礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)要點(diǎn)說明

1、礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)要點(diǎn)作者:日期:第九章礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)抽放瓦斯系統(tǒng)的建設(shè)必須有抽放瓦斯工程初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì),前者供上級主管部門審批立項(xiàng)之用,后者是工程施工的依據(jù).編制礦井抽放瓦斯設(shè)計(jì)要以上級批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)任務(wù)書和經(jīng)審批的?礦井抽放瓦斯可行性論證報(bào)告?提供的瓦斯根底參數(shù)為依據(jù).設(shè)計(jì)任務(wù)書的主要內(nèi)容包括：抽放目的、抽放規(guī)模、抽放量預(yù)計(jì)、工程量和投資估算以及經(jīng)濟(jì)效益等.設(shè)計(jì)任務(wù)書一般由生產(chǎn)單位局、礦與承當(dāng)設(shè)計(jì)單位共同編制,按隸屬關(guān)系報(bào)上級批準(zhǔn)后下達(dá).第一節(jié)設(shè)計(jì)必須的根底資料一、礦井概況1 .礦井地質(zhì)包括地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存條件、煤炭儲量等.2 .開拓開采包括礦井生產(chǎn)水平、礦井開拓方式與巷道布量、采煤方法

2、等.3 .通風(fēng)、瓦斯包括通風(fēng)設(shè)備與水平,礦井、采區(qū)和工作面采煤與掘進(jìn)的瓦斯涌出量,瓦斯來源與平衡分析,瓦斯特殊涌出情況,瓦斯對平安生產(chǎn)的威脅程度,煤塵爆炸指數(shù),煤的自燃傾向性等.瓦斯根底參數(shù)主要包括：煤層瓦斯壓力與瓦斯含量、礦井瓦斯儲量、可抽瓦斯顯、瓦斯抽放率、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量及其衰減系數(shù)等.煤層瓦斯壓力、瓦斯含量和煤層透氣性系數(shù)的測定與計(jì)算可參見第三章和第四章的有關(guān)內(nèi)容.1.礦井瓦斯儲量礦井瓦斯儲量是指礦田開采過程中能夠向礦井內(nèi)排放瓦斯的煤層包括可采、不可采煤層與巖層儲存的瓦斯總量.其計(jì)算公式為：WkWiW2W3nWiAiiXii9-1I 1nW2A2iX2iII式中：Wk礦井瓦

3、斯儲量,萬m3;Wi可米煤層包括局部可米煤層的可米局部瓦斯儲量總和,萬m3;Aii礦井每一個(gè)可采煤層的煤炭儲量,萬t;Xii每一個(gè)可米煤層的瓦斯含量,m3/tn礦井可采煤層數(shù),W2可米煤層米動影響范圍內(nèi)不可米鄰近煤層的瓦斯儲量總和,萬m3；A2i可米煤層米動影響范圍內(nèi)每一個(gè)不可米煤層的煤炭儲量,萬t;X2i可采煤層采動影響范圍內(nèi)每一個(gè)不可采煤層的瓦斯含量,m3/t;m礦井可米煤層米動影響范圍內(nèi)的不可米煤層數(shù)；W3圍巖瓦斯儲量,萬m3.?礦井瓦斯抽放治理標(biāo)準(zhǔn)?的附錄中對開采層采動影響范圍確實(shí)定做了說明：“上鄰近層取50-60m下鄰近層取2030m.根據(jù)礦井地質(zhì)與開采煤層厚度的具體條件可將此計(jì)算范

4、圍適當(dāng)擴(kuò)大.對于圍巖瓦斯儲量,當(dāng)圍巖瓦斯很小時(shí)可以忽略不計(jì)；假設(shè)瓦斯含量多時(shí),可據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取或?qū)崪y而定,當(dāng)無實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí),可按煤層瓦斯儲量的10%15%概算.2.礦井可抽瓦斯量可抽瓦斯量系指礦井瓦斯儲量中在目前的開采條件和技術(shù)水平下能被抽出來的瓦斯量.常用下式概算:WcWk?.100(9-2)式中Wc礦井可抽瓦斯量,萬m3;Wk礦井瓦斯儲量,萬m3;7礦井瓦斯抽放率,%o3.抽放率抽放率是衡量瓦斯抽放效果的重要指標(biāo)之一,其計(jì)算方法有以下2種:1按瓦斯涌出量計(jì)算.(9-3)100qcqyqc式中小抽放率,;qc礦井、采區(qū)或工作面的抽放瓦斯量,m3/min；m3/min.(9-4)qy在枕放條件下的礦

