甘肃煤炭工程学校矿井安全技术教案：第一章 矿井瓦斯防治技术09.doc

2、邻近层瓦斯抽放率 分析：煤层群开采条件下，受采动影响，邻近层卸压，煤层透气性大大增加，邻近层瓦斯通过层间裂隙，进入开采煤层采空区。 邻近层瓦斯涌出量∝1/层间距。 当进行邻近层抽放时。 ∵ 抽放系统压差＞邻近层与采空区之间的压差 ∴ 大部分瓦斯被抽放，少量进入采空区 主要结论： （1）邻近层抽放总可以抽出瓦斯，适用于各种条件； （2）钻孔流量决定于采动影响程度（层间距）和瓦斯含量。 （3）抽放率的高低，决定于层间距及各种抽放参数的选择。 （4）邻近层距开采层愈远，抽放率愈大，抽出的瓦斯浓度愈，可抽时间愈长。 3、钻孔法邻近层抽放的主要参数 （1）确定可抽放的邻近层 上邻近层冒落带内煤层不可抽放（8 ~ 10m）。 冒落带高度：缓倾斜煤层 hm=k.M 式中 M----开采煤层厚度，m； k----冒落倍数,硬岩4~5，中硬3~4，软岩 1~2 煤层 上邻近层/m 下邻近层/m 缓倾斜煤层 120 80 急倾斜煤层 60 30 （2）钻场位置 原则：孔短，抽放瓦斯量多。 ·位于工作面进回风巷。 风巷优点：孔短，易打入卸压带，抽放量大。可预防工作面上隅角瓦斯。 缺点：打钻时，供电、供水、通风困难。 位于层间巷道 3）钻孔参数 I）钻孔间距 现场试验确定。 始抽距离：----开采层工作面，在邻近层的投影线接近钻孔或超过钻孔一定距离（ld）时钻孔流量时显增加，即可开始抽放，这一距离称为始抽距离。 停抽距离： ----随着工作面不断向前推进，邻近层瓦斯含量降低，煤层透气性恢复，流量明显下降，可以停止抽放，此距离即为停抽距离（ls） Ⅱ）终孔层位 决定于上、下邻近层层数及层间距。 单一邻近层，终孔于该层顶（底）板1 ~2 m。 多邻近层，层间距小于30m内的邻近层，且各层间距不大于10m时；或层间距大于30m内的邻近层，且各层间距不大于15m时，可用一孔穿透全层。 若有远有近，则分别打钻抽放。 Ⅲ) 钻孔角度 原则：进入采动影响区，不穿过冒落带。 Ⅳ）孔径 影响不大，75~100mm Ⅴ）抽放时间 式中 L----孔间距 , m V----工作面推进速度，m/d。 Ⅵ）抽放负压 6.7 ~ 13.3 kPa （三）采空区抽放 目的： （1）减少瓦斯涌出，防止工作面回风及上隅角集聚； （2）抽出瓦斯进行利用。 1、向工作面冒落拱顶部打钻抽放 2、从开采煤层顶板专用巷道打钻 3、回风巷密闭墙插管抽放 4、老空区抽放 特点：瓦斯压力小，瓦斯量有限，瓦斯浓度不高，易漏气。 要求：低负压、小流量、勤检查。 三、抽放设备 包括：钻机、封孔装置、管路、瓦斯泵、流量计以及安全装置等。 抽放管路 一般用钢管或铸铁管。管道直径是决定抽放投资和抽放效果的重要因素之一 选择瓦斯管直径 管道直径D（m）应根据预计的抽出量，用下式计算： D =[(4Qc)/(60πv)]1/2 (9-7-1) 式中; Qc --- 管内气体流量，m3/min; v ---- 管内气体流速，m/s; 管内瓦斯流速 V:5m/sV20m/s，一般取V=10～15m/s。这样才能使选择的管径有足够的通过能力和较低的阻力。 大多数矿井抽放瓦斯的管道内径为： 采区的100mm～150mm， 大巷的150mm～300mm， 井筒和地面的200mm～400mm。 瓦斯管路计算 管道铺设路线选定后，进行管道总阻力的计算，用来选择瓦斯泵。管道阻力计算方法和通风设计时计算矿井总阻力一样，即选择阻力最大的一路管道，分别计算各段的摩擦阻力和局部阻力，累加起来即为整个系统的总阻力。 摩擦阻力hf (Pa)可用下式计算: hf=(1-0.00446C)LQc2/kD5 式中 L---管道的长度， m; D---管径 cm; k---系数 见表(9-7-3) Qc--管内混合气体的流量), m3/h；C---混合气体中的瓦斯浓度。 表 9-7-3 不同管径的系数值 管径/cm 3.2 4.0 5.0 7.0 8.0 10.0 12.5 15.0 15.0 K 0.05 0.051 0.053 0.056 0.058 0.063 0.068 0.071 0.072 局部阻力一般不进行个别计算，而是以管道总摩擦阻力的10％～20％作为局部阻力。 管道的总阻力hR-为: (二)瓦斯泵 常用的瓦斯泵有，水环式真空泵、离心式鼓风机和回转式鼓风机。 水环式真空泵的特点是真空度高、负压大、流量小、安全性好(工作室内充满介质，不会发生瓦斯爆炸)。适用于抽出量不大，要求抽放负压高矿井。 离心式鼓风机适用于瓦斯抽出量大（20～1200m3/min），管道阻力不高（4～5kPa）的抽放情况下。 回转式鼓风机的特点是，管道阻力变化时，风机的流量几乎不变，所以供气均匀，效率高。缺点是噪音大，检修复杂。 1、瓦斯