采煤工作面瓦斯抽放設(shè)計要點解析

1、采煤工作面瓦斯抽放 設(shè)計要點（一）煤層賦存條件簡要說明該工作面地表方位、井下范圍、在采區(qū)內(nèi)回采順序、煤層生成年代、與鄰近煤層層間關(guān)系、物理化學(xué)性質(zhì) 等（以形成備用面時地質(zhì)資料為準(zhǔn)）。（二）頂、底板巖性及層 厚度情況（以形成備用面時地質(zhì)資料為準(zhǔn)）。（三）開采方法及生產(chǎn)現(xiàn)狀簡要說明工作面開采方法、采空區(qū)管理方式、工作面設(shè)計生產(chǎn)能力等。（四）工作面瓦斯涌出情況根據(jù)實測煤層瓦斯參數(shù)、鄰 近采煤工作面及本掘 進期間瓦斯涌出情況，預(yù)計工作面正?；夭?時瓦斯涌出量。（五）工作面回采時的瓦斯來源分析認真分析工作面回采 時的瓦斯來源，并嚴(yán)格按照 AQ1026-2006礦井瓦斯抽采基本指 標(biāo)要求，計 算工作面回采

2、期 間的瓦斯涌出量，并考 慮因回采不均衡性最大日 產(chǎn)量時的瓦斯絕對涌出量。1、工作面相對 瓦斯涌出量 預(yù)測：根據(jù)公式 1、公式 2 計算。（1）計算煤的瓦斯含量根據(jù)公式 3 計算。（2）本煤層瓦斯涌出量 計算：見公式 2。（3）鄰近層瓦斯涌出量 計算：根據(jù)公式 4 計算。（4）計算得出，工作面相對瓦斯涌出量 為：見公式 1。2、計算煤的殘余瓦斯含量根據(jù)公式 5 計算。則：Wj 煤的可解吸瓦斯量 Wj=W -Wc ，m3/t查看 AQ1026-2006礦井瓦斯抽采基本指 標(biāo)關(guān)于采煤工作面回采前的可解吸瓦斯量應(yīng) 達到的指標(biāo)表，按最高日產(chǎn)量計算，驗算是否符合 AQ1026-2006礦井瓦斯抽采基本指

3、 標(biāo)要求。依據(jù)公式 6 計算。根據(jù) AQ1026-2006礦井瓦斯抽采基本指 標(biāo)中回采工作面日產(chǎn) 量與瓦斯涌出量 對應(yīng)關(guān)系表，按最高日產(chǎn)計算，驗證該工作面瓦斯最低抽采率及瓦斯抽采量。根據(jù)工作面抽采率和瓦斯抽采量，利用以下公式計算該工作面最低配 風(fēng)量：根據(jù)經(jīng)驗公式 7。（六）工作面通風(fēng)系統(tǒng)簡要說明該工作面采用的通 風(fēng)方式，進、回風(fēng)路線。（七）抽放系統(tǒng)設(shè)計1、重點說 明該工作面所采用的抽放方法（1）高位鉆孔抽放要 說明鉆場個數(shù)、鉆場施工參數(shù)、鉆場間 距，鉆場鉆孔個數(shù)、鉆 孔長度、壓 茬長度、孔徑、鉆 孔傾角、終孔位置、封孔長度、封孔材質(zhì)、以及與之連 接的抽放干管管徑、采用的抽放系統(tǒng)等。（2）上隅角

4、埋管要說明站管形狀、安設(shè)要求、保護措施、邁 步距離以及所采用的抽放管徑、抽放系統(tǒng)等。（3）順層孔所施工的巷道、孔間距、終 孔長度、孔徑、封孔長度、所選 用的材質(zhì)以及所采用的抽放系 統(tǒng)等。如若采用其他抽放方法，應(yīng) 重點說明鉆孔、鉆場個數(shù)、孔徑、終孔長度、孔間距、封孔材質(zhì)、封孔長度、鉆孔作用、采用的抽放系統(tǒng)等。2、抽放流量的確定根據(jù)上述最大日 產(chǎn)量所計算的瓦斯涌出量以及工作面抽放率 (依據(jù) AQ10262006 年煤礦 瓦斯抽采基本指 標(biāo) )，確定工作面瓦斯抽放量，并分別確定永久、移動抽放系統(tǒng)抽取純瓦斯量。（1）瓦斯泵抽放流量的確定根據(jù)抽放 純流量及預(yù)計抽放濃度分別計算永久、移動泵抽取的混合氣體流

5、量。（2）管徑、管材、壁厚的確定管徑的選擇：根據(jù)公式計算抽放管路所需最低內(nèi)徑，所 選管路直徑必 須滿足抽放要求。根據(jù)公式 8 計算。管材及壁厚：簡要說明所選抽放管材材 質(zhì)、壁厚及用于哪個抽放系統(tǒng)。（3）抽放管路系統(tǒng)阻力計算根據(jù)不同管徑、不同材質(zhì)、不同流量分抽放系統(tǒng) 分別計算管路系統(tǒng)摩擦阻力 Hx ，見計算公式 9。抽放系統(tǒng)管路總阻力分別計算永久、移動 抽放系統(tǒng)管路總阻力，抽放系統(tǒng)管路總阻力由沿程管路阻力和局部阻路 組成，局部阻力損失取 1.2 系數(shù)，計算公式 10。（4）瓦斯泵抽放負壓 Hp確定永久、移動 抽放泵抽放負壓，計算公式 11。瓦斯泵的額定流量根據(jù)公式 12，分別計算永久、移動泵 系

