瓦斯抽采及利用方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 進工作面先抽后掘本礦井為煤與瓦斯突出礦井，掘進時煤層瓦斯含量高，掘進工作面推進速度快，其瓦斯涌出量大，為防止掘進工作面發生突出和通風安全需要，設計考慮掘進工作面先抽后掘。在掘進工作面向前方及煤壁布置扇形鉆孔，鉆孔控制范圍為：工作面前方60m，巷道兩側10～15m，孔距暫按2～5m考慮，鉆孔布置如圖13—1—4所示。每次抽采循環掘進50m, 煤巷磧頭前方至少保留10m超前距。圖1312 掘進工作面先抽后掘鉆孔布置示意圖裂隙瓦斯抽采根據地質報告，在井田內 N216 處，在龍潭組四段（P2l4）石灰巖中發生井噴，井噴火焰高達6m，燃燒7 天后自然熄滅。經達竹煤電集團救護大隊現場測定，其燃燒氣體成分主要為沼氣，在火熄滅后取氣體樣化驗其成分：CHC2～CCONH2 %、%、%、%、%。經對鉆孔巖性分析N216 號位于背斜軸部，龍潭組四段（P2l4）與煤層頂板由于裂隙導通，由于龍潭組四段（P2l4）的上部龍潭組五段（P2l5）泥巖的隔氣作用，煤層瓦斯氣儲藏于龍潭組四段（P2l4）與煤層上部的裂隙內。在井田南側的龍灘井田在以往施工中的一個鉆孔因瓦斯噴出并著火，發生將鉆探設備燒壞事故。故推斷礦井裂隙帶瓦斯含量高，儲量大，因此本設計考慮向裂隙帶或局部瓦斯積聚區域布置鉆孔進行預抽。六、瓦斯抽放效果預計（一）回采工作面本煤層預抽+50m水平Ⅰ1煤層瓦斯含量最大為19m3/，根據《煤礦瓦斯抽采基本要求》（AQ10262006）的要求，Ⅰ m3/t，因此+50m水平Ⅰ%考慮，按一個預抽工作面和一個邊采邊抽工作面考慮，經預測，+50m水平最大預抽純量為16m3/min。采空區瓦斯抽采量本礦井Ⅰ1工作面預計采空區抽放量，根據類似礦井經驗。 m3/min， m3/min，設計最大的回采工作面抽采率可達70%。（二）掘進工作面Ⅰ1煤層掘進時設計推薦先抽后掘，根據《煤礦瓦斯抽采基本要求》（AQ10262006）的要求，Ⅰ1煤層掘進工作面巷道輪廓線外上幫8m、下幫5m、前方10m的范圍內， m3/t以內，因此Ⅰ1煤層掘進工作面瓦斯含量最大預抽率為62%考慮。根據類似礦井經驗，全礦井布置1個Ⅰ1煤層掘進工作面考慮。（三）裂隙瓦斯抽采本礦井裂隙帶和局部區域瓦斯含量高，突出危險性大，工作面通風嚴整超限，設計考慮向該區域布置鉆孔預抽。根據類似礦井經驗，抽采瓦斯量按煤層瓦斯抽采量的50%考慮。（四）全礦井本礦井建立高低負壓雙系統，其中高負壓系統擔負本煤層預抽、裂隙瓦斯抽采和掘進工作面抽采任務，預抽瓦斯抽放濃度按40%考慮，；低負壓系統擔負采空區抽采任務，抽放濃度按8%考慮。，最大礦井抽采率可達50%。七、瓦斯抽放設備選型計算（一）管材選擇以管路中最大混合瓦斯流量為依據，流速控制在5m/s～15m/s之間，計算公式采用：d=式中：d——瓦斯抽放管直徑，m；Q——瓦斯管內最大混合瓦斯流量，m3/s；V——瓦斯流速，選5～15m/s。設計根據最大抽放量并考慮一個富裕系數選擇抽放管路系統管徑，經計算，高負壓系統主管管徑為500mm，干管管徑為400mm，支管管徑為250mm，低負壓系統主管管徑為400mm，支管管徑為315mm。