1208瓦斯抽放设计
抽放设计规范
瓦斯抽采设计规范一、必须遵守《煤矿安全规程》和集团公司有关“一通三防”方面的管理规定。
二、瓦斯绝对涌出量≥5m3 /min、风排瓦斯困难、有突出危险、开采保护层的采煤工作面必须编制瓦斯抽采设计,先认真编审瓦斯抽采设计后,再上报集团公司批准。
三、高瓦斯采煤工作面准备或回采期间,若瓦斯实际涌出量与设计中的预计值出入较大,原定瓦斯治理方案难以有效解决瓦斯与生产之间的矛盾,必须及时编审瓦斯抽采变更设计,并上报集团公司批准。
抽采设计编制样本(试行)第一章采煤工作面概况第一节回采范围:风、机巷标高,始采、收作位置。
第二节邻近采掘:周边、上下邻近煤层采掘现状。
第三节采面参数:采面走向长度、工作面长度、采厚、煤层倾角,采煤日产量。
第四节岩性描述:顶底板岩石类型及其厚度,煤岩类型及煤层厚度变化情况,夹矸层数及其厚度,层理裂隙发育情况。
第五节构造特征:一、煤岩层走向和倾角变化情况。
二、褶曲和煤层揉皱发育情况。
三、断层个数,断层面产状及断层落差,次生断层发育情况,断层影响范围及其对煤岩层的破坏程度。
第二章瓦斯涌出量预计第一节瓦斯参数一、地质勘探和本块段或相邻块段实测的瓦斯参数,包括测定点标高,煤层原始瓦斯含量,瓦斯压力等。
二、本煤层邻近已采块段的瓦斯涌出量。
第二节瓦斯涌出量预测一、瓦斯来源分析分源预测法:根据工作面具体条件和已采采区实测资料,分别计算各种瓦斯涌出源涌出量;与采煤同时抽采的抽采量也计入工作面瓦斯涌出量。
参考公式一:q = q 本 + q 邻q 本 = k 1 k 2 k 3 k 4 k 5(M / m )(X 0 - X c )q 邻 = k 6∑=n i i 1η(M i / m )(X 0i - X ci - k 7i X 0i )式中: q — 回采工作面相对瓦斯涌出量(m 3 / t );q 本— 本煤层相对瓦斯涌出量(m 3 / t );q 邻— 邻近煤层相对瓦斯涌出量(m 3 / t );k 1 — 围岩瓦斯涌出系数,全部垮落法取值=1.2;k 2 — 工作面残煤瓦斯涌出系数,取值=1 / 工作面回采率;k 3 — 掘进工作面预排瓦斯影响系数,取值=(L -xb )/ L ,式中L 为工作面长度,b 为巷道宽度,x 为预排系数,x = 3~4;k 4 — 不同通风方式的瓦斯涌出系数,U 型通风取值=1.0,Y 型通风取值=1.3~1.5;k 5 — 本煤层预抽采瓦斯影响系数,取值=1.1~1.5,具体:顺层孔抽采取值=1.05~1.1;老塘埋管取值=1.2~1.3;顶板或穿层钻孔取值=1.2~1.3;巷道抽采取值=1.2~1.4;综合抽采取值=1.3~1.5;k 6 — 邻近煤层抽采瓦斯综合影响系数,取值=1.2~1.4;M 、m — 本煤层的煤层厚度与回采高度(m );X 0、X c - 本煤层的原始、残存瓦斯含量(m 3 / t ),一般X c =0.15X 0i η - 第i 上邻近煤层或第i 下邻近煤层的瓦斯排放率(%),i η的取实测值;若无实测值,可根据层间距、岩性、采厚、工作面面长、回采推进度、瓦斯含量、瓦斯压力等因素综合确定i η,一般i η<85%;M i - 第i 邻近煤层的煤层厚度(m );X 0i 、X ci - 第i 邻近煤层的原始、残存瓦斯含量(m 3 / t ),一般X ci =(1-i η)(1-k 7i )X 0i ,i η为第i 上邻近煤层或第i 下邻近煤层的瓦斯排放率,k 7i 为第i 上或下邻近煤层的瓦斯预抽率;参考公式二:公式:q 开=k1k2k3×(x0-x1)×(m0/ m1);式中k1 :围岩瓦斯涌出系数。
矿井瓦斯抽放设计手册
设计手册第一节 矿井抽放瓦斯设计依据及内容一.设计依据⑴煤层赋存条件(煤层和岩层的性质、厚度、倾角、层间距等) ⑵矿井瓦斯等级;⑶矿井瓦斯地质图(或瓦斯等值线图);⑷有关煤层瓦斯基础参数,如煤层瓦斯压力及梯度、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等;⑸矿井瓦斯储量及其分布、矿井及工作面瓦斯来源构成情况; ⑹矿井开拓部署、采区布置、采煤方法、通风系统及方式等。
二.设计内容⑴矿井概况:煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及瓦斯、通风状况; ⑵瓦斯鉴定参数:瓦斯压力、瓦斯含量及分布、煤层透气性系数及钻孔流量衰减系数;⑶瓦斯基础参数计算或预测:如瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯储量、瓦斯可抽量及抽放年限; ⑷抽放方法:钻场钻孔布置及工艺参数;⑸抽放设备:抽放泵、管路系统、监测及安全装置; ⑹抽放泵站:泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它;⑺瓦斯利用:可利用量、利用方案、资金概算(属瓦斯利用专篇内容); ⑻技术经济:投资概算、完成工期、技术经济分析;⑼设计文件:包括设计说明书、设备清册、资金概算、图纸;⑽主要图纸:①综合地质柱状图;②煤层瓦斯地质图(或瓦斯等值线图);③抽放瓦斯方法平、剖面图;④抽放管路系统图;⑤抽放瓦斯泵房设备平面布置图;⑥抽放站场地平面布置图;⑦供电系统图。
第二节 建立瓦斯抽放系统的条件和指标从煤矿安全生产角度而言,建立矿井瓦斯抽放系统主要取决于抽放瓦斯的必要性指标,如瓦斯含量、瓦斯涌出量等,即在保持回采面适宜风速(或允许风速)前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯量;同时取决于抽放瓦斯的可能性指标,如煤层透气性、瓦斯压力、钻孔瓦斯流量衰减系数等。
《矿井瓦斯抽放管理规范及反风规定》指出:凡申请建立瓦斯抽放系统的矿井,应同时具备下列 4 个条件: ⑴ 1 个采煤工作面的瓦斯涌出量>5 m 3/min 最小或 1 个掘进面的瓦斯涌出量>3 m 3/min 最小;⑵矿井瓦斯涌出量>15 m 3/min 最小;⑶每 1 个瓦斯抽放系统的抽放量预定可保持在不小于 2 m 3/min 最小; ⑷瓦斯抽放系统服务在 10 年以上。
瓦斯抽放设计说明书
瓦斯抽放设计说明书瓦斯抽放设计说明书1、介绍1.1 项目概述该设计说明书旨在为瓦斯抽放系统的设计和实施提供详细的指导。
该系统旨在有效地控制和处理矿井内的瓦斯,并确保矿井的安全运营。
1.2 目标该设计旨在实现以下目标:- 最大限度地减少矿井内的瓦斯浓度;- 确保矿井安全,并为矿工提供良好的工作环境;- 提高矿井的生产效率。
2、设计参数2.1 矿井信息- 矿井名称:- 矿井深度:- 瓦斯产量:- 瓦斯成分及浓度:- 其他相关信息:2.2 设计要求- 瓦斯抽放效率要求:- 瓦斯抽放系统运行负荷要求:- 抽放区域划分和布局要求:- 设备操作和监控要求:3、瓦斯抽放系统设计3.1 抽放管道设计3.1.1 管道材料选择耐腐蚀性能好、耐高压、耐磨损的管道材料。
3.1.2 管道直径和厚度根据瓦斯产量、管道长度和压力损失计算,确定合适的管道直径和厚度。
3.1.3 管道布置根据矿井地质条件、工作面布局和瓦斯产区域分布,合理布置抽放管道。
3.2 抽放设备选择3.2.1 抽放风机选择适当的抽放风机,确保能够有力地抽放瓦斯。
3.2.2 瓦斯抽放泵根据矿井水文条件和瓦斯产区域的排水要求,选择合适的瓦斯抽放泵。
3.2.3 其他设备根据实际需要,选择合适的控制设备、管道阀门等。
4、瓦斯抽放系统实施计划4.1 设备采购计划详细说明所需设备的类型、数量、规格和技术要求,并制定采购计划。
4.2 施工进度计划按照矿井的实际情况和需求,制定详细的施工进度计划,确保按时完成系统的实施。
4.3 资金预算估计项目所需的资金,并制定详细的资金预算计划。
5、附件本文档涉及的附件包括但不限于:- 矿井地质调查报告;- 矿井平面布置图;- 设备选型与技术参数表;- 施工进度计划。
6、法律名词及注释- 安全生产法:指中华人民共和国国家安全生产法;- 矿井安全规程:指矿山安全监察局制定的矿井安全管理规定;- 瓦斯抽放设备检测标准:指国家质量监督检验检矿山产品质量监督检验检测标准。
