瓦斯抽放设计说明书
一、编制说明及采面概况
(2-3)13130工作面位于东三采区进风行人下山东翼,工作面北部、南部均为未采动的（2-3）煤实体，该面为（2-3）煤上分层，黑色，煤岩成份以亮煤为主，沥青光泽，条带状构造，内生裂隙发育，裂隙被方解石脉充填，含夹矸两层，夹矸为灰黑色泥岩及灰白色砂岩，累计厚0.8m，煤层有益厚度4.8m，（2-1）煤与（2-3）煤在工作面中部已合并，东西部未合并，煤层倾角8—15度。该面走向长1020米，倾斜长125米。该面地质构造简单，掘进过程中没有揭露断层，由于巷道沿底掘进，且煤体较破碎，巷道压力显现明显。该面水文地质条件简单，煤层顶板灰黑色泥岩为隔水层。该面生产期间绝对瓦斯涌出量为7m3/min左右，根据《煤矿安全规程》第一百四十五条规定，必须实行瓦斯抽放，特制定本设计，望认真贯彻执行。
二、采煤方法
该面采用走向长壁采煤法回采，综合机械化放顶煤一次采全高，全部跨落法管理顶板。
三、通风状况
该面采用U型通风方式，上行通风，工作面设计风量650m3//min。
四、瓦斯地质
该面在上、下巷掘进期间瓦斯涌出量较大，在正常回采时期绝对瓦斯涌出量在7m3/min左右，煤尘具有爆炸危险性，煤层自燃发火期为1个月。总之，瓦斯是影响该面安全生产的主要因素，仅用通风方式无法有效解决瓦斯问题。由于该面瓦斯主要来源是本煤层瓦斯释放，根据以往工作面瓦斯治理成功经验，将对该面采用上隅角瓦斯抽放为主，风排瓦斯为辅的综合治理方法。
五、瓦斯抽放设计
（一）瓦斯抽放的必要性
1、首先计算（2-3）13130工作面可以供给的最大风量
Qm=SV·60
式中：Q—工作面可以供给的最大风量 m3/min
S—有效通风断面取S=6.0m2
V—《规程》气体最高风速4m/S
则：Qm=6×4×600=1440m3/min
2、计算通风可以稀释排走的瓦斯量
q=C·Qm/100K
式中：q—风排瓦斯量 m3/min
C—回风流中瓦斯浓度，％，为了确保该面安全回 采，C取0.5。
K—瓦斯涌出不均衡系数，取1.45
则：q=0.5×1440/100×1.45=4.96m3/min
3、从前面瓦斯涌出预测可以看出，(2-3)13130工作面回采时瓦斯绝对涌出量为7m3/min左右，而在极限风速情况下，风排瓦斯量为4.96m3/min时，而剩余的2.04m3/min瓦斯无法排出。根据《规程》规定“一个采煤工作面的瓦斯涌出量”大于5m3/min或一个掘进工作面涌出量大于3m3/min,采用通风方法不合理时，应采用抽放瓦斯措施。因此对(2-3)13130工作面采取瓦斯抽放措施是必要的。
（二）抽放方法的选择
根据前面瓦斯涌出来源分析，该面瓦斯涌出主要来源为本煤层的瓦斯涌出，工作面回采时放顶煤后，煤层内赋存的瓦斯会大部分涌入到工作面采空区内，上隅角会成为瓦斯向采面涌出的主要通道,所以在上隅角采用预埋抽放管路抽取这部分的瓦斯，防止瓦斯向工作面及回风流大量涌出。
（三）瓦斯抽放效果预计
(2-3)13130工作面在回采过程中，如果单纯靠通风的方法排除瓦斯，则工作面上巷回风流中的瓦斯浓度常处于1%左右，上隅角瓦斯浓度将在3～5％，工作面难以正常安全回采。采用瓦斯抽放后，有30％以上的瓦斯通过抽放管路直接排至采区主要回风流中，使工作面回风流中的瓦斯浓度保持在0.5％以下，能够完全保证工作面的安全回采。
（四）抽放率计算
d=
式中：d——工作面抽放率
Qy—— 抽放期间工作面涌出瓦斯量
Qy=Q×C=650×0.5%=3.25m3/min
Qc——工作面抽放瓦斯量，即Qc=7-Qy=3.75m3/min
则d=53.6%
（五）瓦斯抽放工艺参数
1、抽放管径的确定
根据前面资料表明，(2-3)13130工作面抽出纯瓦斯量为3.75m3/min，抽放瓦斯浓度预计为20％左右，则瓦斯抽放管中混合量为18.75m3/min，而抽放瓦斯管径计算公式为：
D=0.1457 /V
式中：D—管道的内径，m；
Q—管内气体流量，m3/min；
V—管内气体流速，m/s，一般为5～15m/s，取10m/s
则通过计算，D=0.1996m，取D=0.20m，即选用Φ200mm聚乙烯管做为抽放管路。
2、抽放管路的铺设
(2-3)13130工作面利用移动式瓦斯抽放泵站进行瓦斯抽放，移动泵站设置在东三采区（2-1）煤轨道中部车场内，采用埋管抽放的方法。抽放管路铺设见附图一、附图二。
在工作面上隅角空间（端头支架和上巷上帮之间）随着工作面的推进及时架设木棚支护，并在木棚的空间外侧平行支架立柱堆积纺织袋，内装锯末。抽放管吸气端设在木棚空间内，排气端设在（2-1）煤轨道上山车场以上至少10m处。
3、瓦斯泵流量计算公式
Q=（100∑Q纯/X·η）×K1
