课程设计课程名称：煤矿安全课程设计学生姓名：罗雪松专业班级：安全141 指导教师：宫良伟、黄文祥实习时间：2015.12.28~2015.1.10 实习地点：校内重庆工程职业技术学院目录前言 (1)1鱼田堡煤矿概括 (2)1.1地理位置及交通 (2)1.2自然地理 (3)1.3气候特征 (3)1.4地震 (3)1.5延伸范围确定 (3)1.6矿井生产概括 (3)2瓦斯储量计算、抽放瓦斯必要性论证 (5)2.1 煤层瓦斯储量 (5)2.2煤层瓦斯瓦抽放率和可抽放量 (5)2.3抽放必要性论证 (6)2.4抽放瓦斯的可行性 (7)3煤层瓦斯抽放方法设计 (8)3.1抽放方法的比较和选择 (8)3.1.1 回采工作面本煤层瓦斯抽放 (9)3.1.2 掘进工作面瓦斯抽放 (10)3.1.3 回采工作面高位抽放 (10)3.2抽放施工 (11)3.2.1抽放钻孔布置 (11)3.2.2 抽放钻孔参数确定 (12)3.3封孔方法 (13)3.3.1《设计规范》规定 (13)3.3.2抽放钻孔封孔方法的确定 (14)4.1矿井永久抽放系统 (15)4.2工作面瓦斯抽放设施的配置和布置 (15)4.3抽放管路的计算和选择 (16)5瓦斯泵选型 (17)5.1抽放系统管道阻力计算 (17)5.2瓦斯泵流量和压力计算 (18)5.3瓦斯泵选型确定 (19)5.4附属装置 (19)6 工作面瓦斯抽放安全技术措施 (21)6.1主要安全技术措施 (21)6.2具体安全技术措施 (21)参考文献 (24)前言设计题目：《鱼田堡煤矿二采区4210工作面本煤层瓦斯抽放设计》鱼田堡煤矿不仅工作面满足瓦斯抽放条件，而且该矿井为煤与瓦斯突出矿井，仅采用通风方法难以解决瓦斯超限问题，从而严重制约正常的生产能力；因此，为了减少和消除瓦斯威胁，保证安全生产，建立了井下瓦斯抽放系统，年抽放量可达几百万立方米。
本文介绍了该井田基本概况，计算了瓦斯的储量，对抽放瓦斯必要性进行了论证，同时陈述了其可行性。
通过对抽放方法的比较及抽放管路的计算和选择，初步设计了瓦斯抽放的方法和初步确定了工作面瓦斯抽放系统，选择了顺层钻孔先抽后采的瓦斯抽放方法和矿井永久抽放系统，又根据抽放系统管道阻力和瓦斯泵流量和压力，选择了合适的瓦斯泵型号。
最后介绍了工作面瓦斯抽放安全技术措施。
关键词：煤与瓦斯突出、瓦斯抽放、先抽后掘、安全技术措施1鱼田堡煤矿概括1.1地理位置及交通鱼田堡煤矿隶属重庆南桐矿业有限责任公司，属国有企业。
矿井位于重庆市西南部的万盛区万东镇，距万盛城区4公里,距重庆市区直线距80公里，方位152°。
其地理坐标为：东经106°52′～106°57′，北纬28°54′～28°59′。
国道川湘公路从矿区经过，綦万高速公路在綦江与渝黔高速公路相接，有三万铁路在三江镇与川黔铁路接轨，交通极为方便。
（见交通位置图）。
1.2自然地理矿井处于四川盆地的东南边缘，渝南黔北的丘陵至高原过渡带，矿井地形东南高西北低，地势陡峭，海拔在310～650m之间，属中低山区。
矿境内有刘家河和鱼田堡河，由北至南贯穿井田区域。
1.3气候特征矿井所处地区属温带气候，夏季平均气温21.5℃,最高气温42℃，冬季平均气温6℃，最低气温－2℃。
雨水丰富，年均降雨量为1023mm。
湿度较大，相对湿度最大为96.3％，最小为66.2％。
1.4地震据重庆市地震局资料，万盛区地震震级属5级，地震烈度为6度。
1.5延伸范围确定延深水平范围上起－350m标高，下止－600m标高，水平垂高250m，东以5#勘探线为界，西以鱼田堡煤矿井田边界为界。
走向全长3500m。
1.6矿井生产概括现有在册职工总人数1338人。
其中，矿山救护队员12人。
