瓦斯抽采設計

1、礦井瓦斯抽采課程設計目錄1 瓦斯抽采必要性與可行性論證11.1瓦斯抽采的必要性論證11.2瓦斯抽采的可行性論證11.3瓦斯抽采設計的依據22 區(qū)域防突措施32.1礦井概況32.2區(qū)域防突措施的選擇32.3保護層開采的可行性分析32.4保護范圍的劃定43 瓦斯抽采方法83.1煤層B瓦斯抽采設計83.2煤層A瓦斯抽采設計103.3未保護區(qū)卸壓瓦斯抽采設計114 瓦斯抽采參數125 瓦斯抽采管網135.1瓦斯管路135.2管路阻力計算135.3抽采泵選型145.4抽采瓦斯泵確定151 瓦斯抽采必要性與可行性論證1.1瓦斯抽采的必要性論證 突出煤層瓦斯含量大，必須建立瓦斯抽采系統(tǒng)且必須是地面瓦斯抽采系

2、統(tǒng)以保降預抽煤層瓦斯的有效性、可靠性，?防治煤與瓦斯突出規(guī)定?以下簡稱?防突規(guī)定?，突出礦井必須建立滿足防突工作要求的地面永久瓦斯抽采系統(tǒng)。高瓦斯礦井采掘過程中瓦斯涌出大,需要根據工作面絕對瓦斯涌出量、工作面產量和礦井瓦斯絕對瓦斯涌出量的要求,建立地面瓦斯抽采系統(tǒng)或井下臨時抽采瓦斯系統(tǒng),但地面瓦斯抽采系統(tǒng)可靠性更高、能力更強,必要時應在高瓦斯礦井建立地面瓦斯抽采系統(tǒng) 。 ?防突規(guī)定? 規(guī)定，一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5 m3 /min或一個掘進工作面瓦斯涌出量大于3 m3/min，用通風方法解決瓦斯問題不合理的，必須建立地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽采瓦斯系統(tǒng)。 ?煤礦瓦斯抽放標準?規(guī)

3、定：有以下情況之一的礦井，必須建立地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽采瓦斯系統(tǒng)： a) 一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m 3 /min 或一個掘進工作面瓦斯涌出量大于3m 3 /min，用通風方法解決瓦斯問題不合理時； b) 礦井絕對涌出量到達以下條件的： 大于或等于 40m 3 /min； 年產量 1.01.5Mt 的礦井，大于 30m 3 /min； 年產量 0.61.0Mt 的礦井，大于 25m 3 /min； 年產量 0.40.6Mt 的礦井，大于 20m 3 /min； 年產量等于或小于 0.4Mt 的礦井，大于 15m 3 /min； c) 開采有煤與瓦斯突出危險煤層。1.2瓦斯

4、抽采的可行性論證 傳統(tǒng)的瓦斯抽采需進行抽采可行性論證，論證指標有3項，分別為煤層透氣性系數，孔瓦斯流量衰減系數和百米鉆孔瓦斯極限抽放量衰減系數Qi并根據上述指標，將煤層瓦斯抽采的難易程度進行分類，如表所列。表煤層瓦斯抽采難易程度分類 指標難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數百米鉆孔瓦斯極限抽量煤層透氣系數容易抽放<0.003>14400>10可以抽放0.0030.05144002880100.1較難抽放>0.05<2880<0.11.3瓦斯抽采設計的依據1國家平安生產監(jiān)督管理總局，國家煤礦平安監(jiān)察局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定，2021年2國家平安生產監(jiān)督管理總局，國家煤

5、礦平安監(jiān)察局,煤礦平安規(guī)程， 2001 年3國家平安生產監(jiān)督管理總局，煤礦瓦斯抽采標準AQ10272006， 2006 年4國家平安生產監(jiān)督管理總局，煤礦瓦斯抽采根本指標AQ10262006 2006 年5國家煤礦平安監(jiān)察局.煤礦瓦斯治理經驗五十條.2005年（6） 國務院平安生產委員會辦公室，關于進一步加強煤礦瓦斯治理工作的指導意見，安委辦202117號，2021年7國家平安生產監(jiān)督管理總局，煤礦低濃度瓦斯管道輸送平安保陣系統(tǒng) 設計標準AQ1076_2021, 2021 年2 區(qū)域防突措施2.1礦井概況 煤系地層從上到下有煤層A和煤層B，煤層傾角12°，為貧煤；煤層A厚2.6m，煤

