地面瓦斯抽放系统设计.docx
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地面瓦斯抽放系统设计.docx
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地面瓦斯抽放系统设计
湖南省宜章县梅田镇罗卜远煤矿
地面瓦斯抽放系统设计
说
明
书
湖南同德矿山科研勘察设计有限公司
设计证号:
182008-sd
二OO七年十一月十日
参加设计编制及检查审核人员名单
专业
姓名
职称
总说明
孙根天
高级工程师
通风
周松元
高级工程师
采矿
资顺义
高级工程师
机电
王诚湘
高级工程师
士建
曾铁柱
工程师
总图
申广君
助理工程师
总工
周松元
高级工程师
前言
为消除或缓解矿井煤与瓦斯突出危险,减轻工作面的通风和安全压力,贯彻执行国家煤矿安全监察局提出的“以风定产、先抽后采(掘)、监测监控”的方针政策,确保矿井安全生产,落实省煤炭局《关于在2007年组织建立突出矿井地面瓦斯抽放系统示范工程项目的通知》的会议精神,张八旬副局长于九月二十七日在宜章县煤炭局主持召开,由省、市、县煤炭局和省瓦斯防治中心有关人员参加的,落实宜章县建立地面瓦斯抽放系统示范矿井会议。
罗卜远煤矿主动申请,被批准同意列为建立地面瓦斯抽放系统抽放瓦斯的示范矿井。
受罗卜远煤矿的委托,驻矿专家组承担了该项目的设计方案编制和系统建立的现场指导工作。
专家组于十月中旬进驻煤矿,根据现场调查资料,并对生产矿区现有的条件进行了充分的分析研究,依据国家煤炭行业现行的有关规程、规范,结合“宜章九。
二七会议纪要”的要求,对罗卜远煤矿建立地面瓦斯抽放系统进行了精心的设计,以期望通过地面瓦斯抽放,降低煤矿煤层瓦斯含量,使煤与瓦斯突出危险性减轻或消除,基本解决复杂构造突出煤层瓦斯的危害,并为宜章县所有突出煤矿的安全开采起到示范的作用。
由于时间紧,任务重,本设计肯定存在不足之处,望大家及时指教,以便在实施过程中予以修正完善。
一、编制本设计的依据
1、《矿井抽放瓦斯工程设计规范》(MT95018-96)(1997)中华人民共和国煤炭工业部;
2、《矿井瓦斯抽放管理规范》(1997)中华人民共和国煤炭工业部;
3、《煤矿安全规程》(2006)国家安全生产监督管理局;
4、《防治煤与瓦斯突出细则》(1995)中华人民共和国煤炭工业部;
5、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(2006)国家安全生产监督管理总局;
6、《煤矿瓦斯抽放规范》(2006)国家安全生产监督管理总局;
7、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定(国务院令446号);
8、罗卜远煤矿2007年瓦斯集中整治实施方案
9、煤矿提供的图纸资料
10、现场调查和下井检查
二、设计的主要技术经济指标
1、矿井设计生产能力:
60kt/a
2、设计瓦斯抽放量:
483km3/a
3、抽放工程总投资:
93万元,各分项工程费用如下:
设备购置费39万元
安装工程5万元
管材费用49万元
三、存在的主要问题及建议
在煤层瓦斯基本参数方面(煤层瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等)缺乏必要的基础数据,建议今后开展煤层瓦斯基本参数的测定工作,为瓦斯抽放提供必要的科学依据。
附图1瓦斯抽放泵房位置示意图
附图2瓦斯泵房及安装三视图
附图3瓦斯泵房供电系统示意图
附图4瓦斯抽放管网系统图
附图5瓦斯抽放钻场钻孔布置图
第一章矿井概况
第一节井田概况
一、煤矿基本情况
罗卜远煤矿为私有股份制企业,该矿井为合法矿井,证照齐全。
始建于1987年,1989年投产,设计能力为3万吨/年,现实际生产能力为3万吨/年,正准备进行年产6万吨矿井的改造,现有地质储量为54.21万吨。
