xx礦井瓦斯抽放設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 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。為了避免封孔管晃動影響封孔質(zhì)量， 孔口處用木塞楔緊。封一個鉆孔的聚氨酯用量約為 1Kg 左右。 鉆孔與管路的連接 聚氨酯封孔 1 小時后，便可與抽放管路連接（水泥砂漿封孔不但麻煩，還需經(jīng) 25小時后才可與抽放管路連接）。鉆孔與管路連接處應設置流量計和閥門。鉆孔封孔器與抽放管路的連接如圖 38 所示。瓦斯預抽一定時間后，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，如此反復循環(huán)。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 19 10005000~600010005000~6000橡膠墊圈鐵檔板木塞鐵線毛巾布抽放管水泥沙漿聚氨脂密封段鉆孔10花孔圖37 聚氨酯纏藥方法及封孔管結構示意圖 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 20 圖38 掘進工作面鉆孔與抽放瓦斯管路連接示意圖抽放管閥門彎頭封孔管觀測咀鉆孔孔板主抽放管路閥門膠管封孔鐵管鎧裝膠管封孔材料抽放鉆孔觀測咀 掘進工作面邊掘邊抽 除采取迎頭打鉆孔抽放外，也可以考察邊掘邊抽，其優(yōu)點抽放時不影響掘進，且抽放效果較好，缺點是需掘鉆場，增加工程量，見圖 39，鉆場規(guī)格寬 2m，長 4m，高與掘進巷道相同。封孔工藝與先抽后掘的鉆孔封孔方法相同。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 21 圖 39 掘進工作面邊掘邊抽示意圖 表 33 邊掘邊抽鉆孔技術參數(shù)表 鉆孔 類別 鉆孔與巷道夾角 （176。） 鉆孔仰角 （176。） 孔深 （ m） 鉆孔直徑 （ mm） 掘進鉆孔 β 1 8176。 β 2 15176。 同煤層傾角 30 75 以上兩種方法中，掘進工作面先抽后掘影響掘進的進度，而邊掘邊抽雖不影響掘進速度，但需打鉆場增加工程量，可以通過現(xiàn)場使用比較，選擇效果較好的一種抽放方法。 瓦斯抽放量預計 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 回風巷及上隅角瓦斯?jié)舛炔怀蓿ぷ髅娉榉磐咚辜兞款A計為2min3/min 以上，上隅角淺部瓦斯抽放濃度按 10％計算，則抽放混合量應為 20min3/min以上。 采空區(qū)插管抽放的安全管理 1）所有參加采空區(qū)插管（埋管）抽放的工作業(yè)人員必須掌握操作的作業(yè)標準，熟知瓦斯的基本知識，嚴格遵守規(guī)程，安全負責人負責現(xiàn)場安全把關。 2）撤裝管路時回風巷瓦斯?jié)舛炔坏贸^ 1%，否則必須停工，采取措施處理瓦斯。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 22 3）插管抽放時，插入上隅角的管路應為軟管，可避免撞擊，同時軟管應阻燃防靜電。 4） .回風巷的抽放管路安裝及拆除 時應輕拿輕放，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。 5）應在上隅角設擋風簾，并調(diào)整插管的位置和深度，以保證抽放濃度較高。 6）抽放泵必須為水環(huán)真空泵，不能采用干式泵。 4 瓦斯抽放管路系統(tǒng) 抽放瓦斯管路選擇 抽放管路及抽放泵位置選擇原則 抽放管路應盡量選擇敷設在巷道曲線段少和距離短的線路中，盡可能避開運輸繁忙巷道，首選回風巷內(nèi)鋪設，還要考慮安裝、檢修方便。抽放管路系統(tǒng)與抽放泵的位置有很大關系，抽放泵站如布置在地面，最好選在回風井附近，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，應靠近抽放地點，安裝在進風硐室中。 抽放泵位置選擇 抽放泵站的位置，一般有兩種選擇，一種是泵站布置在井下靠近抽放地點的進風流中，這樣可以大大減少管路長度，可以根據(jù)抽放地點的改變移動抽放泵，可以節(jié)省管路投資，前提條件是抽放管路排出的瓦斯排放到采區(qū)專用回風巷或總回風巷后，經(jīng)稀釋瓦斯?jié)舛炔怀蕖? 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巷瓦斯?jié)舛容^高或總回風巷行人，抽出的瓦斯不能排放到總回風巷內(nèi)，必須排放到地面。這樣泵站即使布置在井下也不能縮短抽放管路的長度 ，而且布置在井下需打硐室，供電及供水都不如地面方便，因此這種情況下，泵站一般都布置在地面。 對 XX 礦而言，由于總回風巷瓦斯?jié)舛纫堰_至 ％以上，因此泵站必須安裝到地面。根據(jù)礦井的具體情況，由于回風井今后將廢棄，因此抽放管路從副平硐通到地面，在副平硐口以北的山上，開出一塊平地，用來建泵站。 抽放管路敷設路線 XX 礦瓦斯抽放首先進行上隅角瓦斯抽放，暫不考慮預抽，瓦斯抽放泵站選擇在地面，抽放管路從副平硐敷設到地面，上隅角瓦斯抽放管敷設路線為： 2201 工作面上隅角→ 2201 工作面回風巷→聯(lián)絡巷→→ 3＃煤巷→副平硐→地面管路→瓦斯抽放泵房→放空管。 