鹤壁九矿煤层瓦斯抽采系统设计毕业论文.docx

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1、鹤壁九矿煤层瓦斯抽采系统设计毕业论文目录引言41.1 设计背景及意义41.2 设计依据41.3 设计指导思想51.4 设计运用的主要技术方法5第二章矿井概况62. 1井田概况62. 1. 1井田位置及交通62. L 2井田地形地貌及气候72. 1.3煤矿生产开拓概况82.2井田地质特征81.1.1 1井田地质构造81.1.2 2. 2井田含煤地层及煤层101.1.3 煤层瓦斯、自然及爆炸倾向性181.1.4 井田水文地质212. 5开采煤层顶底板岩石工程地质特征22第三章矿井瓦斯赋存233.1煤层瓦斯基本参数233. 1. 1煤体坚固性系数和瓦斯放散初速度233. 1.2瓦斯含量和压力测定23

2、3. 1.3矿井及周边煤矿的瓦斯动力现象243. 2矿井瓦斯储量243.3矿井可抽瓦斯量及可抽期251. 3.1矿井可抽瓦斯量253. 3.2可抽期26第四章 瓦斯抽放的必要性和可行性论证264. 1.规定264. 2瓦斯抽放的必要性264. 3矿井瓦斯涌出量预测274. 3. 1回采工作面瓦斯涌出量284. 3. 2掘进工作面瓦斯涌出量294.3.3生产采区瓦斯涌出量294. 3.4 矿井瓦斯涌出量304. 4瓦斯抽放的可行性31第五章抽放方法315. 1规定315. 2矿井瓦斯来源分析325. 3抽放方法选择325. 3. 1回采工作面本煤层瓦斯抽放345.3.2 掘进工作面瓦斯抽放355

3、.3.3 采空区瓦斯抽放355. 4瓦斯抽采规模365.5封孔工艺38第六章瓦斯抽放管路系统及设备选型406.1抽放管路选型及阻力计算406. 1. 1选择原则406.1. 2抽放管路系统敷设416. 1.3抽放瓦斯管径的选择416.2 瓦斯抽放泵选型476. 2. 1有关规定及原则477. 2. 2类型选择及布置478. 2.3型号的确定496.3 辅助设备511. 3.1管道敷设及附属设备516. 3. 2泵站辅助设备53第七章瓦斯抽放泵站布置557. 1瓦斯抽放泵站557. 2瓦斯抽放泵站供电557 . 3瓦斯抽放泵给排水568 .4防雷设施567. 5瓦斯抽放泵站照明567. 6瓦斯抽

4、放泵站通讯567. 7抽放系统实时监测56第八章瓦斯抽放系统的安装578.1瓦斯抽放系统安装的基本要求578. 2瓦斯抽放泵的安装578. 3瓦斯抽放管路及附属设施安装57第九章安全技术措施588.2 抽放系统安全措施588.2.1 抽放钻场、钻孔施工安全措施589. L 2抽放管道安全措施609.2地面抽放瓦斯站安全措施60第十章抽放瓦斯管理6310. 1瓦斯抽放管理及规章制度6310. 1. 1组织管理6310.1. 2瓦斯抽放组织机构管理6310. 2常用记录及报表样式64结论65致谢66参考文献67附录69第一章引言1.1 设计背景及意义煤炭是我国能源的主体。在我国一次能源消费结构中，

5、煤炭占70%左右，预计2050年仍将占50%以上，在相当长的一段时期内煤炭将一直是我国居支配地位的主要能源。国家能源中长期发展规划纲要(20042020年)确定了“坚持以煤炭为主体、电力为中心、油气和新能源全面发展的能源战略”，因此，煤炭工业是我国的基础产业，其健康、稳定、持续发展是关系到国家能源安全的重大问题。然而，我国煤炭生产中还存在着大量不安全因素，导致煤矿灾害频发，其中煤矿瓦斯及其所致灾害是亟待治理解决的最为重要的问题。由于煤矿复杂的开采和地质条件，不同矿区、不同煤层发生突出的条件有很大的差异，突出发生的机理还没有从根本上揭示清楚，突出灾害一直是制约矿井安全生产的重大隐患，瓦斯防突技术

6、不断得到更新和完善。目前，鹤壁矿区普遍采用的是“四位一体”的综合防突措施，在一定程度上保障了突出矿井的安全生产，但各个矿井所采取的的综合治理方法又不尽相同，鹤煤九矿于2009年被鉴定为突出矿井，经过近五年的摸索与实践，逐渐形成一套比较系统的瓦斯治理体系。瓦斯治理体系的建立对鹤煤九矿和鹤壁矿区区域防突技术具有重要的推广使用价值。1、为该矿设计的瓦斯抽放系统可以减少开采时的瓦斯涌出量，从而减少瓦斯积聚隐患和各种瓦斯事故，是保证安全生产的一项预防性措施；2、抽放瓦斯可以减少该矿通风负担，能够解除通风不易解决的瓦斯难题，降低生产中的通风费用。3、瓦斯既是一种温室气体，又是一种高热值的洁净能源，将抽放系

