瓦斯抽采系統(tǒng)和基本參數(shù)專業(yè)知識講座課件

主要內(nèi)容一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理三、瓦斯抽采基本參數(shù)

1、煤層瓦斯壓力2、煤層瓦斯含量3、煤層透氣性系數(shù)4、鉆孔流量衰減系數(shù)

5、礦井瓦斯儲量6、可抽瓦斯量

7、瓦斯抽采率8、瓦斯抽采量(標(biāo)量)換算9、一些單位換算一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)

煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)是指借助鉆孔、巷道或向采空區(qū)埋管等工程設(shè)施收匯瓦斯源，經(jīng)管路和瓦斯泵等裝備進(jìn)行安全抽采、檢測或監(jiān)測監(jiān)控和壓送工作系統(tǒng)的總稱。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)1、建立條件1）建立抽采瓦斯系統(tǒng)條件有下列情況之一的礦井，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)：（1）一個采煤工作面瓦斯涌出量>5m3／min或一個掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量>3m3／min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的（2）礦井絕對瓦斯涌出量Qch4達(dá)到以下條件的：①Q(mào)CH4

≥40m3／min；

②礦井年產(chǎn)量1.0~1.5Mt，QCH4>30m3／min；③礦井年產(chǎn)量0.6~1.0Mt，QCH4>25m3／min；④礦井年產(chǎn)量0.4~0.6Mt，QCH4>20m3／min；⑤礦井年產(chǎn)量≦0.4Mt，QCH4>15m3／min;（3)開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)1、建立條件

2）建立地面永久瓦斯抽采系統(tǒng)條件：應(yīng)同時具備2個條件：①瓦斯抽采系統(tǒng)的抽采量可穩(wěn)定在2mm3／min以上。②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。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)1、建立條件

地面抽采瓦斯泵站一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)1、建立條件3）建立井下臨時抽放系統(tǒng)規(guī)定不具備建立永久瓦斯抽放系統(tǒng)條件的，應(yīng)建立井下臨時抽放系統(tǒng)，其應(yīng)遵守下列規(guī)定：（1）井下臨時泵站應(yīng)安設(shè)在抽放瓦斯地點附近的新鮮風(fēng)流中。（2）抽出的瓦斯可引排到地面、總回風(fēng)巷、一翼回風(fēng)巷或分區(qū)回風(fēng)巷，但必須保證稀釋后風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛炔怀?。在建有地面永久抽放系統(tǒng)的礦井，移動泵站抽出的瓦斯可送至地面永久抽放系統(tǒng)的管路，但礦井抽放系統(tǒng)的瓦斯?jié)舛葢?yīng)遵守有關(guān)規(guī)定。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)1、建立條件3）建立井下臨時抽放系統(tǒng)規(guī)定：……（3）抽出的瓦斯排入回風(fēng)巷時，在排瓦斯管路出口必須設(shè)置柵欄、懸掛警戒牌等。柵欄設(shè)置的位置是上風(fēng)側(cè)距管路出口5m、下風(fēng)側(cè)距管路出口30m，兩柵欄間禁止任何作業(yè)。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)1、建立條件3）建立井下臨時抽放系統(tǒng)規(guī)定：……(4）在下風(fēng)側(cè)柵欄外必須設(shè)甲烷斷電儀或礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)的甲烷傳感器，巷道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瘸迺r，實現(xiàn)報警、斷電，并進(jìn)行處理。(5）井下移動泵站必須實行“專用變壓器、專用開關(guān)和專用線路”供電。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)2、抽采瓦斯的安全規(guī)定抽放瓦斯必須遵守下列規(guī)定：。1）利用瓦斯時，瓦斯?jié)舛炔坏玫陀?0%，且在利用瓦斯的系統(tǒng)中必須裝設(shè)有防回火、防回氣和防爆炸作用的安全裝置。不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯設(shè)備時，抽放瓦斯?jié)舛炔坏玫陀?5%。2）井上下敷設(shè)的瓦斯管路，不得與帶電物體接觸并應(yīng)有防止砸壞管路的措施。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)2、抽采瓦斯的安全規(guī)定：……3）在有自然發(fā)火危險煤層的采空區(qū)抽采瓦斯時，必須經(jīng)常檢測CO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，要采取措施。抽出瓦斯?jié)舛炔坏玫陀?5％。應(yīng)采用自動監(jiān)控裝置，以保證抽采工作的安全。？一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)

3、地面管路布置

地面管路布置應(yīng)符合下列要求：1)盡量避免布置在車輛頻繁的主干道旁；2)不得將抽瓦斯管路和自來水管、暖氣管、下水道管、動力電纜、照明電纜及通訊電纜等敷設(shè)在同一條地溝內(nèi)。3)主干管應(yīng)與城市、礦區(qū)發(fā)展規(guī)劃建筑布置相結(jié)合。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)

