移动式瓦斯抽放系统在六家煤矿的应用
移动抽放技术在治理采空区瓦斯涌出中的应用
移动抽放技术在治理采空区瓦斯涌出中的应用【摘要】矿井瓦斯是煤炭形成过程中的伴生物，在开采过程中随煤、岩体的暴露而涌入矿井巷道中。
瓦斯的危害主要表现为瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出和人员窒息死亡。
治理瓦斯危害最有效的方法是降低煤层中瓦斯含量和瓦斯压力。
采空区大量高浓度瓦斯积聚在冒落带和裂隙带之间，在通风负压的作用下，进入采场和回风流中。
抽放采空区瓦斯是解决这一问题的有效技术途径。
【关键词】采空区；瓦斯抽放；治理煤层；瓦斯超限1、引言采空区瓦斯涌出特征与煤层的赋存、开采条件密切相关，采空区瓦斯主要是由采空区内丢煤和邻近煤层的两部分组成。
一般情况下，由于煤层开采，破坏了煤、岩体的压力平衡状态，上下部负荷卸除，引起煤、岩体移动，并向采空区方向膨涨。
从而导致包括错动而产生的各种方向裂隙与采空区沟通，形成了向采空区排放瓦斯通道。
这样邻近层的瓦斯在其自身压力作用下，通过这些通道向采空区放散。
在矿井通风负压的作用下，常聚积在隅角及回风巷附近，造成瓦斯超限停工停产。
本文通过对柏林煤矿实施采空区抽放方法的应用，提出一般采空区瓦斯抽放方法和管理要点。
2、回采工作面基本情况2.1工作面基本概况柏林煤矿0836工作面位于0m水平083采区北翼第三区段，走向长度为576m，倾斜长度为107m。
采煤方法为走向长壁法、区内后退式回采，采用YRG3-100爬底式采煤机一次采全高，无煤皮全采长回采，完全陷落法处理采空区。
风巷沿空护巷，即下区段的回风平巷经维护作为上区段的运输平巷使用，巷旁支护使用料石码斜长2.0m的矸石带，料石间用细矸渣充填，靠回风巷侧用黄泥沟缝糊面。
2.2工作面“一通三防”系统矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井，工作面采用“U”型上行通风，工作面配风量300m3/min。
回风巷安装有2台甲烷传感器，对工作面及回风巷瓦斯浓度进行连续自动监测，瓦斯超限能实现自动报警和实时断电；机巷皮带安装有烟雾传感器和CO传感器各l台。
机风巷安装有φ25mm防尘管路，防尘水压力0.85MPa，每50m安装有三通和闸阀，各转载点安装有喷雾设施，隔爆装置齐全。
移动式瓦斯抽放系统进行上隅角瓦斯治理的研究及应用
上 业 价 个Ｕ佰 思 １ 乞 Ｍ ｏｄｅｒ ｎ Ｉ ｎｄｕｓ ｔ ｒ ｉ ａｌ Ｅ ｃｏｎｏｍ ｙ ａ ｎｄ Ｉ ｎｆ ｏｒ ｍ ａｔ ｉ ｏｎｉ ｚａｔ ｉ ｏｎ
Ａ ｕｇｕｓ ｔ ， ２０１ ３
工程 技 术
Ｔｏｒ ａ ｌ ｏｆ５４
１ 工 作 面 概 况
采煤机械化水平的提高实现了工作面的高产高效 ，同时
带来 了工 作面上隅 角瓦斯超 限的难题 ，为保 证矿井的安全 生 产 ，必 须采取措施 治理上隅 角积聚 的瓦斯 。解 决上隅 角瓦 斯超 限的方法很多 ， 如 增大工作 面风量 、改变 通风方式 、设
置采 空 区风 幛 、采煤 工 作面 安装 局 部通 风机 或专 用 抽排 风
机 、安设移 动瓦斯 抽放泵 等 ，其 中移 动式 瓦斯抽放 技术 用
于边掘边 抽 、石 门揭煤 抽放 瓦斯 、采煤工作 面上隅角 瓦斯 抽
放等 嘲 ，作 为一种解 决局 部地点 瓦斯积 聚 的有 效手段 ，其 先 后在淮南 、六枝 、石 嘴山等矿 区应 用 ，在淮南新 庄孜矿抽 放 时 ，瓦斯 浓度 高达９ ０ ％ Ⅲ 。当抽 出的 瓦斯浓 度较 低时 ，可 直 接排放到 回风巷 ；若 瓦斯浓度较 高 ，可将其接入 矿井瓦斯抽 采系统 中 ，提高瓦斯 的利用率 ，减少大气污染 。可 以选择 一 种 上隅角 瓦斯 治理方法 ，亦可将若干 种方法综合起 来治理上 隅角 瓦斯 ， 但 每种 方法有 其优 势和局 限性 ，因此 ，不管 采
３ － ７ ０ ３ 综 采工作面开采 层为３ 号煤 层 ，属稳定煤层 。煤层
结构 简单 ，煤层直接顶为砂 质泥岩 ，老顶为细粉砂 岩 ，底板 为 细粒 砂 岩 。煤 层 倾角 ０ 。～ ９ 。 ，底板 标 高在 ＋ ６ ３ ６ 一 ＋ ５ ６ ６ 之
煤矿瓦斯抽放技术的应用
部分 的煤矿 均采 用 瓦斯抽放 技 术 ， 这样 可 以避 免瓦 斯超 过一 定的浓 度 ， 进 而
提 高生产 能力 。 而采 空区所 涌 出的瓦 斯 ， 一般 可 以抽 放 钻 口来生产 的安全 。 很 多时候 正是 因为使 用了瓦 斯抽放技 术 ，
、
瓦斯 的 治理
瓦斯 的危 害是众 所周 知的 ， 那 么我 们就 要想办 法去 治理 了 。 １ 、 需 要加 大投
入以完善其安全系统及装备 ， ２ 、 通过培训在岗职工来提高他们的整体素质， ３ 、
还需 要强 化技术 ， 进 一步推进 煤矿 的科技 进步 。 其 实这些方 法都是 最基 础的 ， 并 没 有彻底 的 去解 决问题 ， 要想 从根 本上解 决 问题还 是要 使用 抽放 技术 ， 它 可 以 稀释 瓦斯 的浓度 ， 避 免瓦斯爆 炸事 故的 发生 ， 从而 也保证 了工 人们 的人 身安全 。
抽 放瓦 斯可 以使其 涌入 到井 巷风 流中 的瓦斯量 减少 ， 以此来 降低 矿井风流 中的
［ ２ 】 汪开 旺 ， 谯永 刚 ． 煤矿 瓦斯抽 放技 术与装 备伽． 现代 矿业 ， ２ ０ １ １ ， ０ ５ ： ｉ １ ３ －
参考 文献
【 １ 】贾永 斌 ． 煤 矿瓦 斯抽 放 技术 存 在 的 问题及 对 策 研究 ［ Ｊ ］ ． 能 源 与节 能 ，
