秦 坤 牛首超 張艷峰

（河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦二礦，河南 許昌 461683）

云煤二礦地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)的建立與使用

秦 坤 牛首超 張艷峰

（河南永錦能源有限公司云蓋山煤礦二礦，河南 許昌 461683）

本文主要介紹了云蓋山煤礦二礦礦井概況和地面固定瓦斯抽采泵站的系統(tǒng)概況，分析了地面瓦斯抽采系統(tǒng)投運(yùn)效果，并總結(jié)出云蓋山煤礦二礦建立地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)的可行性。

抽采泵站；系統(tǒng)概況；效益；可行性

1 礦井概況

云蓋山煤礦二礦（以下簡(jiǎn)稱云煤二礦）隸屬于河南永錦能源有限公司。位于禹州市磨街鄉(xiāng)劉門村東北，東距禹州市35公里。礦井始建于1997年4月，2001年3月建成并開始試生產(chǎn)，2003年元月正式投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力9萬(wàn)噸/a，2006年核定生產(chǎn)能力為18萬(wàn)噸/a，2008年技術(shù)改造完成后，礦井生產(chǎn)能力為45萬(wàn)噸/a。

1.1 地質(zhì)概況

礦井井田是云蓋山井田西南部的一部分，井田面積約6.004 km2，區(qū)內(nèi)煤層平均厚度為3.78m，其中韓家門斷層以上煤層平均厚度為4.56m。根據(jù)最新核查資料，截止2013年底礦井保有地質(zhì)儲(chǔ)量1 881萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量970萬(wàn)噸。

礦區(qū)基本構(gòu)造形態(tài)為走向北東，傾向南東的單斜構(gòu)造。煤層傾角13°～20°，走向NE35°～42°；傾向SE35°～48°；區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為走向正斷層，并把井田切割為階梯狀的三個(gè)大塊段。淺部的花溝斷層是井田的上部邊界，深部下白峪斷層是井田的下部邊界，西端的牛頸山斜交正斷層是井田的西部邊界，韓家門正斷層與淺部的花溝正斷層構(gòu)成地壘構(gòu)造且位于井田的淺部，煤層瓦斯相對(duì)較小；而韓家門正斷層與深部的云蓋山正斷層構(gòu)成地塹，同時(shí)與牛頸山斷層系斜交瓦斯地質(zhì)規(guī)律較復(fù)雜，煤層受擠壓、剪切作用強(qiáng)烈。深部塊段被下白峪、牛頸山、龍泉寺和云蓋山斷層切割成平行四邊形，構(gòu)造復(fù)雜。瓦斯保存條件較好。礦區(qū)構(gòu)造為中等-簡(jiǎn)單。井田內(nèi)水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，屬貧水區(qū)。

1.2 礦井通風(fēng)、瓦斯情況

礦井通風(fēng)系統(tǒng)采用中央并列抽出式，其中副斜井、主立井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。主通風(fēng)機(jī)選用兩臺(tái)南陽(yáng)防爆集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的高效節(jié)能防爆對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)，型號(hào)BDK618Ⅱ-6-№.18，額定風(fēng)量1 800～4 980m3/min，負(fù)壓400～2700 Pa，一用一備，功率2×110 kW。礦井總進(jìn)風(fēng)量4 094m3/min，總回風(fēng)量4 231m3/ min，礦井有效風(fēng)量3 675m3/min，通風(fēng)負(fù)壓為760 Pa，等積孔為3.0 4m2。根據(jù)河南省工業(yè)和信息化廳文件豫工信煤[2014]7號(hào)文件2013年礦井瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果：瓦斯絕對(duì)涌出量為4.97m3/ min，相對(duì)涌出量為3.70m3/t，屬瓦斯礦井。礦井煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性，爆炸指數(shù)為17.99%；礦井煤層自燃發(fā)火傾向等級(jí)鑒定結(jié)果為Ш類，屬于不易自燃煤層。

2 地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)概況

按照河南理工大學(xué)對(duì)河南永錦能源公司云蓋山煤礦二礦《地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)》，預(yù)測(cè)云煤二礦深層開采后期瓦斯涌出量將達(dá)73.59m3/min。因此，云煤二礦選擇建立地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)。

2.1 瓦斯抽放泵

云煤二礦地面建有兩套抽采系統(tǒng)，一套為兩臺(tái)2BEF60型水環(huán)真空泵，其電機(jī)額定功率280 kW，額定工況流量240m3/min；另一套為兩臺(tái)2BEF40型水環(huán)真空泵，其電機(jī)額定功率132 kW，額定工況流量104m3/min，瓦斯抽放主管道采用兩趟DN350mm的無(wú)縫鋼管，沿回風(fēng)立井和瓦斯抽采立眼鋪至井下與DN200mm聚乙烯瓦斯抽放支管連接形成抽采系統(tǒng)。

