安全工程專業(yè)瓦斯抽放系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)new

1、礦井瓦斯抽放系統(tǒng)方向本科畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)河南理工大學(xué)安全工程專業(yè)2009年2月15日目錄第一篇 設(shè)計(jì)大綱1第二篇 畢業(yè)設(shè)計(jì)資料收集2第三篇 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)具體指導(dǎo)2第一章 礦井概況31.1 井田概況31.2 井田地質(zhì)特征31.3 礦井開(kāi)拓、開(kāi)采概況31.4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)概況4第二章 礦井瓦斯賦存情況42.1 煤層瓦斯基本參數(shù)42.2 礦井瓦斯儲(chǔ)量82.3 礦井可抽瓦斯量及可抽期8第三章 瓦斯抽放的必要性和可行性論證113.1 瓦斯抽放的必要性113.2 瓦斯抽放的可行性12第四章 抽放方法134.1 規(guī)定134.2 礦井瓦斯來(lái)源分析144.3 抽放方法選擇144.4 鉆孔及鉆場(chǎng)布置154.5 封

2、孔方法16第五章 瓦斯抽放管路系統(tǒng)及設(shè)備選型175.1 抽放管路選型及阻力計(jì)算175.2 瓦斯抽放泵選型205.3 輔助設(shè)備23第六章 經(jīng)濟(jì)概算246.1 編制依據(jù)246.2 費(fèi)用概算范圍24第七章 安全技術(shù)措施247.1 抽放系統(tǒng)及井下移動(dòng)抽放瓦斯泵站安全措施247.2 地面抽放瓦斯站安全措施25第八章 瓦斯的綜合利用與配套設(shè)施268.1 抽放瓦斯的綜合利用及評(píng)價(jià)268.2 配套設(shè)施268.3 監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)278.4 地面建筑及環(huán)保27第九章 抽放瓦斯管理279.1 瓦斯抽放管理及規(guī)章制度279.2 瓦斯抽放人員配備289.3 瓦斯抽放技術(shù)資料28第四篇 建議設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)29第一篇 設(shè)計(jì)大綱

3、一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容礦井瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)是安全工程專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的方向之一，根據(jù)煤礦安全規(guī)程、GB50215-2005煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范、AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范、MT5018-96礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范、煤礦瓦斯抽放管理規(guī)范及AQ1026-2006煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)等法規(guī)的要求，礦井瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)完成以下幾個(gè)章節(jié)的內(nèi)容：第一章 礦井概況：要求交待清楚所設(shè)計(jì)礦井的井田概況、井田地質(zhì)特征、礦井開(kāi)拓方式、采區(qū)接替順序及采煤方法等基本內(nèi)容，在地質(zhì)特征部分應(yīng)著重對(duì)礦井瓦斯賦存規(guī)律進(jìn)行說(shuō)明，并對(duì)本礦及鄰近礦井的瓦斯等級(jí)應(yīng)進(jìn)行說(shuō)明。第二章 礦井瓦斯賦存：要求全面收集瓦斯含量、瓦斯壓力、

4、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔流量衰減系數(shù)及抽放鉆孔影響半徑等重要的瓦斯抽放基本參數(shù)；根據(jù)瓦斯含量和煤層賦存條件，計(jì)算礦井瓦斯儲(chǔ)量和可抽瓦斯量。第三章 瓦斯抽放的必要性和可行性論證：根據(jù)AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范的要求，對(duì)礦井進(jìn)行瓦斯抽放的必要性及可行性論證；另外，要求對(duì)礦井開(kāi)采的前、中、后期作瓦斯涌出量預(yù)測(cè)。第四章 抽放方法：包括抽放方法選擇及抽放鉆孔布置方式設(shè)計(jì)，并繪制抽放鉆孔布置平面圖和剖面圖。第五章 瓦斯抽放管路系統(tǒng)及設(shè)備選型：進(jìn)行抽放管路選擇計(jì)算，確定抽放管路及附屬設(shè)施，計(jì)算管道阻力，繪制礦井瓦斯抽放系統(tǒng)圖；進(jìn)行瓦斯抽放泵選型，確定瓦斯泵型號(hào)、瓦斯泵房位置，并繪制地面泵房平面圖；第

5、六章 經(jīng)濟(jì)概算：要求概算出所設(shè)計(jì)的礦井抽放系統(tǒng)硬件設(shè)備（包括抽放泵、抽放管路及輔助設(shè)備）的總造價(jià)。第七章 安全技術(shù)措施：按指導(dǎo)老師要求，對(duì)所設(shè)計(jì)的瓦斯抽放系統(tǒng)，提出12項(xiàng)有針對(duì)性的安全技術(shù)措施。二、 設(shè)計(jì)要求所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)除了應(yīng)滿足校、院兩級(jí)的基本要求外，對(duì)于瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)方向的畢業(yè)論文還要符合以下要求：獨(dú)立完成一個(gè)礦井（或大型礦井的一個(gè)采區(qū)）的瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)，抽放系統(tǒng)原則上應(yīng)為地面抽放系統(tǒng)，對(duì)本指導(dǎo)書(shū)第三篇第八章以后的內(nèi)容不做硬性要求，供學(xué)有余力的學(xué)生選擇；設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)提供如下圖紙：礦井前、中、后期瓦斯涌出量預(yù)測(cè)圖（1：2000）1張；礦井瓦斯抽放系統(tǒng)平面圖（1：2000）1張；采煤

6、工作面抽放鉆孔布置平面圖及剖面圖（1：500）1張；掘進(jìn)工作面抽放鉆孔布置平面圖及剖面圖1張（1：200）；地面泵房設(shè)備布置平面圖1張（1：200）；第二篇 畢業(yè)設(shè)計(jì)資料收集礦井概況煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、透氣性系數(shù)、百米鉆孔流量及衰減系數(shù)等瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定資料，礦井瓦斯等級(jí)鑒定資料，收集正常生產(chǎn)時(shí)期1個(gè)月的通風(fēng)旬報(bào)、瓦斯日?qǐng)?bào)、突出預(yù)測(cè)指標(biāo)值、效檢指標(biāo)值及瓦斯抽放報(bào)表；地質(zhì)資料：摘錄地質(zhì)報(bào)告內(nèi)地層、地質(zhì)構(gòu)造、含煤地層、地勘時(shí)期瓦斯含量測(cè)定資料（包括含量值、煤的工業(yè)分析及瓦斯氣體成分）及水文地質(zhì)等方面資料；開(kāi)拓開(kāi)采方面資料：礦井初步設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（著重收集礦井開(kāi)采的前中后期開(kāi)拓方案，采面、掘進(jìn)面的

7、布置方式及巷道斷面大?。?，收集如下圖紙：采掘工程平面圖、通風(fēng)系統(tǒng)圖、瓦斯抽放系統(tǒng)圖、井上下對(duì)照?qǐng)D（以上圖紙最好為電子版）；瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；礦井其它與瓦斯抽放設(shè)計(jì)相關(guān)的資料第三篇 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)具體指導(dǎo)對(duì)于瓦斯抽放系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可分為新建、改(擴(kuò))建及生產(chǎn)礦井的瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)。根據(jù)礦井瓦斯抽放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，本方向的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)應(yīng)完成如下幾個(gè)章節(jié)的基本內(nèi)容。對(duì)于本科畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)，應(yīng)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱中規(guī)定的具體內(nèi)容，對(duì)于學(xué)有余力的同學(xué)可以參照本篇內(nèi)容進(jìn)行全部章節(jié)的設(shè)計(jì)。第一章 礦井概況1.1 井田概況井田所處的地理位置、交通、地形地貌、氣候、降水、河流、最高洪水位、地震烈度、井田開(kāi)采史、鄰近礦井分

