技改项目风井工程掘进期间瓦斯治理方案.doc
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1、陕西双龙煤业开发有限责任公司技改项目风井工程掘进期间瓦斯治理方案 审批:总工程师: 审核:生产部:机电部:安监部:通风科: 编 制: 编制单位:中煤三建三十六处 编制人员:姬少卿 编制时间:2013-1-231、概况:双龙回风立井位于双龙煤矿现有生产系统北部,回风立井距主斜井约2.35km,井口坐标为X= 3950865.135,Y= 36586546.596,井口标高+1024. 0m,井底标高+822.9m,净直径5.0m,净断面积19.6m2,倾角90,垂深201.1m。回风煤门巷道为半圆拱形,巷道净宽为4.6 m,净高为4.1m,净断面为16.5m2,底板标高+830.5m,巷道长度为
2、149.513m。北回风大巷巷道为半圆拱形,巷道净宽为4.6m,净高为3.9m,净断面为15.6m2,巷道长度为1250m。辅助运输大巷巷道为半圆拱形,巷道净宽为5.4m,净高为4.3m,净断面为20.1m2,巷道长度为1316m。2、瓦斯抽放方案:回风煤门、北回风大巷和辅助运输大巷掘进期间采用ZWY85/110型和ZWY40/75型移动瓦斯抽放泵站进行瓦斯抽放,其中ZWY85/110型泵作为主泵正常运转,ZWY40/75型移动瓦斯抽放泵作为备用泵,当地面永久瓦斯抽放泵建成投入使用后改为永久泵抽放。回风大巷78度钻孔兼作探放水钻孔。2.1泵站安装及管路敷设:2.1.1、瓦斯泵站参数:、ZWY8
3、5/110型移动瓦斯抽放泵参数最大抽气量: 85m3/min极限真空度: -81KPa耗水量: 185L/min电机功率: 110KW工作电压: 660V 重量: 5.9t外形尺寸: 3.8 m1.4 m1.85m、ZWY40/75型移动瓦斯抽放泵参数最大抽气量: 40m3/min极限真空度: -81KPa耗水量: 91L/min电机功率: 75KW工作电压: 380/660V重量: 2.9t外形尺寸: 2.7 m1.32 m1.5m2.1.2、泵站安装:两台移动式瓦斯抽放泵站安装在地面原火药库位置,(待回风立井掘进到位转平后采用综掘机掘进时,将火药库拆除,该处位置距井口和临时建筑位置在50m
4、范围以外,放置泵站的位置比井口位置高出10m)。放置泵站的地点要用混凝土进行硬化,表面要抹平,移动瓦斯抽放泵放置要平稳,不能出现震动位移现象;在移动泵站安装位置附近1m位置处施工一个水池(水池底部为100mm混凝土,四周采用砖砌筑,墙体表面用砂浆抹面,水池净尺寸为:深1.5m、长1.5m、寛1m),作为瓦斯抽放泵的供水池;泵站供水采用潜水泵供水。移动瓦斯抽放泵排气侧管道竖直安装,排气口距泵房高度不得低于3m,泵站周边要用围栏保护。2.1.3、瓦斯抽放泵供电ZWY85/110型移动瓦斯抽放泵电源取自回风立井移动变电站,电缆选用MYP-0.66/1.14-350+116-100M矿用橡套电缆。馈电
5、选KJZ5-400/1140V(660V) 矿用隔爆兼本质安全型真空馈电开关,馈电负荷电缆选用MYP-0.66/1.14-350+116-100M矿用橡套电缆。控制开关选用QJZ-200/1140V(660V)矿用隔爆型真空电磁启动器。ZWY40/75型移动瓦斯抽放泵电源取自回风立井地面变压器,电缆选用MYP-0.66/1.14-350+116-100M矿用橡套电缆。馈电选用KJZ5-400/1140V(660V) 矿用隔爆兼本质安全型真空馈电开关,馈电负荷电缆选用MYP-0.66/1.14-350+116-100M矿用橡套电缆。控制开关选用QJZ-315/660V(380V) 矿用隔爆型真空
6、电磁启动器。控制开关、馈电整定值详见回风立井瓦斯泵站供电系统图。(具体见回风立井瓦斯抽放泵站供电系统图)2.1.4、管道敷设:2.1.4.1管路安装地面及立井段瓦斯抽放管道采用219mmPE绝缘管,井下瓦斯抽放管道采用219mm焊接钢管。地面管道架空敷设至井口,沿回风立井井壁敷设一趟管路至井底,回风煤门管道沿巷道掘进方向右帮顶板吊挂,管道延伸至辅助运输大巷口处留设一个等径三通,北回风大巷掘进工作面管道沿掘进方向左帮顶板敷设,辅助运输大巷掘进工作面管道沿掘进方向右帮顶板敷设,管道吊挂每隔3m施工一个吊挂点,回风立井管道由单10t稳车悬吊,顺38mm钢丝绳垂直敷设,每6米安装一道管箍,抱箍为5mm
