【正文】 區(qū)瓦斯抽放 采空區(qū)瓦斯抽放具有抽放量大、來源穩(wěn)定等特點， 2201 工作面 采空區(qū)上下鄰近層瓦斯涌出量大，圍巖及丟煤瓦斯的涌出，使采空區(qū)瓦斯涌出量 較大，具備進行采空區(qū)瓦斯抽放的條件。目前抽放瓦斯方法主要有：開采層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放，選擇具體抽放瓦斯方法時應(yīng)遵循如下原則： 抽放瓦斯方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、開采巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件； 應(yīng)根據(jù)瓦斯來源及涌出構(gòu)成進行，盡量采取綜合抽放瓦斯方法，以提高抽放瓦斯效果； 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 10 有利于減少井巷工程量，實現(xiàn)抽放巷道與開采巷道 相結(jié)合； 選擇的抽放瓦斯方法應(yīng)有利于抽放巷道布置與維修、提高瓦斯抽放效果和降低抽放成本； 所選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放工程施工、抽放管路敷設(shè)以及抽放時間增加。本煤層打鉆孔預(yù)抽等抽放方法今后也要考慮，詳表 31。 打木垛深部 插管 采空區(qū)瓦斯涌出量大 需打木垛，如上隅角淺部的抽效果不好，再考慮采用。埋入管道難以回收，投資大。 本煤層 預(yù)抽 在掘進巷道打順層鉆孔 本煤層瓦斯涌出量大或煤層有突出危險性。如采空區(qū)抽放效果不理想，再進行鄰近層瓦斯抽放試驗。 抽放瓦斯工藝設(shè)計 上隅角插管抽放瓦斯 上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一個負壓區(qū)，使該區(qū)域內(nèi)瓦斯形成紊流狀態(tài)與空氣充分混合，由抽放管路抽走，這可以避免因工作面上隅角處局部位置 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 11 因風(fēng)流不暢（或無風(fēng)）引起的瓦斯超限，還可解決因漏風(fēng)使采空區(qū)向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超 限。隨著工作的推進，拆下前端一段主管路，移動抽放軟管，如此反復(fù)。軟管可采用 6 寸或 8 寸管。 2201回 風(fēng)巷2201工 作面抽放管 擋風(fēng)簾 鎧裝軟管抽放管路擋風(fēng)簾鎧裝軟管單體支架采空區(qū)圖3 1 上隅角插管抽放瓦斯示意圖2201回 風(fēng)巷 上隅角插管瓦斯抽放是制造一個負壓點，讓周圍瓦斯向負壓點流動，然后通過排放管路，抽出工作面，負壓點在什么地方最合適，頂板巖性不同，頂板的冒落程度不同， 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 12 對負壓點的選擇都將有較大影響，為確保抽放點的合適位置（使吸入口瓦斯?jié)舛容^高），在抽放管路末端的的一段鋼管帶 48 個分支的擴散器，分支出幾個支管，支管出口接 1寸或 2 寸膠皮軟管，軟管插入上隅角后呈發(fā)散排列，可提高抽放效果，如圖 32 所示。 采空區(qū)抽放管上隅角木垛抽放管 鎧裝軟管3m木垛 插管采空區(qū)2201回風(fēng)巷2201工作面 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 14 采空區(qū)插管木垛3m鎧裝軟管抽放管3310上分 層回采工作面3310上分 層瓦斯尾巷 圖 33 上隅角深部插管抽放示意圖 采空區(qū)埋管抽放 對于采空區(qū)瓦斯涌出量較大的工作面，也可以采取采空區(qū)埋管抽放的方式，隨著工作面不斷向前推進，沿回風(fēng)巷將管路埋入采空區(qū)。 AA 剖面 A 進風(fēng)巷 回風(fēng)巷 A 抽放管路 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 15 mmm 抽放管路 圖 34 采空區(qū)埋管抽放瓦斯示意圖 已采的老采空區(qū)瓦斯抽放 對于已 采完的采空區(qū)如果瓦斯涌出量大，向鄰近工作場所涌出瓦斯，也需要進行密閉插管抽放，見圖 35。 