洛陽煤礦下礦調(diào)研報告

1、洛陽孟津煤礦下礦調(diào)研報告洛陽孟津煤礦下礦調(diào)研報告姓名：二零一零年九月一日下礦實習報告2010年 9月，在義煤職教中心的領(lǐng)導和孟津礦方的協(xié)調(diào)安排下， 我來到義煤集團公司所屬的孟津礦進行為期兩周的下礦實習。這個礦 井為煤與瓦斯突出礦井，在瓦斯抽放與利用方面做得比較到位，下面 就這方面匯報如下：一、瓦斯抽放的必要性和可能性、瓦斯抽放的必要性1、本礦井為煤與瓦斯突出礦井，按礦井設(shè)計有關(guān)要求，必須先抽 后掘、先抽后采。礦井瓦斯抽放可有效地降低風流中瓦斯?jié)舛龋瑴p少 礦井供風，降低通風費用。2、本礦井局部瓦斯含量較高，根據(jù)淺部新安礦井生產(chǎn)經(jīng)驗，若不 采用有效措施，則必然造成工作面瓦斯?jié)舛瘸?，從而嚴重影響礦

2、井安全生產(chǎn)及工作面產(chǎn)量的提高，建立礦井瓦斯抽放系統(tǒng)可有效地降低 風流中瓦斯?jié)舛龋瑥亩鉀Q瓦斯超限問題。3、瓦斯作為煤炭生產(chǎn)的伴生資源，是一種熱值很高的能源，從充 分利用瓦斯資源，減少大氣環(huán)境污染方面來看，建立瓦斯抽放系統(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)、勞動保障、環(huán)境保護及資源利用方面，建立瓦斯抽放系統(tǒng)是十分 必要的。、瓦斯抽放的可行性1、根據(jù)鄰近礦區(qū)新安礦井、鶴壁礦區(qū)、平頂山礦區(qū)瓦斯抽放利用 的效果來分析，本礦井瓦斯抽放是可行的。2、從本礦井瓦斯儲量及服務(wù)年限來看，估算本礦井瓦斯儲量 823Mm

3、3，抽放率25%計算，則純瓦斯抽放量為 206Mm3，抽放服務(wù) 年限 43.1 年，具備建立礦井瓦斯抽放系統(tǒng)的條件，符合煤礦安全規(guī) 程和礦井設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。3、鄰近礦區(qū)新安礦井井下安裝了一套 2BE1-303型抽放泵，對14采區(qū)兩個工作面進行抽放，抽放效果較好，瓦斯?jié)舛让黠@降低，取得 了一些經(jīng)驗和成果，為孟津礦井瓦斯抽放提供了有利條件。綜合以上所述，本礦井瓦斯資源條件及鄰近生產(chǎn)礦井抽放效果， 說明本礦井瓦斯抽放是可行的。、煤層抽放瓦斯難易程度地質(zhì)報告未提供瓦斯涌出量、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)，從新安煤礦實際抽放率達到21，抽放濃度達到 28的實際抽放效果，

4、可以說明本礦瓦斯抽放是可行的。根據(jù)本礦井瓦斯資源條件和開拓開采方式，設(shè)計確定采用地面集 中抽放瓦斯系統(tǒng)。二、礦井瓦斯儲量及抽放系統(tǒng)服務(wù)年限1、瓦斯儲量計算范圍 根據(jù)礦井開拓開采范圍，確定礦井瓦斯儲量范圍為全礦范圍內(nèi)的二1煤層-600m以淺-100m的范圍。2、瓦斯儲量及可抽量、瓦斯儲量根據(jù)地質(zhì)報告提供資料，估算礦井的瓦斯儲量為 823Mm3 。、瓦斯抽放率根據(jù)淺部新安礦井的實際抽放率，并參照礦井瓦斯抽放管理規(guī) 范，確定本礦井瓦斯抽放率為 25%。、可抽瓦斯量根據(jù)瓦斯儲量及確定的瓦斯抽放率計算， 礦井可抽瓦斯量 206Mm33、年瓦斯抽放量礦井可抽瓦斯量為206Mm3，礦井服務(wù)年限為43.1年，

