興達煤礦1012首采面瓦斯治理設(shè)計說明書
2010年12月10日
一、瓦斯涌出量預(yù)計
該面井巷工程于2010年12月開始施工，預(yù)計2012年3月20日完成，形成采面系統(tǒng)，根據(jù)+1500水平各煤層瓦斯含量及一井瓦斯含量梯度，參照《安全專篇說明書》中各煤層的相對瓦斯涌出量，按照投產(chǎn)后該面預(yù)計日產(chǎn)量700噸為計算基礎(chǔ)，預(yù)計得出，該面在回采期間的絕對瓦斯涌出量在9.57 m3/min左右。
二、瓦斯治理
1、1012系統(tǒng)的通風(fēng)方式
根據(jù)1012井巷布置情況。決定1012的通風(fēng)系統(tǒng)采用U型通風(fēng)系統(tǒng)，即1012運輸巷進風(fēng)，1012回風(fēng)巷回風(fēng)的通風(fēng)方式。
2、配風(fēng)量的計算
(1)、 1012工作面風(fēng)量計算
根據(jù)工作面柔眼支架的大小，預(yù)計工作面的斷面在4.8平方米左右，按照《規(guī)程》第101條規(guī)定工作面的最高允許風(fēng)速為4 m/S，則最大可配風(fēng)量為：
Q=S×V
=4.8×4×60 m3/min
=1152 m3/min
式中： Q——工作面最大可配風(fēng)量：m3/min
S——工作面斷面：m2
V——工作面最高允許風(fēng)速：m/min
(2)、 1012回風(fēng)巷風(fēng)量計算
根據(jù)現(xiàn)在掘進的1012回風(fēng)巷的斷面S=6.6 m2
計算專用回風(fēng)巷的最大可配風(fēng)量：
Q=S×V
=4.8×4×60 m3/min
= 1152m3/min
式中： Q——工作面最大可配風(fēng)量：m3/min
S——工作面斷面：m2
V——工作面最高允許風(fēng)速：m/min
3、風(fēng)排瓦斯量的計算：
根據(jù)1012回風(fēng)巷的配風(fēng)量，按照《規(guī)程》第169條規(guī)定：專用排瓦斯巷的最大允許瓦斯?jié)舛葹?%，則該面風(fēng)排瓦斯量為：
q排 =Q×2.5%÷K
=1152×0.01÷1.3
=8.86m3/min
2、瓦斯抽放：
一、抽放泵能力校核：
根據(jù)《規(guī)程》第145條規(guī)定，1012工作面必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)。其瓦斯抽放量為瓦斯涌出總量減去風(fēng)排瓦斯量，即
q抽=q總-q排
= 9.57-8.86m3/min
=0.71 m3/min。
興達煤礦現(xiàn)有2臺2BE3-420型瓦斯抽放泵,其中:一臺運轉(zhuǎn)、一臺備用。2BE3-400型瓦斯抽放泵2臺，其中一臺運轉(zhuǎn)、一臺備用。根據(jù)1012采面原始瓦斯含量，預(yù)計1012的瓦斯抽放量。
2BE3-42型瓦斯抽放泵的額定流量為180 m3/min。單臺帶負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，其流量約在75 m3/min左右。取其平均抽放濃度35%計算，則最大純瓦斯抽放量為：
Q =75×35%
=26.25 m3/min
2BED-420型瓦斯抽放泵的額定流量為180 m3/min。1臺帶負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，其流量約在180 m3/min左右。取其平均抽放濃度30%計算，則最大純瓦斯抽放量為：
Q =180×35%
=63m3/min
1012采面的最大抽放量為：
53+26.25=89.25 m3/min大于85.18 m3/min。
故興達煤礦現(xiàn)有的抽放系統(tǒng)能夠滿足1012工作面生產(chǎn)期間的需要。
二、抽放系統(tǒng)設(shè)計
根據(jù)興達煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)的情況，在1012的抽放系統(tǒng)布置為高、低負(fù)壓抽放系統(tǒng)各一套。
1、低負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)
(1)、管路計算：1012低負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)的管路布置在1012回風(fēng)巷，將抽放管埋入采空區(qū)，抽出采空區(qū)瓦斯。
D=0.1457×(Q/V)0.5
=0.1457×(184.56/20)0.5
=0.443m
式中：D——瓦斯抽放管的管徑
Q——瓦斯抽放管的流量：參照1012工作面的瓦斯含量分析，預(yù)計1012的低負(fù)壓瓦斯抽放量約占總抽放量的20%。
即85.18×20%=17m3/min，抽放濃度按30%考慮，則Q=17m3/min÷20%=34m3/min。
V——管內(nèi)流速：取V=20m/min。
根據(jù)以計算：選擇1012的低負(fù)壓瓦斯抽放管為12寸管，其內(nèi)徑為12×25=300mm。
(2)、管路布置：
?、?、在1012回風(fēng)巷，抽放主管前端埋入采空區(qū)，抽出采空區(qū)瓦斯。另外，主管路上每隔50米安設(shè)一個三通、三通上加閘閥，閘閥上連接一根12寸邁步管，邁步管伸進揉眼架子內(nèi)進行抽放上隅角瓦斯。
?、?、管路在1012回風(fēng)巷內(nèi)為12寸管，在與主管路合岔時直接接到330瓦斯管上來。
2、高負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)
1012高負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)在1012運輸巷、回風(fēng)巷各布置一趟管路，其中1012運輸巷的高負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)主要用于本煤層瓦斯抽放，1012回風(fēng)巷的高負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)主要用于鉆場(大直徑瓦斯抽放孔)的瓦斯抽放。
3、1012運輸巷的高負(fù)壓瓦斯抽放系統(tǒng)
(1)、管路計算：
D=0.1457×(Q/V)0.5
=0.1457×(68/25)0.5
=0.24m
式中：D——瓦斯抽放管的管徑
Q——瓦斯抽放管的流量：參照1012工作面的瓦斯含量分析，預(yù)計1012的本煤層瓦斯抽放量約為抽放總量的40%。
即Q=85.18×40%
=34m3/min
抽放濃度按25%考慮，則Q=34m3/min÷25%=136 m3/min。
V——管內(nèi)流速：取V=25 m/min。
根據(jù)以計算：選擇1012的高負(fù)壓運輸順槽的瓦斯抽放管為10寸管，其內(nèi)徑為10×25=250mm。
(2)、1012本煤層瓦斯抽放鉆孔布置：
在1012運輸巷內(nèi)，每隔1.5米施工1個本煤層鉆孔，鉆孔為平行孔，平行煤層傾角(與1012運輸巷垂直)
(3)1012本煤層瓦斯抽放管路布置：
?、?、在1012運輸巷內(nèi)，布置一趟10寸瓦斯抽放管作為主管路，主管路上每隔18米布置一個三通上面加閘閥控制。
?、?、在三通上連接一根6寸邁步管，邁步管上面每隔1.5米用4分鐵管焊接1個三通，用于本煤層鉆孔的瓦斯抽放。
三、瓦斯抽放管路系統(tǒng)設(shè)計
高負(fù)壓抽放：1012運輸巷迎頭及本煤層抽放→集中回風(fēng)石門→回風(fēng)斜井→11回聯(lián)巷→瓦斯抽放管子道→行人斜井→地面抽放泵。
低負(fù)壓：采空區(qū)埋管→1012回風(fēng)巷→1575回風(fēng)石門→回風(fēng)斜井→11回聯(lián)巷→瓦斯抽放管子道→行人斜井→地面抽放泵。
附：1012鉆孔設(shè)計圖
