瓦斯抽放泵站（共9篇）
瓦斯抽放泵站 篇1
摘要：针对瓦斯抽放泵站供电安全对矿井的重要性, 本文对瓦斯抽放泵站的供配电系统进行了分析, 并提出了相应的措施, 以确保安全生产, 带来更高的经济利益和社会效益。
关键词：瓦斯抽放泵站,供电,措施
由于煤矿矿井中瓦斯涌出量很大, 靠通风难以稀释排除时, 可用抽放的方法将瓦斯排除, 从而减少通风负担。瓦斯抽放工艺是在地面建立瓦斯泵站, 经井下抽放瓦斯管道系统与抽放钻孔连接, 泵运转时造成负压, 将瓦斯抽出, 送入瓦斯罐, 或直接供给用户, 如抽出瓦斯数量较小, 或很不稳定, 可直接排放到大气中。瓦斯抽放泵站的正常运行是煤矿安全生产的重要保证, 这就要求瓦斯抽放泵站的供配电系统必须安全、可靠, 这样才能保证煤矿的安全生产, 因此瓦斯抽放泵站的供电安全在整个煤矿中有着非常重要的地位。
1 瓦斯抽放泵站供配电系统
1.1 电源
首先结合瓦斯抽采站设备容量, 抽采泵站电气设备选用相应的电压等级。同时, 瓦斯抽放泵站必须采用双回路供电系统, 双回路供电电源分别取自变电所或配电室不同母线侧, 当任一回路发生故障停止供电时, 另一回路应能担负瓦斯抽放泵站全部负荷, 以保证供电的连续性和可靠性。
1.2 供配电系统
瓦斯抽采泵站内所有电气设备均应选用隔爆或隔爆兼本质安全型;瓦斯抽采泵站设置门卫, 进行检身, 并安装防爆型人体静电消除仪器。
瓦斯抽放泵站配电室内主接线采用单母线分段接线方式, 设置具有选择性漏电保护和漏电闭锁功能的KBZ系列矿用隔爆型馈电开关。
高、低负压瓦斯抽采泵宜采用软起动器控制, 冷却循环水泵采用直接起动。KBZ系列矿用隔爆型馈电开关具有过载、缺相、短路、欠压、漏电保护、漏电闭锁等保护功能, QJR型矿用隔爆兼本质安全型真空交流软起动器和QBZ系列矿用隔爆磁力起动器, 均具有失压、过载、短路、断相、漏电闭锁保护及远距离控制功能。
电缆选用具有煤矿矿用产品安全标志的阻燃电缆。
瓦斯抽采泵站内照明电压采用127V, 设置矿用隔爆型照明信号综合保护装置, 作为照明线路及灯具的短路、漏电闭锁等保护。泵站内的灯具采用矿用隔爆型荧光灯灯具等。泵站内照明线路采用穿钢管沿墙等敷设方式, 采用防爆接线盒连接各钢管。照明控制采用防爆照明箱控制。
泵站外场地照明采用防爆路灯, 供电线路采用穿钢管埋地敷设。
瓦斯抽采泵站内仪器、仪表及照明灯具均采用矿用隔爆型或矿用本质安全型电气设备。
2 瓦斯抽放泵站安全措施
2.1 抽放泵站防雷击、静电、火灾的安全措施
2.1.1 防雷电
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010的规定, 地面固定瓦斯抽采泵站的排空管排放爆炸危险气体, 为一类防雷建筑物。
为防直接雷击, 瓦斯抽采泵站设避雷针/塔, 独立避雷针的保护范围及保护半径应符合《建筑物防雷设计规范》中规定。
独立避雷针设置独立的集中接地装置, 每根引下线的冲击接地电阻值不大于5Ω。
独立避雷针的支柱及其接地装置至被保护建筑物及其有联系的金属物 (管道、电缆等) 之间的距离均不小于3m。
设置独立的集中接地装置排空管的防雷利用就近的独立避雷针, 距离排空管管口的水平净距不得小于5m。由于排空管内的压力与周围空气压力的压力差小于25kpa, 管帽以上2.5m的垂直高度的空间应处于接闪器的保护范围内。
为防止雷电波侵入, 距离泵房100m内的管道, 应每隔25m做接地一次, 冲击接地电阻不大于2Ω, 电源线路采用电缆直接埋地敷设。
为防止雷电静感应产生火花, 瓦斯抽采泵站内设接地网, 接地网上任一接地点的接地电阻值不大于4Ω。泵站内所有电气设备的金属外壳、金属管道和电缆铠带等均接入接地网。防雷电感应的接地装置与独立避雷针的接地装置之间的距离不小于3m。
2.1.2 防静电
(1) 保护接地。抽放站内金属管路应处于接地状态, 管路金属线, 塑料软、硬管道和风管作好电气连接。接地电阻值在标准环境 (气温20℃, 相对湿度50%) 下, 应小于10Ω。在值班室设静电消除器, 消除人体静电。
(2) 增加湿度。静电危害大多发生在空气干燥的季节和地区。要求环境的相对湿度保持在70%以上。
(3) 使用的塑料管材等要加有抗静电的添加剂, 具有良好抗静电能力。
2.1.3 防火灾
(1) 建立健全瓦斯抽采泵站可燃物管理制度。
(2) 矿机电部门必须建立防爆检查。防爆电气设备的运行、维护和修理, 必须符合防爆性能的各项技术要求, 防爆性能受到破坏的电气设备, 必须立即处理或更换。
(3) 电气设备设有相应的短路、过负荷、过电压、欠电压、断相及接地等保护, 以防止电气设备的过热和电气故障火花的产生。
(4) 抽采泵站内的电缆悬挂整齐, 各设备间, 设备与壁间的距离通道都大于规定值。
(5) 瓦斯抽采泵站配备有12只8kg干粉灭火器和不少于1.0m3的灭火砂。
2.2 安全监测监控系统
根据《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》 (GB 50471-2008) 要求:
矿井井上、下抽采管路系统应专设检测设备, 监测内容抽采管道中的瓦斯浓度、流量、负压、温度。当出现瓦斯浓度过低、负压波动较大时, 监测设备应能报警。对有自燃发火煤层瓦斯抽采管路和采空区瓦斯抽采管路, 检测设备应能监测一氧化碳的浓度, 当一氧化碳浓度超限时, 监测设备应能自动报警。
井下抽采管网检测、监控参数有:抽采负压、瓦斯浓度、瓦斯流量;测定地点:干管、支管、抽采钻孔。
地面抽采管路检测监控参数:进气管负压、瓦斯浓度、瓦斯流量等、排气管正压以及抽采泵轴温、循环冷却水温、泵房室内瓦斯浓度。测定地点:泵房进气干管、排气管及泵房。
瓦斯抽放泵站监控装置配置见表3-1-1及图3-1-1。
2.3 通讯
瓦斯抽采泵内设防爆型调度电话机1台, 该机与矿调度室生产调度交换机直通。
3 结语
瓦斯事故给我们血的教训是十分深刻的, 加强瓦斯抽放泵站的供电安全, 完善安全措施, 增强防范意识, 确保矿井生产的安全进行势在必行。更重要的是, 要使瓦斯变废为宝, 给我们带来更高的经济利益和社会效益。
参考文献
[1]顾永辉, 等.煤矿电工手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2009.
[2]宁尚根.矿井通风安全[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2009.
[3]煤矿安全规程[S].煤炭工业出版社, 2011.
