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1、110101 采煤工作面瓦斯治理方案采煤工作面瓦斯治理方案对对于瓦斯于瓦斯矿矿井而言，瓦斯是井而言，瓦斯是矿矿井最大的灾害与安全井最大的灾害与安全隐隐患，瓦患，瓦斯治理程度直接关系到生斯治理程度直接关系到生产产与安全；与安全；为为了了让让 10101 采面在回采采面在回采过过程中不受瓦斯的制程中不受瓦斯的制约约， ，现对现对 10101 采面的瓦斯治理作如下采面的瓦斯治理作如下设计设计： ：一、概述一、概述:10101 工作面为禹举明矿业有限公司首采工作面，该面位于 1 采区+1388m +1436m 水平之间，工作面走向长 290 米，倾斜长 90 米。平均煤厚 2.8 米，储量 58870
2、 吨，该面采用走向长壁后退式开采，全垮落法管理顶板，采煤工艺为走向长壁后退式采煤法。二、瓦斯涌出量二、瓦斯涌出量预计预计公式公式计计算法算法预计预计按照 AQ1018-2006 标准及本矿井回采工作面瓦斯涌出来源，回采面相对瓦斯涌出量为：Q采采=1+2式中：Q采采：回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t；1：开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；2：邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t；a、开采层相对瓦斯涌出量矿井开采的煤层为中厚煤层，一次采全高，按照 AQ1018-2006 标准附录 A 按下式计算：2C1 煤层：1=K1K2K3（W0-WC）=1.3(1/0.95)Mm0.7752.82.8(12.87-
3、3)=10.46m3/t式中：1：开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量，m3/t；K1：围岩瓦斯涌出系数，与围岩岩性、围岩瓦斯含量及顶板管理方法有关，一般按顶板管理方法取值。全部陷落法管理顶板时，取1.3；K2：工作面丢煤瓦斯涌出系数，取1/，为工作面回采率；K3：分区内准备巷道预排瓦斯对开采层煤体瓦斯涌出的影响系数。采用长壁后退式回采时，取值按下式确定：K3=LhL2775. 0801880L：工作面长度，m；h:巷道瓦斯排放宽度，m。矿井所采煤种为烟煤，h取18.0；m：开采煤层厚度,m；2.8m；M：工作面采高，m；均为一次采全高W0：煤的原始瓦斯含量；WC：煤的残存瓦斯含量，查表取3。b、邻
4、近层相对瓦斯涌出量计算根据AQ1018-2006中图D.1邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线图分析，开采C1煤层时，下邻近分别为C5、C6、C7、C8、C9、C12，其计算结果如下：2=(13.26-3)(1.192.8)0.7+(13.05-3)ii cinioiMmWW )(1(0.92.8)0.6+(13.0-3)(0.592.8)0.4+(13.03-33)(0.72.8)0.35+(13.03-3)(0.92.8)0.2+(13.56-3)(42.8)0.05=8.19m3/tmi-第i个邻近层煤层厚度，m；M-工作面采高，m；-第i个邻近层瓦斯排放率， ；i-第i个邻近层煤层原始瓦
5、斯含量，m3/t；oiW-第i个邻近层煤层残存瓦斯含量，m3/t；ciW即开采C1煤层工作面相对瓦斯涌出量为18.45m3/t，绝对瓦斯涌出量为18.45300000330246011.65m3/min。三、瓦斯治理三、瓦斯治理根据工作面瓦斯涌出来源特点分析，结合该区域煤层赋存状况、采掘布置、开采顺序及地质条件等综合考虑，设计本面瓦斯治理方案如下： 一）通风1、10101 工作面系统的通风方式根据 10101 井巷布置情况，决定 10101 工作面的通风系统采用“U”型通风方式，即 10101 运输顺槽进风、10101 回风顺槽回风的通风方式（见通风系统图）回采工作面所需风量的计算、按瓦斯涌出