7、统获得的瓦斯收集起来送到地面作为燃料和工业原料加以利用，实现“以用促抽，以用养抽”，可以起到保护环境和提高煤矿经济效益的作用。1.2 设计依据LU 国家煤矿安全监察局，煤矿安全规程，煤炭工业出版社；2国家安全生产管理总局，防治煤与瓦斯突出规定.；3国家煤矿安全监督管理总局，煤矿瓦斯抽采基本指标(AQ1026-2006)；4煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法,安监总煤装2011162号文；5国家煤矿安全监督管理总局，煤矿瓦斯抽放规范(AQ1027-2006)；6煤炭工业部，矿井瓦斯抽放工程设计规范(MT5018-96)；7中国煤炭建设协会，煤矿瓦斯抽采工程设计规范(GB 5047L2008)；8煤炭工业部

8、，矿井瓦斯抽放管理规范北京：煤炭工业出版社；9建设部、质量监督检验检疫总局，煤炭工业矿井设计规范(GB50215-2005)；10国家煤矿安全监督管理总局，矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1018-2006)；1.3 设计指导思想当前国家对瓦斯综合治理提出了“先抽后采、监测监控、以风定产的十二字方针。鹤壁九矿由于是煤与瓦斯突出矿井，响应国家号召，贯彻落实“安全第一，预防为主，结合治理”的安全生产方针，在结合自身开采技术条件的情况下，依靠科技进步，加大安全投入，在地面建立了永久抽放瓦斯系统和井下临时抽放瓦斯系统，多措并举，应抽尽抽，从而保证抽采平衡、效果达标。具体指导思想为以下几个方面：1 .严格按

9、照矿井瓦斯抽采的相关规定进行设计，保证矿井瓦斯抽采系统安全可靠,确保矿井安全生产；2 .在符合规范要求，满足使用的前提下，尽可能降低成本，节省工程投资；3 .尽量利用原有的巷道、管道，少增加开拓费用；4 .设备、管材选型留有余地，能满足矿井改扩建后的需求；5 .采用较先进瓦斯抽采工艺技术，且符合实际。1.4设计运用的主要技术方法(-)选择抽放瓦斯方法的原则选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、巷道布置、抽放瓦斯目的及利用要求等因素确定，并遵循以下原则：1 .选择的抽放瓦斯方法应适合煤层赋存状况、巷道布置、地质条件和开采技术条件。2 .应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量

10、构成分析，有针对性地选择抽放瓦斯方法，以提高瓦斯抽放效果。3 .抽放方法在满足矿井安全开采的前提下，还需满足开发、利用瓦斯的需要。4 .巷道布置在满足瓦斯抽放的前提下，应尽可能利用生产巷道，以减少抽放工程量。5 .选择的抽放方法应有利于抽放巷道的布置和维护。6 .选择的抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果，降低瓦斯抽放成本。7 .抽放方法应有利于钻场、钻孔的施工和抽放系统管网的设计，有利于增加钻孔的抽放时间。(-)抽放瓦斯方法选择结合鹤壁九矿煤层的赋存、瓦斯来源等特点，在前期现场考察的基础上，鹤壁九矿宜采用巷道先抽后采、本煤层预抽、顶板高位钻孔抽放、采空区抽放等综合抽放措施。鹤壁九矿综采工作面瓦斯

11、涌出量较大，上隅角瓦斯有超限问题存在，在实施高位钻孔顶板裂隙带抽放后，工作面瓦斯浓度大幅度下降，取得很好的效果。由于采空区抽放瓦斯浓度较低，实际抽放量并不很大，但对治理上隅角瓦斯起到积极的作用，综采工作面瓦斯也得到有效治理。因此，顶板高位钻孔裂隙带抽放是鹤壁九矿工作面瓦斯治理的有效措施，需要进一步优化研究，提高抽放效率。第二章矿井概况2.1 井田概况2.1.1 井田位置及交通九矿位于鹤壁市北郊，隶属鹤壁集乡所管辖区。西起一;煤层露头和F155断层，东至二)煤底板等高线400米水平向上垂线与龙宫勘探区毗邻，南面与3986800和3986600线分别与汤阴矿和秦马庄义利矿为界，北抵一;煤层底板等高

12、线250米水平线向地面垂线。东西宽约2公里，南北长约4.5公里，面积约7.6平方公里。地理位置为东径 114。0724-114。0840,北纬 36。03536。0301。表21九矿延深区拐点坐标一览表Tab. 2-1 inflection point coordinates list nine extending the deep in the mine area序号地理坐标大地坐标东经北纬纬距经距1114。085036。02283990185.0838513267.432114。090136。02543990986.8938513541.56d114。093636。02543990990.

13、0038514420.00c114。092436。02043989450.0038514130.00b114。095036。01383988660.0038514768.00a114。0927360140w3987770.0038514195.0019114。092636o0142w3987843.9638514172.4020114。091536。00573987381.1838513897.6921114。090536。00483987103.3938513647.7222114。090636r02w3987534.9438513672.0923114。090436。0-12”398784

14、3.0938513621.5324114。085836。0-20”3988089.4438513470.9125114。0850”36。01273988304.8938513270.2726114。084736。01433988797.9438513194.4227114。084636。01533989106.1338513168.9228114。084836。02103989630.1938513218.20矿区有铁路运输专线，从九矿井口，经鹤壁集至汤阴县车站与京广铁路相接。鹤壁集北站为运煤专列编组站。鹤（鹤壁）水（水冶）公路横贯矿区，与鹤（鹤壁）安（安阳）公路在鹤煤公司四矿北处相接，往东直抵安阳市，往南经鹤壁市可直达汤阴县，交通尚称方便。图21交通位置图Fig. 2-1 traffic location map2.1.2 井田地形地貌及气候井田位于太