矿井采用斜井开拓,主斜井井口标高+229.78m,落底标高+50m,坡度31°,开采深度+220m~±0m水平,现开采水平为+50m水平。
该矿属于宜章县梅田镇行政管辖,位于郴耒煤田矿区长坪勘探区32~33勘探线之间,矿区面积0.32平方公里,南翼与长坪煤矿矿相邻,离坪梅铁路梅田火车站3.5公里,有矿区公路1公里与省道1803相接,交通较为便利。
二、井田范围
矿井斜井开拓,中央并列式通风。
2006年核发的矿井范围拐点坐标和开采高程如下:
罗卜远煤矿范围拐点坐标及限采标高
点号
X
Y
点号
X
Y
A
2801755
38377668
B
2801398
38378514
C
2801763
38378653
D
2802032
38378312
E
2801832
38378080
F
2802010
38378010
开采标高:
自+200米至±0米
面积:
0.320148km2
三、矿井设计生产能力
矿井设计生产能力为30kt/a,准备进行60kt/a矿井改造。
第二节煤层赋存情况
一、含煤地层
罗卜远煤矿位于湘南地区主要的产煤构造带,在郴耒煤田梅田矿区长坪~江水复式向斜西翼,呈一复式背斜构造。
本区内出露地层较为简单,主要有第四系冲积层、上二迭系龙潭组上、下段。
上二迭系龙潭组(P2L):
区内分布广泛,为一滨海三角洲相的多旋回沉积。
上二迭统龙潭组为区内含煤地层,厚约600m,按其岩性和含煤性特征,分为上、下两段,其含煤7层。
龙潭组上段(P2l2):
为含煤地层,主要由中细粒砂岩、细砂岩、粉砂岩、泥岩质粉砂岩、砂质泥岩及煤组成,含煤13层,其中12
-2煤可采,12-2顶板为一套灰色粉砂岩,泥质胶结,上段厚200m。
龙潭组下段(P2l1):
主要为中细粒砂岩、泥质粉砂岩,夹少量薄层细砂岩,全厚约400m。
第四系(Q):
分布于地表,山间谷地,冲沟两岸低平处较厚,为砾石、砂砾、粘土、亚粘土组成,厚平均6m左右。
二、煤层
区内含煤地层为龙潭组,上段含煤13层,其中12-2煤为可采煤层,其它不可采。
12-2煤层厚0.2~13.0m,平均3.6m,煤层倾角22°~46°之间,含夹矸1~2层。
煤层外观特征呈灰黑~钢灰色,似金属光泽,块状、粉状构造、硬度小,为半暗型煤,结构复杂,属较稳定煤层,厚度变化大,但有规律,大部分块段可采。
12-2煤属低灰、低磷、低硫、高发热量的优质无烟煤。
12-2煤伪顶为深灰黑色泥质页岩,平均厚度不大,易风化,节理发育,极易破碎,随采随落。
直接顶为细砂岩、粉沙岩,水平层理为主,节理比较发育,属Ⅱ级中等冒落顶板,老顶为中厚层状中粒石英砂岩,钙质胶结,属坚硬岩石类,周期来压不明显。
直接底板为细砂岩,一般为12.36m,无底鼓现象,老底为薄~中厚层状石英细砂岩,属坚硬岩石类。
第三节地质构造情况
本矿井位于长坪勘探区32线~33线南200m,地层整体走向NE~SW、倾向SW,由于受东西水平应力挤压作用,区内褶曲发育,倾角变化大,同时伴生较多的断层。
矿井范围内发育有F203、F205、F206三条较大的走向逆断层,断距在50m以上,倾角在45~75º之间,对煤系有较大的破坏作用。
目前的采掘区域,由于煤层受F205、F206走向逆断层的牵引作用,形成褶曲构造,造成局部煤层倒转,煤层倾角变化极大,地质构造属极复杂类型,而小构造对煤层开采也有一定的影响。
第四节开采技术条件
矿井采用斜井开拓,风井井口标高+225m,落底标高+110m水平;主斜井井口标高+229.8m,落底标高+50m水平,在+50水平底板运输大巷南翼沿底板布置有南回风上山至+90水平,以暗斜井在+110贯通风井底,形成通风系统,采用中央并列机械抽出式通风。
矿井+90以上煤炭基本采完或因构造影响而落空。
+50m为矿井现有生产水平,共布置有7个采掘工作面。
其中+50m北一石门已停止作业,现有6个头可供采掘工作,其中煤巷3个作业面,3个石门掘进工作面均可布置钻场进行瓦斯抽放.
