【正文】 和沿煤層走向的順層鉆孔，其施工長(zhǎng)度選擇主要由工作面傾斜長(zhǎng)度及走向長(zhǎng)度決定。 鉆孔使用使用鉆機(jī)施工。 采面邊采邊抽鉆場(chǎng)鉆孔布置示意圖15m抽放鉆孔抽放鉆場(chǎng)工作面方向回風(fēng)巷運(yùn)輸巷聯(lián)絡(luò)巷 二、巷道掘進(jìn)邊掘邊抽瓦斯抽放 鉆場(chǎng)布置：在煤巷掘進(jìn)工作面后 5m 處的巷道兩幫各施工一個(gè)鉆場(chǎng)。借鑒已有經(jīng)驗(yàn)，每組鉆場(chǎng)在煤巷兩幫錯(cuò)開布置，其規(guī)格為：寬高深 =2m12 掘進(jìn)巷道高度 3m，采用木棚支護(hù)，同側(cè)兩組鉆場(chǎng)之間的間距為 30m。每個(gè)鉆場(chǎng) 3鉆孔終孔位置在工作面前方煤層中部，距巷道輪廓線的距離分別 為 2m、 4m、 6m，開孔位置距巷道輪廓線距離在 2m以上。為操作方便，靠近采面上隅角段管路可采用 7m 長(zhǎng)的吸水管與主抽放管路相連接，將吸水管的一端插入上隅角，為保證軟管吸入口能處于 上隅角的上部（上部瓦斯?jié)舛容^高）可將抽放軟管與木棒綁在一起（避免軟管口下耷），用鐵絲吊掛在支架上。隨著工作面的推進(jìn)，逐節(jié)回收主抽放管路，移動(dòng)軟管的連接，直至回采結(jié)束。為確保抽放點(diǎn)的合適位置，在主抽放管路末端可設(shè)置一個(gè)分流器，分支出幾個(gè)支管，插入上隅角的不同位置進(jìn)行抽放。 上隅角淺部插管抽放示意圖抽放管路采面回風(fēng)巷擋風(fēng)簾吸水管（豪絲管）支柱采空區(qū)鐵絲 抽放管木垛木垛吸水管（豪絲管） 插 管抽放管上隅角深部插管抽放示意圖工作面回風(fēng)巷14 四、采空區(qū)埋（留）管抽放 對(duì)于采空區(qū)瓦斯涌出量較大的工作面，也可以采取采空區(qū)埋（留）管抽放的方式。 A—— A剖面采空區(qū)埋(留)管抽放示意圖30m回風(fēng)流進(jìn)風(fēng)流采空區(qū)采場(chǎng)T型 頭鐵絲網(wǎng)切頂線煤壁線抽放管AA抽放管進(jìn)風(fēng)上山回風(fēng)上山回風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)巷 15 五、老空區(qū)密閉抽放 對(duì)于已采完的老空區(qū)如果瓦斯涌出量大，向臨近工作場(chǎng)所涌出瓦斯時(shí)，可以采用密閉抽放。 2. 密閉位置應(yīng)選擇在頂、幫堅(jiān)硬的地方，掏槽深度 ，見實(shí)幫、實(shí)底，盡量避免在壓力集中區(qū)域。 4. 抽放管要預(yù)埋在密閉墻的上部，伸入密閉不小于 1m，提高瓦斯抽放濃度。 汪家寨鎮(zhèn)一煤礦由于煤層具有自燃發(fā)火性， 其發(fā)火期 4～ 6 個(gè)月，因此在采用 老空區(qū)密閉抽放技術(shù)時(shí)，更必須慎重，確保密閉的氣密性能，并要有專門的人員定期對(duì)抽放密閉內(nèi)進(jìn)行一氧化碳濃度檢測(cè)，否則不能采用該抽放方法。經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)一些礦區(qū)瓦斯壓力實(shí)測(cè)值分析，瓦斯壓力 P 和深度 H 的關(guān)系可以表示為下列直線關(guān)系： P=（ 2． 03～ 10． 13） H 式中 P—— 距地表垂深 H處煤層瓦斯壓力， kPa； H—— 垂深， m。 第二節(jié) 煤層瓦斯含量 礦方無(wú)資料數(shù)據(jù)，目前也未進(jìn)行測(cè)定。