5、則年可抽量為 4.78Mm2，即為 9.09m3/min。設(shè)計結(jié)合礦井采掘工程計劃，參照其他礦井實際抽放效果，確定 本礦井抽放量為 10m3/min 。4、抽放系統(tǒng)服務(wù)年限抽放系統(tǒng)服務(wù)年限同礦井服務(wù)年限，為 43.1a。三、抽放瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)1、煤層瓦斯主要參數(shù)、煤層瓦斯壓力二1煤層壓力0.26I.OMPa。（參考鄰近礦井）、煤層瓦斯含量二1煤層瓦斯含量3.209.8m3/t，平均6.97ml/g，煤中殘存瓦斯 含量 1.39m3/t。、煤層透氣性系數(shù)地質(zhì)報告未提供煤層透氣性系數(shù)， 根據(jù)其它礦區(qū)資料取 0.0020MD、百米鉆孔瓦斯流量鉆孔瓦斯流量取13L/min.hm。（參考其它礦區(qū)）四、抽放

6、瓦斯的方法、礦井瓦斯來源分析1 、礦井瓦斯來源及涌出構(gòu)成 礦井瓦斯來源主要為開采煤層在采掘過程中的直接涌出和受采動 影響的巖石向礦井涌出的瓦斯， 根據(jù)其它礦井實測資料， 回采區(qū)占 42 51%，掘進區(qū)占 3032%，采空區(qū)占 1926%，因此礦井瓦斯來源主要 是本煤層開采過程中的涌出和采空區(qū)涌出的瓦斯。2、回采工作面瓦斯來源及涌出的構(gòu)成回采工作面瓦斯來源主要為回采過程中煤層涌出的瓦斯、采空區(qū) 涌出的瓦斯、順槽巷道壁涌出的瓦斯及頂?shù)装逑蚬ぷ髅嬗砍龅耐咚埂?其中采空區(qū)涌出和回采過程中本煤層的瓦斯為工作面瓦斯涌出的主要 來源。、抽放瓦斯的方法1、選擇抽放方法的原則抽放瓦斯方法、方式的選擇，應根據(jù)瓦斯

7、及煤層賦存情況、瓦斯 來源、巷道布置方式、礦井開采技術(shù)條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)等綜合分析 比較后確定。、為提高瓦斯抽放率應采用開采層、采空區(qū)相結(jié)合的綜合抽放 方法。、當井下采掘工作面所遇到的瓦斯主要來自開采層本身，只有 抽放開采層本身的瓦斯才能解決問題時，應采用開采層瓦斯抽放。、工作面后方采空區(qū)瓦斯涌出量大，危害工作面安全生產(chǎn)或老 采空區(qū)瓦斯積存量大，向鄰近的回采工作面涌出量瓦斯量多，應采取 采空區(qū)瓦斯抽放。、對于瓦斯含量大的煤層，在煤巷掘進時，難以用加大風量稀 釋瓦斯，可在掘進工作開始前對煤層進行大面積預抽或采取邊掘邊抽 的方法。、對于煤層透氣性較低，采用預抽方法不易直接抽出瓦斯，掘 進時瓦斯涌出

8、量不很大而回采有大量瓦斯涌出的煤層，可采用邊采邊 抽或增大孔徑和加密鉆孔等方法。、若圍巖瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂縫帶儲存有高壓瓦斯時， 應采取圍巖瓦斯抽放措施?？傊?，確定瓦斯抽放的方法應先摸清瓦斯來源，采空區(qū)瓦斯及頂 板瓦斯含量情況，結(jié)合情況選用適合本礦井的抽放瓦斯方法。2、抽放瓦斯的方法根據(jù)煤層賦存條件及開拓開采工程安排，本礦井布置一個二 1 煤 層綜采工作面和一個二 2 煤層炮采工作面，設(shè)計采用鄰近層抽放、本 煤層工作面順槽順層平行工作面鉆孔預抽和高位鉆孔瓦斯抽放、工作 面淺孔抽放、埋管抽放及采空區(qū)抽放，并配合邊掘邊抽。、抽放瓦斯鉆場布置1、抽放瓦斯鉆孔參數(shù)、鉆孔有效總長度根據(jù)確定的瓦斯