瓦斯抽放泵站 篇2
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w.5 Y K J.Com 1
抽放泵站组长瓦斯防治职责
1、认真组织本组职工学习《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突细则》，提高瓦斯治理意识。
2、瓦斯泵房是矿井要害部门的重点管理地点，要建立严格的出入登记记录，交接班记录。
3、瓦斯泵司机要严守工作岗位，严格执行操作规程，认真填写各项观测记录，保证瓦斯泵安全，正常运转。
4、瓦斯泵房是矿井要害部门的重点管理地点，要建立严格的出入登记记录，交接班记录。
5、泵房值班司机每十五分钟检查一次，抽放负压、瓦斯浓度以及泵轴承温度等数据。
6、抽放瓦斯浓度，经常稳定在25%以上，当抽放瓦斯浓度低于25%时，立即停泵。
7、每班循环检查室内瓦斯浓度，超过0.5%时立即停机切数据电源，进行处理。
8、任何人不经批准不准进入泵站，泵房要保证清洁整齐，按时上下班，严守工作岗位。
9、因停电，故障等原因，瓦斯风机临时停电运转，要立即通知调度室，瓦斯员或司机不得私自决定启动或停止瓦斯风机。
10、瓦斯抽放机房20米内严禁烟火。
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瓦斯抽放泵站 篇3
较为常见的雷电形式有以下三种:直击雷、感应雷、雷电波侵入。由于大部分建筑物都安装了避雷装置, 所以直击雷的危害较之以往大幅度减少。然而, 建筑物上安装的避雷装置只能够有效预防直击雷, 对感应雷和雷电波的作用不大, 从而使得这几种形式的雷击造成的危害逐步增大。下面重点对这三种雷电形式对煤矿地面瓦斯抽放泵站的危害进行分析。
1.1 直击雷对煤矿地面瓦斯抽放泵站的危害
当雷电直接击在抽放泵站的某个部件上时, 被击中的物体会在瞬间产生出较大的热量, 这样很容易引起瓦斯气体快速膨胀、燃烧, 进而引起爆炸。若是雷电流通过截面较小的金属件时, 则可能引起该金属件熔化, 从而对瓦斯抽采系统造成影响。
1.2 感应雷对煤矿地面瓦斯抽放泵站的危害
当感应雷沿着电源线路侵入后, 会直接损坏电源设备, 进而击毁瓦斯抽放泵, 导致瓦斯抽放停止, 这样容易引起爆炸。同时感应雷还会对瓦斯监测监控系统造成一定影响, 有可能导致通信网络系统损坏。
1.3 雷电波对煤矿地面瓦斯抽放泵站的危害
当雷电接近架空管线时, 高压冲击波会沿着线路侵入到泵站当中, 不但会造成设备损坏, 而且还可能引起人员伤亡。若是泵站附近存在可燃性物体, 还容易引发火灾。此外, 雷电波还可能引起抽放泵站爆炸。
综上所述, 雷电对煤矿地面瓦斯抽放泵站的危害非常严重。因此, 必须采取有效的防雷措施。
2 煤矿地面瓦斯抽放泵站的防雷接地系统应用
某矿的瓦斯抽放站的泵房与配电室联建, 总长38.8m、宽25m、高 (泵房) 12m、配电室高5.1m;瓦斯放空管的高度为16m, 依据相关要求管帽上方垂直高度为5m, 水平距离为5m, 则瓦斯放空管需保护的高度为21m。详见图 (a) 避雷针塔平面布置图。
2.1 防雷设计方案预设
依据《建筑物防雷设计规范》煤矿瓦斯泵房建议按照“第二类”防雷建筑物, 瓦斯排空管则按照“第一类”防雷建筑物设置防雷。
2.1.1 瓦斯排空管防直击雷的有效措施
为了有效预防直击雷对泵站的危害, 可采取以下措施加以预防: (1) 可在抽放泵站设4个30m高的避雷针, 以此来防直击雷。 (2) 应当在每根避雷针上均安装独立的接地装置, 并且每一引下线的冲击接地电阻均不宜大于10Ω。在土壤电阻率高的地区, 可适当增大冲击接地电阻, 但在3000Ωm以下的地区, 冲击接地电阻不应大于30Ω。
避雷针的选择:《建筑物防雷设计规范》GB50057―2010。
已知条件, 算法:滚球法;避雷针编号:#1、#2、#3、#4;避雷针计算高度: (#1、#2、#3、#4) 30m;被保护物的防雷等级要求:60m;被保护物的高度:21m;
计算结果:#1, #2, #3, #4, 避雷针在21m处的单针保护范围为6.37m。避雷针塔选用GFL1-11 (针塔总高度30m) , 实践证明, 这样设计的防雷装置效果明显。
2.1.2 瓦斯泵房 (新建) 防雷措施
为了有效预防直击雷对泵站的危害, 提高其防雷的可靠性, 建议在屋面敷设避雷网格, 网格采用10m×10m或12m×8m的网格密度, 屋脊、檐角处设置避雷短针;避雷网每隔不大于18m设置引下线, 将避雷网和金属屋面与避雷带无缝隙焊接, 每根引下线处设置一组接地装置, 每组接地装置的接地电阻不得大于10Ω, 如土质不好可采用降阻剂和降阻模块。详见图 (b) 屋面防雷平面图。
2.1.3 防感应雷的有效措施
(1) 位于瓦斯泵房内的所有设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架以及钢窗等较大的金属物和突出屋面的放空管, 均应当接到防雷电感应的接地装置上, 同时, 可在金属屋面的周边每间隔18~24m左右采用引下线接地一次。此外, 现浇或预制的钢混屋面, 其钢筋网的交叉点应采取绑扎或焊接的方式, 并且应当每间隔18~24m左右采用引下线接地一次。这样能够有效预防感应雷。 (2) 对于平行敷设的管道、构架以及电缆金属外皮等较长的金属物, 当其净距小于100mm时, 应当采用金属线进行跨接, 跨接点的间距应控制在30m以内;当交叉净距小于100mm时, 也应当在其交叉位置处进行跨接。当较长金属物的弯头、阀门、法兰盘等连接处的过渡电阻大于0.03Ω时, 连接处应采用金属线进行跨接。对有不少于5根螺栓连接的法兰盘, 在非腐蚀的环境下, 可以不进行跨接, 否则也需要跨接。 (3) 防感应雷的接地装置应当与电气保护及电子系统的接地装置共用, 其工频接地电阻不得大于10Ω。
2.1.4 防雷电波侵入的措施
瓦斯管路进出瓦斯泵的位置处应当与防雷电感应的接地装置进行可靠连接;与建筑距离在100m以内的管道, 应当每间隔25m左右接地一次, 其冲击接地电阻不得大于30Ω, 同时可利用金属支架或钢混支架的焊接、绑扎钢筋网作为引下线, 可将其钢混基础作为接地装置;埋地或地沟当中的金属管道, 在进出建筑物的位置处等电位应连接到等电位连接带或防雷电感应的接地装置上。
2.1.5 附加设计构想措施
基于以上防雷设计方案均是参考国际规范设计标准而实施的, 在结合煤矿具体工程特点, 可能会存在某些方面的不足和缺陷。所以, 为了提高实际操作中整个瓦斯泵站区域的防雷安全系数, 笔者建议尽可能使雷电在该区域以外的空间提前泄放。根据实际经验, 可考虑在距离以上危险区50m左右周围设置较高的避雷塔提前截收雷电。再结合煤矿工程的实际情况, 具体配置相应的避雷塔及放电避雷针装备。笔者认为, 提前放电避雷针是当前较为先进的一种防雷技术, 它具备当在进入该区域的雷雨云达到闪电能量时提前发出上行雷电, 从而能够有效拦截雷雨云上发出的雷电并安全导入地下, 形成基本界定的保护范围。
2.2 防雷接地保护系统
分析防雷接地保护系统之前, 首先要明确防雷接地分为两个概念, 一是防雷, 防止因雷击而造成损害;二是静电接地, 防止静电产生危害。为了使接闪器截获直接雷击的雷电流或通过防雷器的雷电流安全泄放入地, 以保护建筑物、人员和设备安全的接地为防雷接地。诸如高压线上的避雷线是用于防止高压线被雷击的架空地线, 它的两端都是接地, 也是一种防雷接地。
在中性点不接地的三相系统中, 当一相发生接地时:一是未接地两相的对地电压升高到3倍, 即等于线电压, 所以, 这种系统中, 相对地的绝缘水平应根据线电压来设计。二是各相间的电压大小和相位仍然不变, 三相系统的平衡没有遭到破坏, 因此可继续运行一段时间, 这是这种系统的最大优点。但不许长期接地运行, 诸如发电机直接供电的电力系统, 因为未接地相对地电压升高到线电压, 一相接地运行时间过长可能会造成两相短路。所以在这种系统中, 一般应装设绝缘监视或接地保护装置。当发生单相接地时能发出信号, 使值班人员迅速采取措施, 尽快消除故障。三是接地点通过的电流为电容性的, 其大小为原来相对地电容电流的3倍, 这种电容电流不容易熄灭, 可能会在接地点引起弧光解析, 周期性的熄灭和重新发生电弧。故在这种系统中, 若接地电流大于5A时, 接地保护装备都应装设动作于跳闸的接地保护装置。
在本工程中, 瓦斯抽采站采用的中性点不接地系统, 即由风井场地6/0.4k V开闭所至瓦斯抽采站场地的电缆线路上均装设零序电流互感器和选择性的单相接地保护装置;由瓦斯抽采站配电室至瓦斯抽采泵房的高低压馈电线路上均装设有选择性的检漏保护装置。由上述装置对瓦斯抽采站电缆的绝缘状况进行连续检测, 当电缆线路出现故障时, 能够及时将电源切断, 这样可以确保矿井安全生产。
3 结论
煤矿地面瓦斯抽放泵站的防雷接地是一项较为复杂且系统的工作, 为了有效防止雷电对瓦斯抽放泵站造成的危害, 必须确保防雷措施合理、有效, 接地系统安全可靠。只有这样, 才能保证瓦斯抽放泵站安全、稳定运行, 这对于确保煤矿生产的安全性具有非常重要的现实意义。
摘要：本文从雷电的主要形式及其对煤矿瓦斯抽放泵站的危害分析入手, 以实例中防雷接地系统在煤矿地面瓦斯抽放泵站的保护应用为内容进行论述, 期望能够对确保煤矿安全生产有所帮助。
关键词：瓦斯抽放泵站,防雷系统设计,接地保护
参考文献
[1]汪伟.关于煤矿井下临时瓦斯抽放泵站内安全监控装置安设的探讨[J].水力采煤与管道运输, 2012 (10) .
