《煤礦瓦斯抽采》PPT課件

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1、1 煤礦瓦斯抽采 2 講 授 主 要 內(nèi) 容一 、 瓦 斯 抽 放 系 統(tǒng) 二 、 瓦 斯 抽 放 基 本 方 法 3 第 一 部 分 瓦 斯 抽 放 系 統(tǒng)一 、 瓦 斯 抽 放 的 目 的 意 義（ 一 ） 、 抽 放 瓦 斯 的 目 的 意 義 礦 井 瓦 斯 抽 放 是 為 了 減 少 和 解 除 瓦 斯 對 煤礦 安 全 生 產(chǎn) 的 威 脅 ， 利 用 機 械 設 備 （ 抽 放 泵 ）和 專 用 管 道 （ 抽 放 管 路 ） 造 成 的 負 壓 ， 將 煤 巖層 中 存 在 或 釋 放 出 來 的 瓦 斯 抽 出 來 ， 輸 送 到 地面 或 其 它 安 全 地 點 并 加 以

2、利 用 。 抽 放 的 目 的 就 是 通 過 抽 放 降 低 風 流 中 的 瓦斯 濃 度 ， 來 改 善 礦 井 的 安 全 生 產(chǎn) 條 件 和 安 全 狀況 。 4 瓦 斯 抽 放 的 意 義 1、 減 少 瓦 斯 涌 出 ， 避 免 瓦 斯 燃 燒 或 爆 炸 ，保 證 礦 井 安 全 生 產(chǎn) ； 2、 防 治 煤 與 瓦 斯 突 出 ， 減 少 人 員 傷 亡 ； 3、 瓦 斯 為 工 業(yè) 生 產(chǎn) 和 人 民 生 活 服 務 ,變害 為 利 ,創(chuàng) 造 良 好 的 社 會 效 益 和 經(jīng) 濟 效 益 ； 4、 減 少 瓦 斯 對 大 氣 的 污 染 ,有 利 于 生 態(tài)環(huán) 境 的 保

3、護 5 二 、 瓦 斯 抽 放 系 統(tǒng) 的 構 成 瓦 斯 抽 放 系 統(tǒng) 分 為 地 面 固 定 式 瓦 斯抽 放 系 統(tǒng) 和 井 下 臨 時 瓦 斯 抽 放 系 統(tǒng) 。 瓦 斯 抽 放 系 統(tǒng) 主 要 有 管 道 、 瓦 斯 泵 、流 量 計 、 安 全 裝 置 等 組 成 。 6 （ 一 ） 、 抽 放 瓦 斯 的 管 道 抽 放 瓦 斯 的 管 道 由 總 管 、 分 管 、 支 管 及其 附 屬 裝 置 所 組 成 ， 管 材 一 般 選 用 鋼 管 、鑄 鐵 管 、 鍍 鋅 螺 旋 管 、 聚 乙 烯 管 等 材 料 ，但 井 下 禁 止 采 用 玻 璃 鋼 管 。 管 道 附 屬

4、 裝 置 有 閥 門 、 鉆 孔 （ 鉆 場 ） 連接 裝 置 、 排 渣 放 水 器 等 。 7 （ 二 ） 、 瓦 斯 泵 常 用 的 瓦 斯 泵 有 水 環(huán) 真 空 泵 、 離 心式 瓦 斯 泵 和 回 轉 式 瓦 斯 泵 。 水 環(huán) 真 空 泵的 特 點 是 真 空 度 高 、 負 壓 大 、 安 全 性 好（ 工 作 室 內(nèi) 充 滿 介 質(zhì) ， 不 會 發(fā) 生 瓦 斯 爆炸 ） 。 由 于 水 環(huán) 真 空 泵 安 全 性 好 ， 抽 放 負壓 大 ， 所 以 煤 礦 使 用 較 為 廣 泛 。ZWY60/90 ZWY105/132 8 9 10 11 礦 用 移 動 式 瓦 斯 抽

