瓦斯抽采设计
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21206采煤工作面瓦斯抽采设计1.采煤工作面背景2.瓦斯抽采目标为了保障煤矿的安全生产,我们的瓦斯抽采设计方案将追求以下目标:-实现工作面瓦斯的高效抽采,确保瓦斯浓度处于安全范围内;-最大程度减少瓦斯泄漏到工作面上,以避免瓦斯爆炸的风险;-保证采煤工作面的正常生产,提高工作效率和采煤产量。
3.瓦斯抽采设计方案为了实现瓦斯抽采的目标,我们将采用以下的瓦斯抽采设计方案:3.1主副井联合抽采本设计方案将主井和副井联合使用,实现瓦斯的抽采。
主井作为主要的气流通道,副井作为辅助的通风井,用于增加通风量和改善气流动态。
两个井之间设置有通风巷道,确保气流的流动通畅。
3.2通风系统设计为了实现瓦斯抽采,我们将设计一个完善的通风系统。
该系统由主排风机、副排风机、支援风机和辅助设备组成。
主排风机位于主井,主要负责将瓦斯抽入主井,并将其排出井口。
副排风机位于副井,负责增加通风量和改善气流动态。
支援风机位于煤层下方,用于向工作面供应新鲜空气,维持工作面正常生产。
3.3瓦斯抽采管路设计瓦斯抽采管路的设计是保证瓦斯抽采效果的关键之一、在工作面设置瓦斯抽放孔,将瓦斯抽入工作面导管中,并将其排入主井。
在主井中设置瓦斯抽采管路,将瓦斯抽入主排风机进行排放。
同时,在副井中也设置瓦斯抽采管路,将一部分瓦斯抽入副排风机进行排放。
3.4瓦斯监测与安全措施为了确保瓦斯抽采的安全性,我们将在工作面设置瓦斯监测装置,及时监测瓦斯浓度。
一旦瓦斯浓度超过安全范围,将采取紧急措施,如停工、清理瓦斯等,以保证采煤工作面的安全。
4.方案实施与效果评估在实施瓦斯抽采设计方案之前,我们将对工作面进行详细的勘测和测量,以确定具体的设计参数。
然后,我们将依据设计方案,采取适当的工程措施,在工作面进行改造和建设。
在实施过程中,我们将严格按照相关的安全规程和操作规范进行操作,确保施工的安全与质量。
一旦方案实施完毕,我们将对瓦斯抽采效果进行评估和监测。
通过监测工作面的瓦斯浓度和气流动态,评估方案的有效性和改进之处。
高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采设计高瓦斯矿井是指煤层瓦斯含量高于规定标准的煤矿,其瓦斯含量通常超过能够燃烧的百分比,因此需要进行煤层瓦斯抽采设计,以确保矿井的安全生产。
煤层瓦斯主要由甲烷组成,甲烷是一种具有高度可燃性和爆炸性的气体,容易引发矿井瓦斯爆炸事故。
对高瓦斯矿井进行煤层瓦斯抽采是非常重要的。
煤层瓦斯抽采设计是指根据矿井的特殊地质条件、开采方式、瓦斯涌出量等因素,确定合理的瓦斯抽采装置和方法,并制定相应的操作规程,保证矿井的安全生产。
煤层瓦斯抽采设计的基本原则包括合理布置抽采巷道、合理选择抽采设备、合理设置排放管道等。
合理布置抽采巷道是煤层瓦斯抽采设计的首要任务。
抽采巷道应该设置在煤层瓦斯涌出较为集中的位置,确保瓦斯能够顺利地进入抽采巷道。
抽采巷道的位置通常选择在与瓦斯主要涌出地点相对应的矿层上方或下方,以便最大限度地抽采瓦斯。
合理选择抽采设备是煤层瓦斯抽采设计的关键环节。
抽采设备的选择应考虑到矿井的规模、开采方法、瓦斯涌出量等因素。
常用的抽采设备包括煤矿通风机、瓦斯抽采泵、瓦斯抽采钻机等。
不同的抽采设备有着不同的应用范围和效果,因此需要根据具体情况进行选择。
合理设置排放管道是煤层瓦斯抽采设计的重要环节。
排放管道的设置应尽量减小管道阻力,确保瓦斯能够快速地流经管道排出矿井。
排放管道的通风阻力主要包括管道的摩擦阻力和弯头的局部阻力,因此需要合理选择管道材质和减少弯头的数量。
煤层瓦斯抽采设计还需要制定相应的操作规程,明确瓦斯抽采的使用方法和安全操作要求。
操作规程中应包括瓦斯抽采设备的日常检修和维护要求,瓦斯抽采的开启和关闭程序,瓦斯抽采设备的安全操作要求等内容。
煤层瓦斯抽采设计是保证高瓦斯矿井安全生产的基础工作。
