金星瓦斯抽放設(shè)計(jì)內(nèi)容(修改)

1、登封市金星煤業(yè)有限公司技術(shù)改造地面瓦斯抽放系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說明書登封市金星煤業(yè)有限公司技術(shù)改造地面瓦斯抽放系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說 明 書河南工程咨詢監(jiān)理有限公司二0一二年一月登封市金星煤業(yè)有限公司技術(shù)改造地面瓦斯抽放系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說 明 書河南工程咨詢監(jiān)理有限公司二0一二年一月登封市金星煤業(yè)有限公司技術(shù)改造地面瓦斯抽放系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)說 明 書工程編號(hào) WSBZ院 長(zhǎng)： 總工程師： 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：河南工程咨詢監(jiān)理有限公司二一二年一月目 錄概述 11. 礦井概況 31.1 井田地質(zhì)情況 41.2 礦井通風(fēng)方式 62. 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性 62.1 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 62.2 瓦斯抽放的必要性 102.3

2、 瓦斯抽放的可行性 112.4 礦井瓦斯儲(chǔ)量與可抽量 123. 礦井瓦斯抽放方案初步設(shè)計(jì) 143.1 抽放方法選擇的原則 153.2 抽放瓦斯方法選擇 163.3 底板抽放巷預(yù)抽瓦斯時(shí)間的確定 213.4 瓦斯抽放鉆孔施工及設(shè)備 233.4.1 鉆機(jī)的選擇 233.4.2 鉆孔施工安全技術(shù)措施 233.4.3 鉆孔封孔 243.4.4 瓦斯抽放參數(shù)監(jiān)測(cè)監(jiān)控 244. 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計(jì)算及設(shè)備選型 254.2.1 瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng) 254.2.2 瓦斯抽放管管徑計(jì)算及管材選擇 254.2.3 管網(wǎng)阻力計(jì)算 264.2.4 瓦斯抽放管路與瓦斯抽放鉆孔的連接 264.3 瓦斯抽放泵選型計(jì)

3、算 264.3.1 瓦斯抽放泵流量計(jì)算 274.3.2 瓦斯泵壓力計(jì)算 274.3.3 瓦斯抽放泵選型意見 285瓦斯抽放泵站布置 285.1 瓦斯抽放泵站 285.2 瓦斯抽放泵站供電 295.3 瓦斯抽放泵給排水 295.4 防雷設(shè)施 305.5 瓦斯抽放泵站照明 305.6 瓦斯抽放泵站通訊 305.7 抽放系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 306瓦斯抽放系統(tǒng)的安裝 316.1 瓦斯抽放系統(tǒng)安裝的基本要求 316.2 瓦斯抽放泵的安裝 316.3 瓦斯抽放管路及附屬設(shè)施安裝 316.4 瓦斯抽采站安全措施 32概 述登封市金星煤業(yè)有限公司是鄭州磴槽企業(yè)集團(tuán)公司的一個(gè)技改礦井，位于登封市潁陽(yáng)鎮(zhèn)王堂村境內(nèi)，距登

4、封市27km，行政隸屬登封市潁陽(yáng)鎮(zhèn)管轄。礦井技術(shù)改造是依據(jù)豫煤規(guī)【2007】845號(hào)文批準(zhǔn)，金星煤業(yè)整合原登封市潁陽(yáng)振興煤礦、潁陽(yáng)紅旗煤礦、潁陽(yáng)鎮(zhèn)煙煤礦和金源煤礦4個(gè)地方小礦，礦井井田走向長(zhǎng)度0.61.6km，傾斜寬度0.351.25km，井田面積1.5154 km2，主采二1煤層，資源儲(chǔ)量1465萬噸，可采儲(chǔ)量693.8萬噸，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.30 Mt/a，服務(wù)年限16.5年。根據(jù)河南省煤炭工業(yè)管理局關(guān)于登封市金星煤業(yè)有限公司技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)修改的批復(fù)，礦井為煤與瓦斯突出礦井，煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性，煤層屬不易自燃煤層。二1煤層設(shè)計(jì)開采區(qū)域煤層賦存標(biāo)高+250m-200m。由于本礦井為技術(shù)改

5、造礦井，礦井淺部已開采完畢，技術(shù)改造設(shè)計(jì)所涉及開采區(qū)域二1煤層賦存標(biāo)高為+250m-200m，為簡(jiǎn)化，在以后的論述中將該區(qū)域簡(jiǎn)稱為設(shè)計(jì)區(qū)域。根據(jù)河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì)2007年6月提交的登封市金星煤業(yè)有限公司二1煤層瓦斯地質(zhì)總結(jié)，區(qū)內(nèi)二1煤層瓦斯含量為5.2915.80ml/gr，平均10.48 ml/gr；設(shè)計(jì)區(qū)域11.1315.80ml/gr，平均12.91 ml/gr。煤層瓦斯含量總體有隨煤層埋深增加而增高趨勢(shì)。瓦斯放散初速度（P）為19.5，煤的堅(jiān)固性系數(shù)（f）為0.12，突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)（K）為162.5，煤層突出危險(xiǎn)性指標(biāo)均超過臨界值。因而，本井田二1煤層全部為突出危險(xiǎn)區(qū)。本礦也是

6、按照突出礦井設(shè)計(jì)并管理的。為貫徹落實(shí)黨和國(guó)家“安全第一，預(yù)防為主”的安全生產(chǎn)方針和國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局制定的“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)”的瓦斯綜合治理方針，按照煤礦安全規(guī)程規(guī)定，高突礦井必須進(jìn)行瓦斯抽放工作。鄰近礦井金嶺煤礦有瓦斯抽放成功經(jīng)驗(yàn)。因此，進(jìn)行瓦斯抽放工作是非常必要的和可行的。受登封市金星煤業(yè)有限公司的委托，河南工程咨詢監(jiān)理有限公司編制了登封市金星煤業(yè)有限公司技術(shù)改造地面瓦斯抽放系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。編制本方案設(shè)計(jì)的依據(jù)：1、礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范（MT5018-96）。2、煤礦瓦斯抽放管理規(guī)范（AQ1027-2006）。3、煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)（AQ1026-2006）。4、礦井

