保德煤矿刘家堰高负压瓦斯抽放系统的成功应用

康先勇

摘 要：神华神东煤炭集团公司保德煤矿（简称保德煤矿）位于山西省保德县，随着瓦斯涌出量的逐年增加，原有刘家堰瓦斯抽放泵站不能满足矿井通风要求，通过对煤层瓦斯基础参数和瓦斯涌出量的分析预测，结合保德煤矿的实际情况，找到了适合保德煤矿开采层瓦斯预抽方法，布置瓦斯抽放管路和地面高负压抽放泵站，从而建立起了一套瓦斯抽放系统，通过该套抽放系统的平稳运行，取得了瓦斯治理的良好效果。

关键词：瓦斯 预抽泵站 高负压

中图分类号：TD712.6 文献标识码：A 文章编号：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

中国神华能源股份有限责任公司神东煤炭集团公司保德煤矿（以下简称保德煤矿）刘家堰立风井担负一、五盘区通风任务，随着瓦斯涌出量逐年增加，原有刘家堰瓦斯抽放泵站不能满足矿井通风要求，故在地面重新建立一套瓦斯抽采系统，即高负压瓦斯抽采系统。

1 基本情况

中国神华能源股份有限公司神东煤炭集团公司保德煤矿，采用中央边界抽出式通风系统，通风方法为抽出式，矿井总进风27510 m3/min，矿井通风等级孔11.2 m2，根据8号煤层实测瓦斯基础参数，预测五盘区采区相对量8.55 m3/t，绝对量143.94 m3/t，8号煤层的参数分别为：百米钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0047-0.049d-1左右，煤层透气性系数为0.17-0.80 m2/MPa2·d左右。

2 瓦斯抽采方法

2.1 开采层瓦斯抽采方法

由于开采层是回采工作面的主要瓦斯来源，故采取千米钻孔和倾斜钻孔相结合抽采方法。在回采工作面切眼、主回撤通道、分别施工平行进回风顺槽的千米钻孔，工作面剩余长度利用4L、6L钻机施工倾斜钻孔，为了防止长钻孔孔底抽放效果差，在长钻孔底200 m范围内施工交叉钻孔，抽采钻孔布置，见图1。

2.2 预抽时间

保德煤矿8号煤层百米钻孔初始瓦斯涌出量为0.0313 m3/min·100 m，钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0205d-1。工作面长240 m；百米钻孔在不同时间t内可抽采的瓦斯总量（Qt）和钻孔抽采有效系数（K），得出在预抽时间9月，钻孔抽采有效系数已达到99.61，故预抽时间为9月。

2.3 钻孔间距

抽采影响范围按照公式η=100·Qt/（L·M·D·Y·X）进行计算：在钻孔影响范围为5 m的情况下，本煤层预抽时间为9个月时，钻孔影响范围内瓦斯抽采率为12.38%，确定钻孔间距定为5 m，能够满足抽采要求。

3 瓦斯抽采管径

本煤层预抽及边采边抽、掘进面抽采采用高负压抽采系统。根据公式d=0.1457（Q/V）1/2，矿井、工作面的瓦斯抽采量预计结果，高负压瓦斯抽采量，高负压系统62.76 m3/min，高负压抽采系统浓度为50%左右，按上式计算管径并留有一定余量，保德煤矿瓦斯抽采管径选择820 mm。

4 抽采设备选型

瓦斯抽采泵流量203.97 m3/min，高负瓦斯抽采系统最大管路压力：H高=62042 Pa，工况压力高负压系统抽采泵工况压力取39283 Pa，高负压系统所需Q泵高=203.97 m3/min，泵的绝对压力为68379 Pa。利用现有地面瓦斯抽采泵站型号为2BEC72型水环真空泵，最大抽气量为560 m3/min，可以满足矿井高负压瓦斯抽采系统需求。瓦斯抽采站及其它监测监控、给排水、采暖及供热省略。

5 结论

（1）刘家堰高负压瓦斯抽放泵站用于瓦斯预抽、实现边掘边抽、减少了回采、掘进工作面的瓦斯涌出，自投入使用以来，整套系统运行平稳，满足矿井生产出煤需要。

（2）彻底取消了井下抽放泵站，杜绝了井下排放瓦斯的重大安全隐患，大大提高了矿井安全系数。

（3）通过瓦斯预抽，降低了瓦斯涌出压力，起到了消突效果，从根本上解决了瓦斯突出隐患。

（4）为神东煤炭集团公司的其它矿井瓦斯治理起到了试点，具有指导意义。

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