主要可采煤層平均厚度 米，煤層傾角 22 度左右，根據(jù)地礦管理部門限定的礦區(qū)范圍計(jì)算，地質(zhì)儲(chǔ)量 194萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量 萬(wàn)噸。 由于無(wú)各煤層的瓦斯含量數(shù)據(jù)，故瓦斯儲(chǔ)量無(wú)法計(jì)算?，F(xiàn) 礦井 實(shí)測(cè) 總回風(fēng)量 648 m3/min，總回風(fēng)流瓦斯?jié)舛?%左右，瓦斯涌出量為 m3/min，說明隨著開采深度的增加和產(chǎn)量的增大 ,礦井瓦斯涌出量也隨著增大。在初期由于 主要是局部瓦斯矛盾，所以只預(yù)計(jì)有 的瓦斯需要抽走。 第五節(jié) 瓦斯抽放率計(jì)算 根據(jù)以上分析，后期 抽放系統(tǒng)要承擔(dān)排走 3m3/min左右的瓦斯，那么后期將建立的固定式瓦斯抽放系統(tǒng)的瓦斯抽放率為： Li=（ 3/7） 100%≈ 43% 其抽放服務(wù)年限應(yīng)為礦井服務(wù)年限。瓦斯抽放管路系統(tǒng)與抽放泵的位置有很大關(guān)系，抽放泵站如果布置在地面，最好選擇在回風(fēng)井附近，泵房 20m 內(nèi)嚴(yán)禁明火；抽放泵站如果布 置在井下，應(yīng)靠近抽放地點(diǎn)，安裝在進(jìn)風(fēng)硐室中。另一種泵站位置選擇方案是將泵放在地面，一般是由于礦井總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛容^高或總回風(fēng)巷行人，抽出的瓦斯不能排放到總回風(fēng)巷內(nèi)，必須排放到地面。當(dāng)移動(dòng)泵站不能滿足瓦斯治理要求時(shí)，界時(shí) 建立固定式泵站，固定式泵站安裝在地面。具體位置見抽放管路系統(tǒng)圖。硐室必須使用不可燃材料支護(hù)。排氣管由 抽放硐室 → 聯(lián)絡(luò)石門 → c407 回風(fēng)巷→回風(fēng)斜井下口。管徑太大，投資費(fèi)用增加；管徑過小，管路阻力大。計(jì)算公式： D=（ Q/V） 1/2 式中 D—— 抽放瓦斯管內(nèi)徑， m； Q—— 瓦斯管中混合瓦斯的流量， m3/min； V—— 瓦斯管中混合瓦斯的平均流速，一般 V=5～ 15m/s。 則 D=（ Q/V） 1/2=（ 4/10） 1/2= 以此為依據(jù)，管路可選用內(nèi)徑為 100mm 的管子 ,一般選用無(wú)縫鋼管 ,由于礦井規(guī)模較小 ,為節(jié)省投資 ,也可采用焊縫鐵管 ,壁厚 46mm,如考慮安裝及運(yùn)輸方便 ,也可采用玻璃鋼管。 則 D=（ Q/V） 1/2=（ 25/15） 1/2= 以此為依據(jù)，主管路可選用內(nèi)徑為 200mm 的管子 ,一般選用無(wú)縫鋼管 ,由于礦井規(guī)模較小 ,為節(jié)省投資 ,也可采用焊縫鐵管 ,壁厚 46mm,如考慮安裝及運(yùn)輸方便 ,也可采用玻璃鋼管。 二、管路阻力計(jì)算 1. 移動(dòng)式抽放部分 移動(dòng)式 抽放管路鋪設(shè)由 抽放硐室 → 2113 回風(fēng)巷→采面。 管路鋪設(shè)長(zhǎng)度（考慮到將在 2114 采面使用因素）負(fù)壓段預(yù)計(jì) 300m，正壓段長(zhǎng)度 450m,。 20 hf 負(fù) =△ Q2/（ K0d5） = 300 2402/（ 105） = hf正 =△ Q2/K0d5= 450 2402/( 105) = Pa hf負(fù)局 = 15%= hf正局 = 15%= 以上式中 hf負(fù) —— 負(fù)壓段的摩擦阻力， Pa； hf正 —— 正壓段的摩擦阻力， Pa； hf負(fù) 局 —— 負(fù)壓段的局部阻力， Pa； hf正局 —— 正壓段的局部阻力， Pa； L —— 管路長(zhǎng)度， m； △ —— 混合瓦斯對(duì)空氣的相對(duì)比重，查表得 ； Q —— 瓦斯流量， m3/h； K0—— 系數(shù)，查表得 內(nèi)徑為 100mm 的管子為 ； d—— 管道內(nèi)徑 ,cm。 