２ ０１ ４， ０ ５： ５ ４ －５ ５ ＋６ ４．
所谓瓦斯抽放， 就是指通过打钻的方法 ， 利用其钻孔、 管道和真空泵等设
施， 把岩层 、 煤层 中和 采空 区 内的瓦斯 抽 空 ， 然后再 将其 送 至到地 面综 合利 用 。
在煤矿 矿 区 中， 我 们必须 解决 的 问题就是 瓦斯 的治 理 。 目前 最好 的解决 办
矿用移动式瓦斯抽放泵站适用范围
矿用移动式瓦斯抽放泵站矿用移动式瓦斯抽放泵站就是把煤层、岩层和采空区中的可燃气抽出或排出时采用的专用设备。
具有功能齐全、机构合理，具有安全可靠、性能良好、移动方便等特点。
除水环真空泵抽zmjt054、排气性能稳定外，还具有自控保护功能。
矿用移动式瓦斯抽放泵站技术特点1、考虑井下工作环境，可移动中，煤，集，团，安装方便；2、该系列产品功能齐全，机构合理；3、管路过滤排渣装置可有效的保护泵体不受损害；4、可监测泵站周围瓦斯浓度，具有瓦斯超限声光报警自动停机的功能；5、停水保护装置在缺水的情况下自动停机；6、自行设计制造恒水位汽水分离器，体积小效率高，使气体与水充分分离；7、配备的孔板流量计可准确的对泵站吸气管内甲烷混合气体的流量进行测定；8、用于预抽、边掘边抽、边采边抽、上隅角抽放，抽放能力强流量大，不受瓦斯浓度限制。
矿用移动式瓦斯抽放泵站适用范围1、不具备建立地面瓦斯抽放系统的矿井，如出现局部瓦斯涌出或局部煤与瓦斯突出区域；需要短期抽放瓦斯的地点，如有溶洞或岩缝瓦斯喷出的矿井。
2、有的矿井虽然有地面瓦斯抽放泵站，但井下工作区域偏远，无法实现有效地抽放，可利用矿用移动式瓦斯抽放泵站进行接力抽放。
3、地面泵站因故不能正常运转时，可采用移动泵站对井下主要区域进行瓦斯抽放。
4、地方中小煤矿可采用移动泵站抽放，投资小、见效快，具有较好地安全性与经济效益。
5、用于瓦斯科研试验，在建立地面抽放瓦斯泵站之前，用移动泵站进行井下试抽，由试验确定最佳抽放方法和抽放参数，为建立地面泵站提供可靠的依据，避免盲目投资造成浪费。
6、用于预抽、边掘边抽、边采边抽、上隅角抽放，抽放能力强流量大。
7、由于采用水环式真空泵抽放因而不受瓦斯浓度限制。
瓦斯抽放技术在煤矿生产中的应用研究
供给的高效性和 可持续性方面具有一定的参 考价值和借鉴意义。 【 关键 词】 瓦斯； 抽放技术 ； 煤矿
瓦斯 抽放一般是指通过打钻（ 或挖掘巷道） ， 利 用钻Ｔ Ｌ （ 或 巷道） 、 管 道和瓦斯 泵或其他抽放设备 ．将煤 层或采空 区内的瓦斯抽至地面 ． 有 效解决矿井瓦斯浓度超 限问题 煤矿瓦斯抽放不仅是 降低矿井瓦斯 涌 出量 ． 防止瓦斯爆炸和煤 与瓦斯突出灾害 的重要措 施 ． 而且抽 出的 瓦斯还可变害为利 ． 作 为煤 炭的伴 生资源加以开发利用。 近年来 ， 随 着煤矿开采深度延伸 和开采 强度的加大 ， 矿井 瓦斯涌出量增大 ． 抽 放 瓦斯 显得更 为重要 但 目前我 国很多煤 矿瓦斯 抽放效果 并不是 很 好 。 本文找出影 响瓦斯抽放效果 的因素 ． 并 提出相应的对策 ， 为更好 抽放瓦斯服务 正比关 系 ． 因此在钻机性能和施工技术 水平允许 的的条件 下 ． 尽量采 用长钻孔 以增加抽放量和效益 ； ④钻孔 间距 。 钻孔间距减小 ， 在一个钻 场内的钻孔数 目增加 ． 瓦斯抽 出量也 增加 ． 同时每个单 孔的抽 出量减 少。 钻孔数 目 越多 ． 瓦斯量衰减越快 ， 钻孔数 目减少 ． 瓦斯量衰减越慢 。 所以 ． 如果有较长 的抽放 时间 ． 孔 数可少些 。 如果抽 放时间较短 ， 孔数 可多些 但孔数多 了又不经 济 ． 因而要针对采 区的实际条件 、 瓦斯储 量、 预计的抽放率来决定 ： ⑤抽放负压 。 抽放负压越大 ． 抽放量越大 ， 但 当负压到一定程度后 ． 抽 放效果就不会 明显 增加 ． 有时反而会 影响抽
３ 解 决对策
瓦斯抽放管在煤矿瓦斯抽采中的作用
瓦斯抽放管在煤矿瓦斯抽采中的作用第一篇：瓦斯抽放管在煤矿瓦斯抽采中的作用瓦斯抽放管在煤矿瓦斯抽采中的作用近年来随着煤矿开采深度和强度的不断增加，煤与瓦斯突出等动力性灾害的频度和强度明显上升，特别是一些地区和企业对防突工作认识不足、管理跟不上、投入不到位、应对不得力，致使煤与瓦斯突出事故频发，今年以来全国先后发生8起较大以上突出事故。
煤与瓦斯突出防治已成为瓦斯防治工作的重点和难点，也是防范大事故的关键点。
瓦斯抽放管在煤矿瓦斯抽采中起到了决定性的作用，它的使用在很大程度上缓解了井下的瓦斯排放值，使工人们可以安全的进行生产工作。
瓦斯抽放管的作用：1、阻燃、抗静电性能2、传统的铸铁管材相比，具有重量轻、易安装、耐腐蚀，使用寿命长、输送流体阻力小3、价廉、安全性能可靠4、可用于煤矿井下抽放瓦斯抽采钻孔封孔等用途。
第二篇：煤层气(煤矿瓦斯抽采)新兴能源——煤层气（煤矿瓦斯抽放）煤层气是一个比较新的概念，这几年才渐渐被大家所熟知。
煤层气是煤层里以甲烷为主要成分的烃类气体，是煤炭的伴生矿产资源，这十来年才在国际上崛起的高效洁净能源。
这以资源的商业化，在目前国际、国内能源局势紧张的情况下，显得尤为关键。
其大规模开发利用前景非常诱人。
煤层气的开发利用一举多得，一是可以提高瓦斯事故防范水平，具有安全效应；二是减少温室气体排放，有环保作用；三是作为高效清洁能源，具有巨大的社会效益和经济效益。
煤层气可用于发电燃料、工业燃料和居民生活燃料；还可液化成汽车燃料，也可广泛用于生产合成氨、甲醛、甲醇、炭黑等方面，是热值很高的洁净能源和重要原料。
2010年美国煤层气产量达到542亿立方米，占同年天然气产量的8.25%。