5、井、采區(qū)或工作面的風(fēng)排瓦斯量,2按煤層瓦斯含量計(jì)算.100XccxXo抽放率,%；Xc開采層或鄰近層1噸煤抽出的瓦斯量,m3/t;Xo開采層或鄰近層的煤層原始瓦斯含量,m3/t.我國多用9-3式計(jì)算礦井、采區(qū)和工作面的抽放率,同時(shí)尚可利用該式分別計(jì)算工作面的鄰近層抽放率和開采層抽放率.?礦井瓦斯抽放治理標(biāo)準(zhǔn)?對瓦斯抽放率應(yīng)到達(dá)的指標(biāo)作了具體規(guī)定：“預(yù)抽煤層瓦斯時(shí),礦井抽放率不小于20%,回采工作面抽放率不小于25%;鄰近層卸壓抽放時(shí),礦井抽放率不小于35%,回采工作抽放率不小于45%;采用混合抽放方法時(shí),礦井抽放率不小于25%.抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)時(shí),工作面的瓦斯抽放率亦可參照表91選取.表91工

6、作面瓦斯抽放率參考值分英方法簡述適用條件工作直摘枚率(%)假設(shè)卷提健再瓦斯也房或有突出危除牙燥巷掘1.由巖卷向煤層打穿層鉆孔抽放碑10-30進(jìn)犯放2.由叁道Jl作面打超前鉆孔板放-!0-30采區(qū)大雨積抽放1.由開采層工作面運(yùn)舶卷,回應(yīng)在預(yù)獨(dú)囪聞的育瓦斯也用|卷、麻門打上下向厥層拈孔抽放或打交叉怙K恤放10-302.由巖卷、石門、鄰近層打穿層拈孔牯it突出煤層瓦斯預(yù)抽可采用I0-2D5網(wǎng)格布孔103.地面鉆孔抽放4,密閉開采超谷道抽放10邊掘邊抽由老道誨囑或粕卷通向屈選卷通周困匕帖孔油放瓦斯也出量大的儂卷考20-30邊果邊抽1 .由運(yùn)輸卷.同鳳巷向工作由啟方抑壓區(qū)打鉆孔油放2 .由巖巷、煤門向開

7、采層上部或下煤層透氣性蒙小,31抽時(shí)間不充分時(shí)煤層10-201¥未果的分層打穿層?；蚰涌浊?0-201I1方法前述；適用緊忤工作面確勝率唯11由工作面運(yùn)輸彩打頂尾站孔用水多應(yīng)用于防透氣性罐段ii!水才鋼1松施能水力田裂力都縫由工作面選轄耗段回風(fēng)巷打拈孔rtiff卷或沖面打拈孔進(jìn)看水力壓31-10劉贊上下信近瓦斯來薛于鄰近層的工作5;展獨(dú)放1.由工傳曲式蕾音,忸風(fēng)券或巖卷S5Eft期抽鯽Hi柏敢向鄰近層打拈孔軸被工由工力面運(yùn)輸賽.唧風(fēng)卷打料交迎面拈孔抽放士由煤門打夙層拈孔油弛電在鄰近層例進(jìn)姮瓦第卷遭油被!iJ0-W30-tiC財(cái)331)-6030-45祓5.地面鉆孔抽故"