矿井煤层属急倾斜中厚煤层,故采用水平分层竹帘假顶短壁式工作采煤法,放炮落煤;12
-2煤伪顶为泥质页岩,直接顶为粉砂岩夹细砂岩,老顶为中粒砂岩,直接底为细砂岩,故采用全部陷落法管理顶板。
本井田内水文地质条件简单,矿井涌水是大气降雨渗入,对开采影响不大,矿井涌水量:
最小20m3/h,一般为35m3/h.
第五节矿井通风与瓦斯
一、通风方式及供风量
煤矿采用中央并列抽出式通风,目前矿井实际总回风量936m3/min,总回风瓦斯浓度为0.35%。
二、瓦斯、煤尘、煤层自燃情况
根据湖南省煤炭工业局《关于2006年度矿井瓦斯等级鉴定和二氧化碳测定结果的批复》(湘煤行[2007]24号),矿井瓦斯相对涌出量为24.38m3/t,属煤与瓦斯突出矿井,煤尘不具爆炸性,煤层为不易自燃,从未发现煤层自燃发火事故。
罗卜远煤矿建井以来在+50m水平以上多次发生煤与瓦斯突出,曾于2004年1月5日在主斜井延深时误揭煤层发生突出伤亡事故。
第二章抽放瓦斯基本数据及设计范围
第一节基本数据
采用ZY-320液压钻或矿现有的TXU75钻机设备,在井下抽放钻场内向煤层打垂直穿层孔,在煤层中形成约7m*7m的布孔型式,封孔后进行瓦斯负压抽放。
对穿层抽放不到位的煤层,在煤巷中进行顺层布孔,快速封孔后导入矿井抽放系统,实行本煤层抽放。
罗卜远煤矿主采煤层12-2厚0.2~13.0m,平均厚3.6m,容重1.4t/m3,煤层倾角22~46°,含夹矸1~2层。
2006年度鉴定相对瓦斯涌出量为24.38m3/t。
瓦斯压力该矿未测,参照原梅田二矿在+75m水平测得为1.1MPa,在+50m水平测得瓦斯压力为1.5MPa,预计到±0水平时瓦斯压力将达到2.3MPa。
瓦斯含量未查到,根据同一煤层相邻的三门水煤矿提供为15.24m3/t。
煤层透气性系数和抽放影响半径有待今后抽放中实测考察。
这次设计依据相邻矿井为较难抽放煤层,抽放半径取3.5m。
依据保有地质储量54.21万吨计算矿井总瓦斯储量超过826万m3。
吨煤钻孔量《矿井瓦斯抽放管理规范》提供参考数据为>0.05m/t,以6万吨矿井年需钻孔量在3000M以上。
第二节设计范围
建立地面瓦斯抽放系统包括工程设计和施工。
工程施工内容含地面瓦斯抽放泵房建立,抽放瓦斯管路采购敷设,抽放瓦斯设备仪表的购置安装,抽放巷道、钻场掘进,抽放钻孔施工与封孔联接等。
工程设计内容则如下:
1、瓦斯抽放泵站设计:
包括抽放泵站计算、选型等。
2、瓦斯抽放方法设计:
包括瓦斯抽放管径计算、管路选择、附属设施的设计选型等。
3、瓦斯抽放方法设计:
包括石门穿层抽放和本煤层钻孔抽放工艺设计等,抽放方法可由矿方根据实际应用效果进行修改和优化。
第三章抽放方法设计
第一节抽放瓦斯方法选择
一、选择抽放瓦斯方法的原则
选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、巷道布置、抽放瓦斯目的及利用要求等因素确定,并遵循以下原则:
1、选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、巷道布置、地质条件和开采技术条件。