采煤工作面瓦斯抽放设计
采煤工作面瓦斯抽放设计瓦斯抽放是采煤工作面安全生产的重要环节,瓦斯抽放设计合理与否,直接关系到采煤工作面的安全和高效生产。
下面将结合实际情况,对采煤工作面瓦斯抽放设计进行介绍。
首先,瓦斯抽放设计应根据瓦斯含量和出风量来确定对工作面的抽放措施。
针对高含量瓦斯区,应采用集中抽放的方法,即在工作面的瓦斯集中抽放井口进行抽放;对于低含量瓦斯区,可采用分散抽放的方法,将瓦斯抽放井设置在短工作面上,提高整个工作面的抽放效果。
其次,瓦斯抽放设计中要注意合理设置抽放井的位置和数量。
抽放井的设置应考虑到工作面的布局、矿井地质条件、瓦斯分布规律等因素。
通常情况下,抽放井应设置在矿井的高风压区,并根据瓦斯分布的情况适当调整井口位置。
抽放井的数量应根据工作面的瓦斯产量和抽放效果进行评估,充分保证瓦斯的抽放量和抽放效果。
另外,瓦斯抽放设施的选用也是瓦斯抽放设计的重要环节之一、一般主要包括抽放井、排水泵站、管道、阀门等设施。
抽放井应选择通风阻力小、提升效果好的设备,通常采用离心泵、隔膜泵等;排水泵站应选用可靠性高、排水能力强的设备,确保工作面的正常排水;管道和阀门的选材要考虑到瓦斯腐蚀性的影响,选择耐磨、耐腐蚀的材料,并保证管道的密封性。
此外,瓦斯抽放设计还应结合矿井的通风系统进行考虑。
通风系统的合理设计对于瓦斯抽放的效果至关重要。
应结合采煤工作面的通风网络、通风方式等因素,进行通风系统的参数优化,提高工作面的抽放效果。
最后,瓦斯抽放设计后应进行监测评估,及时调整和改进。
通过对瓦斯抽放效果的监测,可以及时了解瓦斯抽放设施的运行情况,为工作面的安全生产提供依据。
同时,在实际生产过程中发现问题,要及时调整设计方案,改进设施,提高瓦斯抽放效果。
总之,采煤工作面瓦斯抽放设计是保障采煤工作面安全生产的关键环节。
合理的设计可以提高瓦斯的抽放效果,降低矿井的瓦斯压力,确保工作面的安全运行。
因此,在进行瓦斯抽放设计时,应注重瓦斯含量、抽放井位置和数量、设备选用、通风系统设计等方面的综合考虑,并及时进行监测评估和改进,保障采煤工作面的安全生产。
瓦斯抽放设计共41页word资料
http://mkaq/show.php?contentid-24037.html概述某煤矿为某集团公司所属的大型煤矿之一.1958年投产,设计生产能力为600kt/年.1976年进行了生产环节改造,1980年核定生产能力为1200kt/年.根据该矿提供的矿井设计和矿井瓦斯涌出资料(2019年鉴定报告),矿虽然煤矿周边煤矿瓦斯涌出不大,为低瓦斯矿井(表1-2),但随开采深度的增加,瓦斯涌出量有增大的趋势.2019年8月某矿瓦斯鉴定结果表明全矿井绝对瓦斯涌出量为21.84.0m3/min,相对瓦斯涌出量为7.49m3/t.由于目前21181工作面开采的煤层厚度达到20m以上,工作面回采期间的绝对瓦斯涌出量就已经超过10.0m3/min.邻近煤矿都在考虑建立地面永久瓦斯抽放系统或井下移动瓦斯抽放系统.表1-2邻近矿井瓦斯等级鉴定结果(2019年8月)2矿井瓦斯抽放的必要性与可行性根据国家煤矿安全监察局2019年颁布的《煤矿安全规程》第145条规定,如果矿井绝对瓦斯涌出量超过40.0m3/min,无论井型大小,也不管煤层有无煤与瓦斯突出危险性,必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统.虽然某煤矿的绝对瓦斯涌出量还没有达到40.0m3/min,但现有的通风系统无法排放回采工作面所产生的瓦斯.《煤矿安全规程》,《矿井瓦斯抽放管理规范》以及《煤炭工业设计规范》有关条款规定:当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min,采用通风方法解决瓦斯问题不可能或不合理时应采用瓦斯抽放措施.除此而外, 某矿煤层极易自燃, 过大的风量会导致煤层的自燃发火. 为贯彻国家安全生产监督管理局”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的安全生产方针, 某煤矿已经在井下建立了一个临时抽放瓦斯泵站(两台40 m3/min抽放泵, 一台20 m3/min抽放泵, 一台60 m3/min抽放泵)为21181工作面抽放瓦斯服务.井下抽放泵站的安装和清洗维护费用较高, 又便于管理. 2019年投入使用的材料井距离井下临时抽放泵站的排气点的水平距离很近. 只要延伸500m左右的抽放管路(不包括已经安装的材料立井内的580m管道)就可以将抽放瓦斯泵站布置在地面为今后开采的各个采区服务.2.1 矿井瓦斯涌出量预测结果表2-1至表2-4是二-1和二-3煤层开采时,对应于不同生产时期的回采工作面、掘进工作面、采区及矿井瓦斯涌出量鉴定结果,由此可知,无论是当前生产时期、中期还是后期,某煤矿都属于低瓦斯矿井.表2-1给出了回采工作面瓦斯涌出量预测(或鉴定)结果. 瓦斯含量是根据21181工作面的瓦斯涌出统计, 21181工作面煤样的吸附实验等确定的. 由于现场的煤层瓦斯含量及瓦斯压力的实测数据十分有限, 表2-1中的数据只作为设计参考. 建议某矿将来进行这方面的实测工作.表2-1 回采工作面瓦斯涌出量预测(或鉴定)结果统计表明, 21181工作面掘进期间瓦斯绝对涌出量为1.8-2.4m3/min.因此, 当前阶段和以后生产时期的每个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量定为2.4m3/min(表2-2).目前某矿布置一个工作面(21181工作面), 今后考虑布置两个回采工作面, 即一个综采综放工作面和一个综采工作面. 今后考虑布置4个掘进工作面. 表2-3给出了各个生产时期的瓦斯涌出量预测.表2-3 采区瓦斯涌出量预测结果表2-4给出了当前和今后生产时期的矿井瓦斯涌出量预测. 由于地面瓦斯抽放系统为一工程量较大的项目, 服务年限长, 一旦管路安装完毕不易更换. 因此, 对将来矿井瓦斯涌出量的预测留有一定余地.表2-4 矿井瓦斯涌出量预测结果2.2 回采工作面瓦斯涌出来源与构成在二-1和二-3煤层工作面采空区, 生产工作面(按两个回采工作面考虑)和掘进工作面(按4个掘进工作面考虑), 预计将来的最大瓦斯涌出量可达到38.6m3/min.2.3 瓦斯抽放的必要性2.3.1 相关法规的要求按照《煤矿安全规程》规程的有关规定及”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的十二字方针,无论高瓦斯矿井的井型大小,也不管煤层有无煤与瓦斯突出危险性,必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统.某煤矿设计生产能力为600Mt/年, 目前生产能力达到1000Mt/年. 从瓦斯涌出量预测结果(表2-4)来看,矿井在生产过程中的瓦斯涌出量将达38.6 m3/min, 单纯靠通风系统来稀释瓦斯是不可能的. 因此,必须建立瓦斯抽放系统.2.3.2 采掘工作面瓦斯治理的需要《煤矿安全规程》、《矿井瓦斯抽放管理规范》以及《煤炭工业设计规范》有关条款规定:当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m3/min 或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3/min,采用通风方法解决瓦斯不可能或不合理时应采用瓦斯抽放措施. 虽然, 该矿回采工作面的绝对瓦斯涌出量已经超过5m3/min. 产量和瓦斯涌出量都有进一步增加的趋势.采掘工作面需要采取瓦斯抽放的必要性判断标准是: 在给定的巷道通风断面条件下,采掘工作面设计通风能力小于稀释瓦斯所需的风量,即式(2-1)成立时, 抽放瓦斯才是必要的.…………………………………(2-1)式中:Q0 - 采掘工作面设计风量, m3/s;Q - 采掘工作面瓦斯涌出量, m3/min;K - 瓦斯涌出不均衡系数,取K=1.5;C -《煤矿安全规程》允许的采掘工作面瓦斯浓度,%,取C=1.