7、瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（AQ1018-2006）。5、煤礦安全規(guī)程（2010年版）。6、金星煤業(yè)生產(chǎn)、通風(fēng)、瓦斯、地質(zhì)等相關(guān)資料、圖紙。7、防治煤與瓦斯突出規(guī)定。8、煤礦瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)五十條9、煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50399-2006）1礦井概況登封市金星煤業(yè)有限公司是根據(jù)豫煤規(guī)【2007】845號(hào)文批準(zhǔn)立項(xiàng)，由四個(gè)小煤礦資源整合組成的新型礦井，位于登封市西南約27km，行政隸屬登封市潁陽(yáng)鎮(zhèn)管轄。井田面積1.5154 km2，主采二1煤層，資源儲(chǔ)量1465萬噸，除去動(dòng)用儲(chǔ)量，原地質(zhì)儲(chǔ)量1358萬噸，可采儲(chǔ)量693.8萬噸，礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.30 Mt/a，服務(wù)年限16.5年。井巷工程量7

8、930m，動(dòng)態(tài)投資14891.83萬元，建井工期29個(gè)月。礦井采用兩立一斜混合開拓方式，單水平上下山開采，中央分列式通風(fēng)，副井進(jìn)風(fēng)，斜風(fēng)井回風(fēng)，總回風(fēng)量為70m3/s，選擇FBCDZ54-8-22型對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)2臺(tái)。主井凈直徑4.5m，井深531m，裝備一對(duì)4t輕型箕斗提煤，提升設(shè)備選擇2JK-3/11.5E型雙筒提升機(jī)，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)；副井凈直徑5.0m，井深531m，裝備一對(duì)1t礦車雙層單車多繩罐籠，選用JKMD-2.84()E型落地式多繩摩擦輪提升機(jī)，擔(dān)負(fù)全礦井的升降人員、提矸下料、進(jìn)風(fēng)等輔助提升任務(wù)，兼作礦井的安全出口；斜風(fēng)井凈斷面10.8m2，分上下兩段，上段傾角為30，

9、斜長(zhǎng)200m，下段傾角為27.5，斜長(zhǎng)370m，共計(jì)570m，擔(dān)負(fù)全礦井的回風(fēng)任務(wù)，兼作礦井的安全出口。 礦井開拓水平標(biāo)高為+20m，投產(chǎn)1個(gè)采區(qū)，布置1個(gè)回采工作面和1個(gè)抽放工作面。采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，分層炮采工藝，全部跨落法管理頂板。金星煤業(yè)于2006年2月委托煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院有限公司編制了河南省登封市金星煤業(yè)有限公司技術(shù)改造初步設(shè)計(jì)。2007年10月河南省煤炭工業(yè)管理局以豫煤規(guī)2007845號(hào)文對(duì)該設(shè)計(jì)修改進(jìn)行了批復(fù)。2008年8月27日鄭州安監(jiān)【2008】150號(hào)文批復(fù)安全設(shè)施設(shè)計(jì)，2008年12 月29日鄭煤技施【2008】7號(hào)文批復(fù)施工組織設(shè)計(jì)，鄭煤技開【2008】7號(hào)

10、文批準(zhǔn)開工許可，于2009年10月份開始施工，由河南煤炭建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司承建，河南中豫建設(shè)監(jiān)理有限公司監(jiān)理。2011年2月15日鄭煤重組辦【2011】8號(hào)文批復(fù)“登封市金星煤業(yè)有限公司瓦斯治理能力論證報(bào)告”基本具備瓦斯治理能力。2011年8月28日登煤字【2011】125號(hào)文批復(fù)登封市金星煤業(yè)有限公司技改工期延續(xù)12個(gè)月，將于2013年3月建設(shè)完成，進(jìn)行聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)。1.1 井田地質(zhì)情況（1）地層本區(qū)為低山丘陵地形，基巖零星出露。據(jù)鉆孔和礦井工程揭露，地層由老至新有：中寒武統(tǒng)崮山組（3g），中石炭統(tǒng)本溪組（C2b）、上石炭統(tǒng)太原組（C3t），下二疊統(tǒng)山西組（P1sh）和下石盒子組（P1x）、

11、上二疊統(tǒng)上石盒子組（P2s）及第四系（Q）。（2）構(gòu)造本區(qū)總體構(gòu)造形態(tài)為一走向6580，傾向335350，傾角2636的單斜構(gòu)造，并在北部邊界附近發(fā)育1條正斷層（陳溝斷層），本區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡(jiǎn)單構(gòu)造。陳溝斷層：位于本區(qū)北部邊界附近，斷層走向近東西向，傾向北，傾角60左右。該斷層在地表有出露，對(duì)區(qū)內(nèi)開采煤層無影響。斷層已查明。區(qū)內(nèi)無巖漿巖侵入。（3）煤層本區(qū)含煤地層為上石炭統(tǒng)太原組和下二疊統(tǒng)山西組、下石盒子組和上二疊統(tǒng)上石盒子組，含煤地層總厚638.72m，共計(jì)含煤29層，煤層總厚19.65m，含煤系數(shù)為3.08%。其中賦存于山西組下部的二1煤層和下石盒子組中部的四3、五3煤層為可采煤層，可采

12、煤層總厚9.10m，可采含煤系數(shù)1.42%。二1煤層賦存于山西組下部，下距L7石灰?guī)r平均20.00m，上距香炭砂巖（Sx）42.00m；距砂鍋窯砂巖81.00m。煤層底板標(biāo)高為+475-235m，煤層埋深5815m。煤層厚度為1.7915.90m，平均7.51m，變化較大，在50m左右距離內(nèi)煤厚由12.98m變薄為4.00m、由14.38m變薄為4.35m，總體具淺部較厚，深部較薄的變化趨勢(shì)。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，偶見0.04m的炭質(zhì)泥巖夾矸。煤層頂板為黑色泥巖、砂質(zhì)泥巖，老頂為中細(xì)粒砂巖（大占砂巖）；底板為黑色砂質(zhì)泥巖、泥巖。綜上所述，區(qū)內(nèi)二1煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，普遍發(fā)育，全區(qū)可采，結(jié)合馬嶺山勘探區(qū)二1煤

13、層發(fā)育情況，確定煤層穩(wěn)定程度為較穩(wěn)定。（4）煤質(zhì)二1煤為黑色，條痕黑色，以粉狀煤為主，參差狀斷口。煤巖成分以亮煤為主，暗煤次之，間夾微量絲炭和少許鏡煤條帶。宏觀煤巖類型以半亮型為主，夾少量光亮型和半暗型煤。煤的視密度為1.39 t/m3。二1煤原煤水分（Mad）為0.691.26%，平均為0.91%；浮煤水分為0.801.10%，平均0.96%。灰分（Ad）為11.7416.41%，平均為13.95%，屬低灰煤；浮煤灰分為5.388.20%，平均6.51%。全硫含量（St,d）為0.360.54%，平均0.46%，屬特低硫；浮煤全硫含量為0.48%。磷含量為0.014%，屬低磷分煤；原煤砷含量

