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文檔簡介
1、洛陽孟津煤礦下礦調研報告洛陽孟津煤礦下礦調研報告姓名:二零一零年九月一日下礦實習報告2010年 9月,在義煤職教中心的領導和孟津礦方的協調安排下, 我來到義煤集團公司所屬的孟津礦進行為期兩周的下礦實習。這個礦 井為煤與瓦斯突出礦井,在瓦斯抽放與利用方面做得比較到位,下面 就這方面匯報如下:一、瓦斯抽放的必要性和可能性、瓦斯抽放的必要性1、本礦井為煤與瓦斯突出礦井,按礦井設計有關要求,必須先抽 后掘、先抽后采。礦井瓦斯抽放可有效地降低風流中瓦斯?jié)舛?,減少 礦井供風,降低通風費用。2、本礦井局部瓦斯含量較高,根據淺部新安礦井生產經驗,若不 采用有效措施,則必然造成工作面瓦斯?jié)舛瘸蓿瑥亩鴩乐赜绊懙V
2、井安全生產及工作面產量的提高,建立礦井瓦斯抽放系統可有效地降低 風流中瓦斯?jié)舛龋瑥亩鉀Q瓦斯超限問題。3、瓦斯作為煤炭生產的伴生資源,是一種熱值很高的能源,從充 分利用瓦斯資源,減少大氣環(huán)境污染方面來看,建立瓦斯抽放系統, 即充分利用了瓦斯資源,改善了井下作業(yè)環(huán)境,抽出的瓦斯可以作民 用燃料、工業(yè)發(fā)電等,又減少了大氣環(huán)境污染。因此,從礦井安全生 產、勞動保障、環(huán)境保護及資源利用方面,建立瓦斯抽放系統是十分 必要的。、瓦斯抽放的可行性1、根據鄰近礦區(qū)新安礦井、鶴壁礦區(qū)、平頂山礦區(qū)瓦斯抽放利用 的效果來分析,本礦井瓦斯抽放是可行的。2、從本礦井瓦斯儲量及服務年限來看,估算本礦井瓦斯儲量 823Mm
3、3,抽放率25%計算,則純瓦斯抽放量為 206Mm3,抽放服務 年限 43.1 年,具備建立礦井瓦斯抽放系統的條件,符合煤礦安全規(guī) 程和礦井設計規(guī)范的有關規(guī)定。3、鄰近礦區(qū)新安礦井井下安裝了一套 2BE1-303型抽放泵,對14采區(qū)兩個工作面進行抽放,抽放效果較好,瓦斯?jié)舛让黠@降低,取得 了一些經驗和成果,為孟津礦井瓦斯抽放提供了有利條件。綜合以上所述,本礦井瓦斯資源條件及鄰近生產礦井抽放效果, 說明本礦井瓦斯抽放是可行的。、煤層抽放瓦斯難易程度地質報告未提供瓦斯涌出量、煤層透氣性系數、鉆孔瓦斯流量衰 減系數及百米瓦斯流量等數據,從新安煤礦實際抽放率達到21,抽放濃度達到 28的實際抽放效果,
4、可以說明本礦瓦斯抽放是可行的。根據本礦井瓦斯資源條件和開拓開采方式,設計確定采用地面集 中抽放瓦斯系統。二、礦井瓦斯儲量及抽放系統服務年限1、瓦斯儲量計算范圍 根據礦井開拓開采范圍,確定礦井瓦斯儲量范圍為全礦范圍內的二1煤層-600m以淺-100m的范圍。2、瓦斯儲量及可抽量、瓦斯儲量根據地質報告提供資料,估算礦井的瓦斯儲量為 823Mm3 。、瓦斯抽放率根據淺部新安礦井的實際抽放率,并參照礦井瓦斯抽放管理規(guī) 范,確定本礦井瓦斯抽放率為 25%。、可抽瓦斯量根據瓦斯儲量及確定的瓦斯抽放率計算, 礦井可抽瓦斯量 206Mm33、年瓦斯抽放量礦井可抽瓦斯量為206Mm3,礦井服務年限為43.1年,
5、則年可抽量為 4.78Mm2,即為 9.09m3/min。設計結合礦井采掘工程計劃,參照其他礦井實際抽放效果,確定 本礦井抽放量為 10m3/min 。4、抽放系統服務年限抽放系統服務年限同礦井服務年限,為 43.1a。三、抽放瓦斯基礎參數1、煤層瓦斯主要參數、煤層瓦斯壓力二1煤層壓力0.26I.OMPa。(參考鄰近礦井)、煤層瓦斯含量二1煤層瓦斯含量3.209.8m3/t,平均6.97ml/g,煤中殘存瓦斯 含量 1.39m3/t。、煤層透氣性系數地質報告未提供煤層透氣性系數, 根據其它礦區(qū)資料取 0.0020MD、百米鉆孔瓦斯流量鉆孔瓦斯流量取13L/min.hm。(參考其它礦區(qū))四、抽放
