【正文】 在瓦斯 抽采 站按《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（ GB5005794， 20xx年版）設(shè)避雷線保護瓦斯排放管，在瓦斯 抽采 站房頂設(shè)置避雷帶防感應(yīng)雷。 四、照明 在瓦斯泵站內(nèi)和值班室的照明燈具選用隔爆型燈具。泵站職工產(chǎn)生的少量生活污水，經(jīng)污水瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 34 管道（溝）收集后排 到 工業(yè)場地附近的河溝內(nèi)。補充水由室外用水管道引入高、低位水池中，以補充冷卻循環(huán)水 。 高位水池高于水環(huán)真空泵安裝平面 8m以上， 在低位水池中安放 2臺 潛水泵作為循環(huán)水泵，型號為 BQW15－ 15－ ， 流量為 15m3/h，揚程為 15m，轉(zhuǎn)速 2860r/min，功率 。 二、供排水 給水 瓦斯 抽采 泵的供水采用地面清潔水（ PH值 6～ 8），供水壓力 80～ 147kPa， 補充水 供水量大于 50L/min。 根據(jù)煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范 GB501294，瓦斯 抽采 站的電力負(fù)荷為一級負(fù)荷，即必須保證有兩個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到破壞。根據(jù)礦井實際情況，在保證 抽采 站有雙回路供電的情況下，核實礦井 變壓器現(xiàn)有容量，如果容量允許，可不增加變壓器，同時， 抽采 泵站內(nèi)設(shè)備采用地面供電系統(tǒng)供電，井下打鉆、封孔等設(shè)備采用井下供電系統(tǒng)供電。 第 四 節(jié) 供配電 、供排水 、通訊 、照明 一、供配電 泵站供電參照主要通風(fēng)機的供電管理，專用線路，專用開關(guān)。 抽采 泵站實時監(jiān)測應(yīng)具備以下功能 ： ⑴ 以分鐘、小時、班、天 為單位，統(tǒng)計各支線進氣管道和總 抽采 管道標(biāo)準(zhǔn)瓦斯抽采 混合量和純量； 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 33 ⑵ 對泵站設(shè)備工作狀態(tài)進行監(jiān)控； ⑶ 對 抽采 泵站機房的安全管理 。 第 三 節(jié) 抽采 泵站監(jiān)測設(shè)計 抽采 實時監(jiān)測包括 抽采 管道實時監(jiān)測和 抽采 泵站實時監(jiān)測。安裝循環(huán)水泵 2臺，要求供水量大于 20m3/h，揚程大于 10m。 各建筑物均采用自然通風(fēng)，但門窗及排氣口合計的泄壓面積要符合要求。 抽采 泵出氣端管路上設(shè)置有防回火、防回氣、防爆炸裝置和放空管等，泵房設(shè)置防雷接地裝置。泵站 周圍設(shè)置消火栓， 抽采 泵站是具有爆炸危險的甲類廠房，設(shè)計門窗作為泄壓面積，泄壓與廠房體積比應(yīng)在 ～ ，瓦斯 抽采 泵房采用不燃性材料構(gòu)成。泵房頂部設(shè)置天窗以利于通風(fēng)。 抽采 泵站由瓦斯泵房、配電室和值班室組成，瓦斯泵房長 8m，寬 6m，高 。 真空泵 有關(guān)技術(shù) 參數(shù)如表 5－ 1－ 4所示。 取瓦斯泵入口溫度 t=20℃ ，則瓦斯泵工況下瓦斯流量計算見表 5－ 1－ 3。因目前我國的真空泵曲線都是按工況狀態(tài)下的流量繪制的，所以還需按下式把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的抽采 泵流量換算成工況狀態(tài)下的流量。 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 31 表 5－ 1－ 2 瓦斯泵流量計算表 根據(jù)表 5－ 1－ 2計算結(jié)果，按抽采最困難的情況取泵的入口壓力，因此實際取抽采 系統(tǒng)泵入口的絕對壓力為 76kPa。