6、層B厚2.8m，均具有煤與瓦斯突出危險性。A煤層與B煤層距離為75m，A煤層和B煤層工作面均設計走向長1500m，面長120m，其中A煤層工作面平均瓦斯含量為15m3/t，煤層透氣性系數為0.003mD；B煤層工作面平均瓦斯含量為10m3/t，煤層透氣性系數為0.1mD。2.2區(qū)域防突措施的選擇 ?防突規(guī)定?第四十五條 區(qū)域防突措施是指在突出煤層進行采掘前，對突出煤層較大范圍采取的防突措施。區(qū)域防突措施包括開采保護層和預抽煤層瓦斯兩類。 開采保護層分為上保護層和下保護層兩種方式： 預抽煤層瓦斯可采用的方式有：地面井預抽煤層瓦斯以及井下穿層鉆孔或順層鉆孔預抽區(qū)段煤層瓦斯、穿層鉆孔預抽煤巷條帶煤層

7、瓦斯、順層鉆孔或穿層鉆孔預抽回采區(qū)域煤層瓦斯、穿層鉆孔預抽石門含立、斜井等揭煤區(qū)域煤層瓦斯、順層鉆孔預抽煤巷條帶煤層瓦斯等。 預抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施應當按上述所列方式的優(yōu)先順序選取，或一并采用多種方式的預抽煤層瓦斯措施。 由于A煤層的煤層透氣性系數=0.003<0.1，在不采取其它增透卸壓措施的前提下較難抽放，而B煤層的煤層透氣性系數=0.01，可以抽采。所以可選B煤層為首采煤層作為保護層，進而對A煤層進行卸壓瓦斯抽采，進行消突。2.3保護層開采的可行性分析1?防突規(guī)定?關于保護層選取的要求 ?防突規(guī)定?第四十六條 選擇保護層必須遵守以下規(guī)定： 在突出礦井開采煤層群時，如在有效保護垂距

8、內存在厚度0.5m及以上的無突出危險煤層，除因突出煤層距離太近而威脅保護層工作面平安或可能破壞突出煤層開采條件的情況外，首先開采保護層。有條件的礦井，也可以將軟巖層作為保護層開采； 當煤層群中有幾個煤層都可作為保護層時，綜合比擬分析，擇優(yōu)開采保護效果最好的煤層； 當礦井中所有煤層都有突出危險時，選擇突出危險程度較小的煤層作保護層先行開采，但采掘前必須按本規(guī)定的要求采取預抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施并進行效果檢驗； 優(yōu)先選擇上保護層。在選擇開采下保護層時，不得破壞被保護層的開采條件。（2） 保護層的有效保護范圍A 煤層與 B煤層的煤層傾角為 12°，屬于緩傾斜煤層。 參照表保護層與被保護層之

9、間的最大保護垂距可得緩傾斜和傾斜煤層的最大保護垂距為100m。B 煤層與 A 煤層垂距為 H=75m，所以該煤層采用下保護層開采保護有效。開采下保護層時，不破壞上被保護層的最小層間距離可參用以下公式確定：當 <60°時，H=KMcos當 >60°時，H=KMsin(/2)式中：H允許采用的最小層間距離，m； M保護層的開采厚度，m； 煤層傾角，度； K頂板管理系數，冒落法管理頂板時，K取10充填法管理頂板時，K取6。所以當開采B煤層作為下保護層時允許最小層間距離H = 10×2.8×cos12°=27.4m。A煤層與B煤層距離為 7

10、5m,大于 27.4m。故 選取B 作為下保護層不會破壞上被保護層。3綜上，選取B煤層作為保護層，既能符合?防突規(guī)定?到達消突效果，又能不破壞被保護層A煤層，可行性得證。2.4保護范圍的劃定（1） 沿傾斜的保護范圍在被保護層中，沿傾斜方向的保護范圍可按卸壓角劃定，如圖所示。卸壓角的大小與煤層傾角、煤系地層的巖石力學性質等因素有關，但主要取決于煤層傾角，應根據礦井實際考察結果確定其卸壓角，也可參考表的數據進行劃分傾向被保護層工作面的保護范圍邊界。圖保護層工作面沿傾斜方向的保護范圍 A保護層；B被保護層；C保護邊界范圍線表保護層沿傾斜方向卸壓角煤層傾角°卸壓角°12340808