14、為2.5104%，屬一級(jí)含砷煤。揮發(fā)分（Vdaf）為13.3514.49%，平均13.94%；浮煤揮發(fā)分（Vdaf）為12.5013.52%，平均12.98%。干燥基恒熔高位發(fā)熱量(Qgr,v,d)為29.56MJ/kg，屬高熱值煤。綜上所述，本區(qū)二1煤為貧煤，屬低灰、特低硫、低磷之高熱值煤，可做為火力發(fā)電用煤和動(dòng)力用煤，也可做為民用燃料。（5）瓦斯本區(qū)二1煤層瓦斯成份以CH4為主，未來開采區(qū)在80以上，屬瓦斯沼氣帶。區(qū)內(nèi)二1煤層瓦斯含量為5.2915.80ml/g燃，平均10.48 ml/g燃；深部（+250m以深）未開采區(qū)為11.1315.80 ml/g燃，平均12.91 ml/g燃。煤層

15、瓦斯含量總體有隨煤層埋深增加而增高。鑒于礦區(qū)深部二1煤層瓦斯含量普遍較高，煤層突出危險(xiǎn)性指標(biāo)均超過臨界值，瓦斯放散初速度（P）為19.5，煤的堅(jiān)固性系數(shù)（f）為0.12，突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)（K）為162.5，故確定二1煤層為煤與瓦斯突出煤層。（6）煤塵及煤層自然發(fā)火等級(jí)據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的煤塵爆炸性鑒定報(bào)告，二1煤煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。據(jù)煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的煤炭自燃傾向等級(jí)鑒定報(bào)告表，二1煤屬三類不易自燃煤層。1.2礦井通風(fēng)方式礦井采用兩立一斜混合開拓方式，單水平上下山開采，中央分列式通風(fēng)，副井進(jìn)風(fēng)，斜風(fēng)井回風(fēng)，總回風(fēng)量為70m3/s，選擇FBCDZ54-8-22型對(duì)旋軸流通風(fēng)機(jī)2臺(tái)

16、。2. 礦井瓦斯抽放的必要性與可行性2.1礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量采用分源預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)（AQ1018-2006）。分源預(yù)測(cè)法的技術(shù)原理是：根據(jù)煤層瓦斯含量和礦井瓦斯涌出的源匯關(guān)系（見下圖），利用瓦斯涌出源的瓦斯涌出規(guī)律并結(jié)合煤層賦存條件和開采技術(shù)條件，通過對(duì)回采工作面和掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量的計(jì)算，達(dá)到預(yù)測(cè)采區(qū)和礦井瓦斯涌出量的目的。本設(shè)計(jì)采用分源法預(yù)測(cè)采掘工作面瓦斯涌出量。匯：礦井瓦斯涌出源：生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出源：已采采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出回采工作面瓦斯涌出掘進(jìn)工作面瓦斯涌出生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出源：開采層瓦斯涌出源：鄰近層瓦斯涌出源：煤壁瓦斯涌出源：落煤瓦斯涌出礦井瓦斯涌出源匯關(guān)系示意圖（1

17、） 采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)開采二1煤為分層開采的采煤工作面，則：Q采 = Kv K1 K2 K3 Kfo (Wo - Wc)式中：Q采-開采煤層相對(duì)瓦斯涌出量m3/tKv-推進(jìn)度系數(shù)影響，取經(jīng)驗(yàn)值為0.72K1-圍巖瓦斯涌出系數(shù)，取K1=1.2K2-工作面采煤系數(shù)，取回采率的倒數(shù)。二1煤層開采工作回采率去0.93，則K2=1.075K3-工作面巷道瓦斯預(yù)排影響系數(shù)，K3=（L-2h）/L；K3=0.75；L-工作面長(zhǎng)度，120mh-掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，取15mKfo-分層開采瓦斯涌出系數(shù)，分三層開采時(shí)，第一分層Kfo取1.822Wo-煤層原始瓦斯含量，二1煤層Wo為11.131.80m

18、3/tr，平均12.91 m3/trWc-采落煤炭運(yùn)至地面殘留瓦斯含量，本礦井二1煤層揮發(fā)份Vda-1=12.98%,據(jù)礦井瓦斯涌出量檢測(cè)（AQ10182006）。Wc為3-4m/t，取Wc=3m/t。經(jīng)過計(jì)算二1煤層采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量為11.3016.04 m3/t，平均13.67 m3/t?？紤]到煤層為厚煤層，且順槽沿著煤層掘進(jìn)，掘進(jìn)煤按總產(chǎn)量的10%計(jì)算，則：Q采（絕）=300000（1-10%）Q采/（3302460）所以采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為6.429.11 m3/min，平均7.77 m3/min?？紤]35%的瓦斯抽采率，則采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為4.175.92 m3

19、/min，平均5.05 m3/min。（2） 鄰近層瓦斯涌出量式中：鄰近層瓦斯涌出量，m3/t；第i個(gè)鄰近層厚度，m，一7煤層平均厚度為0.57m；開采層的開采厚度，m，二1煤層開采厚度為5.41m；第i鄰近層原始瓦斯含量，m/t，一7煤層平均瓦斯含量為2.55 m3/t；WC第i鄰近層殘存瓦斯含量，m/t，一7煤層殘存瓦斯含量為2 m/t；取決于層間距離的第i鄰近層瓦斯排放率，一7煤層取0.84經(jīng)過計(jì)算一7煤層采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量為0.05 m/t，則絕對(duì)瓦斯涌出量為0.0035 m/min。（3） 掘進(jìn)工作面相對(duì)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)掘進(jìn)工作面的瓦斯是由巷道煤壁和掘進(jìn)落煤兩部分組成，掘進(jìn)工作面

20、瓦斯涌出量按下式計(jì)算：Q掘=nmVqv(2-1)+SV(Wo-Wc)式中：Q掘-掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量m/minn-暴露煤面?zhèn)€數(shù)，單巷掘進(jìn)n=0.72m-首采區(qū)煤層厚度，取m=5.41mV-平均掘進(jìn)速度，V=0.007m/minqv-煤壁瓦斯涌出初速度（m/mmin），按下式計(jì)算：qv =0.0260.0004(V) +0.16 Wo=0.0460.066 m3/ m2min，平均0.054 m/ m2minV-煤的揮發(fā)分，V=13.94%h-掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，取15mWo-煤層原始瓦斯含量，二1煤層Wo為11.131.80m/tr，平均12.91 m/trWc-采落煤炭運(yùn)至地面殘留瓦斯

