采面瓦斯抽采设计方案及安全技术措施f废Word格式.docx
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②物理性质：
煤层煤岩为黑色、亮黑色，条痕裼黑色，具玻璃光泽和弱玻璃光泽<
暗淡光泽），参差状、阶梯状及棱角状断口，硬度2左右，容重1.35～1.45t/m3，平均1.40t/m3，具块状、粉末状、片状构造，性脆、染手，燃烧实验时见短焰、弱烟，烧后结块。
4、煤尘、自燃
①煤尘爆炸性：
经贵州省煤田地质局鉴定煤尘无爆炸性。
②煤的自燃：
经贵州省煤田地质局鉴定煤层为Ⅲ类不易自然。
第二节巷道布置及支护情况
一、巷道布置
工作面东面为采空区，西面为已掘的11404运输巷掘进工作面，11402下面是11906采煤工作面，沿11402切眼往东的下方是11906采空区。
2、?
?
1?
DW1200?
DJB-800?
?
1m,?
0.8m,?
3?
0.5m?
1.5?
11.4MPa,?
2o-3o,?
3600mm[<
）800mm+<
）1200mm];
2800mm[<
）800mm+<
）1200mm]?
2?
5m?
2.0mp?
“?
”?
”?
2.5m?
0.8m?
10m?
10m-20m?
1.6m,?
1.2m?
4?
<
1）?
50m2,?
15o?
1.8m?
2）?
抽放管路管径按下式计算：
d=0.1457
<
m）
式中：
d—瓦斯管内径<
Q—瓦斯管流量<
m3/min）
V—瓦斯管内流速<
m/s），一般取5—15m/s
混合抽放量：
Q=40m3/min。
V取12m/s
则：
=0.1457
=0.266m
选择管径为266mm的PVC管。
根据公式hf=9.8L△Q2/K0d5得出摩擦阻力，再根据公式hj=1/2ξρv2求出局部阻力，从而得出总阻力。
hf—管路的摩擦阻力，Pa
L-管路长度，m
Δ—混合瓦斯对空气的相对密度，
Q—管路的混合瓦斯流量,m3/h
K0—系数，根据管径选择
d—瓦斯管内径，cm
式中混合瓦斯对空气的相对密度Δ按下式计算
Δ=ρ1n1+ρ2n2/ρ2
ρ1—瓦斯密度,取0.715Kg/m3
n1—混合瓦斯中瓦斯浓度。
ρ2—空气密度,取1.293Kg/m3
n2—混合瓦斯中空气浓度
根据上式计算，抽放管路总阻力损失为6103.6Pa。
瓦斯管路阻力计算表
管路名称
相对密度
瓦斯流量<
m3/h>
系数
管径<
cm）
矿井总管路长度<
m>
阻力<
Pa>
主管
0.928
1500
0.73
25
1350
3874.9
分管
1050
0.71
20
450
1985.5
300
243.2
合计
6103.6
1）瓦斯抽放泵压力，必须能克服抽放管网系统总阻力损失和保证抽放的钻孔有足够的负压，以及泵的出口正压的需求。
1）高负压瓦斯泵压力按以下公式计算：
H泵高=<
H阻+H孔+H正）·
K
式中H泵——瓦斯泵的压力，Pa；
H阻——抽放管路总阻力损失，Pa；
H孔——抽放钻孔所需负压，一般取H孔=13000Pa；
H正——瓦斯泵出口正压，一般取H正=1500Pa；
K——抽放备用系数，取K=1.2
K=<
6103.6+13000+1500）×
1.2
=24724.32Pa
2）瓦斯泵流量计算：
Q=
Q----瓦斯泵额定流量，m3/min；
ΣQC----抽放期间内抽出的最大纯瓦斯量之和，m3/min；
X----瓦斯泵入口处瓦斯浓度；
n----瓦斯泵的机械效率，n=0.8；
K----抽放备用系数，取K=1.2。
K=
×
1.2=40m3/min。
设计高负压瓦斯抽放泵初步选用2BEX355-IBV4F（原设计为2BEAC40-323-90型现有设备，考虑原设备较老化，抽放效果不理想，更换为新购设备>
水环式真空泵，其技术规格性能如下：
最大抽气量101m3/min，配套防爆电机功率132Kw，380V。
改设备性能?