9、抽放量( 10m3/min )及百米鉆孔瓦斯流量(13L/min.hm)，經(jīng)計算確定全礦井抽放瓦斯鉆孔有效總長度 77000m。、鉆孔直徑 根據(jù)鄰近礦井實際抽放經(jīng)驗，設(shè)計抽放瓦斯鉆孔直徑 90mm。、單個鉆孔長度根據(jù)工作面長度及鄰近礦井經(jīng)驗，確定單個鉆孔長度為8090m。、鉆孔數(shù)量及鉆孔間距根據(jù)有關(guān)參數(shù)，工作面順槽瓦斯鉆孔間距為25m，估算礦井抽放瓦斯鉆孔9001000個。、孔口負壓 根據(jù)鄰近礦井實測效果及抽放量，設(shè)計確定抽放瓦斯鉆孔負壓 20kPa。2、鉆場布置、回采面鉆孔布置平行布孔和交叉布孔形式在工作面順槽沿煤層走向打瓦斯抽放鉆孔，孔與孔平行或交叉布置，孔間距 25m。生產(chǎn)中可根據(jù)實際抽

10、放 效果調(diào)整鉆孔布置，但必須保證上、下向的鉆孔孔底之間交叉長度不 小于 5m。、封閉采空區(qū)抽放 對于回采完畢的采空區(qū)進行全封閉后抽放。、埋管抽放 在工作面回風巷內(nèi)敷設(shè)瓦斯管，管路每隔一定距離接一個三通管 件作為抽放采空區(qū)瓦斯的吸氣口。隨著工作面的推進，管路上的吸氣 口進入采空區(qū)內(nèi)合適位置，吸氣口的閥門打開，抽放采空區(qū)瓦斯。、高位抽放鉆孔布置在工作面回風順槽每隔100150m布置一個鉆場，向工作面方向 打高位抽放鉆孔，以抽放工作面上隅角的瓦斯。3、封孔方式、材料及工藝鉆孔封孔應滿足密封性能好，操作便捷，封孔速度快，造價低的要求，設(shè)計要求對所有抽放鉆孔封孔深度為5m,采用壓注藥液法4、設(shè)備選型及主

11、要檢測儀表、鉆機：設(shè)計選用 MYZ-150型鉆機，電機功率15kW。、主要檢測儀表高負壓瓦斯采樣器： FW-1 型 10 臺瓦斯檢定器： W821 型 20 臺孔板流量計：FKL型20套自動放水器：CWG-ZY型 20臺四通閥兩用壓差計：UP-2型15臺其它監(jiān)測監(jiān)控儀表見第八章。五、瓦斯抽放設(shè)備與管路、設(shè)計依據(jù)1 、礦井純瓦斯抽放量二 1 煤 10m3/min2、瓦斯抽放濃度各采區(qū) 40總干管 303、瓦斯抽放鉆場孔口負壓： 20kPa4、 泵出口至用戶使用要求壓力：10kPa、瓦斯抽放管路選擇根據(jù)礦井的開拓布置， 將瓦斯抽放泵設(shè)置在中央風井工業(yè)場地內(nèi) 抽放干管沿中央風井井筒敷設(shè)，在風井底分為

12、兩路分管，經(jīng)東、西翼 回風大巷至東一、西二采區(qū)。采區(qū)抽放支管，分別沿采煤工作面運輸 巷、回風巷及掘進工作面敷設(shè)，并與鉆場連接。瓦斯抽放管路系統(tǒng)布 置見圖 C1223A-298-1。1、總干管總干管：d=1.457 x =1.457 x =0.376m式中：d ?瓦斯管內(nèi)徑mQ瓦斯管內(nèi)流量，取10m3/mi nV瓦斯管內(nèi)流速，一般取 510m/sX瓦斯抽放率30%所需壁厚：S= = = 0.025cm式中：S壁厚度，cmP管路最大工作壓力，MPadw 瓦斯管外徑，CM(T 容許壓力，焊接鋼管取60MPa經(jīng)計算，主干管選用© 426X 7mr焊接鋼管2、兩翼分管 d=1.457x=1.4