K 式中 H泵 —— 瓦斯泵的壓力， Pa； H總 —— 抽采 管路總阻力損失， Pa； H孔 —— 抽采 鉆孔 孔口 所需負(fù)壓； H正 —— 瓦斯泵出口正壓，取 H正 ＝ 5000Pa； K—— 抽采 備用系數(shù)，取 K＝ 。 表 5－ 1－ 1 瓦斯泵流量計算表 名稱 泵安裝數(shù) 量 ( 臺 ) 抽采規(guī)模 ( m3/min ) 抽采量 /臺 ( m3/min ) 瓦斯?jié)舛?%) 泵流量 /臺 ( m3/min ) 備注 抽 采 系統(tǒng) 2 3 3 30 15 一抽一備 二、瓦斯泵壓力計算 瓦斯泵壓力，必須能克服 抽采 管網(wǎng)系統(tǒng)總阻力損失和保證鉆孔有足夠的負(fù)壓，以及能滿足泵出口正壓之需求。 本次設(shè)計抽采瓦斯總規(guī)模為 。 η 名稱 直管阻力損失 ( Pa) 局部阻力損失 ( Pa) 總阻力損失 ( Pa) 抽 采系統(tǒng) 2035 305 2341 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 30 第五章 瓦斯 抽采 泵 站設(shè)計 第一節(jié) 泵站選型 一、 瓦斯泵流量計算 瓦斯泵流量應(yīng)能滿足 抽采 瓦斯系統(tǒng)服務(wù)年限內(nèi)最大 抽采 量的需要。 1通往井下的抽 采 管路應(yīng)采取防雷措施。 管路敷設(shè)時，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； 瓦斯主管距建筑物的距離大于 5m，距動力電纜大于 1m，距水管和排水溝大于，距鐵路大于 4m，距木電線桿大于 2m；瓦 斯管路與其它建筑物相交時，其垂直距離大于 ，與動力電纜、照明電纜和電話線大于 ，且距相交構(gòu)筑物 2m范圍內(nèi)，管路不準(zhǔn)有接頭和布置管件。其它 巷道中的 抽采 管路應(yīng)懸掛在巷道幫上，其 中心線 高度不小于 。 金屬 管在安設(shè)前要進行防腐處理， 抽采 管需外涂紅色以示區(qū)別。 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 29 表 4－ 2－ 3 抽采管路阻力計算表 第三節(jié) 瓦斯抽采 管路 和 附屬 設(shè)施安裝 及質(zhì)量驗收 為了便于管路系統(tǒng)負(fù)壓的調(diào)節(jié)，掌握各 抽采 地點瓦斯抽出量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓?情況以及保證管網(wǎng)系統(tǒng)的正常 抽采 ，設(shè)計時在各主、分管路上 分別安設(shè)閥門、流量計和放水器，此外，在瓦斯泵房和地面管路上還須安設(shè)有防爆、防回火裝置及放空管 等 。 抽采 管路阻力損失計算應(yīng)選擇 抽采 系統(tǒng)服務(wù)年限內(nèi)一條最長的 抽采 管路進行計算，根據(jù) 西溝二號井 的礦井開拓布置，到采區(qū)邊界的瓦斯管路最長，所以按從泵站到井下邊界的 抽采 管路 900m計算 抽采 管道直管阻力損失，其結(jié)果見表 4－ 2－ 2。 因此，管材選擇如下： 地面及泵房管路采用無縫鋼管，型號為 Ф 219 6mm，井下 主 管路采用 礦用 阻燃瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 28 抗靜電 瓦斯抽采 塑料管， 主管 型號 為 PEKWФ 200 ， 掘進預(yù)抽和 鉆孔抽采空區(qū)型號為 PEKWФ 160 ， 采空區(qū)埋管 抽采 支管采用無縫鋼管，型號為Ф 159 。 按照大管徑流速取大值、小管徑流速取小值 ,，管路系統(tǒng)較長者流速取小值、管路系統(tǒng)較短者流速取大值的原則選取經(jīng)濟流速， 抽采 瓦斯管徑計算結(jié)果見表 4－ 2－ 1。 第二節(jié) 抽采 管徑計算及管材確定 一、瓦斯管徑計算 根據(jù)瓦斯 抽采 管服務(wù)的范圍和所擔(dān)負(fù)輸送 抽采 量的大小，其管徑按下式計算： D=(Q混 /V)1/2 式中 D—— 瓦斯管內(nèi)徑， m； V—— 管道中混合瓦斯的經(jīng)濟流速， m/s，一般取 V=5～ 15m/s； Q混 —— 管內(nèi)混合瓦斯流量， m3/min。 