21、含量，取3.0 m/t.Lo-巷道瓦斯涌出量達(dá)到最大穩(wěn)定值時(shí)的巷道長(zhǎng)度，取Lo =1000mS-掘進(jìn)端頭見煤面積，取S掘（順槽） =6.8m-煤的容重，取=1.39t/m經(jīng)計(jì)算，順槽掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量為2.482.93 m/min，平均2.78 m/min?？紤]35%的瓦斯抽采率，則掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為1.631.95 m/min，平均1.81 m/min。（4） 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量由各采區(qū)瓦斯涌出量與已采采空區(qū)瓦斯涌出量組成。本礦井投產(chǎn)一個(gè)采區(qū)，1個(gè)采煤工作面，1個(gè)抽采工作面，2個(gè)順槽煤巷掘進(jìn)頭，1個(gè)上山巖巷掘進(jìn)頭，礦井瓦斯涌出量按下式計(jì)算：式中：q礦-礦井總瓦斯涌出量

22、，m/min q區(qū)i-第i區(qū)瓦斯涌出量，m/min Aoi-第i區(qū)平均日產(chǎn)量，t/dn-采區(qū)個(gè)數(shù)K-礦井采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，取K=1.35經(jīng)計(jì)算，礦井絕對(duì)涌出量為15.9421.03 m/min，平均18.23 m/min?？紤]35%的瓦斯抽采率，則礦井風(fēng)排瓦斯量為10.3613.67 m/min，平均11.85 m/min。2.2 瓦斯抽放的必要性（1） 本區(qū)二1煤層瓦斯成份以CH4為主，本設(shè)計(jì)范圍CH4成份在80以上，屬瓦斯（沼氣）帶。全井田二1煤層瓦斯含量為5.2915.80ml/gr，平均10.48 ml/gr；設(shè)計(jì)范圍內(nèi)為11.1315.80 ml/gr，平均12.91 ml/gr。

23、煤層瓦斯含量總體有隨煤層埋深增加而增高。鑒于礦井深部二1煤層瓦斯含量普遍較高，據(jù)河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì)2007年六月提交的登封市金星煤業(yè)有限公司二1煤層瓦斯地質(zhì)總結(jié)，煤層突出危險(xiǎn)性指標(biāo)均超過臨界值，瓦斯放散初速度（P）為19.5，煤的堅(jiān)固性系數(shù)（f）為0.12，突出危險(xiǎn)性綜合指標(biāo)（K）為162.5，故確定二1煤層為突出危險(xiǎn)性煤層。根據(jù)煤礦安全規(guī)程第一百四十五條規(guī)定，本礦必須進(jìn)行瓦斯抽采。（2） 循預(yù)測(cè)，采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量Qi=18.23m/min,遠(yuǎn)大于煤礦安全規(guī)程第145條規(guī)定的5 m/min。礦井瓦斯抽采可有效地降低風(fēng)流中瓦斯?jié)舛?，減少礦井供風(fēng)，降低通風(fēng)費(fèi)用。（3） 本礦井二1煤層為有

24、煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層，生產(chǎn)中若不采取抽采，有可能造成工作面煤與瓦斯突出或是工作面瓦斯?jié)舛瘸蓿瑥亩鴩?yán)重影響礦井安全生產(chǎn)及工作面產(chǎn)量的提高，嚴(yán)重的可能發(fā)生煤與瓦斯突出事故或是瓦斯爆炸事故。因此建立礦井瓦斯抽采系統(tǒng)抽采二1煤層瓦斯可根本上消除煤與瓦斯突出的危險(xiǎn)性，而且可以有效地降低風(fēng)流中瓦斯?jié)舛龋瑥亩鉀Q瓦斯超限問題。（4） 瓦斯作為煤炭生產(chǎn)的伴生資源，是一種熱值高而且潔凈的能源，從充分利用瓦斯資源，減少大氣環(huán)境污染方面來看，建立瓦斯抽采系統(tǒng)，即充分利用了瓦斯資源，改善了井下作業(yè)環(huán)境，抽出的瓦斯可以作民用燃料、工業(yè)發(fā)電等，又減少了大氣環(huán)境污染。因此，從礦井安全生產(chǎn)、勞動(dòng)保障、環(huán)境保護(hù)及資源利用方面

25、，建立瓦斯抽采系統(tǒng)是十分必要的。2.3 瓦斯抽放的可行性根據(jù)煤礦瓦斯抽采規(guī)范（AQ1027-2006），衡量未卸壓的原始煤層瓦斯抽采可引性指標(biāo)有：煤層透氣性系數(shù)（入），鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（），劃定本煤層瓦斯抽采可引性標(biāo)準(zhǔn)如下表所示。本煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表抽采瓦斯難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(d-1)煤層透氣性系數(shù)入(m/MPa-d)容易抽采10可以抽采0.003-0.0510-0.1較難抽采0.050.1地質(zhì)報(bào)告未提供煤層瓦斯壓力、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)及百米瓦斯流量等數(shù)據(jù)，根據(jù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦山開采與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的鄭州市磴槽集團(tuán)金嶺煤礦東翼二1煤層21采區(qū)突出

26、危險(xiǎn)性鑒定報(bào)告，鄰近煤礦金嶺煤礦二1煤層透氣性系數(shù)入為0.002 m/MPa-d,屬較難抽采煤層。根據(jù)該礦井瓦斯資源條件和開拓開采方式，設(shè)計(jì)確定采用地面集中抽采瓦斯系統(tǒng)。2.4 礦井瓦斯儲(chǔ)量與可抽量勘探報(bào)告中未提供瓦斯儲(chǔ)量，根據(jù)河南省煤田地質(zhì)局三隊(duì)編制登封市金星煤業(yè)有限公司二1煤層瓦斯地質(zhì)總結(jié)提供的二1煤層瓦斯含量11.1315.80 ml/gr，平均12.91 ml/gr。參考鄰礦金嶺煤礦實(shí)測(cè)，一7煤層瓦斯含量1.53.6m/t，平均瓦斯含量2.55m/t（1） 礦井瓦斯儲(chǔ)量礦井瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算公式如下：Wc(W1+W2) KW1=AiXiW2=AnXnWc(K1K2)AiXi式中：Wc礦井瓦斯

27、儲(chǔ)量，Mm；W1礦井可采煤層瓦斯儲(chǔ)量，Mm；W2礦井不可采煤層瓦斯儲(chǔ)量，Mm；K圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，根據(jù)根據(jù)煤礦瓦斯抽放規(guī)范（AQ1027-2006），取1.1；Ai第i個(gè)可采煤層地質(zhì)儲(chǔ)量，Mt；Xi第i個(gè)可采煤層平均瓦斯含量，m/t。An第n個(gè)不可采煤層地質(zhì)儲(chǔ)量，Mt；Xn第n個(gè)不采煤層平均瓦斯含量，m3/t。根據(jù)上述公式計(jì)算礦井瓦斯儲(chǔ)量見下表。礦井瓦斯儲(chǔ)量表序號(hào)煤層編號(hào)地質(zhì)儲(chǔ)量（萬t）平均瓦斯含量（m3/t）瓦斯儲(chǔ)量（Mm3）備注1可采煤層二1煤層135812.91175.322小計(jì)1358175.323不可采煤層一7煤層105.62.552.694小計(jì)105.62.695合計(jì)1463.61