6、瓦斯的方法、礦井瓦斯來源分析1 、礦井瓦斯來源及涌出構成 礦井瓦斯來源主要為開采煤層在采掘過程中的直接涌出和受采動 影響的巖石向礦井涌出的瓦斯, 根據其它礦井實測資料, 回采區(qū)占 42 51%,掘進區(qū)占 3032%,采空區(qū)占 1926%,因此礦井瓦斯來源主要 是本煤層開采過程中的涌出和采空區(qū)涌出的瓦斯。2、回采工作面瓦斯來源及涌出的構成回采工作面瓦斯來源主要為回采過程中煤層涌出的瓦斯、采空區(qū) 涌出的瓦斯、順槽巷道壁涌出的瓦斯及頂底板向工作面涌出的瓦斯。 其中采空區(qū)涌出和回采過程中本煤層的瓦斯為工作面瓦斯涌出的主要 來源。、抽放瓦斯的方法1、選擇抽放方法的原則抽放瓦斯方法、方式的選擇,應根據瓦斯
7、及煤層賦存情況、瓦斯 來源、巷道布置方式、礦井開采技術條件、瓦斯基礎參數等綜合分析 比較后確定。、為提高瓦斯抽放率應采用開采層、采空區(qū)相結合的綜合抽放 方法。、當井下采掘工作面所遇到的瓦斯主要來自開采層本身,只有 抽放開采層本身的瓦斯才能解決問題時,應采用開采層瓦斯抽放。、工作面后方采空區(qū)瓦斯涌出量大,危害工作面安全生產或老 采空區(qū)瓦斯積存量大,向鄰近的回采工作面涌出量瓦斯量多,應采取 采空區(qū)瓦斯抽放。、對于瓦斯含量大的煤層,在煤巷掘進時,難以用加大風量稀 釋瓦斯,可在掘進工作開始前對煤層進行大面積預抽或采取邊掘邊抽 的方法。、對于煤層透氣性較低,采用預抽方法不易直接抽出瓦斯,掘 進時瓦斯涌出
8、量不很大而回采有大量瓦斯涌出的煤層,可采用邊采邊 抽或增大孔徑和加密鉆孔等方法。、若圍巖瓦斯涌出量大,以及溶洞、裂縫帶儲存有高壓瓦斯時, 應采取圍巖瓦斯抽放措施??傊_定瓦斯抽放的方法應先摸清瓦斯來源,采空區(qū)瓦斯及頂 板瓦斯含量情況,結合情況選用適合本礦井的抽放瓦斯方法。2、抽放瓦斯的方法根據煤層賦存條件及開拓開采工程安排,本礦井布置一個二 1 煤 層綜采工作面和一個二 2 煤層炮采工作面,設計采用鄰近層抽放、本 煤層工作面順槽順層平行工作面鉆孔預抽和高位鉆孔瓦斯抽放、工作 面淺孔抽放、埋管抽放及采空區(qū)抽放,并配合邊掘邊抽。、抽放瓦斯鉆場布置1、抽放瓦斯鉆孔參數、鉆孔有效總長度根據確定的瓦斯
9、抽放量( 10m3/min )及百米鉆孔瓦斯流量(13L/min.hm),經計算確定全礦井抽放瓦斯鉆孔有效總長度 77000m。、鉆孔直徑 根據鄰近礦井實際抽放經驗,設計抽放瓦斯鉆孔直徑 90mm。、單個鉆孔長度根據工作面長度及鄰近礦井經驗,確定單個鉆孔長度為8090m。、鉆孔數量及鉆孔間距根據有關參數,工作面順槽瓦斯鉆孔間距為25m,估算礦井抽放瓦斯鉆孔9001000個。、孔口負壓 根據鄰近礦井實測效果及抽放量,設計確定抽放瓦斯鉆孔負壓 20kPa。2、鉆場布置、回采面鉆孔布置平行布孔和交叉布孔形式在工作面順槽沿煤層走向打瓦斯抽放鉆孔,孔與孔平行或交叉布置,孔間距 25m。生產中可根據實際抽