通过合理布置抽采巷道、合理选择抽采设备、合理设置排放管道等措施,可以有效地抽采煤层瓦斯,并确保矿井的安全生产。
制定相应的操作规程,加强对瓦斯抽采设备的日常检修和维护,提高瓦斯抽采的操作安全性。
高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采设计概述:在高瓦斯矿井的生产中,瓦斯抽采是非常重要的环节。
瓦斯不仅对矿井中的工人生命安全构成威胁,而且也会对矿井的生产和设备运行造成严重的影响。
瓦斯抽采设计对于高瓦斯矿井的运营至关重要。
设计目标:1.确保矿井内的瓦斯浓度符合安全规定。
2.提高矿井生产效率。
3.减少对环境的污染。
设计原则:1.合理选择瓦斯抽采方法。
对于高瓦斯矿井,常见的瓦斯抽采方法包括抽放法、折叠法和瓦斯抽放与采煤合并法等。
在选择方法时,需要考虑矿井的地质条件、瓦斯浓度、产量等因素,并结合矿井的具体情况进行选择。
2.合理设计瓦斯抽采系统。
瓦斯抽采系统由抽采设备、管道系统和控制系统等组成。
在设计瓦斯抽采系统时,需要考虑矿井的产量、瓦斯浓度、抽采距离等因素,并合理选择抽采设备和管道系统的规格和数量,以满足矿井的需求。
3.合理布置瓦斯抽采设备。
在矿井内合理布置瓦斯抽采设备,可以有效地抽采瓦斯,并减少对矿井生产和设备运行的干扰。
在布置过程中,需要考虑设备的安全距离、通风系统的布置、矿井防爆系统等因素。
4.建立完善的监测和控制系统。
通过建立瓦斯浓度的监测系统和瓦斯抽采设备的控制系统,可以及时监测瓦斯浓度的变化,并根据需要调整瓦斯抽采设备的运行状态。
还可以通过监测和控制系统对矿井内的瓦斯进行实时监控和报警,以确保矿井的安全运营。
5.加强操作和维护管理。
对于瓦斯抽采系统的操作和维护管理非常重要。
操作人员需要具备相关的专业知识和技能,能够熟练操作瓦斯抽采设备,并能够根据实际情况进行调整和维修。
还需要加强对于瓦斯抽采设备的定期巡检和维护,确保设备的正常运行。
总结:高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采设计是矿井安全和生产效率的关键环节。
通过合理选择瓦斯抽采方法、设计瓦斯抽采系统、布置瓦斯抽采设备以及建立监测和控制系统等措施,可以有效地抽采瓦斯,并确保矿井的安全运营。
还需要加强操作和维护管理,确保瓦斯抽采设备的正常运行。
在设计过程中,需要全面考虑矿井的地质条件、瓦斯浓度、产量等因素,并结合矿井的具体情况进行设计,以达到设计目标。
普定县东光煤矿瓦斯抽采专项设计资料目录江苏省第一工业设计院有限责任公司二〇一一年七月普定县东光煤矿瓦斯抽采专项设计说明书建设规模: 30万吨/年江苏省第一工业设计院有限责任公司二〇一一年七月普定县东光煤矿瓦斯抽采专项设计说明书建设规模:30万t/a院长:总工程师:项目负责:江苏省第一工业设计院有限责任公司二〇一一年七月目录前言 (1)第一章矿井概况 (4)第一节概述 (4)第二节地质及煤层特征 (7)第三节开拓与开采 (10)第四节通风及瓦斯 (12)第二章矿井瓦斯基础资料 (13)第一节瓦斯基础参数 (13)第二节瓦斯涌出量来源分析 (14)第三节瓦斯涌出量预测及变化规律 (15)第四节瓦斯储量 (20)第三章矿井瓦斯抽采 (21)第一节瓦斯抽采必要性与可行性 (21)第二节瓦斯抽采控制范围和指标 (22)第三节瓦斯抽采效果预计 (25)第四节瓦斯抽采方法 (27)第五节瓦斯抽采工艺 (28)第六节钻孔封孔工艺 (33)第七节钻孔施工工艺 (37)第四章矿井瓦斯抽采管路系统及抽采设备 (39)第一节设计依据 (39)第二节瓦斯抽采管路选型 (41)第三节瓦斯抽采管路系统阻力 (42)第四节瓦斯抽采设备选型 (44)第五节瓦斯抽采管路与钻孔组合工艺 (47)第六节附属装置及安全设施 (48)第七节瓦斯抽采管路安装方式 (55)第五章矿井瓦斯抽采泵站 (57)第一节瓦斯抽采泵站场地布置 (57)第二节瓦斯抽采泵站建筑 (57)第三节瓦斯抽采泵站供电、通信、照明 (58)第四节瓦斯抽采泵站给排水系统 (62)第五节瓦斯抽采泵站通风及消防系统 (62)第六节瓦斯抽采泵站保护系统 (63)第七节瓦斯抽采泵站环境保护 (63)第六章矿井瓦斯利用 (64)第一节瓦斯利用方案 (64)第二节瓦斯利用输配系统布置 (64)第三节瓦斯加压站 (65)第四节装机方案及总平面布置 (66)第五节主机及辅助设备 (67)第六节电气部分 (69)第七节主厂房布置 (70)第八节给排水系统 (70)第九节采暖通风及空气调节 (71)第十节环境保护 (71)第十一节消防措施 (72)第十二节节能 (72)第七章瓦斯抽采利用监测及控制 (73)第一节井下瓦斯抽采监测 (73)第二节地面瓦斯利用监测 (73)第八章组织管理及安全措施 (74)第一节队伍组织 (74)第二节图纸和技术资料 (74)第三节管理与规章制度 (75)第四节常用记录和报表样式 (76)第五节安全措施 (79)第九章技术经济 (81)第一节劳动组织 (81)第二节投资估算 (82)第三节主要技术经济指标 (82)附录 (84)附件目录1、设计委托书;2、普定县东光煤矿《采矿许可证》(副本),证号:5200000830409;3、贵州省国土资源厅文件(黔国土资储备字[2008]157号):“关于《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量备案证明”及黔国土规划院储审字[2008]159:“《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审意见书”;4、贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]70号):“对安顺市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”;5、贵州省煤田地质局实验室2003年12月30日提交的光明煤矿13#、15#煤层的煤尘爆炸性鉴定报告及15#煤层自燃倾向性鉴定报告,据业主调查核实,当时的13#、15#煤层,即本报告的14、16号煤层;6、贵州省煤炭管理局文件(黔煤规字[2008]660号):“关于对普定县东光煤矿(整合)开采方案设计的批复”及贵州省煤炭工业协会文件:“关于《普定县东光煤矿(整合)开采方案设计》专家评审意见”;7、贵州煤矿安全监察局林东监察分局文件(黔煤安监林字[2008]316号):“关于安顺市普定县东光煤矿(整合)安全设施设计的批复”。
地下矿井施工方案的瓦斯抽采与通风系统设计地下矿井施工是一项危险而复杂的工作,其中最为重要的是瓦斯抽采与通风系统的设计。
瓦斯抽采与通风系统的合理设计对矿井工作人员的安全和矿井生产的效率有着至关重要的影响。
本文将探讨地下矿井施工方案中瓦斯抽采与通风系统设计的关键要素和技术细节。
一、瓦斯抽采系统设计瓦斯是地下矿井中常见的一种有毒气体,过量的瓦斯会引发爆炸,威胁着矿工的生命安全。
因此,在矿井施工方案中,必须设计合理的瓦斯抽采系统来控制瓦斯的积聚。
首先,根据地质勘探的结果和地下矿井的特点,确定瓦斯抽采系统的放置位置。
一般来说,瓦斯抽采系统应该分布在矿井的上风口和下风口附近,以便及时抽取产生的瓦斯。
同时,瓦斯抽采系统的数量和排布应根据矿井的大小和工作面的数量进行合理规划,确保全面覆盖。
其次,选择适当的瓦斯抽采设备。
瓦斯抽采设备的选择应根据矿井中的瓦斯含量、产量和压力等因素进行评估。
目前常见的瓦斯抽采设备包括煤矿专用瓦斯抽采机、风机、瓦斯低温式瓦斯抽采等。
根据矿井的实际情况和需求,选用适当类型的设备。
最后,瓦斯抽采系统的管道布局也是设计中的关键环节。
合理布局瓦斯抽采系统的管道可以提高抽采效果,并降低系统的能耗。
一般来说,瓦斯抽采系统的管道需要尽量短、直,并保证管道内没有死角和积尘现象。
此外,管道连接要牢固可靠,防止瓦斯泄漏。
二、通风系统设计通风系统在地下矿井中同样起到至关重要的作用。
