工作面瓦斯抽放技术设计
西峪煤矿工作面瓦斯抽放的初步设计

q l 2k・ o- 1 ・ "3 m ( k 0 )
玎 ’
倾 向东北 , 倾角 5 ~1。平均 1。 。 4、 0左右 , 具体工作面 顶底板岩性 ,
见表 1 。
表 1 西峪 煤 矿 3 1 5 作 面 煤 层 顶 底板 赋 存 情 况 8工
文献标识码 :A
文章编号 :0 0 8 3 (702 — 04 0 1 0 — 162) )3 0 3 — 2 ( 1
山西 省 太 原 市 西 峪煤 矿是 一 个 年 产 1 r 矿 井 ,在 矿 井 进 M的 入二水平生产 以来 , 矿井 瓦斯涌 出量呈逐年上升的趋势 , 00 白2 0
2 31 5 8工作 面瓦 斯抽放 参数
21 瓦斯 抽 放 及 煤层 瓦斯 基 础 参数 . 20 0 5年 4月 ,西峪煤矿委托煤 炭科学研究总 院抚顺分院进 行 了煤层 瓦斯基础参数测 定并 进行 了煤层瓦斯抽放可行性研究
1 矿 井生产 概况
11 矿 井 开拓 与开 采 布 置 . 矿井采用斜 井开拓方式 。主 、 副斜井进风 , 中主井为皮带 其 斜井 , 副井为绞车提升斜井 。奥子脑风井为总回风井 。矿区划分
22 回采 工作 面 瓦 斯 涌 出量 预 测 . 采场范 围内能涌出瓦斯的地点成 为瓦斯源 ,瓦斯源 的多少 、 各源涌出瓦斯量的大小直接影响着采场 的瓦斯涌出量【1 l。 1 根据西 2
峪煤矿 3 1 工作面煤层赋存条件以及开采方法 ,其工作面回采 58 时瓦斯涌 出来源可划分为落煤瓦斯涌 出、 煤壁瓦斯涌出及采 空区 瓦斯 涌出三大部分I 。其中, 回采工作 面瓦斯涌出量可根据 3 煤 层的瓦斯基础参数 、 煤层的赋存条件 、 顶底板及邻 近层情况 、 采煤 方法等数据进行计算确定 。主要包括 : 开采层 瓦斯涌出量和邻近 层瓦斯涌 出量两部分 。两部分瓦斯涌 出量的计算公式为 :
综放工作面瓦斯治理技术措施

综放工作面瓦斯治理技术措施1. 背景介绍在煤矿生产过程中,由于煤层中含有大量的甲烷气体,当煤层被开采时,甲烷就会逸出到工作面上,形成瓦斯。
这些瓦斯如不及时处理,会对矿工身体健康和矿井安全产生重大威胁。
因此,对工作面瓦斯进行治理技术的研究和采取措施是非常必要的。
2. 治理技术措施2.1. 瓦斯抽放技术瓦斯抽放技术是一种在煤矿开采过程中,通过钻孔、井道等措施,将工作面上的瓦斯抽放出来,然后集中处理的技术措施。
其优势在于能迅速有效地降低工作面瓦斯浓度,提高矿井的安全系数。
目前,瓦斯抽放技术已经发展成为一项成熟的技术:一方面,设备合理、研发技术先进,提高了效率和安全系数;另一方面,行业规范逐步健全,进一步强化了瓦斯抽放的意义。
2.2. 多层吸附钻孔技术多层吸附钻孔技术是一种对综放工作面的治理措施,主要通过钻孔将瓦斯集中排放,并同时进行吸附处理。
该技术可将瓦斯从煤层吸附到高比表面的物质上,使其不再释放到矿井内,从而提高了安全系数。
该技术应用较为广泛,具有经济、实用和高效的特点。
2.3. 瓦斯抽放管理技术瓦斯抽放管理技术包括:瓦斯抽放管道系统、稳流高效单突矿用风机、瓦斯抽放自动控制技术等。
这些技术的应用,可以区别于传统的石油设备,实现快速高效地处理瓦斯。
同时,其自动控制技术,能够实现自主控制瓦斯管道的等制,进一步提高了矿井的可靠性。