[2]董丁稳.基于安全监控系统实测数据的瓦斯浓度预测预警研究[D].西安科技大学, 2012.
瓦斯抽放总结 篇4
1.瓦斯在煤层中的一般赋存状态：吸附、游离、吸收 2.影响煤层瓦斯含量的主要因素
（1）煤层的埋藏深度
埋深的增加不仅会因地应力增高而使煤层及围岩的透气性变差，而且瓦斯向地表运移的距离也增长，这二者都有利于封存瓦斯。（2）煤层和围岩的透气性
煤层及围岩的透气性越大，瓦斯越易流失，煤层瓦斯含量就越小；反之，瓦斯易于保存，煤层的瓦斯含量就越大。（3）煤层倾角
在同一埋深及条件相同的情况下，煤层倾角越小，煤层的瓦斯含量就越高。（4）煤层露头
露头存在时间越长，瓦斯排放就越多。（5）地质构造
①褶曲构造；②断裂构造；③煤化程度；④煤系地层的地质史；⑤水文地质条件
3.构造煤
构造煤是煤层受到构造强烈挤压和剪切破坏作用的产物，由于受力大小、作用范围和受力状态的非均衡性，煤层中范围和厚度大小不同的自然分层发生变形，丧失了原来的均质、层理清晰的条带状结构，而形成破碎的颗粒或粉状的构造破坏煤。
4.瓦斯在煤层中运移的复杂性主要表现在两个方面:（1）煤体结构的复杂性：孔隙一裂隙结构（2）瓦斯在煤层中赋存状态的复杂多变性
①游离瓦斯一般是以自由气体分子状态存在在于煤层孔隙和裂隙空间。②吸附瓦斯则是以固体分子状态附着在煤体表面和煤体结构内部。③当裂隙宽度大于10-7m时，煤层中瓦斯的运移主要呈层流运动
④当裂隙宽度小于10-7m时，一般情况下，瓦斯分子不能自由运动，呈扩散运动。
5.煤层瓦斯运移的动力条件：地层静压力、构造应力、浮力、水动力 6.瓦斯在煤层中的流动：扩散运动和层流运动
7.流场的空间流向分类：单向流动、径向流动和球向流动
8.煤层瓦斯抽采：指利用瓦斯泵或其它抽采设备、抽取煤层中高浓度的瓦斯、并通过与巷道隔离的管网，把抽出的高浓度的瓦斯排至地面或矿井总回风巷中。
9.衡量瓦斯抽放工作优劣的两个主要指标：抽放率和相对瓦斯抽放量。
瓦斯抽放率：抽出瓦斯量占矿井排出瓦斯总量的百分率。
相对瓦斯抽放量：每生产一吨煤所抽出的瓦斯含量。10.抽采瓦斯的原则与方法
（1）抽放瓦斯的原则
①瓦斯抽放应具有明确的目的性，即主要是降低风流中的瓦斯浓度，改善矿井生产的安全状况，并使通风处于合理和良好的状况。
②抽放瓦斯要有针对性，即针对针对矿井瓦斯来源，采取相应措施进行抽采。
③要认真做好抽采设计、施工和管理工作等．以便获得好的瓦斯抽采效果。（2）抽采瓦斯的方法 ①按瓦斯来源分类
本煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放 ②按煤层是否卸压分类
未卸压煤层抽放瓦斯和卸压煤层抽放瓦斯 ③按抽放瓦斯与采掘时间关系分类
煤层预抽瓦斯、边采边抽和采后抽放瓦斯 ③按抽放工艺分类
钻孔抽放、巷道抽放和钻孔巷道混合抽放
11.抽放方法选择依据
（1）如果瓦斯来自于开采层本身，则既可采用钻孔抽采，也可采用巷道预抽形式直接把瓦斯从开采层中抽出，且多数形式采用钻孔预抽法。
（2）如果瓦斯主要来自于开采煤层的顶、底板邻近煤层内，则可采用开在顶底板煤、岩中的巷道，打一些穿至邻近煤层的钻孔，抽采邻近煤层中的瓦斯。
（3）如果在采空区或废弃巷道内有大量瓦斯积聚，则可采用采空区瓦斯抽采方法。
（4）如果在煤巷掘进时就有严重的瓦斯涌出，而且难以用通风方法加以排除，则需采用钻孔预抽或巷道边掘边抽的方法。
（5）如果是低透气性煤层．则在采取正常的瓦斯抽采方法的同时。还应当采取人工增大煤层透气性的措施，以提高煤层瓦斯抽采效果。
12.开采层瓦斯涌出量计算P25 13.本煤层瓦斯抽采方法：本煤层未卸压抽采、综合法、本煤层卸压抽采 14.巷道法预抽本煤层瓦斯的布置依据
①矿井的采掘布置方式；②巷道抽采瓦斯的有效范围；③煤层的瓦斯含量及其储量大小；④预计瓦斯抽出量及其抽采效益；⑤预计抽采瓦斯的时间。
15.分子滑流现象
当气体分子的平均自由程接近通道的尺寸时，界面上的各个分子将处于运动状态，且产生一个附加通量。
16.巷道法预抽本煤层瓦斯的布置方式
（1）采取网络式布置
该布置方式为，根据采区设计布置的巷道，在构成网络后，密闭巷道并插管抽放本煤层瓦斯，其特点是：
①各抽放瓦斯巷道与采区准备巷道相吻合，不需另掘巷道； ②巷道网络较密，煤壁暴漏面积大，抽放效果好；
③在掘进巷道时，对本区的瓦斯状况已有所查明，故而有利于安全回采。（2）采区深部截取式布置
该布置方式为，在现采区与深部采区之间的阶段煤柱上，其特点是：
①可提前抽取下部煤层中的瓦斯，为深部煤层的投产创造安全回采条件；
②可截取下部煤层瓦斯，使之不向上部采区流动，减少现采区瓦斯量； ③不受采区投产时间限制，有较长的抽放时间，以取得较好的抽放效果。
17.最低抽采瓦斯时间：巷道抽采瓦斯的一个重要参数，其值为开始抽采瓦斯到正常通风能够保证煤层安全回采，无需继续抽采为止所需的时间。
18.煤壁瓦斯涌出系数K：单位煤壁暴露面积在单位时间内的瓦斯涌出量。19.煤巷掘进时的安全措施
（1）增强局部通风（2）先抽后掘（3）边掘边抽（4）超前抽采
20.巷道法预抽本煤层瓦斯的优缺点
（1）由于在抽采瓦斯之前需先开掘瓦斯抽采巷道，故而往往会遇到瓦斯涌出量大，给掘进工作造成困难。此时，即使采取加强通风、边掘边抽等措施，最终也会造成效串低、成本高的结果。
（2）为了在一定时间内抽出更多的瓦斯，往往需多掘巷道，以增加煤壁暴露面。这些巷道。虽然大多数在生产时可使用，但需提前投资；而月为了防止巷道在抽采瓦斯期间发生坍塌，还要加强支护。即使这样，经过较长时间的抽采后，这些巷道的冒顶和坍塌的情况往往仍较严重，给以后修复和生产造成一定的困难。
（3）在掘进抽采瓦斯巷道期间，往往会有大量瓦斯涌出；这种情况不仅会增加通风负担，而且还相应减少了瓦斯回收率，造成资源浪费。
（4）如果抽采巷道密闭不严，不仅会使抽出的瓦斯浓度偏低，而且易使煤层自然发火。
21.瓦斯抽放有效性系数K：钻孔累计抽放瓦斯量与钻孔极限抽放瓦斯量的比值。
K=0.8时，tx=1.609/ α;K=0.9时，tx=2.303/ α
其中，Tx为有效抽放时间；α为钻孔瓦斯流量衰减系数。———22.钻孔预抽方法的布置形式
（1）穿层钻孔布置方式（2）顺层钻孔布置方式
23.边采边抽本煤层瓦斯的布置方式及适用条件
（1）布置方式：平行钻孔、煤柱钻孔、顶板钻孔、顶分层钻孔、底板岩巷穿层钻孔（2）适用条件
①由于该方法是在回来或掘进的同时，抽采煤层中的瓦斯、因此不像预抽法那样受开采时间的限制，可适用于瓦斯涌出大、时间紧、用预抽法不能满足要求的地区。
②在抽采过程中，可借助于回采过程中的卸压作用，使抽采区域煤体松动，增大煤层的透气性，提高煤层瓦斯抽采效果。
③该方法是在采区掘进准备工作完成后(或掘进过程中)进行的。因此在实际应用中可根据采区各局部地点的瓦斯量大小，投入相应的边采边抽工程量。具有较强的针对性。因此，有利于解决生产环节中瓦斯涌出量大的问题。
24.邻近层瓦斯抽放
为了防止和减少邻近层的瓦斯通过层间裂隙的大量涌向开采层。可采用抽采的方法处理这一部分瓦斯，这种抽采方法称为邻近层瓦斯抽采。