我们国家，2013年，《国务院办公厅关于进一步加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的意见》，也就是国办发[2013]93号文件（以下简称国办93号文）出台，加大行业投资力度，对煤矿瓦斯抽采利用，给予财政补贴。
2012年，我国煤层气抽采量为126亿立方米，远低于美国。
瓦斯抽采技术在煤矿瓦斯治理过程中的应用
瓦斯抽采技术在煤矿瓦斯治理过程中的应用煤矿是我国经济来源重要支柱，经济发展与我国瓦斯抽采技术在煤矿瓦斯治理过程中的应用有着密切关系，因此需确保我国瓦斯抽采技术工程顺利运行，来促进经济发展。
在我国瓦斯抽采技术工程应用过程中存在很多问题，严重制约了我国经济发展，对此，本文就当前瓦斯治理过程中的瓦斯抽采技术、当前瓦斯治理过程中的瓦斯抽采技术分析、瓦斯抽采技术对于瓦斯治理作用以及相关问题等三方面进行了分析和研究，并提出了具体解决这些问题的措施和方法。
标签：瓦斯；抽采技术；煤矿瓦斯；治理过程；应用瓦斯泄露是煤矿开采过程中不可避免的问题，它给矿工的生命财产安全带来了很大的安全隐患，所以对于煤矿下瓦斯泄露的治理工作对于煤矿安全生产具有十分重要的意义。
根据多年的经验积累，人们逐渐研究出一套适合治理煤矿瓦斯泄露的煤矿抽采技术，这种技术可以有效的稀释工作面处的瓦斯浓度，对于提高矿井安全性起到了很大的作用。
1.当前瓦斯治理过程中的瓦斯抽采技术在瓦斯含量较高的煤面进行推进作业时，煤壁会释放出大量的瓦斯，这些瓦斯释放到狭小的地下采煤空间中，会在短时间内造成瓦斯的浓度高于允许浓度，理论上可以通过增加风量来稀释瓦斯的浓度，但是采煤面对于井下空间的风量有一定的限制。
基于以上情况，只能降低瓦斯释放量来解决瓦斯浓度超标的现象，而这时候就需要用到瓦斯抽采技术对于煤层中的瓦斯进行提前释放，经过多次现场分析，瓦斯抽采技术在瓦斯治理过程中起到了很大的作用。
根据在煤层中钻孔位置的差异，瓦斯抽采分成了顶抽和底抽两种。
其中顶抽是在煤层顶端打孔，从上向下抽取；底抽则为从煤层底部向上打孔，这种方法应用场景一般是顶抽方式不合适的场合。
按照在回采工作面进行瓦斯抽取时，按照钻孔布置的方式也可以分成两种，一种是穿层钻孔抽采；另一种为顺层钻孔抽采。
其中穿层钻孔抽采为钻孔穿透煤层进行瓦斯抽采，这种抽采技术需要的钻孔技术较多，工作量较大，成本投入大，效益与成本比低，所以在煤矿瓦斯治理中应用的也比较少。
煤矿瓦斯抽放技术的应用及改进
煤矿瓦斯抽放技术的应用及改进【摘要】我国地大物博，拥有丰富的矿产资源，其中最主要的便是矿产资源。
但是，众所周知，矿产资源在开采时存在很多不容忽视的安全问题。
而采用合适的煤矿瓦斯治理方法能有效地提高煤层开采的安全性。
采用煤矿瓦斯抽放技术就是这样一种有效方法。
本文主要就煤矿瓦斯抽放技术的应用及改进展开探讨。
【关键词】煤矿瓦斯抽放技术应用改进煤矿矿井在瓦斯大量涌出时，仅仅依靠通风系统不能及时稀释排出瓦斯，在这种情况下需要利用瓦斯抽放技术，排出瓦斯，减少通风负担，保证施工人员的生命安全。
煤矿瓦斯抽放，是指利用瓦斯泵或其它抽放设备将煤层中高体积分数的瓦斯抽出，再通过与巷道隔离的管网把它排到地面或矿井总回风巷中。
现阶段，煤矿瓦斯抽放技术在降低矿井瓦斯涌出量，防止瓦斯爆炸方面做出了突出贡献。
不单如此，抽出的瓦斯还是可利用的重要资源，加以利用可以提高瓦斯的利用效率。
1煤矿瓦斯抽放技术在我国的应用我国自1938年在抚顺龙凤煤矿首次试验瓦斯抽放以来，瓦斯抽放技术已经发展了70余年，历经了以下四个发展阶段。
1.1高透气性抽放阶段。
20世纪50年代初期，抚顺高透气性特厚煤层率先应用井下钻孔预抽取技术抽取煤层中的瓦斯，当时该技术有效地解决了矿井向纵深方向开采过程中的瓦斯安全问题。
但是，由于当时没有认识到煤层透气性与抽采效果的关系，使得此技术在其他一些透气性小的矿井中没有达到理想的效果。
1.2邻近层卸压抽采阶段20世纪50年代中期，穿层钻孔抽取邻近矿层瓦斯的实验成功实施，此种技术的应用有效地解决了在开采矿井煤层群时，首采面涌出大量瓦斯的难题。
之后，随着对顶板瓦斯高抽巷抽采上邻近层瓦斯技术的试验，此项技术在不同煤层赋存前提下的上下邻层中得到广泛应用，并且取得了良好的效果。
1.3低透气性煤层强化抽采阶段20世纪60年代初，由于之前的技术在低透气、高瓦斯含量的煤层预抽的效果不理想，煤矿开采时还存在瓦斯爆炸威胁，为此科研人员将研究重点转移到强化抽取技术上，在大量的试验后，找到了多种抽放方法，例如水力压裂、煤层注水、大直径扩孔、松动爆破，水力割缝等。
煤矿瓦斯抽采技术的创新与应用
煤矿瓦斯抽采技术的创新与应用煤矿瓦斯是煤矿开采过程中产生的一种危险气体，如果不能有效地控制和利用，将对矿井的安全和环境造成严重威胁。
因此，煤矿瓦斯抽采技术的创新与应用成为煤矿安全生产的重要领域。
本文将详细介绍煤矿瓦斯抽采技术的创新和应用，以及相关的发展趋势。
一、煤矿瓦斯抽采技术的创新1. 高效瓦斯抽放装置传统的瓦斯抽放装置存在运行成本高和效率低的问题。
近年来，煤矿瓦斯抽采技术得到了长足的发展，新的高效瓦斯抽放装置得到了广泛应用。
例如，采用了高效能的瓦斯抽采机，可以有效地提高瓦斯抽放效率，降低煤矿瓦斯爆炸的风险。
2. 微高压泵技术传统的瓦斯抽采技术中，常常需要使用大量的电能来驱动潜水泵或排气泵进行抽放。
然而，这种方式存在能耗高、噪音大等问题。
近年来，微高压泵技术的出现，改变了传统瓦斯抽采方式。
微高压泵通过采用高压气体驱动的方式，实现了瓦斯的高效抽取，同时减少了能源的浪费。
3. 煤矿瓦斯治理关键技术创新煤矿瓦斯治理的关键在于有效地控制和利用瓦斯。