3. 技术措施的优势综合上述几种技术措施,在治理工作面瓦斯过程中就能够大幅降低瓦斯浓度,提高矿工的工作安全性。
特别是一些新型技术的应用,能够进一步提升工作面瓦斯管道系统的整体效率,让煤矿的安全评估更为可靠。
4. 结论综放工作面瓦斯治理技术措施具有重要意义,与理论研究和技术应用等方面有密切联系。
在如今这个时代,高效的治理技术是实现安全生产的有力保障。
同时,煤矿将不断应用新技术、优化治理措施,以不断提高工作面瓦斯治理的可靠性、安全性和有效性。
掘进工作面抽放设计

第一节掘进条带超前长钻孔预抽煤层瓦斯设计1、瓦斯抽放参数矿井缺乏实测煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、瓦斯抽放半径等瓦斯抽放参数,在此,预计煤层瓦斯含量为15m/t。
2、预抽钻孔布置该区域所有阶段煤层运输平巷(不包括工作面抬高运输巷)和开切眼(不含回采工作面形成后补送的开切眼)在掘进前都必须采取超前长钻孔预抽掘进条带煤层瓦斯防空技术措施。
掘进条带超前长钻孔长30~50m左右,孔径64mm及以上,钻孔呈扇形布置。
其中,煤层厚度2。
0m以下时,布置单排钻孔,终孔间距3m,煤层厚度达2。
0m以上时,为缩短预抽煤层瓦斯时间对掘进施工的影响,布置两排钻孔,每排钻终孔间距3m,若实际预抽时间仍较长,对巷道掘进构成较大影响时或钻孔施工期间有喷孔等突出征兆时,都应再造当加密钻孔(缩小钻孔终孔间距)。
钻孔控制范围:巷道轮廓线外3~5m(一般突出危险区域取3m,严重突出危险区域取5m)。
钻孔布置见图2。
采用聚铵脂或水泥砂浆封孔,要求封孔深度不低于8m,,并保证严实不漏气。
掘进条带首次施工预抽长钻孔时,必须先采取钻孔法预测或超前钻孔排放、效果检验等技术措施,取得不低于5m的安全屏障后方可施工。
每采取一次超前长钻孔预抽措施后,掘进时必须考虑留足5m以上抽放打钻时的安全屏障。
长孔超前抽放钻孔设计(图2)3、防突指标的确定a超前长钻孔预抽单孔抽放量预计白皎矿井实际考察的超前长钻孔预抽单孔抽放量平均为14。
41/min,在此预计兴民煤矿单孔抽放量为101/min。
B防突钻孔控制范围内煤层瓦斯储量计算(以钻控制范围最大的上山巷为准)W=a×b×m×d×X=50×12×1。
8×1。
55×15=25110m式中:a—防突钻孔控制走向长度,50m;b—防突钻孔控制倾斜宽度,12m;m、—煤层厚度,1。
8m;b一煤的容重,1。
55t/m;X一煤层瓦斯含量,15m/t。
综采工作面瓦斯抽放钻孔布置方案及措施

综采工作面瓦斯抽放钻孔布置方案及措施一、1014综采工作面概述1、1014综采工作面+1706m东翼回风顺槽长2846m,+1653m东翼运输顺槽长2754m,工作面倾斜长度177m,煤层倾角8°-12°,采用综采一次采全高采煤法,全部垮落法管理顶板。
目前已回采511.6m。
2、1014综采工作面瓦斯情况根据1014综采工作面2017.5.1~2017.7.5瓦斯监控报表及测风记录计算,在此期间1014综采工作面风排瓦斯量为0~4.98m3/min,平均风排瓦斯量为0.72m3/min。
1014综采工作面2017.5.1~2017.7.5回风巷平均瓦斯浓度变化情况见图1,上隅角瓦斯最大浓度变化情况图2,上端头回风最大瓦斯浓度变化情况图3,风排瓦斯量变化情况见图4,产量变化情况见图5。
