碾焉矿井下移动抽采系统研究

碾焉矿井下移动抽采系统研究碾焉矿井下移动抽采系统研究摘要中国是全球煤炭产量最大的国家之一，不过受制于排放量大且难以抽采的瓦斯，煤矿安全事故率一向居高不下，必须时刻保持高度关注。在生产期间，一些国内煤矿普遍面临着复杂多样的安全风险，诸如煤层自然、瓦斯爆炸等等，只要任何瓦斯抽采环节出现异常情况，就会进一步加剧煤矿井下的安全风险，因此出于保障煤矿安全生产的目的，煤矿企业有必要开发及应用一套更为可靠的瓦斯抽采系统。Keys：煤矿，安全隐患，井下移动式瓦斯抽采技术1矿井瓦斯涌出量预测1.1瓦斯涌出量预测1.1.1影响矿井瓦斯涌出量的主要因素（...

碾焉矿井下移动抽采系统研究摘要中国是全球煤炭产量最大的国家之一，不过受制于排放量大且难以抽采的瓦斯，煤矿安全事故率一向居高不下，必须时刻保持高度关注。在生产期间，一些国内煤矿普遍面临着复杂多样的安全风险，诸如煤层自然、瓦斯爆炸等等，只要任何瓦斯抽采环节出现异常情况，就会进一步加剧煤矿井下的安全风险，因此出于保障煤矿安全生产的目的，煤矿企业有必要开发及应用一套更为可靠的瓦斯抽采系统。Keys：煤矿，安全隐患，井下移动式瓦斯抽采技术1矿井瓦斯涌出量预测1.1瓦斯涌出量预测1.1.1影响矿井瓦斯涌出量的主要因素（1）煤层因素。其他煤层的瓦斯可能会涌入开采层中，导致瓦斯涌出量增多，例如可采的煤层、不可采的煤层、围岩，它们的瓦斯含量与矿井的瓦斯涌出量呈正比例关系，随着自然因素中的瓦斯含量的增加本矿井的瓦斯涌出量也会增加。现阶段大部分矿井将煤层、围岩的瓦斯含量作为瓦斯涌出量的主要预测依据。（2）技术因素。包括本矿井能够开采的最大深度，具体应该在哪些部位进行开拓开采作业以及本矿井在现有设备下能够产出多少原煤。不断增加的开采深度，在不同地点进行开采作业甚至不同开采设备的开采能力的差异，都会对瓦斯涌出量造成不同程度的影响。（3）开采因素。在开采首采煤层时，首采层的上下临近层中的部分瓦斯会随着首采层的瓦斯一同涌出，导致首采煤层的瓦斯涌出量超高。由此侧面证明丢煤中所含的大多数瓦斯最终会涌入巷道，所以回采率与瓦斯涌出量呈反比关系。1.1.2瓦斯涌出量预测方法分源预测法预测采区和瓦斯涌出量可以使用分源预测法，由于煤层和矿井的瓦斯量存在着的特殊关系，通过对瓦斯的涌出来源和当前开采水平的结合，可以计算出工作面瓦斯的涌出量，就可以完成对其的预测。1.1.3预测条件（1）一采区4号煤层，煤层平均厚度是1.71m，一采区的年产量为0.6Mt/a。（2）回采工作面长度为150m，回采率为95%。（3）瓦斯含量：根据开拓布置图及瓦斯等值线图，一采区回采工作面瓦斯含量取2.1m3/t。残存量取1.37m3/t。2瓦斯抽采量计算2.1瓦斯抽采方法的选择依据确定瓦斯抽采的方法，除了要考虑开采设备、开采顺序、管道安装位置，还要考虑开采的地质条件、煤的含量情况和瓦斯的来源等因素。因此，综合以上情况：（1）煤层的含煤量多少、井下抽采管路如何敷设、矿山开采的难易程度和施工程序及设备情况是选择瓦斯抽采方法应最先考虑的问题；（2）应进行多方面排查检测，将邻近层或其它层的瓦斯涌出考虑在内，可以给选择采取方法提供更准确的基础资料，可以大大的提高瓦斯抽采效率；（3）减少井下管路安装的工程量，合理利用开采巷道，增加二者的通用率，可以使井巷工程量减小，同时做好巷道的布置和维修工作，使投资金额减小，从而达到降低成本和提升瓦斯抽采效率的效果；（4）应选择作业程序简单、抽采管道架设方便以及能延长系统使用寿命的抽采方法，使其利用率达到最高。2.2瓦斯抽采方法的确定综上所述碾焉煤矿适合选择综合抽放瓦斯法，此方法是把瓦斯抽放量及抽放率达到最高的方法。该方法是将多种操作如开采前的检测、对抽采后的空间进行卸压、工作面回采等操作结合使用的一种抽采方法，其最突出的特点是能够节约时间和经济成本。