)，封孔長度一般不低于 8m。當(dāng)鉆孔傾角較小時(shí)可適當(dāng)增大漿液的濃度、適當(dāng)增大封孔長度。一般在打鉆將要結(jié)束時(shí)就可開始準(zhǔn)備水泥砂漿。抽放鉆孔封孔材料采用 425＃硅酸鹽水泥，抽放鉆孔孔內(nèi)抽放套(DN25mm 礦用 PVC 管 )管長度：掘進(jìn)工作面 6～8m，采煤工作面5～8m。礦用型注漿封孔泵主要由礦用隔爆型電磁起動器 防爆電動機(jī) 聯(lián)軸器 變速系統(tǒng) 攪拌器 操作離合器 離合器操作手柄 機(jī)座 9 及送漿泵 10 組成。泵自身具有攪拌功能，封孔質(zhì)量可靠，封孔工藝簡單，使用方便，易于維護(hù)。如圖 25 所示。嚴(yán)禁采用黃泥封孔。時(shí)，底部或下幫 5m)及工作面前方 10m 以上。⑥采煤工作面控制范圍工作面前方 20m 以上；石門(井筒)揭煤工作面控制范圍應(yīng)根據(jù)煤層的實(shí)際突出危險(xiǎn)程度確定，但必須控制到巷道輪廓線外 12m 以上( 煤層傾角＞8176。50mm。2176。④單一煤層噸煤抽放鉆孔工程量應(yīng)大于 ；煤層群噸煤抽放鉆孔工程量應(yīng)大于 。36②鉆場內(nèi)的鉆孔個數(shù)由試驗(yàn)得出，順層鉆孔一般以 1 個孔為宜，石門鉆場鉆孔數(shù)量以 3～9 個為宜。④礦井技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)礦井的實(shí)際生產(chǎn)情況和瓦斯?fàn)顩r，對抽放鉆孔布置方式及相應(yīng)技術(shù)參數(shù)定期進(jìn)行總結(jié)、調(diào)整、修正。②對開采層預(yù)抽煤層瓦斯，應(yīng)按鉆孔抽放半徑確定合理的鉆孔間距，并盡量增大鉆孔的見煤長度。二、鉆孔布置的原則、要求(1)鉆孔布置的原則①鉆孔開孔部分要求圓而光滑，以便于封孔。第六節(jié) 鉆場及鉆孔布置一、鉆場布置的原則(1)鉆場布置應(yīng)免受采動影響，避開地質(zhì)構(gòu)造帶，便于維護(hù)，利于封孔。在工作面推進(jìn)過程35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(jìn)行抽放。 木 垛篩 孔 管 支 撐 垛抽 放 管 路 閥 門抽 放 管 路運(yùn) 輸 巷回 風(fēng) 巷工 作 面采 空 區(qū)A圖 24 +265m 水平 19 對拉回采采煤工作面采空區(qū)埋管布置示意圖在開采煤層回風(fēng)巷抽放管的末端設(shè)一彎管，使抽放管口抬高至回風(fēng)巷頂，并設(shè)木垛對其管口進(jìn)行保護(hù)，以此形成管口。工 作 面 運(yùn) 輸 巷工 作 面 回 風(fēng) 巷采 空 區(qū) 新 風(fēng) 污 風(fēng)抽 放 鉆 孔抽 放 鉆 孔鉆 孔 布 置 平 面 圖剖 面 圖B點(diǎn) 放 大 圖 ABAB圖 23 +265m 水平 19 對拉回采工作面回風(fēng)巷高位頂板補(bǔ)充孔布置圖34表 23 +265m 水平 19 對拉回采工作面回風(fēng)巷頂板抽放補(bǔ)充鉆孔參數(shù)表與巷道中線偏角/(?) 與水平面傾角/(?) 孔深/m 備注 33鉆孔方位以巷道中線為參考，偏角，左偏為“+”，右偏為“” 采空區(qū)埋管抽放方法根據(jù)礦井瓦斯涌出的特點(diǎn)及開采礦井的自燃發(fā)火特征，礦井開采煤層時(shí)，可對采空區(qū)進(jìn)行半封閉式采空區(qū)埋管抽放，如圖 24 所示。抽放鉆孔設(shè)計(jì)如圖 23 所示。為了保證抽放鉆孔的抽放量，在+265m 水平 19 對