图1 1014综采工作面2017.5.1~7.5回风巷平均瓦斯浓度量变化情况图2 1014综采工作面2017.5.1~7.5上隅角最大瓦斯浓度量变化情况图3 1014综采工作面2017.5.1~7.5上端头回风最大瓦斯浓度量变化情况图4 1014综采工作面2017.5.1~7.5风排瓦斯量变化情况图5 1014综采工作面2017.5.1~7.5日产量变化情况3、瓦斯超限情况2017年5月回采过程中上隅角瓦斯浓度逐渐升高,6月期间,上隅角瓦斯浓度持续超限。
6月12日老顶压力积压采空区瓦斯大量涌出,造成上隅角和上端头回风巷瓦斯超限,上隅角最高为3.1%。
4、瓦斯来源分析依据1014工作面瓦斯涌出量预测结果,采空区丢煤及邻近层瓦斯涌出是采空区积聚瓦斯的主要来源,其中采空区丢煤占63%。
采空区积聚的大量高浓度瓦斯因瓦斯密度小,沿倾斜向上运移,使部分瓦斯容易聚集在上隅角附近,形成高瓦斯区。
上隅角又是采空区漏风的出口,漏风将采空区高浓度瓦斯带到上隅角,因上隅角存在涡流区,瓦斯难于被风流冲淡排出造成上隅角超限。
综采工作面采空区瓦斯抽放技术

综采工作面采空区瓦斯抽放技术随着煤炭行业的快速发展,为了满足不断增长的能源需求,我国煤炭生产技术不断进步,尤其是综采工作面的瓦斯抽放技术取得关键性突破,大大提高了煤矿的安全生产和煤炭资源利用效率。
综采工作面采空区瓦斯抽放技术的意义在煤矿开采过程中,煤炭的燃烧释放大量的瓦斯,而在综采工作面的采空区,这些瓦斯没有足够的空间扩散,很容易引发爆炸事故。
使用瓦斯抽放技术可以将采空区的瓦斯收集起来再处理或输送走,不仅能减少矿井的瓦斯含量,确保矿井安全,而且可以充分利用这些瓦斯资源,提高资源利用效率。
因此,综采工作面采空区瓦斯抽放技术的研究和应用具有重要的意义。
综采工作面采空区瓦斯抽放技术的分类根据瓦斯抽放技术的不同特点和工艺原理,可将其分类为以下几种:1.自然抽采法自然抽采法是将瓦斯从煤层往外排放,利用自然气压差异或矿井底部温差等力量推动瓦斯流动,然后收集瓦斯。
这种方法需要在地质条件较好的煤层中使用,对矿井气压、地质条件和矿井布局有较高的要求。
2.人工排放法人工排放法是将瓦斯从井下的孔洞或管道中基于人工力量进行排出。
一些煤矿在开拓煤层时便预留孔洞和通道以便排放瓦斯。
这种方法使用方便,成本低,但需要保持有效的通道和管道。
3.机械抽采法机械抽采法是通过风机、压缩机或抽气泵等机械设备产生负压力,使瓦斯流向采空区,并从钻孔中抽出收集。
这种方法采取机械驱动收集瓦斯,所以其大大提高了瓦斯收集效率,而且排放管道可以较好地控制瓦斯流向。
综采工作面采空区瓦斯抽放技术的发展趋势1.现场监测技术的逐步完善现场监测技术的逐步完善,使得瓦斯抽采技术的稳定可靠性有了明显提高。
现在煤炭行业正在积极推广使用瓦斯自燃定位监测系统、瓦斯含量监测系统、瓦斯温压监测系统、瓦斯流量计等现场监测设备,从而实现对各个工作面瓦斯抽放的精细化管理。
2.瓦斯抽采技术的节能降耗瓦斯抽采技术的节能降耗也是未来的发展趋势。
铺设管道能有效地较低抽采设备能耗,同时减少沿程的泄漏或阻力。
采煤工作面瓦斯抽放设计