28、78.01圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)1.1礦井瓦斯總儲(chǔ)量（Mm3）195.81（2） 礦井可抽瓦斯量根據(jù)礦井開拓開采范圍以及瓦斯地質(zhì)圖，確定礦井抽采范圍為井田范圍內(nèi)未開采的二1煤層區(qū)域,即+250m水平到-200m水平。根據(jù)煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50471-2008），瓦斯可抽量是指在礦井瓦斯儲(chǔ)量中在當(dāng)前技術(shù)水平下能被抽出的最大瓦斯量，其計(jì)算公式為： 式中：Wc可抽瓦斯量（Mm）；K可抽系數(shù)；K1瓦斯涌出程度系數(shù)；K2負(fù)壓抽采時(shí)的抽采作用系數(shù)，可取1.2；K3礦井瓦斯抽采率（%）。預(yù)抽煤層瓦斯時(shí)，可取25%35%；抽采上下鄰近層瓦斯時(shí)，可取35%45%；K4煤層瓦斯排放率（%）；My煤層原始瓦斯

29、含量（m/t），取平均值My=12.91m/t;Mc運(yùn)到地面煤的殘余瓦斯含量（m/t）,取3.0m/t;礦井瓦斯可抽量為44.84Mm3。礦井瓦斯可抽量計(jì)算見下表。礦井瓦斯可抽量序號(hào)煤層瓦斯儲(chǔ)量（Mm3）MyMcK1K2K3K4可抽量（Mm3）1一72.692.5520.4621.20.350.840.522二1175.3212.913.00.6001.20.350.7544.183合計(jì)178.0144.70圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)1.1礦井瓦斯可抽量49.173. 礦井瓦斯抽放方案初步設(shè)計(jì)（1） 礦井工作制度考慮設(shè)備及系統(tǒng)檢修，設(shè)計(jì)礦井年抽采350d，日工作班數(shù)為三班，每班工作8h，每天抽采24h。

30、（2） 礦井年抽采量 金星煤礦瓦斯抽采泵站抽采瓦斯能力為：2BEC50水環(huán)式真空泵，每臺(tái)泵額定混合流量為160m/min，瓦斯?jié)舛?0%，礦井配備2臺(tái)，1用1備，年抽采純瓦斯能力4.03Mm。礦井風(fēng)排瓦斯能力為42m/min。根據(jù)礦井煤層及瓦斯賦存條件，礦井設(shè)計(jì)年抽采量如下：礦井絕對(duì)瓦斯涌出量18.23 m/min，設(shè)計(jì)抽采8 m/min，年設(shè)計(jì)抽采4.03 Mm，礦井瓦斯抽采率43.9%，符合煤礦瓦斯抽采規(guī)范（AQ1027-2006）要求。（3） 礦井抽采系統(tǒng)服務(wù)年限礦井設(shè)計(jì)采用預(yù)抽、邊采邊抽，邊掘邊抽、采空區(qū)抽采相結(jié)合的綜合抽采方法，金星煤礦風(fēng)井場(chǎng)地瓦斯抽采站服務(wù)年限與礦井生產(chǎn)服務(wù)年限相當(dāng)

31、，瓦斯抽采泵站服務(wù)年限為12.2a。符合煤礦瓦斯抽采規(guī)范規(guī)定。3.1 抽放方法選擇的原則選擇礦井瓦斯抽放方法應(yīng)根據(jù)礦井煤層賦存條件、瓦斯基本參數(shù)、 瓦斯來源、巷道布置、 抽放瓦斯的目的及瓦斯利用等因素來確定，并應(yīng)遵守以下原則：1）抽放方法應(yīng)適合煤層賦存狀況、巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件。2）應(yīng)根據(jù)礦井瓦斯涌出來源及涌出量構(gòu)成分析，有針對(duì)性地選擇抽放瓦斯方法，以提高瓦斯抽放效果。3）在滿足瓦斯抽放的前提下，應(yīng)盡可能地利用生產(chǎn)巷道，以減少抽放工程量。4）選擇的抽放方法應(yīng)有利于抽放巷道的布置和維護(hù)。5）選擇的抽放方法應(yīng)有利于提高瓦斯抽放效果，降低瓦斯抽放成本。6）瓦斯抽放應(yīng)有利于鉆場(chǎng)、鉆孔的施工

32、和抽放系統(tǒng)管網(wǎng)的設(shè)計(jì)，有利于增加鉆孔的抽放時(shí)間。3.2 抽放瓦斯方法選擇根據(jù)煤層賦存條件及瓦斯含量，參照鄰近金嶺煤礦瓦斯抽采的成功經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)采用將一7煤層作為保護(hù)層開采，底板抽放巷進(jìn)行穿層抽采為主，并配合邊采邊抽與邊掘邊抽，同時(shí)考慮必要的埋管抽采、采空區(qū)抽采等綜合抽采瓦斯方法。（1） 抽采瓦斯鉆孔參數(shù) 鉆孔有效總長(zhǎng)度根據(jù)確定需要的瓦斯抽采量（8m3/min）及采用金嶺煤礦開采一7煤保護(hù)層二1煤層百米鉆孔瓦斯流量（15L/minhm），經(jīng)計(jì)算確定全礦井抽采瓦斯鉆孔有效總長(zhǎng)度51000m。 鉆孔直徑根據(jù)鄰近礦井實(shí)際抽采經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)抽采瓦斯鉆孔直徑94mm。 單個(gè)鉆孔長(zhǎng)度根據(jù)工作面長(zhǎng)度、煤層傾角及鄰近

33、礦井瓦斯抽采經(jīng)驗(yàn)，確定采掘工作面單個(gè)鉆孔長(zhǎng)度為6070m。（2） 礦井瓦斯涌出量預(yù)計(jì)參考金嶺煤礦涌出量構(gòu)成，采煤工作面瓦斯涌出量約占礦井涌出量的32%，煤巷掘進(jìn)工作面約占16%，采空區(qū)瓦斯涌出量約占50%。礦井瓦斯涌出量構(gòu)成中，以采煤工作面和采空區(qū)瓦斯涌出為主，占全礦丼瓦斯涌出量的80%以上。因此，礦井瓦斯治理的重點(diǎn)應(yīng)放在采煤工作面和采空區(qū)上。（3） 采煤工作面抽放瓦斯方法采煤工作面抽放瓦斯的方法選擇下保護(hù)層開采專用底板抽采巷穿層鉆孔抽放與采煤工作面順層鉆孔抽放兩種形式相結(jié)合的抽采辦法。 底抽巷穿層鉆孔抽采工作后區(qū)段瓦斯；底抽巷穿層鉆孔布置如圖所示在底抽巷內(nèi)，每15m布置一個(gè)鉆場(chǎng)，每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)沿

