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1、+115水平102采区瓦斯抽放设计第一章 矿井基本情况第1节 矿井位置与交通赵家坝煤矿位于四川省广元市旺苍县县城以东10公里，行政区划归属于旺苍县普济镇，黄洋镇。隶属于四川广旺能源发展（集团）有限责任公司，属国有企业，井口地理座标：东经1062205；北纬321610，交通方便，有宝成铁路广（元）乐（坝）支线及广（元）巴（中）公路通过矿区南侧，并有4km轻便机车道及铁路换装系统，与广乐线黄洋站相连，矿区公路4km与广巴公路衔接。矿井始建于1969年12月，1971年底投产，技改扩能后，核定生产能力36万吨/年，核定通风能力为46万吨/年，现有员工1226人。第2节 煤层赋存条件井田含煤地层属三
2、叠系上统须家河组第五段第三亚段（T3xj5-3），共含煤六层，依次为：7、8、9、10、11、12号煤层。均集中于煤组地层中、下部。煤层厚度一般比较稳定，但结构复杂。9、12煤层为主采煤层，7、8、10、11为局部可采煤层。煤层倾角3572，平均50。煤层厚度为500mm1300mm，属于薄煤层。所采煤层为低硫、中磷、高灰煤层，煤种为贫瘦煤。第3节 矿井开拓、开采赵家坝煤矿采用平硐加斜井开拓方式。矿井现有+555米、+340米+115米三个水平。+555米水平已开采结束。+340米水平为生产水平， +115水平现正在开拓，+340米水平共有五个采区，该水平301、302采区已开采结束。306采
3、区为主采区，303采区为辅助采区，每个采区分为三个水平进行开采。第4节 矿井开采布置一、赵家坝煤矿采用采区条带式布置。采区以轨道上山、回风上山为界分东西两翼。东西两翼分三个区段开采，沿煤层走向在各区段布置进回风巷，形成采区生产系统。采区轨道上山安装液压绞车，作为提升煤矸及运料用。采区轨道上山设置上、中、下部车场，作为调车、汇车使用。采区回风上山下部设采区变电所等机电硐室。二、矿井采用前进式开采。采区以后退式开采，并由采区上部向采区下部开采。赵家坝煤矿7#、8#、12#煤层采用俯伪斜走向长壁分段密集采煤法。9#、10#、11#煤层采用伪斜柔性掩护支架采煤法，采煤工作面采用1.2KW煤电钻打眼，放
4、炮落煤，煤炭经搪瓷溜槽自溜，下平巷采用1吨“U”型矿车接装，人工配合11.4KW内齿轮绞车运输。采煤工作面采用金属支柱、掩护支架支护，全部垮落法管理顶板。巷道掘进采用煤电钻、风锤打眼，放炮爆落岩石，人工、扒岩机装碴，蓄电池机车牵引1吨“U”型矿车运矸。第5 节 矿井通风本情况一、赵家坝煤矿通风方式为中央分列式，通风方法为混合抽出式通风，由主、副斜井、陈家梁进风井进风，+555水平大巷回风，柯家梁风井排出地面，采用2台BDK III -6-18对旋式风机为主要通风通风机，一台运转，一台备用，电机功率为290kw。矿井总进风量为3100m3/min，总回风量为3300 m3/min，通风负压200
5、0pa，矿井等级孔为1.46m2。二、赵家坝煤矿采面采用上行通风方式，即风流经采区轨道上山采面下平巷采面采面上平巷采区回风上山，掘面采用对旋式局部通风机进行压入式通风。第6 节 矿井瓦斯分布情况矿井瓦斯分布状况为埋藏浅部低，深部高，西高东低，涌出异常，无规律可循。矿井在开采+555m以上水平时，瓦斯涌出量很小，属低瓦斯矿井，开采+340m水平后，瓦斯涌出量日益增大，近年来最大相对涌出量为24.92m3/t。现场实际情况反映为一采区范围内9#煤层瓦斯涌出量大，二采区7#煤层瓦斯涌出量大，三采区10#煤层瓦斯涌出量大，四采区9#煤层瓦斯涌出量大，六采区东翼边界9#、12#煤层局部瓦斯涌出量大。在局
6、部地质构造带，各煤层会出现不同程度的瓦斯异常现象。第7 节 矿井瓦斯分布情况赵家坝煤矿为高瓦斯矿井。2006年瓦斯等级鉴定时，矿井相对瓦斯涌出量为12.03 m3/t，绝对瓦斯涌出量为6.12m3/min。相对二氧化碳涌出量为11.69m3/t，绝对二氧化碳涌出量为5.94m3/min，鉴定结果为高瓦斯矿井。2007年瓦斯等级鉴定，矿井相对瓦斯涌出量为19.34 m3/t，绝对瓦斯涌出量为10.84 m3/min。相对二氧化碳涌出量为9.01 m3/t，绝对二氧化碳涌出量为5.05 m3/min，鉴定结果为高瓦斯矿井第8 节 矿井瓦斯抽放情况矿井建立有瓦斯抽放系统，抽放泵型号为西门子2BE12
7、52-OBY水环式真空泵，电机型号为YB2-280M8，功率45KW，转速740转/分，实际单台泵混合流量15m3/min左右，抽放负压0.07MPa，能有效进行局部瓦斯抽放。2006年以来，由于对31032、31232工作面连续进行瓦斯抽放，31032备用工作面回风瓦斯浓度由1.20%下降到0.40%左右，采面回风巷瓦斯绝对涌出量由3.2-3.5m3/min，下降到抽采后的的0.43m3/min，完全杜绝了瓦斯浓度超限现象，同时为31232工作面安全回采，创造了安全生产条件，取得了良好的瓦斯抽放效，经济效果和社会效益。第二章 102采区瓦斯抽放设计第1 节 +115水平瓦斯涌出量预测+555