管道阻力計(jì)算，根據(jù)公式 hf=△ Q2/K0d5得出摩擦阻力，再用估算法取摩擦阻力的 15%作為局部阻力，從而得出總阻力。此外，在瓦斯泵房和地面管路上還要安設(shè)防爆、防回火裝置及放空管等。 22 在每個(gè)鉆場(chǎng)中，每個(gè)鉆孔都要有單獨(dú)的閥門控制。最經(jīng)濟(jì)最簡(jiǎn)便實(shí)用的方法是在管路上鑿一個(gè)直徑 10mm 的洞，再在該處焊上一個(gè)直徑 16mm 的螺帽，然后將直徑 16mm 的螺桿安在螺帽上，需測(cè)試時(shí)將螺桿取下即 可?？装辶髁坑?jì)要安裝在距離泵站最近的直管路段，其前后 5m應(yīng)平直，不要有閥門和變徑管。 1管 路 2閥 蘭盤 3 壓差計(jì)接頭 4 聯(lián)接螺栓 5孔 板孔板流量計(jì)結(jié)構(gòu)原理圖氣流方向54321 23 膠皮管U型管壓差計(jì) 孔板流量計(jì)參數(shù)測(cè)定示意圖氣流方向U型管負(fù)壓計(jì) 管路抽氣量可以采用下列公式進(jìn)行計(jì)算： Qv=K 3. 放水器 在抽放系統(tǒng)的管道最低洼點(diǎn)，一般都容易積聚從抽放地點(diǎn)抽來(lái)的水，減小有效抽放斷面，增加抽放阻力。針對(duì)汪家寨鎮(zhèn)一煤礦的實(shí)際，選擇使用人工負(fù)壓 放水器。瓦斯泵流量按下式計(jì)算： Q 泵 =Q η 24 式中 Q 泵 —— 瓦斯抽放泵的額定流量， m3/min； Q —— 最大抽放瓦斯純 量， m3/min； 5m3/min C —— 瓦斯泵入口處的瓦斯?jié)舛龋?20%； η —— 瓦斯泵的機(jī)械效力，取 80%； K —— 瓦斯抽放綜合系數(shù)，取 K= 則瓦斯泵流量： 1. 移動(dòng)式抽放部分 Q 泵 =Q η = =5m3/min 2. 固定式抽放部分 Q 泵 =Q η =5 = m3/min 二、瓦斯泵壓力計(jì)算 瓦斯抽放泵壓力，必須能克服抽放管網(wǎng)系統(tǒng)總 阻力損失和保證抽放的鉆孔有足夠的負(fù)壓，以及泵的出口正壓的需求。 K 式中 H 泵 —— 瓦斯泵的壓力， Pa； Hi—— 抽放管路總阻力損失， Pa； H0—— 抽放鉆孔所需負(fù)壓，一般取 H 孔 =15000 Pa； K —— 抽放備用系數(shù)，取 K= 25 H 泵 =（ Hi+H0） K 式中 H 泵 —— 瓦斯泵的壓力， Pa； H 總 —— 抽放管路總阻力損失， Pa； H孔 —— 抽放鉆孔所需負(fù)壓，一般取 H孔 =15000 Pa； H 正 —— 瓦斯泵出口正壓， 一般取 H 正 =5000 Pa； K —— 抽放備用系數(shù)，取 K= H 泵 = （ H 總 +H 孔 +H 正 ） 該設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)見下表： 固定式瓦斯泵決定選擇廣東佛山水泵廠生產(chǎn)的 CBF3002型水環(huán)式真空泵二型 號(hào) 額 定 抽 氣量 （ m3/min） 極 限 真 空度（ hPa） 電機(jī)功率（ kw） 轉(zhuǎn)速（ r/min） 口徑（ mm） 耗水量（ L/h） ZWY7/15 7 200 15 1450 100 17～ 30 26 臺(tái) ,其中一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn) ,一臺(tái)備用。 