鉆場施工：在工作面回風(fēng)巷，沿回風(fēng)巷走向每隔 60m 處開掘一條垂直回風(fēng)巷的上山，上山寬 3m，高 2m，坡度約為 30 度，掘 5m 后反平，再沿煤層頂板掘 2～ 3m 平巷作為鉆場，也可考慮直接在煤層內(nèi)掘鉆場，不掘上山。 回風(fēng)巷 上隅角 立管 30m 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 16 表 32 鉆孔技術(shù)參數(shù)表 孔號 孔徑 φ（ mm） 方位 （176。） 開孔 位置 鉆孔間距 （ m） 孔深 （ m） 1＃ 75 0 略大于煤層傾角 鉆窩上幫距頂梁 80 2＃ 75 10 同上 80 3＃ 75 20 同上 80 4 75 25 同上 80 注：以上技術(shù)參數(shù)只供試驗參考，須根據(jù)效果考察來確定最適合的參數(shù)。開孔后再鉆直徑 75mm 的鉆孔，孔長度 80m。頂板高位鉆孔一般采用水泥封孔，在水泥封孔有困難時，采用聚胺酯封孔。 掘進工作面預(yù)抽 掘進工作面先抽后掘 今后 XX 礦如掘進工作面瓦斯涌出量大或有煤與瓦斯突出，則掘進面需進行先抽后掘或邊掘邊抽。 抽放鉆孔布置 ：抽放鉆孔布置見圖 37，鉆孔技術(shù)參數(shù)見表 33。 表 33 掘進面先抽后掘鉆孔技術(shù)參數(shù)表 鉆孔 類別 鉆孔與巷道中心線夾角 （176。） 孔深 （ m） 鉆孔直徑 （ mm） 開孔間距 （ m） 迎頭鉆孔 5～ 10 同煤層傾角 1530 75 注：鉆孔深度可根據(jù)煤層情況確定，條件允許情況下，深度越大效果越好 封孔工藝： 鉆孔采用聚氨酯封孔，聚氨酯是聚氨荃甲酸酯的簡稱。可選用煤科總院撫順分院研制生產(chǎn)的聚氨酯封孔材料，在鉆孔內(nèi) ～ 深度封孔，鉆孔密封段長度僅1m，既能保證密封嚴密，又可節(jié)省封孔材料。 聚氨酯封孔采用卷纏藥液法 ,纏藥方法及鉆孔內(nèi)封孔管結(jié)構(gòu)如圖 37 所示。卷纏藥液法封孔操作程序為：先稱出封一個孔的甲、乙組成藥液，分別裝入兩個容器，再將藥液同時倒入混合桶，立即用棒快速攪拌均勻，當(dāng)藥液由黃褐色變?yōu)槿榘咨珪r，停止攪拌，將藥液均勻倒在毛巾布上，邊倒藥液邊向抽放管上卷纏毛巾布，并把卷纏好藥液的封孔管迅速插入鉆孔，大約 5 分鐘后，藥液開始發(fā)泡膨脹， 20 分鐘后停止發(fā)泡，逐漸硬化固結(jié)。封一個鉆孔的聚氨酯用量約為 1Kg 左右。鉆孔與管路連接處應(yīng)設(shè)置流量計和閥門。瓦斯預(yù)抽一定時間后，根據(jù)抽放量的大小決定停止抽放的時間，繼續(xù)向前掘進，掘進到距原鉆孔底 5m 左右的超前距時，停止掘進，重新打鉆孔抽放瓦斯，如此反復(fù)循環(huán)。封孔工藝與先抽后掘的鉆孔封孔方法相同。） 鉆孔仰角 （176。 β 2 15176。 瓦斯抽放量預(yù)計 XX 煤礦屬首次進行瓦斯抽放，沒有進行過上隅角及采空區(qū)的瓦斯?jié)舛确植紲y定工作，根據(jù)工作面的實際情況，工作面絕對瓦斯涌出量近 6min3/min，采空區(qū)瓦斯涌出按60％計算，則采空區(qū)瓦斯涌出量約 min3/min，結(jié)合我國進行上隅角瓦斯抽放的經(jīng)驗，為確保 2201 工作面 回風(fēng)巷及上隅角瓦斯?jié)舛炔怀?，工作面抽放瓦斯純量預(yù)計為2min3/min 以上，上隅角淺部瓦斯抽放濃度按 10％計算，則抽放混合量應(yīng)為 20min3/min以上。 2）撤裝管路時回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛炔坏贸^ 1%，否則必須停工，采取措施處理瓦斯。 4） .回風(fēng)巷的抽放管路安裝及拆除 時應(yīng)輕拿輕放，施工作業(yè)時要使用銅質(zhì)工具，以免產(chǎn)生火花 ,避免碰撞。 6）抽放泵必須為水環(huán)真空泵，不能采用干式泵。抽放管路系統(tǒng)與抽放泵的位置有很大關(guān)系，抽放泵站如布置在地面，最好選在回風(fēng)井附近，泵房 20m 內(nèi)嚴禁明火，運輸及供水、供水要 方便，如抽放泵布置在井下，應(yīng)靠近抽放地點，安裝在進風(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。 對 XX 礦而言，由于總回風(fēng)巷瓦斯?jié)舛纫堰_至 ％以上，因此泵站必須安裝到地面。 抽放管路敷設(shè)路線 XX 礦瓦斯抽放首先進行上隅角瓦斯抽放，暫不考慮預(yù)抽，瓦斯抽放泵站選擇在地面，抽放管路從副平硐敷設(shè)到地面，上隅角瓦斯抽放管敷設(shè)路線為： 2201 工作面上隅角→ 2201 工作面回風(fēng)巷→聯(lián)絡(luò)巷→→ 3＃煤巷→副平硐→地面管路→瓦斯抽放泵房→放空管。