通过合理的通风系统设计,可以保证矿井中空气的流通和新鲜空气的进入,提供良好的工作环境。
首先,通风系统的设计需要考虑矿井的结构和工作面的布置。
通风系统通常包括风井、风口、回风口等。
设计时需要确定通风系统的位置和数量,以及风井的直径、深度等参数。
同时,还需结合矿井内部的地质条件和矿井的使用情况进行综合考虑。
其次,通风系统的风机选择也是设计中的重要一环。
风机的类型和规格应根据矿井的规模、通风量和风压等因素进行选择。
常用的风机包括轴流式风机、离心式风机等。
瓦斯抽采示范工程建设方案一、项目概述瓦斯抽采是指对矿井或煤层中积聚的瓦斯进行抽采利用的工程技术。
瓦斯抽采工程旨在安全高效地抽采瓦斯资源,减少矿井事故并降低环境污染。
本示范工程项目选址在某煤矿,旨在探索建立一套科学、先进的瓦斯抽采工程技术,并为全国瓦斯抽采工程提供可复制、可推广的先进经验。
二、项目背景中国是世界上煤炭资源储量最丰富的国家,但也是世界上瓦斯事故发生最频繁、最严重的国家之一。
煤矿瓦斯爆炸事故给人民生命和财产造成巨大损失,严重阻碍了中国煤炭资源的合理开发和利用。
因此,瓦斯抽采工程的建设具有重要意义。
本示范工程的选址煤矿位于中国某省份,是国家重点煤矿,矿井深度较大,瓦斯含量高,瓦斯抽采形势复杂。
该煤矿瓦斯抽采工程的建设将有效改善矿井瓦斯抽采设备陈旧、操作方法落后、瓦斯事故多发的现状,提高瓦斯资源利用率,降低瓦斯事故风险,有力保障了矿工的人身安全和煤矿生产的正常运行。
三、建设内容该瓦斯抽采示范工程的建设内容包括瓦斯抽采工程规划设计、设备采购安装、系统调试运行和技术培训四个方面。
1. 瓦斯抽采工程规划设计工程规划设计是瓦斯抽采工程建设的首要工作。
规划设计包括对瓦斯抽采工程的整体布局、设备选型、管网铺设等进行科学合理的规划,以确保工程的可操作性和可持续性。
在规划设计过程中,需要考虑矿井地质条件、瓦斯分布情况、工程投资成本等因素,做到合理配置资源、充分利用瓦斯资源。
2. 设备采购安装瓦斯抽采设备是瓦斯抽采工程的核心装备,包括抽采机、管道、阀门、控制系统等。
设备采购应选择质量可靠、性能稳定的产品,保障工程的安全可靠运行。
设备安装需要严格按照规划设计要求进行,确保设备的正常运行和工程的高效实施。
3. 系统调试运行设备安装完成后需要进行系统调试运行,验证设备的性能和工程的可操作性。
系统调试运行过程中需要进行设备调试、管网通风、安全监测等工作,确保设备和系统的各项指标满足设计要求。
经过系统调试运行合格后,方可进行正式生产和应用。
瓦斯抽采钻孔设计施工的规定和审批制度
一、瓦斯抽放钻孔设计、施工的规定:
1、首先生产技术部提供详细的钻孔地质资料及巷道布置图(没有全部掘完巷道,可先提供一部分资料)。
2、防突抽采区按生产技术部提供的地质资料、巷道布置,以书面形式设计钻孔角度、长度、位置及安全技术要求措施,经编写人、队长签字,再经过有关领导签字后方可施工,要求施工前2天编制、审批完毕。
3、通风部对钻孔施工角度、位置和操作进行严格的检查,发现违反设计要求,停止钻孔作业,必须进行处理。
与设计严重不符,必须重来,不结算工资。
通风部严格按钻孔设计长度进行验收,小于原设计长度,不准验收,必须报告通风副总、总工程师,严肃追查处理。
4、钻孔完毕,防突抽采区按要求进行封孔工作。
钻孔内有岩层水要及时处理排放。
二、审批制度
1、此设计经过审批签字后方可实施,上报审批顺序依次为;防突队长、通风部长、技术副总工程师、通风副总工程师、安全副总工程师、机电副总工程师、总工程师。
2、此设计经过审批签字完毕后,执行单位对职工进行详细贯彻,并严格按设计及操作规程进行施工。
煤矿瓦斯抽采钻孔设计教学一、引言煤矿安全一直是关系到人民生命财产安全的重要问题之一,而瓦斯是煤矿中最常见的危险源之一。
瓦斯抽采是煤矿安全管理的重要环节,而钻孔设计是瓦斯抽采的关键性步骤之一。
本文将从煤矿瓦斯抽采的意义和目的出发,介绍煤矿瓦斯抽采钻孔设计的基本原理和方法,以及教学的关键点和重要注意事项。