10、放 效果調整鉆孔布置,但必須保證上、下向的鉆孔孔底之間交叉長度不 小于 5m。、封閉采空區(qū)抽放 對于回采完畢的采空區(qū)進行全封閉后抽放。、埋管抽放 在工作面回風巷內敷設瓦斯管,管路每隔一定距離接一個三通管 件作為抽放采空區(qū)瓦斯的吸氣口。隨著工作面的推進,管路上的吸氣 口進入采空區(qū)內合適位置,吸氣口的閥門打開,抽放采空區(qū)瓦斯。、高位抽放鉆孔布置在工作面回風順槽每隔100150m布置一個鉆場,向工作面方向 打高位抽放鉆孔,以抽放工作面上隅角的瓦斯。3、封孔方式、材料及工藝鉆孔封孔應滿足密封性能好,操作便捷,封孔速度快,造價低的要求,設計要求對所有抽放鉆孔封孔深度為5m,采用壓注藥液法4、設備選型及主
11、要檢測儀表、鉆機:設計選用 MYZ-150型鉆機,電機功率15kW。、主要檢測儀表高負壓瓦斯采樣器: FW-1 型 10 臺瓦斯檢定器: W821 型 20 臺孔板流量計:FKL型20套自動放水器:CWG-ZY型 20臺四通閥兩用壓差計:UP-2型15臺其它監(jiān)測監(jiān)控儀表見第八章。五、瓦斯抽放設備與管路、設計依據1 、礦井純瓦斯抽放量二 1 煤 10m3/min2、瓦斯抽放濃度各采區(qū) 40總干管 303、瓦斯抽放鉆場孔口負壓: 20kPa4、 泵出口至用戶使用要求壓力:10kPa、瓦斯抽放管路選擇根據礦井的開拓布置, 將瓦斯抽放泵設置在中央風井工業(yè)場地內 抽放干管沿中央風井井筒敷設,在風井底分為
12、兩路分管,經東、西翼 回風大巷至東一、西二采區(qū)。采區(qū)抽放支管,分別沿采煤工作面運輸 巷、回風巷及掘進工作面敷設,并與鉆場連接。瓦斯抽放管路系統布 置見圖 C1223A-298-1。1、總干管總干管:d=1.457 x =1.457 x =0.376m式中:d ?瓦斯管內徑mQ瓦斯管內流量,取10m3/mi nV瓦斯管內流速,一般取 510m/sX瓦斯抽放率30%所需壁厚:S= = = 0.025cm式中:S壁厚度,cmP管路最大工作壓力,MPadw 瓦斯管外徑,CM(T 容許壓力,焊接鋼管取60MPa經計算,主干管選用© 426X 7mr焊接鋼管2、兩翼分管 d=1.457x=1.4
13、57x=0.27m兩翼分管選用 DN300 型復合材料瓦斯抽放管。3、采區(qū)支管d=1.457 x =0.164m經計算,采煤工作面運輸順槽、回風順槽和掘進工作面支管選用 DN200型復合材料瓦斯抽放管。、瓦斯抽放管網阻力根據本礦井瓦斯抽放管路系統及各段管路直徑,經計算,直管段摩擦阻力H=18156Pa管網局部阻力Hj=3631Pa抽放系統管路網最大 阻力 Hz=21787Pa。、管路敷設及附屬裝置1 、管路敷設1 )、抽放管路地面部分采用埋地敷設,井下部分采用沿巷道底部 敷設。管路敷設應盡量將管道敷設平直,坡度一致,盡量減少彎頭、 氣門等附屬管件,避免急轉彎。2)在巷道敷設管路必須用可縮木支墊
14、,以防底板隆起折損管路。墊木高度不小于0.3m,并保證每節(jié)管子下面有兩個托木。3)敷設在運輸巷道的管路時,應將其牢固地懸掛(或架)在專用支架上,且管路高度應 1.8m以便于行人和運輸。4)在敷設傾斜管路時,為防止管路下滑,每隔 100m 設一套防滑 拉管裝置。2、管路防腐及地面管路防凍措施1)為防止瓦斯銹蝕,安裝前應對管內外涂刷防腐劑(復合材料瓦斯抽放管除外)。防腐材料選用TH52-01型水中防腐涂料。2)地面管路沿地面埋設,深度為1.5m,根據本區(qū)氣象條件和凍土 深度,可不采用防凍、保溫措施。3、附屬裝置1 )抽放主干管以管箍焊接為主,快速管接頭連接為輔,抽放支管 (復合材料瓦斯管)采用箍緊
