局部瓦斯抽放设计补充设计.docx
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局部瓦斯抽放设计补充设计
上庄煤业公司局部瓦斯抽放设计
补充设计
煤炭科学研究总院沈阳研究院
2009年9月25日
1、矿井目前概况
矿井目前回采3号煤层,煤层厚度2.2m。
矿井通风采用中央并列机械抽出式通风方式,主扇为两台FBCDZN018型对旋轴流式风机,最大排风量4200m3/min。
主扇排风量为3920m3/min。
其中31采区总进风3450m3/min,总回风量3500m3/min。
31采区布置一个综采面、一个综掘面及一个普掘面。
正在回采3101工作面,采煤方法为综合机械化采煤,一次采全高。
综采面配风1600m3/min,综掘面配风800m3/min,普掘面配风300m3/min。
矿井2008年等级鉴定,矿井瓦斯绝对涌出量14.55m3/min,相对涌出量23.02m3/t。
2009年8月等级鉴定,矿井瓦斯绝对涌出量20m3/min,相对涌出量28m3/t。
而2009年9月,矿井平均日产量1000t,矿井最大瓦斯绝对涌出量最大值为32m3/min,相对涌出量46m3/t。
其中回采工作面绝对瓦斯涌出量为26m3/min,掘进工作面瓦斯涌出量为3.5m3/min。
采掘布置见图1-1。
图1-1采掘布置示意图
2、原设计抽放系统情况
上庄煤业公司于2008年9月建立了局部瓦斯抽放系统,抽放泵为两台2BEC40型水环真空泵,一台工作一台备用。
电机功率110KW,额定抽放能力90m3/min,最大抽放能力110m3/min左右。
抽放泵站位于3101工作面附近的采区轨道巷及运输巷之间,与采区回风巷相连,形成独立通风系统。
抽放瓦斯排到回风立井附近。
抽放方法为本煤层预抽及上隅角抽放。
抽放管路选用Φ280mm矿用PVC管,壁厚13.3mm。
目前抽放系统抽放瓦斯量为11m3/min,其中本煤层预抽2m3/min,裂隙带抽放9m3/min。
根据目前矿井最大瓦斯涌出量情况将抽放瓦斯排放到风井附近可能造成总回风内瓦斯浓度超限。
并且现有抽放系统能力不足,因此,决定对原有系统进行补充完善。
3、对原有抽放系统补充完善内容
(1)增加一台抽放泵
由于地质情况不明,开采后发现3号煤层上部5~14m处有3-1及3-2煤层,煤厚约1.2m及0.4m左右,造成工作面瓦斯涌出量远大于预测瓦斯涌出量。
目前矿井瓦斯涌出量较大,原有抽放系统能力不足,依靠通风解决困难。
由于建立地面泵站时间较长,为不影响生产,决定增加一台2BEC40型水环真空泵。
根据井下抽放泵站硐室尺寸情况,可以满足增加一台抽放泵的需要。
增加一台抽放泵后,两台工作,一台备用。
其中一台作为高负压(本煤层抽放),另一台作为低负压(裂隙带抽放)。
新增加泵须安设人工或自动瓦斯抽放监控设施。
(2)抽放瓦斯的排放方式
原有抽放系统抽放瓦斯排放到总回风巷可能造成总回风巷内瓦斯浓度超限,暂时将两台工作抽放泵布置在井下,利用专用排瓦斯管道立井将抽放的瓦斯排放到地面。
地面设置放空管及防爆、防回火装置、气水分离等安全设施。
对布置放空管及安全设施等区域利用栅栏或围墙进行隔离,并安排专人值班。
地面钻孔施工在采区回风巷附近,通过地面钻孔见煤后与井下联络巷道与采区回风巷连接,在联络巷内布置抽放管路。
地面钻孔直径500mm,地面钻孔内管路采用无缝钢管或16M钢材料,管路直径DN300mm。
(3)抽放方法
根据上庄煤业公司原有地质资料,开采的3号煤层上邻近层只有1号及2号,而在现实的开采过程中发现在3号煤层和2号煤层中间还有两层煤。
分别为3-2及3-1煤层。
煤层厚度分别在0.4m及1.2m左右,距3号煤层的距离分别在5m及14m左右。
而且根据实际情况,这两层煤瓦斯含量较高。
根据统计回采工作面瓦斯涌出中邻近层约占56%左右。
因此,对原抽放方法进行改进。
1本煤层抽放
本煤层抽放采用顺层斜向钻孔抽放方法,钻孔间距5m,钻孔直径113mm。
钻孔垂直煤层平行布置。
钻孔参数见表3-1。
抽放钻孔及管路布置见图3-1
表3-1本煤层抽放放钻孔参数表
钻孔类别
开孔高度
(m)
钻孔与巷道夹角(°)
钻孔与水平面夹角(°)
钻孔深度(m)
钻孔直径(mm)
钻孔间距(m)
顺层斜向钻孔
1.2
60
同煤层倾角
115
113
5
图3-1本煤层抽放钻孔及管路布置示意图
2高位钻孔抽放
高位钻孔采用两种,一种为在回风巷靠近工作面侧煤帮直接施工高位钻孔。
另一种为在回风巷靠近工作面侧煤帮施工钻场,在钻场内施工高位钻孔。
钻孔布置分别见图3-2及3-3。
钻孔参数见表3-2及3-3。
图3-2高位钻孔布置示意图
图3-3钻场内高位钻孔布置示意图
表3-2高位钻孔参数表
表3-3钻场内高位钻孔参数表
4、补充设计新增设备及材料
补充设计后新增一台2BEC40型瓦斯抽放泵,增加管路及安全设施等。
具体情况见表4-1。
表4-1新增瓦斯抽放设备、材料表及概算表
序号
设备及器材名称
型号及规格
单位
数量
单价(万元)
总金额(万元)
1
抽放泵(含电机、气水分离器、磁力起动器、孔板流量计和除渣器等)
2BEC40
套
1
30
30
2
正压放水器
CWG-ZY
台
4
0.55
2.2
3
负压放水器
CWG-FY
台
2
0.55
1.1
4
瓦斯检定器
100%
台
2
0.125
0.25
5
高负压取样器
台
2
0.09
0.18
6
U型压差计
个
2
0.09
0.18
7
矿用红外测温仪(测抽放泵轴温)
WD-1
台
1
0.8
0.8
8
抽放管路(PVC)(包括法兰、垫片、螺栓、螺母等)
φ280mm
m
1060
0.055
58.3
9
抽放管路(无缝或16M钢)(包括法兰、垫片、螺栓、螺母等)
DN250mm
m
600
0.03
18
10
孔板流量计(用于测量单孔瓦斯流量)
DN250mm
个
1
0.5
0.5
11
阀门(蝶阀或闸阀)(带法兰)
DN250mm
个
3
0.4
1.2
12
抽放管路钢管(带法兰)
φ273(壁厚8mm)
m
30
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13
三通(带法兰)
DN250mm
个
2
0.3
0.6
14
弯头(钢)(带法兰)
DN250mm
个
2
0.06
0.12
15
水管等
2〞
m
50
0.006
0.3
16
地面钻孔施工费用
200
17
其它费用(不可预见)
10
18
合计
323.73
附图1放空管安装示意图
附图2避雷针示意图
附图3水封式防爆防回火装置示意图
附图4铜网式防爆防回火装置示意图
附图5负压放水器示意图
附图6地面设施布置示意图
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