分別見下圖： 型 號(hào) 最大氣量 （ m3/min） 極限真空絕壓（ hPa） 電機(jī)功率（ kw） 轉(zhuǎn)速（ r/min） 口徑（ mm） 耗水量（ m3/h） CBF3002 45 120 55 490 200 .～ 27 2D1002D+1002DD5D+200銅網(wǎng)式防爆、防回火裝置1擋圈 2銅絲網(wǎng) 3活法蘭接頭213 水封式防爆、防回火裝置8排水孔7支撐柱6水位計(jì)5注水管4防爆閥3水封罐2排氣管1進(jìn)氣管87654321900+D14,69D300350100 28 2. 泵的排氣端設(shè)置排空管，用來(lái)排放抽出的瓦斯。 第六章 瓦斯抽放泵站 第一節(jié) 抽放泵站 1. 移動(dòng)抽放泵站 移動(dòng)抽放泵站設(shè)在 井底車場(chǎng)與回風(fēng)聯(lián)絡(luò)石門之間的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，距回風(fēng)聯(lián)絡(luò)石門 11m，靠近抽放地點(diǎn)，位于進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)。移動(dòng)抽放泵房硐室規(guī)格為 :深寬高 =4m 3m 。 2. 固定抽放泵站 根據(jù)礦井井口的具體位置，確定將固定抽放泵站設(shè)在與回風(fēng)井較近、地勢(shì)平坦的地段，其距離回風(fēng)井井口不超過 100m。 固定抽放泵站瓦斯泵房、配電室、值班室組成，具體布置見泵房平面圖。要求采用不燃性材料建筑并且設(shè)計(jì)門窗作為泄壓，其泄壓面積與廠房體積比應(yīng)在 ～ 之間。 29 在瓦斯抽放站按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5005794， 2020 年版）設(shè)避雷線保護(hù)瓦斯排空管，在瓦斯抽放站房頂設(shè)置避雷帶防感應(yīng)雷，在變電所設(shè)工作接地，接地電阻＜ 4Ω；在瓦斯抽放站分別設(shè)防雷擊和防感應(yīng)雷接地，接地電阻均＜ 10Ω。電桿、避雷線敷設(shè)見 下圖 要求。 按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5005794， 2020 年版）第 3． 2． 2條建筑物內(nèi)的設(shè)備、管道、構(gòu)架、電纜金屬外皮、鋼屋架、鋼窗等較大金屬物和突出屋面的放散管、風(fēng)管等金屬物，均應(yīng)接到防雷電感應(yīng)的接地裝置上， 接地電阻＜ 10Ω。 瓦斯泵房防雷平面布置圖5000＞450040008000電桿接地樁防雷電感應(yīng)的接地裝置瓦斯泵房拉線拉線電桿避雷線排空管 30 瓦斯泵房防雷立面布置圖排空管瓦斯泵房電桿電桿接地接地拉線拉線避雷線15000500070006000 由于礦區(qū)處于山區(qū)，雷害比較嚴(yán)重，所以避雷要注意以下幾點(diǎn)： 1. 排空管應(yīng)高于房頂 3m 以上，排空管與避雷針距離小于 5m； 2. 避雷針接地電阻不得大與 4Ω，達(dá)不到要求的要增加接地極； 3. 瓦斯抽放泵房?jī)?nèi)所有設(shè)備的金屬外殼都應(yīng)接地，金屬走架線、水管等金屬物必須接地； 4. 為防止井下瓦斯抽放管路帶電，瓦斯抽放管路也需接地； 5. 瓦斯抽放供電采用四芯電纜，其中一芯接地。從針頂點(diǎn)向下作 45176。在任一高度 hx的 xx平面上，保護(hù)半徑可由下式確定： 當(dāng) hx≧ h/2 時(shí)， rx=（ hhx） P 式中 rx—— 在 hx 的高度上保護(hù)范圍的半徑，排空管與避雷針間距離小于5m； h—— 避雷針高度， m；