13、57x=0.27m兩翼分管選用 DN300 型復合材料瓦斯抽放管。3、采區(qū)支管d=1.457 x =0.164m經(jīng)計算，采煤工作面運輸順槽、回風順槽和掘進工作面支管選用 DN200型復合材料瓦斯抽放管。、瓦斯抽放管網(wǎng)阻力根據(jù)本礦井瓦斯抽放管路系統(tǒng)及各段管路直徑，經(jīng)計算，直管段摩擦阻力H=18156Pa管網(wǎng)局部阻力Hj=3631Pa抽放系統(tǒng)管路網(wǎng)最大 阻力 Hz=21787Pa。、管路敷設(shè)及附屬裝置1 、管路敷設(shè)1 ）、抽放管路地面部分采用埋地敷設(shè)，井下部分采用沿巷道底部 敷設(shè)。管路敷設(shè)應盡量將管道敷設(shè)平直，坡度一致，盡量減少彎頭、 氣門等附屬管件，避免急轉(zhuǎn)彎。2）在巷道敷設(shè)管路必須用可縮木支墊

14、，以防底板隆起折損管路。墊木高度不小于0.3m，并保證每節(jié)管子下面有兩個托木。3）敷設(shè)在運輸巷道的管路時，應將其牢固地懸掛（或架）在專用支架上，且管路高度應 1.8m以便于行人和運輸。4）在敷設(shè)傾斜管路時，為防止管路下滑，每隔 100m 設(shè)一套防滑 拉管裝置。2、管路防腐及地面管路防凍措施1）為防止瓦斯銹蝕，安裝前應對管內(nèi)外涂刷防腐劑（復合材料瓦斯抽放管除外）。防腐材料選用TH52-01型水中防腐涂料。2）地面管路沿地面埋設(shè)，深度為1.5m,根據(jù)本區(qū)氣象條件和凍土 深度，可不采用防凍、保溫措施。3、附屬裝置1 ）抽放主干管以管箍焊接為主，快速管接頭連接為輔，抽放支管 （復合材料瓦斯管）采用箍緊

15、接頭，對接熔化及快速管接頭連接。主 管、分管、支管及其鉆場連接處裝設(shè)瓦斯計量裝置和閥門。在適當位 置設(shè)置除渣和測壓裝置。2）抽放鉆場、管路拐彎、 低洼、溫度突變處及沿管路適當距離 （間 距一般為200300m,最大不超過500m）應設(shè)置放水器。、瓦斯抽放設(shè)備選擇1 、瓦斯抽放泵的流量計算Q=50m3/min式中：Q瓦斯泵的額定流量，m3/min ;QZ礦井抽放瓦斯純量；X礦井抽放瓦斯?jié)舛?；K由放備用系數(shù)，K=1.2;n斯泵的機械效率，一般取 0.8?？紤]到實際抽放濃度最低可能降至 20%，所需要抽放泵流量：Qb= = = 75m3/min2、瓦斯抽放泵的壓力計算根據(jù)抽放管網(wǎng)阻力計算值，鉆場孔口

16、要求的負壓值，以及井上泵 出口至用戶使用壓力的要求，抽放泵必須產(chǎn)生的壓力：Hb=K<( Hz+H 鉆孔 +H 泵出口) =1.2換行X (21787+20000+10000)=62144Pa式中：Hb抽放泵需要壓力Hz管網(wǎng)阻力H 鉆孔瓦斯抽放鉆場孔口負壓H 泵出口 泵出口至用戶使用需要壓力3、瓦斯抽放泵的真空度計算Hz=x 10%= X 10% = 61.35%4、瓦斯抽放設(shè)備選型 根據(jù)抽放設(shè)備必須產(chǎn)生的流量、壓力、抽放設(shè)備可選用回轉(zhuǎn)式鼓風機和水環(huán)式真空泵兩種方案。回轉(zhuǎn)式鼓風機運行穩(wěn)定，供氣均勻。 但運行噪音大，壓力高時磨損嚴重，氣體漏損較大，故不予推薦。結(jié) 合本礦井抽放煤層透氣性較差，