矿井瓦斯防治设计题目:矿井瓦斯防治设计姓名:学号:专业班级:10安全本科(一)班指导教师:学院矿业工程学院目录第一章工作面概况11.1采区位置围、地质条件11.2地质构造与水文地质情况21.3煤层瓦斯参数和抽放瓦斯参数31.4采区和工作面巷道布置3第二章瓦斯储量计算、抽放瓦斯必要性论证52.1煤层瓦斯储量计算52.2抽放必要性可行性论证62.2.1 瓦斯抽放的必要性72.2.2 瓦斯抽放的可行性 (8)2.3 工作面可抽瓦斯量及可抽期92.3.1瓦斯抽放率92.3.2可抽放瓦斯总量计算102.3.3 年抽采量和可抽期11第三章煤层瓦斯抽放方法设计133.1抽放方法的比较和选择133.1.1一般规定133.1.2抽放方法选择143.2抽放钻孔参数确定173.2.1钻场及钻孔布置173.2.2钻场(钻孔)的间距183.2.3钻孔角度的确定203.3绘制抽放钻孔布置平面图和剖面图243.3.1封孔材料253.3.2封孔长度263.3.3钻孔封孔质量检查标准:273.3.4专用瓦斯抽放巷道的要求27第四章工作面瓦斯抽放系统284.1工作面瓦斯抽放设施的配置和布置284.2抽放管路的计算和选择304.2.1 抽放管路选型及阻力计算304.2.2 瓦斯抽放管径选择31第五章瓦斯泵选型325.1 抽放系统管道阻力计算325.1.2 管路摩擦阻力计算325.2瓦斯泵流量和压力计算345.2.1瓦斯泵选型确定34第六章工作面瓦斯抽放安全技术措施396.1瓦斯抽放管理396.1.1 瓦斯抽放管理及规章制度406.1.2 瓦斯抽放人员配备406.1.3 瓦斯抽放技术资料406.1.4抽放瓦斯管理要求416.2 井下固定瓦斯抽采泵站426.2.1泵站与主要巷道及硐室的安全距离应满足下列要求:426.2.2其他规定436.3 井下移动瓦斯抽采泵站436.4 安全设施及措施436.5 矿井瓦斯抽采监测监控系统44第一章工作面概况1.1采区位置围、地质条件2201采煤工作面位于矿井二水平一采区M2煤层,是一采区M2煤层第一个回采工作面,位于回风斜井东南翼+1500m标高,其上部是M2煤层的采空区,下部煤层尚未开采,工作面尽头是矿井边界,停采线是回风斜井保护煤柱线。
高瓦斯综采放顶煤工作面瓦斯抽放设计

山西 星光煤业 有 限责任 公 司李 阳煤 矿位 于沁 水 煤 田北 东部 。整个 井 田构 造简 单 , 大体呈 南北 走 向 、
2 综 放 工 作 面 瓦 斯 抽 放 设 计
据 预 测 , 阳煤 矿 综 采 放顶 煤 工 作 面 相 对 瓦斯 李 涌 出量 高 达 5 m n 单 靠 加 大 风 量 稀 释 瓦 斯 是 3m / i, 不 行 的 , 须采 取 抽 放 治 理 。该 设 计 根 据邻 近 阳泉 必 矿 区生 产矿 井 的抽 放 经 验 , 用 煤 层 顶 板 高位 抽 放 采 巷抽放 方 法 。同时 , 为解 决上 隅 角瓦斯 超 限 问题 , 工 作面 采用 “ u+ ” I 型通风 方式 , 进一 回布 置 。 两 2 1 顶 板 高抽 巷参 数选 择 . 综 放 工 作 面 的顶 板 高抽 巷 既 可 以沿 倾 向 布 置
参考 文 献 :
[ ] 林 伯 泉 . 井 瓦 斯 防 治 理 论 与 技 术 [ . 州 : 国 矿 业 大 学 1 矿 M] 徐 中
排 粉 , 且要 根据 打 钻 的 深 度 随 时调 整 供 水 闸 门大 并 小 。孔 口雾 化水 降尘 装置 如 图 1 示 。 所
