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1、河南理工大学本科毕业设计鹤壁八矿30采区瓦斯抽放系统设计摘 要：矿井瓦斯是时时刻刻严重威胁煤矿井下安全生产的自然因素之一，预防瓦斯灾害对矿井建设和煤炭生产具有重要意义。瓦斯抽放是预防瓦斯灾害的重要措施。 八矿为河南煤化集团鹤煤公司所属的主力煤矿之一。 1960年投产, 矿井生产能力为10万t/a，1970-1974年扩建为60万t/a的中型矿井，2006年核定矿井生产能力为83万t/a（通风能力99万t/a）。根据该矿提供的矿井设计和矿井瓦斯涌出资料, 矿井绝对瓦斯涌出量为24.44m3/min, 相对瓦斯涌出量为34.09 m3/t, 属于高瓦斯矿井。 随矿井产量的增加和开采范围的扩大及开采
2、水平的延伸, 该矿今后主采煤层采煤及掘进工作面和采空区的瓦斯涌出量都将进一步增大。 关键词：八矿 瓦斯抽放 设备选型 方案设计2Henan Hebi Coal Group coal mining company of eight design of gas drainage systemAbstract: The damp is all the time one of threaten seriously coal mine shaft safety in production natural factors, the prevention gas disaster has the impor
3、tant meaning to the mine pit construction and the coal production. The gas pulls out puts prevents the gas disasters important measure Eight ores one of for Henan carbonification group crane coal company respective main force coal mines. Put into operation in 1960, mine production capacity of 100,00
4、0 t / a ,1970-1974 begin expanding to 600,000 t / a medium-sized mine, approved in 2006 mine production capacity of 830,000 t / a (ventilation capacity of 990,000 t / a) . Provided in accordance with the mine design and mine mine gas emission data, mine for the absolute gas emission 24.44m3/min, the
5、 relative gas emission to 34.09 m3 / t, are high-gas coal mine. With the increase in mine production and the expansion of mining and exploitation of the level of an extension of the mine the next main coal seam mining and tunneling goaf face and the gas emission will be further increased. Keywords:
6、eight mine gas drainage equipment selection design目 录第一章 绪 论1第二章 矿井概况22.1交通位置22.2井田地质特征32.2.1 地质构造32.2.2 含煤地层及煤层42.2.3 煤层瓦斯、自然及爆炸倾向性72.2.4 井田水文地质112.3矿井开拓、开采概况12第三章 矿井瓦斯赋存133.1 煤层瓦斯基本参数133.2 30采区瓦斯储量133.3可抽瓦斯量及可抽期143.3.1瓦斯抽放率143.3.2可抽瓦斯量153.3.3可抽期153.4瓦斯涌出量预测153.4.1回采工作面瓦斯涌出预测153.4.2邻近层瓦斯涌出量173.4.3掘
7、进工作面瓦斯涌出量预测183.4.4采空区瓦斯涌出量193.4.5 30采区瓦斯涌出量预测结果20第四章 瓦斯抽放的必要性和可行性论证214.1瓦斯抽放的必要性214.1.1 规定214.1.2 通风处理瓦斯量核定214.2 瓦斯抽放的可行性22第五章 抽放方法235.1 规定235.2 30采区瓦斯来源分析235.3 抽放方法选择245.3.1本煤层瓦斯抽放方法245.3.2邻近层瓦斯抽放方法245.3.3采空区瓦斯抽放方法245.3.4其它情况255.4瓦斯预抽量预计255.4.1底抽巷穿层条带预抽255.4.2预抽煤层瓦斯预抽量预计255.4.3掘进工作面瓦斯预抽量预计265.4.4回采
8、煤层瓦斯预抽量预计265.4.5采空区瓦斯预抽量预计265.4.6数据汇总265.5钻孔及钻场布置265.5.1 底抽巷穿层条带预抽265.5.2 本煤层预抽275.5.3 边掘边抽285.5.4 边采边抽305.6 封孔方法30第六章 瓦斯抽放管路系统336.1抽放管路选型及阻力计算336.1.1规定336.1.2瓦斯抽放管径选择346.1.3阻力计算356.2 管路敷设及附属装置376.2.1 管路敷设要求376.2.2 管路安装386.2.3 管路防腐、防锈396.2.4 附属装置39第七章 瓦斯抽放泵及泵站设施417.1瓦斯抽放泵选型417.1.1规定417.1.2选型原则417.1.