17、抽氣量不大的特點，設(shè)計推薦采用水 環(huán)式真空泵作為本礦瓦斯抽放設(shè)備， 該方案的優(yōu)點是： 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單， 運轉(zhuǎn)可靠，工作輪內(nèi)充滿水，起防爆阻焰作用，安全性高。通過查驗有關(guān)真空泵性能，選擇 SKA-400型水環(huán)式真空泵2臺，1臺工作，1臺備用，泵轉(zhuǎn)數(shù)340r/min。配電動機YB315M1-4型，功率132kW，電壓 380V。抽放泵房內(nèi)預留一臺泵的安裝位置。六、瓦斯抽放站1 、瓦斯抽放站構(gòu)成瓦斯抽放站內(nèi)設(shè)有水環(huán)真空泵、 氣水分離器、 管路、閥門等設(shè)備。 在泵房附近出口設(shè)有放水器、防爆、防回火裝置、放空管、壓力、流 量、濃度測定裝置等附屬裝置，還設(shè)有配電間，值班室、水池、冷卻 水泵等設(shè)備設(shè)施。2、瓦

18、斯抽放泵房附屬裝置 抽放泵房設(shè)防爆式屋頂風機、真空泵采用閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)，配IS 冷卻水泵及冷卻塔。設(shè)瓦斯斷電儀、瓦斯監(jiān)測儀以及瓦斯壓力、流 量、濃度測空裝置等。為方便安裝與檢修，泵房內(nèi)配備SDXQ-3型3t手動單梁懸掛起重機 1 臺。3、瓦斯抽放站場地平面布置 地面抽放站設(shè)在中央風井工業(yè)場地，其布置詳見工業(yè)場地總平面布置圖。4、供電及通訊（1）供電電源瓦斯抽放站的電源，均以雙回路電纜供電，直接引自35kV變電站， 其中一回工作，一回備用為防止管路帶電，在供電電源的饋出端，裝設(shè)漏電保護裝置。 瓦斯抽放站為一級負荷直接引自 35kV 變電站，采用雙回供電。 防止雷擊 地面瓦斯抽放泵站建筑物，作防

19、雷接地保護。抽放站放空管為防 止雷擊，裝設(shè)獨立避雷針保護。為避免由于靜電感應、管路帶電等引 起瓦斯爆炸，泵房內(nèi)的所有電氣設(shè)備、管道，均按規(guī)范要求做接地處 理。、通訊瓦斯抽放泵房內(nèi)，設(shè)置防爆本安型電話 2 部，行政電話和直通礦 調(diào)度室的調(diào)度電話各一部。5、監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng) 抽放瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，接入全礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，作為其 中的一個可獨立工作的子系統(tǒng)。、監(jiān)測監(jiān)控參數(shù)的確定及設(shè)置地點抽放瓦斯監(jiān)測監(jiān)控參數(shù)，按現(xiàn)行煤礦安全規(guī)程 礦井抽放瓦斯 工程設(shè)計規(guī)范 等的要求確定，有抽放系統(tǒng)管道內(nèi)的瓦斯?jié)舛取?流量、 壓力、一氧化碳、泵機出口壓力、泵機入口負壓、泵房內(nèi)泄漏瓦斯?jié)?度以及泵機的溫度等。在抽放瓦斯管

