煤矿瓦斯抽采系统优化设计

摘要：本文介绍了我矿抽采系统的现状，分析出目前抽采系统存在的诸多问题。通过对抽采系统优化设计，实行高、低浓度瓦斯分开抽采，根据瓦斯来源实现分源抽采。不但可以利用矿井瓦斯,而且可以更加有效的治理矿井瓦斯。

关键词：煤矿 抽采系统 优化设计

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、抽采系统现状：

矿井现有四套大流量固定式抽放系统，额定抽放能力1650 m3/min；第五套抽放系统安装完毕投入使用后，矿井抽放系统总额定抽放能力达到2230m3/min。

下石节煤矿自1997年11月建成第一套瓦斯抽放系统，抽放泵站设在二广场，安设了二台SK－85型（现已更换安装为2BEC42）水环式真空泵，安设抽放管路3759米，抽放主管路（φ426mm，2159m）从二广场泵站经风井到暗风井，支管路（φ325mm，1600m）从暗风井铺设至抽放地点； 2004年又建成第二套瓦斯抽放系统，抽放泵站设在二广场，安设了二台2BEC62型水环式真空泵，安设主管路（φ500mm玻璃钢管，2599m），支管路（φ325mm钢管，1430m）；2006年又建成第三套瓦斯抽放系统，抽放泵站设在二广场，安设了二台2BEC72型水环式真空泵，安设主管路（φ610mm管路，2772m），支管路（φ325mm管路，1394m）；2008年12月安装了第四套抽放系统，安装二台2BEC72型水环式真空泵，安设主管路（φ630mm管路，2599m），支管路（φ325mm管路，1394m）。

抽采系统技术参数表

1．抽采方式

瓦斯抽放主要采用边掘边抽、采前预抽、采后卸压及高抽巷抽放等方法综合进行瓦斯抽放。

2. 回采工作面抽放方式：采前预抽、采后卸压和高抽巷抽放。

2.1采前预抽抽放工艺：

①、在距回采工作面(现采面为219工作面)切眼100m向外，运、回顺（内错50米）每100m施工一钻场，钻场规格：6×4×3（长×宽×高），钻场内施工钻孔10--14个扇形孔,孔长120m―140m左右，孔径φ153mm，终孔距煤层顶板2-5m。利用的系统:运顺2BEC-42,回顺2BEC-72。

②、在距工作面(现采面为219工作面)切眼50m向外每5m施工一平行钻孔，孔长120m―130m左右，孔径φ153mm，终孔距煤层顶板1--4m左右。利用的系统:运顺2BEC-42,回顺2BEC-72。

2.2高抽巷抽放工艺： 回采工作面高抽巷采用分段成巷，高抽巷布置在距煤层顶板15m-25m左右。高抽巷内错回风顺槽15米，煤厚5-12米时，布置在煤层顶板15米左右，煤厚12-32米时 布置在距煤层顶板25米左右。抽放时在高抽巷口压埋两趟φ325mm抽放管路，利用的系统：两套2BEC-72型抽放泵进行抽放。

3.掘进工作面抽放方式：边掘边抽。

沿掘进巷道（现掘进头为2301工作面回顺、运顺）两帮每100米布置一个钻场，两钻场内错50米，钻场沿掘进方向布置5个掘前预抽孔，钻孔分为上下层，钻孔长度90米，径φ153mm，终孔距煤层顶板1--3m，并连接进行掘前抽放，前探钻孔始终超前掘进工作面40―50米，目前便掘边抽工作未做。运顺每隔5米施工一平行钻孔120-130米工作正在进行，封孔合茬后利用的系统：2BEC-62型泵预抽。

4.采空区抽采：212、213、216、207、218工作面采空区利用2BEC-42泵系统通过闸阀控制选择性抽采。

5.抽采系统现状

1.主干管路:

①目前2301运顺预抽顺层钻孔瓦斯，使用2 BEC-62型泵，Ø500mm干管已经到2#回风井的位置；

②2 BEC-72-1#泵、2 BEC-72-2#泵均在219工作面高抽巷抽采，Ø630mm、Ø610mm主干管路已铺至219工作面回顺联巷口；

③2BEC-42型泵抽采219工作面运顺钻场和顺层钻孔，Ø426mm干管已铺至2#回风井的位置。

二、现有抽采系统存在问题：

1、部分预抽钻孔与高抽巷或与采空区卸压抽采使用同一套系统；如219回顺与219高抽巷使用同一套72泵系统，219回顺顺层钻孔的抽采负压为13KPa；219运顺预抽钻孔与212、213、216、207、218等工作面采空区利用2BEC-42泵通过闸阀控制选择性抽采；难以保证预抽钻孔的抽采负压。

2、高、低浓瓦斯未分源抽采，不利于瓦斯利用；

3、所有抽采地点均没有实现分源计量，无法评估抽采效果；

4、预抽钻孔缺少控制阀门，不便于对抽采系统的调节。

三、抽采方案优化

1. 方案优化的原则和思路

1.1实行分源抽采的原则：由于矿井利用瓦斯,方案优化时实行高、低浓度瓦斯分开抽采，根据瓦斯来源实现分源抽采。

1.2瓦斯分源:已封闭的采空区瓦斯;准备工作面钻孔预抽瓦斯;高抽巷抽采瓦斯；尾抽瓦斯（灌浆巷横川埋管和分组钻孔抽采瓦斯）以及工作面前方钻孔边采边抽瓦斯；其他高浓度瓦斯抽采。

1.3抽采泵分配：采空区高浓度低流量抽采，选用2BEC-42型泵

高负压、低流量选用2BEC-62型泵，低负压、高流量选用2 BEC-72型泵，采空区卸压抽采及利用选用2BEC-42型泵。

根据矿井现状具体瓦斯抽采泵分配如下：

219运、回顺预抽钻孔、2301运、回顺预抽钻孔及下向穿层钻孔采用2BEC-62型泵系统；

219高抽巷、219灌浆巷尾抽及该工作面其他卸压抽采采用2套2 BEC-72-型泵系统；

212、213、216、207、218等工作面采空区采用2BEC-42型泵系统。

采场及抽采地点变化后，需根据实际情况进行系统调整。

1.4 计量装置的安装

按分源计量的原则，需在以下地点安装人工和自动计量装置：

219回顺、219运顺、219高抽巷（2套）、219灌浆巷、2301回顺、2301运顺及其他抽采地点；2301穿层钻场需单独安装计量装置；所安装的计量装置必须与抽采管路的管径相配套，根据目前各地点的抽采管径，安装孔板的规格见下表。

参考文献

徐永圻等，《煤矿开采学》，中国矿业大学出版社，1999；

陈炎光等，《中国采煤方法》，中国矿业大学出版社，1991；

张国枢等，《通风安全学》，中国矿业大学出版社，2000；

王家廉等，《煤矿地下开采方法》，煤炭工业出版社，1985