云煤二矿地面固定瓦斯抽采系统的建立与使用

秦 坤 牛首超 张艳峰

（河南永锦能源有限公司云盖山煤矿二矿，河南 许昌 461683）

云煤二矿地面固定瓦斯抽采系统的建立与使用

秦 坤 牛首超 张艳峰

（河南永锦能源有限公司云盖山煤矿二矿，河南 许昌 461683）

本文主要介绍了云盖山煤矿二矿矿井概况和地面固定瓦斯抽采泵站的系统概况，分析了地面瓦斯抽采系统投运效果，并总结出云盖山煤矿二矿建立地面固定瓦斯抽采系统的可行性。

抽采泵站；系统概况；效益；可行性

1 矿井概况

云盖山煤矿二矿（以下简称云煤二矿）隶属于河南永锦能源有限公司。位于禹州市磨街乡刘门村东北，东距禹州市35公里。矿井始建于1997年4月，2001年3月建成并开始试生产，2003年元月正式投产，设计生产能力9万吨/a，2006年核定生产能力为18万吨/a，2008年技术改造完成后，矿井生产能力为45万吨/a。

1.1 地质概况

矿井井田是云盖山井田西南部的一部分，井田面积约6.004 km2，区内煤层平均厚度为3.78m，其中韩家门断层以上煤层平均厚度为4.56m。根据最新核查资料，截止2013年底矿井保有地质储量1 881万吨，可采储量970万吨。

矿区基本构造形态为走向北东，倾向南东的单斜构造。煤层倾角13°～20°，走向NE35°～42°；倾向SE35°～48°；区内主要构造为走向正断层，并把井田切割为阶梯状的三个大块段。浅部的花沟断层是井田的上部边界，深部下白峪断层是井田的下部边界，西端的牛颈山斜交正断层是井田的西部边界，韩家门正断层与浅部的花沟正断层构成地垒构造且位于井田的浅部，煤层瓦斯相对较小；而韩家门正断层与深部的云盖山正断层构成地堑，同时与牛颈山断层系斜交瓦斯地质规律较复杂，煤层受挤压、剪切作用强烈。深部块段被下白峪、牛颈山、龙泉寺和云盖山断层切割成平行四边形，构造复杂。瓦斯保存条件较好。矿区构造为中等-简单。井田内水文地质条件简单，属贫水区。

1.2 矿井通风、瓦斯情况

矿井通风系统采用中央并列抽出式，其中副斜井、主立井进风，回风立井回风。主通风机选用两台南阳防爆集团有限公司生产的高效节能防爆对旋式通风机，型号BDK618Ⅱ-6-№.18，额定风量1 800～4 980m3/min，负压400～2700 Pa，一用一备，功率2×110 kW。矿井总进风量4 094m3/min，总回风量4 231m3/ min，矿井有效风量3 675m3/min，通风负压为760 Pa，等积孔为3.0 4m2。根据河南省工业和信息化厅文件豫工信煤[2014]7号文件2013年矿井瓦斯等级鉴定结果：瓦斯绝对涌出量为4.97m3/ min，相对涌出量为3.70m3/t，属瓦斯矿井。矿井煤尘具有爆炸危险性，爆炸指数为17.99%；矿井煤层自燃发火倾向等级鉴定结果为Ш类，属于不易自燃煤层。

2 地面固定瓦斯抽采系统概况

按照河南理工大学对河南永锦能源公司云盖山煤矿二矿《地面固定瓦斯抽采系统初步设计》，预测云煤二矿深层开采后期瓦斯涌出量将达73.59m3/min。因此，云煤二矿选择建立地面固定瓦斯抽采系统。

2.1 瓦斯抽放泵

云煤二矿地面建有两套抽采系统，一套为两台2BEF60型水环真空泵，其电机额定功率280 kW，额定工况流量240m3/min；另一套为两台2BEF40型水环真空泵，其电机额定功率132 kW，额定工况流量104m3/min，瓦斯抽放主管道采用两趟DN350mm的无缝钢管，沿回风立井和瓦斯抽采立眼铺至井下与DN200mm聚乙烯瓦斯抽放支管连接形成抽采系统。