针对传统煤矿瓦斯泄漏的情况，近年来出现了一系列关键技术创新，如密闭型抽采采空区、水封气抽采、封顶抽采等。
通过创新的技术手段，可以更有效地控制瓦斯的泄漏，并利用瓦斯进行能源转化，实现煤矿的低碳、清洁开采。
二、煤矿瓦斯抽采技术的应用1. 降低矿井瓦斯浓度煤矿瓦斯抽采技术的应用可以有效地降低矿井瓦斯浓度，减少瓦斯爆炸的风险。
通过瓦斯抽采系统的建设和应用，可以将瓦斯抽采至安全浓度以下，保障矿工的安全。
2. 瓦斯资源化利用瓦斯资源化利用是煤矿瓦斯抽采技术的重要应用方向。
通过瓦斯的收集、净化、转化等过程，可以将瓦斯转化为电能或其他有价值的产品。
这不仅减少了矿井的能耗，同时也为煤矿带来了经济效益。
3. 环境保护煤矿瓦斯排放是一种严重的环境问题。
通过瓦斯抽采技术的应用，可以将瓦斯有效地收集起来，避免瓦斯的泄漏对环境造成污染。
同时，瓦斯抽采技术还可以减少温室气体的排放，对于缓解全球气候变化具有积极意义。
移动式瓦斯抽放泵在4801综放工作面
同煤集团朔州朔煤小峪煤矿移动式瓦斯抽放泵在4801综放工作面瓦斯治理工作中的应用张林赵欢应王润生(张林，小峪煤矿总工程师；赵欢应，小峪煤矿通风副总兼通风区长；王润生，小峪煤矿通风区技术副区长。
)二〇一二年五月目录一、3#煤层东IV盘区4801综放工作面概况 (3)二、移动式抽放泵站的安设及管理布置 (3)1、瓦斯抽放泵的组成及设备布置 (3)2、瓦斯排放安全浓度的校验 (4)3、抽放方法 (5)4、抽放效果 (6)一、3#煤层东IV盘区4801综放工作面概况井田位于大同向斜东南部边缘，3#煤层位于太原组上部，煤层厚度5.7-10m，平均7.5m ，东IV盘区位于小峪矿井田的东北部，处于井田的高瓦斯涌出带，瓦斯涌出相对较高，3#煤层东IV盘区对应上部为2#层采空区，层间距5—6m，在回采2#层3801、3802工作面期间，工作面瓦斯浓度最高分别达到9%和5%，给工作面安全生产造成了很大的威胁。
2011全矿井瓦斯绝对涌出量为19.78m3/min；二氧化碳绝对涌出量为7.67m3/min；瓦斯相对涌出量为4.90m3/T；二氧化碳相对涌出量为1.90m3/T，其中该盘区瓦斯绝对涌出量为10.77m3/min。
3#煤层4801综放工作面属“U”型通风，工作面实际配风量为1400m3/min，工作面走向长825m，倾向长150m，皮带顺槽4201巷进风，轨道4202回风，断面分别为4.5m×3.2m、3.5m×3.2m，机采高度为2.8m，放顶煤高度平均5.5m，采放比为1：1.96。
二、移动式抽放泵站的安设及管理布置1、瓦斯抽放泵的组成及设备布置泵站内主体设备为ZWY110/132-G型水环真空泵2台，配套电机、减速器、气水分离器、水软化装置、管路和控制阀门等；主要附属设备有瓦斯管路排渣器、离心泵、放水器及计量检测装置等。
（后附设备布置图）1 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12 13 144801综放工作面瓦斯抽放系统图2、瓦斯排放安全浓度的校验该抽放泵排出的瓦斯进入412专回巷，现专回巷回风中瓦斯浓度最大值为0.16%，风量最大时为2220m3 /min，按该泵排量最大为90 m3/min，取最大瓦斯浓度为4.5%，则使412专回巷瓦斯浓度增加0.18%，故412专回巷总瓦斯浓度为0.34%，故安全上符合《煤矿安全规程》要求。
瓦斯抽放监控系统在煤矿中的应用研究
瓦斯抽放监控系统在煤矿中的应用研究卢忠岗（山西平舒煤业有限公司，山西晋中045400）摘要：煤矿井下使用瓦斯抽放监控系统，这一系统可以实时监控瓦斯的抽放参数，并将信息及时、准确的传递到井上，然后通过计算机对这一系统进行控制，目的是实验自动控制及检测设备的工作状态，保证其稳定工作，这一系统的应用使得煤矿的成本以及人员的劳动强度都得到了极大的降低，具有很大的应用价值。
关键词：煤矿安全；瓦斯抽放监控系统；推广应用中图分类号：TD712+．6文献标识码：A文章编号：1006—7981（2019）07—0030—02近几年来，我国煤矿工业的现代化水平不断提高，机械化和自动化程度不断发展，井下越来越多地使用监控系统进行监测和控制，利用通信系统进行信息的传递，这两方面的进步使得矿井朝着现代化发展的步伐加快，并且极大地促进了煤矿的安全生产。
通讯设备需要依靠电缆的铺设才能运行，所以井下一般会铺设较多数量的电缆，因此信号传输过程或造成信号之间的干扰，对于一些监控系统，需要输出高精度的结果，必须保证其不受干扰或者收到最小程度的干扰。
煤矿以前使用的监测监控系统通讯方式有两种，分别为FSK和485，前者使用时成本较高，容易受到其他信号的干扰，后者对于信号有极性要求，对总线的连接方式也有要求，该通讯方式总线必须采用链式的连接方式，同样没有抗信号干扰的能力，较难进行长距离的通讯，并且通信的速率低。
因此，必须进行瓦斯抽放系统的进一步开发，对瓦斯抽放过程中的参数进行监测，并根据参数进行自动判断，计算机可以实现网络条件下的数据传输，也可以对设备进行控制，从而实现自动检测和控制设备当前所处的工作状态，这一过程可以实现成本的节约，并降低员工的劳动强度。
1研究内容矿井常用的瓦斯抽放系统为KJ635瓦斯抽放监控系统，该系统可以对抽放瓦斯过程中的管道、环境参数进行监测，同时还可以监测机电设备的运行状况。
另外，这一系统进行组合的方式比较灵活，而且操作比较方便，发生雷击时具有自我保护的特点，当感应到雷击时将设备的电压控制在安全电压的范围内，不易受到各种雷击和过电压冲击，从而使该系统相关的地面中心站及抽放泵房、井下监控分站能够有效避免雷击造成的破坏，起到较好的保护作用。