11、07575107783757520738775753069907770406590807050709080706072908070707290807280739078759075807580 由上，根據B煤層的傾角12°，工作面長度120m，假設數值連續(xù)變化，76.2可得1=76.2°2=83.8°,那么沿傾斜的有效保護長度：L傾斜=120+ =93.5m2沿走向的保護范圍 假設保護層采煤工作面停采時間超過3個月且卸壓比擬充分，那么該保護層采煤工作面對被保護層沿走向的保護范圍對應于始采線、停采線及所留煤柱邊緣位置的邊界可按卸壓角5=56°60°

12、劃定。如圖所示。對于不規(guī)那么煤柱，按照其最外緣的輪廓劃出平直輪廓線，并根據保護層與被保護層之間的間距變化，確定煤柱的影響范圍。圖保護層工作面始采線、采止線和煤柱的影響范圍A保護層；B被保護層；C煤柱；D采空區(qū)；E保護范圍；F始采線、采止線 A煤層和B煤層工作面均設計走向長1500m，為方便計算，取卸壓角為60°那么沿走向的有效保護長度：L走向=15002×=1314.4m（3） 最大保護垂距保護層與被保護層之間的最大保護垂距可參照表選取表保護層與被保護層之間的最大保護垂距煤層類別最大保護垂距上保護層下保護層急傾斜煤層<60<80緩傾斜和傾斜煤層<50<

13、;100在2.3中得證，選取B煤層為保護層時保護垂距27.4m100m。（4） A煤層整個工作面的保護下延保護層 根據傾斜遠距離下保護層開采同水平被保護層的連續(xù)卸壓保護，在采用傾斜遠距離下保護層開采時，按一定卸壓角畫出卸壓邊界，那么可以發(fā)現同水平標高保護層開采后，同水平被保護層只有淺部一局部煤體處于保護層內，而同水平深部大片煤體未能得到卸壓保護，采用保護層開采下延的方法可以很好的解決這一問題。 為全部保護到同水平的被保護煤層，在傾向上必須擴大保護層的開采范圍，沿傾向延伸保護層的開采下限，保護層開采的下延深度以保護到同水平被保護的開采下限為準。保護層下延長度：L下延=+=371.3m擴展保護層邊

14、界 走向上只要將 B 煤層保護層向分別兩邊擴界 L 擴界即可將 A 煤層走向上整個保護起來。各擴界長度：L擴界=43.4m3 瓦斯抽采方法3.1煤層B瓦斯抽采設計 B煤層具有突出危險性，且設計B煤層為首采煤層，所以需先采取區(qū)域防突措施消除突出危險性，才能進行開采。而B煤層的煤層透氣性系數為0.1mD，根據表煤層瓦斯抽采難易程度分類，可以對B煤層進行采前瓦斯抽采消除突出危險性。 根據煤層B的根本情況煤層傾角12°，厚2.8m，具有煤與瓦斯突出危險性，工作面平均瓦斯含量為10m3/t，煤層透氣性系數為0.1mD。采用底板巖巷密集穿層鉆孔采前抽采煤巷條帶瓦斯進行區(qū)域瓦斯抽采。底板巖巷密集穿

15、層鉆孔采前抽采煤巷條帶瓦斯底板巖巷密集穿層鉆孔煤巷條帶預抽可在較短的時間內消除煤巷條帶的突出危險性， 為盡早進人突出煤層、繼續(xù)采取順層鉆孔預抽消除工作面突出危險贏得了時間。因此，該方法通常結合工作面順層鉆孔預抽一并采用，具有廣泛的造應性，是目前不具備保護層開采條件的突出煤層，區(qū)域性瓦斯治理的豐要方法。鉆孔布置方法底板巖巷密集穿層鉆孔釆前抽采煤巷條帶瓦斯是在工作面煤巷(機巷、切眼、風巷)底板 1525m在右的巖層中，布置地板巖巷，構成全負壓通風系統(tǒng)；然后在底板巖巷中每隔段距離布置一個鉆場，在鉆場中向工作面煤巷位置及煤巷兩邊需控制范圍(?防突蜆定?對鉆孔控制范圍的要求)施工網格式密集穿層鉆孔，采前

