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（二）本煤层瓦斯抽采方法

12014采面采用运输顺槽按方位角320度，倾角+8度向回风巷施工布置瓦斯抽放钻孔，布置瓦斯抽放钻孔预抽煤层瓦斯，使用ZY-750钻机，75mm合金钻头，(根据织金县三甲煤矿21#煤层瓦斯抽采钻孔实测有效抽采半径报告）确定孔间距为6米，孔深108米。

根据12104工作面煤层倾角来确定工作面本煤层瓦斯抽采钻孔施工角度，具体做法：采用地质罗盘测定钻孔施工方位，坡度规测量出掘进巷道煤层顶板倾角，此倾角即为本煤层瓦斯抽采钻孔施工角度。迎头封孔方法进行。

（附瓦斯抽放设计图）

14102工作面本煤层瓦斯抽放高负压管路采用二趟Φ150mm聚乙烯瓦斯管路，布置在12104运输顺槽，瓦斯抽放管布置在巷道里帮，距顶300mm，距帮300mm。利用原顶板锚索每间隔2.4m设置1个吊点，从停采线往里Φ150mm聚乙烯瓦斯抽放管路与短接三通间隔相接，每个短接三通上留一个分支钻孔管路，分支钻孔管路与各个瓦斯抽放钻孔采用抽采专用胶管相连接，在各联抽器上安装手动放水器，Φ150mm聚乙烯瓦斯抽采管路与矿井总回风巷Φ200mm瓦斯抽采管路相连接，建立高负压抽采系统。

（三）高负压本煤层瓦斯抽采管路选择

（1）管径的选择

瓦斯管内气体流速，一般取5～10m/s，本次流速取8m/s，管道直径按下式计算。 D=0.1457（Q/V）1/2

式中 D----抽放瓦斯管内径，单位m； Q----瓦斯管中混合瓦斯流量，取13m3/min ； V----瓦斯管内的气体流速，取8m/s； 0.1457----修正系数。

将有关数据代入D=0.1457（Q/V）1/2 D=0.1457（13/8）1/2=0.118（m）

实际根据现有管材管道内径为150mm的聚乙烯瓦斯抽放管符合要求。 （2）管路壁厚验算 A=Pmax×D/2Pn

式中： A----管道壁厚，cm；

Pmax----管道最大工作压力,取0.04MPa； Pn----管道允许压力，取0.8MPa; D----抽放瓦斯管内径，取15cm。 将有关数据代入A=Pmax×D/(2×Pn) A=0.04×15/(2×0.8)=0.375cm

根据计算，选择Φ150×6m聚乙烯瓦斯抽放管，现抽放管道壁厚2cm，能满足要求。 2、瓦斯抽采管路阻力计算 （1）管道系统阻力计算 Hf=9.81Q2×γ×L/（K×D5）

式中： Hf----管道摩擦阻力,单位为Pa； Q----管内气体流量，单位为m3/h，取13m3/min； γ----混合瓦斯对空气的相对比重，取0.889； L-----管道长度，该线路Φ150mm管道约为420m； K-----与管径有关系数，取0.71； D-----管道内径，取15cm。

将有关数据代入Hf=9.81Q2×γ×L/（K×D5） Hf=9.81×（13×60）2×0.889×420/（0.71×155） ≈4563（Pa）

（2）管道局部阻力，一般按管道摩擦损失的10%～20%计算，取20%。 管道局部阻力为:

H=4563×20%=912.6（Pa） 管道总阻力为：

H=912.6+4563=5475.6（Pa） 3、瓦斯抽采系统所需负压

瓦斯泵的压力除了克服管道摩擦阻力与局部阻力损失外，还必须有一部分做为抽采处的负压，所以瓦斯抽采需要的负压为：

H=1.2（ΣHf+Hd）

式中： 1.2为瓦斯泵备用系数 H----抽采瓦斯泵的负压，Pa

ΣHf---管道阻力和，Pa

Hd----要求钻孔口的负压，取13000 Pa 将有关数据代入H=1.2（ΣHf+Hd） H=1.2×（5475.6+13000） ≈22170.72（pa）

选用2BEA303型地面固定高负压瓦斯抽放泵，其正常可提供抽采负压为30～40kPa，能满足抽放需要。

（四）采空区低负压埋管

为解决工作面上隅角瓦斯，在12104工作面回风巷安装一趟压负压抽放管道，每隔12米分别安装三通一个，当回采到三通处时，上隅角处的三通上安装筛孔竖管，砌隔离抽放采空区瓦斯；如埋管不能有效解决上隅角瓦斯时，增加插管抽放上隅角瓦斯，插管采用3根直径3寸的弹簧管一端联接到后一个三通上，别一端埋在上隅角隔离墙内，距墙30cm、距顶板30cm。

1、瓦斯抽采管路选择

（1）管径的选择

瓦斯管内气体流速，一般取5～20m/s，本次流速取20m/s，管道直径按下式计算。 D=0.1457（Q/V）1/2

式中 D----抽放瓦斯管内径，单位m； Q----瓦斯管中混合瓦斯流量，取20m3/min ； V----瓦斯管内的气体流速，取12m/s； 0.1457----修正系数。

将有关数据代入D=0.1457（Q/V）1/2 D=0.1457（20/12）1/2=0.188（m）

实际根据现有管材管道内径为250mm的PVC瓦斯抽采管符合要求。 （2）管路壁厚验算 A=Pmax×D/2Pn

式中： A----管道壁厚，cm； Pmax----管道最大工作压力,取0.04MPa； Pn----管道允许压力，取0.8MPa;

D----抽放瓦斯管内径，取25cm。 将有关数据代入A=Pmax×D/(2×Pn) A=0.04×25/(2×0.8)=0.625cm

根据计算，选择Φ250×6m铁皮瓦斯抽采管，抽采管道壁厚13.3mm，能满足要求。

2、瓦斯抽采管路阻力计算

（1）管道系统阻力计算 Hf=9.81Q2×γ×L/（K×D5）

式中： Hf----管道摩擦阻力,单位为Pa； Q----管内气体流量，单位为m3/h，取20m3/min； γ----混合瓦斯对空气的相对比重，取0.889； L-----管道长度，该线路Φ250mm管道约为420m； K-----与管径有关系数，取0.71； D-----管道内径，取25cm。

将有关数据代入Hf=9.81Q2×γ×L/（K×D5）

Hf=9.81×（20×60）2×0.889×420/（0.71×255）≈760.7（Pa） （2）管道局部阻力，一般按管道摩擦损失的10%～20%计算，取20%。 管道局部阻力为H=760.7×20%=152（Pa） 管道总阻力为：H=152+420=572（Pa） 以上均符合要求。

3、瓦斯抽采系统所需负压

瓦斯泵的压力除了克服管道摩擦阻力与局部阻力损失外，还必须有一部分做为抽采处的负压，所以瓦斯抽采需要的负压为：

H=1.2（ΣHf+Hd）

式中：1.2为瓦斯泵备用系数 H----抽采瓦斯泵的负压，Pa ΣHf---管道阻力和，Pa

Hd----要求负压，不大于取4000 Pa 将有关数据代入H=1.2（ΣHf+Hd） H=1.2×（572+4000） ≈5486（pa）