在适宜情况下，应对被保护层卸压用来减少邻近煤层的卸压瓦斯涌出量，可以有效降低保护层的瓦斯突出危险性，确保了系统的安全性。另外此方法是将多种抽放方法相结合并能同时使其进行作业的高效抽采方法。通过这种方法可以在相同的作业体积下，用最少的时间完成更多的工作任务，最大程度的提高工作效率，可为其他工作的进行抢下丰富的时间资源。2.3采空区抽采瓦斯由于现采空区和工作面共用一个通风系统，因此，在某些情况下现采空区瓦斯通过共用的通风系统涌入工作面，二者经过混合叠加后再通过通风系统的回风井一同排出，当采空区的瓦斯积存过多或者工作面涌出的瓦斯过多时，尤其是二者中的任一部分发生塌陷情况，引起邻近层的瓦斯在短时间内大量涌入开采层，则通风系统会因超出排放流量的上限而导致上隅角的瓦斯超限或在通风系统内积存的瓦斯超限，增大了爆炸事故发生的可能性，严重的威胁了安全生产的进行。为了使上隅角瓦斯能正常抽放和保证回采过程能够安全进行，本次设计采用插管抽采方法完成对现采空区瓦斯的抽采任务。此方法是通过对工作面上隅角采空区进行插管并完成抽采，在采空区内制造一个负压区，这样有助于瓦斯向此区域快速汇集，在此混合后的瓦斯在压强的作用下，通过插入的管路排出，快速解决瓦斯因通风效率低而造成的积聚问题，确保本系统的安全性。3瓦斯抽采管路系统及抽采泵选型本煤矿抽采管路系统的选择应考虑资金投入、施工周期、未来的规划等多方面因素，为了减少系统不必要的浪费，尽量做到抽采管路一次成型，不做二次改动，还要考虑到管道连接的密闭性及其功能性的完整，和保证设备安装、维护的方便性，应遵循以下六点原则：（1）使巷道的曲线段部分尽可能的少，转弯时角度不应过大确保在50°以内，并且在与巷道最短的距离内安装抽采管路。（2）为了不影响其他方面的效率，最好应选择在运输作业较少的位置安装管路，例如回风巷；当必须将其敷设在运输，通行繁忙的巷道时，应将其固定在上方高度不小于于1.9m的巷道壁上，以确保材料输送速度及作业的人员能够顺利通行并且头部不会发生磕碰等情况。抽采管路与巷道壁的距离应大于10cm，用来给抽采管路的附件等物品预留出足够的检修、维护距离。（3）当管道在发生意外故障时，严格控制住管道内的瓦斯流向，要求系统可通过操作使向远离采掘工作面、矿井机房或机电硐室内的方向疏散，以确保作业环境和人员的安全。（4）应按照《工业企业总平面设计规范》的有关规定，严格控制抽采管道井下建（构）筑物及设施的间距。（5）为系统选用合适的管路管径，以此来杜绝因为管路的直径过大或者过小而造成不必要的能量损耗、效率过低等现象发生。（6）在系统中安装能对管路进行调节、控制、测定的防回气装置，严防瓦斯回流造成经济财产损失及人员伤亡的事件发生。4结论该煤矿当下运用的井下移动抽采系统和可采煤层的物理化学特征，比方说煤炭品质、含煤量等等。在科学估算及分析该煤矿相关信息的基础上，将管道线路和瓦斯摩擦带来的阻力直接忽略，从而精确把握关键配件的安全性、实用性等。最后在综合考虑投资金额、施工耗时、相关数据等因素的基础上，明确对瓦斯抽采系统的设计。Reference[1]贾鲁峰.煤矿井下瓦斯抽采监控系统的应用研究[J].矿业装备,2021(05):26～27.[2]蒋磊.王村煤业井下瓦斯抽采及风量调控系统的优化[J].山东煤炭科技,2021,39(08):109～111.[3]王庆.煤矿井下定向钻进技术在瓦斯治理模式中的应用[J].云南化工,2021,48(08):148～149.[4]颜文学,程波.煤矿井下瓦斯抽采钻孔封堵材料及其配套工艺的研究进展[J].煤矿安全,2021,52(08):175～181.[5]谢一德.正利煤业二采区井下移动瓦斯抽采系统设计研究[J].山东煤炭科技,2021,39(07):122～125. -全文完-

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