20、路的各分管、支管及其與鉆場連接處，設(shè)計有瓦斯 測量裝置，并配備了便攜式數(shù)字瓦斯綜合參數(shù)測試儀，以測量管路內(nèi) 的瓦斯?jié)舛?、流量、壓力、溫度等參?shù)。在瓦斯抽放泵房內(nèi)，距房頂部 300mm 處，安設(shè)瓦斯傳感器，用于 檢測泵房內(nèi)泄漏瓦斯?jié)舛?，當空氣中瓦斯?jié)舛瘸^ 0.5%時，能立即發(fā) 出聲、光報警信號。并能對瓦斯抽放泵主電源斷電。在抽放泵輸入管路中，安設(shè)高濃度瓦斯傳感器、瓦斯抽放管道流 量計、差壓、溫度傳感器等，輸入管路中的瓦斯?jié)舛鹊陀?25或一氧 化碳超限等情況時，能立即發(fā)出聲、光報警信號，并能對瓦斯抽放泵 主電源斷電。此外，監(jiān)測抽放泵出口壓力、泵機入口負壓以及泵機的溫度等， 當瓦斯超限時，能立即發(fā)

21、出聲、光報警信號，并能對瓦斯抽放泵主電 源斷電。、監(jiān)測監(jiān)控的自動化程度及設(shè)備選型在本礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，設(shè)有抽放瓦斯監(jiān)測子系統(tǒng)。監(jiān)測 系統(tǒng)采用多參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)能連續(xù)監(jiān)測抽放系統(tǒng)管道內(nèi)的瓦 斯?jié)舛取⒘髁?、壓力、一氧化碳、泵機出口壓力、泵機入口負壓、泵 房內(nèi)泄漏瓦斯?jié)舛纫约氨脵C的溫度等。該系統(tǒng)將各傳感器采集來的信 號送給檢測子系統(tǒng)主機，計算機以巡檢方式收集各通道信息，經(jīng)過數(shù) 據(jù)處理填寫在顯示器上對應的表格內(nèi)，并與設(shè)定值比較，如有超限或 故障立即發(fā)出聲光報警信號，并打印顯示報警信息。系統(tǒng)具有純瓦斯 抽放量累計及顯示，數(shù)據(jù)自動存盤，日報表打印，曲線圖形顯示等功、檢測儀器儀表的配備在抽放瓦斯

22、管路的各分管、支管及其與鉆場連接場處，設(shè)計有瓦 斯測量裝置，并配了便攜式數(shù)字瓦斯綜合參數(shù)測試儀，以測量管路內(nèi) 的瓦斯?jié)舛?、流量、壓力溫度等參?shù)。在瓦斯抽放泵房內(nèi)，配備了瓦斯抽放管道流量計，用于檢測抽放 瓦斯量。瓦斯抽放泵站配備的檢測儀器儀表，均采用礦用防爆型。6、瓦斯抽放站場地建筑及環(huán)境保護瓦斯抽放站場地布置，采取了相關(guān)的環(huán)保措施，采取措施后可達 到國家有關(guān)標準要求。7、給排水、采暖及供熱利用工業(yè)場地給排水、采暖及供熱設(shè)施。七、安全1、抽放系統(tǒng)安全措施、抽放站場、鉆孔施工防治瓦斯措施在準備抽放站場和鉆孔施工的過程中，要按照煤巷掘進的安全措 施管理。、管路防腐蝕、防漏氣、防砸壞、電氣防爆、防靜電

23、、防帶電、 防底鼓措施抽放管路防腐蝕、 防漏氣、防砸壞、 防底鼓等措施前面已作說明抽放管路上的電氣設(shè)備和電氣儀表，均采用礦用隔爆型。抽放管路，做防雷、防靜電接地、防漏電保護，防止由于管路雷 擊、靜電感應或帶電引起瓦斯爆炸。同時，井上下敷設(shè)的瓦斯管路， 采取適當措施，避免與帶電物體接觸。2、瓦斯抽放站安全措施、瓦斯抽放泵前后防回火、防爆炸、電氣防爆、防靜電措施瓦斯抽放泵前后均設(shè)有防回火、防爆等裝置。瓦斯抽放泵房內(nèi)和抽放瓦斯管道上的電氣設(shè)備和電氣儀表，均采 用礦用防爆型。站房附近管道，做防雷、防靜電接地、防漏電保護，防止由于管 路雷電波侵入、靜電感應或帶電，引起瓦斯爆炸。、瓦斯抽放站防雷電、防火災、防洪澇、防凍措施地面瓦斯抽放泵房建筑物，做