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1、一、瓦斯：1、什么是瓦斯？在煤炭开采的过程中，从围岩或煤层中涌入矿井内的以甲烷为主的有毒有害气体的 总称.通常指甲烷。2、瓦斯的成因与组成是植物的残骸，在高温缺氧的条件下，由其中的有机物质发生化学分解而产生的。 所以凡是有机物构成的矿产地层中都有沼气伴生，如石油矿、岩盐矿等.同时沼泽地 区也常有沼气的出现。一般情况下炭化程度高的煤，沼气含量就大；而碳化程度低 的煤其沼气含量就少。随着煤层愈深，其沼气含量亦增加。3、瓦斯的爆炸性1）、瓦斯爆炸的条件：1、空气中瓦斯的浓度在5%16%。2、空气中氧气的浓度在12%以上。3、有650C750C的高温火源且存在的时间大于瓦斯爆炸 的感应期。2）、瓦斯爆
2、炸的危害：1、爆炸压力 当瓦斯浓度在9.5%时，爆炸的瞬间温度在封闭的空间最高可达2650C，在自由空间达1850C。2、 爆炸波的传播当瓦斯浓度在9.5%9.9%时的爆炸速 度最高。空间两端都是封闭的，传播速度最慢；两端都 是开放的，传播速度较快；空间一端是开放的传播速度 最快，可达200米/秒。3、瓦斯爆炸的动力效应 产生高压和高温； 将积存在某些地区的瓦斯冲击出来； 使煤尘飞扬，可能造成煤尘爆炸。二、抽排瓦斯的方法：矿井抽放瓦斯是利用专门的管道将瓦斯排至地面，或井下的安全地点。其中利用机械 抽出的通常称为抽放瓦斯；依靠气体本身压差或矿井通风总负压进行排出的，通常称为排放 瓦斯。抽放方法1
3、）按抽出的瓦斯来源分类： 本煤层抽放瓦斯 在开采工作时，瓦斯来自煤层本身 临近煤层抽放瓦斯 由于地压活动，开采层的上、下相邻煤层内的瓦斯 涌入2）按抽放与采掘的时间配合分类： 预先抽放煤层瓦斯（预抽）形式在煤层采掘前就预先抽放煤层内的瓦斯。图1图2 边采边抽瓦斯形式 在回采或掘进工作的同时抽放瓦斯，适用于由采、掘而引起的瓦斯涌出。图3图 采空区抽放瓦斯形式工作面后方的采空区或老采空区经常泄出瓦斯3）按抽放工艺手段方法分类 钻孔抽放瓦斯 巷道抽放瓦斯 钻孔巷道混合抽放瓦斯 老空封闭抽放瓦斯 地面钻孔抽放瓦斯三、瓦斯钻孔施工设备和工艺1、钻机鹤岗局煤矿井下抽放瓦斯常用的钻机一般均为煤矿用全液压坑道
4、钻机，主要为煤炭 科学研究总院重庆分院生产的ZY-2300 （原300）型煤矿用全液压坑道钻机和ZY-750 （原 150）型煤矿用全液压坑道钻机这2种钻机。另外因巷道条件等其他原因，鸡西产的 TXU-150和TXU-75钻机也常使用。对于煤矿井下抽放瓦斯常用的钻机也有一些具体要求如下：（1）钻机的电动机及其附属设备必须是防爆型的。（2）由于受井下巷道条件的限制，钻机必须能够快速拆卸，便于搬运。（3）钻机必须能打水平、向上和向下等任意角度的钻孔。重庆产钻机打孔角度为土 90，鸡西产钻机打孔角度为360。2、瓦斯钻孔常用管材1）钻杆现最常使用的钻杆规格如下： 普通钻杆63X800 （正丝、反丝）
5、 普通钻杆50X800 （正丝、反丝） 普通钻杆42X800 （正丝、反丝）图5普通钻杆 螺旋钻杆内径42外径100图6 螺旋钻杆因使用钻机的不同，所以使用钻杆的规格也不同。例如，需要打200米过岩石的钻 孑L,那么需要用煤炭科学研究总院重庆分院生产的ZY-2300 （原300）型煤矿用全液压 坑道钻机，则需要用普通钻杆63X800的；需要打100米全煤的钻孔，那么需要用煤 炭科学研究总院重庆分院生产的ZY-750 （原150）型煤矿用全液压坑道钻机，则需要用 内径42外径100螺旋钻杆。在打钻过程中，如出现压钻、超后路的，用正丝打捞工 具救不下来的钻杆和钻头，则需要用反丝钻杆和反丝打捞工具救