2.2 水环式真空泵

云煤二矿二1煤层具有透气性较差、抽采量不稳定的特点，考虑到低瓦斯浓度时的安全性，采用水环式真空泵作为瓦斯抽采泵。采空区抽采系统的瓦斯抽采泵的流量为140.8m3/min，抽采泵的压力为75KPa。本煤层抽采系统的瓦斯抽采泵的流量为88.3m3/min，抽采泵的压力为71 KPa。因此，云煤二矿地面建立的两套瓦斯抽采系统泵站额定工况流量，均能够满足采空区和本煤层抽采流量和工况压力的要求。并且，在矿井抽采期间，根据采空区和本煤层的实际瓦斯抽采需要，采空区抽采系统和本煤层抽采系统可互相转换进行抽采。

2.3 供水系统

云煤二矿地面原有的2BEF40型抽放泵供水系统池规格为4×4×4m，容量为64m3与2BEF60型抽放泵共用。云煤二矿瓦斯抽采泵站水源引自工业广场用水管网，泵站内设有循环水池，能够满足需求。

2.4 抽放管路布置情况

云煤二矿从地面抽采泵站至井下安装有两趟主抽放管道，管道采用DN350mm无缝钢管。其中一趟管路从回风立井铺设至井下，主要用于矿井本煤层抽放；另一趟管路从瓦斯抽采立眼铺设至井下，主要用于采空区抽放。主管道安装有在线监控、孔板流量计、除渣器、放水器等抽采设施。各支管道采用DN200 mmPVC胶管，各趟支管道安装有孔板流量计、在线监测等计量装置，做到瓦斯抽采监控到位。井下抽放管路连接方式均采用法兰盘加垫片进行连接。

2.5 安全监测及安全装置

云煤二矿瓦斯抽放系统安装有重庆煤科院生产的KJ90NB型在线抽采计量装置，与我矿KJ90NB监控系统关联上传，与监控系统并用。能够实时监测抽采负压、流量、甲烷抽采浓度、温度、管道一氧化碳浓度等抽采参数，并能自动累计抽采瓦斯量。矿井目前共安装7套抽采计量装置，各设备运行正常，可以满足抽采计量需要。地面抽采泵站进气端采用孔板流量计进行计量，出气端采用新型的WYS型管道气体参数监测仪进行测定。地面泵站抽采所有设备的金属外壳都进行了接地，瓦斯抽采管路也进行了接地。抽采泵站进气端安装水封式防爆防火装置，采用的防爆、防回火装置，能够起到防回火、防爆炸的功能。

3 地面固定瓦斯抽采系统投运效果分析

目前，云煤二矿地面瓦斯抽放系统主要担负着矿井一个综采工作面和两个煤巷掘进工作面的瓦斯抽采工作。由于云煤二矿初期瓦斯抽采量不稳定、抽采工程初期经济投入较大等因素，矿井目前没考虑瓦斯大规模综合利用。云煤二矿二1煤层随采深的增加瓦斯含量增大，开采中后期矿井产量将会增大，若不实现瓦斯抽采，将严重威胁矿井生产安全，制约矿井的发展。地面固定瓦斯抽采站设备结构简单，运行可靠，降低了安全威胁，又促进了矿井今后的发展。

4 结论

云煤二矿地面瓦斯抽采系统自建立以来，彻底解决了矿井部分区域瓦斯涌出异常存在的诸多安全问题，为矿井深层开采瓦斯治理打下了坚实的基础。云煤二矿地面瓦斯抽采系统的创建和使用，也进一步为永锦公司其他矿井建立地面固定瓦斯抽采系统积累了宝贵经验。鉴于当前煤炭形势，只有加强瓦斯管理，建立地面瓦斯抽采系统，是矿井瓦斯治理的必然途径，值得推广应用。

[1]吕健全，谢劲松，李松虎.超化煤矿地面瓦斯抽放系统创建与使用[J].煤炭技术，2005（8）.

TD712.6

A

1671-0037（2014）10-86-2

秦坤（1992-），男，技术员，本科，研究方向：煤矿通风技术管理。