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1、0目录1 矿井概况.12 瓦斯量测定.22.1 测定方法 .22.2 测量工具 .22.3 计算方法 .22.4 测量效果分析 .33 管路阻力计算.33.1 计算方法 .33.2 计算结果分析 .44 管径选择计算.44.1 计算方法 .44.2 计算结果分析 .55 瓦斯抽放泵容量选择.55.1 计算方法 .55.2 计算结果分析 .56 结论.57 建议.61梅河煤矿瓦斯抽放管路流量测定实践梅河煤矿瓦斯抽放管路流量测定实践吴晶冰梅河煤矿二井、三井、四井属高瓦斯矿井，自 1970 年开采至今经历 40 余年，由+300 水平开采至-240 水平，瓦斯含量逐年增大，为此，梅河煤矿通风部组织人
2、力、物力进行加大瓦斯抽采工作，对瓦斯抽放管路、瓦斯抽放泵能力、瓦斯抽采能力进行核算，累及相关数据，针对异常情况进行有效防范和处理，对梅河煤矿深部瓦斯治理起到推动作用。关键词：抽放管路；负压；深部瓦斯治理；瓦斯抽放作者简介：吴晶冰 1977 年 3 月 13 日 男 汉族 吉林省梅河口市红梅镇 辽源矿业集团（有限）责任公司梅河煤矿 ，2009 年毕业于阜新矿院，本科，现任梅河煤矿通风部科员，主要从事煤矿通风与安全方面的工作。联系方式 13500977913测定内容以梅河四井为例：1 矿井概况矿井概况1.1 梅河四井于 1979 年 10 月 1 日投产，截止到 2009 年底，累计采出煤炭 11
3、11.52 万t，剩余工业储量 1254.1 万 t，可采储量 776.21 万 t，已开采水平为+270-115m，现开采水平为-115-180m，开拓水平-300m，预计可开采 8 年，2010 年矿井实际生产煤炭 67.0万 t（标煤）。1.2 梅河四井通风方式为中央并列式，通风方法负压抽出式，主扇型号为-8-o25型，功率 2400，风机额定风量为 300010080m3/min。两台同型号，其中一台备用。矿井实际入风量 4247 m3/min，总排风量为 4344 m3/min，反风采用压入式，矿井反风率为82，通风核定能力 90.3 万 t/a，生产核定能力 90 万 t/a。1.
4、3 梅河四井现采用地面永久式瓦斯抽放系统抽采煤层瓦斯，地面瓦斯抽放泵站共设有瓦斯抽放泵 2 台，使用 1 台，备用 1 台；瓦斯抽放泵型号：2BEC50；配备电机功率 200Kw，抽采能力：160m3/min。现实际抽放瓦斯浓度 7%，抽采量 5.01m3/min。现共有抽采管路22700m，其中 12 寸管路 2050m、8 寸管路 200m，6 寸管路 450m。1.4 梅河四井现有 9103-1采区、9101-2掘进道口，9103-1区地质储量 21 万 t，瓦斯含量6.98m/t，瓦斯储量 150 万 m；9101-2区地质储量 25.76 万 t，瓦斯含量 7.26m/t，瓦斯储量
5、187.01 万 m。1.5 梅河四井瓦斯等级鉴定结果：全矿井相对瓦斯涌出量 12.39m/t，绝对瓦斯涌出量16.66m/min，采区最大相对瓦斯涌出量 8.56m/t，绝对瓦斯涌出量 6.28m/min；全矿井相对二氧化碳涌出量 1.57m/t，绝对二氧化碳涌出量 2.11m/min，采区最大相对二氧化碳涌出量 2.02m/t，绝对二氧化碳涌出量 0.76m/min。1.6 梅河四井瓦斯基础参数测定结果：瓦斯放散初速度 4.467.71，煤的坚固性系数 0.380.47，瓦斯压力 0.320.64 MPa。2 瓦斯量测定瓦斯量测定2.1 测定方法测定方法手动测量：通过井下测量大气压值、管路
6、负压值、管路温度、管路压差、管路内甲烷含量等参数进行计算。2.2 测量工具测量工具空盒气压计、负压表、温度计、U 型压差计、100%理研。2.3 计算方法计算方法计算瓦斯流量，可按下式计算：0=0.0034575(Pd-Hf)/(273T)0=井下空气平均密度 单位：Kg/m，Pd=气压表读数 单位：Kpa ，Hf=抽放管路负压 单位：Mpa，Tg=温度 单位：。管=00.554CH4%0（1CH4%）3g=管内密度 单位：Kg/m，CH4=甲烷浓度 单位：%。Vg=(29.81hs)/0Vg=管内流速 单位 m/s，Hy=管内管外压力差 单位：mmH2O。Qg=Vg60SgQg=管内混合流量
7、 单位：m/min，Sg=管路横截面积 单位：。b=1.20.554CH4%1.2(1CH4%)b=标准状态下管内密度 单位：Kg/m，Qbh=Qgg/ bQbh=标准状态下管内混合流量 单位：m/min。Qbc=QbhCH4%Qbc=标准状态下管内纯瓦斯流量 单位：m/min。通过以上公式计算结果为：参 数TgPdHfCH4hygbhbc测量日期地点MPaMPa%mmH2Om2m3/minm3/min地面泵站190.096 0.028 7500.051 71.56 5.01 9103-1区200.101 0.007 8600.018 32.83 2.63 9101-2区200.101 0.0
