1、采煤工作面上隅角插管抽放瓦 斯設計時間：2021.02.04創作歐陽育張得青馮建軍摘要:針對鄭宏恒泰（新密）煤業有限公司開采煤層瓦斯 量偏大、透氣性系數低、鉆孔衰減快、抽采量低、難以礦井瓦 斯的利用，該礦井的瓦斯抽采不能利用。關鍵詞：瓦斯抽采透氣性濃度Is礦井概況鄭宏恒泰（新密）煤業有限公司，其前身為鄭州市新密任 崗煤礦，礦井于1988年動工興建，1996年12月竣工投產時通 過礦井質量標準化驗收達部級質量標準化礦井。2002年3月份 改制，礦井位于新密市東北岳村鎮與劉寨鎮西馬莊結合部，井 田西距新密市城區15公里，距新密火車站12公里，新密鐵路 從井田南部經過，密杞公路（新密一杞縣）由北部經

2、過，鄭 （州）一密（新密）公路經三岔口直達鄭州市，井田面積 5.986Km2,設計年生產能力30萬噸，核定生產能力45 Km2o 資源儲量2395萬噸，可采儲量599萬噸，礦井服務年限19 年。正常涌水量150m2 / h,瓦斯等級為瓦斯礦井，開采煤層二1 煤，煤層厚度平均6.28m,煤塵有弱爆炸性，不易自然。1設計的主要技術指標1）抽放純量：3.0m3/min左右；2）抽放瓦斯濃度：實驗性，根據以往和其它礦抽放資料顯 示，采面隅角埋管抽放時最高濃度3% ,平均1.596。煤層預抽濃 度有待實驗結論。3）孔口負壓：高負壓10kPa、低負壓5kPa ；4）抽放管路的最遠距離預計：1000mo2、

3、瓦斯抽放方法的選擇采面回風隅角插管抽放的方式為解決工作面上隅角瓦斯積 聚、降低采面回風流中的瓦斯濃度問題，其技術和經驗已十分 成熟。采面回風隅角瓦斯抽放屬于半封閉式瓦斯抽放，同時根 據原12190工作面高位抽放巷抽放情況及我礦所掌握的抽放技 術，插管抽放解決上隅角瓦斯積聚問題會取得較為理想的效 果。因此本工作面主要采用上隅角插管抽放，解決工作面上隅 角瓦斯問題，不再對工作面本煤層進行抽放設計。3、抽放方法與工藝回風隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一個 負壓區，使該區域內瓦斯形成紊流狀態與空氣充分混合，由抽 放管路抽走，這可以避免因工作面上隅角處局部位置因風流不 暢（或微風）引起的瓦斯

4、超限，還可解決因漏風使采空區向上 隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。為操作方便，靠近采面上隅 角段管路可采用1.5m長的鋼管（花管）與主抽放管路相連接（管徑與主管相匹配），將鋼管（花管）的一端插入上隅角， 為保證花管吸入口能處于上隅角的上部（上部瓦斯濃度較高） 可將抽放花管用編織袋墊到一定高度，或者用同徑的埋線軟管 代替花管，但端頭處需用鋼砂包裹住，防止落煤將軟管進口堵 塞，影響抽放效果。工作面上隅角尾巷留設采用坑木支護，其 深度不得超過切頂線1.5m,必須符合作業規程要求。具體見下 圖抽放上隅角瓦斯管路安裝位置放大示意圖，后附12150綜采 工作面臨時瓦斯抽放泵站設置位置及管路安裝位置示意圖。隨

5、著工作面的推進，逐節回收主抽放管路，移動花管或軟 管的連接，直至回采結束。抽放花管伸入上隅角的長度及位置 應根據實際抽放效果不斷調整，得到合理的參數。為確保抽放 點的合適位置，在主抽放管路末端可設置一個分流器，分支出 幾個支管，插入隅角的不同位置進行抽放。4、抽放參數的確定4、2抽放濃度根據礦井瓦斯等級鑒定，我礦為瓦斯礦井，采面上隅角插 管抽放時不會超過596。4、2抽放時間因為是實驗性抽放，所以預抽時間還不能確定。但在實施 抽放過程中一定要加強觀測，認真收集資料，以總結出科學的 預抽時間。但總的目標是在通風正常的條件下進行。4、3抽放負壓按我礦的瓦斯抽放經驗，采煤工作面預抽的孔口負壓和本 煤