矿井的设计年产量60万t／年，2010年核定矿井生产能力为39万t／年。
2012年矿井原煤生产量36.9万t/a,属煤与瓦斯突出矿井，煤尘爆炸指数为30%～40%，有一定的爆炸危险，但未出现自燃发火。
鱼田堡煤矿开采南桐煤田中部的鱼田堡井田，西以鱼塘角刘家河河床煤柱与南桐煤矿相隔，东与东林煤矿紧邻,浅部以煤层露头为界。
深部至-600m标高。
矿区走向长4.2公里，面积4.703 Km2,共由26个拐点圈定。
含煤地层为二迭系龙潭煤组，主要为砂质页（泥）岩、钙质页岩、灰岩、煤等组成，平均厚87.8m，含煤6～7层，由下往上分别为6#、5#、4#、3#、2#、1#煤层，其中可采2层，分别为6#、4#层，局部可采一层,为5#层，5#层为保护层。
现共分四个水平，即一水平—+150m水平，二水平—-100m水平，三水平—-350m水平，四水平—-600m水平，四水平各区仅分区下座了一段半至两段。
在各水平中，一、二水平已回采完毕，三水平（-350m水平）为现目前主要生产水平。
各水平均采取双翼开采，两翼再根据各自走向情况划分为二～三个采区。
矿井开采方法采用采区前进式、区内后退式。
我矿现生产格局为3个采煤队，4个掘进队，2013年计划产量36万吨，掘进进尺11500米。
采煤：有3个工作面，4#、5#、6#煤层各1个，采用放炮落煤工艺，俯伪斜分段走向密集采煤法和柔性掩护支架采煤法；掘进：有4个掘进队，7～8个作业碛头，采用放炮掘进。
2瓦斯储量计算、抽放瓦斯必要性论证2.1 煤层瓦斯储量根据已知条件：煤层走向长1800m ，煤层倾向长160m ，煤层厚度为4m ，煤层瓦斯含量为11.8m3/t ，煤的密度为1.42t/m3，水分1.2%、灰分16%、挥发份18%，煤层透气性系数λ=0.0276（㎡/MPa 2·d ）。
可以得到原始瓦斯含量，公式如下：100/100A M Q Q d ad ）（可燃基原--⨯=式中：Q 原——矿井原始瓦斯含量，m ³/t;Q 可燃基——可燃基瓦斯含量，m ³/t;Mad ——水分；Ad ——灰分。
可得： Q 原=11.8×（100-1.2-18）/100=9.54可采层瓦斯储量：W= Q 原×L ×H ×D ×ρ式中：Q 原——煤层原始瓦斯含量，m ³/t ；L ——煤层工作面走向长度，m ；H ——煤层厚度，m ；D ——煤层倾向长度，m ；ρ——煤层的密度，t/m ³。
可得： W= Q 原×L ×H ×D ×ρ=9.54×1800×4×160×1.42=1560.6万m 32.2煤层瓦斯瓦抽放率和可抽放量1. 工作面开采层(本煤层)抽放率g g K g W Q d ⨯=100 或 gCgy gC K g Q q Q d +⨯=100 式中 d gK —工作面(开采层)抽放率，%；Qg—在一定时间内工作面(开采层)抽出的总瓦斯量，Mm3；Wg—工作面(开采层)的瓦斯储量，Mm3；QgC—从工作面(开采层)抽出的瓦斯量，m3/min；qgy—从工作面(开采层)涌出的瓦斯量，m3/min。
《矿井瓦斯抽放规范》要求：回采工作面抽出率不小于25%。
经计算得，回采工作面的抽出率为32%。
2.工作面的瓦斯可抽放量WK =W×dK式中 WK—煤层瓦斯可抽放量m3；W—煤层瓦斯储量m3；dK—煤层瓦斯抽放率（%）可得：Wk=1560.6×32%=499.4万m3预抽纯量Q纯: Q纯=W k/(24×60×330)= 10.51(m³/min)抽放量：Q= Q纯/0.4= 26.3(m³/min)2.3抽放必要性论证1.矿井瓦斯抽放规定（1）有下列情况的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统：（2）一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的；（3）矿井绝对瓦斯涌出量≥40m3/min或矿井相对瓦斯涌出量≥10m3/t.d的；（4）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
