煤综放工作面瓦斯抽放设计.docVIP

安 全 技 术 措 施 编写：张明富8-24 区长：焦登禄8-24 总工：刘瑞涛8-25 13170综放工作面瓦斯抽放设计方案 一、工作面概况 13170位于东三采区进风行人下山东侧，东至耿村煤矿和千秋煤矿边界，北侧为回采后（2-3）13150工作面采空区，南端为末开采的2-3煤实体，该面走向长1070米，倾斜长194米，煤层倾角9~11度，平均煤厚10.5米。13170上巷掘进工作面绝对瓦斯涌出量4.5m3/min,13170回采期间预计绝对瓦斯涌出量将达到10 m3/min，根据以往2－3煤工作面治理瓦斯经验，瓦斯是影响该面安全生产的主要因素，仅用通风方式无法有效解决瓦斯问题。根据《煤矿安全规程》第一百四十五条规定，应实行瓦斯抽放。 二、采煤方法 该面采用走向长壁采煤法回采，综合机械化放顶煤一次采全高，全部垮落法管理顶板。 三、通风状况 该面采用U型通风方式，上行通风，工作面设计配风量1000m3/min。 四、瓦斯抽放设计 （一）瓦斯抽放的必要性 1、首先计算（2-3）13170工作面可以供给的最大风量 Qm=SV·60 式中：Q—工作面可以供给的最大风量 m3/min S—有效通风断面取S=11.270m2 V—《规程》规定最高风速4m/S 则：Qm=11.27×4×60=2705m3/min 2、计算通风可以稀释排走的瓦斯量 q=C·Qm/100K 式中：q—风排瓦斯量 m3/min C—回风流中瓦斯浓度％，为了确保该面安全回采，C取0.4。 K—瓦斯涌出不均衡系数，取1.45 则：q=0.4×2705÷(100×1.45)=7.46m3/min 3、从前面瓦斯涌出预测可以看出，(2-3)13170工作面回采时瓦斯绝对涌出量为10.00m3/min左右，而在极限风速情况下，风排瓦斯量为7.46m3/min时，而剩余的2.54m3/min瓦斯无法排出。根据《规程》第145条规定“1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，采用通风方法解决瓦斯问题不合理的”应采用抽放瓦斯措施。因此对(2-3)13170工作面 采取瓦斯抽放措施是必要的。 （二）抽放方法的选择 该面瓦斯涌出主要来源为本煤层的瓦斯涌出，工作面回采时放顶煤后，煤层内赋存的瓦斯会大部分涌入到工作面采空区内，根据以往工作面瓦斯治理经验，将对该面采用上隅角插管及埋管瓦斯抽放、水平大直径钻孔瓦斯抽放、钻场巷邦挂耳抽放、浅孔抽放和风排瓦斯相结合的综合治理方法。 （三）抽放率预测 d= Qc/（Qy + Qc） 式中：d——工作面抽放率 Qy—— 抽放期间工作面风排瓦斯量 Qy=Q×C=1000×0.4%=4.0m3/min Qc——工作面抽放瓦斯量，即Qc=10.00-Qy=6m3/min 则d=60% （四）瓦斯抽放工艺参数 1、抽放管径的确定 根据 (2-3)13150工作面瓦斯抽放经验，（2-3）13170工作面井下泵站抽放瓦斯平均浓度预计为5％左右，则瓦斯抽放管中混合量为40m3/min，（2-3）13170工作面地面泵站抽放瓦斯平均浓度预计为10％左右，则瓦斯抽放管中混合量为40m3/min，而抽放瓦斯管径计算公式为： D=0.1457（Q /V)1/2 式中：D—管道的内径，m； Q—管内气体流量（铺两趟抽放管，Q井下泵站=40m3/min Q地面泵站=40m3/min）； V—管内气体流速，m/s，一般为5～15m/s，取12m/s 则通过计算，D井下泵站=0.27m，D地面泵站=0.27m，根据井下实际情况，取D=0.30m，即选用Φ315mm聚乙烯管做为抽放管路。 2、抽放管路的铺设 抽放泵站：利用设置在地面抽放站和东石门抽放泵站进行瓦斯抽放。 地面抽放泵站：13170上巷钻场→13170上巷1030m→专回1125m→东总回1225m风→地面300m 井下临时抽放泵站：13170上巷上隅角→13170上巷1070m→2-1煤轨道下山650m→东石门抽放泵站→总回风200m。 3、瓦斯泵流量计算公式 Q=（100∑Q纯/X·η）×K1 式中：Q—瓦斯泵的额定流量m3/min 取60 ∑Q纯—抽放期间抽出的最大纯瓦斯量之和m3/min ，Q井下泵站取3 ，Q地面泵站取10 X—瓦斯泵入口处的瓦斯浓度，，Q井下泵站取10% ，Q地面泵站取20% η—瓦斯泵机械效率，取0.9 K1—瓦斯抽放的综合系数，取1.2 则：Q井下泵站=40m3/min ，Q地面泵站=67m3/min 4、管路阻力计算，一般包括摩擦阻力和局部阻力，摩擦阻力采用公式： hf=9.8dcLQc2/KD5 式中：hf-管道的摩擦阻力Pa dc-混合气体对空气的密度 (dc=1-0.00446C C—混合气体中