8、布、現(xiàn)開(kāi)采區(qū)域位置及開(kāi)采情況。礦井水源、電源及通信。井田范圍內(nèi)及鄰近礦井采空區(qū)積水、自燃、火區(qū)等情況、滑坡及地表塌陷情況。1.2 井田地質(zhì)特征地質(zhì)構(gòu)造井田內(nèi)地層及構(gòu)造。斷層、褶曲、陷落柱、剝蝕帶發(fā)育情況及其分布規(guī)律；煤系地層走向、傾斜、傾角及其變化規(guī)律；巖漿侵入情況及對(duì)煤層的影響。含煤地層及煤層煤層層數(shù)、厚度及可采煤層煤種、傾角、節(jié)理、層理發(fā)育情況。煤層頂?shù)装鍘r性特征、物理力學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及變化規(guī)律；煤層結(jié)構(gòu)、煤層露頭（含隱伏露頭）及風(fēng)化帶情況。煤層瓦斯、自然及爆炸傾向性煤層瓦斯含量、煤層瓦斯壓力，煤層瓦斯賦存規(guī)律、礦井瓦斯等級(jí)鑒定情況；各可采煤層煤塵爆炸性鑒定資料、煤層自燃傾向性鑒定資料和自然

9、發(fā)火期統(tǒng)計(jì)資料；礦井煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險(xiǎn)性；鄰近礦井瓦斯、煤塵、煤的自燃、煤與瓦斯突出等鑒定情況。井田水文地質(zhì)區(qū)域及井田水文地質(zhì)條件；井田主要含水層類型；地表水情況，礦井水患類型及威脅程度分析；井田內(nèi)及周邊礦井采（古）空區(qū)范圍及積水情況等。1.3 礦井開(kāi)拓、開(kāi)采概況礦井批準(zhǔn)開(kāi)采煤層、井田范圍及井田面積，礦井煤層、資源儲(chǔ)量，批準(zhǔn)的生產(chǎn)能力，目前設(shè)計(jì)開(kāi)采煤層。井田開(kāi)拓與開(kāi)采、礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)及設(shè)備、回采與掘進(jìn)工藝。1.4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)概況對(duì)礦井通風(fēng)方式、各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量、瓦斯?jié)舛?、瓦斯涌出量進(jìn)行簡(jiǎn)要交待。本章指導(dǎo)及要求：對(duì)于1.1井田概況及1.2井田地質(zhì)特征可以參照設(shè)計(jì)礦井的精查地質(zhì)

10、報(bào)告對(duì)照設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行寫(xiě)作；對(duì)于煤層瓦斯含量、礦井瓦斯等級(jí)、瓦斯賦存規(guī)律、煤與瓦斯突出等鑒定應(yīng)作為重點(diǎn)內(nèi)容，做好資料收集工作，在地質(zhì)報(bào)告及其附表中一般都有地勘期間瓦斯含量的測(cè)試數(shù)據(jù)，應(yīng)做好收集工作，對(duì)于一個(gè)礦井來(lái)說(shuō)，如果要能清楚礦井瓦斯的賦存規(guī)律，沒(méi)有大量的瓦斯含量測(cè)點(diǎn)是不行的，所以應(yīng)收集盡可能多的瓦斯含量測(cè)試數(shù)據(jù)。對(duì)于1.3 礦井開(kāi)拓、開(kāi)采概況，新建礦井應(yīng)結(jié)合礦井初步設(shè)計(jì)，交待清楚礦井開(kāi)拓方式、采區(qū)劃分、采區(qū)接替順序、首采工作面采煤方法、掘進(jìn)方式及通風(fēng)方式等基本內(nèi)容；改(擴(kuò))建礦井應(yīng)結(jié)合目前情況交待清楚改(擴(kuò))建方案；生產(chǎn)礦井可結(jié)合礦井現(xiàn)狀交代清楚以上基本內(nèi)容；第二章 礦井瓦斯賦存情況2.1

11、煤層瓦斯基本參數(shù)對(duì)于瓦斯抽放來(lái)說(shuō)，煤層瓦斯基本參數(shù)包括：瓦斯風(fēng)化帶深度、煤層瓦斯壓力、煤層瓦斯含量、煤的殘存瓦斯含量、煤的孔隙率、瓦斯含量分布梯度、煤層透氣性系數(shù)、抽放鉆孔影響半徑、百米鉆孔瓦斯流量及其衰減系數(shù)等。對(duì)于以上參數(shù)的確定，根據(jù)AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范第5.2.2條規(guī)定：新建礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)應(yīng)以批準(zhǔn)的精查地質(zhì)報(bào)告為依據(jù)，并參照鄰近或條件類似生產(chǎn)礦井的瓦斯資料；改(擴(kuò))建及生產(chǎn)礦井應(yīng)以本礦地質(zhì)、瓦斯資料為依據(jù)。因此，對(duì)于新建礦井，瓦斯基本參數(shù)可以參考鄰近礦井或條件類似的生產(chǎn)礦井，但在揭露煤層后必須重新確定，瓦斯抽放設(shè)計(jì)做相應(yīng)調(diào)整；對(duì)于改（擴(kuò)）建礦井及生產(chǎn)礦井，瓦斯基本

12、參數(shù)應(yīng)以本礦資料為依據(jù)。2.1.1 煤層瓦斯含量煤層瓦斯含量是單位質(zhì)量煤中所含的瓦斯體積(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài))，單位是m3/t或mL/g。煤層瓦斯含量也可用單位質(zhì)量純煤(去掉煤中水分和灰分)的瓦斯體積表示，單位是m3/t.r。取得煤層的瓦斯含量可以通過(guò)如下幾種途徑：地勘解吸法該方法是煤田地質(zhì)勘探和煤層瓦斯地面開(kāi)發(fā)時(shí)最常用的煤層瓦斯含量測(cè)定方法。測(cè)定步驟如下：采樣：用普通巖芯管采取煤芯(煤樣)，當(dāng)煤芯(煤樣)提升至地表之后選取300400g立即裝入密封罐中，在采樣過(guò)程中，注意記錄開(kāi)始提芯、煤芯提至地表和裝罐前在空氣中暴露的時(shí)間。瓦斯解吸速率測(cè)定：采用瓦斯解吸儀現(xiàn)場(chǎng)解吸瓦斯，并記錄瓦斯解吸量和時(shí)間的關(guān)

13、系。損失瓦斯含量計(jì)算：通過(guò)大量地勘鉆孔采樣試驗(yàn)測(cè)定，煤樣在最初暴露的一段時(shí)間內(nèi)，累計(jì)解吸瓦斯量與煤樣解吸時(shí)間的平根成正比，即： (1)式中：煤層自開(kāi)始暴漏起至?xí)r總的瓦斯解吸量，mL；煤樣在解吸測(cè)定前暴漏時(shí)間，min，；提鉆時(shí)間，min；解吸測(cè)定前在地面暴漏時(shí)間，min；煤樣瓦斯解吸測(cè)定時(shí)間，min；瓦斯解吸速率，；由上式可知，在解吸量測(cè)定前，煤樣在暴漏時(shí)間為時(shí)的瓦斯解吸量為：由此，可知在時(shí)間t時(shí)解吸量為：；將不同解吸時(shí)間下測(cè)得數(shù)據(jù)按下式換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積Voi： (2)圖1 瓦斯損失量推算圖式中 V0i換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的解吸瓦斯體積，ml； Vi不同時(shí)間解吸瓦斯測(cè)定值，ml；Po大氣壓力，