影 响钻 孔深 度 。所 以在 使用过 程 中要对 职 工全 面培 训 , 使他们 掌 握正确 的 使用方 法 , 合理 控制 供水 。
表 I 雾 化 水 和 拦 巷 喷 雾 效 果 对 比 %
A- A 。 — —
并且综 放工 作 面随 着 产 量 的提 高 , 工作 面 的瓦 斯 涌 出量也 将呈 上升 趋势 。
I n u n/ 图 2 走 向 高 抽 巷 巷 道 布 置 示 意
收 稿 日期 : 0 7—0Байду номын сангаас0 20 6— 5
机巷掘进工作面浅孔抽放措施

机巷掘进工作面浅孔抽放措施背景机巷掘进是煤矿生产的一个重要环节。
正常情况下,机巷掘进工作面的瓦斯浓度控制在安全范围内,但是在实际生产过程中,由于地质条件、掘进方式等因素,机巷掘进工作面可能会出现瓦斯浓度超标的情况。
为了保障工人的安全,必须采取措施控制瓦斯浓度。
浅孔抽放措施浅孔抽放是一种常见的瓦斯控制技术,主要是利用井下的浅孔对工作面瓦斯进行抽放。
在机巷掘进工作面,通常会设置多个浅孔,以便能够控制各个区域的瓦斯浓度。
具体实施过程如下:浅孔的设置通常情况下,机巷掘进工作面的浅孔设置应满足以下条件:•浅孔位置应在风流分区的上风侧,可以有效地控制瓦斯浓度;•浅孔应设置在距离掘进工作面10、30米的地方,以便控制工作面各个区域的瓦斯浓度;•浅孔的直径一般为5075M长度一般为34米;•浅孔的设置应满足安全生产的要求。
浅孔的抽放浅孔的抽放一般分为主、副两种方式。
主浅孔是对掘进工作面的主风路进行排放。
副浅孔是对掘进工作面的副通风、回风进行排放。
具体实施过程如下:1,主浅孔的抽放主浅孔是对掘进工作面的主风路进行排放,主要有以下几个步骤:•将主浅孔的管道与地面功控室的抽放系统连接;•打开主浅孔的阀门,通过抽风机将瓦斯排放出去;•对主风路的风量进行调节,控制风道流速,以确保瓦斯被有效抽走。
2,副浅孔的抽放副浅孔是对掘进工作面的副通风、回风进行排放,主要有以下几个步骤:•将副浅孔的管道与地面功控室的抽放系统连接;•打开副浅孔的阀门,通过抽风机将瓦斯排放出去;•对副通风、回风的风量进行调节,控制风道流速,以确保瓦斯被有效抽走。
总结浅孔抽放是一种常见的瓦斯控制技术,适用于煤矿机巷掘进工作面等瓦斯浓度超标的场景。
在实施浅孔抽放前,应先进行合理的浅孔设置,设置合理的抽放参数,保证工作面瓦斯浓度控制在安全范围内。
在实施浅孔抽放时,应注意安全生产,确保设备运转正常。
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瓦斯抽采课程设计姓名:周博韬班级:通风一班指导教师:朱教授1地质概况:本工作面走向长度1500m 、倾向长度120m ,停采线至回风上山距离150m ,采区回风上山长度1800m 。
局部弯头长度100m ,工作面日产量3000t 。
本煤采区开采某煤层(2号),煤层厚度为5m ;赋存稳定,倾角为15°顶板为砂质泥岩,岩层不能致密,上覆1号煤层50m ,煤厚2m 。
本区域本区有小断层,对开采影响不大。
2煤层瓦斯参数和抽放瓦斯参数:2.1煤层瓦斯参数:1号煤层瓦斯含量为12m3/t.r ,煤的密度为1.45t/m3,水分0.2%、灰分21%、挥发份15%;2号煤层瓦斯含量为11.5m3/t.r ,煤的密度为1.32t/m3,水分1.2%、灰分18%、挥发份17%。