瓦斯抽放技术在煤矿掘进工作面的应用
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ｆ ａ ｃ ｅ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｅ ｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
ｌ 已 。 ， 一 ２ ２ １ ４ １工作 面状况
煤层抽放 、 迎 头煤壁预抽放 、 挂耳抽放技 术， 较好地解决 了该工作面团瓦斯大量涌 出而制约生产 的问题。
关 键 词 掘进 工 作 面 边 掘 边 抽 应 用 文献标识码 Ｂ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５—２ ８ ０ １ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． １ ０ ８ 中 图 分类 号 Ｔ Ｄ ７ １ ２ ． ６ ２ １
Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｅｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｎｇ Ｗｈ ｉ ｌ ｅ Ｅｘ ｈ ａ ｕ ｓ ｔ ｉ ｎｇ ｉ ｎ Ｃｏ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｅ ｓ
Ｐ ｅ ｎ ｇ Ｑ ｉ ｕ— ｈ ｏ ｎ ｇ ， Ｓ ｕ ｎ Ｈ ｕ ｉ —ｆ ｅ ｎ ｇ
１ ７ ８
东 撼ｊ ｉ ； 斜枝
２ ０ １ ３ 年 第２ 期
瓦斯 抽 放 技 术 在 煤 矿 掘 进 工 作 面 的 应 用
彭秋 红 ， 孙 慧峰
（ 平顶 山工业职业技术学院， 河南 平顶山 摘 要 ４ ６ ７ ０ ０ １ ）
平煤 集团十一矿 己１ ６ 一 ｌ 一 ２ ２ １ ４ １掘进工作面施工时 因瓦斯涌出量大， 造成工作 中经 常出现 断 电故 障， 严 重影响进尺 。先 后采用 了本
其埋藏深度 已达 ９ ２ １～ ８ ９ ７ ． ６ ｍ， 从 埋藏 深度 上 巳超过 平煤 （ ２ ０ ０ ２ ） ２ ２ ７号 文规定 的十一矿 己组 煤层 一５ ９ ３ ｍ 水平 以下按 防突 管理 的规 定 ， 且 煤层 顶 、 底板 透 气性 差， 瓦斯赋存状 况好 ， 进行瓦斯抽放是必要 的。 己二采区瓦斯压力大 ， 煤层瓦斯含量高 ， 加上地压 大、 煤层软 、 分层厚 ， 与其 相邻 的五矿 己组 煤层发 生 多 次瓦斯突 出； 因此 进行 瓦斯 抽 放 ， 降 低 瓦斯含 量 和压 力， 防止瓦斯 突出是必要 的。
瓦斯抽放泵站的应用
YD-2型移动式瓦斯抽放泵站在处理局部瓦斯异常涌出中的应用摘要：本项目对北皂矿-90总回风巷过F3-1断层区域瓦斯大量异常涌出的原因进行了分析，通过建立由YD-2型移动式瓦斯抽放泵站组成的抽放系统，解决了瓦斯对矿井安全生产的威胁，取得了较好的社会和经济效益。
关键词：瓦斯涌出移动式瓦斯抽放泵站北皂煤矿设计年生产能力为90万吨,以一对中央立井和一个边界风井开拓，有两个生产水平(上组煤-175水平和下组煤-250水平)。
通风方法为抽出式，通风方式为中央边界式。
历年瓦斯鉴定均为低瓦斯矿井，煤层均有自然发火的危险，属于一类自然发火煤层，煤尘具有爆炸危险性。
下组煤主要煤层为煤4，煤4为褐煤,厚度为7.25～8.87m平均为7.85m，倾角4～8度，夹矸多，结构较复杂，节理发育，具有贮气空间，煤4顶底板均为泥质岩性，易于保存瓦斯，煤4局部瓦斯含量较高。
一九九七年三月十八日下组煤-90总回风巷掘进工作面在过F3-1断层时，出现大量瓦斯异常涌出的情况，通过利用YD-2型移动式瓦斯抽放泵站，对F3-1断层区进行瓦斯抽放，保证了工作面正常生产，取得了较好的经济和社会效益。
1、瓦斯异常涌出区的概况-90总回风巷位于下组煤三采区上部，三采区总体为单斜构造，地层走向近南北，倾向东。
局部有宽缓的小褶曲，断层较为发育，采区上部有F3、F3-1、F3-2A三个较大的断层，全为正断层，落差分别为25m、32m、22m。
在其周围和尖灭地段，小断层较发育，煤岩层产状变化也较大。
-90总回风巷掘进工作面由岩巷进入煤巷，揭露F3-1断层发生了大量瓦斯异常涌出情况，工作面瓦斯急剧升高，绝对瓦斯量高达5.32m3/min，超过了矿井正常掘进工作面瓦斯绝对涌出量的100多倍，这是龙口矿区首次出现的瓦斯异常涌出的情况。
2、瓦斯异常涌出的原因分析2.1 局部地质构造对瓦斯赋存状况的影响。
在工作面前方遇到断层时，欲判断其瓦斯状况，首先判断其成因。
一般来说因为地壳运动产生的拉应力形成的断层，煤层及围岩产生张性的裂隙及断裂，有利于瓦斯的释放;而对于由挤压应力形成的断层，由于挤压应力产生的压扭性断裂，裂隙一般闭合程度高，瓦斯释放比较困难，同时，由于挤压作用，使围岩及煤层变的更加致密而有利于瓦斯保存，因此容易形成高瓦斯区。
矿井瓦斯抽采系统优化和应用研究
矿井瓦斯抽采系统优化和应用研究【摘要】本文主要围绕矿井瓦斯抽采系统的优化和应用展开研究探讨。
在介绍了瓦斯抽采系统在矿井安全生产中的重要性。
接着在详细讨论了瓦斯抽采系统的工作原理、优化方法以及在矿业生产中的应用案例分析。
展望了瓦斯抽采系统未来的发展趋势。
结论部分强调了矿井瓦斯抽采系统优化研究的重要性，并展望了其在矿业行业的广泛应用前景。
最后总结研究成果对相关领域的启示，为矿井瓦斯抽采系统的进一步研究和发展提供了重要参考。