3、地面管路布置

地面管路布置應(yīng)符合下列要求：4)抽瓦斯管道與地上、下建(構(gòu))筑物及設(shè)施的間距應(yīng)符合《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。5)瓦斯管道不得從地下穿過房屋或其它建(構(gòu))筑物，一般情況下也不得穿過其它管網(wǎng)，當(dāng)必須穿過其它管網(wǎng)時，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定采取措施。6）通往井下的抽采管路應(yīng)采取防雷措施。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)4、井下管路布置與安設(shè)

1）管路布置

由礦井生產(chǎn)及其發(fā)展等因素確定，應(yīng)符合下列要求：（1)抽采管路拐彎少、長度短。（2)抽采管路宜沿回風(fēng)巷或礦車不經(jīng)常通過的巷道布置；若設(shè)于主要運輸巷內(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；抽采管件的外緣距巷道壁不宜小于0.1m。（3)當(dāng)抽采設(shè)備或管路發(fā)生故障時，管路內(nèi)的瓦斯不得流入采掘工作面及機(jī)電硐室內(nèi)。（4)管道運輸、安裝和維護(hù)方便。4、井下管路的布置與安設(shè)2）管路安設(shè)（1）在傾斜巷道中，管路應(yīng)設(shè)防滑卡，28。以下的斜巷，防滑卡間距一般取15~20m，斜巷管路下端應(yīng)按設(shè)放渣器。（2）管路應(yīng)有一定的坡度，一般≮1％，在管路最低點應(yīng)安設(shè)放水器。（3）抽采管路應(yīng)采取防腐蝕、防漏氣、防砸壞、防帶電等措施。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)5、抽采管路附屬裝置及設(shè)施：1)主管、分管、支管及其與鉆場連接處應(yīng)裝設(shè)瓦斯流量計量裝置。2)抽放鉆場、管路拐彎、低洼、溫度突變處及沿管路每隔200~300m，（最大不超過500m)應(yīng)設(shè)置放水器。3)在抽采管路的適當(dāng)部位應(yīng)設(shè)置除渣裝置和測壓裝置?！谝?、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)5、抽采管路附屬裝置及設(shè)施：

人工放水器一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)5、抽采管路附屬裝置及設(shè)施：4)管路分岔處應(yīng)設(shè)置控制閥門，閥門規(guī)格應(yīng)與管徑相匹配。5)地面主管上的閥門應(yīng)設(shè)置在地表下用不燃性材料砌成的不透水的觀察井內(nèi)，其間距一般為500~1000m。6）宜選用快速接頭等新材料、新設(shè)備?！?、抽采瓦斯泵站1）抽采瓦斯泵站位置應(yīng)符合下列要求：’（1）設(shè)在不受洪澇威脅且工程地質(zhì)條件可靠地帶，應(yīng)避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區(qū)等。（2）宜設(shè)在回風(fēng)井工業(yè)場地內(nèi)，站房距井口和主要建筑物及居住區(qū)不得小于50m。（3）站房及站房周圍20m范圍內(nèi)嚴(yán)禁明火。（4）站房應(yīng)建在靠近公路和有水源的地方。（5）站房進(jìn)出管路應(yīng)考慮敷設(shè)方便；有利瓦斯輸送，并盡可能留有擴(kuò)能的余地。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)6、抽采瓦斯泵站2）抽采泵站建筑應(yīng)符合下列要求：(1)站房建筑必須采用不燃性材料，耐火等級為二級（2）站房周圍必須設(shè)置柵欄或圍墻。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)6、抽采瓦斯泵站3)站房管道系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)有防爆、防回火、放水、放空及壓力、流量、濃度測量等裝置，并應(yīng)設(shè)置采樣孔、閥門等附屬裝置，放空管設(shè)置在泵的進(jìn)、出口，管徑大于或等于泵的進(jìn)、出口直徑，放空管口應(yīng)高出泵房屋頂3m以上。4)泵房內(nèi)電氣設(shè)備、照明和其它電氣、檢測儀表均應(yīng)采用礦用防爆型。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)6、抽采瓦斯泵站一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)水封式防爆防回火裝置銅網(wǎng)式防爆防回火裝置6、抽采瓦斯泵站5)站場應(yīng)有防雷電、防火災(zāi)、防洪澇、防凍等設(shè)施。6)抽采瓦斯泵站應(yīng)有雙回供電線路。7）站房必須有直通礦并調(diào)度室的電話。8）抽采泵站應(yīng)有供排水系統(tǒng)。站房設(shè)備冷卻水一般采用閉路循環(huán)。給水管路及水池容積均應(yīng)考慮消防水量。污水應(yīng)設(shè)置地溝排放。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)6、抽采瓦斯泵站9）抽采泵站采暖與通風(fēng)應(yīng)符合現(xiàn)行的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。10）廢水、噪聲和放空瓦斯不得超過環(huán)保指標(biāo)，否則，應(yīng)有治理措施。11）抽采泵站場地應(yīng)搞好綠化。12）抽采泵站建筑用地應(yīng)符合《煤炭工業(yè)工程項目建設(shè)用地指標(biāo)》的有關(guān)規(guī)定。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)

