【正文】 分為北采區(qū)，原大洪溝、小紅溝井田劃分為南采區(qū)，原堿溝井田劃分為西采區(qū)。其中：主斜井傾角16176。副斜井在主斜井的西側(cè)，相距40m，傾角22176。西采區(qū)的輔助提升任務(wù)由原堿溝場(chǎng)地的副斜井擔(dān)負(fù)。（2）+400m水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和+400m水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷西采區(qū)與+400m水平輔助運(yùn)輸石門(mén)和+400m水平膠帶輸送機(jī)石門(mén)間距離約4km，為實(shí)現(xiàn)礦井分區(qū)開(kāi)拓、集中運(yùn)煤和排水的目的，需向西采區(qū)布置集中運(yùn)輸大巷，考慮到西采區(qū)瓦斯含量高，單巷施工長(zhǎng)約4km，通風(fēng)也不易解決，在采取機(jī)、軌分設(shè)后巷道斷面也可大大減小，有利于的巷道維護(hù)，因此西翼集中運(yùn)輸大巷采用機(jī)、軌分設(shè)的方式，即分別布置+400m水平西翼集中膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸巷和+400m水平西翼集中輔助運(yùn)輸大巷，分別擔(dān)負(fù)西采區(qū)的主運(yùn)輸和大件設(shè)備運(yùn)輸任務(wù)。各采區(qū)單獨(dú)布置回風(fēng)井，不設(shè)回風(fēng)大巷。該區(qū)走向長(zhǎng)6km，該采區(qū)為一雙翼采區(qū)，主、副斜井井筒兼作采區(qū)上山。 礦井通風(fēng)方式及瓦斯涌出情況烏東煤礦北采區(qū)回風(fēng)井為立井，主要通風(fēng)機(jī)為對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)方式均為抽出式。但深部相對(duì)涌出量不詳，且在區(qū)內(nèi)個(gè)別煤層中如B36號(hào)煤層的瓦斯含量相對(duì)較高，如82年、83年在17線開(kāi)采B36號(hào)煤層的一個(gè)小窯，曾經(jīng)發(fā)生過(guò)連續(xù)兩次瓦斯爆炸事故，均有人員傷亡。煤科總院沈陽(yáng)研究院承擔(dān)的“烏東煤礦北采區(qū)B1－B3－6煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定與抽放瓦斯可行性研究報(bào)告”項(xiàng)目開(kāi)展期間，對(duì)本礦的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如下。 煤層瓦斯含量B1－2煤層的瓦斯含量+ m3/t；B3－6煤層+～； +～ m3/t之間。 煤層透氣性系數(shù)B1－，B3－。3 瓦斯抽放的必要性和可行性礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的任務(wù)是確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)時(shí)瓦斯涌出量的大小，為礦井和采區(qū)提供通風(fēng)及瓦斯管理方面的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)。（2）烏東礦北采區(qū)開(kāi)采+400m標(biāo)高時(shí)。（2）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：① 大于或等于40m3/min；② ～，大于30m3/min；③ ～，大于25m3/min；④ ～，大于20m3/min；⑤ ，大于15m3/min。下面從三個(gè)方面來(lái)分析烏東煤礦北采區(qū)瓦斯抽放的必要性。按前面計(jì)算結(jié)果北采區(qū)B12煤層工作面產(chǎn)量超過(guò)3300t/ m3/min（+500水平），B36煤層工作面產(chǎn)量超過(guò)2700t/d（+500水平），1330 t/d（+500水平），通風(fēng)能力不能滿足工作面所需風(fēng)量的要求，難以保證工作面瓦斯不超限。