34、傾斜方向布置5-7個(gè)鉆孔，孔徑94mm，孔深15-100m，穿透二1煤層見頂板0.5m。采煤工作面斜長(zhǎng)120m,工作面抽采瓦斯鉆孔孔底間距約為20m，預(yù)計(jì)前采工作面抽采瓦斯鉆孔190個(gè)，每個(gè)鉆孔穿煤長(zhǎng)度平均6.5m，則煤孔總長(zhǎng)度約1235m. 順層鉆孔抽采工作面區(qū)段煤層瓦斯順層鉆孔抽采回采工作面煤層瓦斯的方法采用交叉布控方式。二1煤層平均厚度5.41m。在采煤工作面上下順槽內(nèi)分別順煤層打孔；上順槽內(nèi)施工下向孔、雙排鉆孔、三花布置；下順槽內(nèi)施工上向鉆孔，雙排鉆孔，三花布置，孔徑均為94mm。頂排鉆孔距巷道頂板0.8m，下排鉆孔距巷道底板約0.6m。鉆孔間距3-5m，斜向工作面開切眼方向的鉆孔與順

35、槽方向夾角75左右，與平行于開切眼方向的鉆孔相互交叉，以便提高二1煤層的透氣性。下向孔深65m左右，上向孔深75m左右，孔底交叉長(zhǎng)度不小于10m?；夭晒ぷ髅娉椴摄@孔布置示意圖采煤工作面走向長(zhǎng)度400m，總鉆孔數(shù)為300個(gè)，單孔長(zhǎng)度65m，則煤孔總長(zhǎng)度19500m。按2個(gè)采煤工作面在抽計(jì)算，抽放鉆孔總長(zhǎng)度約39000m。高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯在上順槽下幫開口掘斜巷，進(jìn)入頂板后在巖層內(nèi)施工抽采鉆場(chǎng)。鉆場(chǎng)規(guī)格為：高2.3m、深3.0m、寬3.0m。相鄰鉆場(chǎng)間距為60m。在抽采鉆場(chǎng)內(nèi)沿巷道方位布置2排，共六個(gè)抽采鉆孔。抽采鉆孔在煤層傾斜面上分別控制上隅角以下10m、20m、30m；在垂直方向上控制煤層

36、頂板以上18m，25m。兩相鄰抽采鉆場(chǎng)的抽采鉆孔水平交叉疊加距離為20m，抽采鉆孔平均深度約80m。頂板抽采鉆孔采用馬麗散封孔，套管采用100mm，6.0m長(zhǎng)鋼管，馬麗散與套管密封應(yīng)嚴(yán)實(shí)。交位抽采鉆孔布圖如下圖。上隅角埋管抽采在回采過程中，驚軌逆順槽敷設(shè)的250mm聚乙烯塑鋼管接到上隅角位置，設(shè)置控制閥門，利用150mm軟管將抽采管路和上隅角位置的抽采器連接來進(jìn)行抽采。抽采器由3.0m150mm埋管制成，埋管前端封閉，前1.5m打上不規(guī)則的小孔，用于伸入上隅角老塘內(nèi)進(jìn)行瓦斯抽采。隨著工作的推進(jìn)，在上隅角每隔3-6m埋一抽采器逐步前移，始終保持上隅角及采空區(qū)3-6m左右尾巷的瓦斯，工作面尾巷利用

37、編織袋裝煤將上隅角及下側(cè)10m的采空區(qū)垛嚴(yán)垛實(shí)。3.0m 長(zhǎng)的抽采器用編織袋抬高，距巷頂0.2m左右，便于抽采上浮的積聚瓦斯。（4）煤巷掘進(jìn)工作面采用順層鉆孔抽采煤巷條帶煤層瓦斯。煤巷一般布置在下保護(hù)層開采的卸壓帶內(nèi)，如果卸壓不充分，或受其它因素影響（丟有煤柱，煤厚變化區(qū)等），仍需要進(jìn)行抽采。煤巷掘進(jìn)采用順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯的方法，采用在煤巷兩側(cè)分別布置抽采鉆場(chǎng)，兩側(cè)鉆場(chǎng)可對(duì)口布置或錯(cuò)口布置，鉆場(chǎng)巷深4.0-4.5m，巷高2.1-2.2m，巷寬3.0m。工鋼棚梯形支架，每個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)布置上下兩排6個(gè)鉆孔，孔徑94mm，孔深60-65m，鄰近巷幫的鉆孔與巷幫間距不少于2.0m，防止涌氣，影響

38、抽放。同側(cè)鉆場(chǎng)間距40m，可保證預(yù)抽鉆孔有20m的措施起并距。該種抽采方法一方面可以預(yù)抽掘進(jìn)煤巷前方煤層瓦斯，另一方面可以利用煤巷掘進(jìn)產(chǎn)生的兩側(cè)卸壓帶。抽采煤巷兩幫卸壓帶瓦斯，即能防治來自 側(cè)翼的瓦斯突出，又能截流來自側(cè)翼煤層的瓦斯涌出，降低煤巷掘進(jìn)工作面的瓦斯?jié)舛?。鉆場(chǎng)抽采鉆孔布置示意圖（5）全礦井抽采瓦斯量預(yù)計(jì)全礦井抽采瓦斯鉆孔有效總長(zhǎng)度全礦井長(zhǎng)時(shí)預(yù)抽采掘工作面煤層瓦斯鉆孔有效總長(zhǎng)度約為40000m，百米抽采鉆孔穩(wěn)定流量按15L/minhm計(jì)。則單位時(shí)間抽采瓦斯總量為6.0m/min。采空區(qū)抽采瓦斯總量采空區(qū)抽瓦斯鉆孔包括高位抽放鉆孔和上偶角埋管抽放鉆孔。采空區(qū)瓦斯涌出量約占全礦井瓦斯涌出