7、扁铁制作,20*110mm螺丝固定。平巷内管道每处吊挂点施工一根锚杆,锚杆布置在顶板上,与顶板成75夹角,锚杆外漏长度为100mm,管道采用花篮螺丝和专用管箍吊挂在锚杆上,平巷采用16mm*1500mm的水泥药卷锚杆,锚杆锚固采用2节水泥药卷进行端锚。地面架空管路采用钢结构支架支撑,管路要用卡子与支架固定牢靠。(具体见泵站安装图、管道布置图、管道吊挂图和管箍加工图)2.1.4.2、瓦斯抽放管安装位置、回风煤门瓦斯抽放管道沿掘进方向右帮进行吊挂,瓦斯抽放管吊挂点距底板高度2.5m。、辅助运输大巷段瓦斯抽放管道沿掘进方向右帮进行吊挂,瓦斯抽放管吊挂点距底板高度2.5m。、北回风大巷段瓦斯抽放管道沿
8、掘进方向左帮进行吊挂,瓦斯抽放管吊挂点距底板高度2.5m。、辅助运输大巷段瓦斯抽放管道沿掘进方向右帮进行吊挂,瓦斯抽放管吊挂点距底板高度2.5m。、瓦斯抽放管道距巷帮不得大于200mm。、瓦斯抽放管路每隔60m设置一个接地极,接地网上任一保护接地点的接地电阻值不得超过2。2.1.5、钻场布置:、回风煤门开口掘进30m后,在掘进方向左帮布置1个钻场。、辅助运输大巷段开口掘进20m后,在掘进方向右帮布置第1个钻场,随巷道掘进每隔200m在掘进方向右帮布置1个钻场。、北回风大巷段开口掘进30m后,在掘进方向左帮布置第1个钻场,随巷道掘进每隔130m在掘进方向左帮布置1个钻场。、辅助运输大巷段开口掘进
9、20m后,在掘进方向左帮布置第1个钻场,随巷道掘进每隔130m在掘进方向左帮布置一个钻场。、钻场尺寸回风煤门、北回风大巷段、辅助运输大巷段和辅助运输大巷段:11000mm*1200mm。2.1.6钻孔施工、回风煤门、辅助运输大巷段、段钻场钻孔布置钻场内共布置3个钻孔,钻孔按从上到下依次编号为1#、2#和3#钻孔,距巷道底板1.8m处为1#钻孔,距巷道底板1.4m处为2#钻孔,距巷道底板1m处为3#钻孔。钻孔均为水平布置,1#钻孔终孔距离超过钻场侧巷帮5m,2#钻孔终孔距离超过钻场侧巷帮15m, 3#钻孔终孔距离超过钻场侧巷帮30m。、北回风大巷段钻孔布置钻场内共布置3个钻孔,钻孔按从上到下依次
10、编号为1#、2#和3#钻孔,距巷道底板1.8m处为1#钻孔,距巷道底板1.4m处为2#钻孔,距巷道底板1m处为3#钻孔。钻孔均为水平布置,1#钻孔终孔距离超过钻场侧巷帮5m,2#钻孔终孔距离超过钻场侧巷帮20m, 3#钻孔终孔距离超过钻场侧巷帮20m。、钻孔施工顺序回风煤门、辅助运输大巷段、段及北回风大巷段钻场钻孔施工顺序为1#钻孔2#钻孔3#钻孔2.1.7钻孔参数、回风煤门、辅助运输大巷段、段钻场钻孔参数钻孔编号倾角方位角钻孔孔径孔深108894mm150m208494mm150m307894mm150m 、北回风大巷段钻场钻孔参数钻孔编号倾角方位角钻孔孔径孔深108894mm150m208
11、294mm150m307894mm97m 2.1.8施钻所需的主要设备和材料序 号设备名称型号规格数 量备 注1钻机ZDY1900S(MK-4)型1台2注浆泵3NB-150/7-7.51台3光学瓦斯鉴定器CJG10、CJG100各1台瓦检员专职4甲烷报警仪AZJ-20006台5钻头94mm、133mm各5个合金钻头6钻杆63.5mm100根长为1.5m7孔口管108mm*1500mm/根据钻孔数量配备8聚氨脂若干封孔用9抽放软管51mm若干钻孔抽放用10隔离式自救器ZYX-45若干每人一台11防喷器若干12闸阀127mm若干13闸阀50mm若干14压力表0-2.5MPa若干3、瓦斯抽放能力计算
12、:、瓦斯管道内混合气体流量计算:根据瓦斯抽放泵管路直径选型公式计算219mm管路内的混合气体流量:D=0.1457(QC/V)1/2QC=28.1m3/minD-瓦219mm斯管内径为0.2m;QC-管内混合气体的流量,m3/min;v-管内气体经济合理平均流速,取15m/s。、管路摩擦阻力计算Hf=9.81*LQ2 /KD5Hf=20477PaHf-管道阻力,Pa-混合瓦斯对空气的密度比;=1-0.446C%,C为管道内瓦斯浓度,参考北回风大巷瓦斯抽放管内瓦斯度取值为6%;Q-管道内混合流量,m3/h;K-管径取值系数,取0.71;D-管道内径,cm;L-管道的直线长度,m。、局部阻力局部总