采空區(qū)埋管 → 頂板順槽 → 回風(fēng) 石門 → 中央風(fēng)井 → 抽采 泵站。 接替采面管路布置參照首采面管路布置。因此，長時間的預(yù)抽還可以取得更好的效果 ， 其預(yù)抽時間應(yīng)以達(dá)到預(yù)計的瓦斯 抽采 率的有效性指標(biāo)為準(zhǔn) 。 設(shè)計 掘進工作面預(yù)抽鉆孔抽采時間大于 10天 ，如果煤體瓦斯含量高， 則應(yīng)適當(dāng)延長預(yù)抽時間 。 ⑸ 各礦可根據(jù)自身的實際情況確定采空區(qū)瓦斯 抽采 的采空區(qū)溫度、一氧化碳濃度臨界值以及最大 抽采 負(fù)壓值，同時要逐步采用自動監(jiān)控裝置，以保證 抽采 工作的安全。 ⑵ 在工作面最小控頂距采空區(qū)頂板冒實處到上隅角，砌筑密閉墻或擋風(fēng)墻，以減少采面向采空區(qū)的漏風(fēng)，墻體可采用磚、料石或用編織袋裝煤砌筑的方式，面上抺灰漿增加其密封性。 為此，采空區(qū)瓦斯 抽采 應(yīng)注意以下方面。 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 25 +7 91 m頂 板順槽+7 91 m底 板順槽+7 95 m八 尺槽措施上巷回采面 采空區(qū)圖 3－ 4－ 3 鉆孔抽采空區(qū)示意圖 四、采空區(qū)瓦斯抽采注意事項 根據(jù)《礦井瓦斯 抽采 管理規(guī)范》 第 22條 規(guī)定：“ 在有自 燃 發(fā)火危險煤層的采空區(qū)抽采 瓦 斯時，必須經(jīng)常檢測 CO濃度和氣體溫度等有關(guān)參數(shù)的變化。見圖 34－ 2。永久性密閉要選擇頂?shù)装鍒怨痰膸r（煤）層巷道，兩道密閉墻（磚或料石）中間充填砂或黃土，密閉墻四周要掏槽，插管 抽采 的密閉上還應(yīng)設(shè)置注砂（泥漿）管和采氣測溫管等觀測管。加強采空區(qū)密閉對全封閉采空區(qū)瓦斯 抽采 是個必要條件，提高采空區(qū)的氣密性可防止漏氣， 保持必要的 抽采 瓦斯?jié)舛群头乐褂凶匀純A向煤層因漏氣進氧而發(fā)生采空區(qū)發(fā)火。 二 、 插 管抽采工藝 全封閉采空區(qū)是指工作面已采完封閉的采空區(qū)，也稱老采空區(qū)。 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 23 工作面進風(fēng)巷抽放管路支撐垛抽放管路支撐垛采空區(qū)回風(fēng)巷 圖 3－ 4－ 1 采空區(qū)埋管抽采布置圖 與本煤層預(yù)抽瓦斯相比，采空區(qū)抽采的特點是抽采量較大，但 埋管抽采負(fù)壓一般控制在 3～ 5kPa。當(dāng)?shù)诙?抽采 管被埋進約 5m時，撤下 抽采 管與第一趟埋管的連接管，并把抽采 管與第二趟埋管相連，如此循環(huán)， 以此達(dá)到利用埋管不斷 抽采 采空區(qū)的瓦斯的目的 ，埋管 抽采 接替見圖 3－ 4－ 1。 當(dāng) 抽采 管被埋進 15m時，開始沿回風(fēng)巷 頂部敷設(shè)第二趟埋管。 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 22 第 四 節(jié) 采空區(qū) 抽采 一、埋管 抽采 1． 埋管抽采 方式 在頂板順槽內(nèi)利用采面預(yù)抽支管 作為 采空區(qū) 瓦斯 抽采 支 管，隨著工作面推進， 抽采 管管口保持伸入采空區(qū) 20m，將采空區(qū)瓦斯抽出，并使采空區(qū)氣體向埋管口流動，以此治理工作面采空區(qū)瓦斯涌出及工作面瓦斯超限。 三、抽采工藝 在鉆孔施工完后，用 DN50mm吸引膠管將每個鉆孔與匯流瓦斯管相連接，連接處需用 8號鐵絲將膠管扎緊。封孔管采用Φ 50mm具有煤安標(biāo)志的礦井允用塑料管，封孔管作成篩孔管，頂端管口堵實，在管壁處每隔 100mm鉆直徑為 10mm的十字交叉鉆孔。 