根据采掘工作面瓦斯涌出量预测结果,由式(2-1)计算得到的回采工作面(按综采和炮采两个工作面考虑)、掘进工作面(按3个掘进工作面考虑)瓦斯抽放必要性判断结果如表2-5所示.由表2-5可以看出,对回采工作面和采空区而言,单纯靠通风方法不能解决工作面瓦斯超限问题. 对掘进工作面而言, 部分掘进工作面可能存在供风难的问题, 也可能需要采取瓦斯抽放措施.表2-5 矿井瓦斯涌出量预测结果2.4 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判定本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2-6示.目前,某煤矿基本没有测定煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数和百米钻孔瓦斯极限抽放量.考虑到某煤矿毗邻的其他矿井的情况和地质勘探资料及有关文献,可以断定,某煤矿二煤属于较难抽放煤层(表2-6),如不采取其他技术措施, 基本不具备预抽本煤层瓦斯的可行性. 因此, 回采工作面将继续采用高位瓦斯抽放来治理工作面的瓦斯超限.2.5 矿井瓦斯储量与可抽量矿井瓦斯储量是指在煤田开发过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层及围岩所储存的瓦斯量. 开采二煤时,应该纳入矿井瓦斯储量计算有二-1和二-3煤层和围岩(含煤线)的瓦斯储量,计算公式如下:…………………………(2-2)式中:Wk —确矿井瓦斯储量,万m3;C —围岩瓦斯储量系数,取C = 1.05;A —二煤工业储量,万吨;X —二煤平均瓦斯含量,m3/t.可抽量是指矿井瓦斯储量中能被抽出的瓦斯量,由下式计算:……………………………………(2-3)式中:Wkc ---- 矿井瓦斯可抽量,万m3;ηk ---- 矿井瓦斯抽放率,按照义马矿区生产矿井的现状预计,ηk =25~35%,取平均值ηk = 30%;Wk ---- 矿井瓦斯储量,万m3.表2-7 矿井瓦斯储量及可抽取量计算结果矿井瓦斯储量和可抽量计算结果如表2-7所示. 由表可知,矿井瓦斯储量和可抽取量分别为86373万m3和25911.9万m3. 矿井的煤炭工业储量是根据1990年的《河南省义马矿务局某煤矿矿井地质报告》给出的可采储量减去1991-2019的采出量进行估算的.煤炭工业储量 = 17752 – 100 x 13 = 16452 万吨3 矿井瓦斯抽放方案初步设计3.1 抽放方法选择的原则选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件, 瓦斯基本参数, 瓦斯来源, 巷道布置, 抽放瓦斯的目的及瓦斯利用等因素来确定, 并应遵守以下原则:(1).抽放方法应适合煤层赋存状况, 巷道布置,地质条件和开采技术条件.(2).应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析, 有针对性地选择抽放瓦斯方法, 以提高瓦斯抽放效果.(3).在满足瓦斯抽放的前提下, 应尽可能地利用生产巷道, 以减少抽放工程量.(4).选择的抽放方法应有利于抽放巷道的布置和维护.(5).选择的抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果, 降低瓦斯抽放成本.(6).瓦斯抽放应有利于钻场, 钻孔的施工和抽放系统管网的设计, 有利于增加钻孔的抽放时间.3.2抽放瓦斯方法选择某煤矿抽放瓦斯的目的是消除或缓解瓦斯突出的危险性及使工作面的瓦斯涌出量降低到通风能解决的水平或减轻矿井通风负担. 因此, 确定矿井抽放瓦斯的方法为开采煤层抽放(包括开采工作面和掘进工作面抽放)和采空区抽放等方式.在二-1和二-3煤层开采时,必须对所有的回采工作面进行高位抽放或本煤层预抽、对大多数的掘进工作面进行瓦斯预抽放. 选择的瓦斯抽放方法如下:⑴.采用边采边抽相结合方式抽放回采工作面采空瓦斯;⑵.掘进工作面采用边掘边抽方法抽放本煤层瓦斯;⑶.采用高位钻孔抽放回采工作面及采空区瓦斯.由于某矿煤层具有自燃倾向性, 不宜采用采用采空区抽放.3.2.1回采工作面本煤层瓦斯抽放由于煤层的透气性低, 采用预抽和边采边抽相结合的抽放方法,即:利用工作面胶带顺槽或轨道顺槽向煤层打迎向平行钻孔预抽本煤层瓦斯,并利用回采工作面前方超前卸压效应边采边抽本煤层瓦斯,以提高煤层瓦斯抽放效率.推荐的钻孔布置方式如图3-1示.图3-1 回采工作面本煤层瓦斯抽放钻孔布置示意图推荐的本煤层预抽钻孔布置参数如下:钻孔长度 80-100m;钻孔直径∮75mm;钻孔与工作面夹角 4°~6°;钻孔间距 10m;封孔深度 5m;封孔方式聚胺脂封孔.3.2.2 掘进工作面瓦斯抽放掘进工作面抽放瓦斯的方法有边掘边抽和先抽后掘瓦斯抽放两种方式.考虑到某煤矿掘进工作面瓦斯涌出较小,采用边掘边抽比较合适. 采用边掘边抽时, 抽放钻孔布置方式如图3-2示.推荐的钻孔布置参数如下:钻孔长度 60-100 m;钻孔直径∮75 mm;相邻孔间夹角 3°~5°;钻场间距 50 m;钻场内钻孔数 3个;封孔深度 5m;封孔方式聚胺脂封孔.图3-2 掘进工作面边掘边抽瓦斯钻孔布置示意图在煤巷掘进工作面后5m处的巷道两邦各施工一个钻场. 钻场的规格应根据巷邦瓦斯抽放钻孔布置的要求, 选用钻机的外形尺寸及钻杆长度而定. 根据该矿的具体情况, 每组钻场在煤巷两侧错开布置, 其规格为: 4 x 4 x 2m, 采用木棚支护. 相邻两组钻场之间的间距为40-50m.在每一钻场内, 沿走向布置3个边掘边抽钻孔, 即左, 右钻场各三个, 孔深60m左右.掘进工作面先抽后掘就是在煤巷掘进工作面向前方煤层施工扇形钻孔, 每个循环6-9个钻孔, 钻孔深度50-60m, 每个循环间距40-50m, 预计抽放时间为20左右. 钻孔终孔点分别距离巷道中心线0m, 2.5m和4m.钻孔布置的原则就是保证将钻孔布置在煤层内, 钻孔倾角与巷道底板平行或根据煤层的厚度向上或下倾斜. 当掘进工作面抽放钻孔数量较多时, 为扩大钻孔覆盖范围, 抽放钻孔应以巷道中线为基准, 向周围煤体呈放散状排列, 以提高抽放效果.3.2.3 回采工作面高位抽放采用高位抽放就把回采工作面上部煤层中和部分采空区中的瓦斯通过钻孔和瓦斯抽放管道排放到地表或井下回风巷中. 图3-3为回采工作面高位钻孔布置示意图.需要注意的是设计中的瓦斯抽放钻孔设计仅供该矿工程技术人员参考. 在生产实际中, 应根据现场实际监测参数对抽放钻孔的布置进行调整, 以达到最好的抽放效果.3.2 抽放量预计及抽放服务年限3.2.1 回采工作面本煤层预抽量预计由于二-1和二-3煤层的透气性低及回采工作面巷道面积较小等原因, 尽量不采用边采边抽的方式, 而着重考虑采用高位钻孔抽放的方式.3.2.2 掘进工作面边掘边抽瓦斯量预计某煤矿回采工作面顺槽实行单巷掘进,每一条单巷掘进工作面的最大边掘边抽瓦斯量由下式计算:(3-1)式中:Q1 - 单巷掘进工作面边掘边抽瓦斯量,m3 /min;N - 每个钻场内边掘边抽钻孔数,N=3;L2 - 掘进工作面平均走向长度,m,L2=2000m;L3 - 钻场间距,m,L3=100m;L1 - 单孔有效抽放长度,m,L1=95m;Qj - 百米钻孔瓦斯极限抽放量,m3,Qj =67825 m3;α - 钻孔瓦斯流量衰减系数,d-1,α=0.0014d-1;t - 巷道掘进期间边掘边抽钻孔平均抽放瓦斯时间,d,在巷道长度为240m(包括联络横贯长度)、掘进速度30m/mon条件下,t=120d.代入各参数值,计算得 Q1=0.691m3/min.按全矿4个单巷掘进工作面考虑,边掘边抽瓦斯总量为2.764m3/min.3.2.3 矿井瓦斯抽放量预计当矿井实施高位钻孔抽放、边采边抽和边掘边抽等措施时,预计矿井最大瓦斯抽放总量可以达到11.58m3/min.按年抽放365天、日抽放24小时计算,矿井年最大年瓦斯抽放量可以达到6086448m3.3.2.4 抽放服务年限由于矿井瓦斯抽放方式为高位钻孔抽放、边采边抽和边掘边抽,瓦斯抽放服务年限与矿井生产服务年限相同.3.2.5 抽放参数的确定根据目前矿井的具体情况和所选用的抽放瓦斯方法, 设计矿井的瓦斯抽放浓度为30%.