6、抽采瓦斯泵站13）干式抽放瓦斯泵吸氣測管路系統(tǒng)必須裝設(shè)防回火、防回氣、防爆炸的安全裝置。14）礦井抽放瓦斯系統(tǒng)應(yīng)裝設(shè)監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)測抽放管道中的瓦斯?jié)舛?、流量、?fù)壓、溫度和一氧化碳等參數(shù)，同時監(jiān)測水位和抽放站內(nèi)瓦斯泄漏等。當(dāng)出現(xiàn)瓦斯?jié)舛冗^低、瓦斯泄漏和一氧化碳超限等情況時，應(yīng)能報警相對抽放泵主電源斷電。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)

6、抽采瓦斯站15）抽放站內(nèi)應(yīng)配置專用檢測各項參數(shù)的儀器儀表。16）抽采瓦斯泵站必須建立瓦斯抽采參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)

(1)用途連續(xù)監(jiān)測抽采管路系統(tǒng)中的瓦斯?jié)舛?、流量、正壓、?fù)壓、溫度及一氧化碳等參數(shù)和泵房內(nèi)泄漏瓦斯?jié)舛?、抽放泵和電機(jī)的軸溫等參數(shù)，由微機(jī)完成測量顯示、打印等功能。當(dāng)任一參數(shù)超限時，可發(fā)出聲光報警信號，并按給定的程序停止或啟動抽采泵。(2)使用條件：①供電電壓：380V；②相對濕度：＜98％；③使用溫度：20—400℃。

一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)6、抽采瓦斯站16）抽采瓦斯泵站監(jiān)測系統(tǒng)……(3)技術(shù)參數(shù)：①管道內(nèi)瓦斯?jié)舛龋?—100％CH4；②管道內(nèi)氣體的流量：0—150m3／min；③正壓：0—100kPa；④負(fù)壓：0—100kPa；⑤泵壓內(nèi)泄漏瓦斯?jié)舛龋?—4％CH4；⑥抽放泵和電機(jī)軸溫：最多8點；⑦測量精度：0．5％滿量程；⑧警報點誤差：滿量程不大于i0．5％；⑨軸溫警報誤差：不大于士2℃。(3)使用條件：①供電電源：一220V土l0％；②工作環(huán)境溫度：15—25℃；⑦相對濕度：不大于85％。

(3)抽采泵站監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測參考指標(biāo)如右表所示：一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)監(jiān)測指標(biāo)名稱精度測試范圍抽放量土2％全范圍瓦斯?jié)舛?0—50％)士3％(50％一80％)土5％(80％一90％)土10％0-99％環(huán)境瓦斯?jié)舛仁?％0—5％管道內(nèi)正壓士l％0一8.5MPa正壓溫度士1％0—100℃負(fù)壓溫度l％0—l00℃泵水流量土2％全范圍泵鈾溫度土1％0—100℃管道內(nèi)負(fù)壓士1％0—0.1MPa6、抽采瓦斯站15）抽采瓦斯泵站監(jiān)測系統(tǒng)一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)7、鉆場鉆孔布置1)鉆場的布置應(yīng)免受采動影響，避開地質(zhì)構(gòu)造帶.便于維護(hù)，利于封孔，保證抽放效果。2)盡量利用現(xiàn)有的開拓、準(zhǔn)備和回采巷道布置鉆場。3)對開采層未卸壓抽放，除按鉆孔抽放半徑確定合理的孔間距外，應(yīng)盡量增大鉆孔的見煤長度。中梁山底板網(wǎng)格式穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯方法