直徑太大，投資費用增加；直徑過細，管路阻力損失大。管徑按下式計算： 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 24 D=（ Q/V） 1/2 式中 D— 抽放瓦斯管內(nèi)徑， m。 V— 瓦斯管中混合瓦斯平均流速，一般 V=5～ 15m/s。 為說明方便將工作面回風(fēng)巷段管路稱為支管，出工作面以后的管路稱為主管，將抽放管吸入口到抽放泵站段抽放管路稱為負壓段，將抽放泵站至瓦斯排放口段抽放管路稱為正壓段。 表 41 抽放瓦斯管徑選擇結(jié)果 類別 材料 選擇管徑（內(nèi)徑） （ mm） 壁厚 (mm) 抽放主管路 焊縫鐵管 200 4 抽放支管路 焊縫鐵管 200 4 瓦斯管的連接方式 井下管路均采用法蘭盤螺栓緊固連接，中間夾橡膠密封圈，為安裝方便起見，抽放管路中拐彎等處也可采用鎧裝膠管代替鐵管。計算管網(wǎng)阻力應(yīng)在抽放管網(wǎng)系統(tǒng)敷設(shè)線路確定后，按其最長的線路和抽放最困難時期的管網(wǎng)系統(tǒng)進行計算，根據(jù) XX 煤礦采掘布置情況，最長管路長度 1000m 左右，計算管路的阻力。 L— 管路長度， m。 γ — 混合瓦斯對空氣的密度比，濃度取 10％，查表得 K— 與管徑有關(guān)系數(shù)； D— 瓦斯管內(nèi)徑， cm。 管路阻力（ H 摩 ）計算 ）（）（ PaKD LQH 5 9 3 1 0 0 09 5 5252 ?? ?????? ? 局部阻力（ H 局 ） 抽放管網(wǎng)系統(tǒng)中管件局部阻力（ H 局 ），按管道總摩擦力阻力的 15％考慮。 H 摩 = 5938 =891(Pa) 管網(wǎng)總阻力（ H 總 ） 故瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng)的總阻力（ H 總 ）為： H（總） =H 摩 +H 局 =5938+891=6829(Pa) 管路敷設(shè)及附屬設(shè)施 管路敷設(shè)要求 地面管路 地面敷設(shè)管路除符合井下管路的有關(guān)要求外，尚需符合下列要求： (1)冬季寒冷地區(qū)應(yīng)采取防凍措施； (2)瓦斯管路不宜沿車輛來往繁忙的主要交通干線敷設(shè)； (3)瓦斯管路不允許與自來水管、暖氣管、下水道管、動力電纜、照明電纜和電話電纜等敷設(shè)于一個地溝內(nèi)； (4)在空曠地帶敷設(shè)瓦斯管路時，應(yīng)考慮到未來的發(fā)展 規(guī)劃和建筑物的布置情況； (5)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； (6)瓦斯管路與其它建筑物相交時，其垂直距離大于 ，與動力、照明電纜及電話線大于 2m 范圍內(nèi)，管路不準(zhǔn)有接頭和布置管件； (7)瓦斯管不準(zhǔn)穿過其它管路，確需穿過，應(yīng)加鋼套管。 管路安裝 一、地面管路安裝敷設(shè) XX 煤礦抽放瓦斯泵房位于工業(yè)廣場以南靠近松山河的一塊平地上，地面管路安裝采用沿地表架空敷設(shè)方式，架空高度 1m，如穿過公路需打龍門，高度視情況而定。 地面管路安裝敷設(shè)方式詳見圖 4圖 43。風(fēng)井管路沿井筒敷設(shè)，如斜井為砌碹支護，采用懸臂吊掛安裝方式或打支撐墩；總回風(fēng)巷內(nèi)管路可以采用吊掛或打支撐墩沿巷道底板敷設(shè)；掘進面管路可采用巷道側(cè)幫吊掛安裝方式。 抽放管路半圓鐵板電 焊108 鐵管?管路支撐墩底面18 園鋼鋼筋或鐵絲?抽放管M6 鋼板 茨門溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計 27 圖 44 井下管路懸臂支撐敷設(shè)示意 圖 45 井下管路吊掛敷設(shè)示意圖 管路防腐、防銹 地面和井下金屬管路外表均要先涂刷二層樟丹，防銹地面管路再涂刷一層油性調(diào)和漆。采用焊縫鐵管管壁較薄，管道內(nèi)有水，因此管內(nèi)部應(yīng)刷漆防銹。 抽放管路上配置控制閥門、測壓嘴、孔板流量計等。具體如下： (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)與控制各個獨立抽放地點的抽放負壓、瓦斯?jié)舛?、抽放量等，同時修理和更換瓦斯管時可關(guān)閉閥門切斷回路。 (2)在抽放管路以及鉆孔連接裝置上均應(yīng)設(shè)置測壓嘴，采空區(qū)抽放各支路上以