设计掘进工作面的预抽(尽量不采用预抽)时间为20天, 回采面的预抽时间大于3个月, 回采面预抽钻孔可作为边采边抽钻孔, 当采煤工作面推进至该孔孔口附近时, 拆除钻孔. 瓦斯抽放实践证明, 由于预抽煤体瓦斯, 使煤体发生收缩变形, 当煤体原来占据的空间体积相等时, 煤体的收缩既使原有的裂隙加大, 又可以产生新的裂隙. 从而使煤层的透气性增加, 提高瓦斯抽放效果.3.3 瓦斯抽放钻孔施工及设备3.3.1 钻机的选择选择钻机需要考虑的因素包括: 1).钻进深度; 2).转速范围; 3).给进, 起拔能力; 4).液压系统; 5).价格.某矿现在使用的钻机采用整体箱式结构, 具有体积小, 重量轻, 移动安装方便, 机械效率高等优点,完全能够满足井下瓦斯抽放钻孔钻进的要求. 该钻机主要用于井下钻探深度为50m-200m的各种角度的瓦斯抽放钻孔, 勘探钻孔等多用途的工程钻孔施工.3.3.2 钻孔施工技术安全措施除了采取钻孔施工技术的一般安全措施(略)外, 还必须采取以下特殊措施:(1). 在施钻地点附近安设一组(6个)压风自救器和一台电话;(2). 调整通风系统, 使采煤工作面回风不直接流经施钻地点, 开始以前完成该区域通风系统调整;(3). 采煤工作面放炮时, 撤出施钻人员至安全地点, 放炮期间, 所有人员均不得进入回风系统;(4). 放炮后, 待施钻现场瓦斯不超限, 整个区域无安全异常, 则可保持正常施钻;(5). 若施钻现场发生安全异常, 则立即按安全路线撤离.3.3.3 钻孔封孔抽放钻孔封孔方式主要有水泥注浆泵封孔, 人工水泥沙浆封孔和聚胺脂封孔等. 在岩层中封孔长度不小于3m. 在煤层中封孔长度不小于5m.考虑到某煤矿的钻孔数量不大, 没有必要购买价格昂贵的封孔泵或采用人工水泥沙浆封孔. 因为使用水泥沙浆封孔, 凝固时间长, 对于倾斜钻孔不易充满. 因此, 应该使用人工聚胺脂封孔.聚胺脂封孔就是由异氰酸脂和聚醚并添加几种助剂反应而生成硬质泡沫体密封钻孔. 聚胺脂封孔采用卷缠药液与压注药液两种工艺方法. 现主要应用卷缠药液法封孔, 封孔深度一般为3-6m即可符合要求.虽然聚胺脂封孔(见图3-4)的成本略高于水泥浆封孔, 但聚胺脂封孔操作简单, 省时省力, 气密性好, 抽放效果好, 非常适用于某煤矿.3.3.4 瓦斯抽放参数监测采用孔板或便携式数字钻孔瓦斯参数监测仪对钻孔或采空区抽放管进行监测很有必要. 除此之外, 在抽放巷道口设瓦斯抽放监测传感器, 对抽放管道的负压, 瓦斯浓度, 瓦斯流量, 温度进行监测. 井下抽放支管和地面主管都应装备管道监测系统, 并将其尽可能地将管道监测系统挂靠入矿井环境监测系统.4 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算及设备选型4.1 矿井瓦斯抽放设计参数根据煤矿提供的地质资料和矿井设计资料, 某煤矿的设计瓦斯抽放量按一台抽放泵同时服务两个回采工作面(目前只布置一个回采工作面)和三个掘进工作面, 纯瓦斯抽放量取11.58m3/min(将来最大瓦斯抽放量). 瓦斯抽放浓度按30%计算.4.2 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算4.2.1 瓦斯抽放管网系统在选择瓦斯抽放管路系统时, 主要根据抽放泵站位置, 开拓巷道布置, 管路安装条件等进行确定. 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, 同时还要考虑供电, 供水, 运输方便.抽放泵的位置可以布置在地面也可以布置在井下. 井下布置是将瓦斯抽放泵布置在井下靠近抽放地点的进风流中, 这样可以减少抽放管路的长度, 并随时根据抽放地点的需要改变抽放泵的位置, 可以节省管路投资, 节省防爆装置和避雷装置, 其必要条件是抽放管路的瓦斯排放到采区回风巷或总回风巷后, 在较小范围内经过稀释达到风流瓦斯浓度不超限.当矿井总回风巷瓦斯浓度高, 抽出的瓦斯不能排放到总回风巷, 或井下供水,供电及安装成本较高, 或地面距离抽放地点较近时, 把瓦斯抽放泵安装到地面具有明显的经济和管理方面的优势.某煤矿开采服务年限长,工作面到新材料井井口的距离较短, 且工作面需要抽放的瓦斯量较大,因此,建立地面永久瓦斯抽放系统较为合理.根据矿井采掘工作面的具体位置及开拓布置, 确定将地面永久瓦斯抽放站布置在距离新材料井附近且地势平坦, 无地质灾害和洪水影响的地点. 要求瓦斯抽放泵站房50m范围内无主要建筑及民房, 在泵房周围20m设立围墙或栅栏, 并严禁明火.根据某煤矿的井下开拓巷道和地表设施的具体情况,考虑了两种井下管道布置最长路线.方案1:21171工作面顺槽二一区专用回风下山东轨大巷材料立井抽放泵房放空管;方案2:21171工作面顺槽二一区轨道下山东轨大巷材料立井抽放泵房放空管;如果把主管道延伸到21171工作面回风顺槽与二一区专用回风下山汇合处, 两个方案的井下主管道长度基本相同, 即1280m.4.2.2 瓦斯抽放管管径计算及管材选择瓦斯抽放管管径按下式计算:………………………………(3-5)式中 D-----瓦斯抽放管内径,m;Q-----抽放管内混合瓦斯流量,m3/min;V-----抽放管内瓦斯平均流速,经济流速V=5-15m/s, 取V=7 m/s.约定:•采区、回风井及地面瓦斯抽放管为干管;•综采综放工作面瓦斯抽放管为支管1;• (将来)综采工作面瓦斯抽放管为支管2.根据各瓦斯抽放管内预计的瓦斯流量,按式(3-5)计算选择的瓦斯抽放管管径如表3-2示. 瓦斯抽放管选用无缝钢管.表3-2 瓦斯抽放管管径计算选择结果抽放管材均选择无缝钢管, 经过计算得出主管直径D = 0.342m, 支管1直径 D = 0.242m, 支管2直径 D = 0.242m. 故主管选择直径为Φ402mm的无缝钢管, 壁厚可选择9mm或10mm. 掘进及回采工作面支管可选择直径为Φ275mm的无缝钢管, 壁厚可选择7mm.4.2.3 管网阻力计算⑴. 摩擦阻力(Hm)计算………………… (3-6)式中:Hm —管路摩擦阻力,Pa;L —负压段管路长度,m;Q —抽放管内混合瓦斯流量,m3/h;γ—混合瓦斯对空气的密度比;K —与管径有关的系数;D —抽放管内径,cm.为了保证选用的瓦斯抽放泵能满足抽放系统最困难时期所需抽放负压,应根据矿井各生产时期瓦斯抽放系统中管路最长、流量最大、阻力最高的抽放管线来计算矿井抽放系统总阻力.由于矿井的服务年限较长,且中后期开采的采区煤层瓦斯含量高,考虑到瓦斯抽放泵的有效使用年限仅为15年左右,故计算矿井生产时期的瓦斯抽放系统最大阻力. 根据矿井前期采掘接替安排,确定的瓦斯抽放系统最困难管线如下:地面抽放泵站干管(长度为材料立井抽放干管(长度为采区抽放干管(长度为工作面抽放支管(长度为1200m).前期最困难抽放管线阻力计算结果如表3-3示.表3-3 生产前期瓦斯抽放系统最困难管网阻力计算结果⑵.局部阻力(Hj)计算管路局部阻力损失按直管阻力损失的15%计算,则抽放管路系统的局部阻力损失为:Hj =0.15 Hm = 0.15 x 3526.95 = 529.04 Pa.(3). 总阻力(H)计算H = Hm + Hj= 3526.95 + 529.04 = 4055.99 Pa4.2.4 瓦斯抽放管路与瓦斯抽放钻孔的连接用弹簧软管或矿用PVC管将钻孔套管与钻场汇流管(也称混合器)相连, 汇流管与钻场瓦斯管连接, 然后钻场瓦斯管与布置在巷道中的瓦斯抽放支管相连接. 瓦斯抽放主管均采用法兰盘螺栓紧固连接, 中间夹橡胶密封圈.4.2.5 瓦斯抽放管路敷设1). 瓦斯抽放管路敷设的一般要求由于煤矿井下的环境条件比较恶劣, 巷道变形较大高低不平, 坡度大小不一, 空气潮湿管路易生锈, 为此对煤矿井下瓦斯抽放管路的敷设有如下要求:(1). 瓦斯抽放管路应采取防腐, 防锈蚀措施;(2). 在倾斜巷道中, 应用卡子把瓦斯抽放管道固定在巷道支架上, 以免下滑;(3). 瓦斯抽放管路敷设要求平直, 尽量避免急弯;(4). 