16、抽采煤巷條帶瓦斯，力爭在較短的時間內區(qū)域性消除工作面煤巷及其周圍需要控制范圍煤體危險性，使之具備煤巷掘進的條件?？梢姡装鍘r巷密集穿層鈷孔條帶釆前抽采是為工炸面煤巷掘進效勞的。以上的煤巷條帶采前抽采方法適應于工作面傾斜上、下 均為實體煤的條件。如果工作面的上區(qū)段已經回采，即工作面風巷緊鄰上區(qū)段工作面的采空區(qū)，煤體已經經歷了較長時間的瓦斯排放，那么煤體內形成自消除突出危險區(qū)；風巷留設35 m的小煤柱時風巷及其掘進需控制范圍處于自消除突出危險區(qū)內，可在平安防護措施的保護下進行掘進。這時僅需要在工作面機巷底部巖層內布置一條底板巖巷，然后通過采區(qū)邊界上山與上區(qū)段底板巖巷溝通構成全負壓通風系統(tǒng)。 根本要

17、求(1)鉆孔控制范圍?防突規(guī)定?對于鉆孔控制回采巷道外側的規(guī)定范圍是:傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少20 m,下幫至少10 m；其他為巷道兩側輪廓線外至少各15 m。因此，底板巖巷穿層鉆孔條帶采前抽采需要控制工作面煤巷(機巷、風巷、切眼及其兩側需要控制的煤體。(2)鉆孔及抽采要求根據我國煤層及瓦斯賦存的特點，結合煤礦現場鉆孔施工的實際，確定穿層鉆孔直徑為 90120 mm，鉆孔間距210 m，鉆孔間距以煤層頂板為準；鉆孔穿透煤層，進入煤層頂板0.5 m；鉆孔在煤層內均勻布置，施工完成后鉆孔在煤層傾向截面上應呈均勻、規(guī)那么的網格狀布置。穿層鉆孔可用水泥砂漿封孔，封孔長度在8m以上，抽采負壓

18、在25 kPa以上。抽采時間以實際抽采情況確定，即將鉆孔控制范圍內的瓦斯壓力或瓦斯含量降至消除 突出危險性的臨界指標值以下，但通常情況下穿層鉆孔采前抽采時間不小于4個月。3.2煤層A瓦斯抽采設計 煤礦?防突規(guī)定?第四十七條規(guī)定：開采保護層區(qū)域防突措施應當符合以下要求：一開采保護層時，同時抽采被保護層的瓦斯；二開采近距離保護層時，采取措施防止被保護層初期卸壓瓦斯突然涌入保護層采掘工作面或誤穿突出煤層；三正在開采的保護層工作面超前于被保護層的掘進工作面，其超前距離不得小于保護層與被保護層層間垂距的3倍，并不得小于100m；四開采保護層時，采空區(qū)內不得留有煤(巖)柱。特殊情況需留煤(巖)柱時，經煤礦

19、企業(yè)技術負責人批準，并作好記錄，將煤(巖)柱的位置和尺寸準確地標在采掘工程平面圖上。每個被保護層的瓦斯地質圖應當標出煤(巖)柱的影響范圍，在這個范圍內進行采掘工作前，首先采取預抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施。在開采B煤層作為保護層時，需同時抽采A煤層內的瓦斯。雖然A煤層的透氣性系數為0.003mD，抽采。但在保護層采動作用下，被保護層的應力下降、膨脹變形及裂隙發(fā)育共同促進了煤層透氣性系數的顯著增加，可實現煤層透氣性系數呈百倍至上千倍的增長。被保護層透氣性系數的增加促進瓦斯解吸速度和流動速度的加快，使得鉆孔瓦斯抽采量顯著提高，為倍保護層卸壓瓦斯高效抽采提供了條件。B煤層的采高為2.8m，查表不同分帶裂隙

