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1、第九节瓦斯抽放系统能力核査（一）矿井瓦斯抽采能力核查1、瓦斯抽采系统概况瓦斯抽采系统设计概况矿井生产能力为60万吨/年时，曾委托山西国辰建设工程勘察设计有限公司编制XXXX责任公司矿井瓦斯抽放工程设计，2009年2月6日，山西省煤炭工业局以晋煤安发200990号文予以批复，该矿严格按照批准的设计进行施工建设，同年竣工并投入运行。目前矿井瓦斯抽釆系统已按150万吨/年矿井能力进行了完善。矿井瓦斯赋存特点、各煤层瓦斯含量，矿井及采掘工作面瓦斯涌出量依据该矿瓦斯涌出量预测报告，2、3号煤层瓦斯含量具有随埋深增加而加大，井田范围内的2、3号煤层均处于瓦斯带；2号煤层瓦斯含量增长梯度为1.23m7t/1
2、00m；3号煤层瓦斯含量增长梯度为0.96m3/t/100mo依据该矿瓦斯涌出量预测报告得出，矿井达产后，矿井最大绝对瓦斯涌出量为41.32-51.25m3/min,其中，回采工作面瓦斯涌出为22.02-26.47m7min,约占全矿井瓦斯涌出的50.28-53.29%；五个掘进工作面瓦斯涌出为2.43-3.85m7min,约占全矿井瓦斯涌出的5.88-8.88%,釆空区瓦斯涌出为16.8720.93m7min,约占全矿井瓦斯涌出的40.8340.84%o2号煤层回采工作面瓦斯涌量为11.63-14.00m7niin,其中开釆层瓦斯涌出为6.68-8.05m7min,约占整个回采工作面瓦斯涌出
3、的57.46%57.53%,邻近层瓦斯涌出为4.945.94m3/min,约占整个回采工作面瓦斯涌出的42.47%-42.53%o3号煤层回采工作面瓦斯涌量为10.39-12.47m7niin,其中开采层瓦斯涌出为6.01-7.26m3/min,约占整个回采工作面瓦斯涌出的57.88%-58.22%,邻近层瓦斯涌出为4.375.21m7min,约占整个回采工作面瓦斯涌出的41.78%42.12%。矿井瓦斯抽采方法，抽采系统设备及管路参数，抽采设备工作方式、抽采管路布置该矿采用回采工作面开采层抽采、邻近煤层抽采和采空区抽采相结合的综合抽采方式。即对2号煤层回采工作面开采层采用单侧顺层平行钻孔进行
4、抽放，邻近层采用倾斜穿层钻孔进行卸压抽放，采空区采取在采空区横贯密闭插管抽采和采后闭墙插管进行全封闭抽放；3号煤层回采工作面开采层采用单侧顺层平行钻孔进行抽放，邻近层和采空区利用上部2号煤层采空区瓦斯抽放系统解决。风井场地设立地面瓦斯抽放泵站一座，站内装备有2BE3-420型水坏真空泵2台（用于高负压抽放系统，一用一备）和2BEC-670型水坏真空泵2台（用于低负压抽放系统，一用一备）；工作面移动瓦斯抽放系统装备有2BE1-253和2BE1-303型水坏真空泵2台，用于高负压抽放系统，一用一备；高负压抽放系统管路敷设路径为：工作面顺槽（选用*219X9无缝钢管）一回风大巷（选用*219X9镀锌
5、铁管）一回风立井井筒（选用*219X9镀锌铁管）低负压抽放管路系统为：工作面回风顺槽（选用*600X9镀锌钢管）-905m水平回风大巷（选用*600X9镀锌钢管）一回风立井井筒（选用4）600X9镀锌钢管）一泵站。矿井及采掘工作面平均瓦斯抽采量、抽采率矿井达产时，全矿最大绝对瓦斯涌出量为51.25m3/min,其中，2222回采工作面瓦斯涌出为14.OOm/min,平均瓦斯抽采量为5.6m3/min,抽采率40%；2329回采工作面瓦斯涌出为12.47m3/min,平均瓦斯抽采量为6.55m3/min,抽采率53%；矿井及采掘工作面、老采空区瓦斯平衡见表3-8-4o表3-8-4矿井及采掘工作面