14、Pa；hw量管內(nèi)水柱高度，mm；Pshw下飽和水蒸汽壓力，Pa；tw量管內(nèi)水溫，。不同時(shí)間t下測(cè)得的Voi值所對(duì)應(yīng)的解吸時(shí)間為t0+t；將測(cè)點(diǎn)，Voi繪在圖1中，將直線延長(zhǎng)與縱坐標(biāo)軸相交，截距即為瓦斯損失量。殘存瓦斯量：將解吸測(cè)定后的煤樣送實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤樣中的殘存瓦斯量、水分、灰分和煤樣重量。求算煤樣的瓦斯含量：X=(V0+V1+V2)/G0 (3)式中 Vo-換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤樣在井下測(cè)得的瓦斯解吸總量，ml；V1- 換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤樣取樣過(guò)程損失瓦斯量，ml；V2- 換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煤樣殘存瓦斯量，ml；G0- 煤樣可燃質(zhì)重量，g；X- 煤樣瓦斯含量，ml/g.r。井下解吸法該方法是

15、在地勘解吸法原理基礎(chǔ)上改進(jìn)、發(fā)展形成的。測(cè)定時(shí)，先打煤層鉆孔采集煤屑（本煤層）或穿層鉆孔采集煤芯（鄰近層），然后測(cè)定采集的煤樣在空氣介質(zhì)中的瓦斯解吸規(guī)律，并據(jù)此推算鉆屑或煤芯在采集過(guò)程中試樣的漏失瓦斯量，最后根據(jù)漏失瓦斯量、解吸瓦斯量、殘存瓦斯量和煤樣重量計(jì)算煤層原始瓦斯含量。間接法該方法的理論基礎(chǔ)是單分子層吸附模型的朗格繆爾方程，它確定煤層瓦斯含量的方式與步驟為：實(shí)測(cè)煤層瓦斯壓力；實(shí)驗(yàn)測(cè)定煤樣無(wú)水干燥條件下的瓦斯吸附常數(shù)；用朗格繆爾方程計(jì)算無(wú)水干燥基煤的瓦斯含量，并通過(guò)水分、灰分、溫度、壓力等校正得到原煤瓦斯含量。計(jì)算公式如下： (4)式中 X純煤（煤中可燃質(zhì)）的瓦斯含量，m3/t·

16、;r；P煤層瓦斯壓力，MPa；a吸附常數(shù)，試驗(yàn)溫度下煤的極限吸附量，m3/t；b吸附常數(shù)，MPa-1；ts試驗(yàn)室作吸附試驗(yàn)的溫度，；t 井下煤體溫度，；Mad煤中水分含量，%；煤中灰分含量，%；n 系數(shù)，；K煤的孔隙容積，m3/m3；k甲烷的壓縮系數(shù)。2.1.2 煤層透氣性系數(shù)煤層透氣性系數(shù)是煤層瓦斯流動(dòng)難易程度的標(biāo)志，是煤層對(duì)于瓦斯流動(dòng)的阻力，通常用透氣性系數(shù)表示。透氣性系數(shù)越大，瓦斯在煤層中流動(dòng)越容易，透氣性系數(shù)在我國(guó)普遍用地單位m2/MPa2·d。其物理意義是1m長(zhǎng)的煤體，當(dāng)壓力平方差是1MPa2時(shí)，通過(guò)1m2的煤層斷面，每日流過(guò)的瓦斯立方米數(shù)。1m2/MPa2·d相

17、當(dāng)于0.025毫達(dá)西。煤層透氣性系數(shù)測(cè)定以中國(guó)礦大法周世寧院士提出的徑向不穩(wěn)定流動(dòng)法較為簡(jiǎn)便，應(yīng)用也最多。2.1.3鉆孔瓦斯流量和流量衰減系數(shù)鉆孔自然初始瓦斯涌出強(qiáng)度和鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)是表征鉆孔自然瓦斯涌出特征的參數(shù)。和值要通過(guò)測(cè)定不同時(shí)間的鉆孔自然瓦斯涌出量并按下式回歸分析求得的，具體測(cè)定方法為：選擇新鮮暴露煤壁，沿煤層打一個(gè)孔徑5089mm，長(zhǎng)3040m的鉆孔，封孔后定期測(cè)量鉆孔自然瓦斯流量，根據(jù)不同自排時(shí)間下的鉆孔自然瓦斯流量測(cè)定數(shù)組（ti, ）,按公式回歸分析求出和。2.2 礦井瓦斯儲(chǔ)量根據(jù)MT5018-96礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范第3.0.1條規(guī)定，礦井瓦斯儲(chǔ)量應(yīng)為礦井可采煤

18、層的瓦斯儲(chǔ)量、受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層及圍巖瓦斯儲(chǔ)量之和?？砂聪率接?jì)算： (5)式中 礦井瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，Mm3； (6)Ali礦井可采煤層i的地質(zhì)儲(chǔ)量，MtX1i礦井可采煤層i的瓦斯含量，m3/t；受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的各不可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，Mm3； (7)A2i受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量，Mt；X2i受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層的瓦斯含量，m3/t；W3受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量，Mm3，實(shí)測(cè)或按下式計(jì)算： (8)K圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，一般取K0.050.20。2.3 礦井可抽瓦斯量

19、及可抽期2.3.1礦井可抽瓦斯量礦井可抽瓦斯量是指礦井瓦斯儲(chǔ)量中在當(dāng)前技術(shù)水平下能被抽出來(lái)的最大瓦斯量。其概算法是：可抽瓦斯量=瓦斯儲(chǔ)量×抽放率 (9)由于瓦斯儲(chǔ)量可由式(5)計(jì)算，因此，要得到一個(gè)礦井的可抽瓦斯量，關(guān)鍵是要確定瓦斯抽放率。2.3.2瓦斯抽放率根據(jù)MT5018-96礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范第3.0.3條規(guī)定：設(shè)計(jì)瓦斯抽放率，可根據(jù)煤層瓦斯抽放難易程度、瓦斯涌出情況、采用的抽放瓦斯方法等因素綜合確定；也可參照鄰近生產(chǎn)礦井或條件類似礦井的數(shù)值選取。抽放率指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行的礦井瓦斯抽放管理規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。根據(jù)AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范第8.6.3條規(guī)定：瓦斯抽出率

20、：預(yù)抽煤層瓦斯的礦井：礦井抽出率應(yīng)不小于20%，回采工作面抽出率應(yīng)不小于25%；鄰近層卸壓瓦斯抽放的礦井：礦井抽出率應(yīng)不小于35%，回采工作面抽出率應(yīng)不小于45%；采用綜合抽放方法的礦井：礦井抽出率應(yīng)不小于30%；煤與瓦斯突出礦井：預(yù)抽煤層瓦斯后，突出煤層的瓦斯含量應(yīng)小于該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量或?qū)⒚簩油咚箟毫档?.74 MPa以下。對(duì)于設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，瓦斯抽放率的確定應(yīng)符合以上標(biāo)準(zhǔn)的要求，也可以參照AQ1026-2006煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)第4.2條進(jìn)行選取。礦井（或采區(qū)）瓦斯抽放率的測(cè)定與計(jì)算：在瓦斯抽采站的抽采主管上安裝瓦斯計(jì)量裝置，測(cè)定礦井每天的瓦斯抽采量。礦井瓦斯抽采量包括井田范