20、發(fā)育特征及鄰近煤層透氣性變化可知，被保護層A煤層處在彎曲帶內，煤層透氣性系數顯著提高。表不同分帶裂隙發(fā)育特征及鄰近煤層透氣性變化煤層所處位置裂隙分布裂隙特征煤層瓦斯流動特性影響范圍煤層膨脹變形煤層透性增加倍數采空區(qū)頂板彎曲帶以順層裂隙為主瓦斯層內流動活潑彎曲帶上部直到地面>10>1000倍斷裂帶穿層裂隙和順層裂隙均發(fā)育充分層內瓦斯流動活潑，且具備流向開采工作面的條件上限為采高的1222倍垮落帶冒落巖石堆積，存在較大的裂隙通道瓦斯解吸，流入開采工作面上限為采高的46倍采空區(qū)底板底鼓裂隙帶穿層裂隙和順層裂隙發(fā)育均充分瓦斯流動活潑，且具備流向開采工作面的條件下限為1525m>3&g

21、t;300倍底鼓變形帶以順層裂隙為主瓦斯層內流動活潑下限為5060m 為將被保護層卸壓瓦斯在有效卸壓期內抽采出來，降低煤層瓦斯含量，時高瓦斯突出危險煤層轉變?yōu)榈屯咚篃o突出危險煤層，擴大保護層的有效垂距。根據不同裂隙帶分帶內裂隙發(fā)育程度的不同，位于各帶內的被保護有著不同的裂隙特征，而被保護層的卸壓流動與聚集受制于煤層的裂隙發(fā)育特征，且考慮到上、下被保護層與保護層的位置關系，查設計采用表鄰近層卸壓瓦斯抽采方法，設計A煤層采用網格式穿層鉆孔瓦斯抽采方法。表鄰近層卸壓瓦斯抽采方法類型被保護層所處層位抽采方法備注下保護層頂板層位彎曲帶頂板或底板巷道網格式向上穿層鉆孔、地面鉆井法可根據需要選取一種方法或多

22、種方法組合使用斷裂帶走向高位鉆孔法、傾向高位鉆孔法、沿空留巷鉆孔或采空區(qū)埋管法、走向長鉆法、走向高法、傾向高抽巷法、地面鉆井法上保護層底板巖層頂板或底板巷道網格式向上穿層鉆孔、走向高抽巷法及沿空留巷鉆孔法網格式穿層鉆孔瓦斯抽采底板巖巷網格式上向穿層鉆孔瓦斯抽采方法是最常見的鄰近煤層卸壓瓦斯抽采方法, 該方法首先需要在被抽采的煤層工作面底板巖層內施工一條或多條巖石巷道，在巖石巷道 中每隔一定距離施工鉆場，在鉆場內施工上向穿層鉆孔抽采被保護層卸壓瓦斯，如圖8-18 所示。底板巖石巷道沿工作面走向布置在距被保護厚馬5 m考性較好的巖層中，在 傾向上，底板巷布置在被保護層工作面的中部，但以穿層鉆孔不出

23、現下向鉆孔為原那么。在底 板巷道內，垂直于底板巷每隔一定距離施長度為5s饑的瓦斯抽采鉆場，在卸壓范圍內， 鉆場間距與走向上的穿層鉆孔間距相同，鉆場斷面滿足鉆場施工要求。每個鉆場內的穿層 鉆孔呈扇形布置,鉆孔直徑不小f 90 tirni，鉆孔間距與被保護層的卸壓程度及層間巖層的 裂朦發(fā)育程度有關，鉆孔進人煤層頂板長度不小于0. 5 m。ix#面開切眼、停采線附近等 未充分卸壓或未卸壓區(qū)域，應根據煤層的原始瓦斯透氣、性系數確定鉆孔間距，該區(qū)域鉆孔間 距建議為510 m。#所有抽采鉆孔必須在保護層開釆前施工結束，封孔后接入瓦斯抽采管 150 3.3未保護區(qū)卸壓瓦斯抽采設計4 瓦斯抽采參數4.1 工作