6、、老采空区瓦斯现状平衡表开采煤层回采工作面掘进工作面老采空区全矿井风排量(mVmin)抽采量(mVmin)抽采率%风排量(mVmin)抽采量(mVmin)抽采量(mVmin)风排量(mVmin)抽采量(mVmin)抽采率%2号煤8.45.6400.868.439.2613.86593号煤5.92655530.676.596.5549合计14.3212.15471.538.4315.8520.5856瓦斯涌出量(m3/min)26.471.538.4336.43矿井瓦斯抽采监测监控系统矿井现采用KJ70N型瓦斯抽放监测系统，井下管路采用人工检测监控方法。2、矿井瓦斯抽采能力核查计算依据煤矿瓦斯抽
7、采指标(AQ1026-2006)和煤矿瓦斯抽放规范(AQ1027-2006)所确定的指标及测算方法，瓦斯抽釆达标核查主要应从年度瓦斯抽采钻孔量、年度瓦斯抽采量和抽采系统能力三方面进行核查。年度瓦斯抽采钻孔量2号煤回采工作面开采层抽放钻孔量计算：2号煤回采工作面实际采用单侧顺层平行钻孔抽放，钻孔间距为10m,工作面长度为200m,钻孔长度160m,2号煤回采工作面走向长度为720mo则工作面共布置钻孔数为：7204-10=72个。钻孔总进尺为：72X160二11520m工作面煤炭总储量为:720X1.01X200X1.35=196433t贝IJ：吨煤钻孔量为11520一196433二0.06m/
8、t,满足吨煤钻孔量表中相关的规定要求，可见回采工作面开采层抽放钻孔布置是合理的。3号煤回采工作面开采层抽放钻孔量计算：3号煤回采工作面实际采用单侧顺层平行钻孔抽放，钻孔间距为7m,工作面长度为200m,钻孔长度160m,工作面平均走向长度为760m。则工作面共布置钻孔数为：760-7=109个。钻孔总进尺为：109X160二17440m工作面煤炭总储量为:760X1.8X200X1.35=369360t则吨煤钻孔量为174404-369360=0.05m/t,满足吨煤钻孔量表中相关的规定要求，可见回采工作面开采层抽放钻孔布置是合理的。根据：采区抽采钻孔量二采区产量/采区回采率X吨煤钻孔量系数所
9、以矿井年产量150万吨时2#煤回采面年度抽采钻孔量应为：年度瓦斯抽采钻孔量二60万吨/90%X0.063m/t=42000m矿井年产量150万吨时3#煤采面年度抽采钻孔量应为：年度瓦斯抽采钻孔量二90万吨/90%X0.05m/t=40500m其中：吨煤钻孔量系数依据煤矿瓦斯抽采指标(AQ1026-2006)取得；采区产量根据实际生产过程中采区产量取得。(矿井核定产量为150万吨，2号煤层年产量约60万吨，3号煤层年产量约为90万吨)实际矿井年度抽采钻孔量2号煤2222工作面年度抽采钻孔量二月平均抽放钻孔量X12所以，年度抽采钻孔量二4067X12二48812m其中：月平均抽放钻孔量根据最近三个
10、月的瓦斯抽放钻孔工程月报表平均计算得到。3号煤2329工作面年度抽采钻孔量二月平均抽放钻孔量X12所以，年度抽采钻孔量二3488X12二41860m其中：月平均抽放钻孔量根据最近三个月的瓦斯抽放钻孔工程月报表平均计算得到。计算结果验证根据计算结果，矿井实际年度抽采钻孔量达到煤矿瓦斯抽放规范（AQ1027-2006）要求。2号煤层2222工作面年度抽采钻孔量48812m（实际抽采钻孔量）42000m（规定抽采钻孔量）3号煤层2329工作面年度抽采钻孔量41860m（实际抽采钻孔量）40500m（规定抽采钻孔量）所以矿井年度瓦斯抽采钻孔量达标。年度瓦斯抽采量1、规定矿井年度瓦斯抽采量根据实际情况，
