礦井瓦斯抽放設(shè)計要點

1、第九章礦井瓦斯抽放設(shè)計抽放瓦斯系統(tǒng)的建設(shè)必須有抽放瓦斯工程初步設(shè)計和施工設(shè)計， 前者供上級主管部門審批立項之用，后者是工程施工的依據(jù)。編制礦井抽放瓦斯設(shè)計要以上級批準(zhǔn)的設(shè)計任務(wù)書和經(jīng)審批的 礦井抽放瓦斯可行性論證報告提供的瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)為依據(jù)。設(shè)計任務(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、工程量和投資估算以及經(jīng)濟效益等。設(shè)計任務(wù)書一般由生產(chǎn)單位 (局、礦 )與承擔(dān)設(shè)計單位共同編制，按隸屬關(guān)系報上級批準(zhǔn)后下達。第一節(jié)設(shè)計必須的基礎(chǔ)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)能力、礦井開拓方式與巷道布量、采煤方法等。3通風(fēng)、瓦斯包括通風(fēng)設(shè)備與能

2、力，礦井、采區(qū)和工作面 (采煤與掘進 )的瓦斯涌出量，瓦斯來源與平衡分析， 瓦斯特殊涌出情況， 瓦斯對安全生產(chǎn)的威脅程度， 煤塵爆炸指數(shù)，煤的自燃傾向性等。瓦斯基礎(chǔ)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)排放瓦斯的煤層采、不可采煤層 )與巖層儲存的瓦斯總量。其計算公式為：( 包括可m3/min ；t；m3/t；WKW1W2W3nW 1A1 iX 1 i(9-1)i1nW 2

3、A 2 iX 2 ii1式中： Wk礦井瓦斯儲量，萬m3；W 1可采煤層 (包括局部可采煤層的可采部分 )瓦斯儲量總和，萬 m3; A1i 礦井每一個可采煤層的煤炭儲量，萬 t；X1i 每一個可采煤層的瓦斯含量，m3/tn礦井可采煤層數(shù)，W 2可采煤層采動影響范圍內(nèi)不可采鄰近煤層的瓦斯儲量總和，萬m3；A2i 可采煤層采動影響范圍內(nèi)每一個不可采煤層的煤炭儲量，萬 X2i 可采煤層采動影響范圍內(nèi)每一個不可采煤層的瓦斯含量，m礦井可采煤層采動影響范圍內(nèi)的不可采煤層數(shù)； W 3圍巖瓦斯儲量，萬 m3。礦井瓦斯抽放管理規(guī)范 的附錄中對開采層采動影響范圍的確定做了說明： “上鄰近層取 50 60m 下鄰

4、近層取 2030m?！备鶕?jù)礦井地質(zhì)與開采煤層厚度的具體條件可將此計算范圍適當(dāng)擴大。 對于圍巖瓦斯儲量， 當(dāng)圍巖瓦斯很小時可以忽略不計；若瓦斯含量多時，可據(jù)經(jīng)驗選取或?qū)崪y而定，當(dāng)無實測數(shù)據(jù)時，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：WC WK ? 100(9-2)式中Wc礦井可抽瓦斯量，萬m3；Wk礦井瓦斯儲量，萬m3；礦井瓦斯抽放率，。3抽放率抽放率是衡量瓦斯抽放效果的重要指標(biāo)之一，其計算方法有以下2 種：1)按瓦斯涌出量計算。100q c（ 9-3）yq cq y式中 y抽放率，；qc礦井、

5、采區(qū)或工作面的抽放瓦斯量，qy在枕放條件下的礦井、采區(qū)或工作面的風(fēng)排瓦斯量，m3/min。2)按煤層瓦斯含量計算。x100 Xc(9-4)XO式中 x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 式計算礦井、采區(qū)和工作面的抽放率，同時尚可利用該式分別計算工作面的鄰近層抽放率和開采層抽放率。礦井瓦斯抽放管理規(guī)范對瓦斯抽放率應(yīng)達到的指標(biāo)作了具體規(guī)定：“預(yù)抽煤層瓦斯時，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，礦井抽放率不小于 35，回采工作抽放率不小于 45；采用混合