二、煤矿瓦斯抽采的意义和目的煤矿瓦斯抽采是指通过钻孔、瓦斯抽采设备等手段,将煤矿中积聚的瓦斯抽采出来,以确保矿井内的瓦斯浓度处于安全范围内,从而保证矿工的生命安全。
瓦斯抽采具有以下重要意义和目的:1. 防止瓦斯爆炸事故的发生:瓦斯是一种易燃易爆气体,其在煤矿中积聚过多会导致爆炸事故的发生。
通过瓦斯抽采,可以将瓦斯浓度降低到安全水平,有效预防瓦斯爆炸事故的发生。
2. 保护矿工的身体健康:长期暴露在高浓度的瓦斯环境中,会对矿工的身体健康造成严重威胁,甚至引发煤矽肺等职业病。
通过瓦斯抽采,可以减少矿工接触瓦斯的机会,保护其身体健康。
三、煤矿瓦斯抽采钻孔设计的基本原理和方法1. 钻孔位置的选择:钻孔位置的选择直接影响到瓦斯抽采效果,通常应选择在瓦斯堆积区域附近进行钻孔。
在选择钻孔位置时,应综合考虑矿井地质构造、瓦斯分布特征、运输道路条件等因素。
2. 钻孔直径和深度的确定:钻孔直径和深度的确定需要根据具体的瓦斯抽采需求进行评估和设计。
一般来说,钻孔直径越大,抽采效果越好;而钻孔深度则需要根据瓦斯分布的情况进行综合考虑。
3. 钻孔布置方式的选择:钻孔布置方式有垂直、主副孔和收敛等多种形式。
选择合适的钻孔布置方式需要综合考虑瓦斯的分布规律、地质条件和矿井的实际情况等因素。
4. 钻孔参数的确定:钻孔参数包括钻孔孔距、钻孔角度、钻孔倾角等。
合理的钻孔参数可以提高瓦斯抽采效果,减少能耗和工作量。
四、教学关键点和重要注意事项1. 强调瓦斯抽采的重要性:教学过程中,需要强调瓦斯抽采对煤矿安全的重要性,提升学生的安全意识和责任感。
高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采设计高瓦斯矿井是指煤层瓦斯含量高于指定标准的矿井,煤层瓦斯是煤矿生产中最具危害性的一种气体,一旦瓦斯爆炸发生,将给矿井生产和人员带来严重的危害。
对于高瓦斯矿井,煤层瓦斯抽采是十分重要的一项工作。
本文将从高瓦斯矿井的特点、煤层瓦斯抽采设计原则、煤层瓦斯抽采方法等方面进行论述。
一、高瓦斯矿井的特点高瓦斯矿井的特点主要包括以下几个方面:1. 煤层瓦斯含量高:通常煤层瓦斯含量高于指定标准,甚至达到或超过可燃范围。
2. 瓦斯涌出量大:高瓦斯矿井煤层瓦斯涌出量较大,常常会出现瓦斯涌出量超过瓦斯抽采量的情况。
3. 瓦斯来源广:高瓦斯矿井煤层瓦斯来源广泛,包括自然发生的瓦斯和煤层开采过程中释放的瓦斯。
4. 安全风险高:煤层瓦斯含量高、瓦斯涌出量大将增加矿井发生瓦斯爆炸的风险。
二、煤层瓦斯抽采设计原则在进行高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采设计时,需要遵循以下原则:1. 安全第一:安全永远是第一位的原则,任何抽采措施都应以保障矿井及人员安全为首要目标。
2. 高效节能:应选择高效的抽采设备,降低能耗,提高瓦斯抽采效率。
3. 灵活可控:煤层瓦斯抽采设计应该具有一定的灵活性和可控性,能够根据矿井瓦斯涌出情况进行调整。
4. 经济合理:煤层瓦斯抽采设计应该在满足安全要求的前提下,尽量降低投入成本,提高经济效益。
三、煤层瓦斯抽采方法对于高瓦斯矿井的煤层瓦斯抽采,通常采用以下几种方法:1. 立管抽放法:立管抽放法是一种常用的煤层瓦斯抽采方法,通过在煤层中设置立管,将煤层瓦斯引至地面进行处理和利用。
该方法适用于煤层瓦斯透风条件好的情况。
2. 复杂矿井抽放法:对于复杂矿井,可以采用复杂矿井抽放法,通过设计合理的管网系统,将煤层瓦斯引至抽放井口集中抽放,以减少瓦斯对矿井生产的影响。
3. 井下瓦斯抽采法:在煤层发生瓦斯的地点设置瓦斯抽采孔眼,在煤层中进行瓦斯抽放,以减少瓦斯在煤层中的积聚。
五、煤层瓦斯抽采管理在煤层瓦斯抽采过程中,需要进行科学的管理,包括瓦斯抽采量的监测、设备的维护和保养等。
新安煤矿煤层瓦斯抽采设计概述新安煤矿是一家拥有丰富煤炭资源的煤矿,位于山东省的滕州市。
随着煤炭需求的增加,新安煤矿也必须不断提高采矿效率和安全性。
其中,煤层瓦斯地质灾害是煤矿开采所面临的主要难题之一。
