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中煤科工集团重庆研究院中小型矿井瓦斯抽放系统安装我国煤矿多为井工开采，随着我国煤炭开采深度的增加，瓦斯灾害是日趋严重，重特大瓦斯爆炸事故不断发生，给煤炭工人的生命财产和国家利益都带来了很大的损失，给社会带来了很大的负面影响。近几年的矿井中特大事故中尤其以瓦斯引起的事故造成的破坏性及损失最大。为了减少矿井的事故，矿井瓦斯的治理显得尤为重要。针对矿井瓦斯灾害日趋严重的现状，各矿井开始建立自己的瓦斯抽放系统，解决生产中频繁出现的瓦斯超限、煤与瓦斯突出情况。然而目前我国一些煤矿，特别大多数中小型煤矿，缺乏瓦斯抽放技术经验，缺少瓦斯抽放方面的技术人员、管理人员、设备使用人员。在这种情况下，中煤科工集团重庆研究院成立成套技术与装备研究室，针对地方中小煤矿瓦斯抽放提供技术支撑。从矿井瓦斯抽放设计到抽放系统安装进行全面指导。一、抽放系统构成地面固定抽放系统主要由地面泵站、井下管路、井下抽放钻孔构成。（1）地面泵站：抽放泵、汽水分离器、防爆防回火桶、监测系统、给排水系统、供电系统等构成。（2）井下管路：瓦斯抽放主管、抽放支管、负压放水器等组成。（3）抽放钻孔。闸阀主井泵房采面预抽支管掘进面支管负压放水器变径接头采空区风井抽采主管采空区支管抽放系统示意图◆抽放系统安装◇泵房安装◇管路安装◇技术及施工人员培训◇钻孔设计及施工◆系统试运行二、抽放系统安装：◇泵房土建◇真空泵基础及安装、◇真空泵接地、◇电缆沟、◇抽放管路连接、◇汽水分离器安装、◇防爆防回火器安装、◇监控设备安装、◇泵房内照明、◇配电室、◇高低位水池1、泵房安装工作主要包括：◇泵房土建▲泵房选址：☆瓦斯泵房距矿井进、回风井口50m以上；☆抽放泵房周围50m范围内无其它主要建筑物、民房、架空高压电线；☆在泵房周围20m设立围墙或栅栏，严禁明火，不得有易燃、易爆物品；☆泵房周围无山体滑坡危害。▲泵房分真空泵房、值班室及配电室三部分。如下图所示值班室配电室泵房▲泵房内安装四只干粉灭火器和不少于0.5立方的黄砂▲设计门窗作为泄压面积，泄压与厂房体积比应在0.05～1.22之间，瓦斯抽放泵房采用不燃性材料构成。▲建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的放散管、风管等金属物，均应接到防雷电感应的接地装置上。接地电阻小于10Ω。◇泵房土建◇真空泵基础及安装：▲真空泵基础：☆泵基础重量大于泵体重量（泵基根据土层情况进行不同混泥土浇灌）☆地脚螺栓埋深为基础高度的2/3▲安装☆移动泵体到预定位置☆安装地脚螺栓☆调平☆浇注地脚螺栓☆真空泵接地电阻大于10Ω▲V型带安装☆预装v型带☆调整电机位置☆地脚螺栓◇电缆沟：▲电缆沟用途：上面走电缆线、下面排水。如右图所示横跨钢筋电缆污水重庆煤科院◇泵房管路连接：▲配气管▲旁通管▲监测管▲进气管▲排空管◇泵房管路连接：▲配气管▲旁通管▲监测管▲进气管▲排空管◇泵房管路连接：▲配气管▲旁通管▲监测管▲进气管▲排空管◇泵房管路连接：▲配气管▲旁通管▲监测管▲进气管▲排空管◇泵房管路连接：▲配气管▲旁通管▲监测管▲进气管▲排空管◇汽水分离器安装：▲汽水分离器进气口与抽放泵出气口高度相同，▲泵与汽水分离器间安设阀门，控制气流。◇防爆防回火器安装：▲安装位置▲作用☆当瓦斯抽放管道发生意外爆炸事故时，防止爆炸产生的冲击波破坏抽放系统，并阻断爆炸产生的火焰沿抽放管路传导，防止事故扩大的专用设备。主要由进气管、水位计、注水管、放水管、水封桶、防爆桶、出气管、爆破膜组成。◇监控设备安装▲管道气体参数监测设备（V型锥流量传感器、浓度传感器、压力传感器、压差传感器、温度传感器等）▲泵房环境监测设备◇泵房内照明：▲照明电源▲照明设备◇配电室：▲电源双回路供电。▲设备☆一台防爆馈电总开关，☆四台防爆开关，☆一台干式变压器。