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1、金鑫矿瓦斯抽放设计摘要：金鑫矿金鑫煤矿位于登封市送表乡安庄村，行政区划隶属登封市送表乡管辖，矿区东北距登封市约25km。主要可采煤层为赋存于山西组下部的二1煤层，矿井绝对瓦斯涌出量为16.1 m3/min，相对瓦斯涌出量为25.47 m3/t。本文从介绍整个矿区概况着手，进而分析二1煤层瓦斯储量和瓦斯涌出量，并对瓦斯抽放的可行性和必要性进行论证。结合金鑫矿的地质条件和采煤方法，对金鑫矿进行掘进工作面穿层钻孔抽放和顺层钻孔抽放，回采工作面顺层平行抽放和采空区高位钻孔和埋管抽放，并设计钻孔布置。之后结合矿区工业广场具体情况进行地面泵站和瓦斯抽放管路设计，进行管径计算、管网阻力计算、管路敷设，采用水
2、环式真空泵作为瓦斯抽放泵，选取2BEC42型水环真空泵。与之匹配的瓦斯抽放泵及附属设施。而后制定预抽放施工有关的安全技术措施和抽放瓦斯管理。关键词：二1煤层；瓦斯抽放；设计Gas Drainage Design of JinXin Coal MineAbstract: mine coal mine is located in dengfeng city jinxin jinxin send table AnZhuang village township, administrative division of dengfeng city belongs to table jurisdiction
3、, the mining area is about 25 km northeast dengfeng city. Main CaiMeiCeng can occur in shanxi group for the bottom of the two 1 coal seam, absolutely mine gas emission is 16.1 m3/min, relative gas emission is 25.47 m3/t. This paper introduces the overall situation to mining area, and then analyzes t
4、he coal seam gas reserves and 1 gas emission, and gas drainage of the feasibility and necessity of the argument. Combined with the geological conditions and jinxin ore mining method, the xinhui ten ore heading face wear drainage layer and layer drilling borehole drainage, mining face along the layer
5、 parallel drainage and goaf drilling and buried tube high drainage, and design the drill hole layout. After considering the mining industry specific situation square ground pump station and gas drainage pipeline design, calculation, pipe diameter resistance calculation, pipe laying, use water ring t
6、ype vacuum pump as gas drainage pumps, select 2 BEC42 type water ring vacuum pumps. Matching gas drainage pump and affiliated facilities. And then make the drainage construction about safety technical measures and drainage gas management.Keywords:Coal seam No.2; Gas drainage; design目 录1引言11.1选题的目的和意
7、义11.2国内外研究综述11.3毕业设计所用的方法12 矿井概况22.1交通位置及矿井范围22.2 自然概况22.3 地质概况32.3.1 矿井地层32.3.2 地质构造52.4 煤层赋存与煤质62.4.1 煤层赋存62.4.2 煤质特征62.5 矿井开拓与开采72.6 矿井通风与瓦斯73 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性93.1 金鑫矿瓦斯基础参数93.1.1瓦斯含量测定93.1.2 煤层瓦斯压力间接测定103.1.3 瓦斯压力直接测定113.1.4 煤的瓦斯吸附常数测定113.1.5 煤的坚固性系数及瓦斯放散初速度的测定123.2 邻近矿井瓦斯基础参数133.2.1 新丰二矿和新丰矿133.2
