礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、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(jí)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(jí)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)告提供的瓦斯基礎(chǔ)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 )與承擔(dān)設(shè)計(jì)單位共同編制，按隸屬關(guān)系報(bào)上級(jí)批準(zhǔn)后下達(dá)。第一節(jié)設(shè)計(jì)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(chǔ)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(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(chǔ)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(chǔ)量礦井瓦斯儲(chǔ)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(chǔ)存的瓦斯總量。其計(jì)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(chǔ)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(chǔ)量總和，萬 m3; A1i 礦井每一個(gè)可采煤層的煤炭儲(chǔ)量，萬 t；X1i 每一個(gè)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(dòng)影響范圍內(nèi)不可采鄰近煤層的瓦斯儲(chǔ)量總和，萬m3；A2i 可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)每一個(gè)不可采煤層的煤炭儲(chǔ)量，萬 X2i 可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)每一個(gè)不可采煤層的瓦斯含量，m礦井可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)的不可采煤層數(shù)； W 3圍巖瓦斯儲(chǔ)量，萬 m3。礦井瓦斯抽放管理規(guī)范 的附錄中對開采層采動(dòng)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。”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)算范圍適當(dāng)擴(kuò)大。 對于圍巖瓦斯儲(chǔ)量， 當(dāng)圍巖瓦斯很小時(shí)可以忽略不計(jì)；若瓦斯含量多時(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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(jì)算方法有以下2 種：1)按瓦斯涌出量計(jì)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(jì)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(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。礦井瓦斯抽放管理規(guī)范對瓦斯抽放率應(yīng)達(dá)到的指標(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

6、抽放方法時(shí)，礦井抽放率不小于 25?！背榉磐咚构こ淘O(shè)計(jì)時(shí)，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(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)t1 時(shí)間測其瓦斯流量q1；，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。ln q1ln q2（ 9-5）t2t1式中鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，d-1；Q1 t 時(shí) 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(shí)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(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(chǔ)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)模與抽放服務(wù)年限，投資估算與經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)以及瓦斯利用等。1抽放瓦斯的必要性從安全生產(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：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?，；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(jì)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(gè)采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于 5 m3/min，或一個(gè)掘進(jìn)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(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 2 m3/min 以上和瓦斯資源可靠、儲(chǔ)量豐富、預(yù)計(jì)瓦斯抽放服務(wù)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) ()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(dòng)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?yàn)殡[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(huì)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)效益、 減少通風(fēng)費(fèi)用、 瓦斯利用

11、收益、 投資款回收時(shí)間以及社會(huì)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(jì)抽放瓦斯系統(tǒng)與抽放方法時(shí)， 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(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(chǔ)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)部分。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(chǔ)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(chǔ)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(dòng)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、工作制度、建筑規(guī)模、用電最大負(fù)荷、勞動(dòng)生產(chǎn)率、占地面積和投