瓦斯抽放系統管材選用煤礦用鋼絲網骨架聚乙烯管。選擇的瓦斯管材必須有煤礦許用合格證、煤安標志（MA）和由質檢部門出具的抗靜電、抗沖擊、耐腐蝕、阻燃的鑒定資料。（二）管路阻力損失計算公式：H=69105(+) 式中 H——阻力損失（Pa）；L——管路長度（m）；Q0——標準狀態下的混合瓦斯流量（m3/h）；d——管路內徑（mm）；v0——標準狀態下的混合瓦斯運動粘度（m2/s）；ρ——管道內混合瓦斯密度（kg/m3）；Δ——管路內壁的當量絕對粗糙度（mm）；P0——標準大氣壓力（101325 Pa）；P——管道內氣體的絕對壓力（Pa）；T——管路中的氣體溫度為t時的絕對溫度（K）；T0——標準狀態下的絕對溫度（K）。經計算，高負壓系統抽放管路最大磨擦阻力損失為25215Pa，低負壓系統抽放管路最大磨擦阻力損失為13660Pa。根據經驗，局部阻力按磨擦阻力的20%計，即高負壓系統局部阻力損失為5043Pa，低負壓系統局部阻力損失為2732Pa。本礦井抽采方式有預抽和采空區埋管抽，預抽鉆孔的孔口負壓取15～20kPa，采空區埋管抽孔口負壓取3～。（三）設備選型瓦斯抽放設備選型詳見第六章。第二節 瓦斯利用XX北煤礦屬高瓦斯礦井，煤層瓦斯含量高、瓦斯壓力大，隨著礦井生產發展，瓦斯涌出量也將隨之增加。煤礦瓦斯是一種優質清潔能源，利用抽出瓦斯作居民生活燃料、供熱和發電，既保證礦井的安全生產，又可減少環境污染，改善居民生活條件，提高生活水平。一、瓦斯利用的工程意義（一）合理開發充分利用礦山資源，節約能源保護環境XX北礦瓦斯是一筆寶貴的礦山資源，應該合理開發和有效利用。煤礦瓦斯是一種富含甲烷(CH4)的優質能源，是《京都議定書》明確的六種溫室氣體之一。其溫室效應遠高于二氧化碳，還具有破壞地球大氣臭氧層作用。初步測算，104m3礦井瓦斯為例，如不利用而將其排空，按溫室效應折算二氧化碳當量約為268kt，將對大氣環境造成一定污染。另一方面，從節約能源的意義上說，大量優質煤礦瓦斯排入大氣，也是一種能源的浪費。，如不利用而將其排空，相當于損失約23kt標準煤，可見，利用瓦斯既可以減輕對大氣的污染，又具有較好的節能效益。（二）加強礦井瓦斯開采利用的科學管理，保證煤礦生產安全，促進煤礦瓦斯產業發展根據本礦井采煤生產工藝，瓦斯的抽采依附于煤炭生產，其抽采量決定于礦井的煤炭產量。如果將礦井瓦斯用于發電和供熱，將從根本上改變礦井瓦斯的抽采格局——變單純為煤炭生產安全而被動抽采為礦山資源——煤和瓦斯的一體化開采，從而為促進礦井瓦斯開發利用的產業化創造條件。另一方面，瓦斯利用工程建成后，作為煤礦資源綜合利用項目的唯一氣源，必須保證穩定可靠地向其承擔的用戶供氣。這就要求XX北煤礦不斷加強礦井瓦斯的開發和有效利用，做好礦井瓦斯抽采和利用系統各個環節的技術管理和生產、經營及用戶管理，包括井下抽采工程的接續、地面抽采設備和管道的維護保證穩定運行、地面利用系統的管網和儲氣及調壓計量設施的有效工作，減少浪費，保證將抽采的瓦斯氣量送到各個用戶?。ㄈ┴瀼貒业挠嘘P政策合理開采充分利用礦井瓦斯是貫徹國務院關于加快煤礦瓦斯抽采利用若干意見《國辦發 〖2006〗第47號》和國家發改委主持制訂的《煤層氣（