因此，從通風(fēng)能力看礦井已具備建立抽放瓦斯系統(tǒng)的必要條件。根據(jù)前面計(jì)算烏東煤礦北采區(qū)一水平（+400m），這說(shuō)明礦井的瓦斯資源比較豐富，為瓦斯開(kāi)發(fā)利用提供了較為充足的條件。 瓦斯抽放的可行性 本煤層瓦斯抽放的可行性本煤層瓦斯抽放的可行性是指煤層在天然透氣性條件下進(jìn)行預(yù)抽的可行性。 據(jù)上述指標(biāo)將煤層預(yù)抽瓦斯的難易程度進(jìn)行分類，見(jiàn)表31。表31 煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表 指標(biāo)難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(d1)煤層透氣性系數(shù)λ(m2/MPa2d)煤層抽放難易程度B12～可以抽放B36～可以抽放從表32可以看出，烏東煤礦北采區(qū)B12和B36煤層屬于可以抽放煤層，具備本煤層瓦斯抽放的可行性。因此，烏東煤礦北采區(qū)開(kāi)展下階段煤層瓦斯采前預(yù)抽和卸壓抽放是可行的。在開(kāi)采階段煤層回采過(guò)程中，下階段煤層和圍巖因受階段開(kāi)采的采動(dòng)影響，其內(nèi)瓦斯的卸壓大量涌向工作面采空區(qū)，而后涌向工作面上隅角和回風(fēng)流中?？紤]到烏東煤礦開(kāi)采B12和B36煤層有自燃發(fā)火傾向性，采空區(qū)丟失的浮極易引起自燃發(fā)火，若對(duì)工作面采空區(qū)進(jìn)行強(qiáng)化抽放，會(huì)增加采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)量，使采空區(qū)氧化帶內(nèi)丟煤供氧量相對(duì)增加，采空區(qū)防火任務(wù)加重，對(duì)工作面安全生產(chǎn)不利，嚴(yán)重者可導(dǎo)致采空區(qū)煤炭自燃發(fā)火事故，為防止采空區(qū)煤炭自燃發(fā)火事故的發(fā)生和減少采空區(qū)瓦斯的大量涌進(jìn)出，需對(duì)采空區(qū)瓦斯抽放參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)根據(jù)工作面通風(fēng)參數(shù)確定合理的抽放量和抽放位置。采用上隅角插管抽放采空區(qū)淺部瓦斯方法可解決上隅角瓦斯超限問(wèn)題。綜上所述，烏東煤礦北采區(qū)在開(kāi)采B12和B36煤層進(jìn)行工作面預(yù)抽、下階段煤層卸壓抽放煤層瓦斯和上隅角插管抽放采空區(qū)瓦斯方法是可行的。⑴ 依靠科技進(jìn)步發(fā)展先進(jìn)生產(chǎn)力，處理好安全與生產(chǎn)的矛盾，樹(shù)立“瓦斯事故可以預(yù)防和避免”的意識(shí)。 ⑶ 堅(jiān)持本質(zhì)安全型開(kāi)采，高瓦斯煤層必須通過(guò)瓦斯治理，確保在安全狀態(tài)下進(jìn)行開(kāi)采。⑸ 加大投入，完善瓦斯綜合治理系統(tǒng)和裝備，重點(diǎn)是礦井通風(fēng)、瓦斯抽采、防滅火、綜合防塵、監(jiān)測(cè)監(jiān)控等方面。優(yōu)先利用采動(dòng)煤巖移動(dòng)卸壓技術(shù)抽采煤層瓦斯；施工穿層鉆孔抽臨近層瓦斯。建立和完善與瓦斯治理相適應(yīng)的人才戰(zhàn)略機(jī)制，創(chuàng)造“以人為本、人盡其才、才盡其用”的環(huán)境。重視抓好在職人員的繼續(xù)培訓(xùn)，提高職工隊(duì)伍的整體素質(zhì)。嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》、《煤礦瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)五十條》等的規(guī)定和要求。 瓦斯治理規(guī)劃的總體思路本次瓦斯治理規(guī)劃的總體思想是：以瓦斯綜合治理為突破口，從根本上解決威脅礦井安全生產(chǎn)的最大隱患，全面改善礦井的安全生產(chǎn)環(huán)境，打造一個(gè)“本質(zhì)安全”型的煤炭企業(yè)，創(chuàng)建一個(gè)平安、穩(wěn)定、和諧和快速發(fā)展的礦區(qū)。 