8、全封閉式相改客用果空區(qū)蠕出抽馥瓦斯前出量大的噂釉St15卻半射團(tuán)式陸船1,由國聚蹙區(qū)前方設(shè)密團(tuán)皆得管始采空區(qū)及播腦出正大的回葡2.由果空區(qū)附近著通向果空區(qū)上果工件面30方打砧孔抽觸界巖禮斯'陽巖裂隙朝雨1.由瞿道向耀就帶或伸剁打帖盤省網(wǎng)署瓦斯福出塞百斯餐HLF&除用巷道軸城1>504.煤層鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)是評價(jià)預(yù)抽煤層瓦斯難易的一個(gè)重要指標(biāo),該系數(shù)表示鉆孔瓦斯流量隨時(shí)間的推移呈衰減變化的特征.其測定與計(jì)算方法是：選擇具有代表性的煤層區(qū)段,訂煤層鉆孔,完鉆后密封鉆孔,經(jīng)3時(shí)間測其瓦斯流量qi；,經(jīng)t2o時(shí)間數(shù)日后再測其瓦斯流量q2,并以9-5式計(jì)算l

9、nq1lnq2,、9-5t2t1式中鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù),d-1;Qi1時(shí)間的鉆孔瓦斯流量,m3/min;q2t2o時(shí)間的鉆孔瓦斯流量,m3/min;ti和t2測定鉆孔瓦斯流量qi、q2的時(shí)間,do第二節(jié)抽放瓦斯的可行性論證礦井新建抽放瓦斯系統(tǒng)時(shí),必須進(jìn)行瓦斯抽放可行性論證,且論證報(bào)告應(yīng)由煤炭工業(yè)主管部門授權(quán)的專業(yè)科研機(jī)構(gòu)編寫.抽放瓦斯可行性論證報(bào)告應(yīng)詳細(xì)闡述抽放瓦斯的必要性與可行性.其主要內(nèi)容包括：礦井地質(zhì)與煤層賦存條件,開拓方式與采煤方法,通風(fēng)與瓦斯涌出情況,瓦斯儲量與可抽瓦斯量計(jì)算,抽放方案與抽放量預(yù)計(jì),抽放規(guī)模與抽放效勞年限,投資估算與經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)以及瓦斯利用等.1 .抽放瓦斯的必要性

10、從平安生產(chǎn)的角度考慮,當(dāng)一個(gè)礦井、采區(qū)或工作面的絕對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：0.6SCqqf-9-6K式中：q礦井采區(qū)或工作面的瓦斯涌出量,m3/min；qf一通風(fēng)所能承當(dāng)?shù)淖畲笸咚褂砍隽?m3/min；v通風(fēng)巷道或工作面允許的最大風(fēng)速,m/s;S倔風(fēng)巷道或工作面斷面積,m2；C?煤礦平安規(guī)程?允許的風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?%;K瓦斯涌出不均衡系數(shù),取值為1.21.7.?礦井瓦斯抽放治理標(biāo)準(zhǔn)?從平安和經(jīng)濟(jì)上的諸多因素綜合考慮規(guī)定,凡符合以下情況之一者必須建立瓦斯抽放系統(tǒng),開展抽放瓦斯工作：(1) 一個(gè)采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5m3/min,或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對

11、瓦斯涌出量大于3m3/min,采用通風(fēng)方法解決不合理的.(2)年產(chǎn)煤量等于或小于40、60、100和150萬t而礦井絕對瓦斯涌出量分別大于15、20、25和30m3/min的；礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min的.(3)開采具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的.(4)建立永久瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井,還應(yīng)同時(shí)具備瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在2m3/min以上和瓦斯資源可靠、儲量豐富、預(yù)計(jì)瓦斯抽放效勞年限在10年以上2個(gè)條件.2 .抽放瓦斯的可行性對于開采煤層預(yù)抽瓦斯的難易來講,抽放瓦斯的可行性一般分為即容易抽放、可以抽放和較難抽放3類,對應(yīng)的鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(a)和煤層的透氣性系數(shù)(2分別為小于0.0