2.2 水環(huán)式真空泵

云煤二礦二1煤層具有透氣性較差、抽采量不穩(wěn)定的特點(diǎn)，考慮到低瓦斯?jié)舛葧r(shí)的安全性，采用水環(huán)式真空泵作為瓦斯抽采泵。采空區(qū)抽采系統(tǒng)的瓦斯抽采泵的流量為140.8m3/min，抽采泵的壓力為75KPa。本煤層抽采系統(tǒng)的瓦斯抽采泵的流量為88.3m3/min，抽采泵的壓力為71 KPa。因此，云煤二礦地面建立的兩套瓦斯抽采系統(tǒng)泵站額定工況流量，均能夠滿足采空區(qū)和本煤層抽采流量和工況壓力的要求。并且，在礦井抽采期間，根據(jù)采空區(qū)和本煤層的實(shí)際瓦斯抽采需要，采空區(qū)抽采系統(tǒng)和本煤層抽采系統(tǒng)可互相轉(zhuǎn)換進(jìn)行抽采。

2.3 供水系統(tǒng)

云煤二礦地面原有的2BEF40型抽放泵供水系統(tǒng)池規(guī)格為4×4×4m，容量為64m3與2BEF60型抽放泵共用。云煤二礦瓦斯抽采泵站水源引自工業(yè)廣場(chǎng)用水管網(wǎng)，泵站內(nèi)設(shè)有循環(huán)水池，能夠滿足需求。

2.4 抽放管路布置情況

云煤二礦從地面抽采泵站至井下安裝有兩趟主抽放管道，管道采用DN350mm無(wú)縫鋼管。其中一趟管路從回風(fēng)立井鋪設(shè)至井下，主要用于礦井本煤層抽放；另一趟管路從瓦斯抽采立眼鋪設(shè)至井下，主要用于采空區(qū)抽放。主管道安裝有在線監(jiān)控、孔板流量計(jì)、除渣器、放水器等抽采設(shè)施。各支管道采用DN200 mmPVC膠管，各趟支管道安裝有孔板流量計(jì)、在線監(jiān)測(cè)等計(jì)量裝置，做到瓦斯抽采監(jiān)控到位。井下抽放管路連接方式均采用法蘭盤加墊片進(jìn)行連接。

2.5 安全監(jiān)測(cè)及安全裝置

云煤二礦瓦斯抽放系統(tǒng)安裝有重慶煤科院生產(chǎn)的KJ90NB型在線抽采計(jì)量裝置，與我礦KJ90NB監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)聯(lián)上傳，與監(jiān)控系統(tǒng)并用。能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)抽采負(fù)壓、流量、甲烷抽采濃度、溫度、管道一氧化碳濃度等抽采參數(shù)，并能自動(dòng)累計(jì)抽采瓦斯量。礦井目前共安裝7套抽采計(jì)量裝置，各設(shè)備運(yùn)行正常，可以滿足抽采計(jì)量需要。地面抽采泵站進(jìn)氣端采用孔板流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，出氣端采用新型的WYS型管道氣體參數(shù)監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行測(cè)定。地面泵站抽采所有設(shè)備的金屬外殼都進(jìn)行了接地，瓦斯抽采管路也進(jìn)行了接地。抽采泵站進(jìn)氣端安裝水封式防爆防火裝置，采用的防爆、防回火裝置，能夠起到防回火、防爆炸的功能。

3 地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)投運(yùn)效果分析

目前，云煤二礦地面瓦斯抽放系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)著礦井一個(gè)綜采工作面和兩個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面的瓦斯抽采工作。由于云煤二礦初期瓦斯抽采量不穩(wěn)定、抽采工程初期經(jīng)濟(jì)投入較大等因素，礦井目前沒(méi)考慮瓦斯大規(guī)模綜合利用。云煤二礦二1煤層隨采深的增加瓦斯含量增大，開采中后期礦井產(chǎn)量將會(huì)增大，若不實(shí)現(xiàn)瓦斯抽采，將嚴(yán)重威脅礦井生產(chǎn)安全，制約礦井的發(fā)展。地面固定瓦斯抽采站設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，降低了安全威脅，又促進(jìn)了礦井今后的發(fā)展。

4 結(jié)論

云煤二礦地面瓦斯抽采系統(tǒng)自建立以來(lái)，徹底解決了礦井部分區(qū)域瓦斯涌出異常存在的諸多安全問(wèn)題，為礦井深層開采瓦斯治理打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。云煤二礦地面瓦斯抽采系統(tǒng)的創(chuàng)建和使用，也進(jìn)一步為永錦公司其他礦井建立地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。鑒于當(dāng)前煤炭形勢(shì)，只有加強(qiáng)瓦斯管理，建立地面瓦斯抽采系統(tǒng)，是礦井瓦斯治理的必然途徑，值得推廣應(yīng)用。

[1]呂健全，謝勁松，李松虎.超化煤礦地面瓦斯抽放系統(tǒng)創(chuàng)建與使用[J].煤炭技術(shù)，2005（8）.

TD712.6

A

1671-0037（2014）10-86-2

秦坤（1992-），男，技術(shù)員，本科，研究方向：煤礦通風(fēng)技術(shù)管理。