21、圍內(nèi)地面鉆井抽采、井下抽采（含移動(dòng)抽采）的瓦斯量。每月底按式（10）計(jì)算礦井月平均瓦斯抽采率。 （10）式中 礦井月平均瓦斯抽采率，%；礦井月平均瓦斯抽采量，m3/min；礦井月平均風(fēng)排瓦斯量，m3/min工作面瓦斯抽放率的測(cè)定與計(jì)算：工作面回采期間，在工作面瓦斯抽采干管上安裝瓦斯計(jì)量裝置，每周測(cè)定工作面瓦斯抽采量（含移動(dòng)抽采）。每月底按式（11）計(jì)算工作面月平均瓦斯抽采率。 （11）式中 工作面月平均瓦斯抽采率，%；回采期間，工作面月平均瓦斯抽采量，m3/min；工作面月平均風(fēng)排瓦斯量，m3/min2.3.3 可抽期根據(jù)MT5018-96礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范第3.0.4條及AQ1027-

22、2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范第5.3.5都規(guī)定：礦井或水平的抽放年限應(yīng)與其抽放瓦斯區(qū)域的開(kāi)采年限相適應(yīng)。本章指導(dǎo)及要求：要求全面收集瓦斯含量、瓦斯壓力、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔流量衰減系數(shù)及抽放鉆孔影響半徑等瓦斯抽放基本參數(shù)；收集這些參數(shù)是應(yīng)注意收集參數(shù)測(cè)試的位置：包括煤層編號(hào)、標(biāo)高、巷道名稱。這些參數(shù)的準(zhǔn)確收集是論文寫(xiě)作的基礎(chǔ)，特別是煤層瓦斯含量一定除了要收集地勘瓦斯含量，還要收集生產(chǎn)時(shí)期測(cè)試的瓦斯含量。應(yīng)根據(jù)收集的煤層瓦斯含量做出礦井瓦斯含量分布等值線圖，當(dāng)然也可以根據(jù)瓦斯壓力的分布規(guī)律采用間接法計(jì)算煤層瓦斯含量的方法。做出礦井煤層瓦斯含量分布等值線圖后根據(jù)煤層厚度、井田面積計(jì)算出全礦井的瓦斯儲(chǔ)量

23、；對(duì)于生產(chǎn)礦井和改(擴(kuò))建礦井計(jì)算瓦斯儲(chǔ)量時(shí)可假定礦井煤層全部未開(kāi)采來(lái)計(jì)算儲(chǔ)量。計(jì)算可抽瓦斯量時(shí)關(guān)鍵要確定瓦斯抽放率，對(duì)于生產(chǎn)礦井的瓦斯抽放率可以根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出礦井、工作面及鄰近層的瓦斯抽放率；對(duì)于新建礦井，應(yīng)根據(jù)抽放方法合理確定抽放率。根據(jù)可抽瓦斯量和可抽期，概算出礦井瓦斯抽放泵的純瓦斯抽放量，作為設(shè)備選型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?？沙槠诳扇〉V井設(shè)計(jì)服務(wù)年限。本章設(shè)計(jì)完成應(yīng)繪出所設(shè)計(jì)礦井的瓦斯含量等值線圖（1：2000）。第三章 瓦斯抽放的必要性和可行性論證3.1 瓦斯抽放的必要性抽放瓦斯的必要性論證應(yīng)對(duì)礦井、回采工作面及掘進(jìn)工作面分別進(jìn)行抽放瓦斯必要性分析。3.1.1 規(guī)定根據(jù)煤礦安全規(guī)程第145條

24、及AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范第4.1.14.1.3條規(guī)定：有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽放瓦斯系統(tǒng)：1個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不合理的。礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：大于或等于40m3/min；年產(chǎn)量1.01.5Mt的礦井，大于30m3/min；年產(chǎn)量0.61.0Mt的礦井，大于25m3/min；年產(chǎn)量0.40.6Mt的礦井，大于20m3/min；年產(chǎn)量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15m3/min。開(kāi)采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的。3.1.2 通風(fēng)處理瓦斯量核定

25、當(dāng)一個(gè)礦井、采區(qū)或工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量大于通風(fēng)所能允許的瓦斯涌出量時(shí)，就要抽放瓦斯，即： （12）式中 q礦井（采區(qū)或工作面）的瓦斯涌出量，m3/min；qf通風(fēng)所能承擔(dān)的最大瓦斯涌出量，m3/min；v通風(fēng)巷道（或工作面）允許的最大風(fēng)速，m/s；S通風(fēng)巷道（或工作面）斷面積，m2；C煤礦安全規(guī)程允許的風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋?；K瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取值為1.21.7。3.1.3 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)對(duì)于改（擴(kuò)）建礦井及生產(chǎn)礦井，礦井瓦斯涌出量可以實(shí)測(cè)；對(duì)于新建礦井，礦井瓦斯涌出量要進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)依據(jù)AQ1018-2006礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法。3.2 瓦斯抽放的可行性開(kāi)采層瓦斯抽放的可行性是指在

26、原始透氣性條件下進(jìn)行預(yù)抽的可能性，一般來(lái)說(shuō)，其衡量指標(biāo)有兩個(gè)：一為煤層的透氣性系數(shù)；二為鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，按和判定開(kāi)采層瓦斯抽放可行性的標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。表1 煤層瓦斯抽放難易程度分類表 抽放難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（）(d-1)煤層透氣性系數(shù)（）(m2/MPa2.d)容易抽放<0.003>10可以抽放0.0030.050.110較難抽放>0.05<0.1本章指導(dǎo)及要求：對(duì)于瓦斯抽放必要性，可以根據(jù)煤礦安全規(guī)程及AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范進(jìn)行確定。但為了保證設(shè)計(jì)的工作量，要求對(duì)所有類型的礦井都要進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測(cè)，即：假如一個(gè)礦井是瓦斯突出礦井，按照

27、條件，不管瓦斯涌出量是不是超出風(fēng)排瓦斯量的最大限值都必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)，但仍然要對(duì)礦井進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)的目的是為了了解隨著礦井開(kāi)采的推進(jìn)瓦斯涌出的變化情況。依據(jù)AQ1018-2006礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法，對(duì)于新建礦井，應(yīng)預(yù)測(cè)出礦井開(kāi)采前、中、后期的采面、掘進(jìn)頭、采區(qū)及全礦井的瓦斯涌出量；對(duì)于生產(chǎn)礦井和改(擴(kuò))建礦井，應(yīng)結(jié)合礦井未來(lái)的開(kāi)拓開(kāi)采部署，以現(xiàn)在為起點(diǎn)預(yù)測(cè)前、中、后期的采面、掘進(jìn)頭、采區(qū)及全礦井的瓦斯涌出量。瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的結(jié)果，也是進(jìn)行瓦斯抽放量設(shè)計(jì)時(shí)選取抽放量的一個(gè)重要指標(biāo)。如：對(duì)一個(gè)采煤工作面，預(yù)測(cè)出了它的瓦斯涌出量，根據(jù)采面設(shè)計(jì)資料知道了采面進(jìn)風(fēng)斷面、進(jìn)風(fēng)風(fēng)速有規(guī)定，