15、接頭,對接熔化及快速管接頭連接。主 管、分管、支管及其鉆場連接處裝設瓦斯計量裝置和閥門。在適當位 置設置除渣和測壓裝置。2)抽放鉆場、管路拐彎、 低洼、溫度突變處及沿管路適當距離 (間 距一般為200300m,最大不超過500m)應設置放水器。、瓦斯抽放設備選擇1 、瓦斯抽放泵的流量計算Q=50m3/min式中:Q瓦斯泵的額定流量,m3/min ;QZ礦井抽放瓦斯純量;X礦井抽放瓦斯?jié)舛?;K由放備用系數,K=1.2;n斯泵的機械效率,一般取 0.8。考慮到實際抽放濃度最低可能降至 20%,所需要抽放泵流量:Qb= = = 75m3/min2、瓦斯抽放泵的壓力計算根據抽放管網阻力計算值,鉆場孔口
16、要求的負壓值,以及井上泵 出口至用戶使用壓力的要求,抽放泵必須產生的壓力:Hb=K<( Hz+H 鉆孔 +H 泵出口) =1.2換行X (21787+20000+10000)=62144Pa式中:Hb抽放泵需要壓力Hz管網阻力H 鉆孔瓦斯抽放鉆場孔口負壓H 泵出口 泵出口至用戶使用需要壓力3、瓦斯抽放泵的真空度計算Hz=x 10%= X 10% = 61.35%4、瓦斯抽放設備選型 根據抽放設備必須產生的流量、壓力、抽放設備可選用回轉式鼓風機和水環(huán)式真空泵兩種方案?;剞D式鼓風機運行穩(wěn)定,供氣均勻。 但運行噪音大,壓力高時磨損嚴重,氣體漏損較大,故不予推薦。結 合本礦井抽放煤層透氣性較差,
17、抽氣量不大的特點,設計推薦采用水 環(huán)式真空泵作為本礦瓦斯抽放設備, 該方案的優(yōu)點是: 設備結構簡單, 運轉可靠,工作輪內充滿水,起防爆阻焰作用,安全性高。通過查驗有關真空泵性能,選擇 SKA-400型水環(huán)式真空泵2臺,1臺工作,1臺備用,泵轉數340r/min。配電動機YB315M1-4型,功率132kW,電壓 380V。抽放泵房內預留一臺泵的安裝位置。六、瓦斯抽放站1 、瓦斯抽放站構成瓦斯抽放站內設有水環(huán)真空泵、 氣水分離器、 管路、閥門等設備。 在泵房附近出口設有放水器、防爆、防回火裝置、放空管、壓力、流 量、濃度測定裝置等附屬裝置,還設有配電間,值班室、水池、冷卻 水泵等設備設施。2、瓦
18、斯抽放泵房附屬裝置 抽放泵房設防爆式屋頂風機、真空泵采用閉路循環(huán)冷卻系統,配IS 冷卻水泵及冷卻塔。設瓦斯斷電儀、瓦斯監(jiān)測儀以及瓦斯壓力、流 量、濃度測空裝置等。為方便安裝與檢修,泵房內配備SDXQ-3型3t手動單梁懸掛起重機 1 臺。3、瓦斯抽放站場地平面布置 地面抽放站設在中央風井工業(yè)場地,其布置詳見工業(yè)場地總平面布置圖。4、供電及通訊(1)供電電源瓦斯抽放站的電源,均以雙回路電纜供電,直接引自35kV變電站, 其中一回工作,一回備用為防止管路帶電,在供電電源的饋出端,裝設漏電保護裝置。 瓦斯抽放站為一級負荷直接引自 35kV 變電站,采用雙回供電。 防止雷擊 地面瓦斯抽放泵站建筑物,作防
19、雷接地保護。抽放站放空管為防 止雷擊,裝設獨立避雷針保護。為避免由于靜電感應、管路帶電等引 起瓦斯爆炸,泵房內的所有電氣設備、管道,均按規(guī)范要求做接地處 理。、通訊瓦斯抽放泵房內,設置防爆本安型電話 2 部,行政電話和直通礦 調度室的調度電話各一部。5、監(jiān)測監(jiān)控系統 抽放瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統,接入全礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統,作為其 中的一個可獨立工作的子系統。、監(jiān)測監(jiān)控參數的確定及設置地點抽放瓦斯監(jiān)測監(jiān)控參數,按現行煤礦安全規(guī)程 礦井抽放瓦斯 工程設計規(guī)范 等的要求確定,有抽放系統管道內的瓦斯?jié)舛取?流量、 壓力、一氧化碳、泵機出口壓力、泵機入口負壓、泵房內泄漏瓦斯?jié)?度以及泵機的溫度等。在抽放瓦斯管