2.2抽放瓦斯参数:2号煤层透气性系数λ=0.0276(m2/MPa2.d),如用未卸压长钻孔预测抽煤层瓦斯,百米钻孔瓦斯抽和量为0.01m3/min·hm 。
3瓦斯储量计算:3.1煤层瓦斯储量计算:根据已知条件:2号煤层瓦斯含量为11.5m3/t.r ,煤的密度为1.32t/m3,水分1.2%、灰分18%、挥发份17%; 1号煤层瓦斯含量为12m3/t.r ,煤的密度为1.45t/m3,水分0.2%、灰分21%、挥发份15%。
可以得到原始瓦斯含量,公式如下:100/100A M Q Q d ad )(可燃基原--⨯=式中:Q 原——矿井原始瓦斯含量,m ³/t;Q 可燃基——可燃基瓦斯含量,m ³/t.r;Mad ——水分;Ad ——灰分。
可得: 292.9100/182.11005.11Q 2=--⨯=)(原可采层瓦斯储量:ρ⨯⨯⨯⨯=D H L Q W 22原式中:Q 原2——2号煤原始瓦斯含量,m ³/t ;L ——2号煤工作面走向长度,m ;H ——煤层厚度,m ;D ——2号煤倾向长度,m ;ρ——2号煤的密度,t/m ³。
可得: ρ⨯⨯⨯⨯=D H L Q W 22原=9.292×1500×5×120×1.32=1104(万t )3.2工作面可抽量计算:相对瓦斯涌出量q 可由以下公式求得:100/100A M Q d ad )(原---=W c q式中:W C ——可燃基残存量,m ³/t可燃基残存量可根据表2-1查取表2-1q=9.292-3.2× (100-1.2-18)/100=6.7064可采抽瓦斯总含量W 可: W 可=q ×L ×H ×D ×ρ=6.7064×1500×5×120×1.32=7967203.2(m³)预抽纯量Q纯: Q纯=W可/(24×60×330)= 16.766(m³/min)抽放量Q: Q= Q纯/0.4= 41.915(m³/min)4瓦斯抽放的必要性可行性论证:4.1瓦斯抽放的必要性:根据供风量为1500m³/min,工作面瓦斯浓度按0.6%计算风排瓦斯量Qp=Q×C=1500×0.6/100=9m3/min。
而工作面绝对瓦斯涌出量为16.766m3/min,如不可抽放瓦斯,则工作面的瓦斯浓度将超限,尚需抽放瓦斯量=Q CH4-Qp=16.766-9=7.766m3/min 工作面瓦斯浓度才能维持0.6%4.2、瓦斯抽放的可行性:本煤层瓦斯抽放的可行性是指在自然透气条件下进行预抽的可能性,衡量本煤层瓦斯预抽可行性指标有三个:煤层透气性系数(λ),钻孔瓦斯流量衰减系数(α)和百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系数(Qj)。
按λ、α和Qj判断本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2-2示。
表2-2 本煤层预抽瓦斯难易程度分类表根据已知条件,2号煤层透气性系数λ=0.0276(㎡/MPa2·d),2号煤属于较难抽采煤层,如不采取其他技术措施,基本不具备预抽本煤层瓦斯的可能性,因此,我们要选取合适的抽采方法来治理工作面的瓦斯超限。
5瓦斯抽放方法设计:5.1、瓦斯抽放方法分类与选择规定:a.按抽出瓦斯来源分:本煤层抽采、邻近层抽采、采空区抽采。
b.按被抽采煤层的卸压状况分:原始煤体未卸压预抽瓦斯;煤层卸压后抽瓦斯。