工作面抽放瓦斯方法選擇根據(jù)烏東煤礦北采區(qū)工作面的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)以及工作面瓦斯來(lái)源分析結(jié)果，工作面涌出的瓦斯有10～15%來(lái)源于開(kāi)采階段煤層，有80%以上來(lái)源于采空區(qū)（含下階段煤層、鄰近層涌出的瓦斯），需對(duì)下階段煤層和采空區(qū)瓦斯進(jìn)行強(qiáng)化抽放。考慮到開(kāi)采階段煤層已經(jīng)卸壓，煤層只有部分殘余瓦斯，若對(duì)正在開(kāi)采階段煤層打鉆孔預(yù)抽，效果不會(huì)很理想。（2）上隅角插管抽放采空區(qū)瓦斯在回風(fēng)巷內(nèi)敷設(shè)抽放瓦斯管道，隨著工作面的推進(jìn)抽放瓦斯管道逐步埋入采空區(qū)3～5m范圍內(nèi)，對(duì)采空區(qū)涌出的瓦斯進(jìn)行抽放。上隅角插管抽放采空區(qū)瓦斯方法見(jiàn)圖42。圖43 掘進(jìn)工作面抽放瓦斯示意圖表41 掘進(jìn)工作面預(yù)抽鉆孔參數(shù)表孔號(hào)孔徑/mm與巷道夾角/176?？咨?m鉆孔間距/m孔底至巷幫平距/m1946610011029496100115注：施工過(guò)程中，鉆孔參數(shù)根據(jù)煤層賦存情況適當(dāng)調(diào)整。根據(jù)《烏東煤礦北采區(qū)瓦斯抽放可行性報(bào)告》（2011年煤炭科學(xué)研究院總院沈陽(yáng)研究院）知，北采區(qū)+，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，同一開(kāi)采水平B36煤層瓦斯涌出量大于B12煤層，因此本次對(duì)抽放瓦斯量預(yù)計(jì)是以+400m水平B36煤層工作面為依據(jù)，預(yù)測(cè)B12煤層工作面需要抽放的瓦斯量。一般情況下，煤層卸壓后，透氣性系數(shù)增加幾十倍，甚至幾千倍，抽放率能達(dá)到50~80%。掘進(jìn)工作面抽放瓦斯量預(yù)計(jì)根據(jù)對(duì)烏東煤礦開(kāi)采+400m標(biāo)高時(shí)，靠通風(fēng)能解決掘進(jìn)工作面回風(fēng)瓦斯超限問(wèn)題比較困難時(shí)，應(yīng)考慮掘進(jìn)工作面抽放，掘進(jìn)工作面抽放瓦斯量按2 m3/min預(yù)留。，三個(gè)采區(qū)4個(gè)綜采工作面同時(shí)開(kāi)采。從目前礦提供的礦井瓦斯資料結(jié)果分析，西采區(qū)、南采區(qū)開(kāi)采煤層瓦斯含量較低，大部分煤層處在瓦斯風(fēng)化帶范圍內(nèi)，對(duì)目前工作面安全開(kāi)采沒(méi)有構(gòu)成威脅，暫不考慮建立地面瓦斯抽放系統(tǒng)。根據(jù)前面對(duì)工作面抽放瓦斯量預(yù)計(jì)，北采區(qū)煤層采用下階段巷道鉆孔抽放瓦斯開(kāi)采層瓦斯方法基本上能解決工作面瓦斯超限問(wèn)題，但遇到瓦斯涌出異常區(qū)時(shí)，采用單一的抽放方法不能解決工作面瓦斯超限問(wèn)題，需采用綜合抽放措施，根據(jù)烏東煤礦北采區(qū)工作面的實(shí)際情況分析，采用下階段鉆孔抽放卸壓煤層瓦斯和采用上隅角插管抽放采空區(qū)瓦斯是可行的。由于B36煤層瓦斯涌出量大，本次預(yù)計(jì)抽放量按兩個(gè)工作面都布置在B36煤層，即采區(qū)瓦斯涌出量最大的時(shí)候，再考慮掘進(jìn)工作面異常涌出區(qū)需抽放瓦斯2m3/min，按4個(gè)掘進(jìn)面計(jì)算。因此，從北采區(qū)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，有必要建立地面瓦斯永久抽放系統(tǒng)?！睆膶?duì)烏東煤礦的瓦斯抽放量預(yù)計(jì)及瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果可以看出，抽放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2m3／min，同時(shí)瓦斯資源可靠、儲(chǔ)量豐富，瓦斯抽放服務(wù)年限與礦井的服務(wù)年限相當(dāng)，大于10年，所以建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)是完全可行的。