24、面瓦斯涌出量預測 分源預測法預測煤礦瓦斯涌出量也稱瓦斯含量預測煤礦瓦斯涌出量。采用分源預測法的實質是按照煤礦生產過程中瓦斯涌出源的多少，各個瓦斯源涌出瓦斯量的大小，來預計煤礦各個時期如投產期、達標期、萎縮期等的瓦斯涌出量。 首采工作面為 B 工作面，該工作面的瓦斯涌出源主要有 B 煤層、鄰近層 A 煤層和采空區(qū)。采煤工作面瓦斯涌出量預測用相對瓦斯涌出量表示，以 24h 為一個預測圓班，采用式 4-1 進行計算。 Q采 =q 1 +q 2 式4-1 式中：Q 采 采煤工作面相對瓦斯涌出量，m 3 /t； q 1 開采層相對瓦斯涌出量，m 3 /t； q 2 鄰近層相對瓦斯涌出量，m 3 /t。1

25、開采層瓦斯涌出量 由于 B 煤層煤厚為 2.8m，屬于薄及中厚煤層，在不分層開采時，開采層涌出量可由式 4-2 進行計算。 式4-2 式中：q 開采層相對瓦斯涌出量，m3/t； K1圍巖瓦斯涌出系數，K 1 值取值范圍為 1.11.3；全部陷落法管理頂板，碳質組分較多的圍巖，可取 1.3；局部填充法管理頂板取 1.2；全部充填法管理頂板取 1.1；砂質泥巖等致密性圍巖取值可偏小。 K2工作面丟煤瓦斯涌出系數，用回采率的倒數來計算； K3采區(qū)內準備巷道預排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數； m開采層厚度，m； M工作面采高，m； W0煤層原始瓦斯含量，m3/t； Wc運出煤礦后煤的殘存瓦斯含量，m3

26、/t。 首采工作面 B 煤層采用全部陷落法管理頂板，K1取 1.3；回采率為 80%，因此 K2為回采率的倒數，K2=1.25。由于采用長壁后退式回采，因此 K3可按照式4-3 進行計算。 K3=L-2h/L 式4-3 式中：L工作面長度，m； h掘進巷道預排等值寬度，其取值可以按照下表進行選取。表 4.1 巷道預排瓦斯帶寬度值巷道煤壁暴露時間T/d不同煤種巷道預排瓦斯帶寬度H/m無煙煤瘦煤或焦煤肥煤、氣煤256.59.011.5507.410.513.01009.012.416.015010.514.218.020011.015.419.725012.016.921.530013.018.0

27、23.0 由于巷道平均暴露時間為 200 天，且 B 煤層煤質為瘦煤，所以 h 取 15.4。因此,K3=L-2h/L=0.743； 煤層為 2.8m，一次采全高，因此 m/M=1；W 0為煤層原始瓦斯含量，10m 3 /t；W c為運出煤礦后煤的殘存瓦斯含量，由于貧煤的揮發(fā)分為 1020 左右，因此根據下表取 W c =4m 3 /t。表 4.2 純煤的殘存瓦斯含量取值揮發(fā)分%6881212181826263535424256WC96644332222 綜上可得，開采層瓦斯涌出量為 q1=1.3×1.25×0.743×1×10-4=7.24m3 /t2

28、鄰近層瓦斯涌出量鄰近層瓦斯涌出量采用式4-4 進行計算 式4-4 式中：q鄰近層相對瓦斯涌出量 ，m3/t； mi第 i個鄰近層煤層厚度，m； M工作面采高，m； i第 i個鄰近層瓦斯排放率，%； W0i第 i個鄰近層煤層原始瓦斯含量，m3/t； Wci第 i個鄰近層煤層殘存瓦斯含量，m3/t。 本設計中鄰近層只有一個，即為 A 煤層。其高度為 2.6m，故 m i =2.6m；M為工作面采高，即 B 煤層的采高，M=2.8m。圖 5-1 鄰近層瓦斯排放率與層間距的關系曲線 1-上鄰近層；2-緩傾斜煤層下鄰近層；3-傾斜、急傾斜煤層下鄰近層 由于 A 煤層位于 B 煤層上方，故 A 煤層為上鄰