11、矿井年度瓦斯抽采量计算方式选择方法二即按矿井瓦斯抽采率计算（适用于矿井瓦斯涌出主要来源于邻近层或本煤层）：年度瓦斯抽采量二矿井绝对瓦斯涌出量X矿井相对应的矿井抽采率X1440X365所以矿井最大年度瓦斯抽采量应为：51.25m7minX40%X1440X365=1077.48万m3其中：矿井绝对瓦斯涌出量据山西省煤炭工业厅文件晋煤瓦发201111631号文关于关于临汾市2011年度矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出鉴定结果的批复和矿井瓦斯涌出量预测相比取较大值；矿井相对应的矿井抽采率依据煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）取得。2、矿井年度瓦斯实际能达到的抽采量年度瓦斯抽采量二月平均瓦斯抽采
12、量X12所以：年度瓦斯抽采量=98.58X12=1183万n?其中：月平均瓦斯抽采量取新安装瓦斯泵最近月抽采量平均值3、计算结果验证根据计算结果，矿井实际年度抽采量达到煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）要求。1183万n?（实际年度抽釆量）1077.48万n?（规定矿井年度抽采量）所以矿井年度瓦斯抽采量达标。按矿井瓦斯抽釆能力计算矿井产量：矿井最大年产量=330X24X60X矿井瓦斯抽采量/（规定矿井最小瓦斯抽釆率X矿井相对瓦斯涌出量）=330X24X60X20.58/（40%X16.24）=150.5万吨。矿井抽采能力能够达到150万吨矿井生产能力的要求。抽采系统能力核d1=1矿
13、井现有瓦斯抽放泵6台：2BE3-420两台（一用一备）额定流量为185m7min,功率315kw；2BEC-670两台（一用一备）额定流量为465m7min,功率630kw；2BE1-253台（工作），额定流量为60m7min,功率75kw；2BE1-303台（备用）额定流量为90m3/min,功率llOkw。矿井正常生产时高负压系统运行1台2BE3-253抽放泵和一台2BE3-420抽放泵；低负压系统运行1台2BEC-670抽放泵。1、抽放泵能力核查 抽放泵流量核查Qz二Q泵Xn/K式中：Qz瓦斯抽放泵最大抽采瓦斯总量（纯量），m7min；Q泵一瓦斯抽放泵额定流量，m7min；X瓦斯抽放泵入
14、口处瓦斯浓度，%；K瓦斯抽采的综合系数，取01.2-1.8；H瓦斯抽放泵机械效率，一般取80%；2BE3-420抽放泵抽采量：Qz=18540%x0.8/1.5=39.47m3/min2BEC-670抽放泵抽采量：Qz=465x52%x0.8/1.5=12&96n?/min2BE3-253抽放泵抽采量:Qz=60x40%x0.8/1.5=12.8m3/min2BE1-303抽放泵抽采量:Qz=90x40%x0.8/1.5=19.2m3/min矿井正常生产时高负压运行一台2BE3-253抽放泵和一台2BE3-420抽放泵，所以矿井高负压抽放泵最大抽放量为：12.8n?/min+39.47m3/i
15、nin=52.27m3/min年度抽放量为：52.27m3/ininx1440x365=2747.3万n?矿井正常生产时低负压运行一台2BEC-670抽放泵，所以矿井低负压抽放泵最大抽放量为：128.96n?/min年度抽放量为：12&96n?/minx1440x365=6778.1万m总抽放量：2747.3万m+6778.1万n?=9525.4万n?换算为标准状态下纯瓦斯量为：9525.4万111冬40%=3810.16万n?（其中：40%为最低瓦斯抽放浓度）其中瓦斯浓度按最低抽放瓦斯浓度计算所以抽放泵能力为3810.16万n?。 抽放泵压力核查高负压H泵=（H入+H出）K=（h入縻+h入局+h钻负）+（h岀來+h出局+h出正）K=（h除+h局+h钻负+h出正）K=（h管总+h钻负+h出正）K=（3453.64+13000+4000）xl.5=30680.47P“式中：H泵一瓦斯泵的压力，Pa；