8、米水平瓦斯相对涌出量为16 m3/T，矿井+340米水平瓦斯平均最高涌出量为22.8 m3/T，则瓦斯递增率d（开采深度每增加1米时，相对瓦斯涌出量增加的数量）为： m3/（tm）所以，+115水平瓦斯相对涌出量预计为：m3/T赵家坝煤矿核定生产能力为36万吨/年，则日产量为857T，因此+115水平正常生产时绝对涌出量为：85730（2460）17.9 m3/min。第2 节 瓦斯抽放系统的确定根据煤矿瓦斯抽放规范（AQ10272006）规定，矿井年产量等于或小于0.4MT，绝对瓦斯涌出量大于15 m3/min的矿井，必须建立地面永久瓦斯抽放系统或井下移动泵站瓦斯抽放系统，应设计抽放瓦斯。1
9、、赵家坝煤矿现已建有永久瓦斯抽放系统，抽放泵型号为西门子2BE1252-OBY水环式真空泵，单台泵混合流量15m3/min，计划+115水平采用综合瓦斯抽放方法，按30%的抽放率进行抽放（按规定，采用综合瓦斯抽放方法的矿井，瓦斯抽出率不小于25%）则：瓦斯抽放纯量为：17.9 m3/min30%5.37 m3/min抽放浓度按30%计算则：瓦斯抽放混合量为：5.37 m3/min30%17.9m3/min因此现有瓦斯抽放泵抽放流量不符合要求，必须更换。2、抽放管径计算：主管：抽放混合量为17.9m3/min，按抽放管管内气体经济、合理流速V=12m/s计算，瓦斯抽放主管直径为：=0.178m1
10、7.8mm所以，瓦斯抽放主管直径选为200 mm支管：根据采掘面部署具体情况，对1923、1723、1724采面、1924、1727、1728掘面等进行瓦斯抽放，102采区最远抽放点为1727掘面，距离地面瓦斯抽放泵站6120米（其中主管5470米，支管650米），各地点瓦斯抽放管径，根据瓦斯涌出量具体确定。支管直径采用200mm、150mm、100mm。3、抽放阻力计算：(1) 瓦斯抽放管路阻力计算：+115水平102采区瓦斯抽放摩擦阻力按最长的线路分段进行计算：A、 主管的摩擦阻力计算： 泵房至102采区二甩道。按Q=17.9 m3/min =1074 m3/h，D=200mm=20cm，
11、L=5650m，瓦斯浓度30%进行计算。 =0.866=24344PaB 、分管的摩擦阻力计算： 102采区二甩道至1727石门口。按Q=9 m3/min =540 m3/h，D=200mm=20cm，L=470m，瓦斯浓度40%进行计算。 =0.821=485.3PaC 、支管的摩擦阻力计算： 1727石门口至1727平巷。按Q=4 m3/min =240 m3/h，D=100mm=10cm，L=650m，瓦斯浓度45%进行计算。 =0.798=4722.5Pa所以H摩= H1H2H3=24344485.34722.5=29551.8 Pa(2) 局部阻力计算：H局=H摩20%=29551.
12、820%=5910.4 Pa(3) 抽放管道总阻力计算：H阻=H摩+H局=29551.8 5910.4 =35462.2 Pa (4) 孔口负压计算：查中国煤矿安全教育4-27参照同等条件中等数，H孔=3000 Pa(5) 瓦斯抽放泵压力计算：H压=H阻+H孔=35462.2+3000=38462.2 Pa =38.5K Pa(6) 瓦斯抽放泵真空度计算：45.6%4 瓦斯抽放泵选型：根据Q=17.9 m3/min，H压=38.5K Pa，选用佛山水泵厂生产的2SKW27型水环真空泵即可满足要求。第3 节 瓦斯抽放系统设备、器材根据瓦斯抽放系统设计的规定，抽放主管、分管、支管与钻场连接处应安设
13、瓦斯计量装置；钻场、管路应设置防水器；抽放管路分岔处应设置控制阀门；地面泵站应设置防爆、防回火、防回水装置及压力、流量、浓度测量装置，以及对泵站瓦斯、泵水流量、温度等参数进行监测的监测装置，因此赵家坝煤矿+115水平102采区瓦斯抽放系统设备、器材如下：序号名称数量规格单位单价总价（万元）备注1PE管6120200mm米48.629.7432瓦斯抽放专用2PE管2600100mm米28.47.384瓦斯抽放专用3自动放水箱14个20002.84球阀28200mm个1600.448瓦斯抽放管配套5球阀52100mm个950.494瓦斯抽放管配套6流量计2个56001.127负压抽气筒2个8000
14、.168铜管104mm米400.04瓦斯测点加工9斜坡管道防滑卡100200mm付500.510泵站防爆装置2台30000.611泵站回火装置2台5000112泵站防回水装置2台20000.413高含量光干涉瓦斯检查仪2台7000.1414负压表2支3100.06215正压表2支2800.05616温度计支20017KFD瓦斯监测断电仪2台120002.4重庆煤科院产18瓦斯传感器4台40001.619压力传感器2台38000.7620温度传感器2台38000.7621流量传感器2台67001.3422传感器电缆1600米50.823水环真空泵22SKW27台43.2佛山水泵厂含附件24合计95.8072第4 节 瓦斯抽放系统管路的铺设赵家坝煤矿+115水平102采区的瓦斯抽放管路铺设分为主管路铺设与支管路铺设。主管路铺设：由地面瓦斯抽放泵房开始铺设，经+340水平付斜井+340井底车场矿井东翼大巷102回风上山联络石门102回风上山到102采区下部车场。支管路铺设