◇高、低位水池：▲高位水池☆作用☆要求▲低位水池☆作用☆要求◇管路安装原则◇地面及井下主支管路安装：◇井下监测管安装◇负压放水器安装2、管路安装◇管路安装原则▲瓦斯抽放是利用水环式真空泵运转，形成压力差，使瓦斯沿管路被抽出。瓦斯在管路中流动时需要克服阻力，所以管路的安装要以尽量减少气体流动阻力为原则，做到平、直、缓。◇地面及井下主支管路安装：▲地面及井下管路自泵房开始，敷设到矿井最深部，支管到钻孔所在巷道结束。▲在瓦斯管路接入泵房时需留设总阀门。管路的安装路线尽量布置在回风巷，主管路不能随意变径和安装多余闸阀，支管接入端必须安设闸阀控制和监控设施。▲管路低凹处必须安设放水器。◇井下监测管安装：▲瓦斯抽放系统的运行正常与否以及是否优良，需要通过相关数据来反映。这些数据不仅包括整个抽放系统，也包括各支管路。地面的数据监测可以通过并入矿井瓦斯监控系统实时监控，井下管路的监测并入矿井瓦斯监控系统较困难，因此需要在各支管路安装监测管，一般采用人工测量的方式。▲监测管制作需要满足一下原则：监测管长度不小于6m（孔板流量记两侧各3m），监测管保持平直。在孔板流量记两侧留测量孔，测量相关的瓦斯抽放数据。寸孔板寸法兰盘寸活动法兰盘寸子圈直径8长度瓦斯抽放钻场监测管说明:1、瓦斯监测抽放监测管必须保持3直线段2、此管可做瓦斯流量、浓度、负压、压差、温度监测瓦斯流方向监测孔◇负压放水器安装：▲瓦斯抽放管路在使用过程中，管内回出现积水现象，为了减少因积水给抽放管路带来的阻力损失，在主、支管路较低电安设负压自动防水器，排出管路内积水。主要技术参数：最大储量为9L，每天最大放水量2.16吨，适应抽放负压范围为2～80kPa，质量22kg（其中桶质量14.5kg）。◇钻机使用培训◇钻孔设计培训◇封孔培训◇抽放泵基本操作培训3、技术及施工人员培训◇钻孔设计培训：设计、施工与验收采掘工作面进行瓦斯抽采前，必须进行施工设计。瓦斯抽采工程必须严格按设计施工，并应当进行验收。瓦斯抽采工程竣工资料（图）除应有与设计对应的内容外，还应包括各工程开工时间、竣工时间以及工程施工过程中的异常现象（如喷孔、顶钻、卡钻等）等内容。钻孔施工完毕后应当及时封孔、连接抽采，并确保钻孔封孔严实和准确记录钻孔接抽时间。◇钻孔设计培训：设计原则煤层群开采的矿井，应部署抽采采动卸压瓦斯的配套工程。开采保护层时，必须布置对被保护层进行瓦斯抽采的配套工程。煤层底（顶）板专用抽采瓦斯巷道应当满足下列要求：①巷道的位置、数量应当满足可实现抽采达标的抽采方法的要求；②巷道施工应当满足抽采达标所需的抽采时间要求；③敷设抽采管路、布置钻场及钻孔的抽采巷道采用矿井全风压通风时，巷道风速不得低于0.5m/s。根据抽采参数、抽采时间和抽采效果之间的关系，结合抽采工程施工周期，安排抽、掘、采三者之间的接替关系。钻孔有效控制范围应当满足《抽采基本指标》或《防突规定》的要求；布孔均匀程度满足《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》的要求。◇钻孔设计培训：设计原则钻场的布置应符合下列要求：①不受采动影响，避开地质构造带；同时应便于维护、利于封孔、保证抽采效果；②宜利用现有的开拓、准备和回采巷道；③顶板钻孔或顶板高抽巷应布置在上覆岩层裂隙带内；走向高抽巷宜布置在工作面偏向回风顺槽1/3工作面长度以内的卸压带内。◇钻孔设计培训：设计原则钻孔布置及施工应符合下列规定：①钻孔开口部分应当圆滑。钻孔施工中不得出现三角孔、偏孔、台阶等变形孔；②抽采开采层未卸压瓦斯时，钻孔间距应按钻孔抽采半径确定，宜增大钻孔的见煤长度；③高位钻孔抽采时，应将钻孔打到采煤工作面顶板冒落后形成的裂隙带内，并应避开冒落带；④强化抽采布孔方式应能取得较好的抽采效果，并宜方便施工；⑤边采边抽钻孔的布置方向应与开采的推进方向相迎（交叉钻孔除外），并避免采动首先破坏孔口或钻场；◇钻孔设计培训：设计原则钻孔布置及施工应符合下列规定：⑥抽采采空区瓦斯的钻孔或插管应布置在采空区回风侧；⑦钻场内的钻孔数目应由试验得出，一般顺层钻孔宜采用3-5个孔；穿层钻孔宜采用6-9个孔；穿层钻孔的终孔位置应位于穿透煤层顶（底）板0.5m处；⑧钻孔直径宜采用42mm、50mm、64mm、73mm、89mm、110mm、130mm等规格。