29、近層，與 B 煤層的間距為 75m，故根據圖中取 i=27%。 W o i 為鄰近層 A 煤層原始瓦斯含量，15m 3 /t； W ci 為第 i 個鄰近層煤層殘存瓦斯含量，由表取 W ci =4m 3 /t。 綜上可得，鄰近層瓦斯涌出量為 q 2 =2.76m 3/t。 因此，工作面瓦斯涌出量 q=q 1 +q 2 =7.24+2.76=10m 3 /t4.2 瓦斯抽采指標 ?強化瓦斯防治十條規(guī)定?中指出：“突出礦井必須建立地面永久瓦斯抽采系統(tǒng)。新建突出礦井必須進行地面鉆井預抽，做到先抽后建。必須落實以地面鉆井預抽、保護層開采、巖巷穿層鉆孔預抽為主的區(qū)域治理措施。因此，在采取保護層開采或者預

30、抽煤層瓦斯之后，需要進行區(qū)域措施效果檢驗，要求采取措施后的最大參與瓦斯壓力或剩余瓦斯含量降到經實驗考查確定的臨界值以下。由于沒有實測值，所以可以按照剩余瓦斯壓力 0.74MPa 和參與瓦斯含量 8m 3 /t確定。 由于 B 工作面預測的瓦斯含量為 10m 3 /t，屬于突出煤層大于 8m 3 /t，因此需要采取瓦斯抽采方案，使得煤層瓦斯含量降到 8m 3 /t 以下，或將煤層瓦斯壓力降到0.74Mpa 以下。由于題目沒有給出其他數據用以計算瓦斯壓力，本礦井采用煤層瓦斯含量作為抽采指標；要將煤層瓦斯含量降到 8m 3 /t 以下，就必須使得煤層瓦斯抽采率到達 20%以上。表 4.3 突出煤層采

31、前井下常用的抽采瓦斯方法及參數建議值抽采分類抽采方法封孔長度/m流量m 3/min-1 負壓/KPa濃度 /%卸壓抽采底板穿層鉆孔81030204065原始煤層預抽底板巖巷大面積81015204060底板巖巷預抽煤8510204060順層鉆孔預抽8(封孔深度+2(封孔段長度10151310308(封孔深度+6(封孔段長度1020153060 因此，采用底板巖巷大面積穿層鉆孔加順層鉆孔預抽兩種方法進行瓦斯抽采，使得工作面的瓦斯抽采率到達 20%以上。這樣才能夠到達區(qū)域效果檢驗的指標，才能夠繼續(xù)進行正常的生產作業(yè)。5 瓦斯抽采管網5.1瓦斯管路 5.1.1 瓦斯管管徑 瓦斯管直徑選擇的恰當與否對抽

32、采瓦斯系統(tǒng)的建設投資及抽采效果均有影響,直徑太大,投資就多；直徑過小，阻力損就大。 瓦斯管直徑一般采用式計算 式中 D瓦斯管內徑，m； Q瓦斯管中的瓦斯流量m3/min； V瓦斯管中的瓦斯平均流速，一般取 V=515m/s,取10m/s。 計算：=0.25m5.1.2 瓦斯管管材 瓦斯管材一般選定國家定型產品，如熱軋無縫鋼管、冷拔無縫鋼管和焊接鋼管等，也可以采用鋼板卷制，壁厚為36mm，并需進行0.20.5MPa 的水壓試驗合格。目前，PE管也廣泛應用于煤礦瓦斯抽采管路中，這種管路具有材質輕、安裝方便簡捷等特點，強度也能滿足要求。建議諸如采空區(qū)埋管、抽采系統(tǒng)的主管路選用鋼管，干管和支管選用PE

33、管路。5.2管路阻力計算 5.2.1 摩擦阻力 抽采管路的摩擦阻力與管路的流量、長度、內徑等參數相關，中的管路長度應考慮最不利的情況，如采區(qū)內最遠的工作面。 抽采管路摩擦阻力計算公式 式中 H摩管路的摩擦阻力計算，pa； L管路長度，取2000m； K與管徑有關的系數，取0.71； D瓦斯管路內徑，cm； Q抽采混合瓦斯量，m3/h； 混合瓦斯對空氣的密度比，取 0.866。 計算：表不同管徑的系數K值通稱管徑/mm152025324050K0.460.470.480.490.500.52通稱管徑/mm7080100125150150K0.550.570.620.670.700.715.2.2 局部阻力 局部阻力可用估算法計算，一般取摩擦阻力的 10%20%。管路系統(tǒng)長，