39、量的50%，預(yù)計(jì)能抽出50%，即占全礦井瓦斯涌出量的25%，則全礦井抽采瓦斯量約8.0m/min。全礦井抽采瓦斯量.全礦井抽采瓦斯量除采掘工作面本煤層抽放和采空區(qū)抽放瓦斯量之外，還有如石門揭穿煤層抽放和封閉采空區(qū)抽放等其他抽采的瓦斯。礦井全部抽采瓦斯量可保證8.0m/min。（6）鉆孔封孔方式、材料及封孔工藝。 鉆孔封孔應(yīng)滿足密封性能好,操作便捷,封扎速度快,造價(jià)低的要求,設(shè)計(jì)要求對(duì)所有底板抽采鉆孔封孔深度8m,順層交叉鉆孔封孔深度10m,采用聚胺脂材料封孔。3.3 底板抽放巷預(yù)抽瓦斯時(shí)間的確定由于本礦井按雙突礦井設(shè)計(jì)，因此底板抽放巷預(yù)抽瓦斯時(shí)間為在此時(shí)間段達(dá)到AQ1026-2006要求的抽采

40、量即可，該抽采量為被保護(hù)二1采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯應(yīng)達(dá)到的抽采量。本礦井回采工作面預(yù)抽采用底板穿層鉆孔加順層預(yù)抽鉆孔進(jìn)行，根據(jù)鄰礦底板鉆孔抽采資料分析，帶壓抽采時(shí)的百米鉆孔流量符合負(fù)自然指數(shù)關(guān)系，回歸公式如下：q=q0 e-at式中：q帶壓抽采時(shí)，t時(shí)間抽采鉆孔百米混合流量，m3/min；a帶壓抽采時(shí)鉆孔流量衰減系數(shù)，d-1。回歸分析結(jié)果a=0.0122；q0帶壓抽采時(shí)，百米抽采鉆孔初始混合流量，m3/min；回歸分析結(jié)果q0=0.182。預(yù)抽說明：由于礦井二1煤層瓦斯抽采以開采一7保護(hù)層后底板穿層鉆孔抽放為主，因此沒有考慮二1煤上下順槽順層交叉鉆孔的預(yù)抽時(shí)間。待實(shí)際回采工作面上下順槽

41、掘進(jìn)后，根據(jù)掘進(jìn)瓦斯預(yù)測(cè)檢驗(yàn)結(jié)果實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)回歸分析后再計(jì)算預(yù)抽時(shí)間。根據(jù)AQ1026-2006煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)，煤的可解吸瓦斯量為原煤瓦斯含量減去標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下原煤殘存瓦斯含量，實(shí)際觀察結(jié)果發(fā)現(xiàn)，煤層鉆孔抽采后，周邊的瓦斯含量不是均勻下降的，而是呈曲線下降，距離鉆孔近的地方，瓦斯含量下降快，距離鉆孔遠(yuǎn)的地方，瓦斯含量下降緩慢，因此為安全計(jì)，本次設(shè)計(jì)將該指標(biāo)不減去原煤殘存瓦斯含量來計(jì)算預(yù)抽時(shí)間。根據(jù)AQ1026-2006要求，本礦井二1煤層回采工作面回采前需達(dá)到的煤的可解吸瓦斯量見下表?？山馕咚沽坑?jì)算表煤層編號(hào)工作面設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力（t/d)需達(dá)到的解吸瓦斯指標(biāo)（m3/t)原煤平均瓦斯含量處原

42、煤最高瓦斯含量處原煤瓦斯含量（m3/t)需抽采量W（m3/t)原煤瓦斯含量（m3/t)需抽采量W（m3/t)二1煤層796812.914.9115.87.8通過回歸鉆孔流量回歸公式，積分如下得出預(yù)抽時(shí)間t=（ln（1（1aQ/(1440q0）/（a） 式中：t預(yù)抽時(shí)間，d；a帶壓抽采時(shí)鉆孔流量衰減系數(shù)，d-1?；貧w分析結(jié)果a=0.0122；q0帶壓抽采時(shí)，百米抽采鉆孔初始混合流量，m3/min；回歸分析結(jié)果q0=0.182。Q百米鉆孔需預(yù)抽的瓦斯量，m3；以下式計(jì)算Q=mrj100W式中：m煤層厚度，m；r煤層視密度，t/ m3；j鉆孔間距，m； W需抽采量W， m3/t；Q百米鉆孔需預(yù)抽的瓦

43、斯量，m3； 由于鉆孔有封孔長(zhǎng)度，因此為安全計(jì)，通過上式計(jì)算的預(yù)抽時(shí)間再乘1.2的不均衡系數(shù)。底板穿層鉆孔預(yù)抽時(shí)間見下表。底板穿層鉆孔瓦斯預(yù)抽時(shí)間表煤層平均瓦斯含量處煤層最大瓦斯含量處煤層名稱二1煤層二1煤層鉆孔間距（m）2020預(yù)抽時(shí)間（d）1211673.4 瓦斯抽放鉆孔施工及設(shè)備3.4.1 鉆機(jī)的選擇選擇鉆機(jī)需要考慮的因素包括： 1).鉆進(jìn)深度；2).鉆進(jìn)速度；3).鉆孔直徑；4).給進(jìn)、起拔能力；5).鉆機(jī)體積；6).液壓系統(tǒng)；7).性價(jià)比。根據(jù)金嶺煤礦經(jīng)驗(yàn)，目前在使用的技術(shù)比較成熟的鉆機(jī)主要為重慶煤科分院生產(chǎn)的ZYG系列全液壓鉆機(jī)，此鉆機(jī)為分體式結(jié)構(gòu)，具有體積小、重量輕、便于拆裝、移

44、動(dòng)安裝方便、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)，完全能夠滿足井下瓦斯抽放鉆孔鉆進(jìn)的需要。我礦選用并購(gòu)置ZY-1200S和ZY2300S型鉆機(jī)各四部。3.4.2 鉆孔施工安全技術(shù)措施1）煤層中機(jī)械打鉆防止引發(fā)火災(zāi)安全技術(shù)措施。2）在打鉆地點(diǎn)附近放置2臺(tái)滅火器和1部電話。3）調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，使采煤工作面回風(fēng)不直接流經(jīng)打鉆地點(diǎn)，開始打鉆以前要完成打鉆區(qū)域通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整。4）采煤工作面放炮時(shí)，撤出打鉆人員至安全地點(diǎn)，放炮期間，所有人員均不得進(jìn)入回風(fēng)系統(tǒng)。5）放炮后，待打鉆現(xiàn)場(chǎng)瓦斯不超限，整個(gè)區(qū)域無安全異常，才能恢復(fù)正常打鉆。6）若打鉆現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生安全異常，必須立即按安全路線撤離。3.4.3 鉆孔封孔抽放鉆孔封孔方式主要有水泥注