瓦斯抽放管路敷设时要考虑流水坡度, 要求坡度尽量一致, 避免由于高低起伏引起的局部积水. 在低洼处需要安装放水器;(5). 新敷设的管路要进行气密性试验.地面敷设的管道除了满足井下管路的有关要求外, 还需要符合以下要求:(1). 在冬季寒冷地区应采取防冻措施;(2). 瓦斯抽放管路不宜沿车辆来往繁忙的主要交通干线敷设;(3). 瓦斯抽放管路不允许与自来水管, 暖气管, 下水道管, 动力电缆, 照明电缆和电话线缆等敷设于一个地沟内;(4). 在空旷的地带敷设瓦斯抽放管路时, 应考虑未来的发展规划和建筑物的布置情况;(5). 瓦斯抽放主管路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5m, 距铁路大于4m, 距木电线杆大于2m;(6). 瓦斯抽放管路与其他建筑物相交时, 其垂直距离大于0.15m, 与动力电缆, 照明电缆和电话线大于0.5m, 且距相交建筑物2m范围内, 管路不准有接头.2). 管路安装井下瓦斯抽放管路采用吊挂或打支撑墩沿巷道底板敷设.掘进工作面瓦斯抽放管路可采用巷道侧邦吊挂安全方式. 地面瓦斯管路安装采用沿地表架空敷设方式, 架空高度0.5m. 每隔5-6m设置一个支撑架(支撑墩), 必要时在支撑墩上设半圆形管卡固定管路, 以防滑落.3). 管道防腐防锈所有金属管道外表均要进行防锈处理,即在管道外表先涂刷两层樟丹, 在刷一层调和漆.。
瓦斯抽放设计指导书
矿井瓦斯抽放系统方向本科毕业设计指导书河南理工大学安全工程专业目录第一篇设计大纲 (4)第二篇毕业设计资料收集 (4)第三篇毕业设计具体内容 (5)第一章矿井概况 (5)1.1 井田概况 (5)1.2 井田地质特征 (5)1.3 矿井开拓、开采概况 (6)第二章矿井瓦斯赋存 (7)2.1 煤层瓦斯基本参数 (7)2.2 矿井瓦斯储量 (11)2.3矿井可抽瓦斯量及可抽期 (12)第三章瓦斯抽放的必要性和可行性论证 (14)3.1瓦斯抽放的必要性 (14)3.2瓦斯抽放的可行性 (15)第四章抽放方法 (16)4.1 规定 (16)4.2矿井瓦斯来源分析 (16)4.3 抽放方法选择 (17)4.4 钻孔及钻场布置 (18)4.5 封孔方法 (19)第五章瓦斯抽放管路系统及设备选型 (20)5.1抽放管路选型及阻力计算 (20)5.2瓦斯抽放泵选型 (23)5.3辅助设备 (26)第六章经济概算 (27)6.1编制依据 (27)6.2费用概算范围 (27)第七章安全技术措施 (27)7.1抽放系统及井下移动抽放瓦斯泵站安全措施 (27)7.2地面抽放瓦斯站安全措施 (28)第八章瓦斯的综合利用与配套设施 (29)8.1抽放瓦斯的综合利用及评价 (29)8.2配套设施 (29)8.3监测监控系统 (30)8.4地面建筑及环保 (30)第九章抽放瓦斯管理 (30)9.1瓦斯抽放管理及规章制度 (30)9.2瓦斯抽放人员配备 (31)9.3瓦斯抽放技术资料 (31)第四篇毕业论文要求 (32)第五篇建议设计参考文献 (32)第一篇设计大纲矿井瓦斯抽放系统设计是安全工程专业本科毕业设计的方向之一,根据《煤矿安全规程》、《GB50215-2005煤炭工业矿井设计规范》、《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范》、《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计规范》、《煤矿瓦斯抽放管理规范》及《AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采基本指标》等法规的要求,矿井瓦斯抽放系统设计应完成以下几个章节的内容:第一章矿井概况:要求交待清楚所设计矿井的井田概况、井田地质特征、矿井开拓方式、采区接替顺序及采煤方法等基础内容,在地质特征部分应着重对矿井瓦斯赋存规律进行说明,对本矿井和邻近矿井的瓦斯等级应进行说明。
瓦斯抽放设计 (1)
Google中搜索: 瓦斯抽放工程设计编制提纲瓦斯抽放工程设计编制提纲瓦斯抽放工程设计由具有资质的单位或机构进行专项设计,资质(规定)由省煤炭局认定(颁布)。
第一节概述一、瓦斯抽放工程设计编制依据编制瓦斯抽放工程设计时应符合以下要求:1、抽放瓦斯工程设计应体现安全第一、技术经济合理原则,因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料。
2、新建矿井抽放瓦斯工程设计应以批准的精查地质报告为依据,并参照邻近或条件类似生产矿井的瓦斯资料;改(扩)建及生产矿井应以本矿地质、瓦斯资料为依据。
3、抽放瓦斯设计应与矿井开采设计同步进行,合理安排掘进、抽放、回采三者间的超前与接替关系,保证有足够的工程施工及抽放时间。
二、瓦斯抽放工程设计简介三、矿井概况1、地理概况矿井所在地理位置,交通、地形地貌、气候、降水河流、最高洪水位等情况、地震烈度、矿井开发史、邻近矿井分布、现开采区域位置及开采情况。
矿井水源、电源及通信。
井田范围内及邻近矿井采空区积水、自燃、火区等情况、滑坡及地表塌陷情况。
2、矿井基础资料1)地质构造井田地层及构造。
断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情况及其分布规律;煤系地层走向、倾斜、倾角及其变化规律;岩浆侵入情况及对煤层的影响。
2)含煤地层及煤层煤层层数、厚度及可采煤层煤种、倾角、节理、层理发育情况。
煤层顶底板岩性特征、物理力学性质、结构及变化规律;煤层结构,煤层露头(含隐伏露头)及风氧化带情况。
3)矿井煤层瓦斯含量情况、瓦斯等级,矿井瓦斯及二氧化碳相对涌出量、绝对涌出量;煤层瓦斯压力、井田瓦斯赋存规律;各可采煤层煤尘爆炸性鉴定资料、煤层自燃倾向性鉴定资料和自然发火期统计资料;矿井煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险性;邻近矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、煤与瓦斯突出、地温等实际及鉴定研究成果。
4)井田水文地质简述区域及井田水文地质条件;井田主要含水层类型;地表水情况,矿井水患类型及威胁程度分析;井田内及周边矿井采(古)空区范围及积水情况等。
瓦斯抽放阻力计算
ν瓦斯ν空气ν0C L(m)d(mm)ρ瓦ρ空ρΔ(mm)P 0P 孔(Pa)000.0000150.412406260.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.412504800.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.4513204320.715 1.3 1.290.1710132514000000.0000150.4512304320.715 1.3 1.290.1710132514000000.0000150.3904320.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.3904320.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.3904320.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.3904320.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.3904320.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.3904320.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.3904320.