底板巖巷穿層鉆孔放水器流量計瓦斯抽采干管焦作本煤層順層鉆孔預(yù)抽瓦斯方法鉆孔施工頂板走向穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯方法鐵法曉南礦頂板走向穿層鉆孔抽采卸壓瓦斯方法鉆孔長度：170~200m鉆場間距：130m頂板傾斜高抽巷抽采卸壓瓦斯法頂板走向高抽巷抽采卸壓瓦斯法頂板傾斜鉆孔抽采卸壓瓦斯法陽泉上鄰近層卸壓瓦斯抽采方法一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)7、鉆場鉆孔布置……4)鄰近層卸壓抽放，應(yīng)將鉆孔打在采動形成的裂隙帶內(nèi)，并避開冒落帶。5)強(qiáng)化抽放布孔方式應(yīng)根據(jù)所采取的措施確定，除應(yīng)取得好的抽放效果外，還應(yīng)考慮施工方便。6)采取邊采邊抽時，宜讓鉆孔方向與開采推進(jìn)方向相迎，避免采動首先破壞孔口或鉆場。鉆孔施工封堵鉆孔施工抽采卸壓瓦斯采煤工作面松藻煤礦被保護(hù)層卸壓瓦斯抽采方法一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)7、鉆場鉆孔布置7)鉆孔方向應(yīng)盡可能正交或斜交煤層層理。8)穿層孔應(yīng)終孔在穿過煤層頂(底)板0.5m處。9）“多打孔、嚴(yán)封閉、綜合抽”是加強(qiáng)瓦斯抽采工作的方向，抽采瓦斯礦井要增加抽采瓦斯鉆孔量，提高瓦斯管路敷設(shè)質(zhì)量、嚴(yán)封孔及采用綜合抽采方法，以提高抽采效果。10）為提高抽采效果，可采用人為的卸壓措施，如水力沖孔、割縫、壓裂和深孔控制卸壓爆破等。陽泉一礦瓦斯抽采系統(tǒng)頂板傾斜鉆孔安全出口瓦斯泵房儲瓦斯罐進(jìn)風(fēng)平硐頂板傾斜鉆孔頂板傾斜鉆孔瓦斯管瓦斯管松藻打通二礦瓦斯抽采系統(tǒng)示意圖一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)8、抽采瓦斯管路參數(shù)的確定1）管徑應(yīng)按最大流量分段計算，并與抽采設(shè)備能力相適應(yīng)。抽采系統(tǒng)管材的備用量可取10％。2）當(dāng)采用專用鉆孔敷設(shè)抽采管路時，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)抽采管路時，應(yīng)將管道固定在罐道梁或?qū)Ｓ霉芗苌?。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)8、抽采瓦斯管路參數(shù)的確定3）抽采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算；局部阻力可用估算法計算，一般取摩擦阻力的10~20％。礦井抽采系統(tǒng)的總阻力，必須按管網(wǎng)最大阻力計算。4）礦井抽采瓦斯設(shè)備的能力，應(yīng)滿足礦井抽采瓦斯期間或在抽采瓦斯設(shè)備服務(wù)年限內(nèi)所達(dá)到的開采范圍的最大抽采量和最大抽采負(fù)壓的要求，且應(yīng)有不小于15％的富裕能力。一、煤礦瓦斯抽采系統(tǒng)8、抽采瓦斯管路參數(shù)的確定5）在一個抽采泵站內(nèi)，抽瓦斯泵及附屬設(shè)備只有—套工作時，應(yīng)備用一套；兩套或兩套以上工作時，其備用量可按工作數(shù)量的60％計。鉆機(jī)備用量按工作臺數(shù)的60％計。6）抽采管路應(yīng)具有良好的氣密性、足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并應(yīng)滿足防凍、防腐蝕的要求。二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理1、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點1)礦井概況：煤層賦存條件、礦井煤炭儲量、生產(chǎn)能力、巷道布置、采煤方法及通風(fēng)狀況。2)瓦斯基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：瓦斯鑒定參數(shù)，礦井瓦斯涌出量，煤層瓦斯壓力、含量，礦井瓦斯儲量及可抽量，煤層透氣性系數(shù)與鉆孔瓦斯流量及其衰減系數(shù)。3)抽采方法：鉆孔(巷道)布置與抽采工藝參數(shù)。4)抽采設(shè)備：抽采泵、管路系統(tǒng)、監(jiān)測及安全裝置。二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理1、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點5)泵站建筑：泵房、供水、供電、采暖、避雷及其它。6)瓦斯利用：利用方式和利用量、利用方案、資金概算。7)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：投資概算及工期。8)設(shè)計文件：設(shè)計說明書、設(shè)備與器材清冊、資金概算、圖紙。二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理2、抽采瓦斯礦井必備的技術(shù)管理資料1．圖紙1)抽采瓦斯系統(tǒng)圖；2)泵站平面與管網(wǎng)(包括閥門、安全裝備、檢測儀表等)布置圖；3)抽采鉆場及鉆孔布置圖；4)泵站供電系統(tǒng)圖。2．記錄1)抽采工程和鉆孔施工記錄；2)抽采參數(shù)測定記錄；3)泵房值班記錄。二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理2、抽采瓦斯礦井必備的技術(shù)管理資料3）報表。1)抽采工程年、季、月報表；2)抽采量年、季、月、旬報表。4）臺賬。1)抽采設(shè)備臺賬；2)抽采工程臺賬；3)抽采量臺賬。5）報告1)礦井和采區(qū)抽采工程設(shè)計文件及竣工報告；2)瓦斯抽采總結(jié)與分析報告。二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理3、抽采瓦斯技術(shù)管理指標(biāo)1)瓦斯抽采參數(shù)(抽采量、瓦斯?jié)舛?、?fù)壓、正壓、大氣壓、溫度)測定?？砂惭b自動檢測系統(tǒng)監(jiān)測，當(dāng)人工測定時，泵房內(nèi)每小時測定1次，井下干管、支管每周測定1次。2)抽采量的計算要統(tǒng)一換算成用大氣壓為101.325kPa、溫度為20℃標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的數(shù)值。二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理3、抽采瓦斯技術(shù)管理指標(biāo)3)地面永久抽采系統(tǒng)的年抽采瓦斯量不小于100萬m3，井下臨時（移動）泵站不小于10萬m3。4)瓦斯抽出率。(1)預(yù)抽煤層瓦斯的礦井：礦井抽出率不小于20％．回采工作面抽出率不小于25％；(2)鄰近層卸壓瓦斯抽采的礦井：礦井抽出率不小于35％，回采工作面抽出率不小于45％；(3)采用混合抽采方法的礦井：礦井抽出率不小于25％。二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理3、抽采瓦斯技術(shù)管理指標(biāo)5)預(yù)抽煤層瓦斯的鉆孔量：(1)采用順層孔抽采時鉆孔量見下表；(2)采用穿層孔抽采時，鉆孔見煤點的間距可參照下列數(shù)據(jù)：容易抽采煤層15—20m；可以抽采煤層10—15m；較難抽采煤層8—10m。煤層類別薄煤層中厚煤層厚煤層容易抽放0.050.030.01可以抽放0.05—0.10.03—0.050.01—0.03較難抽放＞0.1＞0.05＞0.03噸煤鉆孔量表單位：m／t二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理巖石堅固性系數(shù)f＞8f＝6~8f＜6(包括煤)鉆機(jī)效率≮600m/月·臺≮1200m／月·臺≮1600m／月·臺3、抽采瓦斯技術(shù)管理指標(biāo)6）鉆機(jī)效率二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理