抽放瓦斯管路敷設路線如圖 41： 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 23 主斜井副平硐圖41 茨門溝礦南采區(qū)抽放管路敷設示意圖抽放泵站抽放管路車場＃運輸大巷7＃煤巷3＃煤巷7＃運輸1 2＃煤巷副斜井17＃運巷17＃回風井1 7＃煤巷2 201運輸巷2 201回風巷2 201工作面切眼 抽放瓦斯管徑選擇 瓦斯抽放管徑選擇合理否，對抽放瓦斯系統(tǒng)的建設投資及抽放系統(tǒng)效果有很大影響。直徑太大，投資費用增加；直徑過細，管路阻力損失大。故一般采用下式計算，并參照抽放泵的實際能力使之留有備用量，同時尚需考慮運輸和安裝方便。管徑按下式計算： 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 24 D=（ Q/V） 1/2 式中 D— 抽放瓦斯管內(nèi)徑， 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。 當管中瓦斯流速取 10m/s，抽放管路中混合流量按 20m3/min 計算： D=206mm，因此可管路選擇內(nèi)徑為 200mm 的 8 寸管，一般選用無縫鋼管，由于礦井規(guī)模較小，為節(jié)省投資，也可采用焊縫鐵管，壁厚 46mm，如考慮安裝及運輸方便，也可采用玻璃鋼管。 為說明方便將工作面回風巷段管路稱為支管，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。瓦斯抽放管徑選擇如表 41 所示。 表 41 抽放瓦斯管徑選擇結果 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。 管網(wǎng)阻力計算 抽放瓦斯管路阻力包括摩擦阻力和局部阻力。計算管網(wǎng)阻力應在抽放管網(wǎng)系統(tǒng)敷設線路確定后，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。 摩擦阻力計算： 5 KD LQH ??摩 式中 H 摩 — 管路的摩擦阻力， Pa。 L— 管路長度， m。約 1000m。 γ — 混合瓦斯對空氣的密度比，濃度取 10％，查表得 K— 與管徑有關系數(shù)； D— 瓦斯管內(nèi)徑， cm。 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 25 Q— 抽放混合瓦斯量， m3/h。 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 局 = 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) 管路敷設及附屬設施 管路敷設要求 地面管路 地面敷設管路除符合井下管路的有關要求外，尚需符合下列要求： (1)冬季寒冷地區(qū)應采取防凍措施； (2)瓦斯管路不宜沿車輛來往繁忙的主要交通干線敷設； (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于一個地溝內(nèi)； (4)在空曠地帶敷設瓦斯管路時，應考慮到未來的發(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)，管路不準有接頭和布置管件； (7)瓦斯管不準穿過其它管路，確需穿過，應加鋼套管。 井下管路 煤礦井下的環(huán)境條件較惡劣，且巷道高低不平，坡度大小不一，巷道受壓變形，空氣濕潤易銹蝕等，為此對煤礦井下抽放瓦斯管路的敷設有如下要求： (1)瓦斯 管路應采取防腐、防銹蝕措施； (2)傾斜巷道的瓦斯管路，應用卡子將管道固定在巷道支護上，以免下滑； 茨門溝煤礦瓦斯抽放設計 26 (3)管路敷設要求平直，盡量避免急彎； (4)管路敷設時，要考慮流水坡度，要求坡度盡量一致，避免高低起伏，低洼處需安裝放水器； (5)新敷設的管路要進行氣密性。 管路安裝 一、地面管路安裝敷設 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方式，架空高度 1m，如穿過公路需打龍門，高度視情況而定。每隔 6m設置一個支撐架，也可采用地面支撐墩，必要時在支 撐上設有半圓形管卡固定管路，防止管路下滑。 地面管路安裝敷設方式詳見圖 4圖 43。 圖 42 地面管路支撐架示意圖 圖 43 地面管路支撐墩示意圖 二、井下管路安裝敷設 井下抽放瓦斯管路包括風井管路、總回巷管路和掘進工作面管路。風井管路沿井筒敷設，如斜井為砌碹支護，采用懸臂吊掛安裝方式或打支撐墩；總回風巷內(nèi)管路可以采用吊掛或打支撐墩沿巷道底板敷設；掘進面管路可采用巷道側幫吊掛安裝方式。托掛安裝見圖 44，井下支撐墩與地面支撐墩類似見圖 43，吊掛式安裝見圖 45。 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計 27 圖 44 井下管路懸臂支撐敷設示意 圖 45 井下管路吊掛敷設示意圖 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。井下管路再涂一層煤焦瀝青漆。采用焊縫鐵管管壁較薄，管道內(nèi)有水，因此管內(nèi)部應刷漆防銹。 附屬裝置 管路附屬設施主要包括如下設備： 抽放管路低洼處要安裝放水器。 抽放管路上配置控制閥門、測壓嘴、孔板流量計等。 泵站配置 U 型管水柱計、瓦斯檢定器（ 100％）、高負壓取樣器 、氣壓計等檢測儀。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)?