◇钻孔设计培训：设计原则钻孔布置及施工应符合下列规定：⑨吨煤钻孔工程量应根据抽采方式、钻孔抽采半径、预抽时间、煤层厚度等综合确定。使用顺层钻孔预抽时，吨煤钻孔工程量满足《矿井瓦斯抽放管理规范》要求；当采用穿层钻孔抽放时，钻孔见煤点的间距可参照下列数据：容易抽放煤层15～20ｍ；可以抽放煤层10～15ｍ；较难抽放煤层8～10ｍ。煤层类别薄煤层中厚煤层厚煤层容易抽放0.050.030.01可以抽放0.05～0.10.03～0.050.01～0.03较难抽放＞0.1＞0.05＞0.03吨煤钻孔量（ｍ/ｔ）表◇钻孔设计培训：设计原则采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求：①穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是：倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离，以下同；②穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。该范围与本条第（一）项中回采巷道外侧的要求相同；③顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层；◇钻孔设计培训：设计原则采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求：④穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。钻孔的最小控制范围是：石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；⑤顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m，巷道两侧的控制范围与本条第（一）项中回采巷道外侧的要求相同；⑥当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m；⑦厚煤层分层开采时，预抽钻孔应控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m（均为法向距离，且仅限于煤层部分）。◇钻孔设计培训：本煤层抽采钻孔设计◇钻孔设计培训：邻近层抽采钻孔设计1一卸压圈2一冒落圈3一钻孔4－邻近煤层◇钻孔设计培训：泄压瓦斯抽采钻孔设计◇钻孔设计培训：▲钻孔参数设计、竣工参数表◇钻孔设计培训：▲钻孔设计注：倾斜、急倾斜煤层则上帮要求控制至少20m、下帮至少10m。▲钻孔设计◇钻孔设计培训：50m20m4m8°～°°～°适用条件：适用于容易抽放瓦斯煤层，煤巷掘进工作面区域瓦斯涌出量较大（超过3m3/min）时。技术参数：巷帮钻孔主要应避开巷道周围松动圈，且处于巷帮煤体卸压范围内，钻孔封孔段长度应超过巷道松动圈范围。孔径75～100mm，孔长50～100m，钻场间距30～50m，每个钻场内布置2～4个孔，孔底距巷帮平距8～15m。封孔一般用膨胀水泥，封孔长度7~9m。应用说明：在鸡西穆梭矿掘进1.7～1.9m厚的煤巷时，掘进巷道瓦斯涌出达8.2m3/min，采用该方法后，抽出瓦斯5～7m3/min，巷道瓦斯涌出量降低60～70%。▲钻孔设计◇钻孔设计培训：16m65mAA钻场巷帮钻孔巷道超前钻孔65m钻场钻孔A-A剖面☆适用条件：适用于煤与瓦斯突出危险煤层，用于消除掘进工作面突出危险性。☆技术工艺参数：巷帮钻孔主要应避开巷道周围松动圈，且处于巷帮煤体卸压范围内，钻孔封孔段长度应超过巷道松动圈范围。孔径75～100mm，孔长50～100m，钻场间距30～50m，每个钻场内布置2～4个孔，孔底距巷帮平距8～15m。☆应用说明：在淮