保德煤礦劉家堰高負壓瓦斯抽放系統的成功應用

康先勇

摘 要：神華神東煤炭集團公司保德煤礦（簡稱保德煤礦）位于山西省保德縣，隨著瓦斯涌出量的逐年增加，原有劉家堰瓦斯抽放泵站不能滿足礦井通風要求，通過對煤層瓦斯基礎參數和瓦斯涌出量的分析預測，結合保德煤礦的實際情況，找到了適合保德煤礦開采層瓦斯預抽方法，布置瓦斯抽放管路和地面高負壓抽放泵站，從而建立起了一套瓦斯抽放系統，通過該套抽放系統的平穩運行，取得了瓦斯治理的良好效果。

關鍵詞：瓦斯 預抽泵站 高負壓

中圖分類號：TD712.6 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）06（b）-0095-02

Abstract：Baode coal mine（Shenhua Shendong Coal Group） located in Baode county of Shanxi Province. With the increase of gas emission the original gas drainage pumping station can not meet the requirement of the mine ventilation， Baode coal mine established a set of gas drainage system，by analysising of the coal seam gas basic parameters and gas emission quantity and Combining with actual situation，Layouting of gas drainage pipe line and high negative pressure pumping station， so that establishing a set of systematic about gas out system. Good results have been achieved by the of gas drainage system.

Key Words：Gas；Drainaging Pump Station；High Negative Pressure

中國神華能源股份有限責任公司神東煤炭集團公司保德煤礦（以下簡稱保德煤礦）劉家堰立風井擔負一、五盤區通風任務，隨著瓦斯涌出量逐年增加，原有劉家堰瓦斯抽放泵站不能滿足礦井通風要求，故在地面重新建立一套瓦斯抽采系統，即高負壓瓦斯抽采系統。

1 基本情況

中國神華能源股份有限公司神東煤炭集團公司保德煤礦，采用中央邊界抽出式通風系統，通風方法為抽出式，礦井總進風27510 m3/min，礦井通風等級孔11.2 m2，根據8號煤層實測瓦斯基礎參數，預測五盤區采區相對量8.55 m3/t，絕對量143.94 m3/t，8號煤層的參數分別為：百米鉆孔瓦斯流量衰減系數為0.0047-0.049d-1左右，煤層透氣性系數為0.17-0.80 m2/MPa2·d左右。

2 瓦斯抽采方法

2.1 開采層瓦斯抽采方法

由于開采層是回采工作面的主要瓦斯來源，故采取千米鉆孔和傾斜鉆孔相結合抽采方法。在回采工作面切眼、主回撤通道、分別施工平行進回風順槽的千米鉆孔，工作面剩余長度利用4L、6L鉆機施工傾斜鉆孔，為了防止長鉆孔孔底抽放效果差，在長鉆孔底200 m范圍內施工交叉鉆孔，抽采鉆孔布置，見圖1。

2.2 預抽時間

保德煤礦8號煤層百米鉆孔初始瓦斯涌出量為0.0313 m3/min·100 m，鉆孔瓦斯流量衰減系數為0.0205d-1。工作面長240 m；百米鉆孔在不同時間t內可抽采的瓦斯總量（Qt）和鉆孔抽采有效系數（K），得出在預抽時間9月，鉆孔抽采有效系數已達到99.61，故預抽時間為9月。

2.3 鉆孔間距

抽采影響范圍按照公式η=100·Qt/（L·M·D·Y·X）進行計算：在鉆孔影響范圍為5 m的情況下，本煤層預抽時間為9個月時，鉆孔影響范圍內瓦斯抽采率為12.38%，確定鉆孔間距定為5 m，能夠滿足抽采要求。

3 瓦斯抽采管徑

本煤層預抽及邊采邊抽、掘進面抽采采用高負壓抽采系統。根據公式d=0.1457（Q/V）1/2，礦井、工作面的瓦斯抽采量預計結果，高負壓瓦斯抽采量，高負壓系統62.76 m3/min，高負壓抽采系統濃度為50%左右，按上式計算管徑并留有一定余量，保德煤礦瓦斯抽采管徑選擇820 mm。

4 抽采設備選型

瓦斯抽采泵流量203.97 m3/min，高負瓦斯抽采系統最大管路壓力：H高=62042 Pa，工況壓力高負壓系統抽采泵工況壓力取39283 Pa，高負壓系統所需Q泵高=203.97 m3/min，泵的絕對壓力為68379 Pa。利用現有地面瓦斯抽采泵站型號為2BEC72型水環真空泵，最大抽氣量為560 m3/min，可以滿足礦井高負壓瓦斯抽采系統需求。瓦斯抽采站及其它監測監控、給排水、采暖及供熱省略。

5 結論

（1）劉家堰高負壓瓦斯抽放泵站用于瓦斯預抽、實現邊掘邊抽、減少了回采、掘進工作面的瓦斯涌出，自投入使用以來，整套系統運行平穩，滿足礦井生產出煤需要。

（2）徹底取消了井下抽放泵站，杜絕了井下排放瓦斯的重大安全隱患，大大提高了礦井安全系數。

（3）通過瓦斯預抽，降低了瓦斯涌出壓力，起到了消突效果，從根本上解決了瓦斯突出隱患。

（4）為神東煤炭集團公司的其它礦井瓦斯治理起到了試點，具有指導意義。

參考文獻

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