6、量计算Q采 1100q采Kc=1001.66.4=10245m3/min=17.1m3/s式中：q采回采工作面瓦斯的绝对涌出量，m3/min，6.4m3/min。Kc回采工作面瓦斯涌出不均衡系数，它是最大涌出量与平均涌出量之比，一般对于采工作面 Kc为 1.21.6，对于炮采工作面 Kc为41.42.0，本矿为炮采工作面取 Ka=1.6。、按工作面温度与风速的关系计算 2Q采 2VcScKi=1.36.71=8.7m3/s式中：Vc采煤工作面应有良好的气候条件，其进风流气温和风速应符合有关要求，经查表，设回采工作面气温取 2023，则工作面风速 Vc应为 1.01.5m/s,取 1.3m/s；
7、Sc回采工作面平均断面积（m2）,本矿 C1 号煤层平均厚 2.8m，采用柔性掩护支架支护，则工作面平均断面为 6.7m2;Ki回采工作面长度系数，经查工作面长度系数表，回采工作面为80150m 时，工作面长度系数为 1.0。、按炸药使用量计算 3Q采 3=（Acb）/(tc)式中：Ac回采工作面一次使用的最大炸药量，kg；b每公斤炸药爆破后生成的当量 CO 的量，根据炸药爆破后的毒气体国家标准取 b=0.1m3/kg;t通风时间，一般取 2030min；c爆破经通风后，允许工作进入工作面工作的 CO 浓度，一般取CO=0.0024%，将各参数取值带入上式后，简化为：Q采 3=25AC=251
8、3.5=337.5m3/min=5.6m3/s工作面长度 90m，设计分三段爆破，一次使用最大爆炸量取 13.5kg。、按工作人员数量计算 4Q采 4=4Nc=430=120 m3/min=2.0 m3/s5式中：Nc回采工作面同时工作的最多人数，人；4每人每分钟 4m3的供风标准。、按风速进行验算 5根据以上计算，回采工作面计算最大风量为：Q采=max(Q采 1、Q采 2、Q采 3、Q采 4)=max(17.1, 8.7,5.6,2.0)= 17.1m3/min。根据规定，回采工作面最氏风速为 0.25m/s、最高风速为 4m/s 的要求进行验算，经验算：Q采0.25Sc=0.256.7=1
9、.7m3/sQ采4Sc=46.7=26.8m3/s工作面风量满足风速验算要求二）、二）、风风排瓦斯能力排瓦斯能力计计算：算：根据 10101 回风顺槽的配风量，按照规定：采煤工作面回风的最大允许瓦斯浓度为 0.8%，则该面风排瓦斯量为：q排=Q0.8%=10260.008=8.208m3/min三）瓦斯抽放三）瓦斯抽放一、抽放管路管径、材质、规格一、抽放管路管径、材质、规格1、抽放管路管径按下式计算：d=0.1457 VQ/式中：d瓦斯管内径（m）Q瓦斯管流量（m3/min）6V瓦斯管内流速（m/s） ，一般取515m/s。（1 1）高负压瓦斯管路计算）高负压瓦斯管路计算矿井瓦斯抽放纯量为10
10、.26 m3/min。设计考虑高负压抽放6.2 m3/min，低负压抽放4.06 m3/min。抽放管路管径按下式计算：d=0.1457(Q/V)0.5式中：d 一瓦斯管内径，m；Q瓦斯管混合瓦斯流量，m3/min；(混合瓦斯浓度按 40计算,高负压瓦斯纯量按 6.2 m3/min 计算，则 Q=1.56.20.4=23.25 m3/min, 低负压瓦斯纯量按 4.06m3/min 计算，则Q=1.54.060.2=30.45m3/min)V 一瓦斯管内流速，m/s，一般取 512ms； 支管：流量按回采工作面抽放流量计算。回采工作面瓦斯抽放按 60%计算为 13.95m3/min。d=0.1