12、03d-1、0.003-0.05d-1、大于0.05d-1和大于10m2/(MPa2d)、100.1m2/(MPa2d)、小于0.1m2/(MPa2d);從鄰近層卸壓瓦斯抽放來說,由于受煤層采動的影響,鄰近煤層的透氣性大大提高,故其煤層瓦斯均易抽放.顯鄰近層的瓦斯能夠涌入開采層工作面,隱鄰近層的瓦斯那么不能涌入開采層工作面；從平安生產(chǎn)的角度考慮,前者必須抽放瓦斯,后者可以不抽放瓦斯,但由于隱鄰近層瓦斯也是較易抽放的,為了回收瓦斯資源亦可進(jìn)行抽放在進(jìn)行抽放瓦斯可行性論證時(shí),除據(jù)上述標(biāo)難評價(jià)煤層瓦斯可抽性之外,還必須從經(jīng)濟(jì)和社會的觀點(diǎn)闡述抽放瓦斯的合理性,包括抽放瓦斯工程投資、抽放瓦斯促進(jìn)煤炭生產(chǎn)

13、效益、減少通風(fēng)費(fèi)用、瓦斯利用收益、投資款回收時(shí)間以及社會效益等.第三節(jié)設(shè)計(jì)方法一、抽放瓦斯設(shè)計(jì)的一般原那么(1)抽放規(guī)模與鈉放水平應(yīng)能適應(yīng)礦井生產(chǎn)水平和效勞年限的需要,并能滿足礦井生產(chǎn)期間最大拙放瓦斯量的要求.(2)設(shè)計(jì)抽放瓦斯系統(tǒng)與抽放方法時(shí),要有利于多抽瓦斯、保證礦井平安生產(chǎn)；應(yīng)根據(jù)礦井地質(zhì)與開采條件、瓦斯來源以及瓦斯根底參數(shù)選擇適宜的抽放方法；要有適宜的打抽放瓦斯鉆孔的地點(diǎn)及充足的袖放瓦斯時(shí)間；要配備足夠的抽放瓦斯專業(yè)人員和抽放瓦斯裝備.(3)抽放瓦斯鉆孔的施工和瓦斯管道的敷設(shè)應(yīng)盡量利用生產(chǎn)巷道,特殊需要時(shí)也可掘進(jìn)專用抽放瓦斯巷道.(4)瓦斯泵站的選址除應(yīng)滿足平安抽放瓦斯之外,尚需考慮瓦

14、斯利用的方便.一般應(yīng)設(shè)在居民集中區(qū)的附近,并利于敷設(shè)地面瓦斯管道和建造儲瓦斯罐等.二、抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)的編制抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)包括設(shè)計(jì)說明書、機(jī)電設(shè)備與器材清冊、投資概算和施工圖紙4個(gè)局部.1 .設(shè)計(jì)說明書(1)礦井概況.包括礦井地質(zhì)與煤層賦存、煤炭儲量、生產(chǎn)水平與效勞年限、巷道布置與開拓系統(tǒng)、采煤與頂板治理方法、通風(fēng)與瓦斯?fàn)顩r、煤塵爆炸指數(shù)、煤的自然發(fā)火地等.(2)瓦斯根底資料.包括瓦斯鑒定數(shù)據(jù)、礦井瓦斯涌出量、煤層瓦斯壓力及含量、礦井瓦斯儲量及可抽量、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量及其衰減系數(shù).(3)抽放瓦斯.包括抽放方法選擇、鉆孔(巷道)布置、施工方法、抽放參數(shù)、抽放402規(guī)模與抽放量預(yù)計(jì).(4)抽放系統(tǒng)與設(shè)備.包括瓦斯管路的選擇與阻力計(jì)算,管道路線與安裝方法、瓦斯泵選型、監(jiān)測裝置等.(5)瓦斯泵站.包括瓦斯泵房建筑,設(shè)備安裝、監(jiān)測與平安裝置,給排水系統(tǒng),廠房采暖、通風(fēng)、照明、通訊、避雷、消防火等.(6)供電系統(tǒng)與設(shè)備.包括井下和地面供電設(shè)備選型、供電方式及其系統(tǒng).(7)勞動組織與經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo).包括抽放瓦斯人員編制、年抽放量、工