煤矿地面永久瓦斯抽放系统设计说明书.docx

煤矿地面永久瓦斯抽放系统设计说明书.docx

《煤矿地面永久瓦斯抽放系统设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤矿地面永久瓦斯抽放系统设计说明书.docx（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

煤矿地面永久瓦斯抽放系统设计说明书

义马煤业集团公司

耿村煤矿地面永久瓦斯抽放系统设计

说明书

项目名称：

耿村煤矿地面永久瓦斯抽放系统设计

0前言……………………………………………………………………………………1

立项背景与意义………………………………………………………………………1

设计依据……………………………………………………………………………2

1矿井概况………………………………………………………………………………3

地质简况……………………………………………………………………………3

井田地质构造………………………………………………………………………6

井田地形与气候……………………………………………………………………6

井工开拓与生产现状………………………………………………………………6

矿井通风及瓦斯涌出状况…………………………………………………………7

2矿井瓦斯抽放的必要性和可行性分析………………………………………………9

瓦斯抽放的必要性…………………………………………………………………9

从安全生产角度来衡量…………………………………………………………9

相关政策法规的要求……………………………………………………………12

经济效益与环保要求……………………………………………………………13

抽放瓦斯的可行性分析……………………………………………………………13

3矿井瓦斯抽放方案设计………………………………………………………………16

选择抽放瓦斯方式的原则…………………………………………………………16

抽放瓦斯方案的肯定………………………………………………………………16

瓦斯来源分析……………………………………………………………………16

抽放瓦斯方案的初步设计………………………………………………………17

抽放钻孔设计……………………………………………………………………17

矿井瓦斯抽放效果预测……………………………………………………………19

4瓦斯抽放管路系统方案设计…………………………………………………………21

瓦斯抽放管路系统的布置…………………………………………………………21

瓦斯抽放管道的选择与管网阻力计算……………………………………………22

瓦斯抽放管径的选择……………………………………………………………22

管网系统阻力计算………………………………………………………………23

瓦斯抽放泵的选型…………………………………………………………………25

瓦斯抽放泵的选型原则…………………………………………………………25

瓦斯抽放泵流量计算……………………………………………………………25

瓦斯抽放泵压力计算……………………………………………………………25

瓦斯抽放泵的选型………………………………………………………………26

5井下瓦斯抽放管路系统设计…………………………………………………………27

敷设井下瓦斯抽放管路的原则与要求……………………………………………27

敷设井下瓦斯抽放管路的原则…………………………………………………27

敷设井下瓦斯抽放管路的要求…………………………………………………27

井下瓦斯抽放管路的附属装置……………………………………………………27

井下瓦斯抽放管路控制设计………………………………………………………30

井下瓦斯抽放管路的安装………………………………………………………30

控制阀门的作用…………………………………………………………………30

瓦斯抽放钻孔及施工………………………………………………………………31

钻孔施工的设备及工艺…………………………………………………………31

钻孔封孔…………………………………………………………………………32

钻孔与管路的连接………………………………………………………………32

6地面永久瓦斯抽放泵站建设…………………………………………………………34

泵站的整体设计与计划……………………………………………………………34

泵房及附属装置的设计原则…………………………………………………34

泵站位置的肯定…………………………………………………………………34

地面瓦斯抽放泵站的管路系统及其附属装置……………………………………34

瓦斯泵房管路系统………………………………………………………………34

水封式防爆、防回火装置………………………………………………………36

放空管……………………………………………………………………………37

避雷器……………………………………………………………………………37

瓦斯抽放管路系统控制设置……………………………………………………38

瓦斯抽放管路主要附属装置的位置与作用……………………………………39

瓦斯泵房……………………………………………………………………………39

瓦斯抽放泵站供电…………………………………………………………………39

瓦斯抽放泵给排水…………………………………………………………………39

其它设施……………………………………………………………………………41

瓦斯抽放、排放管路及附属设施的安装…………………………………………41

耿村矿地面永久瓦斯抽放泵站的施工建设………………………………………41

概述………………………………………………………………………………41

地面瓦斯抽放系统………………………………………………………………42