6、抽放方法時，礦井抽放率不小于 25?！背榉磐咚构こ淘O(shè)計時，工作面的瓦斯抽放率亦可參照表 9 1 選取。4煤層鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)是評價預(yù)抽煤層瓦斯難易的一個重要指標(biāo)，該系數(shù)表示鉆孔瓦斯流量隨時間的推移呈衰減變化的特征。其測定與計算方法是： 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)t1 時間測其瓦斯流量q1；，經(jīng) t2o 時間 (數(shù)日 )后再測其瓦斯流量q2，并以 9-5 式計算。ln q1ln q2（ 9-5）t2t1式中鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，d-1；Q1 t 時 間的鉆孔瓦斯流量， m3/min;3t1 和 t2測定鉆孔瓦斯流量q1、 q2 的時間， d。

7、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，必須進行瓦斯抽放可行性論證，且論證報告應(yīng)由煤炭工業(yè)主管部門授權(quán)的專業(yè)科研機構(gòu)編寫。抽放瓦斯可行性論證報告應(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算， 抽放方案與抽放量預(yù)計， 抽放規(guī)模與抽放服務(wù)年限，投資估算與經(jīng)濟效益評價以及瓦斯利用等。1抽放瓦斯的必要性從安全生產(chǎn)的角度考慮，當(dāng)一個礦井、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，就要抽放瓦斯，即：q q f0.6 SC(9-6)K式中： q礦井（采區(qū)或工作面）的瓦斯涌出量

8、， m3/min ； qf 一通風(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倔風(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。礦井瓦斯抽放管理規(guī)范 從安全和經(jīng)濟上的諸多因素綜合考慮規(guī)定， 凡符合下列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)一個采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于 5 m3/min，或一個掘進工作面絕對瓦斯涌出量大于 3 m3/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

9、量分別大于 15、20、25 和 30 m3/min 的；礦井絕對瓦斯涌出量大于 40 m3/min 的。(3)開采具有煤與瓦斯突出危險煤層的。(4)建立永久瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，還應(yīng)同時具備瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量可穩(wěn)定在 2 m3/min 以上和瓦斯資源可靠、儲量豐富、預(yù)計瓦斯抽放服務(wù)年限在 10 年以上 2 個條件。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) ()分別為小于 0.003d-1、 0.0030.05 d-1、大于 0.05d-1 和大于 10m2/(MPa2

10、·d)、100.1 m2/(MPa2·d)、小于 0.1 m2/(MPa2·d)；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，隱鄰近層的瓦斯則不能涌入開采層工作面；從安全生產(chǎn)的角度考慮，前者必須抽放瓦斯，后者可以不抽放瓦斯，但因為隱鄰近層瓦斯也是較易抽放的，為了回收瓦斯資源亦可進行抽放。在進行抽放瓦斯可行性論證時，除據(jù)上述標(biāo)難評價煤層瓦斯可抽性之外，還必須從經(jīng)濟和社會的觀點闡述抽放瓦斯的合理性， 包括抽放瓦斯工程投資、 抽放瓦斯促進煤炭生產(chǎn)效益、 減少通風(fēng)費用、 瓦斯利用

11、收益、 投資款回收時間以及社會效益等。第三節(jié) 設(shè)計方法一、抽放瓦斯設(shè)計的一般原則(1)抽放規(guī)模與鈉放能力應(yīng)能適應(yīng)礦井生產(chǎn)能力和服務(wù)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)計抽放瓦斯系統(tǒng)與抽放方法時， 要有利于多抽瓦斯、保障礦井安全生產(chǎn)；應(yīng)根據(jù)礦井地質(zhì)與開采條件、瓦斯來源以及瓦斯基礎(chǔ)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及充足的袖放瓦斯時間； 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， 特殊需要時也可掘進專用抽放瓦斯巷道。(4)瓦斯泵站的選址除應(yīng)滿足安全抽放瓦斯之外，尚需考慮瓦斯利用的方便。一般

12、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)計的編制抽放瓦斯工程設(shè)計包括設(shè)計說明書、機電設(shè)備與器材清冊、投資概算和施工圖紙 4 個部分。1設(shè)計說明書(1)礦井概況。包括礦井地質(zhì)與煤層賦存、煤炭儲量、生產(chǎn)能力與服務(wù)年限、巷道布置與開拓系統(tǒng)、采煤與頂板管理方法、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)瓦斯基礎(chǔ)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。(4)抽放系統(tǒng)與設(shè)備。包括瓦斯管路的選擇與阻力計算， 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)測與安全裝置， 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)濟技術(shù)指標(biāo)。 包括抽放瓦斯人員編制、 年抽放量、工作制度、建筑規(guī)模、用電最大負(fù)荷、勞動生產(chǎn)率、占地面積和投