矿井抽放系统介绍课件

瓦斯抽放系统介绍朱仙庄矿朱仙庄矿 防突区防突区 胡江山胡江山主要内容o瓦斯抽放系统的相关法令o瓦斯抽放的目的和意义o瓦斯抽放系统的组成o影响瓦斯抽放效果的因素o矿井瓦斯抽放难易程度及效果评价指标1.瓦斯抽放系统相关法令：“十二字方针”o 20192019年年8 8月，国家煤矿安全监察局和中国煤炭协会，为贯彻落实月，国家煤矿安全监察局和中国煤炭协会，为贯彻落实国务院关于安全生产的一系列重要指示和国务院国务院关于安全生产的一系列重要指示和国务院关于黑龙江省鸡西关于黑龙江省鸡西矿业集团公司矿业集团公司“6.20”6.20”特大瓦斯事故的通报特大瓦斯事故的通报精神，召开了全国煤矿精神，召开了全国煤矿瓦斯防治现场会议，在这次会议上作出了向全国煤矿贯彻落实瓦斯防治现场会议，在这次会议上作出了向全国煤矿贯彻落实“先抽先抽后采、以风定产、监测监控后采、以风定产、监测监控”瓦斯治理十二字方针的重要决定。瓦斯治理十二字方针的重要决定。o “先抽后采”是瓦斯治理的源头治本措施。先抽后采以风定产监测监控1.瓦斯抽放系统相关法令：煤矿安全规程 规程145条。有以下情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统：o（一）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3 m/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。o（二）矿井绝对涌出量达到以下条件的：1.大于或等于大于或等于40 m/min；2.年产量年产量1.01.5Mt的矿井，大于的矿井，大于30 m/min；3.年产量年产量0.61.0Mt的矿井，大于的矿井，大于25 m/min；4.年产量年产量0.40.6Mt的矿井，大于的矿井，大于20 m/min；5.年产量小于或等于年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于的矿井，大于15 m/min。o（三）开采有煤与瓦斯危险煤层的。1.瓦斯抽放系统相关法令：国标和行业安全标准oAQ1027-2019煤矿瓦斯抽放规范：o符合建立瓦斯抽放系统条件，并同时具备下列两个条件的矿井，应建立地面永久瓦斯抽放系统；o瓦斯抽放系统的抽放量可稳定在2 m3/min以上；o瓦斯资源可靠，储量丰富，预计瓦斯抽放服务年限五年以上。煤矿安全规程煤矿安全规程、矿井瓦斯抽放矿井瓦斯抽放管理规范管理规范、煤矿瓦斯抽采工程设煤矿瓦斯抽采工程设计规范计规范等国家政令将瓦斯抽放等国家政令将瓦斯抽放法制法制化化：明确应安装瓦斯抽放系统的矿井：明确应安装瓦斯抽放系统的矿井以及应当安装何种抽放系统。以及应当安装何种抽放系统。2.瓦斯抽放的目的和意义目的：（1）预防瓦斯超限、确保矿井安全生产。（2）开采保护层并具有抽放瓦斯系统的矿井，应抽放被保护层的卸压瓦斯。（3）无保护层可采的矿井，预抽瓦斯可作为区域性或局部防突措施来使用。（4）开发利用资源，变害为利。2.瓦斯抽放的目的、意义意义：(1)瓦斯抽放是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施。(2)瓦斯抽放能够解决矿井仅靠通风难以解决的难题，降低矿井通风成本。(3)瓦斯抽放能够利用宝贵的瓦斯资源。安安 全全经经 济济环环 保保3.瓦斯抽放系统的组成瓦斯抽放系统主要由：瓦斯抽放系统主要由：管道、瓦斯泵、流量计、泵站、安全装置等管道、瓦斯泵、流量计、泵站、安全装置等组成。组成。瓦斯抽放管路是决定抽放投资和抽放效果的重要因素之一。瓦斯抽放管路由总管、分管及支管等组成，管材一般选用无缝钢管、焊接管等，支管也可选用玻璃钢管。瓦斯抽放系统示意图3.瓦斯抽放系统的组成 常见管路 玻璃钢管道 无缝钢管道3.瓦斯抽放系统的组成 瓦斯抽放管路的直径选择瓦斯抽放管路的直径选择 瓦斯抽放管路直径应根据绝对瓦斯涌出量、预瓦斯抽放管路直径应根据绝对瓦斯涌出量、预计的瓦斯抽出量及预计的瓦斯抽放率来确定，一般计的瓦斯抽出量及预计的瓦斯抽放率来确定，一般在采区工作面内一般选用在采区工作面内一般选用200（8吋）吋）250mm（10吋），大巷的干管选用吋），大巷的干管选用250（10吋）吋）325mm（13吋），井筒和地面选用吋），井筒和地面选用325400mm（16吋）。