3、抽采瓦斯技術(shù)管理指標(biāo)7）封孔(1)鉆孔封孔設(shè)計應(yīng)滿足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、造價低的要求。(2)封孔方法的選擇應(yīng)根據(jù)抽采方法及孔口所處煤(巖)層位、巖性、構(gòu)造等因素綜合確定，因地制宜選用新方法、新工藝，并應(yīng)符合下列要求：

①巖壁鉆孔；宜采用封孔器封孔。②煤壁鉆孔，宜采用充填材料進(jìn)行壓風(fēng)封孔。③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。在鉆孔所處圍巖條件較好的情況下，可選用水泥砂漿或其它封孔材料。二、煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計要點與技術(shù)管理

3、抽采瓦斯技術(shù)管理指標(biāo)7）封孔

④封孔長度應(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《防突規(guī)定》第50條規(guī)定和下列要求：a)孔口段圍巖條件好、構(gòu)造簡單、孔口負(fù)壓中等時，封孔長度不小于5m。b)孔口段圍巖裂隙較發(fā)育、或孔口負(fù)壓很高時，封孔長度可適當(dāng)加長到6—8m。c)對于在煤壁開孔的鉆孔，封孔長度不小于8m。

⑤當(dāng)采用地面鉆孔抽采瓦斯時，抽采結(jié)束后應(yīng)全孔封孔。三、瓦斯抽采基本參數(shù)三、瓦斯抽采基本參數(shù)礦井應(yīng)抽采與利用瓦斯，并且提前3～5年制定抽采與利用瓦斯規(guī)劃，每年年底前編制下年度的抽采瓦斯與利用計劃，以確保抽采瓦斯工作面的正常銜接，做到“抽、掘、采”平衡。瓦斯抽采基本參數(shù)是抽采與利用瓦斯規(guī)劃、設(shè)計和技術(shù)管理的基本科學(xué)依據(jù)與基礎(chǔ)，應(yīng)保證測定數(shù)據(jù)的真實與準(zhǔn)確。每個采區(qū)垂深每增加50m，應(yīng)測定煤層原始瓦斯含量和壓力。瓦斯抽采量的計量器具必須采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的計量器具。三、瓦斯抽采基本參數(shù)瓦斯來源分析礦井瓦斯來源是確定抽放方法的主要依據(jù)，因此，應(yīng)盡量詳細(xì)地做好下述測定工作：(1)必須測定出掘進(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；(2)必須準(zhǔn)確地判斷出采區(qū)工作面的瓦斯主要是來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。三、瓦斯抽采基本參數(shù)1．瓦斯壓力1）定義、重要性與規(guī)律（1）定義：①煤層瓦斯壓力是煤中游離瓦斯分子熱運動撞擊所形成的壓強(qiáng)。