6、層抽放的孔口負壓應大于10kPa,采空區回風隅角抽放管口 負壓為5kPa左右。4、4瓦斯涌出量計算設計根據礦井相對瓦斯涌出量和平均絕對瓦斯涌出量，預計瓦 斯抽放絕對量每分鐘23立方，即能滿足要求。5、抽放系統及設備選型5、1抽放管路系統布置主要考慮運輸、安裝、維修、抽放、排放、供電供水方 便，將抽放管路設計鋪設在12150綜采工作面上副巷內的巷道 上幫，抽放管路為MPE100聚乙烯管材，直徑為250mm,壁厚 14.8mm,連接采用礦用抽放瓦斯聚乙烯法蘭。泵站設置在 12150上副巷外側與12采區皮帶下山聯絡巷處，即無極繩絞車 后部新鮮風流中，將抽放泵站設置在該位置其抽放管路排出的 瓦斯能夠經

7、12150工作面回風繞道排放到12采區回風下山，因 此該位置符合規程和相關要求。12150采煤工作面抽放路線（進氣段）為：工作面上隅角 ->12150上副巷->12150上副巷抽放泵站12150采煤工作面抽放路線（出氣段）為：泵房12150 回風繞道一*12采區回風下山一>12采區回風大巷總回風上山f 風井一> 地面。5、2瓦斯抽放管路的聯接與敷設1) 管路敷設由于12150綜采工作面上副巷巷道高低不平，坡度大小不 一，巷道受壓變形，空氣濕潤易銹蝕等，為此對煤礦井下抽放 瓦斯管路的敷設有如下要求：(1) 傾斜巷道的瓦斯管路，應用卡箍將管道固定在巷道支 護上，以免下滑；(

8、2) 管路敷設要求盡量平直，避免出現急彎；(3) 管路敷設時，要考慮流水坡度，要求坡度盡量一致， 避免高低起伏，u型鋼巷道一般掛在巷道卡纜上下的位置；(4) 新敷設的管路要進行氣密性檢驗；2) 管路安裝瓦斯抽放管路采用吊掛敷設；(1) 抽放管路的附屬裝置為了便于管路系統負壓的調節，掌握抽放地點瓦斯抽出 量、瓦斯濃度的變化情況以及保證管網的正常抽放，設計時在 抽放管上分別安設閥門、流量計、放水器。1、瓦斯抽放管路安設閥門，其主要目的是用來調節和控制 抽放點的抽放量、抽放濃度、抽放負壓等。2、在該抽放管路系統最低點安設放水器，及時排放抽放管 路中的水，提高抽放系統效率。在排氣端低洼處還應設正壓放

9、水器。放水器有自動放水器和人工放水器兩種，我礦采用人工放水器，放水器結構見下圖。3) 泵的排氣端設置排空管，用來排放抽出的瓦斯。泵的進 氣端設置入空管，用來設備檢修時排出泵體內的瓦斯。安設 入、排空管應注意以下幾點：(1) 排空管直徑不得小于瓦斯泵出、入口的主管直徑；(2) 為防止淋水或其他雜物進入排空管，其上端孔口應設 防護罩；(3) 排空管周圍不允許有易燃物；(4) 排空管的高度需超過泵體；(5) 計量裝置及抽放參數檢測；(6) 移動泵站抽出的瓦斯排至12回風下山時，在抽放管 路出口處必須采取安全措施包括設置柵欄、懸掛警戒牌。柵 欄設置在上風側不小于5m,下風側不小于30m,兩柵欄間距 不小于35m。移動抽放泵站排到巷道內的瓦斯，其濃度必須在 30m以內被混合到煤礦安全規程允許的限度以內。柵欄處 必須設警戒牌和瓦斯監測裝置，巷道內瓦斯濃度超限報警時， 應斷電、停止瓦斯抽放、進行處理。監測傳感器的位置設在柵 欄外lm以內。兩柵欄間禁止人員通行和任何作業。在井下抽放泵站內的主管路上安設一個孔板流量計，計量 瓦斯抽放量。5、3瓦斯泵選擇因利用我礦現有水環式移動抽放泵，抽放泵的選型及瓦斯泵壓力不再重新計算，傳動方式為皮帶傳動，防爆電動機采用YBK2315S-4型，額定轉速1485rpmo具體參數如下時間：2021