2、应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析,有针对性地选择抽放瓦斯方法以提高瓦斯抽放效果。
3、抽放方法在满足矿井安全开采的前提下,还需满足开发、利用瓦斯的需要。
4、巷道布置在满足瓦斯抽放的前提下,应尽可能利用生产巷道,以减少抽放工程量。
5、选择的抽放方法应有利于抽放巷道的布置和维护。
6、抽放方法应有利于钻场、钻孔的施工和抽放系统管网的设计,有利于增加钻孔的抽放时间。
二、抽放瓦斯方法选择
目前矿井抽放的目的是防止石门揭煤突出,降低工作面煤层的瓦斯含量,消除或缓解煤层突出危险性,因此,确定矿井抽放瓦斯的方法以石门穿层抽放为主,本煤层抽放抽放为辅。
瓦斯抽放主要包括煤巷巷道掘进时先抽后掘、边掘边抽、岩巷揭煤预抽,回采工作面预抽和边采边抽等。
因此设计主要采用煤巷先抽后掘、岩巷揭煤预抽及回采工作面预抽,随着回采工作面推进,回采工作面预抽钻孔可以兼做边采边抽钻孔使用。
煤矿在生产过程中,邻近层瓦斯是矿井瓦斯涌出主要来源泉之一,因此在煤矿今后进行瓦斯利用时,应加强采空区瓦斯抽放,采空区抽放采用半封闭的采空区埋管抽放。
第二节工作面钻孔抽放
一、钻孔布置
回采工作面抽放主要以预抽为主,边采边抽为辅。
主要采用倾向顺层钻孔抽放,钻孔长度确定为比工作面长度少8M左右,抽放布置有在上、下引巷沿煤层平行打向下孔和向上孔,孔径¢75mm,孔长根据工作面斜长而定,打完钻后立即封孔抽放。
钻孔布置如图。
工作面瓦斯抽放钻孔布置图
抽放钻孔施工前必须按《防治煤与瓦斯突出细则》的有关要求,采取有效的防突措施,保证抽放钻孔施工安全。
二、钻孔施工
打钻:
煤层顺层抽放钻孔钻机选用KHYV40Dia—4KW,或采用75型钻机施工,严格按设计参数施工,施工完后作好钻孔竣工参数记录。
封孔:
采用BFZ水泥浆封孔。
封孔管采用Φ32mm具有煤安标志的矿井允用塑料管,水泥浆采用425号水泥与水搅拌制成,水灰比为1∶2,封孔长度为6m以上,也可采用聚胺脂人工封孔。
三、抽放工艺
在钻孔施工完后,用DN32mm吸引胶管或同类型器材将每个钻孔与汇流瓦斯管相连接,连接处需用8号铁丝将胶管扎紧。
然后将汇流管与安设的抽放管路相连接,在连接处需安设阀门以便控制抽放负压。
第三节掘进工作面抽放
一、掘进巷道先抽后掘
个别区煤层变化带或保安煤柱,不能大范围布孔抽放时,考虑局部抽放有石门揭煤抽放,抽放钻孔布置到石门揭煤周界外5—8m的煤层内,钻孔直径为75—100mm,钻孔孔底间距一般为2—3m,抽放时间不少于1个月,在抽放控制范围内效检△h2值<200pa以下,认为抽放防突有效。
煤层掘进抽放为了消除突出,降低工作面瓦斯浓度,采取先抽放,再掘进,称为先抽后掘防突措施。
如煤厚2m,倾角80度,设计抽放半径1.5m.在掘进工作面沿走向布置4个¢85mm的钻孔,控制巷道周边3—8m,一般孔深15—20m,再下套管封孔、抽放,为期不少于一星期。
效检△h2值<200Pa时,认为抽放防突有效,可采取安全措施,下达允掘距离,掘完为一个抽掘循环,依此反复进行。