25.邻近层瓦斯涌出量与工作面推进速度的关系
现象：当工作面推进速度不快时，基本上呈线性关
系，当当工作面推进速度较快时，则呈抛物线关系。原因：工作面推进速度加快时，围岩变形与破坏的 速度变缓，在一定的时间内，采空区的冒落带、裂
隙带的范围相对缩小，裂隙张开程度相对变小，从
而减弱与延缓了邻近层的瓦斯涌出。
26.邻近层瓦斯抽采方法
地面钻孔抽采法、井下钻孔抽采法和顶板巷道结合钻孔抽采法。
27.开始抽出距离
钻孔开始抽出卸压瓦斯时的滞后于工作面的距离，是决定第一个抽采钻孔位置的依据。
有效抽采距离
从开始抽出卸压瓦斯至钻孔失去作用的一段距离，是确定钻孔间距的基础。28.采空区的绝对瓦斯涌出量影响因素
煤层和岩石的瓦斯含量、老顶冒落步距、工作面长度、上下邻近层厚度、它们与开采层的间距、煤的渗透性能
29.采空区瓦斯赋存特征及运移规律
（1）赋存特征
①采空区瓦斯在工作面切眼1~12m范围内浓度变化较小，一般在3%~8%之间；在12~20m范围内瓦斯浓度变化幅度较大，一般在10%~18%；在20~40m范围内瓦斯浓度升高较快，一般在20%~35%；在40~60m范围内瓦斯浓度变化较大，一般在35%~50%之间。
②采空区瓦斯流动大体可以分为三个带: Ⅰ涌出带
采空区丢煤和卸压临近层解吸的瓦斯向工作面和和采空区排放，进入涌出带的瓦斯流动速度快，多以层流形式存在，且这部分瓦斯几乎全部被工作面风流和采空区的漏风流携带到回风道内，漏风大小与工作面供风量大小及支架位置和工作面通风方式有关。Ⅱ过渡带
过渡带瓦斯在工作面和采空区压差作用下，一部分进入工作面，另一部分暂时或永远滞留在采空区内，该区域瓦斯流动速度也明显下降。流动呈现出不均衡性，处于层、紊交错阶段。Ⅲ滞留带
释放采空区内的瓦斯一般滞留在采空区的深部，流动速度较低。（2）运移规律
①在垂直于工作面的走向上，近工作面采空区由于漏风流流速大，受到的紊动作用大，浮煤吸出的瓦斯和邻近层涌人的瓦斯随漏风流经上隅角进人回风巷，瓦斯浓度较低；随距工作面距离的增大，采空区瓦斯受扰动作用减小，因而瓦斯浓度增高。在采空区深处，随时间的推移，瓦斯浓度会日趋平均。
②在高度方向上，由于瓦斯受浮升力的作用，使采空区顶板附近的瓦斯浓度高于采空区底板附近的瓦斯浓度，并且这种分布特点使用于整个采空区。
③在沿工作面方向上，在漏风流影响到的区域，进风侧的瓦斯随风流向回风侧运移，导致回风侧瓦斯浓度的增大；在远离工作面，漏风流涉及不到的地方，这种回风侧比进风侧瓦斯浓度高的分布特点并不明显。
④在邻近层瓦斯涌人量较小的采空区，采空区瓦斯的分布以本煤层吸出瓦斯的分布特点为主。在涌人点形成瓦斯局部高浓度区，随距工作面距离的不断增大，局部高浓度瓦斯扩散而趋于符合上面的规律。
⑤在有大量邻近层瓦斯涌人的采空区，采空区瓦斯的分布以邻近层涌人瓦斯的分布特点为主，本煤层采空区吸出的瓦斯是叠加在邻近层涌人瓦斯的分布之上。
30.采空区瓦斯抽采方法
（1）回采过程中的瓦斯抽采
①密闭抽采法；②插管抽采法；③向冒落拱上方打钻孔抽效法；④在老顶岩石中打水平钻孔抽采法；⑤直接向采空区打钻抽采法；⑥地面垂直钻孔抽采法；⑦顶板巷道抽采；⑧前进式预埋管抽采法；⑨尾巷布管采空区瓦斯抽采（2）采后密闭采空区瓦斯抽采
①采完不久的采空区；②开采已久的采空区；③报废矿井
31.尾巷布置采空区瓦斯抽放（P57图2-4-9）32.影响采空区瓦斯抽采的主要参数
（1）采空区进回风巷的密闭；（2）抽采负压；（3）瓦斯抽采参数监测与控制 33.提高瓦斯抽放率的技术途径：
（1）改进钻孔抽放工艺参数
①增加布孔密度，确定合理钻孔间距；②改进布孔方式，合理确定钻孔位置；③增加钻孔深度；④提高抽放负压
（2）提高煤层透气性（煤层增透方法）
34.水力压裂法原理及工艺流程
（1）疾奔原理
水力压裂技术就是通过钻孔向煤层压入液体，当液体压入的速度远远超过煤层的自然吸水能力时，由于流动阻力的增加，进人煤层的液体压力就逐渐上升，当超过煤层上方的岩压时，煤层内原来的闭合裂隙就会被压开形成新的流通网路，煤层渗透性就会增加，而当压入的液体被排出时，压开的裂陷就为煤层瓦斯的流动创造了良好条件。（2）工艺流程
①钻井②测井③固井④射孔⑤压裂
35.水力割缝法原理及工艺流程
（1）基本原理
在钻孔内运用高压水射流对钻孔二侧的煤体进行切割，在钻孔二侧形成一条具有一定深度的扁平缝槽，利用水流将切割下来的煤块带出孔外，由于增加了煤体暴露面积．且扁平缝槽相当于局部范围内开采了一层极薄的保护层，因而使得钻孔附近煤体得到了局部卸压，改善了瓦斯流动条件。（2）工艺
①古老方法：先打钻孔，退钻杆，换上射流器，利用钻杆输送高压水，一边退杆一边割缝。
②改进方法：直接在钻杆上面安上射流器，钻进时不产生水射流，进入钻杆的水通过钻头前端流出；退杆时射流器动作进割缝。这种连续钻进工艺需要活塞式射流器。
36.瓦斯抽采参数
主要包括煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯涌出量、煤层透气性系数、瓦斯抽采率及抽采管路和钻孔中的瓦斯流量。
37.煤层瓦斯压力测定的基本方法：间接测压法和直接测压法
38.原始瓦斯含量、残存瓦斯含量和可解析瓦斯含量定义及相互关系
（1）原始瓦斯含量：煤层未受采动影响时的瓦斯含量；
（2）残存瓦斯含量：煤层受到采动影响已经排放出部分瓦斯，剩余在煤层中的瓦斯含量；（3）可解析瓦斯含量：指在常压下能从煤体中解析出来的瓦斯含量。可解析瓦斯含量=原始瓦斯含量—残存瓦斯含量
39.煤层透气性测定方法正确与否的三个标准（1）在理论上的合理性，即看其理论推导是否合理，在理论推导过程中所做的假设是否符合客观实际。
（2）现场的实用性，即所需直接测定的参数在测定过程中不需要很高的要求，不用复杂的操作，方便易行。
（3）测试结果的稳定性，一般认为，测试结果是否稳定也反映了该方法在理论上是否合理，在测定时是否准确。同一测定方法在不同时间内测定的煤层透气性系数值应当是稳定的，且相差不大；否则测定方法就可能有问题。
40.计算：径向流量法测定煤层透气性系数（会做例题）P97 41.瓦斯流量测定方法
（1）变压降法；（2）恒压降法；（3）皮托管；（4）测定气体流速；（5）容积式流量计
42.节流装置的基本原理
在充满管道的连续流体中，当流体流经管道内的节流装置时，流束将会在节流装置处形成局部收缩，从而使流速增大，静压力降低。这种状况导致节流装置前后产生压力降。流动介质的流量越大，则在节流装置前后所产生的压差也越大。因此，可通过测量压差来衡量流体流量的大小，这就是利用节流装置测定管道内连续流体流量的基本原理。
43.节流装置的选择原则
（1）当要求节流装置所产生的压力损失小时，可采用喷嘴或文特利管或文特利喷嘴。（2）测量易污染和浸蚀性介质时，采用喷嘴比采用孔板好。
（3）在测量的流量和压差值相同时，由于喷嘴的截面比比孔板的截面要小，所以，在此情况下，喷嘴的测量精度较高，而且需要的直线段长度也较短。
（4）在各节流装置中，以孔板的加工制造最为简单，喷嘴次之，文特利管和文特利喷嘴最为复杂。