c.按抽采瓦斯源的汇集工程方法分:抽采瓦斯钻孔法、抽采瓦斯巷道法和抽采瓦斯钻孔巷道综合法。
根据《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计规范》第4.1.1条规定:选择抽放瓦斯方法,应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素经技术经济比较确定。
并应符合下列要求:a)尽可能利用开采巷道抽放瓦斯,必要时可设专用抽放瓦斯巷道;b)适应煤层的赋存条件及开采技术条件;c)有利于提高瓦斯抽放率;d)抽放效果好,抽放的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求;e)尽量采用综合抽放;f)抽放瓦斯工程系统简单,有利于维护和安全生产,建设投资省,抽放成本低。
根据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范》第7.1.2条规定:按矿井瓦斯来源实施开采煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放;第7.1.3条规定:多瓦斯来源的矿井,应采用综合瓦斯抽放方法。
瓦斯抽放系统选择还应注意以下问题:(a)分期建设、分期投产的矿井,抽放瓦斯工程可一次设计,分期建设、分期投抽。
(b)抽放瓦斯站的建设方式,应经技术经济比较确定。
一般情况下,宜采用集中建站方式。
当有下列情况之一时,可采用分散建站方式:——分区开拓或分期建设的大型矿井,集中建站技术经济不合理。
——矿井抽放瓦斯量较大且瓦斯利用点分散。
——一套抽放瓦斯系统难以满足要求。
根据本煤层的特点,我们选取抽采瓦斯钻孔法,而钻孔抽采瓦斯的方法又有穿层钻孔抽采瓦斯、顺层钻孔抽采和边采边抽。
5.2、瓦斯抽放方法的比较和选择根据钻孔抽采瓦斯的优缺点及适用条件,我们最终选择顺层钻孔抽采,因为顺层钻孔抽采的适用条件是:①单一煤层;②煤层透气性较小但应有抽放可能;③煤层赋存条件稳定,地质变化小;④钻孔要提前打好,有较长的预抽时间;⑤突出危险煤层(密集钻孔),而我们要设计的煤层就是煤层透气性较小但应有抽放可能,煤层赋存条件稳定,地质变化小。
图——回采工作面本煤层瓦斯抽放顺层钻孔布置示意图5.3、抽放钻孔的参数:5.3.1钻孔直径:钻孔直径大,暴露煤壁面积就大,瓦斯涌出量相应也大,但二者增长并非线性关系,在煤层条件不同的情况下,瓦斯涌出量并不随孔径的增大而成比例增大。
据测定结果,孔径由73mm提高到300mm,钻孔的暴露面积增至4倍,而钻孔抽放量仅增至2.7倍,而日本赤平煤矿孔径由65mm增至120mm ,抽放瓦斯量增加到3.5倍。
孔径应根据钻机性能,施工速度与技术水平、抽放瓦斯量、抽放半径等因素确定,目前一般采用抽放瓦斯钻孔直径为60~110mm。
根据本煤层的特性,选取钻孔直径为90mm。
5.3.2钻孔的长度:据实测结果,单一钻孔的瓦斯抽放量与其孔长基本上成正比关系,因此在钻机性能与施工技术水平允许的条件下,尽可能采用长钻孔以增加抽放量和效益。
本煤层的倾向长度为120m,为了达到好的抽放效果,我们把钻孔从进风巷和回风巷顺煤层打入,进风巷打入的钻孔的长度为60m,回风巷打入的钻孔的长度为70m。