为了保证抽掘循环防突效果,要准备一个备用工作面,抽放施工与煤巷掘进互不干扰,互相配合,才能达到较好的安全经济效果。
附:
掘进抽放钻孔示意图。
抽放钻孔布置参数如下表
序号
开孔位置
钻孔要素设计
偏向
开孔高m
距中线m
孔径mm
方位(度)
倾角(度)
孔长m
备注
1
中
0.7
沿巷
道轴
线方
向
85
与巷
道方
位相
同
-5
15.1
2
中
1.0
85
0
15
3
中
1.3
85
5
15.4
4
中
1.6
85
18
16.1
以上钻孔倾角原则上须保证钻孔在煤层内,钻孔倾角与巷道底板平行或根据煤层的厚度略有上、下倾角。
抽放钻孔施工前必须按《防治煤与瓦斯突出细则》的有关要求,采用有效的防突措施,保证抽放钻孔施工安全。
二、掘进巷道边掘边抽
1、钻场布置
在厚煤地段,于煤巷掘进工作面后5m处的巷道两帮施工钻场。
钻场的规格应根据巷帮瓦斯抽放钻孔布置的要求、选用钻机的外型尺寸及钻杆长度而定。
根据该矿的具体情况,每组钻场在煤巷两侧相对应布置,其规格为:
长×高×深=4m×掘进巷道高度×2m,采用木棚支护。
相邻两组钻场之间的间距为30m较佳。
矿井煤层具有煤与瓦斯突出危险,钻场施工时应严格执行《防治煤与瓦斯突出细则》的有关规定。
巷道掘进瓦斯抽放钻场、钻孔布置图
2、钻孔布置
在每一钻场内,沿走向布置3个边掘边抽钻孔,即左、右钻场各3个,孔深40m左右。
钻孔编号为1#~6#。
左边钻场1#、2#、3#钻孔终孔位置在工作面前方煤层中部,距巷道轮廓线的距离分别为2m、4m、6m,开孔位置距巷道轮廓线的距离在2m以上。
右边钻场4#、5#、6#钻孔终孔位置、开孔位置的要求一样。
该钻孔布置参数在对抽放量、抽放浓度等考察后再进行适当调整。
钻孔、钻场布置见上图,钻孔参数见下表。
抽放钻孔施工前必须按《防治煤与与其突出细则》的有关要求,采用有效的防突措施,保证抽放钻孔施工安全。
边掘边抽钻孔参数表
孔号
与巷道中线偏角(。
)
孔深(m)
开孔位置(m)
距中线
距底板
1
0.0
40.0
2.6
0.8
2
3.0
40.0
3.1
1.4
3
6.0
40.0
3.1
1.2
4
0.0
40.0
-2.6
0.8
5
-3.0
40.0
-3.1
1.4
6
-6.0
40.0
-3.1
1.2
注:
1)开孔距巷道中线,左为“+”,右偏为“-”。
2)钻孔方位以巷道中线为参考,偏角,左偏为“-”。
表中钻孔倾角原则上须保证钻孔在煤层内,钻孔倾角与巷道底板平行或根据煤层的厚度略有上、下倾角,方位角指与巷道中线的夹角,当掘进工作面抽放钻孔个数较多时,为扩大抽放区域面积,提高抽放效果,抽放钻孔应以巷道中线为基准,向周围煤体呈放状散排列。
三、石门揭煤预抽
石门揭煤应按《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出细则》及《煤矿瓦斯抽采基本指标》的有关揭煤防突措施要求,采取严格的安全措施,并按揭煤预抽瓦斯措施要求进行穿层钻孔预抽煤层瓦斯,例如抽放钻孔布置到巷道周界外8m的煤层内,钻孔直径75mm,孔底间距2~3m,抽放时间大于3个月。