44.节流装置的取压方法
（1）理论取压法
一般认为，入口端的取压嘴中心应位于孔板前端面距离为D的管道入口处，出口端的取压嘴中心，应位于流束收缩到最小的截面处。（2）径距取压法
入口端的取压嘴中心，应位于孔板前端面为D的管道入口处；出口端的取压嘴中心应位于孔板后端面距离为1/2D的管道出口处。（3）法兰取压法
法兰取压的入口和出口的取压嘴中心，均应位于距孔板两侧相应端面前、后25mm处，而与管径大小无关。（4）管径取压法
该取压法要求入口的取压嘴中心，应位于孔板前端面2.5D的管道入口处；出口的取压嘴中心应位于孔板后端面8D的管道出口处。（5）角接取压法
该取压法要求入口和出口的取压嘴中心，均应位于孔板前、后的端面处。
45.孔板流量计瓦斯流量计算（会做例题）P113 46.文特利管瓦斯流量计算（会做例题）P117 47.瓦斯抽放率：瓦斯抽放率通常是指矿井、采区或工作面等的抽出瓦斯量占瓦斯涌出总量的百分数。
48.瓦斯抽放有效性系数
瓦斯抽放有效性系数是指抽放瓦斯后较抽放瓦斯前回风流中瓦斯涌出量的减少程度，计算公式为：Kq0-q1×100%（q0是抽放瓦斯前回风流中的瓦斯涌出量；q1是抽放瓦斯q0后，回风流中的瓦斯涌出量）
49.瓦斯抽放的目的
其一是为了确保矿井安全生产，防止或减少瓦斯浓度超限；其二是为了开发利用瓦斯资源，变害为利。
50.抽放瓦斯的必要性指标
（1）安全生产角度
_
qq0.6vSCK
式中q——绝对瓦斯涌出量，m3/min；
q——允许瓦斯涌出量，m3/min；
v——巷道允许的最大风速，m/s； S——风流通过的最小巷道断面，m2；
C——《煤矿安全规程》允许的风流中瓦斯浓度，%； K——矿井或采区瓦斯涌出不均衡系数（2）安全经济角度
①一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m3／min，或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m3／min；
②矿井绝对瓦斯涌出量大于15m3／min；
③矿井抽采瓦斯总量能长期稳定在2m3／min以上，抽采系统的服务年限应在10年以上。_51.煤层瓦斯抽放的可行性
（1）煤层的透气性系数λ；
（2）钻孔瓦斯流量衰减系数α；（3）百米钻孔瓦斯极限抽放量Qj。
在“容易抽放”的煤层中抽放瓦斯，往往可以获得较大的抽出量，取得较好的抽放效果，在“可以抽放”的煤层中抽放瓦斯，虽能取得一定的效果，但往往需要较长的抽放时间和较多的钻孔工程量才能达到预定的效果。属于“较难抽放”的煤层，常常采取特殊措施抽放。
52.矿井瓦斯抽放设计的原则及内容
（1）矿井瓦斯抽放设计的原则
①编制矿井抽放瓦斯设计要以上级批准的设计任务书和经审批的《矿井瓦斯抽放可行性研究报告》提供的瓦斯基础资料为依据。
②确定抽放规模与抽放能力时，应能适应矿井生产能力和服务年限的需要，并应满足矿井生产期间最大抽放瓦斯量的要求。
③设计抽采系统与抽采方法时，要有利于多抽瓦斯、保证矿井安全生产，应结合矿井及煤层的具体地质开采条件，矿井及采区主要瓦斯来源，以选择适宜的抽采方法：要有适宜打抽采瓦斯钻孔的地点及充足的施工和抽采时间；抽采瓦斯钻孔的孔口应有足够的抽采负压，要配备一定的抽采瓦斯专业人员和装备，以实施抽采瓦斯工程和进行维护管理工作。
④抽采瓦斯泵站的位置，应考虑利用瓦斯的方便。一般应设在用户集中区附近，并考虑到地面敷设输送瓦斯管路的可能性和经济上的合理性。
⑤新建抽采系统的设计，报矿务局批准，并报省煤炭局备案。经批准的设计。不得随意变更．如有重大修改，须重新审批。（2）矿井瓦斯抽采设计的内容
抽采瓦斯设计主要包括抽采瓦斯工程设计说明书、抽采瓦斯工程机电设备与器材清册、抽采瓦斯工程设计概算书、施工图纸等四个部分。
①抽采瓦斯工程设计说明书，一般应包括下述内容：矿井概况；抽采瓦斯；瓦斯泵站；供电系统及设备；劳动组织和经济技术指标。
②抽采瓦斯工程机电设备与器材清册 ③抽采瓦斯工程设计概算书
④施工图纸亦是抽采瓦斯工程设计的重要组成部分
53.瓦斯抽采管路系统的组成
瓦斯抽采管路系统主要由主管、分管、支管和附属装置组成。
54.瓦斯管直径
瓦斯管直径选择的恰当与否对抽采瓦斯系统的建设投资及抽采效果均有影响。直径太大，投资就多；直径过细，阻力损失大。故一般采用下式计算：
55.瓦斯管路阻力计算（P137）
瓦斯管路的阻力分摩擦阻力和局部阻力两种。
56.正压管路浮漂式自动放水器工作原理及放水过程
（1）工作原理
利用浮漂浮力开启球阎又借助其自重关闭球阀，实现自动放水。（2）放水过程
放水器的进水管与瓦斯管的正压管路连接，浮漂的自重与筒内的压力迫使球阀紧贴在阀座上．从而使其与大气隔绝。抽采管路的水经进水管流入放水器内，当水位上升至浮漂底部后，随着水位不断上升，浮力越来越大，待浮力大于浮漂白重与球阀上下压力差之和时，浮漂浮起，带动球阀而开启，筒内积水在筒内压力作用下经阀体排至简外。此时，如瓦斯管路继续向简内供水，水则连续不断地流出；若无水进入简内，则浮漂随着水位的下降而降落，最后落入阀体而关闭，保持与大气隔绝。因此，该放水器既能及时排除积水，而又能防止管路的瓦斯由故水器泄漏。同时，为防止大量的水突然进入放水器时，筒内压力增大而使浮原无法浮起的问题，在筒上没有平衡管，与进水管连通，以保证故水器能正常工作。57.瓦斯抽采管路的检查和管理的主要工作
（1）压力观测
需要配备人员进行经常性的检查和抽采地点的负压变化情况，并做好详细的记录。（2）对抽采管路中积水的检查
抽采管路往往容易发生积水现象，一旦积水，则对抽采瓦斯影响很大，故而应当引起重视。
（3）抽采管路状态的检查
井下有时因巷道发生变化，抽采管路也需作相应的改动。（4）抽采管路附属装置的检查
检查人员对抽采管路上的放水器、流量计、阀门和安全设施都要按制度全面检查。（5）对抽采管路的保养
对已抽采结束的管段要及时拆除，运往地面或井下易保存地点。运输时，要避免管胳受到碰撞或变形引起损坏；瓦斯管内外应注意做好防锈工作，以便延长瓦斯管的使用寿命。
58.表4-3-1（P145）
瓦斯抽放泵站 篇5
方正红旗煤矿是在露天开采基础上改建的斜井, 采用片盘斜井开拓方式, 单钩串车提升, 矿井采用中央并列抽出式通风。矿井为高瓦斯矿井, 相对瓦斯涌出量为14.1米3/吨, 矿井绝对瓦斯涌出量2.67米3/分, 开采达连河组中层煤, 煤层厚度5~7m。煤层具有自燃倾向, 自然发火期为4~6个月。全矿布置一采一掘两个工作面。
采煤工作面采用л放工艺, 单体液压支柱配合л型钢梁, 铺金属网进行支护。
掘进工作面采用炮掘工艺, 锚网支护。
2上隅角瓦斯抽放
采煤工作面由于采用放顶煤工艺。采空区放煤后高顶空穴内积存大量高浓度瓦斯, 当采空区顶板冒落或外界气压发生变化等情况发生时高浓度瓦斯经采煤工作面上隅角向工作面回风巷排出此过程极易造成采煤工作面上隅角瓦斯超限。威胁采煤工作面安全生产。
为了保证安全生产, 红旗煤矿利用临时瓦斯抽放泵抽放采煤工作面上隅角瓦斯, 使上隅角瓦斯浓度降到了安全值以下。确保了煤矿安全生产。
