xx矿井瓦斯抽放设计论文(编辑修改稿)

xx矿井瓦斯抽放设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

定一块毛巾布（ 1m ）。 卷缠药液法封孔操作程序为：先称出封一个孔的甲、乙组成药液，分别装入两个容器，再将药液同时倒入混合桶，立即用棒快速搅拌均匀，当药液由黄褐色变为乳白色时，停止搅拌，将药液均匀倒在毛巾布上，边倒药液边向抽放管上卷缠毛巾布，并把卷缠好药液的封孔管迅速插入钻孔，大约 5分钟后，药液开始发泡膨胀， 20分钟后停止发泡，逐渐硬化固结。 为了避免封孔管晃动影响封孔质量， 孔口处用木塞楔紧。 封一个钻孔的聚氨酯用量约为 1Kg 左右。 钻孔与管路的连接 聚氨酯封孔 1 小时后，便可与抽放管路连接（水泥砂浆封孔不但麻烦，还需经 25小时后才可与抽放管路连接）。 钻孔与管路连接处应设置流量计和阀门。 钻孔封孔器与抽放管路的连接如图 38 所示。 瓦斯预抽一定时间后，根据抽放量的大小决定停止抽放的时间，继续向前掘进，掘进到距原钻孔底 5m 左右的超前距时，停止掘进，重新打钻孔抽放瓦斯，如此反复循环。 茨门沟煤矿瓦斯抽放设计 19 10005000~600010005000~6000橡胶垫圈铁档板木塞铁线毛巾布抽放管水泥沙浆聚氨脂密封段钻孔10花孔图37 聚氨酯缠药方法及封孔管结构示意图 茨门沟煤矿瓦斯抽放设计 20 图38 掘 进工作面钻孔与抽放瓦斯管路连接示意图抽放管阀门弯头封孔管观测咀钻孔孔板主抽放管路阀门胶管封孔铁管铠装胶管封孔材料抽放钻孔观测咀 掘进工作面边掘边抽 除采取迎头打钻孔抽放外，也可以考察边掘边抽，其优点抽放时不影响掘进，且抽放效果较好，缺点是需掘钻场，增加工程量，见图 39，钻场规格宽 2m，长 4m，高与掘进巷道相同。 封孔工艺与先抽后掘的钻孔封孔方法相同。 茨门沟煤矿瓦斯抽放设计 21 图 39 掘进工作面边掘边抽示意图 表 33 边掘边抽钻孔技术参数表 钻孔 类别 钻孔与巷道夹角 （176。 ） 钻孔仰角 （176。 ） 孔深 （ m） 钻孔直径 （ mm） 掘进钻孔 β 1 8176。 β 2 15176。 同煤层倾角 30 75 以上两种方法中，掘进工作面先抽后掘影响掘进的进度，而边掘边抽虽不影响掘进速度，但需打钻场增加工程量，可以通过现场使用比较，选择效果较好的一种抽放方法。 瓦斯抽放量预计 XX 煤矿属首次进行瓦斯抽放，没有进行过上隅角及采空区的瓦斯浓度分布测定工作，根据工作面的实际情况，工作面绝对瓦斯涌出量近 6min3/min，采空区瓦斯涌出按60％计算，则采空区瓦斯涌出量约 min3/min，结合我国进行上隅角瓦斯抽放的经验，为确保 2201 工作面 回风巷及上隅角瓦斯浓度不超限，工作面抽放瓦斯纯量预计为2min3/min 以上，上隅角浅部瓦斯抽放浓度按 10％计算，则抽放混合量应为 20min3/min以上。 采空区插管抽放的安全管理 1）所有参加采空区插管（埋管）抽放的工作业人员必须掌握操作的作业标准，熟知瓦斯的基本知识，严格遵守规程，安全负责人负责现场安全把关。 2）撤装管路时回风巷瓦斯浓度不得超过 1%，否则必须停工，采取措施处理瓦斯。 茨门沟煤矿瓦斯抽放设计 22 3）插管抽放时，插入上隅角的管路应为软管，可避免撞击，同时软管应阻燃防静电。 4） .回风巷的抽放管路安装及拆除 时应轻拿轻放，施工作业时要使用铜质工具，以免产生火花 ,避免碰撞。 5）应在上隅角设挡风帘，并调整插管的位置和深度，以保证抽放浓度较高。 6）抽放泵必须为水环真空泵，不能采用干式泵。 