20、路的各分管、支管及其與鉆場連接處,設計有瓦斯 測量裝置,并配備了便攜式數字瓦斯綜合參數測試儀,以測量管路內 的瓦斯?jié)舛?、流量、壓力、溫度等參數。在瓦斯抽放泵房內,距房頂?300mm 處,安設瓦斯傳感器,用于 檢測泵房內泄漏瓦斯?jié)舛?,當空氣中瓦斯?jié)舛瘸^ 0.5%時,能立即發(fā) 出聲、光報警信號。并能對瓦斯抽放泵主電源斷電。在抽放泵輸入管路中,安設高濃度瓦斯傳感器、瓦斯抽放管道流 量計、差壓、溫度傳感器等,輸入管路中的瓦斯?jié)舛鹊陀?25或一氧 化碳超限等情況時,能立即發(fā)出聲、光報警信號,并能對瓦斯抽放泵 主電源斷電。此外,監(jiān)測抽放泵出口壓力、泵機入口負壓以及泵機的溫度等, 當瓦斯超限時,能立即發(fā)
21、出聲、光報警信號,并能對瓦斯抽放泵主電 源斷電。、監(jiān)測監(jiān)控的自動化程度及設備選型在本礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統中,設有抽放瓦斯監(jiān)測子系統。監(jiān)測 系統采用多參數監(jiān)控系統。監(jiān)控系統能連續(xù)監(jiān)測抽放系統管道內的瓦 斯?jié)舛?、流量、壓力、一氧化碳、泵機出口壓力、泵機入口負壓、泵 房內泄漏瓦斯?jié)舛纫约氨脵C的溫度等。該系統將各傳感器采集來的信 號送給檢測子系統主機,計算機以巡檢方式收集各通道信息,經過數 據處理填寫在顯示器上對應的表格內,并與設定值比較,如有超限或 故障立即發(fā)出聲光報警信號,并打印顯示報警信息。系統具有純瓦斯 抽放量累計及顯示,數據自動存盤,日報表打印,曲線圖形顯示等功、檢測儀器儀表的配備在抽放瓦斯
22、管路的各分管、支管及其與鉆場連接場處,設計有瓦 斯測量裝置,并配了便攜式數字瓦斯綜合參數測試儀,以測量管路內 的瓦斯?jié)舛取⒘髁?、壓力溫度等參數。在瓦斯抽放泵房內,配備了瓦斯抽放管道流量計,用于檢測抽放 瓦斯量。瓦斯抽放泵站配備的檢測儀器儀表,均采用礦用防爆型。6、瓦斯抽放站場地建筑及環(huán)境保護瓦斯抽放站場地布置,采取了相關的環(huán)保措施,采取措施后可達 到國家有關標準要求。7、給排水、采暖及供熱利用工業(yè)場地給排水、采暖及供熱設施。七、安全1、抽放系統安全措施、抽放站場、鉆孔施工防治瓦斯措施在準備抽放站場和鉆孔施工的過程中,要按照煤巷掘進的安全措 施管理。、管路防腐蝕、防漏氣、防砸壞、電氣防爆、防靜電
23、、防帶電、 防底鼓措施抽放管路防腐蝕、 防漏氣、防砸壞、 防底鼓等措施前面已作說明抽放管路上的電氣設備和電氣儀表,均采用礦用隔爆型。抽放管路,做防雷、防靜電接地、防漏電保護,防止由于管路雷 擊、靜電感應或帶電引起瓦斯爆炸。同時,井上下敷設的瓦斯管路, 采取適當措施,避免與帶電物體接觸。2、瓦斯抽放站安全措施、瓦斯抽放泵前后防回火、防爆炸、電氣防爆、防靜電措施瓦斯抽放泵前后均設有防回火、防爆等裝置。瓦斯抽放泵房內和抽放瓦斯管道上的電氣設備和電氣儀表,均采 用礦用防爆型。站房附近管道,做防雷、防靜電接地、防漏電保護,防止由于管 路雷電波侵入、靜電感應或帶電,引起瓦斯爆炸。、瓦斯抽放站防雷電、防火災、防洪澇、防凍措施地面瓦斯抽放泵房建筑物,做
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