5.3.3钻孔的间距与抽放时间:2号煤层透气性系数λ=0.0276(m2/MPa2.d),根据表3-1,我们选取钻孔间距为3m。
表3-1 钻孔间距选用参考值表根据课程设计给的条件,我们可知抽放时间为一年。
5.3.4抽放负压与钻孔长度:钻孔抽放负压一般选用13.3~26.6kPa(即100~200mmHg),但最低不宜小于6.7kPa (50mmHg)。
一些矿井提高抽放负压,抽放瓦斯量增大,但是也有的矿井抽放负压增加,抽放量变化不大。
封孔长度既应保证不吸入空气又应使封孔长度尽量缩短,一般情况下岩孔应不小于2~5m,煤孔应不小于4~10m。
6工作面瓦斯抽放系统:6.1、抽采管路系统选择的原则:6.1.1 抽采管路系统应根据矿井开拓部署、井下巷道布置、抽采地点分布、瓦斯利用要求,以及矿井的发展规划等因素确定,并宜避免或减少主干管路系统的改动。
6.1.2 管路的敷设宜减少曲线,并宜使管路的长度较短。
6.1.3 管路宜敷设在矿车不经常通过的巷道中。
若必须敷设在运输巷道内时,应采取必要的安全措施。
6.1.4 当抽采设备或管路发生故障时,应使管道内溢出的瓦斯不流入采、掘工作面及机电硐室内。
6.1.5 抽采管路系统宜符合管道运输、安装和维护方便的要求。
6.2抽采管路管径、壁厚计算及管材选择:6.2.1抽采管径选择:选择瓦斯管径,可按下式计算:V Q0.1457D =式中 D —瓦斯管内径,m ;Q —管内瓦斯流量,m 3/min ;V —瓦斯在管路中的经济流速,m/s ,一般取V =10~15m/s ,在此取10m/s 。
可得:)(3.010915.411457.01457.0m V Q D === 6.2.2抽采管路壁厚选择:选择管路壁厚可按下式计算:][2σδd P •= (6.2.2)式中:δ——管路壁厚(mm );P ——管路最大工作压力(MPa );d ——管路内径(mm );[σ]——容许压力(MPa ),可取屈服极限强度的60%;缺少比值时,铸铁管可取20MPa ,焊接钢管可取60MPa ,无缝钢管可取80MPa 。
管路最大工作取5Mpa,容许压力取80Mpa,δ=P*d/2[σ]=5*300/2*80=10mm6.2.3 抽采管路管材应符合抗静电、耐腐蚀、阻燃、抗冲击、安装维护方便等要求。
6.3抽采设备选型:6.3.1 抽采设备选型应符合下列规定。
1 瓦斯抽采泵应选用湿式。
2 抽采设备应配备防爆电气设备及防爆电动机。
3 备用的抽采泵及附属设备应与抽采设备具有同等能力。
6.3.2 标准状态下抽采系统压力可按下列公式计算:H=(Ht+Hc)·K (6.6.2-1)Hr= h rm+h rj+ h k (6.6.2-2)Hc= h cm+h cj+ h z (6.6.2-3) 式中 H ——抽采系统压力(Pa);Hr——抽采设备出口侧(负压段)10~15年内管路最大阻力损失(Pa);——抽采设备出口侧(正压段)管路阻力损失(Pa);HcK——抽采系统压力富余系数,可取1.2~1.8;——入口侧(负压段)管路最大摩擦阻力(Pa);hrmh——入口侧(负压段)管路局部阻力(Pa);rj——井下抽采钻孔的设计孔口负压(Pa);hk——出口侧(正压段)管路最大摩擦阻力(Pa);hcmh——出口侧(正压段)管路局部阻力(Pa)rj——出口侧(正压段)的出口正压(Pa);出口进入瓦斯储气罐,可hz取3500~5000 Pa。