1、掘进巷道边掘边抽瓦斯抽放
钻场布置：
在煤巷掘进工作面后5m处的巷道两帮各施工一个钻场。
钻场的规格应根据巷帮瓦斯抽放钻孔布置的要求、选用钻机的外型尺寸及钻杆长度而定。
根据掘进工作面的具体情况，每组钻场在煤巷两侧相交错布置。
相邻两组钻场之间的间距为30m。
由煤巷两侧每隔30m施工各一钻场，由钻场以及迎头向煤层施工超前钻孔进行预抽，钻孔沿煤层走向布置，每个钻场施工3-4个抽放钻孔，抽放钻孔呈扇形布置，抽放钻孔抽放半径控制在4m以内，钻孔布置见本煤层掘进边抽边掘图。
2、本煤层抽放
采面顺层钻孔布置及参数见采面钻孔布置图。
钻场布置、钻孔参数确定
由煤巷两侧每隔40m施工各一钻场，钻孔沿煤层走向布置，每个钻场施工7-9个抽放钻孔，抽放钻孔呈扇形布置，抽放钻孔抽放半径控制在4m以内，钻孔布置见本煤层掘进边抽边掘图。
一）封孔方式、封孔材料及工艺
瓦斯抽放封孔方法主要有水泥砂浆封孔、聚胺脂封孔、速凝膨胀水泥综合封孔。
封孔长度不少于8M。
1、水泥砂浆封孔
水泥砂浆采用425号以上的硅酸盐水泥、砂子、水混合搅拌而成，水、水泥、砂子的重量混合比为1：
2.4：
2.5，砂子颗粒直径0.5～1.5mm。
2、聚胺脂封孔
聚胺脂封孔长度可达1m以上，常用的聚胺脂封孔方式为卷缠液法。
3、速凝膨胀水泥封孔
速凝膨胀水泥封孔适用于密封水平孔。
建议根据具体的情况选用。
本次设计选用水泥砂浆封孔方法。
水泥砂浆封孔采用KFB型封孔泵进行封孔。
其封孔工艺如下：
孔内抽放管使用内径￠25mm的PVC抗塑料管，长度为5-7M，在孔内端钻10～20个直径10mm的小孔，并用铁丝网包扎好。
在打钻将要结束时开始准备水泥砂浆。
水泥砂浆一般应加入适量的膨胀剂，以避免凝固后收缩出现裂隙。
当钻孔倾角较小时可适当增大浆液的浓度。
封孔泵与被封钻孔的连接见下图：
4、封孔的操作方法：
1）检查封孔泵是否完好，封孔用的工具、配件等是否齐全；
2）检查抽放孔所需的抽放管是否齐全，长度是否达到要求；
3）计算所需要的水泥量；
4）所有要封的孔封完后，清洗封孔泵。
二）封孔设备、主要检测仪表
选用KFB矿用封孔泵。
井下管路系统的附属装置有各类阀门、测压嘴、计量装置、钻孔<
场）、连接装置、放水器、入口处负压测量装置－静压管、测量测定装置－流量、压力、浓度测量计等。
地面管路系统的附属装置有各类阀门、测压嘴、计量装置、放水器、防爆防火装置、放空管以及避雷器、入口负压测量装置－静压管、汤匙测定管－流量、压力、浓度测量计等。
放空管的高度必须高过房顶不少于3m。
1、阀门
在瓦斯主管、干管、支管分岔处及钻场每个钻孔管中等地点，都必须设置阀门，用于调节和控制各采区、钻场的抽放量、浓度和负压。
在每个钻场钻孔及采空区抽放分阶段的管路要有单独的阀门控制，阀门还用于管路检修、更换、连接时的局部关闭系统。
2、放水器
由于瓦斯抽放管路在敷设中有一定的倾斜角度，管路中不断有水流往低洼处，影响瓦斯流动，固需要在瓦斯主管、分管、支管中每200-300m和低洼处设一放水器，及时放出管中积水。
一般放水器使用人工放水器。
人工放水器的特点是：
加工简单、安设容易，但需安排专人放水。
多安设于井下瓦斯主管系统和积水量较大，负压较高的地点。
3、测试孔
在抽放系统中的主路各分支管分叉处,均应留有测试孔,作检测瓦斯浓度、负压、压差用。
最经济最简便实用的方法是在管路上凿一个直径10mm的洞，再在该处焊上一个直径16mm的螺帽，然后将直径16mm的螺杆安在螺帽上，需测试时将螺杆取下即可。
4、孔板流量计
在抽放系统的主管道上，必须安装一个孔板流量计，计量整个抽放系统的瓦斯抽放量。
孔板流量计要安装在距离泵站最近的直管路段，其前后5m应平直，不要有阀门和变径管。
孔板流量计两侧要分别有测试孔，测试孔使用橡胶管与U型压差计相连接。
孔板流量连接图如下：
?
1．井下瓦斯管路敷设要求
1）为防止瓦斯管路锈蚀，安装前应对管内外涂抹防腐剂。
防腐材料可用经过热处理的沥青、油漆和红丹等。
2）在巷道敷设管路必须用可缩木支架，以防止底板隆起折损管路。
垫木高度不小于0.3m，并保证每节管子下面有两个托木。
3）在敷设倾斜管路时，为了防止管路下滑，应采用管卡将管子固定在巷道支架上。
管卡间距根据巷道倾角α而定，一般α≤30°
时，为15-20m。
4）管路敷设应尽量将管道设平直，坡度一致，
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