②未受采動影響區(qū)域的瓦壓力稱為原始瓦斯壓力，

③受采動影響已排放瓦斯區(qū)域的煤層瓦斯壓力稱為殘存瓦斯壓力。（2）重要性：煤層瓦斯壓力是決定煤層瓦斯含量和突出危險性大小的主要因素之一，是進(jìn)行瓦斯管理等工作的基礎(chǔ)參數(shù)。三、瓦斯抽采基本參數(shù)1．瓦斯壓力1）定義、重要性與規(guī)律（3）分布規(guī)律：①當(dāng)煤層有露頭時，在瓦斯風(fēng)化帶以下，甲烷帶上部邊界煤層瓦斯壓力一般為0.25~0?.3MPa，②煤層瓦斯壓力隨深度而增加。根據(jù)北票、南桐、天府、雞西等礦井統(tǒng)計，每100m垂深，瓦斯壓力約增加0.06~0.16MPa。③煤層連續(xù)穩(wěn)定同一深度的瓦斯壓力基本相同。如中梁山煤礦K1煤層在垂深378m水平沿走向128m范圍內(nèi)，實測瓦斯壓力均在2.8MPa左右。④地質(zhì)構(gòu)造帶煤層瓦斯壓力可能異常。三、瓦斯抽采基本參數(shù)1．瓦斯壓力1）定義、重要性與規(guī)律（3）分布規(guī)律：我國部分礦井實測煤層原始瓦斯壓力及其梯度表三、瓦斯抽采基本參數(shù)1．瓦斯壓力2）瓦斯壓力的測定煤層瓦斯壓力測定方法有直接測定法和間接測定法2類。

直接測定法分為打鉆、封孔、測壓3個步驟。其關(guān)鍵的是嚴(yán)密封閉鉆孔，微量的漏氣將導(dǎo)致測得瓦斯壓力值大大小于真實的瓦斯壓力值。傳統(tǒng)的測定方法是在巖石巷道中向煤層打鉆孔，然后用不同材料封堵孔口，最后安設(shè)測壓表測壓。近年中國研制了新封孔材料和方法，很好地解決了煤層中的鉆孔封孔不嚴(yán)的難題，因而目前也可在煤層中打鉆測壓。封孔的方法有人工填料封孔、機(jī)械壓入填料封孔、膠圈封孔、膠囊密封液封孔和三相泡沫密封煤層鉆孔等。只要封孔嚴(yán)密，直接測定法能測出準(zhǔn)確的瓦斯壓力值，應(yīng)用普遍。

Prof.Dr.Cheng三、瓦斯抽采基本參數(shù)1．瓦斯壓力2）瓦斯壓力的測定前端篩管壓力表鉆孔Φ50~75mm測壓管Φ6~10mm木鍥填充材料擋料圓盤不小于8m人工填料封孔示意圖三、瓦斯抽采基本參數(shù)1．瓦斯壓力2）瓦斯壓力的測定煤層測壓鉆孔測壓室抽放鉆場測壓導(dǎo)管回液管注漿管封孔段機(jī)械壓入填料封孔示意圖三、瓦斯抽采基本參數(shù)1．瓦斯壓力2）瓦斯壓力的測定1234569781012111、補(bǔ)充氣體入口2、固定把3、加壓手把4、推力軸承5、膠圈6、粘液壓力表7、膠圈8、高壓膠管9、閥門10、二氧化碳瓶11、粘液12、粘液罐膠圈密封液封孔示意圖三、瓦斯抽采基本參數(shù)1．瓦斯壓力2）瓦斯壓力的測定測定選點與測定工作應(yīng)注意：(1)測定地點要選在無斷層、裂隙等地質(zhì)構(gòu)造處，瓦斯賦存狀況要具有代表性；(2)測壓巷道距煤層的巖柱距離不應(yīng)小于10m；(3)測壓孔的孔徑以75mm為宜，要貫穿整個煤層(厚煤層應(yīng)鉆入煤層3m以上)，完鉆后應(yīng)及時封孔，封孔要嚴(yán)密，測壓管接頭不得漏氣。三、瓦斯抽采基本參數(shù)1．瓦斯壓力3）瓦斯壓力間接測定方法：測定出煤層瓦斯含量后，按式下計算瓦斯壓力：

X=[abp/(1+bp)][(100-Aad-Wad）/100][1/(1+0.31Wad)]++10kp/r（1）式中X──煤層瓦斯含量，m3/t；a、b──吸附常數(shù)；p──煤層絕對瓦斯壓力，MPa；Aad──煤的灰分，%；Wad──煤的水分，%；k──煤的孔隙率，m3/m3；r──煤的容重(假比重)，t/m3。三、瓦斯抽采基本參數(shù)2、煤層瓦斯含量

1）定義

在自然條件下，單位質(zhì)量或體積的煤體中所含的瓦斯量。m3/t煤或m3/m3煤.