9、3瓦斯泵参数计算417.1.4瓦斯泵类型427.2 瓦斯抽放系统安装447.2.1瓦斯抽放系统安装的基本要求447.2.2瓦斯抽放泵的安装447.2.3附属设施安装447.3 瓦斯抽放泵房46第八章 安全技术措施488.1抽放系统及井下移动抽放瓦斯泵站安全措施488.1.1瓦斯抽放钻场管理488.1.2采空区抽放管道的拆装498.1.3瓦斯抽放管路管理508.1.4瓦斯泵安全措施508.2抽放报表管理51第九章 瓦斯的综合利用与配套设施539.1 瓦斯抽放系统配套设施539.1.1给排水、采暖及供热539.1.2供电及通信539.1.3防雷设施539.1.4瓦斯抽放泵站照明549.2监测监控系
10、统549.2.1监测监控的参数549.2.2 检测仪器、仪表的配备54第十章 瓦斯抽放工作管理55结 论56致谢58参考文献5949第一章 绪 论在煤炭开采过程中，瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大，从每年的事故统计中来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数是由于瓦斯爆炸，约占特大事故总数的70%左右，为此，瓦斯称为煤矿灾害之王。通过对煤矿瓦斯的抽采和利用可以有效防治重特大安全生产事故的发生。随着煤炭工业的发展，矿井数量及煤炭产量迅速增加，矿井向深部延伸过程中，一些低瓦斯矿井变为高瓦斯
11、矿井和突出矿井，因此需要抽放瓦斯的矿井越来越多，由此带动了中国煤矿瓦斯抽放技术的迅速发展，目前瓦斯抽放技术在煤矿生产中得到了普遍的推广应用。瓦斯抽放系统设计涉及煤矿开采学、井巷工程、通风安全学、煤矿地质学、流体力学和矿山安全技术等诸多学科，本次设计题目中存在一些理想化的条件，但是通过设计，培养了搜集、整理资料和运用所获资料去解决设计中存在大的问题的能力，提高了撰写技术文件和解决实际问题的能力。通过设计基本掌握瓦斯抽放系统设计的方法步骤，培养对以后走上工作岗位做了良好的铺垫。本次设计的是河南煤化鹤煤集团八矿30采区的瓦斯抽放系统，设计之前，在八矿实习了一个月，对该矿的情况有了一个比较全面的了解。
12、本次设计就是在八矿实际地质条件的基础上，根据收集到的数据、文本以及图纸等矿井资料，在老师的指导下，按照老师给出的要求，对矿井瓦斯抽放系统进行设计。设计的主要内容包括：矿井概况；矿井瓦斯赋存；瓦斯抽放必要性和可行性的论证；瓦斯抽放方法的选择；管网阻力计算；设备选型；瓦斯抽放系统附属设施；瓦斯的综合利用及抽放的安全措施和管理等几个方面。设计的过程是一次理论与实践有机结合的过程，是理论与实践升华的过程；对自己在理论与实践方面都有所提高。在毕业设计的过程中，经常遇到很多难题，自己有时候感到烦躁和着急，甚至也失去了耐心，确实有些计算和理论对自己来说很有难度，但是我没有退缩，振作起来，勇往直前，坚持不懈，
13、永不言弃，在老师和同学的帮助下，通过自己的努力，所有的难题都不是了难题，都得以顺利解决。第二章 矿井概况2.1交通位置鹤煤八矿位于鹤壁矿区南部，鹤壁市山城区鹿楼乡，北起小庄村，南到柴厂村，其地理坐标为：北纬355016353000东经11411091141242。井田边界：西北以F45断层与鹿楼乡小庄桥煤矿为界，北以张庄向斜轴与六矿为邻，南以F53-1断层和F49断层为界，分别与柴厂矿和十矿相邻，西至二1煤层露头线，深部边界为-800m等高线。井田边界南北走向长5.25km，东西倾向宽1.51.9 km，面积7.9 km2 。交通位置见图2-1。图21 鹤煤八矿（图中阴影）交通位置图Figur
14、e 2-1 Eight Hebi Coal Mine (shaded) Location Map2.2井田地质特征2.2.1 地质构造1、矿区地质构造演化及分布特征鹤壁煤田位于新华夏系太行山隆起带之南段东侧。东为华北沉降带，西依太行山区。煤田呈近南北方向展布。构造形迹以断裂为主，伴有发育程度不同的褶皱，并有岩浆岩侵入和喷出岩，总的构造形态为一走向NNE、倾向SE、倾角50400的单斜构造。区域构造线展布方向NE、NNE向为主，近SN向断层次之。煤田南部发育EW向构造。构造线多呈雁行式，地垒地堑构造相间出现. 2、井田地质构造及分布特征八矿位于鹤壁矿区的南部，总体构造形态为地层走向近SN倾向E的
15、单斜构造，倾角一般在200360。沿走向发育了轴向NENEE宽缓的向、背斜褶曲构造，NE及NEE向断裂发育。（1）褶曲：经勘探和采掘实际控制的褶曲有三个向斜和三个背斜，均为较宽缓的褶曲从北向南分别为：张庄向斜、鹿楼背斜、桐家庄向斜、南窑背斜、扒厂向斜、柴厂背斜。（2）断层：井田内，构造以断层为主，是影响采区与工作面划分的主要因素。-400m以浅，共有断层109条，通过勘探和采掘生产证实，岩巷中见到，煤层中未见（岩断煤不断）的20条，实际在煤层中的断层有89条，其中落差20m的断层有8条。落差1020m的断层有9条，落差10m的有72条，除一水平四采区之外，井田内其它地区的断层分布在6个断层带，从南到北有F53断层带、13F6-13F1断层带、F50-11F6断层带、11F4-22F2断层带、12F12断层