2.工作面抽放瓦斯的必要性该矿采煤工作面煤层开采瓦斯涌出量QCH4=3.405m3/min、qCH4=12.258m3/t，第二掘进工作面瓦斯涌出量QCH4=3.03m3/min、qCH4=10.9m3/t，又该矿为煤与瓦斯突出矿井。
综合分析：工作面瓦斯涌出量较大，如不抽放煤层瓦斯，仅采用通风方法难以解决瓦斯超限问题，从而严重制约正常的生产能力；因此，只有进行工作面煤层瓦斯抽放，才是解决瓦斯超限问题本质的最有效方法。
2.4抽放瓦斯的可行性本煤层瓦斯抽放的可行性是指在自然透气条件下进行预抽的可能性.衡量本煤层瓦斯预抽可行性指标有三个：煤层透气性系数(λ)，钻孔瓦斯流量衰减系数（α）和百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系数(Qj).目前，某煤矿基本没有测定钻孔瓦斯流量衰减系数和百米钻孔瓦斯极限抽放量，但煤层透气性系数λ=0.0276m2/MP2·d；依据《矿井瓦斯抽放设计规范》划分的抽放瓦斯难易程度分类标准（表2—4），对比分析××工作面归属×抽放瓦斯煤层；并结合工作面开采煤层瓦斯抽放必要性的分析，采用煤层瓦斯抽放开采，是可行性的安全保障措施。
按λ、α和Qj判定本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2－4示.表2-4抽放瓦斯难易程度分类类别钻孔流量衰减系数(d-1)百米钻孔瓦斯极限抽放量(m3)煤层透气性系数(m2/Mpa2·d)容易抽放0.003 >14400 ＞10 可以抽放0.003～0.05 14400-2880 10～0.1 较难抽放＞0.05 <2880 ＜0.13煤层瓦斯抽放方法设计3.1抽放方法的比较和选择（1）抽放方法的分类和选择瓦斯抽放方法的规定：a.按抽出瓦斯来源分：本煤层抽采、邻近层抽采、采空区抽采。
b.按被抽采煤层的卸压状况分：原始煤体未卸压预抽瓦斯；煤层卸压后抽瓦斯。
c.按抽采瓦斯源的汇集工程方法分：抽采瓦斯钻孔法、抽采瓦斯巷道法和抽采瓦斯钻孔巷道综合法。
根据《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计规范》规定：选择抽放瓦斯方法，应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素经技术经济比较确定。
并应符合下列要求：a)尽可能利用开采巷道抽放瓦斯，必要时可设专用抽放瓦斯巷道；b)适应煤层的赋存条件及开采技术条件；c)有利于提高瓦斯抽放率；d)抽放效果好，抽放的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求；e)尽量采用综合抽放；f)抽放瓦斯工程系统简单，有利于维护和安全生产，建设投资省，抽放成本低。
根据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范》第7.1.2条规定：按矿井瓦斯来源实施开采煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放；第7.1.3条规定：多瓦斯来源的矿井，应采用综合瓦斯抽放方法。