通过本文的研究，有望为提高矿井安全生产水平和促进矿业产业升级提供有力支撑。
【关键词】矿井瓦斯抽采系统、优化、应用研究、工作原理、安全生产、案例分析、发展趋势、重要性、应用前景、研究成果、启示。
1. 引言1.1 矿井瓦斯抽采系统优化和应用研究概述矿井瓦斯是矿井中常见的一种有毒有害气体，对矿工的生命安全和生产秩序构成严重威胁。
为了有效地控制和利用矿井瓦斯，矿井瓦斯抽采系统应运而生。
瓦斯抽采系统是利用机械设备和技术手段，将矿井中的瓦斯抽出并进行处理利用的系统。
研究瓦斯抽采系统的优化和应用，对于提高矿井安全生产水平，保障矿工健康和安全具有重要意义。
本文旨在对矿井瓦斯抽采系统的优化和应用进行深入研究与探讨。
首先将介绍瓦斯抽采系统的工作原理，探讨各种瓦斯抽采设备的特点和应用范围，分析不同类型的瓦斯抽采系统在实际工程中的适用性。
将对瓦斯抽采系统的优化方法进行探讨，包括系统结构、设备选型、运行参数等方面的优化策略。
然后，将通过实际案例分析瓦斯抽采系统在矿井安全生产中的应用效果，总结经验并提出改进建议。
将展望瓦斯抽采系统在矿业行业未来的发展趋势，分析其在提高矿井生产效率和保障矿工安全方面的潜在作用。
2. 正文2.1 瓦斯抽采系统的工作原理瓦斯抽采系统的工作原理是通过管道连接矿井内部的瓦斯抽采点，利用抽风机等设备将瓦斯从矿井中抽出，实现瓦斯的抽采和处理。
在矿井内部，煤层中的瓦斯与煤层内部的气体通过巷道、煤层裂隙等通道不断地向矿井中流动，形成一定的瓦斯浓度。
移动抽放技术在治理采空区瓦斯涌出中的应用
采煤工作面上隅角瓦斯 超限 问题 。 ０ ８ ３ 采 区专用 回风 上山回风量在 ８ ５ ０ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ ， 采 区瓦斯 涌出量在３ 斯 突出和人 员窒息死亡 。 治理 瓦斯危害最有效的方法是降低煤 层中瓦斯含 量和瓦斯压 力。 采空区大量高浓度 瓦斯积聚在冒落带和 裂隙带之 间， 在通 ｍ３ ／ ｍｉ ｎ 左右。 抽 放的瓦斯排入专用回风上 山后 ， 瓦 斯浓度不会超 限， 为 风负 压的作 用－ Ｆ ， 进入采场和回风 流中 。 抽放 采空区瓦斯是解决这・问题的 ０ ８ ３ ６ 采煤工作面实施采空 区临时 抽放提供了条件。 有效 技 术 途 径 。 １ 、 抽放 量确定 目 前０ ８ ３ ６ １ １ 作面无准确瓦斯 最 大涌出量数 据 ， 抽 放时 以相邻０ ８ ３ ８ 【 关键词 】采空区； 瓦斯抽放 ； 治理煤层 ； 瓦斯超 限 工作面的最大 量作为参考量综 合其它因素一并 给出。 考虑到本工作面 使 用机组落煤 ， 煤 的破 碎程度增加 ， 加 之采空 区面 积不断 增加 ， 确 定本工 １ ， 引 言 采空 区瓦 斯涌出特征与煤 层的赋存、 开 采条件密切相 关， 采空 区瓦 作面的最大 量抽放量 为１ ． ０ ｍ ／ ｍｉ ｎ 。
２ ． ２ 工作面 “ 一通 三防” 系统 行监测 ， 一旦供 水管 路停水时发出声光报警 ， 并自 动停 泵。 矿井瓦斯 等级 为高瓦斯矿 井， 工作面采用 “ Ｕ” 型上行通风 ， 工作面 ③抽放泵站 坏境瓦斯浓度 监测 配 风量 ３ ０ ０ ｍ ／ ｍｉ ｎ 。 回风 巷安 装有２ 台甲烷传感 器， 对工作面及 回风 巷 在井下 移动瓦斯 抽放 站安设 低浓 度甲烷传感 器， 对 泵站 内的瓦斯 瓦斯 浓度进 行连续 自动监测 ， 瓦斯超 限能实现 自动报警和 实时断 电 机 浓度 进行监测 ， 当抽放 泵站处 风流 中瓦 斯浓 度大于 ０ ．Ｃ Ｏ传感器各１ 台。 机 风 巷安装 有ｑ ￣ ２ ５ ｍｍ防 警断 电， 抽放泵停止运 转。
六大系统矿井瓦斯抽放采
分类 抽放方法
开采层 抽采瓦 斯
未卸压 抽放
由岩巷向煤层打穿层钻孔
煤巷工作面打超前钻孔
由开采层机巷、风巷或煤门等上 向、下向打顺层钻孔 由石门、岩巷、邻近层煤巷向开 采层打穿层钻孔
地面钻孔
密封开采巷道
适用条件
突出危险煤层 高瓦斯煤层 有预抽时间的高瓦斯 煤层，突出煤层 属“勉强抽放”煤层
工作面抽放率%
4.矿井瓦斯抽放方法的选择
（1）瓦斯抽放的原则
瓦斯抽放应具有明确的目的性
减小风流瓦斯，消除工作面瓦斯超限 抽放被保护层卸压瓦斯 预抽瓦斯消突 开发利用
瓦斯抽放要有针对性
本煤层瓦斯涌出 临近层瓦斯涌出 围岩和采空区瓦斯涌出
做好抽放设计、施工和管理
4.矿井瓦斯抽放方法的选择
（2）抽放瓦斯的方法
（3）抽放方法的选择依据
抽放瓦斯方法选择主要根据矿井（或采区）瓦斯来源、 煤层赋存状况、采掘布置、开采技术条件等综合确定。 其原则为：
①瓦斯主要来源于开采层，则既可用钻孔抽放，也可以用巷道预 抽，多数采用钻孔预抽法。
②瓦斯主要来源于顶、底板邻近煤层，则可在开采层打穿层钻孔， 或在邻近层巷道打钻孔抽放。
顺层钻孔和穿层钻孔比较
穿层钻孔优点：a）由于抽放钻孔和开采煤层呈正交或斜交，钻孔穿 透了煤层内的各分层及其层理，瓦斯容易进入钻孔。所以同一煤层 和钻孔长度相同的条件下，穿层钻孔抽放瓦斯量大于顺层钻孔。b) 可以利用开拓巷道提前打钻孔，赢得充分的预抽时间；对有突出危 险的煤层可以避免石门揭煤和掘进煤巷采用其他麻烦的局部防突措 施。c)一般在岩石中开孔，封孔质量可靠。
30~60 20~60 20~60
20，个别超过50
高瓦斯“容易抽放” 20~30 煤层
移动式瓦斯抽放系统在瓦斯异常区的应用
＝ｏ． ２ ９ ｍ
通 过 以上 计 算 ， 选 择规 格 为 Ｄ Ｎ ３ １ ５ ｍｍ ×１ ． ６ Ｍｐ× ６ ｍ ／ 根的 Ｓ Ｓ Ｐ Ｅ管作为抽放 主管路 ， 变径为 Ｄ Ｎ ３ １ ５变