穿层钻孔预抽煤层瓦斯是一个区域性的防突技术措施,一般是从煤层底(顶)板距煤层垂距10m布置钻场,根据该煤层控制范围和有效抽放半径,按网格式均匀布孔,成射线打穿层钻孔预抽煤层瓦斯。
穿层钻孔开孔在岩石段,封孔容易,不漏气,可延长钻孔服务时间,当抽放率达到30%时,再做煤巷,进行回采,安全更有保障。
穿层预抽煤层瓦斯施工与掘进工作面作业互不干扰,有利保证抽放施工质量。
矿井抽放应优先考虑穿层预抽煤层瓦斯。
四、钻孔施工
打钻:
采用液压钻机施工,严格按设计参数施工,施工完后作好钻孔竣工参数记录。
要达到先抽后采,抽放钻孔施工工作量大,每年打穿层和顺层见煤钻孔3000—4000m,施工选择钻机性能的好坏至关重要。
根据抽放钻孔的要求,钻孔孔长20~80m,倾角-10—+60°,一般孔径不大于100mm,岩石硬度系数、施工场地、井下钻场,巷高,巷宽等特点,选择钻机.
矿井现有TXU—75型钻机一台,基本能适应上述条件,如是高仰角,大偏角钻孔,再受钻场限制,施工有困难,要选购¢42×750mm等长钻杆,无芯钻头、套向板、全液压防突钻机1台。
封孔:
采用聚胺脂人工封孔,将调制好的聚氨脂送入孔内,封孔管采用Φ32mm钢管或具有煤安标志的矿井允用塑料管。
也可采用BFZ水泥浆封孔泵封孔,水泥浆采用425号水泥与水搅拌制成,水灰比为1∶2,封孔长度大于8m。
五、抽放工艺
在钻孔施工完后,用DN32mm胶管或其它器材将每个钻孔与钻场汇流瓦斯管相连接,连接处需用8号铁丝将管扎紧。
然后将汇流管与安设的抽放管路相连接,在连接处需安设阀门以便控制抽放负压,最后在钻场口打上栅栏。
第四节抽放时间
国内抽放经验证明,由于预抽煤体瓦斯,使煤体发生收缩变形,当煤体原占据的空间体积不变时,煤体收缩一方面引起了原有的裂隙加大,另一方面也可产生新的裂隙,最终使煤层的透气性增大。
因此,长时间的预抽还可以取得更好的效果,其预抽时间应以达到预计的瓦斯抽放率是否大于30%或预抽防突的有效性指标为准。
预抽后,在突出煤层巷道掘进、石门揭煤和采面回采过程中都必须按《防治煤与瓦斯突出细则》及《煤矿瓦斯抽采基本指标》的有关要求,对措施效果进行检验,并按要求采取适当的施工安全措施。
第五节采空区埋管抽放
在考虑瓦斯利用或井巷瓦斯超限,而采用通风手段无法解决时,要考虑采空区埋管抽放瓦斯。
一、埋管抽放方式
在采面回风巷安设Φ125mmPVC×4.5mm阻燃管作为瓦斯抽放管(抽放管前端兼作埋管),随着工作面推进,抽放管管口保持伸入采空区30~50m,将采空区瓦斯抽出,并使采空区气体向埋管口流动,以此治理工作面采空区瓦斯涌出及工作面瓦斯超限。
二、埋管抽放工艺
在回风巷抽放管的末端设一弯管,使抽放管口抬高至回风巷顶,并设木垛对其管口进行保护,以此形成埋管口。
并在工作面的后部抽放管上每隔30~50m(合理数据需在试验中考察)安装一组三通、控制阀门及埋管口组件,在工作面推进过程中,将埋管口保留在工作面的采空区,通过抽放系统对采空区瓦斯进行抽放。
