采煤工作面瓦斯抽放技术设计
21206采煤工作面瓦斯抽采设计

21206采煤工作面瓦斯抽采设计1.采煤工作面背景2.瓦斯抽采目标为了保障煤矿的安全生产,我们的瓦斯抽采设计方案将追求以下目标:-实现工作面瓦斯的高效抽采,确保瓦斯浓度处于安全范围内;-最大程度减少瓦斯泄漏到工作面上,以避免瓦斯爆炸的风险;-保证采煤工作面的正常生产,提高工作效率和采煤产量。
3.瓦斯抽采设计方案为了实现瓦斯抽采的目标,我们将采用以下的瓦斯抽采设计方案:3.1主副井联合抽采本设计方案将主井和副井联合使用,实现瓦斯的抽采。
主井作为主要的气流通道,副井作为辅助的通风井,用于增加通风量和改善气流动态。
两个井之间设置有通风巷道,确保气流的流动通畅。
3.2通风系统设计为了实现瓦斯抽采,我们将设计一个完善的通风系统。
该系统由主排风机、副排风机、支援风机和辅助设备组成。
主排风机位于主井,主要负责将瓦斯抽入主井,并将其排出井口。
副排风机位于副井,负责增加通风量和改善气流动态。
支援风机位于煤层下方,用于向工作面供应新鲜空气,维持工作面正常生产。
3.3瓦斯抽采管路设计瓦斯抽采管路的设计是保证瓦斯抽采效果的关键之一、在工作面设置瓦斯抽放孔,将瓦斯抽入工作面导管中,并将其排入主井。
在主井中设置瓦斯抽采管路,将瓦斯抽入主排风机进行排放。
同时,在副井中也设置瓦斯抽采管路,将一部分瓦斯抽入副排风机进行排放。
3.4瓦斯监测与安全措施为了确保瓦斯抽采的安全性,我们将在工作面设置瓦斯监测装置,及时监测瓦斯浓度。
一旦瓦斯浓度超过安全范围,将采取紧急措施,如停工、清理瓦斯等,以保证采煤工作面的安全。
4.方案实施与效果评估在实施瓦斯抽采设计方案之前,我们将对工作面进行详细的勘测和测量,以确定具体的设计参数。
然后,我们将依据设计方案,采取适当的工程措施,在工作面进行改造和建设。
在实施过程中,我们将严格按照相关的安全规程和操作规范进行操作,确保施工的安全与质量。
一旦方案实施完毕,我们将对瓦斯抽采效果进行评估和监测。
通过监测工作面的瓦斯浓度和气流动态,评估方案的有效性和改进之处。
煤矿瓦斯抽放系统安全技术措施及应急预案

煤矿瓦斯抽放系统安全技术措施及应急预案xx县xx煤矿2013年度瓦斯抽放系统安全技术措施及应急预案xx县xx煤矿二○一三年一月xx县xx煤矿瓦斯抽放系统安全技术措施及应急预案为了贯彻执行党和国家安全第一,预防为主的方针,保护职工身体健康与企业财产安全,根据矿井实际编制xx县xx 煤矿瓦斯抽放系统安全技术措施及应急预案,通过贯彻落,确保瓦斯抽放系统正常运行,达到防止瓦斯事故发生,并在一旦发生事故时,能有效地控制事故的扩大和迅速抢救受灾遇险人员,特编制xx县xx煤矿瓦斯抽放系统安全技术措施及应急预案如下:一、组织保障措施1.矿成立了瓦斯抽放系统管理领导小组组长:副组长:成员:2.成员职责:(1)组长(安全矿长兼任)是矿井安全生产管理的第一责任人,故对矿井瓦斯抽放管理工作负全面责任,具体负责定期组织研究,平衡协调,检查布置瓦斯抽放系统工作,全权调配解决抽放系统所需的人、财、物,确保矿井抽放工作顺利开展。
(2)机电矿长、工程师(兼副组长)对防突工作负技术责任。
负责及时编制、审批矿井瓦斯抽放系统工作规划、计划和措施,共同参予督促、检查措施执行,落实情况,及时向组长汇报解决抽放系统工作中存在或需要解决的问题。
(3)安全、生产行政副职矿级领导对分管的业务及抽放系统工作负具体的组织领导和管理职责,及时检查发现和协调解决抽放工作中存和出现的问题。
(4)领导小组其他成员根据工作职责,重点检查、督促、指导、协调、帮助解决处理现场抽放系统工作中存在和出现问题,尽心尽责地把好现场瓦斯抽放工作,为矿井防突工作打下坚实的基础,达到消突的目的。
二、瓦斯抽放系统安全技术措施:(一)瓦斯抽放泵房技安措施要求:1.煤矿目前已按要求修建了瓦斯泵房、配电房、值班室内照明全部用防爆型,不准有明开关明闸刀。
2.瓦斯泵房配置高低负压各两台水环式抽放泵。
3.配电房配置两台自耦减压起动控制柜、两台矿用隔爆型馈电开关、一台综合保护裁置、一套多参数瓦斯监控器。
06采面抽采设计

