采空区埋管抽放方案设计.docVIP

采空区埋管抽放设计 秦源煤矿瓦斯治项目理课题组 2010年1月10日 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc251315795 1 概述 PAGEREF _Toc251315795 \h 3 HYPERLINK \l _Toc251315796 2 采空区瓦斯抽采概况 PAGEREF _Toc251315796 \h 3 HYPERLINK \l _Toc251315797 3 采空区埋管抽放瓦斯技术原理 PAGEREF _Toc251315797 \h 5 HYPERLINK \l _Toc251315798 4 瓦斯抽采技术方案 PAGEREF _Toc251315798 \h 5 HYPERLINK \l _Toc251315799 5 瓦斯抽采工艺参数 PAGEREF _Toc251315799 \h 7 HYPERLINK \l _Toc251315800 6 瓦斯抽放站布置 PAGEREF _Toc251315800 \h 9 HYPERLINK \l _Toc251315801 6.1瓦斯抽放站设置规定 PAGEREF _Toc251315801 \h 9 HYPERLINK \l _Toc251315802 6.2 瓦斯抽放站布置 PAGEREF _Toc251315802 \h 10 HYPERLINK \l _Toc251315803 7 工作面防火设计 PAGEREF _Toc251315803 \h 11 HYPERLINK \l _Toc251315804 7.1 采空区防灭火设计 PAGEREF _Toc251315804 \h 11 HYPERLINK \l _Toc251315805 7.2 管理制度 PAGEREF _Toc251315805 \h 13 HYPERLINK \l _Toc251315806 8 工作面监控设计 PAGEREF _Toc251315806 \h 13 1 概述 采空区的瓦斯涌出是回采工作面瓦斯来源的重要组成部分，一般它占总涌出量的20～80%，控制和管理好这部分瓦斯涌出，对保证工作面的安全生产具有重要意义。图1为采用后退式U型通风方式工作面采空区流场和瓦斯浓度分布的一组模拟试验结果，从图中可以看出，由于沿工作面进入采空区的风流携带采空区的瓦斯大部分从上隅角附近返回工作面，致使上隅角附近的瓦斯浓度较高。当回风巷风流中的瓦斯浓度达到0.5～0.6%时，在工作面的上隅角就可能出现瓦斯浓度超限现象（瓦斯浓度大于1.0%）；若风巷回风流中的瓦斯浓度进一步升高，在工作面上隅角的瓦斯超限值也进一步增多，同时超限区域也将扩大。这样，工作面上隅角就成为重大瓦斯灾害隐患和瓦斯事故的高发区域，它严重威胁着整个工作面甚至采空区的安全、限制了回采工作面的产量、机电装备能力的发挥和经济效益的改善。近年来，由此引发的恶性瓦斯爆炸事故增多，教训极为深刻，引起人们对采空区瓦斯治理的高度重视，并被列为急待解决的煤矿安全问题之一。 图1 U型通风方式采空区风流及瓦斯浓度分布 (a)—流场分布；(b)—瓦斯浓度分布 2 采空区瓦斯抽采概况 采空区的瓦斯来源主要有：在采空区遗留未回收的煤体所含的瓦斯和上、下邻近煤（岩）层、围岩受采动影响涌出的卸压瓦斯。卸压瓦斯在采空区的分布主要受两类因素影响：①地质与采动因素，由于各含瓦斯煤（岩）层的瓦斯含量不同，它们距开采层距离以及层间岩性和结构等也不同，它们所受采动影响（变形、破坏、卸压）的剧烈程度和滞后时间就不同，卸压瓦斯涌入采空区时落后于工作面的距离、时间、涌出强度大小和变化规律也不同；②通风与阻力因素，采空区内风流分布除与工作面的风压、风量以及工作面与采空区联通程度有关外，还与采空区空间位置上的顶板岩石的冒落情况、空洞的压实程度等密切相关。因此，必须掌握采空区瓦斯浓度的分布和变化规律，才能对采空区的瓦斯涌出实施有效的控制与处理。采空区又是遗煤可能产生自然发火的区域，秦源煤矿煤层有自然发火危险，控制最优抽采量和最佳抽采管口的位置，既有利于解决瓦斯问题，又能防止自然发火。 目前抽采采空区瓦斯的方法较多，按回风巷的数量可分为两类，共七种方法： (1) 留有煤柱的双回风巷工作面 ①利用尾巷或底板岩巷作为钻场，直接向采空区冒落拱打钻孔，抽采采空区瓦斯； ②利用尾巷和回风巷之间联络巷的密闭墙，插管进行瓦斯抽采。 (2) 只有单一回风巷的工作面 ①利用地面垂直钻孔抽采采空区瓦斯； ②利用专门的顶板巷道抽采采空区瓦斯； ③利用顶板水平长钻孔抽采采空区瓦斯； ④利用回风巷顶板侧的钻场，打伸向采空区的迎面钻孔抽采采空区瓦斯； ⑤沿风巷在采空区内埋管抽采采空区瓦斯。 以上七种方法各