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1、瓦斯抽放系统,1,瓦斯抽放系统,瓦斯抽放系统,2,瓦斯抽放系统,一、瓦斯抽放系统概念： 是为了消除采掘工作面煤与突出危险，及解决高瓦斯矿井超限问题，所建立的抽采管路、抽采设备及瓦斯抽放方法组成的系统名称。 煤矿瓦斯抽采达标暂行规定第十四条规定：煤与瓦斯突出矿井和高瓦斯矿井，必须建立地面固定抽采瓦斯系统，其他应当抽采瓦斯的矿井可以建立井下临时抽采瓦斯系统；同时具有煤层瓦斯预抽和采空区瓦斯抽采方式的矿井，根据需要分别建立高、低负压抽采瓦斯系统。 高负压抽采瓦斯系统负责煤层瓦斯预抽，掘进工作面迎头预抽，钻场和平行钻孔抽放。 低负压抽采瓦斯系统主要负责对采空区涌出瓦斯进行抽放，上隅角、密闭墙瓦斯尾巷、
2、高抽巷的采空区抽放。,瓦斯抽放系统,3,瓦斯抽放系统,二、瓦斯抽放的目的、条件及意义 （一）瓦斯抽放的目的 1、减少采掘时瓦斯涌出量，避免瓦斯积聚，预防瓦斯超限、确保矿井安全生产。 2、抽放被保护层的卸压瓦斯，减少对保护层开采的影响。 3、无保护层时，预抽瓦斯可作为区域防突措施，使瓦斯压力和含量降到0.74MPa、8m/t以下，从而消除突出危险。,瓦斯抽放系统,4,瓦斯抽放系统,（二）瓦斯抽放的条件 1、通风能力不足； 由于一个矿井的通风能力在设计时就已经确定，所以当矿井生产所产生的瓦斯涌出量超过该矿井通风所能稀释的瓦斯量时，就必须考虑抽放瓦斯。 2、煤矿安全规程规定：下列情况之一，须建立瓦斯
3、抽放系统： 回采面绝对涌出量5m3/min，掘进面绝对涌出量3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。 矿井绝对涌出量15m3/min，年产量40万吨； 矿井绝对涌出量20m3/min，年产量60万吨； 矿井绝对涌出量25m3/min，年产量100万吨； 矿井绝对涌出量30m3/min，年产量150万吨； 矿井绝对涌出量40m3/min； 开采保护层时，应抽放被保护层瓦斯。 开采具有煤与瓦斯突出矿井。,瓦斯抽放系统,5,瓦斯抽放系统,（三）瓦斯抽放的意义 1、安全和经济的需要 减少开采期间的瓦斯涌出，提高安全性，降低通风成本。 2、资源利用 瓦斯抽放不仅是降低矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸
4、和煤与瓦斯突出灾害的重要措施，而且可以变害为利，作为煤炭的伴生资源加以开发利用。当一个矿井的瓦斯储量及赋存条件符合开采所必须的经济和技术要求时，即可考虑用抽放方法开采瓦斯。 3、环保需要 环境需要保护越来越成为人们关注的一个问题。如果矿井生产所产生的瓦斯对周围环境造成影响时，就必需考虑抽放瓦斯。,瓦斯抽放系统,6,瓦斯抽放系统,三、瓦斯抽放管路系统 瓦斯抽放管路系统主要有抽放管道、监测装置和除渣、放水器附属装置等组成。 1、瓦斯抽放管路的铺设要求： 1）瓦斯抽放管路由主管、干管、支管组成。管材一般选用无缝钢管、镀锌钢管、焊接管、聚乙稀管等，但井下禁止采用玻璃钢管； 2）抽采管路通过的巷道曲线段
5、少、距离短，管路安装应平直，拐弯处设（弯头），转弯角度不应大于50度； 3）井下抽放管路系统宜沿回风巷道或矿车不经常通过的巷道布置；若设于主要运输巷内，在人行道侧其架设高度不应小于1.8米，与巷道壁的距离应满足检修要求，瓦斯抽放管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m；瓦斯抽放管路铺设在有提升运输的巷道内时，抽放管路与矿车最外缘的间隙必须大于（ 700 ）mm；,瓦斯抽放系统,7,瓦斯抽放系统,4）当抽放设备或管路发生故障时，管路内的瓦斯不得流入采掘工作面及机电硐室内； 5）瓦斯抽放管路铺设时必须吊挂平直，巷道内连接干管、支管必须一致，幅度在0.1m内，管路吊高或垫高离底必须 大于（ 300）mm；