当工作面推进至下一个埋管口三通处,接替埋管口已经埋在采空区内3~5m时,将埋在采空区里的前一埋管段控制阀门关闭,打开下一循环的埋管口阀门,以此达到利用埋管不断抽放采空区的瓦斯的目的。
与本煤层预抽瓦斯相比,采空区抽放的特点是抽放量较大,但埋管抽放负压一般控制在3~5kPa,抽放瓦斯浓度可达15~20%。
抽放浓度相对较低,其抽放量的大小取决非于采空区瓦斯涌出量的大小和煤层自然发火的危险程度。
由于该矿煤层不易自燃发火,因此,有利于采空区瓦斯抽放。
图3-4采空区埋管抽放布置图
第四章瓦斯抽放管路系统设计
第一节瓦斯抽放管路系统的确定
本设计在选择瓦斯抽放管路系统时,主要根据抽放泵站位置、开拓巷道布置、管路安装条件等进行确定。
目前瓦斯抽放管路抽气系统布置如下:
+50石门掘进抽放钻孔→+50大巷→北翼回风上山→+90回风上山→+110回风大巷→新风井→安全通道→抽放泵站。
第二节抽放管径计算及管材确定
一、年抽放瓦斯量
1、矿井最多年抽放瓦斯量应以满足矿井生产能力6万吨/年为原则,每年抽放瓦斯量按下式计算。
Q抽=A×W×N×K
式中:
Q抽——每年可抽采瓦斯量万m³/a;
A——年生产能力万t/a;
W——吨煤瓦斯含量m3/t;
N——抽放率《规范》规定≮25%,取30%;
K——储量备用系数1.3
代入上式
Q抽=6×15.24×0.3×1.3=35.66万m3/a
2、以矿井瓦斯涌出量计年抽放量
矿井相对瓦斯涌出量为24.38m3/t,矿井抽出率以33%计,则
Q抽=24.38×6×0.33=48.27万m3/a。
取最大年抽放量48.27万m3/a做为设计参量。
二、最大抽放瓦斯量
根据原梅田二矿抽放试验表明,井田煤层属较难抽放煤层,以采取间歇抽放钻孔瓦斯可延长抽放时间,可取得较好效果。
设计每年抽放300天,每天抽放16小时计,则
300×16×60
q纯=
K
式中——每分钟纯抽瓦斯量m3/min
Q抽——年抽瓦斯总量
m3/a
K——抽放备用系数取1.2
482700
所以,q纯=×1.2=2.0m3/min
取瓦斯最大纯抽放量2m3/min做为设计参量。
三、瓦斯管径计算
根据瓦斯抽放管服务的范围和所担负输送抽放量的大小,其管径按下式计算:
D=0.1457(Q混/V)1/2
式中D——瓦斯管内径,m;
V——管道中混合瓦斯的经济流速,m/s,一般取V=5~15m/s;
Q混——管内混合瓦斯流量,m3/min。
瓦斯浓度按30%。
按照大管径流速取大值、小管径流速取小值,管路系统较长者流速取小值、管路系统较短者流速取大值的原则选取经济流速,抽放瓦斯管径计算结果见下表。
抽放管径计算表
管路名称
纯瓦斯流量
瓦斯浓度
混合瓦斯流量
气体流速
管道内径
备注
(m3/min)
(%)
(m3/min)
(m/s)
(m)
主管
2.0
30
6.7
10
0.19
地面、井下主管路,壁厚9.4mm,
分管
1.0
30
3.4
10
0.08
主管分支
管路、壁厚6.5mm,
支管
0.35
30
1.1
1
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