4 瓦斯抽放管路系统 抽放瓦斯管路选择 抽放管路及抽放泵位置选择原则 抽放管路应尽量选择敷设在巷道曲线段少和距离短的线路中，尽可能避开运输繁忙巷道，首选回风巷内铺设，还要考虑安装、检修方便。 抽放管路系统与抽放泵的位置有很大关系，抽放泵站如布置在地面，最好选在回风井附近，泵房 20m 内严禁明火，运输及供水、供水要 方便，如抽放泵布置在井下，应靠近抽放地点，安装在进风硐室中。 抽放泵位置选择 抽放泵站的位置，一般有两种选择，一种是泵站布置在井下靠近抽放地点的进风流中，这样可以大大减少管路长度，可以根据抽放地点的改变移动抽放泵，可以节省管路投资，前提条件是抽放管路排出的瓦斯排放到采区专用回风巷或总回风巷后，经稀释瓦斯浓度不超限。 另一种泵站位置选择方案是将泵放在地面，一般是由于矿井总回风巷瓦斯浓度较高或总回风巷行人，抽出的瓦斯不能排放到总回风巷内，必须排放到地面。 这样泵站即使布置在井下也不能缩短抽放管路的长度 ，而且布置在井下需打硐室，供电及供水都不如地面方便，因此这种情况下，泵站一般都布置在地面。 对 XX 矿而言，由于总回风巷瓦斯浓度已达至 ％以上，因此泵站必须安装到地面。 根据矿井的具体情况，由于回风井今后将废弃，因此抽放管路从副平硐通到地面，在副平硐口以北的山上，开出一块平地，用来建泵站。 抽放管路敷设路线 XX 矿瓦斯抽放首先进行上隅角瓦斯抽放，暂不考虑预抽，瓦斯抽放泵站选择在地面，抽放管路从副平硐敷设到地面，上隅角瓦斯抽放管敷设路线为： 2201 工作面上隅角→ 2201 工作面回风巷→联络巷→→ 3＃煤巷→副平硐→地面管路→瓦斯抽放泵房→放空管。 抽放瓦斯管路敷设路线如图 41： 茨门沟煤矿瓦斯抽放设计 23 主斜井副平硐图41 茨 门沟矿南采区抽放管路敷设示意图抽放泵站抽放管路车场＃运输大巷7＃煤巷3＃煤巷7＃运输1 2＃煤巷副斜井17＃运巷17＃回风井1 7＃煤巷2 201运输巷2 201回风巷2 201工作面切眼 抽放瓦斯管径选择 瓦斯抽放管径选择合理否，对抽放瓦斯系统的建设投资及抽放系统效果有很大影响。 直径太大，投资费用增加；直径过细，管路阻力损失大。 故一般采用下式计算，并参照抽放泵的实际能力使之留有备用量，同时尚需考虑运输和安装方便。 管径按下式计算： 茨门沟煤矿瓦斯抽放设计 24 D=（ Q/V） 1/2 式中 D— 抽放瓦斯管内径， m。 Q— 瓦斯管中混合瓦斯流量， m3/min。 V— 瓦斯管中混合瓦斯平均流速，一般 V=5～ 15m/s。 当管中瓦斯流速取 10m/s，抽放管路中混合流量按 20m3/min 计算： D=206mm，因此可管路选择内径为 200mm 的 8 寸管，一般选用无缝钢管，由于矿井规模较小，为节省投资，也可采用焊缝铁管，壁厚 46mm，如考虑安装及运输方便，也可采用玻璃钢管。 为说明方便将工作面回风巷段管路称为支管，出工作面以后的管路称为主管，将抽放管吸入口到抽放泵站段抽放管路称为负压段，将抽放泵站至瓦斯排放口段抽放管路称为正压段。 瓦斯抽放管径选择如表 41 所示。 表 41 抽放瓦斯管径选择结果 类别 材料 选择管径（内径） （ mm） 壁厚 (mm) 抽放主管路 焊缝铁管 200 4 抽放支管路 焊缝铁管 200 4 瓦斯管的连接方式 井下管路均采用法兰盘螺栓紧固连接，中间夹橡胶密封圈，为安装方便起见，抽放管路中拐弯等处也可采用铠装胶管代替铁管。 管网阻力计算 抽放瓦斯管路阻力包括摩擦阻力和局部阻力。 计算管网阻力应在抽放管网系统敷设线路确定后，按其最长的线路和抽放最困难时期的管网系统进行计算，根据 XX 煤矿采掘布置情况，最长管路长度 1000m 左右，计算管路的阻力。 摩擦阻力计算： 5 KD LQH 摩 式中 H 摩 — 管路的摩擦阻力， Pa。 L— 管路长度， m。 约 1000m。 