ＤＮ２ ５ ０。
图 例 新鲜风流 乏风风流 一
４ ． ３管路 阻力计 算 抽放 瓦斯 管 路 阻 力包 括摩 擦 阻力 和 局 部 阻 力 ， 按
２ ２ ０ ４回 风 顺 槽 工 作 面 回 风 隅 角 ； 管 路 长 度 约 为 ２ ４ ０ ０ ｍ， 管 路垫 高 ≥３ ０ ０ ｍｍ， 每隔 ３ ０ ０ ｍ设 置 一 个 蝶 阀 ， 每隔 ２ ０ ０ ｍ一 ３ ０ ０ ｍ设置 一个放 水器 。 正压 侧 ： 管路 从泵 站接 出 一 ２中 回风 大巷 ； 管路 长度约 为 １ ０ ０ ｍ， 管路垫高 ＞ ￣３ ｏｍ ｍ， 设 置一 个蝶 阀 。 ４ ． ２抽放 管路 规格 的确定 瓦斯 管路选 择 合 理 与 否 ， 对 抽 放 效 果 和 投 资 影 响 很大 ， 直 径太 大 ， 投 资费用 增加 ， 直径 过 细 ， 管 路 阻力 损 失大 ， 直接影 响抽放效果。根据工作 面的瓦斯涌 出情 况， 预计 抽放纯 瓦斯 为 １ ． ２ ｍ ／ ａ ｒ ｉ ｎ ， 抽 放浓 度 为 ２ ． ０ ％， 管 路抽 放 混合 量 为 ６ ０ ｍ ／ ａ ｒ ｉ ｎ ， 因此 抽 放 瓦斯 管路 直 径 采 用下式 计算 ： Ｄ＝ ０ ． １ ４ ５ （ Ｑ ／ ｖ ） 式中： Ｄ 一 瓦斯管 径 ｍ Ｑ 一 混合 瓦斯流 量 ｍ ／ ｍ ｉ ｎ Ｖ 一 瓦斯 在管路 中 的平 均速度 取 ５～１ ５ ｍ ／ ｓ Ｄ＝ ０ ． １ ４ ５ （ Ｑ ／ ｖ） ０ ． １ ４ ５ （ ６ ｏ ／ １ ５ ）
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编订：__________________审核：__________________单位：__________________移动式瓦斯抽放系统在六家煤矿的应用Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-6745-100 移动式瓦斯抽放系统在六家煤矿的应用使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
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六家煤矿隶属于平庄煤业(集团)公司,设计生产能力为90万t/a,该矿井于1990年12月20日开工建设,1998年初进行试生产,20xx年10月16日正式移交投产。
矿井开拓方式为立井单一水平,投产采区为南二和西二2个采区。
井田含煤地层为佅罗系上统元宝山组下段,煤层赋存深度350~600m,区内共有4个煤层组,其中2个主要煤组共有9个可采煤层,煤种为老年褐煤。
矿井2003-20xx年度瓦斯等级鉴定结果都为低瓦斯矿井,相对瓦斯涌出量分别为5.16m3/t、6.1m3/t、5.29m3/t。
但由于煤层埋藏深度大,一些地点瓦斯涌出量较大,相对西二采区较为突出,在平煤公司所属井工矿中属瓦斯隐患较为严重的矿井。
特别是随着矿井开采深度的加大,个别采煤工作面绝对瓦斯涌出量曾达8m3/min,尤其是采煤工作面上隅角瓦斯浓度经常可达2%以上,给矿井安全生产带来极大隐患,也严重制约着矿井高产高效。
为解决这一问题,主要采取挂挡风帘、上下隅角封堵、大风量供风、上隅角安设小风机、下行通风以及监测监控等一系列措施,虽然收到了一定成效,但瓦斯超限问题仍未得到根本解决。
为此,六家煤矿于20xx年初,根据国家瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针的总体要求,为彻底治理瓦斯涌出影响,打造本质安全型矿井,为建设高产高效矿井提供可靠的安全保障,首先在SⅡN26-4工作面采用井下移动抽放系统进行瓦斯抽放的尝试,然后又在西二采区WⅡN16-5综采工作面进行推广应用,取得了很好的效果。
1 试验工作面概况WⅡN16-5综采工作面位于西二轨道上山北侧,工作面走向长620m,倾斜宽平均105.7m。
工作面以6-5上采终线为界分为A、B2个块段。
块段A只剩下6-5下煤层,煤层结构简单,最大厚度 2.25m,最小厚度2.00m,平均为2.15m。
块段B煤层结构复杂,最大厚度5.85m,最小厚度 5.04m,平均为 5.42m。
煤层倾角为3~9°,平均为6°。
工作面具体布置见图1。
工作面回风标高+80m,采煤方法为综合机械化开采。
WⅡN16-5工作面供风量为540m3/min,未使用抽放系统前工作面瓦斯平均浓度0.45%,最大值可达2.8%,回风巷瓦斯平均浓度0.35%,最大值可达 1.2%,月平均瓦斯涌出量为 1.89m3/min,最高瓦斯涌出量为6.48m3/min;造成工作面、回风巷及上隅角瓦斯经常超限,从而造成工作面不能正常生产,也给矿井生产带来重大的安全隐患。
2 试验工作面抽放情况2.1 抽放方法选择通过对WⅡN16-5等回采工作面瓦斯涌出来源及构成进行初步分析可知,工作面瓦斯涌出量的50%以上来源于采空区的瓦斯涌出,这是造成工作面回风和上隅角瓦斯超限的主要原因。
针对工作面瓦斯涌出的特点,决定采用采空区瓦斯抽放技术。
所谓半封闭采空区,即现生产工作面的采空区,目前半封闭采空区瓦斯抽放一般采用埋管抽放和向冒落拱上方打钻孔抽放两种方法。
埋管法适用于厚煤层而未豫抽瓦斯或者邻近层很近甚至处在冒落带的采煤工作面,这类工作面的采空区瓦斯较大,上隅角瓦斯也严重超限不易解决,往往采用此法。
该方法瓦斯抽放浓度不高,一般为10%~20%,该方法简单易行,成本低,但抽放效率低。