织金县润丰煤矿11606采面瓦斯抽采设计编制:生产技术科编制时间:二0一一年三月11606采面瓦斯抽采设计一、矿井概况润丰煤矿为生产矿井,于2008年8月通过验收。
矿井采用斜井开拓,通风方式为中央并列式,主要通风机功率为75×2KW。
润丰煤矿鉴定为高瓦斯矿井,现开采C16煤层,根据有关单位鉴定,C16煤层在+1450m水平以上不具有煤与瓦斯突出危险性;煤尘爆炸性:16号、23号煤层煤尘无爆炸性,2l号、30号煤层未进行煤尘爆炸性鉴定;煤的自燃倾向性:根据2006年9月28日贵州省煤田地质局实验室对织金县润丰煤矿16号、23号煤层完成的《煤炭自燃倾向等级鉴定报告》:16号煤层煤炭自燃倾向为不易自燃、23号煤层煤炭自燃倾向为容易自燃,2l号、30号煤层未进行煤炭自燃倾向等级鉴定;矿井水文地质条件简单。
现润丰煤矿严格按《开采方案设计》进行开采,采煤工作面为11606工作面,掘进工作面为11610机巷。
11606采面运输巷最低标高+1450m,回风巷最低标高+1462m。
二、矿井瓦斯抽放现状润丰煤矿瓦斯抽放系统采用地面永久瓦斯抽放系统,瓦斯抽放泵房设置在回风斜井口上方高处,标高为+1570m。
现有高、低负压瓦斯抽放泵5台,功率为55kw、45 kw,抽放流量总计约为45m3/min.三、钻场设计及钻孔参数1、抽放巷道选择钻场布置在回采工作面的运输巷、回风巷中。
2、钻场布置、钻孔参数确定预抽钻场布置钻场的布置应免受采动影响,避开地质构造带,钻场尺寸应能满足钻机安装和安全操作的需要,本采面钻场沿钻孔方向长度为3.5m,宽度3m,高度2m。
每个钻场布置3个钻孔。
钻场内钻孔与瓦斯管联接平面示意图见图示。
钻孔参数的确定(1)钻孔直径:设计考虑60~110mm。
(2)钻孔长度:沿层钻孔尽可能长,一般以不打穿到工作面运输巷、回风巷为原则,考虑11606工作面斜长为60米,故钻孔长为50~55m,布置成扇形钻孔。
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。
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。
采煤工作面移动式瓦斯抽采系统设计

Key words:high gas working faceꎻmobile gas drainageꎻpipe diameter selectionꎻresistance checking calculation
瓦斯抽采是瓦斯矿井治理瓦斯灾害最为有效的
措施之一ꎬ瓦斯抽采系统的设计对瓦斯抽采效果至
试验研究
总第 249 期
doi:10. 3969 / j. issn. 1005 - 2798. 2020. 05. 002
采煤工作面移动式瓦斯抽采系统设计
张巨峰1ꎬ2 ꎬ谢亚东3 ꎬ张建江3 ꎬ杨峰峰1 ꎬ马德奇1 ꎬ苗在全3
(1. 陇东学院 能源工程学院ꎬ甘肃 庆阳 745000ꎻ2. 湖南科技大学 资源环境与安全工程学院ꎬ 湖南 湘潭 411201ꎻ
煤矿瓦斯抽放工程设计规范

中华人民共和国行业标准矿井抽放瓦斯工程设计规范Code for design of the gas drainage engineering of Coal mineMT 5018一96主编单位:煤炭工业部重庆设计研究院批准部门:中华人民共和国煤炭工业部施行日期:1997年1月1日煤炭工业出版社关于发布《矿井抽放瓦斯工程设计规范》的通知煤基字[1996]第263号根据国家计委计综合〔1993]110号文的要求,由煤炭工业部重庆设计研究院编制的《矿井抽放瓦斯工程设计规范》,已经有关单位会审。
现批准《矿井抽放瓦斯工程设计规范》MT5918—96为强制性行业标准,自1997年1月1日起施行。
本规范的管理和解释由煤炭工业部负责。
中华人民共和国煤炭工业部一九九六年六月十二日编制说明本规范根据国家计委计综合[1993]110号文的要求,由煤炭工业部重庆设计研究院编制而成。
本规范在编制过程中,编制组进行了广泛深入的调查研究,总结了数十年来国内外矿井抽放瓦斯的实践经验,分析了我国有关抽放瓦斯技术政策的实施效果及存在的问题,结合我国国情,采用了抽放瓦斯的新技术、新工艺及新的科研成果,广泛征求了设计、生产、科研及管理部门的意见,最后,由煤炭工业部组织审查定稿。
本规范共分七章,主要内容有:总则,一般规定,年抽放量及抽放年限,抽放方法,抽放管路系统及抽放设备,抽放站,安全与监控等。
本规范系初次制订,各单位在执行过程中,请结合设计、生产实践和科学研究,不断总结经验,积累资料。
需要修改或补充之处,请将意见和有关资料寄交煤炭工业部重庆设计研究院,以便今后修改完善。
1996年1月目次1 总则 (1)2一般规定 (2)3年抽放量及抽放年限 (3)4抽放方法 (5)4.1一般规定 (5)4.2抽放方法与布孔方式 (6)4.3封孔 (7)5抽放管路系统及抽放设备 (9)6抽放站 (11)7安全与监控 (13)附录本规范用词说明 (14)附加说明 (15)附条文说明 (17)1总则1.0.1为了进一步贯彻执行《煤矿安全规程》和《煤炭工业矿井设计规范》,保证工程安全,提高设计质量,特制订本规范。
抽放瓦斯的技术方法