二、鉆孔施工 打鉆：采用 ZL500（最大鉆進深度： 150m，電機功率： ，終孔直徑： 65/75mm）型鉆機施工，嚴(yán)格按設(shè)計參數(shù)施工，施工完后作好鉆孔竣工參數(shù)記錄。 瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 21 頂板順槽 底板順槽123 圖 3－ 3－ 1 工作面瓦斯抽采鉆孔布置圖 表 331 鉆孔參數(shù)表 鉆孔編號 鉆孔傾角（176。西溝二號 井中央采區(qū)為兩翼開采，東、西翼工作面交替布置 ， 由于礦井采 掘接替較緊張，為了有更多的預(yù)抽時間，因此在回采工作面的準(zhǔn)備巷道掘進時開始布置預(yù)抽鉆孔， 鉆孔布置如圖 3－ 3－ 1。 第 三 節(jié) 工作面鉆孔抽采 一、抽采工藝 該礦回采工作面抽采主要以預(yù)抽為主，邊采邊抽為輔。 三、抽采工藝 在鉆孔施工完后，用 DN50mm吸引膠管將每個鉆孔與鉆場匯流瓦斯管相連接，連接處需用 8號鐵絲將膠管扎緊。 封孔：采用 BFZ水泥漿封孔泵封孔。掘進預(yù)抽是 在煤巷掘進工作面向前方煤層施工扇形鉆孔，每個循環(huán)施工3個鉆孔，每個循環(huán)間距 130m， 孔深至少 150m，保證 預(yù)抽鉆孔超前距不小于 20m， 鉆孔孔徑 75mm，終孔 孔底 間距為 8m， 鉆孔布置如圖 321所示。 水平分層開采時，上區(qū)段煤層開采后，下區(qū)的煤層的瓦斯會大量涌向上區(qū)段的采空區(qū) ， 同時由于采用放頂煤采煤，采空區(qū)丟煤較多 ， 采空區(qū)丟煤的 瓦斯 會 涌入采空區(qū) ，為確保安全生產(chǎn)，應(yīng)加強采空區(qū)瓦斯 抽采 ， 采空區(qū) 抽采 采用半封閉的采空區(qū)埋管 抽采 、全封閉插管抽采 及穿層鉆孔抽采空區(qū) 。 二、 抽采 瓦斯方法選擇 根據(jù)該礦瓦斯涌出狀況及臨近礦井瓦斯 涌出狀況 ， 本 礦井瓦斯主要來源于本煤層和采空區(qū) ， 西溝二號井中央采 區(qū) 瓦斯抽采方法設(shè)計為 回采工作面預(yù)抽和采空區(qū)瓦斯抽采并重 的抽采方法 。 選擇的 抽采 方法應(yīng)有利于提高瓦斯 抽采 效果，降低瓦斯 抽采 成本。 巷道布置在滿足瓦斯 抽采 的前提下，應(yīng)盡可能利用生產(chǎn)巷道，以減少 抽采 工程量。 應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯涌出來源及涌出量構(gòu)成分析，有針對 性地選擇 抽采 瓦斯方法，以提高瓦斯 抽采 效果。 瓦斯 抽采 方法設(shè)計：包括本煤層鉆孔 抽采 和采空區(qū)埋管 抽采 的工藝 設(shè)計 等 ，抽采 方法 應(yīng)由建設(shè)方 根據(jù)實際應(yīng)用效果進行修改和優(yōu)化 。具體設(shè)計內(nèi)容如下： 瓦斯 抽采 泵站設(shè)計：包括 抽采 泵站計算 、 選型等 。兩項系數(shù) 對比，而衰減系數(shù) 靠近可以抽瓦斯抽采系統(tǒng)方案設(shè)計說明書 18 放煤層，因此從綜合兩方面來看 ，西溝二 號井中大槽煤層可抽性較好。透氣性系數(shù)為 m2/MPa2瓦斯抽放的可行性應(yīng)以是否能抽出瓦斯或能否獲得較好地抽放效果來評價 。 因此，不論是國家法規(guī)還是煤礦安全生產(chǎn)需要，西溝二號井開采中央采區(qū)時進行瓦斯抽采都是必要的。 第 五 節(jié) 礦井瓦斯抽采必要性和可行性分析 西溝二號井 礦井 相對瓦斯涌出量預(yù)計為 ，因此屬于 高瓦斯礦井 ，根據(jù) 國務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故的特別規(guī)定（國務(wù)院令 446號） ，高瓦斯礦井必須建立瓦斯抽采系統(tǒng)，因此該礦需加強礦井瓦斯治理，進行瓦斯抽采工作。 Kg （ 214） 式中 W抽 —— 可抽瓦斯量， Mm3； Kg —— 礦井瓦斯抽采率， %。由于 小型 礦井 生產(chǎn)產(chǎn)量不均衡及 瓦斯涌出的不均衡性，設(shè)計礦井瓦斯抽