向冒落拱上方打钻孔抽放瓦斯方法,既可用于有上下邻近层的采煤工作面,也可用于单一厚煤层的采煤工作面。
抽放钻孔的孔底应处于冒落拱的上方,主要捕集处于冒落带中的上邻近层和厚煤层未开采各分层中的卸压瓦斯,同时还可捕集冒落带上方卸压层中涌出的部分瓦斯。
此时抽出的瓦斯浓度高达60%~80%,抽放量较大。
根据六家煤矿的井下的实际情况,结合WⅡN16-5工作面瓦斯涌出情况,决定采用简单易行采空区埋管抽放方法。
2.2 抽放设备及管路选择抽放泵及管路选型主要与设计流量有关,按照WⅡN16-5瓦斯的超限情况,结合采空区瓦斯抽放经验,抽放量应达到工作面最大瓦斯涌出量的20%~30%,才能够有效地解决回风及隅角瓦斯超限问题,按WⅡN16-5涌出量30%计算,应抽放出纯瓦斯量1.94m3/min,按抽放浓度10%计算,可抽出混合量为19.4m3/min。
(1)管径选择。
管径选择采用如下公式计算:D=0.1457(Q/V)0.5(1)式中D———管道内,m;Q———管内混合气体流量,m3/min;V———管内气体流速,取V=10m/s。
将数值代入式(1)得:D=0.203m。
通过计算建议选用DN219×7mm无缝钢管。
但为了充分利用现场的管路以节省成本,也基于对两种不同管路的安装及成本等各方面进行比较来考虑,抽放主管路选用玻璃钢管和钢管2种,总长度为2050m。
其中排气段为Φ219mm玻璃钢管100m,抽气段为Φ273mm钢管1220m和Φ219mm玻璃钢管730m,总长为1950m。
采空区埋管采用Φ108mm钢管。
(2)抽放管道阻力计算。
抽放管道阻力计算公式如下:H=9.81×LrQ2/KD5(2)式中H———沿程阻力,Pa;L———管路长度,取L=2050m;r———混合气体对空气密度比,取r=0.955;Q———管道内气体流量,m3/h;D———瓦斯管内径,cm;K———管径系数,K=0.71。
将数据代入式(2)得:H=10123Pa。
局部阻力按沿程阻力的15%计算,则总的阻力为:H总=10123×1.15=11641Pa。
(3)泵的选型。
泵的流量:Q=(Q混/η)×K(3)式中Q混———混合气体的流量,m3/min;η———泵的机械效率,η=0.8;K———备用系数,K=1.2。
将数据代入式(3)得:Q=29.10m3/min。
泵所需的压力:H=(H总+H)×K(4)式中H———抽放口负压,取H=5000Pa;K———备用系数,K=1.2。
所以H=(11641+5000)×1.2=19.97kPa。
根据上面的计算结果,综合考虑矿上治理瓦斯长远的需要,最后选用了ZWY85/110型水环真空泵,抽气范围为6~85m3/min。
泵站技术参数如表1。
表 1 ZWY85/110型移动式瓦斯抽放泵站技术参数表型号耗水量/L•min-1最大抽气量/m3•min-1极限真空度/kPa外型尺寸/m×m×mZWY85/11011085-81.03.75×1.4×1.952.3 瓦斯抽放系统瓦斯抽放泵站设在南二采区的+200m车场,与安装在回风顺槽主管路、采空区埋管形成井下移动式抽放系统,抽出的瓦斯经排气管排到南二采区回风巷。
采空区2个埋管间距为40m,即当工作面推进40m时,要打开距工作面最近的抽放口。
3 抽放效果分析抽放泵抽放负压-48~-52kPa,流量43.38~53.13m3/min,最大抽放瓦斯浓度为33.63%,平均抽放瓦斯浓度13.05%,如图2所示,平均瓦斯抽放量为5.66m3/min。
自20xx年2月15日开始进行埋管抽放,该工作面瓦斯平均浓度为0.17%,最大值为0.4%,回风采空区瓦斯抽放浓度与时间的关系曲线巷瓦斯平均浓度0.1%,最大值为0.37%,平均瓦斯涌出量为0.54m3/min,最高瓦斯涌出量为 2.0m3/min。
抽放后,为稀释采煤工作面上隅角瓦斯安设的2台2.2kW局部通风机停运,上隅角瓦斯平均浓度为0.4%,最高为0.6%。
工作面、回风巷及上隅角没有出现过瓦斯超限现象,彻底解决了综采工作面、回风巷及上隅角瓦斯超限问题,保证了综采工作面安全正常生产。
4 结论(1)采用移动式瓦斯抽放系统对综采工作面采空区进行瓦斯抽放,彻底解决了综采工作面、回风巷及上隅角瓦斯超限问题,保证了综采工作面安全正常生产,为矿井高产高效提供可靠的安全保障,同时也为六家煤矿下一步装备综放开采的瓦斯治理提供了宝贵的经验。
今后,在瓦斯抽放工艺上,还将针对不同的煤层、不同的工作面采取相应的技术手段,同时对钻孔抽放作进一步尝试,从而使瓦斯抽放技术在我矿的应用日臻完善。
(2)所选用的ZWY85/110型水环真空泵,最大抽气量85m3/min,是目前国内最大的移动抽放泵。
通过试验应用,发现该装备具有功能全、体积小、成本低、效率高、安装方便等特点。
且可根据现场的实际情况,设计不同的抽放工艺,合理地布置抽放泵,从经济、实用、管理等多方面考虑,可达到最佳抽放效果。
具体特点还体现在以下几个方面:①适用于采空区抽放、隅角抽放、邻近层及本煤层抽放;②适于矿井的高效率水环式真空泵提高了瓦斯抽放效率;③配备了气体流量检测装置,对流量可进行实时检测;④环境瓦斯检测超限报警断电装置保证泵站安全工作;⑤管路过滤除渣装置,确保泵体不受损坏;⑥衡水位汽水分离器保证汽水充分分离;⑦断水保护装置确保设备稳定运行;⑧在泵和电机的匹配上采用优化设计,在相同抽放量情况下,可节能30%,单台设备年节约电费数十万元(ZWY85/110型泵站);⑨特殊的结构设计可避免因水环泵的卡死而烧毁电机。
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