河南焦煤能源有限公司九里山矿
3/min,相对瓦斯涌出量33.41 m3/t,相对CO2涌出量为9.08 m3/t,绝对CO2涌出量为11.95 m3/min,矿井等积孔6.81m2。
四、抽采系统
1.地面抽采系统
南风井瓦斯抽采泵站安装3台抽采泵,1台工作,2台备用,抽采能力为300 m3/min,主要抽采16采区的抽采钻孔。
2.井下建立瓦斯抽采泵站的必要性与可行性
目前南风井瓦斯抽采泵站所带的16采区抽采钻孔有3200个,其中停抽钻孔1350个,由于南风井瓦斯抽采泵站抽出的瓦斯需发电,为了提高瓦斯浓度很多低于5%的钻孔暂时停抽,为了解决停抽钻孔问题,提高瓦斯抽采率,我矿决定在16采区安设一座抽采泵站。
3.南风井瓦斯抽采泵站抽采情况
南风井瓦斯抽采泵站主要抽采16031回风巷、1631运输巷、16041回风巷、16041运输巷、16下部煤上山、16161区段巷、16051底抽巷、16151区段巷。
序号 地区 南风井瓦斯抽采泵站 16031回风巷 16031运输巷 16041回风巷 16041运输巷 16下部煤上山 16161区段巷 16051底抽巷 16151区段巷 负压(kPa) 浓度(%) 流量(m3/min) 49 45 44 44 43 40 40 37 39 15 9 20 9 14 10 5 20 25 170.06 14.067 19.925 29.167 23.821 21.040 26.920 20.760 13.593 1 2 3 4 5 6 7 8 9 五、设计 1.设计的主要依据
(1)原中华人民共和国煤炭工业部制定的《矿井瓦斯抽放管理规范》; (2)中华人民共和国国家标准《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》(GB 50471-2008);
(3)中华人民共和国安全生产行业标准《煤矿瓦斯抽放基本指标》(AQ 1026-2006);
(4)中华人民共和国安全生产行业标准《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ 1027-2006)。
2
河南焦煤能源有限公司九里山矿
2.设计的指导思想
(1)设计的瓦斯抽采规模应保证矿井安全生产,并应使抽采量保持相对稳定;
(2)在符合有关规程、规范及设计标准且满足使用的前提下,尽可能降低成本,节省工程投资;
(3)尽量利用原有的巷道,不增加开拓费用;
(4)设备、管材选型留有余地,能满足矿井达到设计能力时抽采瓦斯量的需求。
3.设计的主要内容
本次设计主要包括《井下泵站瓦斯抽采系统设计说明书》、《井下泵站瓦斯抽采工程概算书》和抽采系统相关的图纸。设计的具体内容为:
(1)瓦斯抽采管网设计;
(2)瓦斯抽采系统的设备、仪器、仪表及附属装置选型及安装设计; (3)井下瓦斯抽采泵站供电、给排水、通讯及安全监测辅助设施设计; (4)抽采瓦斯管理及安全措施;
(5)瓦斯抽采工程投资概算及技术经济分析;
六、瓦斯抽采方法与工艺
1.钻孔抽采工作面瓦斯
顺层钻孔抽采工作面瓦斯:在采煤工作面的运输巷、回风巷、切眼、横贯向工作面内施工顺层钻孔。由于采煤工作面抽采钻孔经井上瓦斯抽采泵站预抽后,钻孔浓度相对较低,多数钻孔浓度在1~10%之间,如果采用井上瓦斯抽采泵站抽采,泵站的浓度将低于5%,造成井上瓦斯抽采泵站的瓦斯无法利用,为此把采煤工作面的抽采钻孔通过系统连接到井下抽采泵站,既解决了利用问题,又解决了工作面抽采问题。如图。
3
河南焦煤能源有限公司九里山矿
2.抽采采空区瓦斯方法
针对工作面回采期间可能会出现上隅角瓦斯聚集、超限的问题,可以通过在采空区埋管抽采解决上隅角瓦斯超限问题。
埋管抽采瓦斯的方法为:在工作面上隅角布置一根抽采管,解决初采期间瓦斯超限问题,抽采管必须安设阀门,根据上隅角瓦斯的变化调节管理负压。如图。
3.钻孔抽采采空区瓦斯方法
采空区冒落拱顶部积聚的瓦斯对安全生产构成威胁,可以通过施工高位钻孔来抽采该区域内的瓦斯,高位钻孔施工至该区域上部的裂隙带内或直接施工至该区域内。具体作法为:沿工作面回风巷内布置钻场,在钻场内施工钻孔进行采空区瓦斯抽采。如图。
4
河南焦煤能源有限公司九里山矿
抽放管回风巷134运输巷 七、抽采瓦斯量预计
要建立瓦斯抽采系统,首先必须确定抽采瓦斯量。抽采瓦斯量预计是矿井瓦斯抽采系统的规模大小、瓦斯抽采管网设计、瓦斯抽采泵选型设计等的依据。
瓦斯抽采工作的重点是工作面顺层钻孔、浅孔、上隅角及采空区冒落拱顶部的的瓦斯进行抽采。工作面顺层钻孔较多,流量较大但浓度较低,目前工作面回风巷、运输巷抽采计量合计为52.9m3/min,预计工作面浅孔抽采瓦斯量为6m3/min,上隅角和冒落拱顶部的瓦斯主要来源于采空区,抽采瓦斯量的多少,借鉴16021工作面高位抽采情况,预计该工作面高位抽采流量为7m3/min,结合埋管与高位钻孔的实际抽采经验来看,采空区瓦斯抽采率可达30%以上。16采区只有一个回采工作面,总抽采量为65.9m/min。
3
八、瓦斯抽采管网系统建立
1.矿井瓦斯抽采系统选择
瓦斯抽采系统可以分为临时瓦斯抽采系统和永久瓦斯抽采系统。临时瓦斯抽采系统也称为井下泵站瓦斯抽采系统,主要用于对局部瓦斯超限区域进行抽采,将该区域的瓦斯抽出后排入采区总回风巷,再经矿井总回风巷排出。
由于采煤工作面瓦斯涌出量较大,无法采用井上瓦斯抽采泵站抽采,所以需采用井下抽采泵站系统抽采,因此决定建设井下瓦斯抽采泵站。
2.瓦斯管路敷设路线
按《煤矿瓦斯抽采规范》的有关规定,井下瓦斯抽采泵站应安装在瓦斯抽采
5
20m2

