云煤二礦地面固定瓦斯抽采系統的建立與使用

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）

云煤二礦地面固定瓦斯抽采系統的建立與使用

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概況，分析了地面瓦斯抽采系統投運效果，并總結出云蓋山煤礦二礦建立地面固定瓦斯抽采系統的可行性。

抽采泵站；系統概況；效益；可行性

1 礦井概況

云蓋山煤礦二礦（以下簡稱云煤二礦）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，2003年元月正式投產，設計生產能力9萬噸/a，2006年核定生產能力為18萬噸/a，2008年技術改造完成后，礦井生產能力為45萬噸/a。

1.1 地質概況

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，區內煤層平均厚度為3.78m，其中韓家門斷層以上煤層平均厚度為4.56m。根據最新核查資料，截止2013年底礦井保有地質儲量1 881萬噸，可采儲量970萬噸。

礦區基本構造形態為走向北東，傾向南東的單斜構造。煤層傾角13°～20°，走向NE35°～42°；傾向SE35°～48°；區內主要構造為走向正斷層，并把井田切割為階梯狀的三個大塊段。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成地壘構造且位于井田的淺部，煤層瓦斯相對較小；而韓家門正斷層與深部的云蓋山正斷層構成地塹，同時與牛頸山斷層系斜交瓦斯地質規律較復雜，煤層受擠壓、剪切作用強烈。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，構造復雜。瓦斯保存條件較好。礦區構造為中等-簡單。井田內水文地質條件簡單，屬貧水區。

1.2 礦井通風、瓦斯情況

礦井通風系統采用中央并列抽出式，其中副斜井、主立井進風，回風立井回風。主通風機選用兩臺南陽防爆集團有限公司生產的高效節能防爆對旋式通風機，型號BDK618Ⅱ-6-№.18，額定風量1 800～4 980m3/min，負壓400～2700 Pa，一用一備，功率2×110 kW。礦井總進風量4 094m3/min，總回風量4 231m3/ min，礦井有效風量3 675m3/min，通風負壓為760 Pa，等積孔為3.0 4m2。根據河南省工業和信息化廳文件豫工信煤[2014]7號文件2013年礦井瓦斯等級鑒定結果：瓦斯絕對涌出量為4.97m3/ min，相對涌出量為3.70m3/t，屬瓦斯礦井。礦井煤塵具有爆炸危險性，爆炸指數為17.99%；礦井煤層自燃發火傾向等級鑒定結果為Ш類，屬于不易自燃煤層。

2 地面固定瓦斯抽采系統概況

按照河南理工大學對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初步設計》，預測云煤二礦深層開采后期瓦斯涌出量將達73.59m3/min。因此，云煤二礦選擇建立地面固定瓦斯抽采系統。

2.1 瓦斯抽放泵

云煤二礦地面建有兩套抽采系統，一套為兩臺2BEF60型水環真空泵，其電機額定功率280 kW，額定工況流量240m3/min；另一套為兩臺2BEF40型水環真空泵，其電機額定功率132 kW，額定工況流量104m3/min，瓦斯抽放主管道采用兩趟DN350mm的無縫鋼管，沿回風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。

2.2 水環式真空泵

云煤二礦二1煤層具有透氣性較差、抽采量不穩定的特點，考慮到低瓦斯濃度時的安全性，采用水環式真空泵作為瓦斯抽采泵。采空區抽采系統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泵站額定工況流量，均能夠滿足采空區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，根據采空區和本煤層的實際瓦斯抽采需要，采空區抽采系統和本煤層抽采系統可互相轉換進行抽采。

2.3 供水系統

云煤二礦地面原有的2BEF40型抽放泵供水系統池規格為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廣場用水管網，泵站內設有循環水池，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無縫鋼管。其中一趟管路從回風立井鋪設至井下，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至井下，主要用于采空區抽放。主管道安裝有在線監控、孔板流量計、除渣器、放水器等抽采設施。各支管道采用DN200 mmPVC膠管，各趟支管道安裝有孔板流量計、在線監測等計量裝置，做到瓦斯抽采監控到位。井下抽放管路連接方式均采用法蘭盤加墊片進行連接。

2.5 安全監測及安全裝置

云煤二礦瓦斯抽放系統安裝有重慶煤科院生產的KJ90NB型在線抽采計量裝置，與我礦KJ90NB監控系統關聯上傳，與監控系統并用。能夠實時監測抽采負壓、流量、甲烷抽采濃度、溫度、管道一氧化碳濃度等抽采參數，并能自動累計抽采瓦斯量。礦井目前共安裝7套抽采計量裝置，各設備運行正常，可以滿足抽采計量需要。地面抽采泵站進氣端采用孔板流量計進行計量，出氣端采用新型的WYS型管道氣體參數監測儀進行測定。地面泵站抽采所有設備的金屬外殼都進行了接地，瓦斯抽采管路也進行了接地。抽采泵站進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投運效果分析

目前，云煤二礦地面瓦斯抽放系統主要擔負著礦井一個綜采工作面和兩個煤巷掘進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定、抽采工程初期經濟投入較大等因素，礦井目前沒考慮瓦斯大規模綜合利用。云煤二礦二1煤層隨采深的增加瓦斯含量增大，開采中后期礦井產量將會增大，若不實現瓦斯抽采，將嚴重威脅礦井生產安全，制約礦井的發展。地面固定瓦斯抽采站設備結構簡單，運行可靠，降低了安全威脅，又促進了礦井今后的發展。

4 結論

云煤二礦地面瓦斯抽采系統自建立以來，徹底解決了礦井部分區域瓦斯涌出異常存在的諸多安全問題，為礦井深層開采瓦斯治理打下了堅實的基礎。云煤二礦地面瓦斯抽采系統的創建和使用，也進一步為永錦公司其他礦井建立地面固定瓦斯抽采系統積累了寶貴經驗。鑒于當前煤炭形勢，只有加強瓦斯管理，建立地面瓦斯抽采系統，是礦井瓦斯治理的必然途徑，值得推廣應用。

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

TD712.6

A

1671-0037（2014）10-86-2

秦坤（1992-），男，技術員，本科，研究方向：煤礦通風技術管理。