瓦斯泵站监测、监控系统………………………………………………………43

配电、供电系统…………………………………………………………………44

冷却水循环系统…………………………………………………………………44

地面建筑物………………………………………………………………………44

其它配套设施……………………………………………………………………44

7瓦斯抽放组织管理及安全技术办法…………………………………………………45

组织管理……………………………………………………………………………45

管理规范…………………………………………………………………………45

组织机构设置……………………………………………………………………45

瓦斯抽放钻场施工管理……………………………………………………………45

井下瓦斯抽放管路管理……………………………………………………………47

瓦斯抽放泵的保护和操作…………………………………………………………48

瓦斯泵的日常保护和保养………………………………………………………48

瓦斯机的操作和注意事项………………………………………………………48

8机电设备与器材清册…………………………………………………………………52

井下抽放系统………………………………………………………………………52

地面瓦斯泵站………………………………………………………………………53

9工程概算………………………………………………………………………………54

10结论和建议…………………………………………………………………………55

参考文献…………………………………………………………………………………56

附录1钻机操作规程……………………………………………………………………57

附录2瓦斯抽放泵司机作业操作规程…………………………………………………58

附录3瓦斯抽放报表……………………………………………………………………60

附录4附图………………………………………………………………………………62

附图1耿村煤矿地面永久瓦斯抽放泵站计划施工平面图

附图2耿村煤矿地面永久瓦斯抽放泵站厂房施工平面图

附录5耿村煤矿瓦斯抽放泵站配电方案图及其说明书………………………………63

0前言

立项背景与意义

按照耿村煤矿提供的矿井瓦斯涌出资料，从1983年至2004年进行矿井瓦斯品级鉴定表明，该矿一直到目前为止尚属于低瓦斯矿井；其中2004年的矿井瓦斯品级鉴定结果为：

绝对瓦斯涌出量为m3/min,相对瓦斯涌出量为t。

虽然如此，最近几年来随着开采深度增加、开发强度加大，煤层瓦斯赋存量和采掘生产期间的瓦斯涌出量都呈现出明显的上升趋势。

专门是目前主采的2-3煤层由于1-2煤层从井田中部开始向东南部与其合层直到井田的深部边界，从而致使了煤层的大面积增厚，煤层瓦斯含量必将有大幅度的提高。

实际资料显示，日趋频繁的回采工作面上隅角瓦斯浓度超限问题已经严峻制约了生产进程，时刻要挟着井下作业工人的生命安全。

另据河南理工大学（原焦作工学院）先前针对耿村煤矿完成的“低瓦斯矿井瓦斯赋存规律及瓦斯灾害治理技术研究”科研功效反映，随着开拓工程的延深，回采工作面瓦斯涌出量将逐渐增大，预测井田东翼当煤层埋深超过600m后，绝对瓦斯涌出量达到25m3/min以上，而且还存在着绝对瓦斯涌出量超过30m3/min的局部高瓦斯涌出区域。

在此情形下，仅靠加大通风量解决回采工作面瓦斯问题不仅不太合理，而且实现的难度相当大。

大量的科研功效及生产实际资料表明，在低瓦斯矿井（煤层）的局部存在着必然的高瓦斯区域（条带）。

《煤矿安全规程》的第134条明确规定，“低瓦斯矿井中存在的个别高瓦斯区域应依照高瓦斯矿井来实施管理”。

耿村煤矿到目前为止尚没有任何煤层和地址出现过任何形式的瓦斯动力现象，属于低瓦斯非突出矿井，目前对井下安全生产要挟最大的是回采工作面上隅角的瓦斯浓度超限问题。

为贯彻执行国家煤矿安全生产监督管理局制定的“先抽后采，以风定产，监测监控”的煤矿安全生产管理方针，有力保障井下安全和生产计划的圆满完成，该矿从2003年开始已在井下安装了为西二采区12151和12171及东三采区13130回采工作面服务的移动式瓦斯抽放泵站和与其相配套的瓦斯抽放系统，目前井下共安置3台瓦斯泵实施移动抽放，混合抽放流量达到140m3/min，抽出的瓦斯直接排放到矿井的总回风系统中；专门是1-2煤的12171和2-3煤的13130两个高瓦斯工作面都是在实施了回风巷高位钻场抽放和采空区埋管抽放技术以后才得以正常生产的，从必然程度上减缓了安全管理的压力。

虽然如此，同时也存在以下几方面不容轻忽的问题：

①2004年下半年以来，矿井东西两个采区瓦斯涌出量都明显升高，随着开拓工程的延深，矿井瓦斯品级也有进一步提高的可能。

瓦斯抽放办法将会成为该矿井此后常规性的瓦斯治理方式，井下移动抽放泵站无论从抽放能力和服务范围是都将受到必然的限制。

②井下移动抽放将瓦斯通过管道排入总回风道，引发总回风巷道的瓦斯浓度升高。

目前已经接近或达到《煤矿安全规程》规定的临界值。

③受矿压、供水等井下客观条件的限制，移动泵站的管理和保护工作也比较复杂和困难。

④矿井瓦斯既是一种热值很高的能源，同时也是一种严峻危害大气层的污染源。

井下移动泵站抽放的瓦斯全数通过回风巷道排空，不仅浪费了能源，而且污染了空气。

鉴于以上的综合分析，成立耿村矿地面永久瓦斯抽放系统不仅超级必要，而且急需实施。

为此，在义煤集团公司科技处的组织和协调下，河南理工大学瓦斯地质研究所与耿村煤矿通过认真、详细的研究，一路制定了整体设计内容和方案，并于2005年3月3日正式签定了本课题的技术合同书。

设计依据

●《矿井抽放瓦斯工程设计规范》（MT95018-96），中华人民共和国煤炭工业部，1997年

●《矿井抽放瓦斯管理规范》，中华人民共和国煤炭工业部，1997年

●《煤矿安全规程》，国家煤矿安全监察局，2004年

●《防治煤与瓦斯突出细则》，中华人民共和国煤炭工业