矿井瓦斯抽放可行性报告

矿井瓦斯抽放可行性报告内容摘要：

放量， Mm3/a； Qd—— 矿井设计日瓦斯抽放量，经计算得 ； N—— 矿井设计年工作日数， d。 Qa=179。 330 = ⑶ 瓦斯抽放年限 利用可抽量计算矿井瓦斯抽放年限如下： A=Q 可 ／ Qa 式中： A—— 瓦斯抽放年限， a； Qa—— 矿井设计年瓦斯抽放量， Mm3/a； 20 A=247。 =6a 第四章 抽放瓦斯方法 ㈠ 矿井瓦斯来源分析 矿井瓦斯来源及涌出构成 矿井瓦斯的来源一般是：煤层瓦斯、围岩瓦斯以及井田范围内溶洞等孔隙中储存的 瓦斯。 根据 ++煤矿地质资料显示，井田内无溶洞存在，因此，矿井瓦斯来源主要是含煤地层中可采煤层和不可采煤层中的瓦斯以及围岩瓦斯构成。 回采工作面瓦斯来源和涌出构成 回采工作面瓦斯涌出来源主要包括两部份，即本煤层涌出和邻近层涌出。 ++煤矿矿界范围内开采煤层为 M0、 M1 M1 M14 四层煤层，首采面布置在 M12煤层。 根据各煤层的层间距，开采 M12煤层时， M1M14煤层处于充分卸压区，瓦斯会涌入 M12煤层采煤工作面， M0煤层由于间距较远，对 M12煤层的瓦斯涌出量影响不大。 根据上述瓦斯涌出量预测结果， 本煤 层瓦斯涌出量占 80％，邻近层瓦斯涌出量占 20%。 ㈡ 抽放瓦斯方法 选择抽放方法的原则 矿井 瓦斯抽采方法应依据矿井煤层赋存条件、瓦斯基本参数、瓦斯来源、开采顺序、巷道布置、瓦斯抽采的目的及利用要求等因素确定，并遵循以下原则： ⑴ 尽可能利用开采巷道抽采瓦斯，必要时可设专用瓦斯抽采巷道； ⑵ 能适应煤层的赋存条件及开采技术条件； ⑶ 有利于提高瓦斯抽采率； ⑷ 抽采的瓦斯量和浓度能满足利用要求； 21 ⑸ 尽量采用综合瓦斯抽采方法； ⑹ 瓦斯抽采工程系统简单，易于维护，建设投资省，抽采成本低。 ⑺ 减小或消除突 出危险和减少风排瓦斯涌出量及减轻矿井通风负担，为煤炭开采提供安全生产环境。 瓦斯抽放方法 瓦斯抽放不仅需要解决矿井瓦斯超限问题，同时需要考虑矿井防突问题。 因此，根据矿井的煤层和瓦斯赋存状况、矿井开拓及抽放瓦斯的目的，结合抽放瓦斯方法选择的原则，确定矿井抽放瓦斯方法。 ⑴ 本煤层预抽 根据当地瓦斯抽放的经验和本煤层抽放的效果，采用本煤层抽放能有效解决采煤工作面的瓦斯涌出量，因此，本次设计采用本煤层预抽的抽放方法。 当 M12 煤层采煤工作面形成后（即准备工作面），在工作面运输顺槽布置钻场向本煤层打顺层钻孔，设计 15m一个钻场，每个钻场布置 5 个钻孔，最深钻孔深度为 70m，最低钻孔深度为 35m，采用水泥砂浆或膨胀水泥封孔，封孔长度 3～ 5m。 详见准备工作面预抽钻场、钻孔布置示意图。 22 准备工作面预见抽钻场、钻孔布置示意图 ⑵ 石门揭煤预抽 石门掘进 到离煤层一定距离（ 15～ 20m） 时布置钻场，再从石门向煤层打穿层钻孔对煤层瓦斯进行预抽，采用膨胀水泥封孔，封孔长度 3～ 5m。 详见石门揭煤抽放钻孔布置示意图。 23 石门揭煤抽放钻孔布置示意图 ⑶ 煤巷（半煤巷）打超前排放孔 掘进工作面 瓦斯涌出量不大，采用通风方法可以将工作面涌出的瓦斯稀释到 1%以下，因此，采用在掘进工作面顺层布置超前瓦斯排放孔，不进行瓦斯抽放。 超前排放距离不小于 20m，降低瓦斯压力，膨胀水泥封孔，封孔长度 7～ 9m。 详见煤巷掘进工作面超前排放钻孔布置示意图。 24 煤巷掘进工作面超前排放钻孔布置示意图 ⑷ 采空区抽放 在走向长壁采面回风尾巷安设 PE 管作为瓦斯抽放管 （ 抽放管前端兼作埋管 ） ，随着工作面的推进，抽放管管口伸入采空区 30～ 50m，用于工作面回采后将采空区瓦斯抽出，并使采空区气体向埋管口流动，以此治理工作面采空区瓦斯涌出及工作面瓦斯超限。 矿井采用走向长壁采煤法，采煤时采空区瓦斯向采面涌出较大，采用半封闭采空区抽采 （ 埋管抽采 ） 管道布置，如下图所示。 