45、漿泵封孔，人工聚胺脂封孔等。聚胺脂封孔就是由異氰酸脂和聚醚并添加幾種助劑反應(yīng)而生成硬質(zhì)泡沫體密封鉆孔。聚胺脂封孔采用卷纏藥液與壓注藥液兩種工藝方法?，F(xiàn)主要應(yīng)用卷纏藥液法封孔。雖然聚胺脂封孔(見圖3-5)的成本略高于水泥漿封孔，但聚胺脂封孔操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力，氣密性好，抽放效果好，對(duì)煤層鉆孔非常適用。1 集氣孔段 2聚氨酯封孔段 3水泥砂漿封孔段 4雙抗封孔管圖3-5 聚胺脂封孔示意圖3.4.4 瓦斯抽放參數(shù)監(jiān)測(cè)監(jiān)控采用孔板流量計(jì)對(duì)鉆孔和支管進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)在主干管和主要支管上安裝瓦斯抽放多種參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)抽放管道的負(fù)壓、瓦斯?jié)舛?、瓦斯流量、溫度和一氧化碳等參?shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。同時(shí)監(jiān)測(cè)瓦斯抽放泵站

46、內(nèi)的瓦斯泄露等。抽放參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)要與礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)瓦斯抽放濃度過低、一氧化碳超限、泵站內(nèi)的瓦斯泄露等情況時(shí)，應(yīng)能夠報(bào)警并切斷抽放泵的電源。4. 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計(jì)算及設(shè)備選型4.1 礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)參數(shù)（1）、礦井純瓦斯抽采量：二1煤8m3/min（2）、瓦斯抽采濃度：抽采濃度約35（3）、瓦斯抽采鉆場(chǎng)孔口負(fù)壓：20kPa（4）、泵出口至用戶使用要求壓力：10kPa4.2 瓦斯管網(wǎng)系統(tǒng)選擇與管網(wǎng)阻力計(jì)算4.2.1 瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng)在選擇瓦斯抽放管路系統(tǒng)時(shí)，主要根據(jù)抽放泵站位置，開拓巷道布置，管路安裝條件等進(jìn)行確定。抽放管路應(yīng)盡量選擇敷設(shè)在巷道曲線段少和距離短的線路中，盡可能

47、避開運(yùn)輸繁忙巷道，同時(shí)還要考慮供電，供水，運(yùn)輸方便。根據(jù)礦井的開拓布置，將瓦斯抽采泵站設(shè)置在地面原工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)。抽采總干管沿斜風(fēng)井敷設(shè)，經(jīng)斜風(fēng)井底沿回風(fēng)大巷至南一采區(qū)。采區(qū)抽采分管沿回風(fēng)上山至專用抽采巷敷設(shè)，并與鉆場(chǎng)連接。瓦斯抽采管路系統(tǒng)布置見附圖。抽放管路敷設(shè)路線：瓦斯抽放巷支管采區(qū)回風(fēng)上山（抽放干管）回風(fēng)大巷（抽放干管）斜風(fēng)井（抽放干管）地面瓦斯抽放鉆孔（抽放主管）抽放泵房（抽放主管）放空管（抽放主管）。4.2.2 瓦斯抽放管管徑計(jì)算及管材選擇（1）總干管總干管：d=0.1457=0.1457=0.38m式中：d瓦斯管內(nèi)徑，mQ瓦斯管內(nèi)流量，取80m3/minV瓦斯管內(nèi)流速，一般取515m/

48、s所需壁厚：0.02cm式中：管壁厚度，cmP管路最大工作壓力，MPadw瓦斯管外徑，cm容許壓力，焊接鋼管取60MPa經(jīng)計(jì)算，主干管選用4268mm焊接鋼管（2）采區(qū)分管d=0.1457 =0.1457=0.27m兩翼分管選用DN300型復(fù)合材料瓦斯抽采管。（3）采區(qū)支管d=0.1457 =0.178m經(jīng)計(jì)算，專用抽采巷支管選用DN200型復(fù)合材料瓦斯抽采管。4.2.3 管網(wǎng)阻力計(jì)算根據(jù)本礦井瓦斯抽采管路系統(tǒng)及各段管路直徑，經(jīng)計(jì)算，直管段摩擦阻力H=10350Pa，管網(wǎng)局部阻力Hj=21500Pa，抽采系統(tǒng)管路網(wǎng)最大阻力Hz=12600Pa。4.2.4 瓦斯抽放管路與瓦斯抽放鉆孔的連接用埋線

49、管將鉆孔封孔管與布置在巷道中的瓦斯抽放支管相連接，連接處要用抱箍固定，或用鐵絲捆扎。瓦斯抽放主干管和支管均采用法蘭盤螺栓緊固連接，中間夾橡膠密封圈。 4.3 瓦斯抽放泵選型計(jì)算瓦斯抽放泵的選型原則有兩個(gè)：泵的流量應(yīng)滿足抽放系統(tǒng)服務(wù)期間可能達(dá)到的最大瓦斯抽放量；泵的壓力能克服最困難路線的管網(wǎng)阻力，使抽放鉆孔達(dá)到足夠的負(fù)壓，并滿足抽放泵出口正壓需求。4.3.1 瓦斯抽放泵流量計(jì)算Q = 100Q zK/（X）式中：Q 瓦斯抽放泵所需額定流量，m3/min；Q z 礦井抽放系統(tǒng)最大瓦斯抽放純量，為8.09m3/min；X 礦井抽放瓦斯?jié)舛?，?5%；K 備用系數(shù)，K=1.20； 抽放泵機(jī)械效率，=0

50、.80.本抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)抽放量為8.09m3/min，則瓦斯抽放泵所需額定流量計(jì)算如下：Q = 1008.091.2/(150.80) = 80.9 m3/min考慮到瓦斯抽采濃度不均等情況，抽采泵流量按160m3/min選取。4.3.2 瓦斯泵壓力計(jì)算（1）、根據(jù)抽采管網(wǎng)系統(tǒng)阻力計(jì)算值12600Pa、鉆場(chǎng)孔口要求的負(fù)壓值20000Pa、以及井上泵出口至用戶使用壓力(10000Pa)的要求，抽采泵必須產(chǎn)生的壓力：Hb=K(Hz+H鉆孔+H泵出口)=1.2(12500+20000+10000)=51000Pa式中：Hb抽采泵需要壓力Hz管網(wǎng)阻力H鉆孔瓦斯抽采鉆場(chǎng)孔口負(fù)壓H泵出口泵出口至用戶使用需要壓力（2）、瓦斯抽采泵的真空度計(jì)算Hz=10010050.34.3.3瓦斯抽放泵選型意見根據(jù)抽放設(shè)備必須產(chǎn)生的流量、壓力，結(jié)合本礦井抽放煤層透氣性較差