为了解决这一问题,新安煤矿进行了煤层瓦斯抽采设计,该设计的目的是降低煤矿生产过程中的瓦斯含量,减少瓦斯事故的发生。
煤层瓦斯的抽采是指通过人工或机械等方式抽取煤层中的瓦斯,使其达到控制范围内。
在新安煤矿的设计中,选择了机械抽采,采用混合浓度捕集法,具体过程包括以下几个步骤:1. 原理介绍:混合浓度捕集法是指将抽采通道内的瓦斯和空气混合达到一定的浓度时,通过火源或电火花等方式引发气体爆炸,使其在安全的地方得到释放。
2. 设计参数:设计参数包括各种技术指标,如设计抽采量、注入风量、抽采通风阻力、抽采平均能力等。
在新安煤矿的设计中,通过对煤层瓦斯产生的源头、质量、区域等方面的分析,确定了参数的大小和范围。
3. 抽采通道的类型:抽采通道的类型主要有开采工作面和矿井巷道两种。
在新安煤矿的设计中,采用了开采工作面的方式,因为这种方式有助于提高煤矿的采矿效率。
4. 抽采设备的选型:抽采设备的选型对于抽采效果有着至关重要的影响。
在新安煤矿的设计中,选择了逆止单元及旋转活塞机械抽采器和长壁开采等方式,并且采用了先进的计算机控制技术,使得整个抽采过程更为精确和高效。
煤层瓦斯抽采的设计是煤矿开采过程中的一个非常重要的环节,它不仅能保障生产的安全,还可以提高煤矿的生产效率和经济效益。
在新安煤矿的设计中,通过科学、严谨的设计思路和现代化的技术手段,实现了抽采过程的自动化、高效化和安全化。
这不仅增强了煤矿的竞争力,还对于提升整个煤矿产业的发展起到了重要的推动作用。
吴沟矿井瓦斯抽采方法的选择和参数设计瓦斯抽采方法的选择,主要是根据矿井(或采区、工作面)瓦斯来源、煤层赋存状况、采掘布置、开采程序以及开采地质条件等因素进行综合考虑。
目前瓦斯抽采方法主要有:开采层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采、采空区瓦斯抽采,选择具体瓦斯抽采方法时应遵循如下原则:(1)选择的瓦斯抽采方法应适合煤层赋存状况、开采巷道布置、地质条件和开采技术条件;(2)应根据瓦斯来源及涌出构成进行,尽量采取综合瓦斯抽采方法,以提高瓦斯抽采效果;(3)有利于减少井巷工程量,实现抽采巷道与开采巷道相结合;(4)选择的瓦斯抽采方法应有利于抽采巷道布置与维修、提高瓦斯抽采效果和降低抽采成本;(5)所选择的抽采方法应有利于抽采工程施工、抽采管路敷设以及抽采时间增加。
1.瓦斯抽采方法的概述1.1回采工作面瓦斯来源及构成根据工作面瓦斯涌出量构成预测结果(详见表1-1),工作面瓦斯表1-1表1-1 工作面瓦斯涌出量构成预测结果一部分来源于开采层的煤壁和落煤解吸的瓦斯,另一部分来源于采空区丢煤解吸的瓦斯和围岩、邻近层涌出的瓦斯。
主要来源于开采层涌出的瓦斯和采空区(含采空区丢煤、围岩及邻近层)涌出的瓦斯。
1.2开采层瓦斯抽采开采层瓦斯抽采方法包括预抽、边采边抽和强化抽采等方式,预抽主要采用钻孔预抽,是在工作面开采前预先抽采煤体中的瓦斯,属于未卸压煤层的瓦斯抽采,对于透气性及其它预抽条件较好的煤层,预抽会取得较好效果。
边采边抽利用工作面开采时的卸压效应抽采本煤层瓦斯,当工作面推进时,工作面前方煤体由于卸压,透气性大大增加,抽采效率大幅度提高,吴沟矿井本煤层瓦斯是工作面瓦斯的主要来源,故本煤层工作面采可取预抽措施,掘进工作面设计采取边掘边抽措施。
1.3邻近层瓦斯抽采在煤层群条件下,受开采层的采动影响,其上部或下部的邻近层煤层得到卸压,而产生膨胀变形,煤层透气性大幅度提高。
此时煤层与岩层之间形成空隙和裂缝,不仅可以储存卸压瓦斯,也是瓦斯流动的良好通道。
为防止邻近层瓦斯向开采层工作面涌出,应当用抽采的办法来处理这部分瓦斯。
实践证明,邻近层瓦斯抽采如果抽采参数选取得当,可以达到很好的效果,抽采率可达到30~70%,甚至更高。
根据工作面瓦斯涌出量预测结果,吴沟矿井3#煤层前期工作面邻近层瓦斯涌出量占回采工作面瓦斯涌出量的29%,邻近层是工作面瓦斯涌出的重要来源。
根据吴沟矿井煤层赋存条件与开采布置,选择采用由开采层煤层向邻近层施工钻孔抽采邻近层卸压瓦斯。