13、阻力取管道摩擦阻力的20%,即局部阻力为4095 Pa。、抽放管总阻力H=h1+h2+h3H=20477+4095+13000H=37542PaH-管道总阻力,Pa;h1-管道摩擦阻力,Pa;h2-管道局部阻力,Pa;h3-孔口负压,根据煤矿瓦斯抽采达标暂行规定第15条规定“预抽瓦斯孔口负压不得低于13KPa”,因此孔口负压取值为13 KPa。、抽放瓦斯泵的流量计算:Q=100*QZ*K/(X*)Q=100*1.68*1.2/(6*0.8)Q=42 m3/minQ-瓦斯泵需要达到的流量,m3/min;QZ=抽放瓦斯纯量,QZ=管道混合流量*管道内瓦斯浓度=1.68, m3/min;K=备用系数
14、,K=1.2;=瓦斯抽放泵的机械效率,取0.8。根据计算回风立井使用ZWY85/110型移动瓦斯抽放泵满足瓦斯抽放要求,ZWY40/75型移动瓦斯抽放泵无法满足使用要求,因此该泵作为备用泵使用。4、局部通风风量计算:4.1回风煤门掘进期间需要风量:、按照瓦斯涌出量计算Q掘=100q掘K掘通 (m3/min)=1002.32=460(m3/min)式中: q掘掘进工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min K掘通掘进工作面瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数一般可取1.52.0;、按局部通风机实际吸风量计算需要风量Q掘=Q扇Ii(m3/min)=5601=560(m3/min)式中:Ii掘进工作面同时运转的局
15、部通风机个数;Q扇局部通风机吸风量,m3/min、按掘进工作面同时作业人数计算需要风量:每人供风4 m3/minQ掘4N (m3/min)=420=80(m3/min)N-工作面最多工作人数。、按风速进行验算掘进最低风量Q煤掘600.25S掘(m3/min)560600.2516.5560(m3/min)248(m3/min)掘进最大风量Q掘604S掘(m3/min)56060416.5560(m3/min)3960(m3/min)则回风煤门掘进需风量为560(m3/min)。4.2、北回风大巷掘进期间风量计算:、按照瓦斯涌出量计算Q掘=100q掘K掘通 (m3/min)=1002.32=46
16、0(m3/min)式中: q掘掘进工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min K掘通掘进工作面瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数一般可取1.52.0;、按局部通风机实际吸风量计算需要风量Q掘=Q扇Ii(m3/min)=5601=560(m3/min)式中:Ii掘进工作面同时运转的局部通风机个数;Q扇局部通风机吸风量,m3/min、按掘进工作面同时作业人数计算需要风量:每人供风4 m3/minQ掘4N (m3/min)=420=80(m3/min)N-工作面最多工作人数。、按风速进行验算掘进最低风量Q煤掘600.25S掘(m3/min)560600.2515560(m3/min)225(m3/min)掘进最
17、大风量Q掘604S掘(m3/min)56060415560(m3/min)3600(m3/min)则北回风大巷掘进需风量为560(m3/min)。4.1.3、辅助运输大巷掘进期间需要风量:、按照瓦斯涌出量计算Q掘=100q掘K掘通 (m3/min)=1002.32=460(m3/min)式中: q掘掘进工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min K掘通掘进工作面瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数一般可取1.52.0;、按局部通风机实际吸风量计算需要风量Q掘=Q扇Ii(m3/min)=8001=800(m3/min)式中:Ii掘进工作面同时运转的局部通风机个数;Q扇局部通风机吸风量,m3/min、按掘进工作
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