瓦斯泵房屬有爆炸危險(xiǎn)的廠房，要求周圍50m范圍內(nèi)無(wú)居民，遠(yuǎn)離井口，20m范圍內(nèi)無(wú)明火，同時(shí)，應(yīng)選擇交通便利，地勢(shì)平坦的開(kāi)闊地，有利于建筑物施工、抽放管路和電纜敷設(shè)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察和征求礦方的意見(jiàn)，并考慮井下與地面瓦斯抽放管路距離的遠(yuǎn)近，地面抽放瓦斯泵房選擇在立風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)附近，瓦斯抽放泵站占地面積長(zhǎng)80m、寬50m。⑵ 方案比較：方案一：優(yōu)點(diǎn)是泵房在主井工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，便于管理。另外，有的井筒有礦車通過(guò)，如發(fā)生跑車易碰壞管路，有可能引起管路內(nèi)的瓦斯泄露，存在安全隱患。方案二：優(yōu)點(diǎn)是泵房在風(fēng)井工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)，有利于瓦斯抽放管理。再者，井下管路均安裝在回風(fēng)巷道內(nèi)，安全系數(shù)高。另外，在安裝管路以后，井筒的凈斷面會(huì)減小，將影響礦井的通風(fēng)能力。 抽放瓦斯管路選擇 瓦斯抽放管路系統(tǒng)的選擇原則⑴ 瓦斯抽采管路系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)礦井開(kāi)拓部署、井下巷道布置、抽采地點(diǎn)分布、瓦斯利用要求，以及礦井的發(fā)展規(guī)劃等因素確定，并避免或減少主干管路系統(tǒng)的改動(dòng)；⑵ 管路的敷設(shè)宜減少曲線，并宜使管路長(zhǎng)度較短；⑶ 管路宜敷設(shè)在礦車不經(jīng)常通過(guò)的巷道中，應(yīng)首選在回風(fēng)巷內(nèi)敷設(shè)。抽采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%。管網(wǎng)系統(tǒng)敷設(shè)路線為： 采用下階段巷道鉆孔預(yù)抽開(kāi)采階段煤層和下階段煤層瓦斯系統(tǒng)管網(wǎng)路徑：下階段巷道鉆孔→下階段工作面回風(fēng)巷→工作面回風(fēng)聯(lián)巷→采區(qū)回風(fēng)石門(mén)→回風(fēng)井→抽放瓦斯泵站→利用用戶（或放空）采用上隅角插管抽放采空區(qū)瓦斯系統(tǒng)管網(wǎng)路徑：采空區(qū)→工作面回風(fēng)巷→工作面回風(fēng)聯(lián)巷→采區(qū)回風(fēng)石門(mén)→回風(fēng)井→抽放瓦斯泵站→利用用戶（或放空） 瓦斯抽放管管徑計(jì)算及管材選擇瓦斯抽放管路管徑選擇得合理與否，對(duì)抽放瓦斯系統(tǒng)的工程投資及抽放系統(tǒng)抽放瓦斯效果有很大影響。按照預(yù)測(cè)的烏東煤礦工作面瓦斯涌出量和工作面的通風(fēng)能力情況，管徑選擇一般采用下式計(jì)算： 式中：D—瓦斯抽放管內(nèi)徑，m；Q—抽放管內(nèi)混合瓦斯流量，m3/min；V—抽放管內(nèi)瓦斯平均流速，m/s。根據(jù)預(yù)計(jì)的瓦斯流量，按上式計(jì)算選擇的抽放管直徑如表51所示。管道采用法蘭盤(pán)連接，中間夾石棉橡膠墊。計(jì)算管網(wǎng)阻力應(yīng)在抽放管網(wǎng)系統(tǒng)敷設(shè)線路確定后，按其最長(zhǎng)的線路和抽放最困難時(shí)期的管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。考慮到抽放瓦斯系統(tǒng)的服務(wù)年限，本次設(shè)計(jì)的抽放瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)只服務(wù)到一水平，故管網(wǎng)阻力計(jì)算到一水平最困難時(shí)期。