γ — 混合瓦斯对空气的密度比，浓度取 10％，查表得 K— 与管径有关系数； D— 瓦斯管内径， cm。 茨门沟煤矿瓦斯抽放设计 25 Q— 抽放混合瓦斯量， m3/h。 管路阻力（ H 摩 ）计算 ）（）（ PaKD LQH 5252    局部阻力（ H 局 ） 抽放管网系统中管件局部阻力（ H 局 ），按管道总摩擦力阻力的 15％考虑。 H 局 = H 摩 = 5938 =891(Pa) 管网总阻力（ H 总 ） 故瓦斯抽放管网系统的总阻力（ H 总 ）为： H（总） =H 摩 +H 局 =5938+891=6829(Pa) 管路敷设及附属设施 管路敷设要求 地面管路 地面敷设管路除符合井下管路的有关要求外，尚需符合下列要求： (1)冬季寒冷地区应采取防冻措施； (2)瓦斯管路不宜沿车辆来往繁忙的主要交通干线敷设； (3)瓦斯管路不允许与自来水管、暖气管、下水道管、动力电缆、照明电缆和电话电缆等敷设于一个地沟内； (4)在空旷地带敷设瓦斯管路时，应考虑到未来的发展 规划和建筑物的布置情况； (5)瓦斯主管距建筑物的距离大于 5m 距动力电缆大于 1m，距水管和排水沟大于，距铁路大于 4m，距木电线杆大于 2m； (6)瓦斯管路与其它建筑物相交时，其垂直距离大于 ，与动力、照明电缆及电话线大于 2m 范围内，管路不准有接头和布置管件； (7)瓦斯管不准穿过其它管路，确需穿过，应加钢套管。 井下管路 煤矿井下的环境条件较恶劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受压变形，空气湿润易锈蚀等，为此对煤矿井下抽放瓦斯管路的敷设有如下要求： (1)瓦斯 管路应采取防腐、防锈蚀措施； (2)倾斜巷道的瓦斯管路，应用卡子将管道固定在巷道支护上，以免下滑； 茨门沟煤矿瓦斯抽放设计 26 (3)管路敷设要求平直，尽量避免急弯； (4)管路敷设时，要考虑流水坡度，要求坡度尽量一致，避免高低起伏，低洼处需安装放水器； (5)新敷设的管路要进行气密性。 管路安装 一、地面管路安装敷设 XX 煤矿抽放瓦斯泵房位于工业广场以南靠近松山河的一块平地上，地面管路安装采用沿地表架空敷设方式，架空高度 1m，如穿过公路需打龙门，高度视情况而定。 每隔 6m 设置一个支撑架，也可采用地面支撑墩，必要时在支 撑上设有半圆形管卡固定管路，防止管路下滑。 地面管路安装敷设方式详见图 4图 43。 图 42 地面管路支撑架示意图 图 43 地面管路支撑墩示意图 二、井下管路安装敷设 井下抽放瓦斯管路包括风井管路、总回巷管路和掘进工作面管路。 风井管路沿井筒敷设，如斜井为砌碹支护，采用悬臂吊挂安装方式或打支撑墩；总回风巷内管路可以采用吊挂或打支撑墩沿巷道底板敷设；掘进面管路可采用巷道侧帮吊挂安装方式。 托挂安装见图 44，井下支撑墩与地面支撑墩类似见图 43，吊挂式安装见图 45。 抽放管路半圆铁板电 焊108铁 管管路支撑墩底面18 园钢钢筋或铁丝抽放管M6 钢板 茨门沟煤矿瓦斯抽放设计 27 图 44 井下管路悬臂支撑敷设示意 图 45 井下管路吊挂敷设示意图 管路防腐、防锈 地面和井下金属管路外表均要先涂刷二层樟丹，防锈地面管路再涂刷一层油性调和漆。 井下管路再涂一层煤焦沥青漆。 采用焊缝铁管管壁较薄，管道内有水，因此管内部应刷漆防锈。 附属装置 管路附属设施主要包括如下设备： 抽放管路低洼处要安装放水器。 抽放管路上配置控制阀门、测压嘴、孔板流量计等。 泵站配置 U 型管水柱计、瓦斯检定器（ 100％）、高负压取样器 、气压计等检测仪。 具体如下： (1)阀门：在瓦斯抽放管路上和钻孔的连接处，均需安设阀门，主要用于调节与控制各个独立抽放地点。