11、457=0.1457=0.172m，选择管径为 1855.0mmVQ/10/95.13的无缝钢管作为抽放支管。（2）低负压瓦斯管路计算主管：d=0.1457K =0.1457=0.254m，选择管径为VQ/10/45.302855.0mm 的无缝钢管作为低负压抽放主管。支管：d=0.1457=0.1457=0.184m，选择管径为VQ/10/162105.0mm 的无缝钢管作为抽放支管。二、瓦斯管的连接方式7用弹簧软管将钻孔瓦斯抽放管与钻场汇流相连，汇流管与钻场瓦斯管连接后与巷道中的瓦斯抽放联接。瓦斯抽放主管道均采用法兰盘螺栓紧固连接，中间夹像胶密封圈，为安装方便，抽放管路拐弯处也可采用弹簧软
12、管代替铁管。5、 流量计算Q=KXnQC式中：Q-瓦斯泵额定流量，m3/min；QC-抽放期间内抽出的最大纯瓦斯量之和，m3/min；X-瓦斯泵入口处瓦斯浓度；n-瓦斯泵的机械效率，n=0.8；K-抽放备用系数，取 K=1.5。(1) 高负压抽放系统瓦斯泵流量计算：Qp=Q KQ/C=(6.21.5)/(0.400.8)=29.1m3/min(2)低负压系统瓦斯泵流量计算：Qp=Q KQ/C=(4.061.5)/(0.20.8)=38.1m3/m本矿现有高负压瓦斯抽放泵 2 台，型号 2BE1-303 型水环式真空泵。其技术规格性能如下：最大抽气量 52m3/min，吸入口径 200mm,最低
13、吸入绝压 33kpa。选用 YPB 型防爆电机，电机功率 75Kw，电机电压 380V。低负压瓦斯抽放泵 2 台，型号 2BE1-353 型水环式真空泵，其技术规格性能如下：最大抽气量 65m3/min,最大吸入绝压 33kpa。选用 YPB 型防爆电机，电机功率 110Kw，电机电压 380V。瓦斯泵数量为四台，高、低负压各两台，其中均为各一台运转，一台备用。低负压泵目前负责 10101 回风巷上隅角8采空区的瓦斯抽放；高负压泵目前负责 10101 运输顺槽的本煤层抽放。三、根据瓦斯来源分析，三、根据瓦斯来源分析，结结合合矿矿井的巷道布置、瓦斯基井的巷道布置、瓦斯基础础参参数等因素，数等因素
14、，选选用下列抽放方式：用下列抽放方式：方案方案:(1)、 、本煤层瓦斯抽放（高负压）：在 10101 运输顺槽掘进期间，已在运输顺槽施工了 78 个本煤层钻孔;回采时继续在运输顺槽每隔 3 米各施工一个本煤层抽放钻孔。采用 ZY750S 全液压钻机向 C1 煤层施工，设计钻孔深度为 80 米，孔径为 75mm。每施工完一个本煤层钻孔后，必须及时进行封孔，封孔长度为 8m，并连管抽放。采用马丽散进行封孔。（2） 、根据 10101 工作面回采期间的瓦斯治理结果分析可知，采用高位巷治理瓦斯时，高位巷抽放量占低负压抽放总量的 40%，回风顺槽抽放量站低负压抽放总量的 60%，以此为依据，在 1010
15、1 回风顺槽内安设 8 寸抽放主管，抽放主管前端埋入采空区，抽出采空区瓦斯。另外，主管路上每隔 50 米安设一个三通，三通上加设闸阀，闸阀上连接一根 8 寸迈步管，迈步管接入高位“T”型窝抽放采空区瓦斯；高位巷在封闭后采用 8 寸瓦斯管治理 10101 工作面回采期间的瓦斯.通过本设计的实施，工作面在回采过程中风排瓦斯量大大降低。若 10101 工作面高、低负压抽放浓度未达到本方案的要求时，工作面回风流中瓦斯浓度将超过有关规定，所以必须采取以下措施：1、瓦斯管必须按要求进行吊高或垫高，离底板高度不得低于300mm。2、当出现瓦斯管积水时，必须及时进行放水，保证瓦斯抽放负压。93、通防科必须每天
16、对 10101 工作面高、低负压瓦斯抽放的各项参数进行测定，发现抽放负压达不到要求，必须及时进行调整，保证抽放负压。4、通风科、安检科，对施工的本煤层抽放钻孔进行监督，其方位、倾角严格按设计施工，且孔深不得低于设计孔深的 80%，否则视为废孔，必须重新补打钻孔。5、对施工好的本煤层抽放钻孔，用压风导入法进行试漏气， ，发现有漏气现象的，重新进行封堵，保证抽放浓度。6、对本煤层抽放连接胶管要加大检查力度，一旦发现连接胶管有打折现象时，必须及时进行处理。7、对抽放浓度低的钻孔（低于 5%） ，要及时甩掉，保证抽放浓度。8、通风科每周对高、低负压抽放系统进行全面检查，发现问题，必须及时进行处理，保证抽放系统正常运行