6、統(tǒng)所需瓦斯 泵的額定流量：（5）抽放泵的確定說明所選抽放泵的型號、臺數(shù)、額定流量、配備電 機功率等主要參數(shù)，并通 過上述計算，驗證所確定的抽放 泵的能力是否 滿足抽放要求。3、瓦斯抽放監(jiān)測、計 量裝置說明抽放泵站及管路上安裝的 監(jiān)測、計 量裝置型號，傳感器類型、臺數(shù)，并附表。（八）資金投入概算對本工作面抽放系 統(tǒng)所需的抽放 泵、鉆機、鉆具、注漿泵、管材、配件、安裝費 等費用進行概算，其型號、數(shù)量、單價、金額 等附表說明。（九）安全技術(shù)措施1、鉆孔施工安全技 術(shù)措施2、管路安裝及管理安全技術(shù)措施3、泵站安設(shè)及管理安全技 術(shù)措施（十）附圖工作面瓦斯抽放示意 圖，工作面巖層綜合柱狀圖。附計算公式：公

7、式 1：q=q 本 +q 鄰公式 2：q 本=k1k2k3m/M(X0 -Xc)式中：q 回采工作面相 對瓦斯涌出量 m3/tq 本 本煤層相對瓦斯涌出量 m3/tq 鄰 鄰近層相對瓦斯涌出量 m3/tm 開采層厚度，m；M 開采層采高，m；k1 圍巖瓦斯涌出系數(shù)，一般取 1.2;k2 工作面遺煤瓦斯涌出量，取回采率的倒數(shù) ,即 1/工作面回采率 ; k3 工作面預(yù)排瓦斯影響系數(shù)， k3=（L-Xb）/L ，式中 L -工作面 (切眼 )長度，m；b-巷道寬度；X -預(yù)排系數(shù)，X=3 4；X0、 Xc 本煤層的原始、殘存瓦斯含量，一般Xc=0.15X0； 1100-Ad -MadabP 公式

8、3：X0=+ 1+0.31Mad1001+bP式中：X0 煤層瓦斯含量A,b 吸附常數(shù)；P 煤層絕對瓦斯壓力，MPa；Ad 煤的灰分，%；Mad 煤的水分，%；煤的空隙率 ,m3/m3;煤的容重，t/m3公式 4：qmi鄰= Mki X0i式中：mi 上、下鄰近層第 i 層煤的厚度，m；M 開采層采高，m； X0i 第 i 鄰近層原始瓦斯含量， m3/t；Ki 上、下鄰近層第 i 煤層瓦斯排放率，根據(jù)文特兒曲 線取值，公式 5：WC=0.1ab-Ad-Mad1+0.1b10010011+0.31Mad+ 式中：WC 煤在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)大氣壓下的殘存瓦斯含量；m3/t A,b 吸附常數(shù)；P 標(biāo) 準(zhǔn)大氣

9、壓，0.1Mpa；Ad 煤的灰分，%；Mad 煤的水分，%；煤的空隙率 ,m3/m3;煤的容重，t/m3公式 6：Q=w? T24? 60式中：Q 回采工作面瓦斯 絕對涌出量 ,（m3/min）;T 回采工作面日 產(chǎn)量,（t）; W 回采工作面回采前煤的可解吸瓦斯量，（ m3/t）100*q 采*K 采通 * （1-K 抽放率）%；公式 7：Q 采= C式中：Q 采 工作面需 風(fēng)量，m3/minq 采采煤工作面瓦斯 絕對涌出量，m3/minK 抽放率 瓦斯抽放率，%；公式 8：D 內(nèi) =0.1457（Q 混/V ）0.5式中：D1 瓦斯抽放管內(nèi)徑（mm）Q 混 瓦斯抽放管的混合流量（ m3/m

10、in）V 混合瓦斯的流速（取 18-22m/s）公式 9：Hx= 9.8LQ 泵 2 / (K0Dx5)式中，Hx 某一段抽放管路系 統(tǒng)摩擦阻力，KPa；L-抽放瓦斯管路 長度，m ；Q 泵 永久或移 動抽放系統(tǒng)某一段管路混合流量， m3/h；=T0P 泵 / T P0= 0.445（實際狀態(tài)(T 及 P 泵 )下混合瓦斯（濃度 35%）對標(biāo)準(zhǔn)空氣的相 對密度），式中，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) (0 及 105Pa)下混合瓦斯（濃度 35%）對空氣的相對密度 =0.845；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(0 )時的絕對溫度 T0 = 273K ；標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) (105Pa)下氣壓 P0 =101.3kPa；K0-管徑系數(shù)，取 0.71；Dx-抽放瓦斯管路有效直徑， cm。公式 10：H 總=（H1 +H2+Hx ）1.2，(KPa)公式 11：Hp=（H 總+Hk）Kb式中：Hp 抽放負壓（KPa）；H 總 抽放管路