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.3904320.715 1.3 1.2910.1710132514000000.0000150.3904320.715 1.3 1.2910.1710132514000管网总阻力=(1)+(2)数值250400.41、抽放瓦斯管摩擦阻力4、抽放泵流量计算H 摩—管路的摩擦阻力,PaQ b —抽采瓦斯泵的额定流量,L—管路长度,mQ 0—标准状态下的混合瓦斯流量,m 3/hT 0—标准状态下的绝对温度,Kt—管路中的气体温度,℃Q—最大的设计抽采瓦斯抽采量,m 3/min X—抽采泵入口处预计的瓦斯浓度d—管路内径,mmP—抽采泵入口绝对压力(Pa); ν0—标准状态下的混合瓦斯运动粘度,m 2/sρ—管道内混合瓦斯密度,kg/m 3Δ—管路内壁的当量绝对粗糙度,mmP 0—标准大气压力,101325PaP—管道内气体绝对压力,PaT—管路中的气体温度为t时的绝对温度,K5.抽采泵工况流量Q g —工况状态下的抽采泵流量(m 3/min);Q b —标准状态下抽采泵的计算流量(m 3/min);(1)摩擦阻力合计(2)局部阻力0052025.00052.1921069PT T P d Q L Q d v d H ρ)(摩+∆⨯=KX Q b Q =η00=PT T P Q Q b g0.82数值0%250η——泵的机械效率,取80%K ——抽采能力富余系数,可取1.2~1.8t—抽采泵入口瓦斯的温度(℃)。
(完整版)瓦斯抽放设计毕业设计论文
摘要随着矿井生产技术水平的快速发展,矿井生产能力大大提高,但随之而来的矿井瓦斯涌出大大增加。
矿井瓦斯已成为制约煤矿安全生产的头号大敌。
文家坡煤矿设计产煤4.0Mt,该矿矿井瓦斯涌出量大,仅靠通风方法难以解决瓦斯超限问题,从而严重制约了该矿的正常生产能力。
本文介绍了该井田的基本情况,预测了矿井瓦斯的涌出量,对抽放瓦斯的必要性与可行性进行了论证。
通过对抽放方法的比较和抽放管路的计算和选择,设计了瓦斯抽放的方法和矿井瓦斯抽放系统。
并计算了抽放系统的管道阻力和瓦斯泵的流量与压力,选择了合适的瓦斯泵型号,建立了地面永久抽放泵站。
最后利用所抽瓦斯进行发电,以达到合理利用瓦斯,使其变废为宝、减少环境污染的目的。
关键词:瓦斯预测、瓦斯抽放、瓦斯抽放系统、瓦斯利用ABSTRACTWith the rapid development of production technology of mine, mine productio n capacity greatly increased, but to greatly increase of mine gas emission. Restricte d coal mine safety production of coal mine methane coal 4.0Mt coal mine, the mi ne gas emission rate, ventilation method of gas concentration exceeding limits a o f mine, prediction of mine gas emission, justifying the necessity and feasibility of g as drainage. By drainage method of comparison and calculation of drainage pipe a nd selection, design of gas drainage method and mine gas drainage system. Resista nce of pipeline and to computation of drainage systems and flow rate and pressur e of a gas pump, select the right gas pump model, established a permanent groun d drainage pumping stations. Last use of gas for power generation, in order to ac hieve rational utilization of gas and its treasure, the purpose of reducing environm ental pollution.Keywords:gas forecast, gas drainage, gas drainage system, gas use目录1 绪论 (1)1.1 选题背景及研究意义 (1)1.2 瓦斯抽放的国内外研究现状 (1)1.2.1国外研究现状 (1)1.2.2 国内研究现状 (2)1.3 矿井概况 (3)1.3.1 地理位置及交通 (3)1.3.2 地理环境 (4)1.3.3 含煤地层 (4)1.3.4 煤炭储量及服务年限 (5)1.3.5 开拓方式及采煤方法 (5)1.3.6 矿井通风及瓦斯情况 (5)1.4 研究内容及技术路线图 (5)1.4.1 研究内容 (5)1.4.2 技术路线图 (6)2 矿井瓦斯涌出量的预测 (8)2.1 预测方法的选择 (8)2.2 预测过程 (9)2.2.1 分源预测法的原理 (9)2.2.2 准备资料 (9)2.2.3 预测计算 (13)2.3 预测结果 (18)3 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性 (19)3.1 矿井瓦斯来源分析 (19)3.2 瓦斯抽采的必要性 (19)3.3 瓦斯抽放可行性 (20)4 抽放瓦斯方法与工艺 (22)4.1 瓦斯抽放设计参数 (22)4.1.1 矿井瓦斯总储量 (22) (23)4.1.2 可抽瓦斯量Qk4.2 抽放瓦斯方法 (24)4.3 抽放瓦斯方法的确定 (25)4.3.1 本煤层瓦斯抽放 (25)4.3.2 邻近层瓦斯抽放 (26)4.3.3 采空区瓦斯抽放 (27)4.4 抽放瓦斯工艺设计 (29)4.4.1 钻场 (29)4.4.2 各抽放方法钻孔主要参数 (29)4.4.3 封孔 (31)4.5 抽放施工设备及施工量 (32)4.5.1 钻机选型 (32)4.5.2 主要检测仪器、仪表配置 (32)4.6 瓦斯抽放量的确定 (33)4.6.1 瓦斯抽放率 (33)4.6.2 抽放瓦斯量预计 (33)5 瓦斯抽放管路系统 (35)5.1 抽放管路系统选择原则 (35)5.2 抽放管路敷设路线 (35)5.3 抽放瓦斯管径选择 (36)5.4 管网阻力计算 (36)5.5 管路敷设及管路附属设施 (37)6 抽放泵选型及抽放泵站布置 (40)6.1 选型原则 (40)6.2 抽放泵流量计算 (40)6.3 抽放瓦斯泵压力计算 (40)6.4 瓦斯泵的真空度计算 (41)6.5 抽放泵选型 (41)6.6 抽放泵站的位置 (42)6.7 泵站的供电系统及通讯 (43)6.8 泵站给排水系统 (43)6.9 泵站及管路系统综合布置 (44)7 抽放瓦斯管理 (46)7.1 队伍管理 (46)7.2 图纸和技术资料 (46)7.3 管理与规章制度 (46)7.4 常用记录和报表样式 (47)8 瓦斯综合利用 (51)8.1概况 (51)8.2 瓦斯民用方案 (51)8.2 瓦斯发电方案 (52)8.4 瓦斯利用方案优选 (54)9 主要结论及展望 (55)9.1 主要结论 (55)9.2 展望 (55)致谢 (56)参考文献 (57)1 绪论1.1 选题背景及研究意义“安全第一、预防为主”是我国各行各业都要遵循的安全生产方针。
瓦斯抽放设计
采面瓦斯抽放设计一.采面概况11111采面为11041采面的接替工作面,采面位于11采区东翼下部,走向长1640m,倾斜长134m,平均煤层4.8m,煤层倾角11—14°,煤层瓦斯含量7—9m3/t,按煤与瓦斯突出采面进行管理。
二.采面瓦斯抽放设计1.钻孔设计本煤层瓦斯抽放钻孔布置区段为切眼向西10—12m,至采面停采线位置,区段全为1550m,抽放钻孔采用平行布置,方位沿切眼方向,孔间距2.5m,钻孔直径ф89mm,倾角沿煤层倾角布置。