吋）。3.瓦斯抽放系统的组成瓦斯抽放系统的组成 瓦斯抽放管路系统的铺设标准瓦斯抽放管路系统的铺设标准 瓦斯抽放管路系统的铺设应尽量做到：井下抽放管路瓦斯抽放管路系统的铺设应尽量做到：井下抽放管路出气系统设于出气系统设于回风巷回风巷（出气口安设栅栏，悬挂警标，（出气口安设栅栏，悬挂警标，沿风流方向上栅栏距出口沿风流方向上栅栏距出口5m，下栅栏距出口，下栅栏距出口30m）；抽放管路在铺设时必须抽放管路在铺设时必须吊挂平直，离地高度不小吊挂平直，离地高度不小300mm；必须保证抽放系统中；必须保证抽放系统中 所有管路的接头所有管路的接头严密、严密、不漏气不漏气，正式抽放前，必须对所有抽放管路进行，正式抽放前，必须对所有抽放管路进行试通、试通、试漏试漏；管路铺设在有提升运输的巷道内时，抽放管路；管路铺设在有提升运输的巷道内时，抽放管路与矿车最外缘的与矿车最外缘的间隙必须大于间隙必须大于700mm；严禁瓦斯管路严禁瓦斯管路与电缆与电缆同侧同侧吊挂及与带电物体接触及砸坏瓦斯管路，吊挂及与带电物体接触及砸坏瓦斯管路，瓦斯抽放管路要每隔一定距离或在高度起伏变化处留瓦斯抽放管路要每隔一定距离或在高度起伏变化处留有有放水三通放水三通，以便在管路发生积水及有杂物堵塞时采，以便在管路发生积水及有杂物堵塞时采取措施处理。取措施处理。3.瓦斯抽放系统的组成 瓦斯泵瓦斯泵 我我国煤矿常用的瓦斯泵有国煤矿常用的瓦斯泵有3种类型：水环式真种类型：水环式真空泵、离心式瓦斯泵和回转式瓦斯泵。它们空泵、离心式瓦斯泵和回转式瓦斯泵。它们的作用是运转时产生负压，克服抽放管道内的作用是运转时产生负压，克服抽放管道内的阻力，并在钻孔口造成适当的抽放负压，的阻力，并在钻孔口造成适当的抽放负压，将岩层内的瓦斯抽出。将岩层内的瓦斯抽出。3.瓦斯抽放系统的组成 常见瓦斯泵常见瓦斯泵3.瓦斯抽放系统的组成 流量计流量计为了全面掌握与管理井下瓦斯抽放情况，需要在总为了全面掌握与管理井下瓦斯抽放情况，需要在总管、支管和各个钻场内安设测定瓦斯流量的流计，管、支管和各个钻场内安设测定瓦斯流量的流计，目前井下一般采用孔板流量计。孔板流量计比较单目前井下一般采用孔板流量计。孔板流量计比较单方便，使用时安装在管道中，用水柱压差计测出孔方便，使用时安装在管道中，用水柱压差计测出孔板前后的压差和管内瓦斯浓度，即可计算出标准状板前后的压差和管内瓦斯浓度，即可计算出标准状态下的混合气体流量。态下的混合气体流量。3.瓦斯抽放系统的组成 瓦斯抽放泵站的组成瓦斯抽放泵站的组成瓦斯抽放泵站瓦斯抽放泵站地面固定式瓦斯抽放泵房地面固定式瓦斯抽放泵房 井下临时抽放瓦斯泵站井下临时抽放瓦斯泵站3.瓦斯抽放系统的组成地面固定式瓦斯抽放泵房应符合的要求：地面固定式瓦斯抽放泵房应符合的要求：(1)地面泵房必须用不燃性材料建筑，并必须有防雷地面泵房必须用不燃性材料建筑，并必须有防雷电装置。其距进风井口和主要建筑物不得小于电装置。其距进风井口和主要建筑物不得小于50m，并用栅栏或围墙保护。，并用栅栏或围墙保护。(2)地面泵房和泵房周围地面泵房和泵房周围20m范围内。禁止堆积易燃范围内。禁止堆积易燃物和有明火。物和有明火。(3)抽放瓦斯泵及其附属设备，至少应有抽放瓦斯泵及其附属设备，至少应有1套备用。套备用。(4)地面泵房内电气设备、照明和其他电气仪地面泵房内电气设备、照明和其他电气仪表都应采用矿用防爆型，否则必须采取安全表都应采用矿用防爆型，否则必须采取安全措施。措施。地面固定式瓦斯抽放泵房应符合的要求地面固定式瓦斯抽放泵房应符合的要求(5)泵房必须有直通矿调度室的电话和检测管道瓦斯泵房必须有直通矿调度室的电话和检测管道瓦斯浓度、流量、压力等参数的仪表或自动监测系统。浓度、流量、压力等参数的仪表或自动监测系统。(6)干式抽放瓦斯泵吸气侧管路系统中，必须装设有干式抽放瓦斯泵吸气侧管路系统中，必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置，并定防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置，并定期检查，保持性能良好。