8、06 12370.018 25.99 3.12 2011-7-7旬计万 m39103-1区3.78 9101-2区4.49 2.4 测量效果分析测量效果分析9101-2区溜道抽放负压 0.006Mpa 低于煤矿瓦斯抽采达标规定，规定指出预抽管路负压必须在 0.013Mpa 以上，才能确保预抽量。43 管路阻力计算管路阻力计算3.1 计算方法计算方法计算摩擦阻力，可按下式计算：Hm=9.8LQC2dc/KD5Hm=摩擦阻力损失，PaL=管路长度，mQC=管路瓦斯流量，m3/mindc=混合瓦斯对空气相对密度k=与管径有关系数计算局部阻力，可按下式计算：Hj=15%Hm计算管路阻力，可按下式计算：
9、Hg= Hm+Hj通过以上公式计算结果为：摩擦阻力局部阻力管路阻力LDQcKdc 区号 MPaMPaMPamcmm/h m3/min地面泵站0.023 0.003 0.027 170030.484293.69 0.490.9699103-1区风道0.024 0.004 0.028 25015.241969.86 0.460.9549101-2区溜道0.012 0.002 0.014 20015.241559.22 0.460.9473.2 计算结果分析计算结果分析地面泵站和 9103-1区管路阻力略大。4 管径选择计算管径选择计算4.1 计算方法计算方法计算管径，可按下式计算：D=0.1457
10、Q/V5D=瓦斯管路内径，mQ=管内瓦斯流量，m3/minV=瓦斯在管路内平均流速，m/s通过以上公式计算结果为：抽放管径 D管内流量 Q管内流速 V选择铁管选择 PE 管 区号 mm3/minm/s寸寸地面泵站0.1528 71.56 65.02 889103-1区风道0.1161 32.83 51.72 669101-2区溜道0.1175 25.99 39.97 664.2 计算结果分析计算结果分析地面泵站抽放管径0.3048m 大于计算管径0.1528m,9103-1区抽放管径0.2046m 大于计算管径0.1161m, 9101-2区抽放管径0.1446m 大于计算管径0.1175m,
11、所以无需更换管径。5 瓦斯抽放泵容量选择瓦斯抽放泵容量选择5.1 计算方法计算方法计算瓦斯抽放泵额定流量，可按下式计算：Q=100QzK/XnQ=瓦斯抽放泵额定流量，m3/minQz=矿井瓦斯最大抽放总量，m3/minK=瓦斯抽放综合系数，取 1.2N=瓦斯抽放泵机械效率，取 0.8通过以上公式计算结果为：额定流量 Q最大抽放量 Qz瓦斯浓度 X机械效率 n综合指数 k 区号 m3/minm3/min% 地面泵站107.34 5.01 7 0.81.29103-1区风道49.25 2.63 8 0.81.29101-2区溜道38.98 3.12 12 0.81.265.2 计算结果分析计算结果
12、分析地面泵站额定流量 160 m3/min 大于计算额定流量 107.34 m3/min，满足采区抽放需求。9103-1区实测流量 32.83 m3/min 小于计算流量 49.25m3/min，9101-2区实测流量 25.99 m3/min 小于计算流量 38.98m3/min，满足需求。6 结论结论梅河四井抽放管路瓦斯流量测定结果显示，9101-2区溜道预抽管路负压低，低于煤矿瓦斯抽采达标规定的 13KPa，地面泵站和 9103-1区管路阻力大，瓦斯泵抽放能力有足够富裕量。通过对梅河四井进行抽放管路瓦斯流量测定，可起到预先确定现有管路抽采情况，确保有足够能力抽采采掘区域瓦斯，并且对深部瓦
13、斯治理起到决定性作用。7 建议建议7.1 9101-2区负压低可适当调节阀门或调节各区间管路负压。7.2 地面泵站负压值低、管路阻力大，增加负压方案：一是可调节泵站管路供水情况或关闭入排管路联络阀门增大负压状态。二是更换干、支线管路放水器 90拐角以降低阻力值。三是增加大直径管路直线距离。7.3 为保证回采期间安全开采，9101-2区在原有预抽钻基础上向煤层下打穿层预抽钻孔，以确保本层开采和下层掘送期间无瓦斯超限。7.4 9101-2区在特定情况下建立管路联网状态，保证在巷道压力增大、变形挤压管路后，能够有一支管路抽采瓦斯。7.5 本井安全井长组织人员定期进行干线管路巡检，检测管路接头、焊接部件损坏等情况，发现后立即处理，建立档案。7.6 抽放技术人员定期检测管路负压及流量状态，掌握本井瓦斯变化规律，详细记录并备案。7参考文献：梅河煤矿瓦斯流量计算公式，何永禄，2005 年AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范，国家安全生产监督管理总局，2006 年AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采基本指标，国家安全生产监督管理总局，2006 年