2）重要性：煤層瓦斯含量是決定煤層瓦斯儲量、瓦斯涌出量和突出危險性大小的主要因素之一，是進(jìn)行瓦斯管理等工作的基礎(chǔ)參數(shù)。Prof.Dr.Cheng三、瓦斯抽采基本參數(shù)2、煤層瓦斯含量3）煤層瓦斯含量測定：可采用直接法測定或用間接法計算。（1）地勘解吸直接法（2）井下解吸直接法（3）間接法——實測出煤層瓦斯壓力后，按前述式（1）計算瓦斯含量Prof.Dr.Cheng三、瓦斯抽采基本參數(shù)2、煤層瓦斯含量3）煤層瓦斯含量測定：

（1）地勘解吸法地勘解吸法的基本原理及依據(jù)為：①煤層原始瓦斯含量X0由取芯過程煤樣漏失瓦斯量V1、地面解吸瓦斯測定量V2和殘存瓦斯量V3構(gòu)成,X0=V1+V2+V3；②在一定時間內(nèi)，煤樣在地面的解吸瓦斯量與解吸時間之間遵循V2——(t0+t)0.5關(guān)系；③煤芯提至鉆孔深度的一半時開始解吸瓦斯；④取芯過程中煤樣瓦斯漏失量可按V1——(t0+t)0.5推算；⑤煤芯在地面的解吸瓦斯量V2由煤芯瓦斯解吸儀測得；⑥殘存瓦斯量V3由真空脫氣測定裝置測得。Prof.Dr.Cheng150∮67罐蓋罐體壓緊螺絲墊圈膠墊密封罐煤心瓦斯解析儀量管水槽彈簧夾放水管螺旋夾吸氣球溫度計彈簧夾排氣管穿刺針頭密封灌-1000-800-600-400-20002004006008001000020406080100120（t0+t）0.5解吸瓦斯量（ml）漏失瓦斯量（ml）直接法測定煤層瓦斯含量儀表與曲線圖Prof.Dr.Cheng三、瓦斯抽采基本參數(shù)

2、煤層瓦斯含量3）煤層瓦斯含量測定：

地勘解吸法的評價：從地勘解吸法十年多來的應(yīng)用情況統(tǒng)計分析結(jié)果看出：和早期采用的密閉罐法、集氣法相比，地勘解吸法煤層瓦斯含量測值成功率和可靠性都有較大幅度的提高，但測值仍有較大的誤差：孔深小于500m時，地勘瓦斯含量有約70%的測值偏低15～25%，20%的測值偏高10～15%，整體測值偏低約10～15%；煤層埋深大于500m，特別是達(dá)到800m以上時，普遍具有測值偏低程度隨孔深增加而加大的趨勢，有85%以上的測值低30～40%，最高達(dá)到50%以上，只有不足8%的測值偏高5～10%。三、瓦斯抽采基本參數(shù)2、煤層瓦斯含量3）煤層瓦斯含量測定：

（2）井下解吸法該方法是在地勘解吸法原理基礎(chǔ)上改進(jìn)、發(fā)展形成的直接在井下測定煤層瓦斯含量的方法，它在我國煤礦本煤層、鄰近層瓦斯含量測定中廣為采用，但至今尚無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。測定時，先在煤層打鉆孔，采集鉆（煤）屑（本煤層）或打穿層鉆孔采集煤芯（鄰近層），然后測定采集的煤屑樣在空氣介質(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算煤層原始瓦斯含量。

三、瓦斯抽采基本參數(shù)2、煤層瓦斯含量3）煤層瓦斯含量測定：

（2）井下解吸法井下解吸法采用如下方法推算試樣采集過程中的漏失瓦斯量：①試樣的瓦斯解吸從到達(dá)既定深度（本煤層）或穿透巖層見煤（鄰近層）時開始計時；②本煤層鉆屑采集過程中試樣的漏失瓦斯量按Q—(t0+t)0.5規(guī)律推算，鄰近層穿層鉆孔煤芯采集過程試樣漏失瓦斯量按Q—(t0+t)0.5規(guī)律推算。三、瓦斯抽采基本參數(shù)★煤層透氣性系數(shù)是衡量煤層透氣性大小的指標(biāo)。★物理意義是在1m3煤體的兩側(cè)，壓力平方差為1MPa2時，通過1m長度的煤體，在1m2煤面積上每天流過的瓦斯量?！锩簩油笟庑韵禂?shù)在不同地點相差很大。在集中應(yīng)力帶，煤層透氣性可降低一半或更多；而在卸壓帶，則可增加幾十倍到幾萬倍。1m1MPaP21m1m1mm3/m2.dλ3、煤層透氣性系數(shù)Prof.Dr.Cheng★測定方法單一鉆孔流量法：打一個垂直穿透煤層鉆孔，封孔后，測出煤層真實的瓦斯壓力，壓力值穩(wěn)定后，打開測壓孔排放瓦斯，記錄排放瓦斯的時間和流量以及煤層厚度、鉆孔直徑等參數(shù)，利用下表所列公式進(jìn)行計算。煤層鉆孔流量計閥門壓力表測壓管鉆孔密封段3、煤層透氣性系數(shù)三、瓦斯抽采基本參數(shù)三、瓦斯抽采基本參數(shù)部分礦井的煤層透氣性系數(shù)三、瓦斯抽采基本參數(shù)4、鉆孔流量衰減系數(shù)1）定義：鉆孔瓦斯流量隨著時間延續(xù)呈衰減變化關(guān)系的系數(shù)2）測算方法：選擇具有代表性的地區(qū)打鉆孔，先測其初始瓦斯流量q0，經(jīng)過時間t后，再測其瓦斯流量qt，然后以下式計算之：