利用临时瓦斯抽放泵抽放采煤工作面瓦斯, 红旗煤矿主要采取如下几种方法:
a.采空区埋管法;b.采空区插管法;c.采空区高位钻孔法。
采空区埋管法:就是将瓦斯抽放管提前埋入采空区, 待采煤工作面推出一定距离后就进行瓦斯抽放, 如图1。
这种抽放方法需要提前向采空区埋设瓦斯抽放管, 在瓦斯抽放时可以进行比较稳定的长时间抽放。这种抽放方法的缺点是对抽放上隅角高顶瓦斯效果不明显, 长时间使用此方法抽放瓦斯还可以使大量新鲜空气流入采空区不利于采空区防火。同时还要消耗大量瓦斯抽放管。
采空区插管法:就是将瓦斯抽放管末端的一段改成软管, 人工将瓦斯抽放管插入采空区上隅角进行瓦斯抽放 (图2) 。
此种方法简单易行不需要提前埋管, 同时将瓦斯抽放管末端抬高后, 可以抽放高顶瓦斯, 抽放上隅角瓦斯机动灵活。缺点是需要频繁移动瓦斯抽放管, 特别是在采煤放顶期间, 放顶和瓦斯抽放往往发生矛盾。上隅角采空区冒落时容易埋瓦斯抽放管。特别是采空区冒落严时, 瓦斯抽放管无法插入使瓦斯抽放无法进行。
高位钻孔法:就是在工作面前方, 贴煤层顶板预先打好抽放钻 (图3) , 抽放钻孔要和采空区相通。在正常情况下一般每组抽放钻孔为三个空 (准600mm) , 在实际施工中考虑塌孔及煤粉堵孔等因素可适当增加孔数。将瓦斯抽放管和抽放钻孔联通封闭后进行瓦斯抽放。此种方法较好的解决了以上抽放两种方法存在的缺点, 使瓦斯抽放连续进行。缺点是要提前施工瓦斯抽放钻孔, 瓦斯抽放钻孔施工量大。使用倾斜仰孔时, 钻孔利用率比较低;当使用水平空时, 需要施工专用钻场, 钻场施工和钻孔施工都比较困难。但是高位钻孔法抽放法, 能使瓦斯抽放连续进行, 避免瓦斯超限, 有利于安全生产。此种方法在红旗煤矿得到普遍使用。
红旗煤矿利用临时瓦斯抽放泵, 抽放上隅角瓦斯。在生产实践中不断总结采用有新的抽放方法, 解决了采煤工作面上隅角瓦斯超限问题, 保证煤矿安全生产。
摘要：简要介绍几种利用临时瓦斯抽放泵站, 抽放采煤工作面上隅角瓦斯的方法。
瓦斯防治与瓦斯抽放技术 篇6
关键词：瓦斯防治,瓦斯抽放,技术
1 瓦斯抽放概述
1.1 瓦斯抽放发展
近十年来, 煤炭产业发展迅速, 矿井数量与产量都在递增, 随着矿井的深入, 出现瓦斯事故的概率也就越大, 因此瓦斯抽放的需求就越来越大, 这也带动了我国瓦斯抽放技术的发展。
1.2 瓦斯抽放好处
煤炭开采及生产中加强瓦斯抽放, 有以下几个方面的好处:1) 降低煤层瓦斯压力, 从而降低因为瓦斯过多而产生的危险;2) 降低煤层中瓦斯的含量, 减少其涌出量, 给开采提供一个安全的环境;3) 瓦斯也是我国比较重要的能源之一, 因此对抽放的瓦斯加以利用, 具有十分重要的商业价值;4) 减少了瓦斯排放量, 降低大气污染, 这也是绿色开采的有效措施之一。
2 瓦斯防治与抽放技术探析
2.1 通过改善通风系统进行防治
近几年我国采煤工作面大部分采用的是U型通风系统, 这种通风系统的主要特点在于煤岩和污风释放的瓦斯都能从回风道中排出。对于当前追求高效高产的企业而言, 在开采过程中, 随着难度的增加, 即使涌出的相对瓦斯量会降低, 但其绝对涌出量依然很高, 因此就会导致上隅角的瓦斯超限。
根据这些年的探索来看, 在一些瓦斯涌出量过大的矿井中, 可以采用在工作面预留抽放瓦斯的方式, 或者在开采期间排放采空区的瓦斯, 这样便出现了增加瓦斯尾巷的双巷布置方式, 即所谓的“U+L”型通风方式。
此外, 还有Y型通风方式, 其采用的是两进一回的通风系统, 也就是说在采煤工作面的上下巷道中都采用进风处理, 而在其副进风巷的采空区一端回风, 并在巷道旁充填支护。对于这种方式而言, 工作面留巷的末端是整个通风系统风压最低的地方, 而上隅角的能位应高于留巷的各点的能位;随着工作面走向采空区, 内部的各点能位会逐渐降低;采空区的漏风主要流向了留巷中, 从而不会造成上隅角的瓦斯堆积。此外, 一旦留巷的密实性良好, 那么在采空区的内部就会大量堆积瓦斯, 这样就能实现高效率的瓦斯抽取。
2.2 瓦斯抽放技术探析
2.2.1 开采保护层卸压增透抽采瓦斯技术
在覆岩采煤中, 由于裂缝“0”形圈的存在, 在瓦斯浓度较高的煤群保护层开采过程中, 顶板的板岩往往会出现移动、冒落, 从而产生裂缝, 开采煤层及邻近卸压煤层时, 大量的瓦斯就会被卸压解吸。卸压瓦斯可以随着裂缝通道, 最后汇集到一个环形的裂缝圈内, 便能形成瓦斯堆积。因此, 为了高效抽采瓦斯, 就必须确定好环形裂缝圈的具体位置, 及控制好解吸过程中的压力。
2.2.2 邻近层卸压瓦斯抽放技术
在某些煤层群开采一个煤层之后, 邻近煤层受到了采动的影响, 往往会发生不同程度的变形, 或者破坏, 有时候就会产生邻层裂缝与卸压, 这样就会使得透气性成倍增加, 卸压瓦斯就会随着裂缝向着开采层的采空区前进, 这个时候就可以采用巷道或者钻孔的方式对一定距离中的邻近煤层的卸压瓦斯加以抽放处理, 这样就能大幅度减少在采煤区的瓦斯涌出。此外, 对于邻近层的瓦斯抽放可行性而言, 主要取决于邻近层的位置及其与开采层之间的间距, 一般都会受到开采厚度及层间的岩性影响。对于临近煤层间的瓦斯抽放是否可行, 其关键因素还在于煤体是否受到了采动区的影响, 而向工作面移动。
2.2.3 采空区瓦斯抽放技术
回采工作面的瓦斯涌出, 其主要原因在于采空区的瓦斯产生了移动, 因此采空区瓦斯抽放具有工作流量大, 来源也较为稳定等特点, 而这些都是工作面瓦斯成功治理的关键。采空区瓦斯抽放技术运用在采空区中效果最明显, 但是在本煤层的预抽效果不佳及采空区的瓦斯涌出量较大时, 也是十分有效的办法, 并且就目前而言, 已经成为了一种在采空区工作面抽放瓦斯的首选办法。
2.2.4 综合瓦斯抽放技术
综合抽放瓦斯技术指的是在开采煤层瓦斯前进行预抽、卸压, 将邻近煤层的瓦斯抽采同时采用在采空区抽采瓦斯等多种方式的结合, 形成一个综合采区,
以此使得瓦斯的抽放量及抽放率达到最佳。综合瓦斯抽放技术, 使得我国瓦斯抽放技术向着多元化、立体化及经济化发展。
3 结语
煤矿安全生产是关系煤炭产业发展的关键因素, 通过探索瓦斯抽放技术与方法, 加强我国瓦斯抽采的效率, 可以为煤矿安全生产提供有力的保障。
参考文献
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瓦斯抽放泵站 篇7
1 工作面概况
14221综采工作面位于14采区下山西翼,上邻14201工作面(未圈定),下邻14241工作面(未圈定),西部为14、16采区边界保护煤柱,东部为14采区下山保护煤柱,地面无建筑物和水体。工作面走向长543～582 m,倾向长130 m,工作面标高-10.5～-31.5 m,地面标高+535.0～+550.0 m。煤层倾角6°～ 9°,可采面积72 008 m2。该工作面伪顶为炭质泥岩,厚0～3 m,不稳定;直接顶为泥岩,厚2.0 m,深灰色以石英及暗色矿物为主;基本顶为中砂岩,厚9.0 m。