11111风巷瓦斯抽放钻孔620个,钻孔距煤层底板0.5—0.6,深度不小于70m;11111机巷瓦斯抽放钻孔620个,钻孔距煤层底板1.0—1.2m,深度不小于75m;风、机巷瓦斯抽放钻孔累计长145m,消除了采面抽放空白带。
2.抽放管路及测定瓦斯抽放管路,选用ф108mm钢管,每根4m,使用快速接头连接,风巷管路沿巷道下帮布置,距巷道底板不小于1.8m;机巷管路沿巷道上帮布置,距巷道底板不小于1.8m。
抽放管路每隔4m用双股8#铁丝吊挂一次,吊挂平直,接头无漏气现象。
抽放管路每隔200m及管路低洼处安设放水器,防止管路积水。
为了取样测定及考核抽放效果,抽放管路须安装2个测定孔板,位置如下:1)在距工作面200m处安设一个4寸孔板,2)在最外面一个钻孔以外15—20m处安设一个4寸孔板。
3.钻孔封孔及联抽瓦斯抽放钻孔采用聚胺脂药包封孔,封孔管选用“双抗”聚乙稀管,管径ф25mm,长度8.5m,末端1m每隔100mm钻2个对称的ф10mm抽气孔,封孔时用窗纱包裹固定。
封孔管外露长度以150mm为宜,不得超过200mm。
三.钻孔施工1.抽放钻孔采用MYZ—200型风动钻机施工。
每条巷道按4部钻机考虑,每个小班打1个抽放孔,成孔率按0.9计算,需要58天时间;每条巷道按3部钻机考虑,每个小班打1个抽放孔,成孔率按0.9计算,需要77天时间。
即贯通后,两巷同时开始施工瓦斯抽放钻孔需要2个月至2个半月的时间。
瓦斯抽放设计说明书解析
瓦斯抽放设计说明书一、编制说明及采面大要(2-3)13130 工作面位于东三采区进流行人下山东翼,工作面北部、南部均为未采动的(2-3)煤实体,该面为(2-3)煤上分层,黑色,煤岩成份以亮煤为主,沥青光彩,条带状构造,内生裂隙发育,裂隙被方解石脉充填,含夹矸两层,夹矸为灰黑色泥岩及灰白色砂岩,累计厚 0.8m,煤层有利厚度 4.8m,( 2-1)煤与( 2-3)煤在工作面中部已合并,东西部未合并,煤层倾角 8—15 度。
该面走向长 1020 米,倾斜长 125 米。
该面地质构造简单,掘进过程中没有揭示断层,因为巷道沿底掘进,且煤体较破裂,巷道压力显现显然。
该面水文地质条件简单,煤层顶板灰黑色泥岩为隔水层。
该面生产期间绝对瓦斯涌出量为7m3/min 左右,根据《煤矿安全规程》第一百四十五条规定,一定推行瓦斯抽放,特拟定本设计,望仔细贯彻履行。
二、采煤方法该面采纳走向长壁采煤法回采,综合机械化放顶煤一次采全高,所有跨落法管理顶板。
三、通风状况该面采纳 U 型通风方式,上行通风,工作面设计风量650m3//min 。
四、瓦斯地质该面在上、下巷掘进期间瓦斯涌出量较大,在正常回采期间绝对瓦斯涌出量在7m3/min 左右,煤尘拥有爆炸危险性,煤层自燃生气期为 1 个月。
总之,瓦斯是影响该面安全生产的主要要素,仅用通风方式没法有效解决瓦斯问题。
因为该面瓦斯主要本源是本煤层瓦斯开释,依据过去工作面瓦斯治理成功经验,将对该面采纳上隅角瓦斯抽放为主,风排瓦斯为辅的综合治理方法。
五、瓦斯抽放设计(一)瓦斯抽放的必需性1、第一计算( 2-3) 13130 工作面可以供应的最狂风量Qm=SV·60式中: Q—工作面可以供应的最狂风量m3/minS—有效通风断面取 S=6.0m2V —《规程》气体最高风速4m/S则: Qm=6 ×4× 600=1440m3/min2、计算通风可以稀释排走的瓦斯量q=C·Qm/100K式中: q—风排瓦斯量m3/minC—回风流中瓦斯浓度,%,为了保证该面安全回采, C 取 0.5。
煤矿瓦斯抽放设计
煤矿瓦斯抽放设计二、设计的主要依据1.中华人民共和国《矿井瓦斯抽放工程设计规范》(mt95018-96)(1997)国煤炭工业部;2.《煤矿瓦斯抽放管理规范》(1997)中华人民共和国煤炭工业部;3.《煤矿安全条例》(2001年)国家煤矿安全监察总局;4.《防治煤与瓦斯突出细则》(1995)中华人民共和国煤炭工业部;5.《六盘水市钟山区汪家寨镇一煤矿技改设计说明书》六盘水市地方煤矿山设计院;6.汪家寨镇一煤矿提供和贵州省煤炭管理局设计研究所相关人员现场收集通风、生产、瓦斯地质等相关资料。
三、设计的主要技术指标设计矿井瓦斯抽放能力:初期1.2m3/min,后期5M3/min。
四、设计的指导思想1.在满足规范要求和使用的前提下,尽可能降低成本,节约工程投资;2.设备、管道有选择余地,完全能满足矿山安全生产的需要;3.采用的技术先进,符合实际。
六、设计的主要内容1.矿井瓦斯赋存状态、瓦斯抽放的可行性和必要性、抽放量预测;2.瓦斯抽放方法及抽放工艺设计,抽放瓦斯钻场与钻孔参数设计;3.地面抽放泵房布置、供电、供水、通讯等设计;4.本工程所需设备、仪器仪表及辅助装置的选型及安装设计;5.泵站及地下管线布置图;6、瓦斯抽放管理措施和安全措施;7.抽放所需主要设备及材料及工程投资概算;8.安装及施工图纸的绘制。
第一章地雷概述第一节井田概况一、位置和交通2。
地形地貌河流三、水源及供电第二节矿井地质构造及煤层特征一、地层和地质构造二、煤层及煤质三、瓦斯、煤尘、煤的自燃第三节矿田范围及煤炭储量第四节矿井开拓与开采一、发展模式二、矿井巷道布置情况三、采煤方法与顶板管理第五节矿井通风放可解决瓦斯治理问题,后期如果不采取固定式瓦斯抽放的措施,回风流瓦斯浓度将无法控制在0.75%以下。
第二章瓦斯抽放的目的和意义第一节抽放的必要性瓦斯抽放的目的是保证煤矿安全生产,也是解决瓦斯问题的基本手段。
众所周知,加强通风是处理瓦斯最有效的方法。
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曙光煤业1208瓦斯抽放设计第一节概述一、瓦斯抽放工程设计理念及简介曙光煤业1208瓦斯抽放设计编制是在全集团公司理念根本转变,即执行“三个转变”:由“局部治理”向“区域治理”、由“过程治理”向“超前治理”、由“管理措施型”向“技术工程型”转变,总结起来就是从设计开始治理瓦斯,建立完善的治理瓦斯体系,建立高标准的瓦斯综合治理示范矿井的前题下组织编制的。
二、矿井概况1、地理概况山西汾西矿业(集团)有限责任公司曙光煤业(其井田范围以下简称本井田)位于山西省中部,井田北距吕梁孝义市14km,东距晋中介休市16km,南距灵石县城18km,跨越吕梁孝义市、晋中介休市、灵石县,井田中心位置约在孝义市西铺头、道陆庄一带,地理坐标为东经111°37′46″至111°45′45″,北纬36°58′34″至37°03′24″。
矿区交通便利,南同蒲铁路干线由井田南侧通过,介休至阳泉曲支线由井田西侧约8㎞处通过,孝西车站距井田10㎞,由此可达全国各地。
另外,与南同蒲铁路并行的大运国家二级高速公路南北向全国延伸,东北部有孝义至介休三级公路经过,另外本区与邻近各县皆有公路相通,交通方便。
2、井田境界根据中华人民共和国国土资源部国土资矿函[2008]81号《关于汾西矿业集团曙光煤矿等三个煤矿资源调整有关问题的复函》,调整后曙光煤矿井田范围包括原水峪煤矿宜兴区东南部51.8340 km2、两渡煤矿河溪沟扩区北部6.3950 km2、原曙光煤矿井田2.5km2,由下列21个拐点坐标圈定,面积共计60.7290 km2。
3、自然地理(1)地形地貌本区地处黄土高原,属低山丘陵及梁状黄土台塬地貌,海拔高度856-1174m之间,相对高差318m总的地势南高北低,东高西低,最低处在师家河村东沟内。
井田内沟谷十分发达,沟坡陡峭,除沟底有基岩出露外,大部分为黄土覆盖,地表植被较少,水土流失严重属侵蚀剥蚀区。
(2)水文本区属汾河水系,区内除柱濮河外主要沟谷有乐沟河﹑三交河等,沟谷多为季节性河流,雨季有水,平时干涸。
区内沟谷多为下游河流发地,当地居民在沟谷中用土石筑坝堵水形成了小水库,以解决人畜用水。
(3)煤田开发情况在井田西部及西北部有汾西矿业集团的新峪矿﹑新柳矿﹑新阳矿。
东部有晋中地区的义棠矿等生产矿井,西南处有宜兴矿。
4﹑矿井基础资料(1)地质构造及含煤地层及煤层本井田可采煤层为四层,分别为山西组2#、3#煤层,石炭系太原组9#、10#煤层,目前开采2#煤层,2#煤层顶板岩性为伪顶泥岩,直接顶页岩、沙质页岩薄层砂岩组成,老顶砂岩,砂质页岩组成,底板为页岩、砂质页岩。