qt=q0·e-at式中a——鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，d-1；q0——鉆孔初始瓦斯流量，m3／min；qt——經(jīng)t時間后的鉆孔瓦斯流量，m3／min；t——時間，d。三、瓦斯抽采基本參數(shù)4、鉆孔流量衰減系數(shù)

3）用途：可作為評估煤層預(yù)抽瓦斯難易程度的指標(biāo)之一。類別鉆孔流量衰減系數(shù)(d-1)煤層透氣性系數(shù)(m2/Mpa2.d)容易抽放0.00310可以抽放0.003~0.0510~0.l較難抽放＞0.05＜0.1煤層抽放瓦斯難易程度分類表三、瓦斯抽采基本參數(shù)5、礦井瓦斯儲量

瓦斯儲量系指煤田開發(fā)過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層儲存的瓦斯總量。其計算公式為：

Wk＝W1十W2十W3式中Wk——礦井瓦斯儲量，萬m3；W1——可采煤層的瓦斯儲量總和，萬m3；W1＝nAliXliAli——礦井每一個可采煤層的煤炭儲量，萬t；n——礦井可采煤層數(shù)；Xli——每一個可采煤層的瓦斯含量，m3／t；三、瓦斯抽采基本參數(shù)5、礦井瓦斯儲量瓦斯儲量計算式：Wk＝W1十W2十W3式中W2——可采層采動影響范圍內(nèi)不可采鄰近層的瓦斯儲量總和，萬m3;nW2＝∑Ai×Xii=1Ai——可采層采動影響范圍內(nèi)每一個不可采煤層的煤炭儲量，萬t。采動影響范圍，上鄰近層取50—60m，下鄰近層取20—30m；Xi——可采層采動影響范圍內(nèi)每一個不可采煤層的瓦斯含量，m3／t；n——礦井可采煤層采動影響范圍內(nèi)的不可采煤層數(shù)；W3——圍巖瓦斯儲量，萬m3,當(dāng)圍巖瓦斯很小時,W3=0；若含瓦斯量多時，可據(jù)經(jīng)驗取之或?qū)崪y而定。三、瓦斯抽采基本參數(shù)6、可抽瓦斯量可抽瓦斯量是指瓦斯儲量中在當(dāng)前技術(shù)水平能被抽出來的最大瓦斯量?？沙橥咚沽扛潘惴ㄊ牵?/p>

可抽瓦斯量＝瓦斯儲量x抽采率三、瓦斯抽采基本參數(shù)

7、瓦斯抽采率(1)礦井(或采區(qū))抽采率：dk＝100Qkc/（Qkc十Qkf)式中dk——礦井(或采區(qū))抽放率，%；Qkc——礦井抽采瓦斯量，m3／min；Qkf——礦井風(fēng)排瓦斯量，m3／min。7、瓦斯抽采率(1)瓦斯管道流量測量：

①測速管（皮托管Pitot）

同心套管與壓差計RAB實際應(yīng)用的畢托管示意圖7、瓦斯抽采率(1)瓦斯管道流量測量②孔板流量計孔板：測量元件；

縮脈：孔板后1/3～2/3d處。R121002d1S1u1d0S0u0d2S2u2

孔板流量計②孔板（伯努利原理)流量計2222'221'1vPvPrr+=+7、瓦斯抽采率

(1)瓦斯管道流量測量③

V錐流量計V型錐流量計是20世紀(jì)80年代提出具有革命性的新型流量計，它是一個懸掛在管道中央的錐形體，高壓P1取自錐體前流體未擾動的管壁；低壓P2取自后錐體中央，差壓△P=P1-P2的平方根與流量成正比。L7、瓦斯抽采率

(1)瓦斯管道流量測量③

V錐流量計V型錐流量傳感器的工作原理2222'221'1vPvPrr+=+項目孔板流量計渦街流量計V錐流量計工作原理差壓型（伯努利原理)技術(shù)成熟卡門渦街技術(shù)，技術(shù)成熟差壓型，美McCROMETER公司發(fā)明，國內(nèi)多為仿造管徑范圍l0-1500mm15-3000mm15-300