1.4采空区瓦斯抽采井下老采空区内存在大量瓦斯,老采空区瓦斯涌出会增加采区及矿井的通风压力。
采空区瓦斯抽采属于卸压抽采,抽采具有抽采量大、来源稳定等特点;现采采空区内也存在大量瓦斯,现采空区瓦斯涌出会造成工作面通风困难,甚至上隅角瓦斯超限。
吴沟矿井采空区瓦斯涌出量占矿井总涌出量比例大;老采空区应选用全封闭式抽采方法。
在抽采过程中必须检测抽采管路中CO浓度和气体温度等相关参数的变化。
表1-2 常见的瓦斯抽采方法及工艺2瓦斯抽采方法及参数设计根据抽采方法的选择原则,结合吴沟矿井各煤层的赋存、瓦斯来源等特点,同时考虑工作面所需的抽采量,综合研究提出以下较合理的抽采方法:2.1本煤层预抽工艺选择依据:吴沟矿井3号煤层工作面长均为250m,单侧预抽钻孔施工困难,且容易塌孔。
选择双侧平行钻孔。
1)钻孔预抽方法:在工作面运输顺槽和回风顺槽垂直巷道壁向煤体施工钻孔,工作面回采前进行煤层瓦斯预抽。
2)抽采钻孔布置:钻孔技术参数见表2-1,抽采钻孔布置见图2-1。
表2-1 平行钻孔技术参数表注:以上技术参数只供试验参考,须根据效果考察来确定最适合的参数。
图2-1 双侧预抽钻孔布置示意图3)封孔工艺:钻孔采用聚氨酯封孔,封孔深度8m,封孔管为直径φ50mm的PVC 管(阻燃、抗静电),用铠装胶管连接到支管上,再连接到干管上,最后到达地面泵房。
聚氨酯是聚氨荃甲酸酯的简称。
它的种类繁多,根据原料配方不同,可以制成多种不同产品。
对于井下封孔而言,主要要求聚氨酯在发泡后,其内所形成的孔为封闭孔,即孔口不漏气,另外对发泡时间、发泡倍数、固化后的强度,可塑性等均有一定的要求。
聚氨酯封孔采用卷缠药液法及钻孔内封孔管结构,见图2-2;图4-2 聚氨酯缠药方法及封孔管结构示意图橡胶垫圈铁档板木塞铁线毛巾布抽放管水泥沙浆聚氨脂密封段钻孔10花孔图2-2 聚氨酯缠药方法及封孔管结构示意图钻孔与管路的连接:聚氨酯封孔1h 后,便可与抽采管路连接,而水泥砂浆封孔需经25h 后才可与抽采管路连接。
钻孔与管路连接处应设置流量计和放水装置;4)抽采管路管理工作面开采后,随着工作面的推进,靠近切眼的抽采钻孔不断报废。
当钻孔距工作面切眼20m 时,预计抽采钻孔进入卸压区。
随着抽采管路不断变短,靠近切眼的管路要逐段卸下来,端头用法兰片密封。
由于工作面在回采时回风巷需进行超前支护大约20m ,为了不影响生产需提前拆除管路。
2.2邻近层瓦斯抽采工艺 钻孔参数设计:设计原则:钻孔终孔位置位于“三带”中的裂隙带内,抽采裂隙带富集瓦斯。
3号煤层前期邻近层瓦斯抽采设计:吴沟矿井3号煤层布置瓦斯尾巷,设计在尾巷施工抽采钻孔。
高位钻孔布置在工作面外回风巷中,主要抽采开采层裂隙带中瓦斯。
如图2-3所示。
终孔位置8号煤层图2-3 高位钻孔抽采邻近层瓦斯示意图图2-4 抽采钻孔终孔位置计算图钻孔参数的确定:①终孔位置根据三带理论,邻近层抽采钻孔的布置应符合图5-4计算结果,3号煤层开采过程中,钻孔终孔为采空区上方裂隙带。
钻孔伸入工作面回风巷外帮距离应大于保障钻孔不被破坏距回风巷外帮水平投影长度。
计算公式:h>h1+h2S=L1+L2L+b=(h×(b+(h1+h2) /tanβ)/(h1+h2)L2=h/tgTgσ=h/(s+b)h—钻孔终孔位置距3号煤层顶板垂高, m;h1—顶板冒落高度,取6-8倍采高,16m;h2—防止钻孔破坏的安全高度,应不小于两倍的采高,5m;L—防止顶板跨落后破坏钻孔的距回风巷的水平投影距离;d—钻孔终孔位置处于不卸压区域的长度,取2m;b—煤柱宽度,20m;Φ—顶板岩石卸压角,71°;β—顶板岩石冒落角,63°;σ—钻孔倾角;从图可以看出,S应小于L而大于L2,经计算可以得出钻孔参数如下表。
②钻孔参数:表2-2 钻孔参数表注:以上技术参数为理论数据,须根据效果考察来确定最适合的参数。
封孔工艺:在高位钻孔内插入直径φ50的PVC 管(阻燃、抗静电)封孔,并作为抽采瓦斯管,封孔可采用聚胺酯封孔。