抽放瓦斯泵站放空管的期检查，保持性能良好。抽放瓦斯泵站放空管的高度应超过泵房房顶高度应超过泵房房顶3m。井下临时抽放瓦斯泵站要求井下临时抽放瓦斯泵站要求(1)临时抽放瓦斯泵站应安设在抽放瓦斯地点附临时抽放瓦斯泵站应安设在抽放瓦斯地点附近的新鲜风流中。近的新鲜风流中。(2)抽出的瓦斯可引排到地面、总回风巷或分区抽出的瓦斯可引排到地面、总回风巷或分区回风巷，但必须保证稀释后风流中的瓦斯浓回风巷，但必须保证稀释后风流中的瓦斯浓度不超限。在建有地面永久抽放系统的矿井，度不超限。在建有地面永久抽放系统的矿井，临时泵站抽出的瓦斯可送至永久抽放系统的临时泵站抽出的瓦斯可送至永久抽放系统的管路内，但必须使矿井抽放系统的瓦斯浓度管路内，但必须使矿井抽放系统的瓦斯浓度符合有关规定。符合有关规定。井下临时抽放瓦斯泵站要求井下临时抽放瓦斯泵站要求(3)抽出的瓦斯排入回风巷时，在抽放瓦斯管路抽出的瓦斯排入回风巷时，在抽放瓦斯管路出口处必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。栅栏出口处必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。栅栏设置的位置是上风侧距管路出口设置的位置是上风侧距管路出口5m，下风侧，下风侧距管路出口距管路出口30m，两栅栏间禁止任何作业。，两栅栏间禁止任何作业。(4)在下风侧栅栏外必须设甲烷检测报警仪，巷在下风侧栅栏外必须设甲烷检测报警仪，巷道风流中瓦斯浓度超限报警时，应断电、停道风流中瓦斯浓度超限报警时，应断电、停止抽放瓦斯，进行处理。止抽放瓦斯，进行处理。井下临时抽放瓦斯泵站要求井下临时抽放瓦斯泵站要求（5）泵站安装地点巷道的高度、长度、宽度等应）泵站安装地点巷道的高度、长度、宽度等应符合安装瓦斯泵的参数要求，巷道支护情况应良符合安装瓦斯泵的参数要求，巷道支护情况应良好，以免瓦斯泵长期运转过程中遇到巷道出现异常好，以免瓦斯泵长期运转过程中遇到巷道出现异常变形后而搬迁设备，影响抽放工作。泵站安装时，变形后而搬迁设备，影响抽放工作。泵站安装时，应考虑其使用期限，若使用时间较长，应同时安装应考虑其使用期限，若使用时间较长，应同时安装有同等型号的备用瓦斯泵，以便运行泵在使用过程有同等型号的备用瓦斯泵，以便运行泵在使用过程中出现故障而及时切换使用。瓦斯泵的安装要符合中出现故障而及时切换使用。瓦斯泵的安装要符合运转平稳、供排水系统齐全、噪音小的原则。运转平稳、供排水系统齐全、噪音小的原则。3.瓦斯抽放系统的组成 安全装置安全装置常用的安全装置有常用的安全装置有放水器、放空管、避雷器、放水器、放空管、避雷器、防回火装置、隔爆装置防回火装置、隔爆装置等。等。放水器的作用放水器的作用 抽放瓦斯管路工作时，不断有水积存在管路的低抽放瓦斯管路工作时，不断有水积存在管路的低洼处，为减少阻力保证管路安全有效的工作，洼处，为减少阻力保证管路安全有效的工作，应及时排放积水。因此在瓦斯抽放管路中每应及时排放积水。因此在瓦斯抽放管路中每200-300m最长不超过最长不超过500m的低洼处应安设一只放水的低洼处应安设一只放水器。器。自动放水器人工放水器放空管的作用瓦斯泵进、出侧应设立放空管，当瓦斯泵因瓦斯泵进、出侧应设立放空管，当瓦斯泵因故停抽或瓦斯浓度低于规定时，抽放管路中故停抽或瓦斯浓度低于规定时，抽放管路中的瓦斯可经放空管排到大气中去。的瓦斯可经放空管排到大气中去。放空管出放空管出口至少高出地面口至少高出地面10m，而且至少高出，而且至少高出20m范范围内建筑物围内建筑物 3m以上；放空管必须接地；以上；放空管必须接地；放空放空管周围有高压线或其他易点燃瓦斯因素时，管周围有高压线或其他易点燃瓦斯因素时，应编制专门的安全措施。应编制专门的安全措施。避雷器的作用避雷器的作用在瓦斯泵房和瓦斯罐附近的较高大的建筑物在瓦斯泵房和瓦斯罐附近的较高大的建筑物周围或中心地带应设置避雷器，其主要作用周围或中心地带应设置避雷器，其主要作用是是防止阴雨天气由于雷电引起的电火花而破防止阴雨天气由于雷电引起的电火花而破坏建筑物或点燃放空管瓦斯，防止火灾坏建筑物或点燃放空管瓦斯，防止火灾等事等事故。