6、 6）所有管路接头严密、不漏气；管子接头接口要拧紧，用法兰盘连接时必须加垫圈，做到不漏水、不漏气。 7）正式抽放前，必须对所以抽放管路进行试通、试漏。 8）管径要统一，变径时必须设过渡节。 9）在有电缆的巷道内铺设瓦斯管路时，应铺设在电缆的另一侧。严禁瓦斯管路与电缆同侧吊挂及与带电体接触 。,瓦斯抽放系统,8,瓦斯抽放系统,9）瓦斯抽采管路的管径应按最大流量分段计算，并与抽采设备能力相适应，抽采管路按经济流速515m/s和最大通过流量来计算管径；在采区工作面内抽放瓦斯管路的直径一般选择用（ 100250 ）mm；大巷的干管选用200325mm；井筒和地面主管选用250 800mm，一般高负压抽
7、放管比低负压抽放管小些。 10）抽采管路分岔处及沿管路适当距离（5001000m)应设置控制阀门，阀门规格应与安装地点的管径相匹配； 11）在通风不良或瓦斯尾巷中安装管路时，除要有措施外，还应配有瓦斯检查员； 12）在煤层底（顶）板布置专用抽采瓦斯巷道，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。 13）拆管子应两人配合，过风门应避免漏风；,瓦斯抽放系统,9,瓦斯抽放系统,2、抽采管路附属装置及设施须符合如下要求： 1）主管、干管、支管及其与钻场连接处应装设瓦斯监测计量装置； 瓦斯抽采矿井应当配备瓦斯抽采监控系统，实时监控管网瓦斯浓度、压力或压差、
8、流量、温度参数及设备的开停状态等； 抽采瓦斯计量仪器应当符合相关计量标准要求；计量测点布置应当满足瓦斯抽采达标评价的需要，在泵站、主管、干管、支管及需要单独评价的区域分支、钻场等布置测点，如管道高浓度瓦斯传感器，V锥流通计（负压、温度、流量三合一），涡街流通计，孔板流量计，负压传感器、温度传感器。 除了自动的监测外，煤矿必须采用人工定期检测（每周），主要是检测瓦斯浓度和负压，仪器有负压表、采样器、100%的瓦斯检查仪。,瓦斯抽放系统,10,瓦斯抽放系统,2）放水器设置：抽采钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处及沿管路适应距离（不大于500米）应设置放水器，严格执行放水制度，确保抽采管路中不积水；
9、3）在抽采管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置，防止煤泥堵塞管路断面；每个抽采钻孔的接抽管上应留设钻孔抽采负压和瓦斯浓度（必要时还应观测一氧化碳浓度）的观测孔，对抽放效果不好的钻孔，应进行及时处理。 4）井下钻场、平行钻孔管理牌和放水器管理牌必须齐全，且必须填写清楚，抽放钻孔要编号管理。 5）煤矿必须指定专业人员定期对各类抽采参数（流量、瓦斯浓度、负压）进行测定，并做好记录，保证所测数据真实、可靠，同时将测定点实际位置标注在抽采钻也竣工图上。,瓦斯抽放系统,11,瓦斯抽放系统,3、瓦斯抽放管路的连接 抽放瓦斯管路与钻孔可用高压胶皮软管或高压铠装管，通过抽放多通（钻场）和“三位一体器”（掘进迎
10、头）连接抽放，每个钻孔必须控制阀门，以便不抽放及时关闭。 煤矿应当加强瓦斯抽采现场管理，定期检查，确保瓦斯抽采系统的正常运转和瓦斯抽采钻孔的效用，钻孔抽采效果不好或者有发火迹象的，应当及时处理。,瓦斯抽放系统,12,瓦斯抽放系统,四、抽采设备：瓦斯抽放泵 常用的瓦斯泵有水环真空泵，离心式瓦斯泵和回转式瓦斯泵。 水环真空泵 特点：真空度高、负压大、流量小、安全性好。适于流量小、管路长需要负压大的瓦斯抽放。 由于安全性好、抽放负压大，所以使用较为广泛。,瓦斯抽放系统,13,瓦斯抽放系统,瓦斯抽放泵的选择原则是： 泵站的装机能力和管网能力应当满足瓦斯抽采达标的要求。备用泵能力不得小于运行泵中最大一台
11、单泵的能力；运行泵的装机能力不得小于瓦斯抽采达标时应抽采瓦斯量对应工况流量的2倍； 瓦斯泵的容量必须满足矿井瓦斯抽放期间所预计的最大瓦斯抽放量； 瓦斯泵所产生的负压能克服抽放瓦斯管路系统的最大阻力，并在钻孔口造成适当的抽放负压； 抽放泵运行工况绝对之压力应到5060kPa，预抽瓦斯钻孔的孔口负压不得低于13kPa，卸压瓦斯抽采钻孔的孔口负压不得低于5kPa（采空区瓦斯抽采不受此限）。,瓦斯抽放系统,14,煤矿瓦斯抽放方法,本煤层瓦斯抽放 一、本煤层瓦斯抽放的含义 本煤层瓦斯抽放就是在煤层开采之前或采掘的同时，用钻孔或巷道进行对该煤层进行抽放工作。 共分为两种情况 一是煤层回采前的抽放属于未卸压