(2)矿井开拓布置和顶板管理我矿井田开拓方式为主斜副立综合开拓方式,采煤方法为走向长壁式综合机械化一次采全高,全部跨落法管理顶板。
生产采区为一采区。
(3)矿井通风情况通风方式目前采用中央并列抽出式,其中主斜井、副立井进风,回风立井回风,安装两台BDK618-10-№.28型对旋轴流式通风机(一台备用),电机型号为YBF450-10-10.6KV,功率为2×250KW。
(4)矿井煤层瓦斯含量情况、瓦斯等级根据煤炭科学研究总院沈阳研究院2010年5月矿井瓦斯涌出量预测,通过对曙光矿开采2号煤层实测资料分析研究年生产能力90万吨时,矿井相对瓦斯涌出量为4.41m3/t,矿井绝对瓦斯涌出量11.97m3/min,为低瓦斯矿井。
5﹑钻孔自然瓦斯流量衰减系数钻孔瓦斯流量衰减系数的具体测定方法是:选择具有代表性地区,打钻孔先测定初始流量q0,经时间t后(流量达到稳定),再测其瓦斯流量qt,然后用下式计算衰减系数a:a=ln q0—ln qt/t式中a——钻孔瓦斯流量衰减系数,d-1;q0——钻孔初始瓦斯流量,m3/min;qt——经t时间后的钻孔瓦斯流量,m3/min;t——时间,d。
煤层钻孔自然瓦斯流量衰减系数测定结果以上计算结果表明:2#煤层透气性系数为0.725538(㎡/Mpa2d),2#煤层钻孔自然瓦斯流量衰减系数0.38545d—1,综合分析两个数据的结果:2#煤层属于较难抽放煤层。
2010年曙光煤矿瓦斯基础参数测定结果第二节瓦斯抽采方法一、1208工作面概况1、1208工作面井上大部分为第三、四系黄土覆盖,工作面东部为道陆庄村庄,工作面最西部为井田边界。
2、井下位置工作面东邻集中轨道巷,北接曙光矿正在准备回采的1210工作面,南部为已开采的1206工作面。
二、煤层顶底板情况煤层顶底板情况表三、地质构造1208运输巷600米处一个背斜和一个向斜构成,320米和400处分别有2条20米长的无炭柱。
工作面局部伪顶、直接顶缺失,只有白砂岩老顶,在350--500m段范围内局部直接顶裂隙发育,不易管理,须加强顶班支护。
巷道共有2处断层。
四、煤尘、瓦斯情况本煤层属2#III类不易自然煤层,由于煤在开采和长期堆放过程中,会改变自然属性及物理化学性质,根据邻近矿井生产资料2#煤层仍按有自然发火倾向对待。
瓦斯成分以N2、CH4为主,属大气~沼气带,处于瓦斯风化带,含量在0.23~1.25毫升/克.可燃质。
2#煤层具有煤尘爆炸危险。
根据邻近矿井生产资料,建议工作面在掘进过程中按高瓦斯矿井考虑,加强通风、防尘工作,防止事故发生。
五、瓦斯来源和通风方式1.瓦斯来源:1208运巷瓦斯来源为本煤层和邻近层及构造裂隙带,区域性瓦斯增高。
2.通风方式:1208工作面采用“U”型通风,风量为900立方米/min。
六、1208工作面区域性抽采设计1、本煤层抽采钻孔设计在1208运巷进行瓦斯抽放,煤层钻孔布置在1208运巷前进方向的左帮,本煤层钻孔施工用Φ94mm钻头,钻孔间距6m,开孔高度为距底板1.2m-1.5m,腰渣以上。
根据煤层倾角及煤层确定开孔角度进行钻孔施工,1208运巷距1206运巷163米,留保安煤柱30米,1208切眼预计长度130米,钻孔斜长设计为100米。
由于1208材巷还未掘进,1208运巷本煤层倾角参照1206运巷计算:倾角的正切=1206运巷与1208运巷的距离/ 1206运巷标高-1208运巷标高2、由于1208材巷还未掘进,1208高位穿孔及裂隙带孔今后将做后续设计。
七、孔的验收1、每一钻孔施工结束后,由当班瓦检员、安全员、当班带班长退钻杆验收,并填写钻孔验收记录表,原则规定:钻孔的深度误差不得超过±1m,角度误差不得超过±1度,否则应补孔。
2、钻孔在施工完后必须及时进行封孔,安装阀门。
3、施工过程中遇到岩石或者无炭柱,无法钻进时,按实际进尺验收,封孔。
八、钻孔封孔气动注入聚氨脂进行封孔,先将封孔管里端缠裹毛巾,将送液管绑至毛巾里端100cm处,再将送液管另一端与封孔器连接,封孔管伸入钻孔,封孔管外留200mm,检查封孔器与压风和送液管连接完好后,将A.B液分别倒入封孔器里,慢慢打开压风,将封孔液注入进行封孔,封孔长度达7米以上。
九、抽放设计图(附页)十、通风系统图(附页)第三节抽放管路系统及抽放设备一、抽放管路系统从1208运巷铺设一趟Φ200mm钢骨架纤维树脂抽放管路到集中回风巷内,集中回风巷主管路采用Φ300mm的钢骨架纤维树脂抽放管进入1209抽放泵站,变头处安设蝶阀控制瓦斯抽放浓度及抽放负压,根据情况随时调节,支管路每6米处留三通一个,三通和钻孔位置距离不超过±2米,未使用的三通必须用挡板封堵,管路位置低洼处要安设负压自动放水器或人工放水器,钻孔采用PE管封孔,钢丝编织瓦斯抽放软管与管路连接。
主管路与支管路均安设能够测定流量负压等的在线监测系统,能够随时观察管路内瓦斯、负压等情况。
二、抽放设备1、1208运巷施工期间采用SGZ-ⅢA(ZL300HA)型钻机进行施工,钻杆全部使用Φ50×1500mm,钻头使用Φ94mm的三翼合金钢钻头。
2、抽放泵采用型号为2BEC40-110/160型水环式真空泵。
最大抽气量为110m3/min,共两台一台使用,一台备用。
3、泵站设备布置图(附页)三、排水、供水、供电部分抽放钻孔施工的供水由各钻孔施工附近静压水管直接供水,抽放钻孔施工所剩余的水由电泵或风泵排往各钻孔施工附近水仓;移动泵使用供水由泵站附近静压水管供给,移动泵循环水排往固定水池再由潜水泵排往指定水仓,移动泵使用部分循环水。
钻机供电在各钻孔施工附近取660V电源供给,移动抽放泵采用专用开关专用电缆由采区2号变电所采用两条线路供电,一条使用,一条备用,电压为660V。
第四节劳动组织说明:1、各工种必须持证上岗;2、劳动组织按“三八制”工作制第五节安全技术措施一、打钻1、开始工作前首先检查工作地点巷道顶、底板及煤帮情况及瓦斯情况,在保证顶、帮支护安全,瓦斯浓度小于0.5%的情况下,方可开工作业。
严禁拆除帮部支护的锚杆托板。
严格执行“敲帮问顶”制度,发现问题应及时处理。
2、钻机运输时,必须捆牢、绑紧,待跟班副队长检查后无安全隐患后方可进行运输否则不允许运输,运输过程中严格遵守《煤矿安全规程》及矿井运输安全规定,绞车司机必须持证上岗否则不允许开绞车。
3、装卸车时,不得翻车猛扔,现场人员相互配合,搬迁物品时要同起同放,相互照应,跟班副队长现场指挥。
需起吊钻机等重物时,严禁在原支护顶锚杆锚索及托梁上起吊,必须打专用起吊锚杆或搭设起吊三角架。
4、钻机安装必须牢固稳定可靠,安装好后必须由班长全面检查一次,一切正常后方可开钻,钻机移动、安装前要做好新钻场的清理工作,将钻场顶帮的浮矸、浮煤清理干净,必须保证实底实帮。
5、本施工所涉及到的机电设备及线路不得出现失爆现象。
6、打钻工必须经过培训,考试合格,持证上岗,并熟练掌握钻机操作方法及简单故障处理。
开钻前,应做送电试验,待钻机运转正常后方可给压工作,打钻时应先给水待水从孔中流出后方可钻进,严禁干打钻,钻机运行过程中,钻机司机对钻进米数做好详细记录,并要随时掌握阻力变化情况,操作位置能直视钻机,及时调整给进压力和钻进速度,保证钻机平稳运转,钻机运行过程中一旦发现异常问题应立即停机进行处理,严禁钻机带病作业。
7、打钻过程中工人不得用手去摸钻杆,工作服要整齐、精干、袖口扎紧,以防发生意外。
要检查钻杆的磨损程度,杜绝使用磨损严重、有滑丝的钻杆,以防发生断杆现象。
8、钻机施工完后,要继续送水两分钟,以冲洗孔内的煤、岩渣子。
9、钻机在新钻孔位置安装时,必须根据设计角度稳定牢固钻机,待跟班副队长检查后无安全隐患后方可进行施工否则不允许施工,跟班副队长必须对每一施工的钻孔严把质量关,杜绝弄虚作假。
10、抽放钻孔定位,离地高度在1.2m--1.5m之间,必须由跟班副队长指挥,钻孔施工进度要班班填写在钻孔施工记录牌上。
11、一个钻孔施工完后应立即封孔,打钻地点要准备3-5个锥形木楔和足够的棉纱、铅油,遇有泄露瓦斯的钻孔,要及时封堵,棉纱、铅油要分开妥善保管,不得乱扔,要装在铁制容器内。