矿井瓦斯抽采设计与瓦斯利用方案整编 下载本文

煤层钻孔封孔长度为8m(根据煤层及施工钻孔地点的围岩裂隙发育程度,可适当调整钻孔封孔长度),抽采导管及封孔管选用DN25mm的具有煤安标志的“双抗”矿用PE管,抽采管在孔端钻10~20个直径为10mm的小孔,并将孔终端侧加热后踩扁。

封孔前先将抽采管和封孔注浆管固定在钻孔,固定方法采用木塞,套管露出孔口10~150mm。套管固定方法详见图2-9。

软木塞钻孔封孔剖图挡板注浆管810m水泥砂浆′双抗塑料管20′双抗塑料管 图2-9水泥砂浆封孔工艺图

封孔材料选用425#普通硅酸盐水泥作为主要原材料,石膏为膨胀剂,其作用是避免凝固后收缩钻孔出现裂缝。其配合重量比为:水:水泥:石膏=100:50:8。

封孔工艺过程如下:

一般在打钻将要结束时就可开始准备水泥砂浆,水泥砂浆配比如上所述。当钻孔倾角较小时可适当增大浆液的浓度、适当增大封孔长度。井下封孔操作方法为:

a) 检查封孔泵是否完好,封孔所需用的工具,配件等是否齐全; b) 检查抽采钻孔所需的抽采管是否齐全,长度是否达到要求; C) 根据抽采钻孔的封孔深度,计算所需要的水泥量;

d) 可采用图2-10中挡板封孔口,也可直接将井下装水泥的袋子缠绕在抽采管上,送入钻孔封住孔口,其做法如下(如图2—10所示):

——将抽采管的一端与注浆管摆放在一起,其重叠处约30cm左右; ——准备编织袋(将水泥倒入封孔泵搅拌器后,就可空出);

——将袋子开口端向孔口处,如图2—10(4)所示,将抽采管与注浆管缠绕; ——用麻绳或麻线等,将抽采管、注浆管及编织袋捆紧;

——按图2—10(5)所示要求送入孔,并保证封孔严实不漏浆;

——按泵的操作规程,开动封孔泵搅拌水泥浆,均匀后并开始注浆,如图2—10(6)所示,水泥浆先将编织袋胀大,并封住钻孔,继续注浆直到注完为止,注浆时,孔口可能会漏一些浆,但不会影响整个封孔质量;注完后即可直接将注浆胶管拔出。

e) 按以上方法进行下一个孔的注浆封孔

f)当钻孔为负倾角时,在封孔段必须设置防止水泥浆流入孔底的措施。 g) 所有要封的钻孔封完后,要将封孔泵清洗干净。 3、钻孔与管路联结安装

用φ32mm高压胶管将抽采钻孔导管与钻场汇流管相联结,并用8号圆丝将两端扎紧,做到密闭不漏气,高压胶管不能拐120°以下的急弯;汇流管与钻场瓦斯管连接,然后钻场瓦斯管与巷道中的分区瓦斯抽采支管连接。钻孔联结见图2-11(a,b)。

井下瓦斯抽采管道均采用具有煤安标志的矿用PE管,快速接头或法兰盘连接;地面埋设的抽采主管、泵房联接管等可采用PE管或无缝钢管、法兰连接。 抽放管连接必须牢固、可靠,气密性良好(必须作在压状态下的气密性试验);在管路低洼地点,必须设置放水箱,并派专人负责定期放水和检测抽放浓度,保证管路畅通。

30cm(1)抽放管接注浆管抽放管与注浆管的摆放(2)(3)水泥纺织袋水泥纺织袋的准备纺织袋的缠绕方式麻线(4)麻线捆紧(5)(6)送入孔内进行注浆

图2—10井下注浆封孔方法示意图

放水器阀门流量测定管(a)掘进面管路连接图汇总管钢丝胶管封孔材料抽放管钻孔煤层抽放支管放水器阀门流量测定管

图2-11(a)采煤工作面抽采管路连接示意图

1.煤层 2.钻孔 3.封孔材料段 4.胶皮管 5.钻孔支管 6.流量计

7.汇流器8.放水器 9.放水器三通 10.进水口 11.出水口 12.抽放支管

图2-11(b)掘进工作面钻场抽放管与瓦斯管路连接示意图

第五节 抽采管路

一、管径选择

根据《省煤矿瓦斯抽采技术暂行规定》:瓦斯抽采管路的管径按下式计算:

D=0.1457× (Q÷v)1/2

式中:D――瓦斯管径,m;

Q――瓦斯管设计最大混合瓦斯流量,m3/min; v――管气体经济流速,一般取10-15m/s; 1、抽采总(主)管

整个系统管径按最大瓦斯抽采量5.4m3/min的150℅,抽采浓度按30%进行选择计算:Q=5.4×150%÷30%=27m3/min;

对抽采总管,取管气体经济流速v=10m/s;

计算结果:D=0.239mm

以此为据,矿井抽采主管径不得小于240mm。 2、抽采干管

抽采干管为矿井一翼或一个采区服务的抽采管道,故抽采干管应比抽采主管略小即可, 抽采干管管径不小于Φ190mm。

3、抽采支管

矿井瓦斯抽采支管主要是采煤工作面回风巷抽裂隙带和隅角瓦斯的管道。 抽采支管流过的混合瓦斯量为:按3×0.12m3/min﹢0.3 m3/min=0.66m3/min的150℅,抽采浓度40%计算

Q=0.66×150℅÷40%=2.475m3/min; 取瓦斯管中的流速v=14 m/s; 计算结果:D=0.061m=61 mm

以此为据,矿井瓦斯抽采支管径不得小于65mm 二、管材选择

目前普遍使用的管材有钢管、PE管,设计建议选用“PE管”作为矿井瓦斯抽采管:

即: 抽采主管 PE—0.8/280 (公称压力0.8MPa,壁厚16.6mm, 公称外径280mm、径246.8mm);

抽采干管 PE—0.8/225 (公称压力0.8MPa,壁厚13.4mm, 公称外径225mm、径198.2mm)。