12、抽放。 二是受到采掘工作面影响范围内的抽放，属于卸压抽放。,瓦斯抽放系统,15,瓦斯抽放系统,分类,本煤层瓦斯抽放,未卸压抽放,巷道抽放,钻孔抽放,顺层钻孔,穿层钻孔,卸压抽放,边抽边掘,先抽后掘,边采边抽,强化抽放,瓦斯抽放系统,16,瓦斯抽放系统,（一）未卸压抽放 方法分为： 1、岩巷揭煤时由岩巷施工穿层钻孔进行抽放 2、煤巷掘进预抽时在煤巷掘进工作面施工超前钻孔进行抽放； 3、采区大面积预抽，利用上、下顺层钻孔、石门、岩巷、邻近层穿层钻孔和地面钻孔抽放。,瓦斯抽放系统,17,瓦斯抽放系统,（二）卸压抽放 特点：媒体膨胀，透气性增强。分为： 1、边掘边抽 2、边采边抽 3、利用岩巷、煤门对
13、未开采的分层布置穿层或顺层钻孔进行边采边抽。,瓦斯抽放系统,18,瓦斯抽放系统,顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯,瓦斯抽放系统,19,瓦斯抽放系统,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： （一）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； （二）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
14、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； （三）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；,瓦斯抽放系统,20,瓦斯抽放系统,（四）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； （五）顺层钻孔
15、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； （六）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； （七）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）。,瓦斯抽放系统,21,瓦斯抽放系统,瓦斯抽放系统,22,瓦斯抽放系统,边抽边掘： 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。 技术工艺参数：巷帮钻孔主要应避开巷道周围松动圈，
16、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75100mm，孔长50100m，钻场间距3050m，每个钻场内布置24个孔，孔底距巷帮平距815m。,瓦斯抽放系统,23,采空区瓦斯抽放,一、采空区瓦斯抽放的含义 开采厚煤层或邻近煤层处于冒落带时，大量瓦斯会直接进入采空区，当采空区或老空区积存大量瓦斯时，会被漏风带入生产巷道或工作面，影响安全生产，因而应当抽放。,瓦斯抽放系统,24,采空区瓦斯抽放,二、采空区瓦斯抽放的分类 按抽放方式分为钻孔抽放法和巷道抽放法 （一）钻孔抽放法 1、利用在开采层顶板中掘的巷道向采空区顶部施工钻孔进行抽放，终孔高度不小于45倍采高。 2、由回风
17、巷或上阶段运输巷每隔一段距离（2030M）向采空区冒落拱顶部施工钻孔进行瓦斯抽放。 3、由回风巷向工作面顶板开凿专门钻场，迎着工作面方向向冒落带上方施工顶板走向钻孔进行抽放，钻孔平行煤层走向或与走向间有一个不大的夹角。,瓦斯抽放系统,25,采空区瓦斯抽放,（二）巷道抽放法 1、利用上阶段回风水平密闭接瓦斯管路进行抽放。 2、专门掘瓦斯尾巷或抽巷，通过瓦斯尾巷或高抽巷接瓦斯管路进行抽放。 3、回采工作面采空区积聚瓦斯抽放方法 插（埋）管抽放采空区瓦斯方法 高位专用巷道抽放采空区积聚瓦斯方法 专用巷与埋(插)管相结合抽放采空区积聚瓦斯方法,瓦斯抽放系统,26,采空区瓦斯抽放,插（埋）管抽放采空区瓦斯,