故。4.影响瓦斯抽放效果的因素o首先是抽放系统的稳定性要高，具备高可靠性。系统要尽可能简单。o地质条件影响巨大，是否具有高透气性的地质条件决定了瓦斯抽放的难易程度及抽放费用的高低。o合适的负压。抽放负压过低导致瓦斯不能抽出，过高的负压会导致漏气增加，从而影响主干管道瓦斯浓度。o气密性。抽放系统的“抽放”包含了负压端的“抽”：保证气密性就是保证将需要抽走的气体抽出来而不把能力浪费在漏气上；包含了正压端的“放”：抽出的瓦斯需要排放至回风巷或地面大气中，这就要求正压端同样不能漏气。如何做呢？、严格巡查管路，发现损坏及时处理；、提高封孔质量，带压封孔新工艺；、钻场施工完毕连入抽放系统后对钻场进行整体复喷浆。5.抽放瓦斯难易程度及效果评价指标o 煤层抽放瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽放难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。o钻孔瓦斯流量衰减系数 钻孔流量衰减系数表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。钻孔瓦斯流量与时间呈负指数分布。值越大，流量衰减越快，可抽性越差。5.抽放瓦斯难易程度及效果评价指标o 煤层抽放瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽放难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。o煤层透气性系数 煤层透气性系数是反映煤层瓦斯流动难以程度的标志，其物理意义是1m长的煤体上，其压力平方差为1MPa2时，通过1煤体断面，1昼夜流过的瓦斯量m。单位：/(MPa2d)1/(MPa2d)=0.025mD（毫达西）1m1AB5.抽放瓦斯难易程度及效果评价指标o 煤层抽放瓦斯难以程度主要针对预抽方法而言，主要有钻孔瓦斯流量衰减系数和煤层透气性系数两项指标，是用来衡量开采层瓦斯抽放难易程度的重要参数。根据这两项指标将未卸压原始煤层的抽放难以程度划分为三类，即容易抽放、可以抽放和较难抽放。类别钻孔瓦斯流量衰减系数d-1煤层透气性系数m2MPa-2d-1容易抽放0.00310可以抽放0.0030.05100.1较难抽放0.050.15.抽放瓦斯难易程度及效果评价指标o 先抽后采，到底抽到什么程度才可以进行采掘作业？一般用抽放率指标来衡量。根据矿井瓦斯抽放管理规范和防治煤与瓦斯突出规定，抽放率指标应符合以下规定：（1）预抽煤层瓦斯的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于）预抽煤层瓦斯的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于20%，回采工，回采工作面瓦斯抽放率应不小于作面瓦斯抽放率应不小于25%；（2）邻近层卸压瓦斯抽放的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于）邻近层卸压瓦斯抽放的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于35%，回采工作面应不小于回采工作面应不小于45%；（3）采用综合抽放方法的矿井采用综合抽放方法的矿井：矿井瓦斯抽放率应不小于：矿井瓦斯抽放率应不小于30%。（4）煤与瓦斯突出矿井煤与瓦斯突出矿井：预抽煤层瓦斯后，突出煤层含量应小于该：预抽煤层瓦斯后，突出煤层含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量，无相关数据则必须把煤层瓦煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量，无相关数据则必须把煤层瓦斯含量降到斯含量降到8m/t以下或将瓦斯压力降到以下或将瓦斯压力降到0.74MPa（表压）以下。（表压）以下。o 谢谢！感谢您的陪伴，提前祝您新年愉快！结束语谢谢