式中：Q—瓦斯泵的额定流量 m3/min
∑Q纯—抽放期间抽出的最大纯瓦斯量之和 m3/min
X—瓦斯泵入口处的瓦斯浓度 ％，取20
η—瓦斯泵机械效率，取0.8
K1—瓦斯抽放的综合系数，取1.2
则：Q=28.1m3/min
4、管路阻力计算，一般包括摩擦阻力和局部阻力，摩擦阻力采用公式：
hf=9.8dcLQc2/KD5
式中：hf—管道的摩擦阻力，Pa
L—管道长度 m
D—管径，cm
Qc—管内混合气体的流量m3/h(Qc=3.75×60m3/=225m3h)
K—系数
dc—混合气体对空气的密度
dc=1-0.00446C
C—混合气体中沼气浓度，取C=20
则：
① 管路阻力 hf
L=1400m K=0.072 D=20cm
则hf=2.75 KPa
②管道局部阻力hf1
按经验值，取沿段管道总摩擦阻力的15%作为局部阻力hr
则hr=hf×15%=0.41Kpa
③则管道总阻力
hc=hf+hr=2.75+0.41=3.16Kpa
六、泵站供电、供水的确定
1、供电以东三区2#变电所供给电源，采用双回路供电，泵站设两套电源开关，分别控制两台泵站上的75KW电机，供水从东三进风石门水管上接入泵站，排出的水经水沟排到东三进风石门排水沟内。
2、瓦斯泵选型
根据瓦斯泵的流量等参数,选用武汉产的2BE12513-0型水环式真空泵（2台）（流量40m3/min），即可满足设计要求。
3、抽放瓦斯参数的选择及监测
抽放管路瓦斯流量、压力由安装在管路上的流量计、压力表读出，瓦斯流量采用孔板流量计，压差采用U型管压差计测量，混合气体用100％光学瓦斯检测仪从孔板流量计的孔口测量。
七、瓦斯抽放管路的附属装置
1、附助管：瓦斯抽放管路在上隅角附近设一三通，引出一趟φ75mm弹簧管，对易造成瓦斯积聚的部位进行抽放。
2、放水器：抽放管在出气端及吸气端管路的最低处分别设置放水器，及时对管内积水进行排放，另外对巷道低洼处也可设放水器。
3、计量装置：在抽放泵进气端并联接一趟管路加设阀门，并装设一个Φ200mm孔板流量计，以便进行定量确定抽放效果。
4、在抽放泵出气端装设防回火、防回气和防爆炸使用的安全装置。
5、过渡节：在上隅角弹簧管和主管路间设φ5寸钢管作为过渡节，并在钢管内设置过滤网，防止杂物吸入。
八、安全措施
1、瓦斯管路在运输巷道内，应架设一定的高度并固定在巷道壁上，避免被车辆撞坏漏气。
2、瓦斯管路不得与带电物体接触，在工作面巷道中应与电缆分开铺设，若分开有困难，二者间距不得小于300mm，且瓦斯管路必须在上方。
3、施工单位在运输时，应注意保护瓦斯抽放管路，严禁人员随意破坏或车辆撞坏，一旦损坏应立即通知通风区，并向矿调度室汇报，由相关单位及时派人采取措施处理。
4、瓦斯管路吊挂牢固、整齐，并要对瓦斯管路加强日常检查、维修和更换。
5、工作面瓦斯抽放过程中，上隅角编织袋墙要打严密，防止大量气体溢出。
6、抽出的瓦斯排入回风巷时，在管路出口上风侧5m以外，下风侧30m以外处必须设置隔离栅栏，悬挂警标，禁止人员入内，两栅栏间禁止任何作业。
7、在瓦斯抽放站内安装一瓦斯监测探头，报警浓度为0.5%。
8、在排瓦斯管路出口下风侧栅栏外设置一瓦斯监测探头，报警断电点均为1％，复电浓度为小于1%，当瓦斯超限时，能自动切断抽放瓦斯泵电源，停止瓦斯抽放工作。
9、安设瓦斯抽放监测装置一套，对抽放管路内的瓦斯浓度，流量等参数进行监测监控。
10、每班加强瓦斯抽放管路中CO浓度及温度检查，发现有自然发火征兆时，立即向通风调度汇报，并停止抽放。
11、要经常检查抽放管路系统中的防回火、防回气、防爆炸等安全措施，使其保持良好状态。
12、对测量气体浓度、温度的测定孔，平常不用时要用塞子堵严，防止漏气。
13、瓦斯泵房内的电气设备和照明都要采用防爆型。
14、在瓦斯泵房外制作一个容积为3m3的铁水箱，并利用潜水泵向箱体内供水，平时要保持箱体内有足够的容水量，一旦大巷内无水，可做为抽放泵的备用水源使用。
15、抽放硐房内要有专人值班，每小时检查记录一次有关参数，如瓦斯浓度、CO浓度及抽放负压等。
16、在抽放过程中，随着工作面的推进，要及时移动上隅角抽放管路，确保抽气端弹簧管不打死弯和埋管深度符合要求。
17、要加强对上隅角周围巷道的支护工作，防止巷道落碴砸坏抽放管路，影响抽放工作。
18、抽放硐室内应配备一部直通矿调度室的专用电话和做记录用的桌椅。
19、硐室内的消防器材应不低于《规程》的规定值。
20、硐室值班人员要加强责任心，密切关注泵的运转情况，发现问题及时汇报处理，并现场交接班。
义 煤 集 团 公 司 耿 村 煤 矿
瓦 斯 抽 放 设 计 说 明 书
施工地点：(2-3)13130综放面
编制单位：通风区
编制日期：2004.5.21