5、放 泵 站 皮 帶 式 傳 動 結 構 簡 圖 12 礦 用 移 動 式 瓦 斯 抽 放 泵 站 直 聯(lián) 傳 動 式 結 構 簡 圖 13 （ 三 ） 、 孔 板 流 量 計 為 了 全 面 掌 握 與 管 理 井 下 瓦 斯 抽 放 情況 ， 需 要 在 總 管 、 支 管 和 各 個 鉆 場 、 鉆 孔安 設 測 定 瓦 斯 流 量 的 流 量 計 。 孔 板 流 量 計是 根 據(jù) 氣 體 流 經(jīng) 節(jié) 流 裝 置 時 ， 會 產(chǎn) 生 壓 力降 （ 壓 差 ） 的 原 理 ， 來 測 定 管 道 內(nèi) 氣 體 流量 的 一 種 裝 置 。 孔 板 流 量 計 是 煤 礦 瓦 斯 抽放 廣 泛

6、使 用 的 計 量 裝 置 ， 它 的 制 作 加 工 、安 裝 和 使 用 都 有 嚴 格 的 要 求 。 14 圖 4流 量 計 量 及 負 壓 測 定 裝 置 15 16 17 18 （ 四 ） 、 安 全 裝 置 地 面 瓦 斯 抽 放 系 統(tǒng) 安 全 防 護 裝 置 有防 爆 、 防 回 火 裝 置 ， 放 空 和 避 雷 裝 置等 。 井 下 臨 時 瓦 斯 抽 放 系 統(tǒng) 瓦 斯 排 入回 風 巷 時 ， 在 抽 放 瓦 斯 管 路 出 口 處 必須 設 置 柵 欄 、 懸 掛 警 戒 牌 等 。 19 第 二 部 分 瓦 斯 抽 放 基 本 方 法 本 煤 層 抽 放 鄰 近

7、層 抽 放 采 空 區(qū) 抽 放 20 第 一 節(jié) 本 煤 層 瓦 斯 抽 放 本 煤 層 瓦 斯 抽 放 就 是 在 煤 層 開 采 之 前或 采 掘 的 同 時 ， 用 鉆 孔 進 行 該 煤 層 的 瓦斯 抽 放 工 作 。 煤 層 回 采 前 的 抽 放 屬 于 未卸 壓 抽 放 ， 在 受 到 采 掘 工 作 面 采 動 影 響或 人 為 的 松 動 影 響 后 的 抽 放 ， 屬 于 卸 壓抽 放 。 21 1、 穿 層 鉆 孔 抽 放 穿 層 鉆 孔 抽 放 是 在 巖 石 巷 道 或 煤 層 巷道 內(nèi) 向 相 鄰 煤 層 施 工 的 穿 透 煤 層 全 厚 的 鉆孔 ， 安 裝

8、上 抽 放 管 路 并 與 抽 放 系 統(tǒng) 連 接 進行 抽 放 。 22 23 2、 順 層 鉆 孔 抽 放 順 層 鉆 孔 抽 放 是 在 開 采 煤 層 的 進 風 巷和 回 風 巷 沿 煤 層 傾 斜 方 向 施 工 順 層 傾 向鉆 孔 ， 布 孔 方 式 有 平 行 孔 、 扇 形 孔 、 交叉 孔 、 斜 交 孔 等 。 斜 交 鉆 孔 ： 與 工 作 面 呈 一 定 夾 角 布 置 的 順 層 鉆 孔 。 平 行 鉆 孔 ： 與 工 作 面 平 行 布 置 的 順 層 鉆 孔 。 交 叉 鉆 孔 ： 平 行 鉆 孔 與 斜 交 鉆 孔 交 替 布 置 的 鉆 孔 。 24 25