28、則其風(fēng)排瓦斯最大值就確定了，那樣瓦斯抽放系統(tǒng)必須要把預(yù)測(cè)涌出量和最大風(fēng)排瓦斯量之間差值的那部分瓦斯抽放出去。對(duì)于抽放必要性論證，只要求收集參數(shù)，論證未卸壓時(shí)本煤層瓦斯抽放可行性。第四章 抽放方法4.1 規(guī)定根據(jù)MT5018-96礦井瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范第4.1.1條規(guī)定：選擇抽放瓦斯方法，應(yīng)根據(jù)煤層賦存條件、瓦斯來(lái)源、巷道布置、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)、瓦斯利用要求等因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。并應(yīng)符合下列要求：a)盡可能利用開(kāi)采巷道抽放瓦斯，必要時(shí)可設(shè)專用抽放瓦斯巷道；b)適應(yīng)煤層的賦存條件及開(kāi)采技術(shù)條件；c)有利于提高瓦斯抽放率；d)抽放效果好，抽放的瓦斯量和濃度盡可能滿足利用要求；e)盡量采用綜合抽放；

29、f)抽放瓦斯工程系統(tǒng)簡(jiǎn)單，有利于維護(hù)和安全生產(chǎn)，建設(shè)投資省，抽放成本低。根據(jù)AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范第7.1.2條規(guī)定：按礦井瓦斯來(lái)源實(shí)施開(kāi)采煤層瓦斯抽放、鄰近層瓦斯抽放、采空區(qū)瓦斯抽放和圍巖瓦斯抽放；第7.1.3條規(guī)定：多瓦斯來(lái)源的礦井，應(yīng)采用綜合瓦斯抽放方法。瓦斯抽放系統(tǒng)選擇還應(yīng)注意以下問(wèn)題：分期建設(shè)、分期投產(chǎn)的礦井，抽放瓦斯工程可一次設(shè)計(jì)，分期建設(shè)、分期投抽。抽放瓦斯站的建設(shè)方式，應(yīng)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，宜采用集中建站方式。當(dāng)有下列情況之一時(shí)，可采用分散建站方式：分區(qū)開(kāi)拓或分期建設(shè)的大型礦井，集中建站技術(shù)經(jīng)濟(jì)不合理。礦井抽放瓦斯量較大且瓦斯利用點(diǎn)分散。一套抽放瓦斯

30、系統(tǒng)難以滿足要求。4.2 礦井瓦斯來(lái)源分析礦井瓦斯來(lái)源是確定抽放方法的主要依據(jù)，因此，應(yīng)盡量詳細(xì)地做好以下測(cè)量工作：必須測(cè)定出掘進(jìn)、采煤與采空區(qū)的瓦斯涌出量分別占全礦井瓦斯涌出量的比例；必須準(zhǔn)確地判斷出采區(qū)工作面的瓦斯主要來(lái)自本煤層還是鄰近層。一般把回采工作面老頂初次冒落前的平均瓦斯涌出量認(rèn)為是本煤層的瓦斯涌出量，而將老頂初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量認(rèn)為是鄰近層的瓦斯涌出量。4.3 抽放方法選擇根據(jù)上面建立的抽放瓦斯的必要性指標(biāo)和可行性指標(biāo)，依據(jù)規(guī)程、規(guī)范的規(guī)定論述采用礦井集中抽放瓦斯系統(tǒng)或地面鉆孔抽放瓦斯系統(tǒng)，還是采用井下移動(dòng)式抽放瓦斯系統(tǒng)。瓦斯抽放方法及各方法的抽放率詳見(jiàn)AQ1027-2

31、006煤礦瓦斯抽放規(guī)范附錄B。4.3.1本煤層瓦斯抽放方法未卸壓煤層進(jìn)行預(yù)抽，煤層瓦斯抽放的難易程度可劃分為三類。煤層透氣性較好，容易抽放的煤層，宜采用本層預(yù)抽方法，可采用順層或穿層布孔方式。煤層透氣性較差，采用分層開(kāi)采的厚煤層，可利用先采分層的卸壓作用抽放未采分層的瓦斯。單一低透氣性高瓦斯煤層，可選用加密鉆孔、交叉鉆孔、水力割縫、水力壓裂、松動(dòng)爆破、深孔控制預(yù)裂爆破等方法強(qiáng)化抽放。煤與瓦斯突出危險(xiǎn)嚴(yán)重煤層，應(yīng)選擇穿層網(wǎng)格布孔方式。煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出量較大的煤層，可采用邊掘邊抽或先抽后掘的抽放方法。4.3.2鄰近層瓦斯抽放方法。通常采用從開(kāi)采層回風(fēng)巷(或回風(fēng)副巷)向鄰近層打垂直或斜交穿層鉆孔抽放

32、瓦斯的方法。當(dāng)鄰近層瓦斯涌出量大時(shí)，可采用頂(底)板瓦斯巷道(高抽巷)抽放。當(dāng)鄰近層或圍巖瓦斯涌出量較大時(shí)，可在工作面回風(fēng)側(cè)沿開(kāi)采層頂板布置迎面水平長(zhǎng)鉆孔(高位鉆孔)抽放上鄰近層瓦斯。4.3.3采空區(qū)瓦斯抽放方法。老采空區(qū)應(yīng)選用全封閉式抽放方法?，F(xiàn)采空區(qū)可根據(jù)煤層賦存條件和巷道布置情況，采用頂(底)板鉆孔法，有煤柱及無(wú)煤柱垂直及斜交鉆孔法，插(埋)管法等抽放方法，并應(yīng)采取措施，提高抽放瓦斯?jié)舛?。開(kāi)采容易自燃或自燃煤層的采空區(qū)，必須經(jīng)常檢測(cè)抽放管路中C0濃度和氣體溫度等有關(guān)參數(shù)的變化。發(fā)現(xiàn)有自然發(fā)火征兆時(shí)，必須采取防止煤自燃的措施。4.3.4其它情況。煤與瓦斯突出礦井開(kāi)采保護(hù)層時(shí)，必須同時(shí)抽放被

33、保護(hù)煤層的瓦斯。埋藏淺、瓦斯含量高的厚煤層或煤層群，有條件時(shí)，可采用地面鉆孔預(yù)抽開(kāi)采層瓦斯、抽放卸壓鄰近層瓦斯或抽放采空區(qū)瓦斯的方法。對(duì)礦井瓦斯涌出來(lái)源多、分布范圍廣、煤層賦存條件復(fù)雜的礦井，應(yīng)采用多種抽放方法相結(jié)合的綜合抽放方法。4.4 鉆孔及鉆場(chǎng)布置4.4.1鉆場(chǎng)及鉆孔布置根據(jù)AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范第7.4條，鉆場(chǎng)鉆孔布置應(yīng)按照以下要求：鉆場(chǎng)的布置應(yīng)免受采動(dòng)影響，避開(kāi)地質(zhì)構(gòu)造帶，便于維護(hù)，利于封孔，保證抽放效果；盡量利用現(xiàn)有的開(kāi)拓、準(zhǔn)備和回采巷道布置鉆場(chǎng)；對(duì)開(kāi)采層未卸壓抽放，除按鉆孔抽放半徑確定合理的孔間距外，應(yīng)盡量增大鉆孔的見(jiàn)煤長(zhǎng)度；鄰近層卸壓抽放，應(yīng)將鉆孔打在采煤工作面