6、钻。2）钻头 抽放瓦斯钻孔一般用内凹三翼金刚石复合片钻头四、封孔和钻孔与瓦斯管路的连接1、封孔设备现鹤岗局煤矿井下抽放瓦斯常用封孔设备为煤炭科学研究总院重庆分 院生产的 BFK系列煤矿用封孔泵。主要由电动机、过载离合器、变速箱、搅拌器、操作离合器、 送浆泵、出浆头共七部分组成。其工作原理是：电动机通过过载离合器与变速箱相连，带动搅拌器叶片旋转，使搅 拌器内的水泥、水混合均匀，直至变成水泥稠浆。此时的操作离合器处于脱开状态，送 浆泵不运转，水泥浆搅拌均匀后，合上操作离合器，送浆泵开始旋转，在旋转的过程中 产生负压将搅拌器内的水泥浆通过连接管吸入泵体内，经加压后从出浆头输出。BFK系列煤矿用封孔泵
7、图7 BFK系列煤矿用封孔泵2、封孔方法钻孔完成后，将封孔管放置于钻孔内，孔壁外留200mm。然后将封孔泵出浆管放入 孔内，用布头或其他材料将孔堵实。然后开启封孔泵即可将水泥浆压入孔内，直至封孔 管流出水泥浆即可。此方法适用于上倾角的钻孔。接封孔管图8 封孔泵封孔3、钻孔与瓦斯管路的联接在一个钻场有2个以上钻孔时，须使用一个联络汇总管把几个钻孔的封孔管联接起 来，再与总管路联接。联络汇总管在我矿被称为配孔器。钻孔与管路联接部分必须设置 多参数测定装置和放水器。配孔器软管 阀门多参数测定装置图9钻场内钻孔与瓦斯管路的联接五、瓦斯管路系统1、管路系统选择的注意事项为了抽放矿井瓦斯，必须在井上、下敷
8、设完整的管路系统网，以便把矿井瓦斯抽出 并运输至地面利用。在选择管路系统时，应根据抽放钻场的分布、巷道布置、利用瓦斯 的要求，以及发展规划等状况，全盘考虑，避免和减少以后在主干系统频繁改动。（1）瓦斯管路要敷设在曲线段最少，距离最短的巷道。（2）瓦斯管路要敷设在矿车不经常通过的巷道中，避免撞坏漏气，因此，设在回 风系统为宜。若设在运输巷，要架设一定高度并固定在巷道壁上。（3）应注意到当抽放设备或管路一旦发生故障时，管路内的瓦斯不至于流进采掘 工作面或机械房内。（4）应考虑到运输、安装和维修工作上的方便。2、管路系统的组成瓦斯管路主要由主管路、分之管路和附属装置构成。其用途见表1表1瓦斯管路系统
9、分项用途表项目用途主管路抽排和输送整个矿井或几个采区的瓦斯分支管路抽排和输送一个回采工作面或掘进区的瓦斯附属装置调节、参数测量装置用以调节、控制、测量管路中的瓦斯浓度、流量和压力安全装置防爆炸、防回火、放空管和放水等装置六、瓦斯抽放泵和抽放泵站1、瓦斯抽放泵(1) 矿井瓦斯抽放泵的布置方法考虑和选择矿井瓦斯抽放泵的布置方向、方式时，必须满足技术上可行、经济 上合理、安全上可靠的要求。目前国内外抽放瓦斯的矿井的固定式瓦斯抽放泵绝大多数设在地面，即用抽出 式进行瓦斯抽放。瓦斯抽放泵安设在地面具有以下优点： 瓦斯抽放泵在地面易于管理和维护。 井下瓦斯管路内是负压，当管路损坏时，矿井空气被抽入管路，瓦
10、斯不至 于涌到井巷中，可以保护矿井安全。 瓦斯抽放泵设在井下时，当矿井发生其他灾变使瓦斯抽放泵不能运转时， 瓦斯量会大量增加，而使灾变扩大；反之瓦斯抽放泵在地面即无此害。 井下瓦斯抽放区域经常变动和发展时，而设在井下的瓦斯抽放泵也须经常 移动，增加了移动费用；如不移设则需保留旧有巷道，增加了巷道维护费 用，地面安设则无此费用。(2)矿井瓦斯抽放机的选型目前国内使用过的瓦斯抽放泵有以下几种类型：1. 离心式鼓风机。2. 回转式鼓风机3. 水环式真空泵4. 往复式压气机我鹤岗局煤矿井下瓦斯抽放泵主要用水环式真空泵，其工作原理如下：如图10所示，叶轮偏心地装置于一圆形工作室内，启动前在工作室内注水，
11、叶 轮旋转时，由于离心力的作用，将水甩至室壁形成一旋转水环，叶轮旋转时，前半 转中水环的内表面逐渐与轮毂离开，因此各叶片之间的空间逐渐扩大而吸入气体； 在后半转中，水环的内表面逐渐与轮毂接近，因此各叶片之间的空间逐渐缩小而排 出气体。叶片每转一周叶片与叶片之间的容积改变一次，叶片之间的水犹如液体活 塞一样往复运动，接连不断地抽吸气体。图10抽放泵工作原理示意图2、矿井永久式瓦斯抽放泵站矿井永久式瓦斯抽放泵站地点的选择 瓦斯抽放泵站距井口和主要建筑不得小于50米。 瓦斯抽放泵站附近20米范围内和机房内禁止有明火。 瓦斯抽放泵站距离居民住宅区，不得小于50米。 瓦斯抽放泵站要建筑在靠近公路和水源的地方。 要考虑到管路敷设方便，便于瓦斯利用，瓦斯机房距敷设管路的井口和瓦 斯用户的距离不要过远。