9、 26 27 28 第 二 節(jié) 鄰 近 煤 層 瓦 斯 抽 放 一 、 鄰 近 層 瓦 斯 抽 放 的 含 義 鄰 近 層 瓦 斯 抽 放 ， 即 為 通 常 所 稱 的 卸壓 層 瓦 斯 抽 放 。 在 煤 層 群 條 件 下 ， 受 開 采層 的 采 動 影 響 ， 其 上 部 或 下 部 的 鄰 近 煤 層得 到 卸 壓 后 會 發(fā) 生 膨 脹 變 形 ， 其 透 氣 性 會大 幅 度 提 高 ， 鄰 近 煤 層 的 卸 壓 瓦 斯 會 通 過層 間 裂 隙 大 量 涌 向 開 采 層 ， 為 防 止 和 減 少鄰 近 層 瓦 斯 涌 向 開 采 層 可 采 用 抽 放 的 辦 法來 處

10、 理 這 部 分 瓦 斯 。 29 開 采 煤 層 群 時 ， 回 采 煤 層 的 頂 、 底板 圍 巖 將 發(fā) 生 冒 落 、 移 動 和 卸 壓 ， 透氣 性 系 數(shù) 增 加 。 回 采 煤 層 附 近 的 煤 層中 的 瓦 斯 ， 就 能 向 回 采 煤 層 的 采 空 區(qū)轉 移 。 能 向 開 采 煤 層 采 空 區(qū) 涌 出 瓦 斯的 煤 層 ， 就 叫 做 鄰 近 層 。 鄰 近 層 瓦 斯抽 放 即 是 在 有 瓦 斯 賦 存 的 鄰 近 層 內(nèi) 預先 開 鑿 抽 放 瓦 斯 的 巷 道 ， 或 預 先 從 開采 煤 層 或 圍 巖 大 巷 內(nèi) 向 鄰 近 層 打 鉆 ，將 鄰 近

11、 層 內(nèi) 涌 出 的 瓦 斯 抽 出 。 30 （ 一 ） 、 上 鄰 近 層 瓦 斯 抽 放 上 鄰 近 層 瓦 斯 抽 放 即 是 鄰 近 層 位 于 開 采 層 的頂 板 ， 通 過 巷 道 或 鉆 孔 來 抽 放 上 鄰 近 層 的 瓦 斯 。根 據(jù) 巖 層 的 破 壞 程 度 與 位 移 狀 態(tài) 可 把 頂 板 劃 分 為冒 落 帶 、 裂 隙 帶 和 彎 曲 下 沉 帶 ， 底 板 劃 分 為 裂 隙帶 和 變 形 帶 。 冒 落 帶 高 度 一 般 為 采 厚 的 5倍 ， 在距 開 采 層 近 、 處 于 冒 落 帶 內(nèi) 的 煤 層 ， 隨 冒 落 帶 的冒 落 而 冒 落 ，

12、 瓦 斯 完 全 釋 放 到 采 空 區(qū) 內(nèi) ， 很 難 31 進 行 上 鄰 近 層 抽 放 。 裂 隙 帶 的 高 度 為 采 厚 的830倍 ， 此 帶 因 充 分 卸 壓 ， 瓦 斯 大 量 解 吸 ， 是抽 放 瓦 斯 的 最 好 區(qū) 帶 ， 抽 放 量 大 ， 濃 度 高 。 因 此上 鄰 近 層 抽 放 層 位 取 冒 落 帶 高 度 為 下 限 距 離 ， 裂隙 帶 的 高 度 為 上 限 距 離 。 （ 二 ） 、 下 鄰 近 層 瓦 斯 抽 放 下 鄰 近 層 瓦 斯 抽 放 即 是 鄰 近 層 位 于 開 采 層 的底 板 ， 通 過 巷 道 或 鉆 孔 來 抽 放 下

13、鄰 近 層 的 瓦 斯 。 32 第 三 節(jié) 采 空 區(qū) 瓦 斯 抽 放 方 法 一 、 采 空 區(qū) 瓦 斯 抽 放 的 含 義 開 采 厚 煤 層 或 鄰 近 層 處 于 冒 落 帶 時 ，其 中 大 量 的 瓦 斯 會 直 接 進 入 采 空 區(qū) 。 當回 采 工 作 面 的 采 空 區(qū) 或 老 空 區(qū) 積 存 大 量瓦 斯 時 ， 往 往 被 漏 風 帶 入 生 產(chǎn) 巷 道 或 工作 面 ， 造 成 瓦 斯 超 限 而 影 響 生 產(chǎn) ， 因 而應 對 采 空 區(qū) 的 瓦 斯 進 行 抽 放 。 采 空 區(qū) 抽 放瓦 斯 ： 抽 放 現(xiàn) 采 工 作 面 采 空 區(qū) 和 老 采 空 區(qū) 的