34、頂板冒落后所形成的裂隙帶內(nèi)，并避開(kāi)冒落帶；強(qiáng)化抽放布孔方式除考慮應(yīng)取得好的抽放效果外，還應(yīng)考慮措施施工方便；邊采邊抽鉆孔的方向應(yīng)與開(kāi)采推進(jìn)方向相迎，避免采動(dòng)首先破壞孔口或鉆場(chǎng)；鉆孔方向應(yīng)盡可能正交或斜交煤層層理；穿層鉆孔終孔位置，應(yīng)在穿過(guò)煤層頂(底)板0.5m處。根據(jù)AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范第8.6.4條，預(yù)抽煤層瓦斯的鉆孔量：當(dāng)采用順層孔抽放時(shí)，鉆孔量見(jiàn)表2；當(dāng)采用穿層鉆孔抽放時(shí)，鉆孔見(jiàn)煤點(diǎn)的間距可參照下列數(shù)據(jù)：容易抽放煤層15-20m；可以抽放煤層10-15m；較難抽放煤層8-l0m。表2 噸煤鉆孔量表 單位：m/t 煤層類別博煤層中厚煤層厚煤層容易抽放0.050.030.0

35、1可以抽放0.050.10.030.050.010.03較難抽放>0.1>0.05>0.034.4.2抽放設(shè)計(jì)本層瓦斯抽放鉆孔參數(shù)：包括采面和掘進(jìn)面。鄰近層瓦斯抽放鉆孔參數(shù)。采空區(qū)瓦斯抽放布置原則和參數(shù)。4.5 封孔方法4.5.1封孔材料鉆孔封孔設(shè)計(jì)應(yīng)滿足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、造價(jià)低的要求。封孔方法的選擇應(yīng)根據(jù)抽放方法及孔口所處煤(巖)層位、巖性、構(gòu)造等因素綜合確定，因地制宜地選用新方法、新工藝，并應(yīng)符合下列要求：a) 巖壁鉆孔；宜采用封孔器封孔。b) 煤壁鉆孔，宜采用充填材料進(jìn)行壓風(fēng)封孔。封孔材料應(yīng)根據(jù)具體條件優(yōu)先選用膨脹水泥、聚氨脂等新型材料。在鉆孔所處圍巖條

36、件較好的情況下，可選用水泥砂漿或其它封孔材料。4.5.2封孔長(zhǎng)度封孔長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)鉆孔孔口段煤(巖)性質(zhì)、裂隙發(fā)育程度及孔口負(fù)壓等因素確定，并應(yīng)符合下列要求：孔口段圍巖條件好、構(gòu)造簡(jiǎn)單、孔口負(fù)壓中等時(shí)，封孔長(zhǎng)度可取2m3m；孔口段圍巖裂隙較發(fā)育、或孔口負(fù)壓很高時(shí)，封孔長(zhǎng)度可取4m6m；在煤壁開(kāi)孔的鉆孔，封孔長(zhǎng)度可取5m8m；采用聚氨酯外的其他材料封孔時(shí)，封孔段長(zhǎng)度與封孔深度相等；采用聚氨酯封孔時(shí)，封孔參數(shù)見(jiàn)表3。表3 聚氨酯封孔參數(shù)封孔材料鉆孔條件封孔段長(zhǎng)度（m）鉆孔深度（m）聚氨酯孔口段較完整0.835孔口段較破碎1.046當(dāng)采用地面鉆孔抽放瓦斯時(shí)，抽放結(jié)束后應(yīng)全孔封孔。本章指導(dǎo)及要求：根據(jù)煤層

37、賦存條件、瓦斯來(lái)源、巷道布置、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)等因素經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定瓦斯抽放方法。應(yīng)做出瓦斯來(lái)源分析，對(duì)于新建礦井可以根據(jù)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)數(shù)值；對(duì)于生產(chǎn)礦井可以實(shí)測(cè)，也可以根據(jù)預(yù)測(cè)值。確定抽放方法后，對(duì)采面、掘進(jìn)面、采空區(qū)進(jìn)行抽放鉆孔布置方式設(shè)計(jì)，鉆孔數(shù)量的確定及抽放方式應(yīng)滿足抽放率的要求繪制出采面、掘進(jìn)面、采空區(qū)抽放鉆孔布置平面圖和剖面圖。第五章 瓦斯抽放管路系統(tǒng)及設(shè)備選型5.1 抽放管路選型及阻力計(jì)算5.1.1規(guī)定根據(jù)AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范，對(duì)瓦斯抽放管路有如下要求：第5.4.1條：抽放管路系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)井下巷道的布置、抽放地點(diǎn)的分布、瓦斯利用的要求以及礦井的發(fā)展規(guī)劃等因素確定，避

38、免或減少主干管路系統(tǒng)的頻繁改動(dòng)，確保管道運(yùn)輸、安裝和維護(hù)方便，并應(yīng)符合下列要求：抽放管路通過(guò)的巷道曲線段少、距離短，管路安裝應(yīng)平直，轉(zhuǎn)彎時(shí)角度不應(yīng)大于50°；抽放管路系統(tǒng)宜沿回風(fēng)巷道或礦車不經(jīng)常通過(guò)的巷道布置；若設(shè)于主要運(yùn)輸巷內(nèi)，在人行道側(cè)其架設(shè)高度不應(yīng)小于1.8m，并固定在巷道壁上，與巷道壁的距離應(yīng)滿足檢修要求；抽放瓦斯管件的外緣距巷道壁不宜小于0.1m；當(dāng)抽放設(shè)備或管路發(fā)生故障時(shí)，管路內(nèi)的瓦斯不得流入采掘工作面及機(jī)電硐室內(nèi)；盡可能避免布置在車輛通行頻繁的主干道旁；管徑要統(tǒng)一，變徑時(shí)必須設(shè)過(guò)渡節(jié)。第5.4.2條：抽放瓦斯管路的管徑應(yīng)按最大流量分段計(jì)算，并與抽放設(shè)備能力相適應(yīng)，抽放管

39、路按安全流速為515m/s和最大通過(guò)流量來(lái)計(jì)算管徑，抽放系統(tǒng)管材的備用量可取10。第5.4.3條：當(dāng)采用專用鉆孔敷設(shè)抽放管路時(shí)，專用鉆孔直徑應(yīng)比管道外形尺寸大100mm；當(dāng)沿豎井敷設(shè)抽放管路時(shí)，應(yīng)將管道固定在罐道梁上或?qū)Ｓ霉芗苌?。?.4.4條：抽放管路總阻力包括摩擦阻力和局部阻力；摩擦阻力可用低負(fù)壓瓦斯管路阻力公式計(jì)算；局部阻力可用估算法計(jì)算，一般取摩擦阻力的1020。第5.4.5條：地面管路布置：不得將抽放管路和自來(lái)水管、暖氣管、下水道管、動(dòng)力電纜、照明電纜及通訊電纜等敷設(shè)在同一條地溝內(nèi)；主干管應(yīng)與城市及礦區(qū)的發(fā)展規(guī)劃和建筑布置相結(jié)合；抽放管道與地上、下建(構(gòu))筑物及設(shè)施的間距，應(yīng)符合工業(yè)