25 采空区抽放钻孔布置示意图 设备选型及主要检测仪表 ⑴ 钻机 本次瓦斯抽放设计选用 ZDY750型煤矿用液压钻机 ，该钻机具有功率大、操作简单、体积小、重量轻、解体性能好，搬运安装方便、传动效率高、不易卡钻、进退自由等优点，适用于岩石坚固性系数 f≤ 10的各种煤层、岩层，同时配备直径为 Ф 50mm的钻杆 150m。 ZDY750型煤矿用液压钻机技术参数 见表 41。 ⑵ 封孔泵 采用机械封孔泵封孔，封孔长度容易达到设计要求，封孔效率高，钻孔封孔效果好。 瓦斯抽放钻孔设计采用 BFK10/ 型矿用封孔泵封孔， BFK型矿用封孔泵主要应用于煤矿瓦斯抽放封孔。 该泵自身具有搅拌、输送高稠度浆料功能，封孔质量可靠，封孔工艺简单，使用方便，易于维护。 其工作压力 ，流量为 8～ 10L/min，电机功率 3kW，质量 220kg，封孔长度水平孔达到 30m，垂直孔能达到 20m。 表 41 ZDY750 型煤矿用液压钻机技术参数 序号 项 目 单 位 ZDY750 型 1 钻进深度 m 150 26 2 开孔直径 mm Ф 65，Ф 85，Ф 115 3 终孔直径 mm Ф 65，Ф 75 4 钻杆规格 mm Ф 42，Ф 50 5 钻孔倾角 186。 0～ 90 6 钻孔方位角 186。 0～ 360 15 电动机型号 YBK2180M4 16 电动机功率 kW 17 电动机电压 V 380/660 18 油箱容积 L 90 19 工作介质 上稠 40＃液压油 20 主机外形尺寸 mm 2107179。 440179。 615 21 泵站外形尺寸 mm 1400179。 700179。 986 22 整机重量 kg 1400 ⑶ 抽放参数考察仪器仪表 抽放中对抽放管路及钻孔的抽放参数进行考察，以便对瓦斯抽放效果作出准确评价。 抽放参数考察的仪器仪表主要有：孔板流量计、皮托管流量计、 家用煤气表、水银压差计（或真空表）、水柱压差计、气体采样器等。 第五章 抽放管路系统及抽放设备选型 ㈠ 抽放管路系统 抽放管路系统的选择 ⑴ 抽放管路系统选择的原则 ① 布置抽放管路要根据井下巷道布置、瓦斯抽放点的分布、地面瓦斯泵站的位置、瓦斯利用要求以及矿井的发展规划等因素统筹考虑，尽量避免或减 少以后在主干管路系统进行频繁改动。 ② 抽放管路应敷设在曲线断最少、距离最短的巷道中。 ③ 抽放管路要敷设在矿车不经常通过的巷道中，避免撞坏漏气，故一般放在回风系统的巷道中为宜。 若设在运输巷道内，应将管路架设一定高度并加以固定，防止机车或矿车一旦掉道不至于撞坏管子。 27 ④ 所布置的抽放设备或管路一旦发生故障，管路内瓦斯不至于流入采、掘工作面和井下硐室。 ⑤ 管路布置应考虑到运输、安装、维修和日常检查方便。 ⑵ 抽放管路系统的选择 矿井瓦斯抽放管路系统布置见插图 455 所示。 抽放管路 管径、材质、规格 根 据输送的瓦斯流量不同，抽放管路中的管道分主管、干管、支管三种，其合理的管径按下式计算： 21145  VQd 式中： d—— 瓦斯管内径， m； Q—— 瓦斯管内流量，根据矿井日瓦斯抽放量 、采掘工作面日瓦斯抽放量 Mm3 和采空区日瓦斯抽放量 Mm3，按照瓦斯抽放率 25%分别计算得：主管 ，干管，支管 ； V—— 瓦斯管内流速，取 5m/s。 ⑴ 抽放管路：根据各地点预抽和卸压抽的抽放量并考虑一个富裕系数选择抽放管路管径，经计算，主管选用Ф 200mm无缝钢管，干管选用Ф 150mm无缝钢管，支管选用Ф 100mm 无缝钢管。 ⑵ 堵管的选择：选外径为 32mm，壁厚为 ，每根堵管长为 5m。 ⑶ 孔径：采用开孔直径为Φ 75mm，终孔直径为Φ 65mm。 预抽需有较高的负压才能达到较好的抽放效果，对此确定钻孔最小抽放负压h 孔 为 30kPa。 28 抽放管路 阻力损失计算： 根据管径、流量的不同应分段计算阻力，每段管路摩擦阻力采用下式计算： 25 QdKLhf 。