（2）局部阻力計(jì)算（Hj）局部阻力按摩擦阻力的15%計(jì)算，即Hj=，Pa。表52 抽放管線阻力計(jì)算結(jié)果 抽放管類別Q（m3/h）γL（m）KD（cm）Hm（Pa）HJ（Pa）主管291421103120支管7542300060小計(jì)總計(jì)。 瓦斯抽放泵流量的計(jì)算瓦斯抽放泵的流量用下式計(jì)算：式中：Q—瓦斯抽放泵所需額定流量，m3/min；Qz—礦井抽放系統(tǒng)最大瓦斯純量，m3/min；X—礦井抽放瓦斯?jié)舛龋?2，%；K—備用系數(shù)，；η—抽放泵機(jī)械效率，取80%。按上式計(jì)算抽放瓦斯泵的最大壓力：高負(fù)壓抽放系統(tǒng)： 瓦斯泵的真空度計(jì)算 抽放泵選型根據(jù)抽放泵的選型原則和前面計(jì)算的瓦斯泵所需抽放流量（）、泵壓力（）和真空度（i），選擇水環(huán)式真空泵。水環(huán)式真空泵性能規(guī)格見(jiàn)表53。⑴ 井下管路煤礦井下的環(huán)境條件較惡劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受壓變形，空氣濕潤(rùn)易銹蝕等，為此對(duì)煤礦井下抽放瓦斯管路的敷設(shè)有如下要求：① 瓦斯管路鋼管部分應(yīng)采取防腐、防銹蝕措施；② 管路底部應(yīng)墊木墊，墊起高度不低于30cm，以防止底鼓損壞管路；③ 傾斜巷道的瓦斯管路，應(yīng)用卡子將管道固定在巷道支護(hù)上，以免下滑；④ 管路敷設(shè)要求平直，盡量避免急彎；⑤ ；⑥ 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；⑦ 新敷設(shè)的管路要進(jìn)行氣密性檢驗(yàn)。⑴ 地面管路安裝烏東煤礦北采區(qū)抽放瓦斯泵房位于立風(fēng)井廣場(chǎng)附近，地面管路安裝采用沿地表架空敷設(shè)方式，每6m設(shè)一個(gè)地面管路支架。抽放瓦斯泵房?jī)?nèi)管路安裝詳見(jiàn)附圖C100329901和C100329902。管路用托梁支撐，托架采用40＃工字梁，每隔50m設(shè)一托梁，每隔5m用管箍固定在導(dǎo)向梁上。③回風(fēng)大巷內(nèi)及工作面順槽管路安裝采用沿巷道側(cè)幫敷設(shè)，管路用制支架支撐，每隔4m設(shè)一個(gè)墩。抽采瓦斯管路進(jìn)行防腐處理后，應(yīng)在外部涂紅色以示區(qū)別。施工方法：敷設(shè)40mm厚的管道保溫層（可采用聚氨酯泡沫塑料），用鍍鋅鐵絲捆扎；最外面用鍍鋅薄鋼板包裹。設(shè)計(jì)選用的閥門(mén)為截止閥，閥門(mén)規(guī)格應(yīng)與安裝地點(diǎn)的管徑相匹配。測(cè)壓嘴高度設(shè)計(jì)為80mm，選用內(nèi)徑6mm的紫銅管，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。⑶ 計(jì)量裝置瓦斯流量是瓦斯抽采工作中的一個(gè)重要參數(shù)，只有準(zhǔn)確地測(cè)定它才能真實(shí)地反映出瓦斯抽采效果。本設(shè)計(jì)中大部分管路選用孔板流量計(jì)作為瓦斯流量計(jì)量裝備，計(jì)量裝置的安裝詳見(jiàn)圖51。⑦ 孔板使用1年后，要對(duì)孔板進(jìn)行校正，以減小計(jì)量誤差?；夭晒ぷ髅骖A(yù)抽鉆孔和邊掘邊抽鉆孔，利用膠管連接，膠管的一端連接到鉆孔封孔管上，另一端用連接匯總管與瓦斯抽采管路連接起來(lái)，構(gòu)成抽采系統(tǒng)。設(shè)計(jì)的放水裝置全部選用自動(dòng)放水器，礦方也可自己加工人工放水器。圖52 放水器安裝示意圖⑹ 在抽采管路的適當(dāng)部位應(yīng)設(shè)置除渣裝置，將瓦斯抽采管路內(nèi)煤粉等雜物排掉，防止進(jìn)入瓦斯抽采泵內(nèi)損壞真空泵的葉片。②泵站的進(jìn)、出氣端設(shè)置放空管。④在泵房?jī)?nèi)抽放管路上（進(jìn)、入口）配置控制閥門(mén)、測(cè)壓嘴、孔板流量計(jì)，對(duì)抽放瓦斯系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量和測(cè)定。⑥抽放瓦斯泵房?jī)?nèi)采用6臺(tái)自吸水泵，其中