40、企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定；瓦斯管道不得從地下穿過(guò)房屋或其它建(構(gòu))筑物，一般情況下也不得穿過(guò)其它管網(wǎng)，當(dāng)必須穿過(guò)其它管網(wǎng)時(shí)，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定采取措施。5.1.2 計(jì)算方法瓦斯抽放管徑選擇選擇瓦斯管徑，可按下式計(jì)算： （13）式中 D瓦斯管內(nèi)徑，m；Q管內(nèi)瓦斯流量，m3/min；V瓦斯在管路中的經(jīng)濟(jì)流速，m/s，一般取V1015m/s。管路摩擦阻力計(jì)算計(jì)算直管摩擦阻力，可按下式計(jì)算： （14）式中 H阻力損失，Pa；L直管長(zhǎng)度，m；Q瓦斯流量，m3/h；D管道內(nèi)徑，cm；k0系數(shù)，見(jiàn)表4；D混合瓦斯對(duì)空氣的相對(duì)密度，見(jiàn)表5。表4 不同管徑的系數(shù)K0值通稱管徑(mm)152025224050K0值

41、0.460.470.480.490.500.52通稱管徑(mm)7080100125150>150K0值0.550.570.620.670.700.71管道局部阻力計(jì)算局部阻力可用估算法計(jì)算，一般取摩擦阻力的10%20%。管路系統(tǒng)長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜或主管管徑較小者，可按上限取值，反之則按下限取值。表5 在0及105 Pa氣壓時(shí)的值瓦斯?jié)舛?0123456789010.9960.9910.9870.9820.9780.9730.9690.9640.960100.9550.9510.9470.9420.9380.9330.9290.9240.9200.915200.9110.9060.9020.8

42、980.8930.8890.8840.8800.8750.871300.8660.8620.8570.8530.8480.8440.8400.8350.8310.826400.822 0.817 0.8130.8080.804 0.799 0.795 0.7910.7860.782 500.777 0.773 0.768 0.764 0.759 0.755 0.750 0.746 0.7420.737 600.733 0.728 0.724 0.719 0.715 0.710 0.706 0.701 0.6970.693 700.688 0.684 0.679 0.675 0.670 0 .6

43、66 0.661 0.657 0.6520.648 800.644 0.639 0.635 0.630 0.626 0.621 0.617 0.6 12 0.6080.603 900.5990.595 0.590 0.586 0.581 0.577 0.572 0.568 0.5630.559 1000.5545.2 瓦斯抽放泵選型5.2.1 規(guī)定根據(jù)AQ1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范，對(duì)瓦斯抽放設(shè)備有如下要求：5.5.1條：礦井抽放瓦斯設(shè)備的能力，應(yīng)滿足礦井抽放瓦斯期間或在抽放瓦斯設(shè)備服務(wù)年限內(nèi)所達(dá)到的開(kāi)采范圍的最大抽放量和最大抽放阻力的要求，且應(yīng)有不小于15的富裕能力。礦井抽放系統(tǒng)的總

44、阻力，必須按管網(wǎng)最大阻力計(jì)算，抽放瓦斯系統(tǒng)應(yīng)不出現(xiàn)正壓狀態(tài)。5.2.2 選型原則根據(jù)以上規(guī)定，瓦斯泵選型原則為：瓦斯泵的流量必須滿足礦井抽放期間預(yù)計(jì)最大瓦斯抽出量的需求；瓦斯泵的負(fù)壓能克服管路系統(tǒng)的最大阻力；具有良好的真空度；抽放設(shè)備配備電機(jī)必須防爆。5.2.3 計(jì)算方法瓦斯泵流量計(jì)算抽放瓦斯泵流量必須滿足抽放系統(tǒng)服務(wù)年限之內(nèi)最大抽放量的需要。 （15）式中 抽放瓦斯泵的額定流量，m3/min；礦井瓦斯最大抽放總量（純量），m3/min；x礦井抽放瓦斯?jié)舛?，；瓦斯抽放泵的機(jī)械效率，一般取0.8；K備用系數(shù)，K=1.2。瓦斯泵壓力計(jì)算瓦斯抽放泵的壓力是克服瓦斯從井下抽放孔口起，經(jīng)抽放管路到抽放泵

45、，再到釋放點(diǎn)所產(chǎn)生的全部阻力損失。 （16）式中 H瓦斯抽放壓力，Pa；井下負(fù)壓段管路全部阻力損失，Pa；井上正壓段管路全部阻力損失，Pa；K壓力備用系數(shù)，取K=1.2；井下負(fù)壓段管路摩擦阻力損失，Pa；井下負(fù)壓段管路局部阻力損失，Pa；井下抽放鉆場(chǎng)或鉆孔孔口必須造成的負(fù)壓，Pa；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于非卸壓煤層可取13kPa；對(duì)于卸壓煤層可取6.7kPa；對(duì)于采空區(qū)瓦斯抽放，孔口負(fù)壓不可太高，以免引起采空區(qū)煤的自燃；井上正壓段管路摩擦阻力損失，Pa；井上正壓段管路局部阻力損失，Pa；用戶在瓦斯出口所需的正壓，Pa；井上、下管路最大總摩擦阻力損失，Pa；井上、下管路最大總局部阻力損失，Pa。瓦斯抽放泵

46、真空度計(jì)算 （17）式中 瓦斯抽放泵的真空度，%；瓦斯抽放泵提供的最大負(fù)壓，Pa，其值可通過(guò)式（17）進(jìn)行計(jì)算。5.2.4 瓦斯泵類型目前國(guó)內(nèi)使用的瓦斯泵類型主要有：離心式鼓風(fēng)機(jī)；回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)(包括羅茨鼓風(fēng)機(jī)、葉式鼓風(fēng)機(jī)、滑板式壓氣機(jī)等)；水環(huán)真空壓縮機(jī)；往復(fù)式壓氣機(jī)(只用于地面正壓輸送瓦斯)。表6 各類瓦斯泵的特點(diǎn)及適用條件類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件離心式鼓風(fēng)機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,不易出故障,2運(yùn)行平穩(wěn),供氣均勻,便于維修,保養(yǎng),使用壽命長(zhǎng);3流量大,最大可達(dá)1200m3/min。1工作效率低,兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn),性能較差;2相同的功率,流量,壓力與回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)相比,成本高1.52倍。1適用于瓦斯流量大(800

47、1200 m3/min),負(fù)壓要求高(400050000Pa)的抽放瓦斯礦井;2可作為正壓鼓風(fēng)輸往用戶,同時(shí)又可作為負(fù)壓抽出瓦斯?；剞D(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)1流量不受阻力變化的明顯影響,接近一個(gè)常數(shù);2運(yùn)行穩(wěn)定,供氣均勻,效率高,便于保養(yǎng);3相同功率,流量和壓力的瓦斯泵成本只是離心泵的7080%1檢修工藝復(fù)雜,機(jī)械加工要求較高;2運(yùn)轉(zhuǎn)中噪音大;3壓力高時(shí),漏氣大,磨損較嚴(yán)重;4轉(zhuǎn)子表面易粘灰塵,需定期清洗1因壓力改變時(shí)流量不變,故適用于用戶要求流量穩(wěn)定的工藝過(guò)程;2適用于瓦斯流量大(1600 m3/min),負(fù)壓高(2000090000Pa )的抽放瓦斯礦井;3空氣冷卻的鼓風(fēng)機(jī)適用于缺水的地方水環(huán)式真空壓縮