抽放瓦斯的技术方法一、开采层瓦斯抽放对开采层瓦斯涌出量大或有突出危险的煤层,主要采用开采层瓦斯抽放技术。
开采层瓦斯抽放包括巷道抽放和钻孔抽放。
巷道抽放一般只是预抽,钻孔抽放包括预抽和边采(掘)边抽。
1、巷道预抽一般不用作主要的瓦斯抽放方法,一般只是在部分煤巷暂时不用或有异常瓦斯涌出巷道的矿井作辅助方法应用。
2、钻孔抽放根据钻孔布置方式分为穿层钻孔和顺层钻孔抽放。
由于穿层钻孔存在钻孔有效利用率低、钻孔工程量大以及需作专用瓦斯抽放巷等缺点,随着顺层钻孔成孔工艺技术的提高,本煤层瓦斯抽放向着顺层钻孔瓦斯抽放方向发展。
⑴、钻孔布置方式:网络式穿层钻孔、穿层与顺层钻孔结合、顺层长钻孔等。
⑵、抽放工艺参数包括钻孔直径、钻孔长度、抽放负压、有效抽放半径等。
①、钻孔直径一般采用75---108㎜的钻孔。
②、钻孔长度:钻孔瓦斯抽放量在一定范围内随钻孔穿入煤体的长度线性增加,所以穿层钻孔总是要求穿透煤体全厚;顺层钻孔根据采掘工程部署,在条件许可下尽可能钻深。
③、抽放负压一般选用6—30kPa的进行抽放(设计选用15KPa)。
④、钻孔合理预抽时间:钻孔预抽有一个合理的时间,时间过短,钻孔抽放工程得不到有效利用。
时间过长也不科学,浪费时间、资金和设备费用,因钻孔瓦斯流量随抽放时间的延长而蓑减(基本符合负指数方程),当超过一定的预抽时间,钻孔瓦斯流量蓑减到很小,再继续预抽就没有实际意义,可能还会影响采掘接替。
⑤、钻孔的有效抽放半径是指在规定的抽放时间内钻孔抽放瓦斯的有效影响范围。
显然钻孔的有效半径与抽放时间、瓦斯及煤层透气性有关。
其测定方法有两种:A:通过观测抽放钻孔四周不同距离,测压钻孔瓦斯压力随抽放时间的变化来确定。
B:通过测定钻孔累计抽出瓦斯量随抽放时间的变化来确定。
二、邻近层瓦斯抽放在邻近层近距离煤层群开采条件下。
采用冒落法管理顶板时,首先开采的煤层会有大量邻近层瓦斯涌入,这时必须进行邻近层瓦斯抽放。
由于煤层的开采,采空区顶板岩层冒落、断裂或下沉变形。
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采煤工作面瓦斯抽放技术设计专业:通风与安全系班级:09通风(2)班姓名:张学伟指导老师:姚向荣淮南职业技术学院通风与安全系2011年6月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(m ³)预抽纯量Q 纯: Q 纯=W 可/(24×60×330)= 16.766(m ³/min)抽放量Q: Q= Q/0.4= 41.915(m³/min)纯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-Qp=16.766-9=7.766m3/min 放瓦斯,则工作面的瓦斯浓度将超限,尚需抽放瓦斯量=QCH4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= hrm +hrj+ hk(6.6.2-2)Hc= hcm +hcj+ hz(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);Hc——抽采设备出口侧(正压段)管路阻力损失(Pa);K——抽采系统压力富余系数,可取1.2~1.8;hrm——入口侧(负压段)管路最大摩擦阻力(Pa);hrj——入口侧(负压段)管路局部阻力(Pa);hk——井下抽采钻孔的设计孔口负压(Pa);hcm——出口侧(正压段)管路最大摩擦阻力(Pa);h rj ——出口侧(正压段)管路局部阻力(Pa )h z ——出口侧(正压段)的出口正压(Pa );出口进入瓦斯储气罐,可取3500~5000 Pa 。