该工作面地质构造简单,煤厚变化较大,煤厚0.3～14.2 m,顶底板起伏大。工作面中段存在厚煤区(8 m左右),120 m长,煤层松软,透气性差。工作面厚煤段消突后煤层残存瓦斯含量依然在5～6 m3/t,煤层自然发火期为6个月,煤尘具有爆炸危险性,爆炸指数为15.52%。测得14221工作面残余瓦斯含量0.84～6.78 m3/t。
2 高位抽放巷设计
14221综采工作面高位抽放巷在该面回风巷上帮开口,垂直回风巷施工水平巷道8 m,然后沿煤层走向以25°坡度施工斜巷45 m,施工到距煤层顶板13 m位置后再沿倾向向下方向施工水平巷道20 m,然后沿煤层走向施工高位抽放巷130 m,覆盖整段厚煤区。高抽巷开口段以矿用工字钢支护,进入岩石后采取锚网喷复合支护。高抽巷与回风巷水平净间距8 m,高抽巷底板与煤层顶板垂直距离13 m。
3 瓦斯综合抽放
14221综采工作面高位抽放巷施工到位后,在高抽巷正前施工高位钻场,在钻场内施工8个近水平岩石钻孔抽放,同时在高抽巷底板向该面煤层施工穿层钻孔,先进行高压水力压裂增透,后实施穿层钻孔抽放;随着工作面的向前回采推进,高位钻场布置的近水平岩石钻孔将逐渐报废,报废后将实施高位抽放巷抽放;高位抽放巷结束后,通过在高位抽放巷里预留的抽放管实施高位尾巷抽放。
(1)高位抽放巷正前施工钻场实施近水平岩石钻孔抽放。
高抽巷正前钻场长7 m,高3 m,宽5 m,矩形断面,锚网喷支护。钻场内布置2排共8个近水平岩石钻孔,排距0.5 m,钻孔间距0.8 m,孔深120 m,开孔直径113 mm,钻孔终孔间距5 m,钻孔终孔位置距煤层顶板15～18 m,钻孔终孔控制在上隅角往下25 m范围内。钻孔施工使用ZY-3200型液压钻机,采用聚氨酯配合水泥砂浆封孔,封孔深度8 m(图1)。
(2)高抽巷底板向该面煤层施工穿层钻孔,先进行高压水力压裂增透后,再实施穿层钻孔抽放。
在高位抽放巷内沿底板布置2排穿层钻孔,排距0.5 m,钻孔开口间距10 m,单排终孔间距10 m,钻孔终孔施工到煤层底板。使用SGZ-ⅢA型钻机施工,钻孔Ø94 mm,封孔采用机械水泥砂浆封孔,封孔深度8 m;封孔后利用BRW200/31.5型乳化液泵对煤层实施高压水力压裂增透,注水压力12.1～20.0 MPa,单孔注水量15～25 m3,单孔注水时间约1 h,所有穿层钻孔水力压裂结束后进行连管抽放。
(3)高位抽放巷采空区瓦斯抽放。
利用高位抽放巷正前近水平岩石钻孔抽放结束和穿层钻孔高压水力压裂,并实施连管抽放后,随着工作面回采向前推进,逐步开始利用高位抽放巷对采空区实施抽放。高抽巷抽放时,首先要在巷口处建2道严实的密闭墙,在墙体中预留2根Ø300 mm的抽放铁管,利用低负压、大流量的井下抽放系统实施抽放。
(4)通过在高位抽放巷里预留的抽放管实施高位尾巷对采空区深部瓦斯进行抽放。
高位尾巷抽放是在高位抽放巷抽放利用结束后,利用高位抽放巷外围巷道对采空区深部瓦斯进行抽放,是有效治理工作面采空区瓦斯、防止上隅角瓦斯超限的新途径。
4 抽放效果
高位抽放巷综合抽放技术综合应用效果对比分析见表1。
工作面综合抽放率为42%,其中穿层钻孔水力压裂增透抽放实施后,改变了厚煤层原始应力分布状态,煤的塑性变强,透气性增大,煤的水分增加,煤的瓦斯含量和瓦斯压力降低,回采时可以有效防止煤墙片帮、冒顶,对防突、防尘具有一定效果。高位抽放巷综合抽放技术的应用,有效治理了回采期间采空区瓦斯,保证生产过程中上隅角瓦斯浓度稳定在0.5%以下。
5 结语
(1)高位抽放巷施工工程量大,通过对其综合开发利用,最大限度地提高了工程利用率,延长了综合利用时间,降低了瓦斯综合治理工程成本,瓦斯综合治理效果明显。
(2)通过考察以往参数,合理布置高位抽放巷和高位钻孔层位,确保层位控制在采空区裂隙带范围内,实现了厚煤区抽放效果最大化。
(3)对于煤层松软、低透气性厚煤层,本煤层抽放效果一直不好,通过高抽巷底板穿层钻孔对厚煤层高压水力压裂后,煤层透气性增加,塑性增强,单孔抽放量、抽放浓度和抽放时间都有大幅度增加,抽放浓度和抽放量经过考察分别平均增加4.5倍和3.0倍,抽放衰减天数由7 d提高到20 d左右。
煤矿瓦斯抽放管理分析 篇8
煤炭是经济发展中必不可少的部分,在经济发展阶段中,每个行业对煤炭的依赖性都很大。虽然中国是世界上拥有最多煤矿储量的国家之一,但在安全第一的基本原则上,很多煤矿瓦斯防治没有达到基本标准,煤矿事故多次出现,而且瓦斯事故占据很大比例。因此国内在很早以前就明确把瓦斯抽放管理放在煤矿管理条例的重要位置上,规定必须是“先抽后采,检测监控”,但是在真正的实施上还是存在大量“漏网之鱼”,所以必须找到其中存在的问题并且及时改造。
1 煤矿瓦斯抽放中的问题
尽管国家政府给予了极大重视,国内瓦斯抽放技术及管理方面和以往相比有了很大改进,但是当前还是存在许多弊端没有解决,关于抽放时间、系统管理等方面还有一些问题和不足,这些不足使得煤矿安全系数降低,并且损害了煤矿企业的形象,阻碍社会和谐发展[1]。
1.1 抽放时间短
煤矿有关管理人员都了解瓦斯抽放率和抽放时间有直接关系,二者是成比例变化的,抽放时间长则抽放率高,安全生产系数也就随之增大。国家明确表明对透气系数低于0.04的煤层所需要抽放的时间必须超过6个月,但很多煤矿减短周期,快速获得经济利益,使得采掘接替不均衡,并且要超赶进度和增加产煤量,因此在国内很多煤矿中,回采工作时瓦斯抽放时间过短,一些煤矿的抽放时间甚至只进行了一个月就开始回采作业,这些不按照规定的操作使得煤矿安全生产在开始就埋下了极大的事故隐患。
1.2 抽放系统不合格
在最近几年中,国家政府一直在强制对一些煤矿的瓦斯抽放系统进行检查,使得一部分的煤矿瓦斯抽放系统得到了完善,但是这并不意味着实际情况乐观,一些煤矿的瓦斯抽放能力还是不能够达到标准,抽放能力低并且抽放量不足。其中还存在一些煤矿的瓦斯抽放系统即使高效率运转,但配套设备却不完善,最终使瓦斯抽放率达不到规定的标准。
1.3 管理不到位
当前国内的煤矿经常发生事故的一部分原因是因为安全管理不严格,很多煤矿都是根据自己的经验作业,瓦斯抽放管理没有达到规定。在一些煤矿中没有组建专业的防突领导小组,甚至没有专门的瓦斯抽放管理人员来定期检查,对工作中的违规行为没有控制,日常维护跟不上。
2 解决瓦斯抽放问题的对策
2.1 排风系统