48、機(jī)1真空度高,且可正壓輸出;2工作水不斷帶走氣體壓送時(shí)產(chǎn)生的熱量,泵題不會(huì)升溫發(fā);,當(dāng)抽出瓦斯?jié)舛冗_(dá)到爆炸界限時(shí),也沒(méi)有爆炸危險(xiǎn);3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,平穩(wěn),供氣均勻;4將負(fù)壓抽出和正壓輸出合二為一,一般不需另設(shè)正壓輸出設(shè)備需要提供工作水1單機(jī)瓦斯抽出量由1.8450 m3/min,適用范圍廣,煤層透氣性低,管路阻力大,需要高負(fù)壓抽放的礦井;2適用于負(fù)壓抽出瓦斯;3適用于瓦斯?jié)舛冉?jīng)常變化的礦井,特別適用于濃度變化較大的鄰近層抽放礦井往復(fù)式壓氣機(jī)1最大特點(diǎn)是加壓能力大,最大出口壓力可達(dá)800kPa;2流量只與轉(zhuǎn)數(shù)成正比,而與壓力無(wú)直接關(guān)系1機(jī)械體積大,重量大,占地多,造價(jià)高;2供氣不均勻,有沖擊

49、震動(dòng)和脈動(dòng);3有曲柄,聯(lián)桿裝置,不能直接與電動(dòng)機(jī)連接,轉(zhuǎn)速低;4活塞與氣缸經(jīng)常摩擦,磨損快1適用于輸出流量不大(50 m3/min以下),但需要高壓(400600 kPa),輸送瓦斯的礦井;2只用于正壓輸送瓦斯,不能作為負(fù)壓抽出瓦斯用5.3 輔助設(shè)備抽放管路附屬裝置及設(shè)施安裝應(yīng)符合以下要求：主管、分管、支管及其與鉆場(chǎng)連接處應(yīng)裝設(shè)瓦斯計(jì)量裝置；抽放鉆場(chǎng)、管路拐彎、低洼、溫度突變處及沿管路適當(dāng)距離(間距一般為200m300m，最大不超過(guò)500m)應(yīng)設(shè)置放水器；在抽放管路的適當(dāng)部位應(yīng)設(shè)置除渣裝置和測(cè)壓裝置；抽放管路分岔處應(yīng)設(shè)置控制閥門，閥門規(guī)格應(yīng)與安裝地點(diǎn)的管徑相匹配；地面主管上的閥門應(yīng)設(shè)置在地表下

50、用不燃性材料砌成，不透水的觀察井內(nèi)，其間距為500m1000m。抽放管路應(yīng)保持一定的坡度，一般不小于1。在傾斜巷道中，管路應(yīng)設(shè)防滑卡，其間距可根據(jù)巷道坡度確定，對(duì)28以下的斜巷，間距一般取15m-20m。抽放管路應(yīng)有良好的氣密性及采取防腐蝕、防砸壞、防帶電及防凍等措施。通往井下的抽放管路應(yīng)采取防雷措施。抽放瓦斯管路必須進(jìn)行防腐處理，外部涂紅色以示區(qū)別。本章指導(dǎo)及要求：對(duì)于各個(gè)抽放泵，從抽放鉆孔開(kāi)始，概算出抽放支管、干管的瓦斯抽放量，給出抽放量分配表；計(jì)算抽放系統(tǒng)各個(gè)管路的直徑，并對(duì)管路進(jìn)行選型，給出抽放管路選型表。按要求，計(jì)算出各個(gè)抽放泵的抽放阻力，根據(jù)抽放量、抽放阻力、真空度對(duì)抽放泵選型。瓦

51、斯抽放泵一般應(yīng)為地面固定式，井下移動(dòng)式一般不建議選取。對(duì)于輔助設(shè)備，選擇合適的型號(hào)，并說(shuō)明系統(tǒng)中安裝位置。作出全礦井的抽放系統(tǒng)布置平面圖（1：2000）。作出抽放泵站設(shè)備布置圖（1：200）。第六章 經(jīng)濟(jì)概算6.1 編制依據(jù)1、采用煤炭建設(shè)地面建筑、井巷工程綜合預(yù)算定額指標(biāo)及其有關(guān)規(guī)定計(jì)算。2、安裝工程采用煤炭工業(yè)機(jī)電安裝工程概算指標(biāo)。3、設(shè)備及主要材料價(jià)格：設(shè)備采用最新價(jià)格、煤炭工業(yè)常用設(shè)備價(jià)格匯編及工程建設(shè)全國(guó)機(jī)電設(shè)備匯編，材料選用礦井所在地當(dāng)?shù)貙?shí)際價(jià)格。6.2 費(fèi)用概算范圍要求概算出所設(shè)計(jì)的礦井抽放系統(tǒng)硬件設(shè)備（包括抽放泵、抽放管路及輔助設(shè)備）及鉆孔施工的總造價(jià)。本章指導(dǎo)及要求：對(duì)抽放系

52、統(tǒng)硬件設(shè)備查閱概算方法進(jìn)行簡(jiǎn)單概算，給出概算步驟。第七章 安全技術(shù)措施7.1 抽放系統(tǒng)及井下移動(dòng)抽放瓦斯泵站安全措施應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況制定出如下安全措施：1)抽放鉆場(chǎng)、鉆孔施工防治瓦斯措施。2)管路防腐蝕、防漏氣、防砸壞、電氣防爆、防靜電、防帶電、防底鼓措施。3)立井(立眼)、斜井(斜巷)管路防滑措施。4)地面管路防凍措施。井下移動(dòng)抽放瓦斯泵站，應(yīng)遵從以下要求：井下移動(dòng)抽放瓦斯泵站應(yīng)安裝在抽放瓦斯地點(diǎn)附近的新鮮風(fēng)流中。抽出的瓦斯必須引排到地面、總回風(fēng)道或分區(qū)回風(fēng)道；已建永久抽放系統(tǒng)的礦井，移動(dòng)泵站抽出的瓦斯可直接送至礦井抽放系統(tǒng)的管道內(nèi)，但必須使礦井抽放系統(tǒng)的瓦斯?jié)舛确厦旱V安全規(guī)程第一百四十八條規(guī)定。移動(dòng)泵站抽出的瓦斯排至回風(fēng)道時(shí)，在抽放管路出口處必須采取安全措施，設(shè)置櫥欄、懸掛警戒牌。柵欄設(shè)置的位置，上風(fēng)側(cè)為管路出口外推5m，上下風(fēng)側(cè)柵欄間距不小于35m。兩柵欄間禁止人員通行和任何作業(yè)。移動(dòng)抽放泵站排到巷道內(nèi)的瓦斯，其濃度必須在30m以內(nèi)被混合到煤礦安全規(guī)程允許的限度以內(nèi)。柵欄處必須設(shè)警戒牌和瓦斯監(jiān)測(cè)裝置，巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸迗?bào)警時(shí)，應(yīng)斷電、停止抽放瓦斯、進(jìn)行處理。監(jiān)測(cè)傳感器的位置設(shè)在柵欄外1m