聚氨酯封孔工艺:与预抽钻孔封孔工艺相同。
2.3掘进工作面瓦斯抽采工艺 设计方法:边掘边抽设计原则:抽采瓦斯钻孔控制掘进巷道两帮15m 范围。
钻场规格尺寸为:宽3.5m ,长4m ,高2.5m ,钻场掘成后,在开口处架设一架抬棚进行支护,钻场间距为50m 。
抽采方法,见图2-5,参数见表2-3。
钻场示意图图2-5 掘进面边掘边抽示意图表2-3 边掘边抽钻孔技术参数表钻孔类别钻孔与巷道中心线夹角(°)钻孔仰角(°)孔深(m)钻孔直径(mm)边掘边抽β13°β25°β37°β49°同煤层倾角100 94注:以上技术参数只供试验参考,须根据效果考察来确定最适合的参数。
(1)钻场钻孔布置原则1)钻场的布置应免受采动影响,避开地质构造带,便于维护,利于封孔,保证抽采效果。
2)尽量利用现有的开拓、准备和回采巷道布置钻场。
(2)钻孔与抽采管路连接钻孔与抽采管路连接方式,见图2-6。
图2-6 边掘边抽钻孔与管路连接示意图(3)封孔工艺封孔工艺与预抽钻孔相同2.4全封闭抽采采空区瓦斯吴沟矿井老采空区瓦斯涌出量较大,是矿井主要的瓦斯来源。
为了防止采空区瓦斯向矿井和采掘空间涌出,进行老采空区瓦斯抽采。
在密封采空区时,打密闭墙向采空区内插管,抽采方法详见图2-7。
设计3号煤层采空区采取全封闭巷道法抽采采空区瓦斯。
图2-7 全封闭采空区瓦斯抽采示意图1)密闭墙插管抽采方法布置参数采空区密闭墙插管抽采瓦斯,是解决采空区瓦斯向外涌出的一项行之有效的措施。
它要求密闭墙密闭性好,以保证抽采瓦斯的浓度。
密闭墙两端用料石或普通建筑用砖砌成,里外围墙,厚度不小于0.3m。
密闭墙总厚度为2.5m,为保证密闭性,将巷道四周墙壁挖出深约0.4m 的槽沟,将料石镶嵌进去,中间留有不小于1m的空间用土夯实,将瓦斯管放在密闭墙的上部。
瓦斯管外口安设阀门,未抽采前将阀门关闭,以免向外泄漏瓦斯。
2)插管与主管的连接与管理由于采空区密封性较差,瓦斯浓度不会太高,并且波动很大。
为了确保整个抽采系统的瓦斯不低于安全浓度以下,插管与主管连接处必须设阀门、节流孔板和浓度检测口,以便于及时检测抽出的瓦斯浓度和流量。
2.5半封闭抽采采空区瓦斯半封闭采空区是指回采工作面后方、工作面回采过程中始终存在、并且随着采面的推进范围逐渐增加的采空区。
由于这种采空区是和工作面通风网络相连通的,在通风压差的作用下来源于各方面的瓦斯涌入采空区后又流进工作面并经由回风流排出,当采空区积存和涌出瓦斯较大时有可能使工作面上隅角或回风流瓦斯处于超限状态,特别是当顶板冒落时引起采空区瓦斯突然大量涌出对安全生产构成很大的威胁。
目前对半封闭采空区抽采瓦斯在国内外所采用的主要方式有:插(埋)管抽采、向冒落拱上方打钻抽采、在老顶岩石中打水平钻孔抽采、直接向采空区打钻抽采、顶板尾巷抽采、工作面尾巷抽采和地面钻孔抽采等。
根据矿井目前实际情况对半封闭采空区采用插管抽采法即把管路在顶板冒落之前直接预埋或砌筑于采空区内对采空区瓦斯进行抽采,为了取得较好的抽采效果,在预埋管的前端管壁上施工筛孔且在预埋时使该管尽量处于煤层顶部浓度较高的区域内。
半封闭插管抽采法如图2-8所示。
图2-8 半封闭插管抽采法3瓦斯抽采方法确定经过方案比较,选定的瓦斯抽采方法,见表3-1。
表3-1 抽采方案确定4瓦斯抽采效果评价根据国家安全生产监督管理总局2006-11-02颁布的中华人民共和国安全生产行业标准(AQ1026-2006)《煤矿瓦斯抽采基本指标》的规定,瓦斯涌出主要来源于邻近煤岩层的工作面、工作面及矿井瓦斯抽采率应满足表4-1~4-3规定。
表4-1 回采工作面抽采率指标表表4-2 可解析瓦斯量指标表表4-3 矿井瓦斯抽采率指标表4.1矿井及工作面瓦斯抽采率矿井(工作面)瓦斯抽采率是指矿井(工作面)瓦斯抽采量占矿井(工作面)瓦斯总涌出量的百分比,计算公式:%1001⨯=qk q c η (5-4)式中 η—矿井(工作面)瓦斯抽采率;q c —矿井(工作面)瓦斯抽采量,m 3/min ;qk —矿井(工作面)总瓦斯涌出量,m 3/min 。