14、瓦 斯 。 前 者 稱 現(xiàn) 采 空 區(qū) （ 半 封 閉 式 ） 抽 放 ，后 者 老 采 空 區(qū) （ 全 封 閉 式 ） 抽 放 。 33 二 、 采 空 區(qū) 瓦 斯 抽 放 的 分 類 按 采 空 區(qū) 的 狀 態(tài) 分 為 半 封 閉 采 空 區(qū) 抽 放和 全 封 閉 采 空 區(qū) 抽 放 。（ 一 ） 、 鉆 孔 抽 放 法 1、 利 用 在 開 采 層 頂 板 中 掘 的 巷 道 向 采 空區(qū) 頂 部 施 工 鉆 孔 進 行 抽 放 。 34 2、 在 回 風 巷 工 作 面 側 每 隔 一 段 距 離 施 工 一 個鉆 場 ， 迎 著 工 作 面 方 向 向 冒 落 帶 上 方 施 工 頂

15、 板 走向 鉆 孔 進 行 抽 放 。 3、 如 果 采 空 區(qū) 距 地 表 不 深 時 ， 也 可 以 從 地 表向 采 空 區(qū) 打 鉆 孔 進 行 抽 放 。（ 二 ） 、 巷 道 抽 放 法 1、 利 用 上 階 段 回 風 密 閉 接 瓦 斯 管 路 進 行 抽 放 。 2、 專 門 掘 瓦 斯 尾 巷 或 高 抽 巷 ， 通 過 瓦 斯 尾 巷或 高 抽 巷 接 瓦 斯 管 路 進 行 抽 放 。高 抽 巷 ： 在 開 采 層 頂 部 處 于 采 動 影 響 形 成 的 裂 隙 帶內(nèi) 挖 掘 的 專 用 抽 放 巷 道 。 35 三 、 采 空 區(qū) 瓦 斯 抽 放 的 布 置 形 式

16、 及 特 點 （ 一 ） 、 半 封 閉 采 空 區(qū) 瓦 斯 抽 放 半 封 閉 采 空 區(qū) 瓦 斯 抽 放 是 指 :回 采 工 作 面 后方 的 ， 在 工 作 面 回 采 過 程 中 始 終 存 在 ， 并 且 隨 著工 作 面 推 進 范 圍 逐 漸 增 加 的 采 空 區(qū) 。 半 封 閉 采 空區(qū) 抽 放 主 要 抽 放 方 式 有 ： 1) 開 采 煤 層 頂 板 走 向 長 鉆 孔 瓦 斯 抽 放 通 過 施 工 頂 板 走 向 鉆 孔 進 行 瓦 斯 抽 放 ， 切 斷 了 上鄰 近 層 瓦 斯 涌 向 工 作 面 的 通 道 ， 同 時 對 采 空 區(qū) 下部 賦 存 的 瓦

17、斯 起 到 拉 動 作 用 ， 改 變 了 采 煤 工 作 面上 隅 角 一 帶 瓦 斯 積 聚 區(qū) 的 流 場 分 布 規(guī) 律 ， 在 采 空區(qū) 流 場 上 部 增 加 匯 點 ， 使 瓦 斯 通 過 匯 點 流 出 。 36 37 （ 2） 、 高 抽 巷 瓦 斯 抽 放 在 開 采 煤 層 采 煤 工 作 面 階 段 上 山 沿 走 向方 向 先 施 工 一 段 高 抽 巷 平 巷 ， 與 工 作 面 回風 巷 水 平 距 離 內(nèi) 錯 1520m， 然 后 起 坡 施 工至 距 開 采 煤 層 頂 板 1520m左 右 變 平 ， 再 施工 至 工 作 面 走 向 邊 界 。 通 過 在