矿井采掘工作面通风系统要求是必须将通风口设立在粉尘、高温气体无法到达的位置,生产水平和采区要实行分区通风,准备采区要形成通风系统才能开掘回采巷道。开采极易出现自燃气体的厚煤层矿井时,总回风巷要设立在岩层内部,也可以设立在不容易自燃的煤层中,若是设立在极易自燃的煤层中就要做锚喷,缝隙和冒落位置要使用不易燃烧的材料来做填充物,也可以使用没有腐蚀性和毒性的材料来填充。在出现瓦斯喷出的危险煤矿中,要拓展新的采区,还要保证先在没有瓦斯煤层中做掘进巷道,形成通风系统。全部采区要有专用回风巷,存在瓦斯的煤矿两翼开采的采区要有两翼回风巷,采区轨道巷和回风巷要共同掘进,回风巷要超过轨道巷。在顺槽口区域要形成系统巷构筑稳固的通风设备,建立独立通风。内错尾巷沿顶板掘进,既利于施工还可以降低巷道高度,使自身和采高间距超过1 m,若是间距没有达到这个标准可以使用挑顶,内错尾巷煤层硬度较小时极易导致工作面坍塌,影响到通风效果,所以相邻面要位于顶部岩石内,也可以使用双层底网中间夹风筒布的办法。当内错尾巷到达切巷时要和切巷垂直,最终达到全风压通风的效果。内错尾巷掘出之前切巷掘进到内错尾巷尽头20 m左右时要将内错尾巷通风,严格依照规定执行,禁止内错尾巷出现独头巷道,而且是全风压通风。瓦斯矿井的回采工作要使用“一进两回”“两进两回”等通风系统,在尾巷处要有全风压通风系统,不可以出现独头巷道,也不可以使用“一进一回”“两进一回”的通风系统。对于高瓦斯矿井厚煤层回采工作面来说可以使用“一进一回”、后高抽巷等办法。回采工作面在进行投产之前要做好“一通三防”的验收,通风、抽采、监控等步骤不可马虎大意,负责通风的工作人员要按照规定执行通风工作,并且保证配风到达标准,煤矿通风负责部门上交检验报告,并且报告上必须有技术人员的亲笔签字。
2.2 确保瓦斯抽放时间
实践表明,瓦斯抽放时间可以提升其抽放率,这种措施所取得的效果十分明显,因此增加瓦斯的抽放时间就非常必要,所以要求煤矿企业在确保采掘平衡的同时,要适当延长瓦斯抽放时间,这是有效解决瓦斯抽放率的措施之一。必须要稳定进行,不可以为了进度而马虎执行,不能把瓦斯抽放时间当成形式主义,要彻底落实,否则虽然可以提升工作效率,但对于之后的工作来说其实是留下了极大的隐患。
2.3 优化瓦斯抽放系统
若是瓦斯抽放效果不好、抽放量不足等,可以使用一些简单的方式来完善,可以使用和本煤矿抽放量及抽放能力相匹配的系统,还可以适当调整煤矿抽放系统中的管道,在环境允许的情况下增加管道直径。在管道大的位置布置自动放水设施,这样可以有效减少阻力,对井下管网和抽放钻孔气密性要做定期检查,这样可以提升抽放钻孔口的负压[2]。
2.4 加强瓦斯抽放管理
关于瓦斯抽放管理方面的问题其实一直在被人们所关注,因为政府在这方面一直是强调其重要性,上级对这方面检查的相对较为严格,因此关于这方面最先考虑的是煤矿首要负责人,领导人的态度要十分严谨,并且保证这方面的工作要彻底落实,必要时可以设立专门的瓦斯抽放检测小组,严格检查和管理抽放工作,对钻孔在施工中的全部方面做把关,对谎报的数据要惩罚,而对于工作优秀的人员要适当给予奖励。要投资增设一些先进的机械,检测抽放作业过程,还要留意对抽放系统做定期检查和维护,并且对瓦斯抽放系统相关工作人员做专业培训,保障其专业性。
2.5 安全管理
关于钻孔施工防止瓦斯安全方面的管理要使用掘、抽等方式同时抽放瓦斯,使用的有关的电气设施必须是煤矿专用,具有防爆功能。在进行工作时要有专业的瓦斯检查工作人员,并且配有功能完善的瓦斯监测设施,在发现瓦斯超限时可以及时停止工作,对现场可以做好处理,在瓦斯浓度没有降到安全范围内之前不可以开工。
瓦斯抽放硐室及抽放管道中的相关电气设施和仪表装置要使用煤矿防爆类型,管道上必须有接地路线,在抽放硐室的管道必须考虑到预防漏电的情况,做好保护措施和静电接地工作,防止管道中存在大量静电或其它电量。瓦斯抽放泵周围必须有防回火和爆炸等设备,瓦斯抽放硐室中必须有防火检测探头,并且设有灭火器等常见灭火材料[3]。
瓦斯抽放的浓度管理必须严格依照规定控制,对瓦斯的抽放要控制好浓度,保证不会引起任何爆炸。管理系统的密封性必须良好,管道中抽放的瓦斯至少保证有30%,在瓦斯抽放管道中设置传感器和流量计量器等,时时监控管道中的瓦斯浓度、压力和流量等,在异常情况出现的第一时间发出警示信号。
在生产流程中要对每个岗位和工作场所等方面制定完善的制度,在执行过程中严格按照规定。总而言之,保障瓦斯煤矿的安全就要做好瓦斯抽放工作,增大抽放力度,以此为基础做好安全管理工作,努力实现安全生产。
3 结语
煤矿开采存在一些不确定因素,所以要增强瓦斯抽放管理工作,不单单要加强煤层的透气性还要增强其抽放时间,同样也需要引进一些先进的技术完善瓦斯抽放系统和设施,这样才可以保障将瓦斯抽放率达到预期标准。
参考文献
[1]魏延庭.浅析瓦斯抽放安全技术措施[J].四川水泥,2014(7):299.
[2]陈曦.煤矿采区瓦斯抽放技术与管理[J].河南科技,2014(15):15-16.
矿井采空区瓦斯抽放 篇9
(1)游离状态(也称启由状态):这种瓦斯以完全自由的气体状态存在于煤体或围岩的较大裂缝、孔隙或空洞之中。(2)吸附状态(也称结合状态):按其结合形式的不同,又分为吸着和吸收二种状态。吸着状态是瓦斯气体分子在其与煤粒固体分子间的引力作用———被吸着在煤体孔隙的内表面上所呈现的状态,形成,一层很薄的吸附层。吸收状态是瓦斯分子进入煤体胶粒结构内部与煤部分子结合而呈现的一种状态,其类似气体溶解于液体的现象。吸附状态存在的瓦斯量的多少;取决于煤的结构特点,炭化程度等。
2 矿井瓦斯抽放的目的和意义
(1)抽放瓦斯可以减少开采时的瓦斯涌出量,从而可减少瓦斯隐患和各种瓦斯事故,是保证安全生产的一项预防性措施。(2)抽放瓦斯可以减少通风负担,降低通风费用,还能够解决通风难以解决的难题。(3)煤层中的瓦斯同煤炭一样是一种地下资源,抽出来送到地面作为原料和燃料加以利用,“变害为利”、“变废为宝”,可以收到节约煤炭,保护环境的效果和可观的经济效益。
3 矿井瓦斯抽放方示和分类
矿井瓦斯抽放的方式和方法多种多样,一般有3种分类方法(见表1)。矿井瓦斯抽放虽然有不同分类方法和分为不同种类,但现场应用时,往往是互相结合,不能截然分开的。这里着重论述回采工作面采空区瓦斯抽放。
3.1 采空区瓦斯的来源及危害
采空区的瓦斯主要有两个来源:一是未能采出而被留在采空区的煤炭中存有一定数量的残存瓦斯;二是顶板和周围煤岩中的瓦斯。
采空区积聚的大量瓦斯,往往被漏风带人采煤工作面或生产巷道,影响正常生产。有时由于大气压力或通风系统变化的影响,当工作面与采空区之间的压力平衡被破坏,采空区的瓦斯会大量涌入工作面,威胁安全生产,甚至酿成重大事故。
3.2 回采工作面采空区瓦斯抽放方法
进行回采工作面采空区瓦斯抽放时,应将采空区封闭严密,防止漏风,然后在回风巷的密闭处插管进行抽放,也可以在回风巷每隔一定距离(30-50m)掘一个斜上绕行巷道作钻场,向采空区上方打钻,钻孔进入冒落带或裂隙带,然后将绕道封闭进行抽放。还可以采用在回风巷预先埋置管路或在煤层中距回风巷相近的其他巷道中向采空区打钻等方式,抽放采空区瓦斯。
3.3 抽放采空区瓦斯时注意事项
(1)控制抽放负压,保证瓦斯质量。由于采空区围岩受采动影响透气性大大提高,故抽放负压不宜过大。否则,很容易使空气进入采空区,使抽放瓦斯浓度降低和引起采空区煤炭自然。一般来说,瓦斯浓度低于20%时,应停止抽放。
(2)定期检查与测定,防止自然发火。对有自然发火危险的煤层,为防止采空区因抽放瓦斯而引的自然发火,必须定期进行检查和采气分析及测定,其内容包括密闭或抽放管内的气体成分(O2,CO,CO2,CH4)、温度、负压和流量等。当CO或温度呈上升趋势时,应控制(低负压)抽放,而发现发火征兆时,必须立即停抽并采取注水注浆等防消火措施,等征兆消除后再逐渐恢复抽放。
4 结语