8、.2 阳城二矿143.3 矿井瓦斯储量163.4 矿井瓦斯可抽量163.5 矿井瓦斯涌出量预测173.5.1 矿井瓦斯涌出构成关系173.5.2 回采工作面的瓦斯涌出量183.5.3 掘进工作面的瓦斯涌出量193.5.4 生产采区瓦斯涌出量预测213.5.5 矿井瓦斯涌出量预测223.6 瓦斯抽放的必要性233.7 瓦斯抽放的可行性244 瓦斯抽采方法254.1 抽采方法选择254.1.1 抽采方法选择依据254.1.2 抽放方法选择254.2 掘进工作面抽放方法264.2.1 底板巷水力冲孔卸压增透预抽煤层瓦斯264.2.2 顺层长钻孔掩护煤巷掘进区域防突措施274.3 回采工作面抽放方法2
9、94.4 采空区抽放方法314.4.1 采空区高位抽放314.4.2 采空区埋管抽放314.5 抽放钻孔的密封324.5.1 封孔深度324.5.2 封孔材料324.5.3 封孔工艺325 抽放管路系统选型设计345.1 抽放管路系统路线345.2 抽采规模预计345.3 抽放管路选型计算345.4 管网阻力计算355.5 管路连接与敷设要求375.6 钻孔与抽放管路连接385.7 抽放管路附属装置396 地面抽放泵选型及泵站布置426.1 抽放泵的选型426.1.1 抽放泵的类型确定426.1.2 抽放泵的容量计算426.1.3 抽放泵选型436.2 瓦斯抽放泵站的布置436.3 瓦斯抽放泵
10、站供电456.4 瓦斯抽放泵给排水456.5 防雷设施456.6 瓦斯抽放泵站照明466.7 瓦斯抽放泵站通讯466.8 抽放系统实时监测466.9 泵房采暖与通风467 瓦斯抽放工程技术经济指标477.1 劳动定员477.2 投资概算478 瓦斯抽放组织管理及主要安全技术措施508.1 组织管理508.2 瓦斯抽放组织机构管理508.3 瓦斯抽放钻场管理508.4 采空区抽放管道的拆装518.5 瓦斯抽放管路管理528.6 主要安全技术措施528.7 钻机操作规程538.8 瓦斯抽放泵司机作业操作规程538.9 瓦斯抽放报表管理55致 谢57设计参考文献581引言1.1选题的目的和意义本设计
11、是以金鑫矿瓦斯地质勘探报告、矿井初步设计说明书、瓦斯抽放系统图等资料为依据进行矿井瓦斯抽放系统设计的。通过这次对矿井瓦斯抽放系统（论文）和设计的撰写，能更好的培养学生搜集、整理、运用科技资料和积累生产经验的能力，进一步培养学生撰写技术文件和绘制工程图件的基本技能培养和锻炼，能更好地、独立地、创造性地进行工作的能力。同时随着向井田深部开采的进行，煤层中瓦斯含量势必升高。日益凸出的瓦斯问题不仅制约该矿的正常生产还严重威胁矿井工作人员的生命安全。因此必须采用瓦斯抽放的方法在煤层开采前将瓦斯含量降到不存在突出危险的水平。另一方面，瓦斯又是一种优质资源，对煤矿瓦斯进行合理的抽放并加以利用，可以给煤矿带来
12、可观的经济效益。1.2国内外研究综述对于煤与瓦斯突出煤层，国内外广泛采用的瓦斯抽放方法有：开采层抽放方法，邻近层抽放方法，采空区抽放方法，保护层抽放方法。到目前为止世界上各主要采煤国家都开展了瓦斯抽放工作，世界煤矿瓦斯抽放量基本上是呈线性增加，由于瓦斯抽放技术和设备性能的提高和煤炭的产量增加以及矿井向深部延伸，国外的有些国家达到较高的抽放率，有些国家达到了较高的相对瓦斯量。我国煤矿总体瓦斯抽放效果不佳, 具体表现为瓦斯抽放率低。导致我国煤矿瓦斯抽放率低的原因:我国95%以上的高瓦斯和突出矿井所开采的煤层属于低透气性煤层,瓦斯抽放特别是预抽难度非常大；抽放时间短、钻孔工程量不足、封孔质量差、抽放
13、系统不匹配和管理不到位。1.3毕业设计所用的方法 本设计是在收集金鑫矿原始资料的基础上，通过严格的理论计算确定煤层瓦斯基本参数矿井瓦斯储量。然后参考抽放工作进行比较成功矿井的管理模式，结合本矿实际尽可能采用技术先进、可靠性高、维修简单的瓦斯抽放泵和相应的机电设备、监控设备；抽放系统设计采用比较法（技术、经济比较法）进行论证。地面泵站的选址需充分考虑环保（废水、噪声和对空排放瓦斯不应超过工业卫生规定的标准，否则应有治理措施）和安全的因素。并对整个设计阐述个人的见解。2 矿井概况2.1交通位置及矿井范围金鑫煤矿位于登封市送表乡安庄村，行政区划隶属登封市送表乡管辖。地理坐标为：东经112551111
14、25614，北纬341925341950。井田走向长约0.381.39km，倾斜宽约0.2170.74km，矿井开采标高从+420-210m，面积0.6141km2，以下14个拐点圈定，见表2-1所示。表2-1 井田拐点坐标Table 2-1 field inflection point coordinates点号X坐标Y坐标1380043838401819238006033840181933800600384022004380081738402203538008953840182063800714384018197380088538400944838004933840083593800429
15、384008341038004293840078211380017438400718123800148384008531338002503840126214380038538401606矿区东北距登封市约25km，西南距汝州市及焦枝铁路汝州站30km，207国道从矿区南部通过，北距阜（阳）登（封）铁路2km，矿区有简易公路与其相通，交通便利。交通位置示意图详见图2-1。2.2 自然概况本区为低山丘陵地形，区内最高海拔标高为632m，最低海拔标高为435m，相对高差为197m，区内总体地势呈中部高，向南、东变低，地面坡度大，冲沟发育，有利于大气降水的迳流与排泄。本区属大陆性半干旱型季风气候。夏、秋两季炎热多雨，东春两季寒冷干燥。年降雨量416.501102.90mm，一般614.6765.7mm；降雨多集中在7