18、 高 抽 巷 外 口打 密 閉 墻 穿 管 抽 放 采 空 區(qū) 積 存 的 瓦 斯 。 38 39 （ 3） 、 后 退 式 老 塘 預 埋 管 路 瓦 斯 抽 放 （ 上隅 角 遠 距 離 埋 管 瓦 斯 抽 放 ） 將 抽 放 瓦 斯 管 路 預 先 布 置 在 回 風 巷 內(nèi) ， 每 隔20 30米 設 置 一 個 三 通 ， 隨 著 工 作 面 推 進 ， 將管 路 埋 入 采 空 區(qū) ， 當 工 作 面 推 進 至 下 一 個 三 通 時 ，打 開 三 通 ， 開 始 抽 放 。 通 過 抽 放 使 得 積 聚 在 采 空區(qū) 上 隅 角 的 瓦 斯 在 沒 有 進 入 回 風 流 前

19、 被 抽 出 。 埋壓 的 抽 放 管 路 不 再 回 收 ， 抽 放 高 濃 度 瓦 斯 。 40 （ 4） 工 作 面 尾 巷 抽 放 在 回 采 工 作 面 與 回 風 巷 平 行 做 一 條 排 瓦 斯 尾 巷 ，在 采 取 風 排 措 施 還 不 能 解 決 瓦 斯 超 限 問 題 的 條件 下 ， 采 用 逐 段 密 閉 瓦 斯 尾 巷 接 管 抽 放 采 空 區(qū)瓦 斯 的 一 種 方 式 。 （ 5） 地 面 鉆 孔 抽 放 41 42 （ 二 ） 全 封 閉 采 空 區(qū) 抽 放 瓦 斯 全 封 閉 采 空 區(qū) 抽 放 瓦 斯 是 指 工 作面 （ 或 采 區(qū) 、 礦 井 ） 已

20、 采 完 封 閉 的 采空 區(qū) ， 也 稱 老 采 空 區(qū) 。 全 封 閉 采 空 區(qū) 抽 放 瓦 斯 分 為 一 下幾 種 形 式 : 1) 報 廢 礦 井 抽 放 瓦 斯 ， 2) 開 采 已 久 的 老 采 空 區(qū) 抽 放 瓦 斯 3） 采 完 不 久 的 老 采 空 區(qū) 抽 放 瓦 斯 4） 鉆 孔 抽 放 瓦 斯 43 合 理 調(diào) 整 瓦 斯 抽 放 系 統(tǒng) ， 實 施 分 源 治 理 ， 提 高 抽 放 效 果優(yōu) 選 瓦 斯 抽 采 裝 備 ， 實 現(xiàn) 抽 采 系 統(tǒng) 能 力 最 大 化 ，做 到 “ 大 流 量 、 多 泵 抽 、 大 管 徑 、 多 回 路 ” 。 選 擇 高

21、負壓大 流 量 水 環(huán) 式 真 空 泵 ， 配 齊 配 全 各 類 抽 采 鉆 機 和 必 要 的移 動 抽 采 泵 。 根 據(jù) 不 同 的 抽 采 方 法 和 抽 采 瓦 斯 的 濃 度 ，實 現(xiàn) 分 系 統(tǒng) 抽 采 即 分 源 抽 采 。 1） 、 上 隅 角 插 管 、 埋 管 抽 放 用 低 負 壓 、 大 流 量 的泵 ； 2） 、 本 煤 層 預 抽 和 采 面 淺 空 卸 壓 區(qū) 抽 放 用 高 負 壓 、低 流 量 的 泵 ； 3） 、 高 位 鉆 孔 、 高 位 鉆 場 、 高 位 抽 放 巷 配 備 合 適 的抽 放 泵 型 ， 使 匹 配 合 理 ； 44 謝 謝 大 家 ！