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煤矿瓦斯防治标准汇编
2014-12-24 | 阅:  转:  |  分享 
  
矿井瓦斯涌出量预测方法

AQ1018-2006

国家安全生产监督管理总局2006-02-27发布2006-05-01实施



本标准的附录A、附录B、附录C、附录D均为资料性附录。本标准由国家安全生产监督管理总局提出。本标准由国家安全生产监督管理总局归口。本标准起草单位:煤炭科学研究总院抚顺分院。本标准主要起草人:姜文忠、秦玉金、闫斌移、薛军峰

1范围本标准规定了采用分源预测法与矿山统计法进行矿井瓦斯涌出量预测的方法。本标准适用于新建矿井、生产矿井新水平延深、新采区以及采掘工作面(放顶煤工作面除外)的瓦斯涌出量预测。2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。凡是注册日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达。

MT/T77煤层气测定方法(解吸法)

《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》



3术语及定义

3.1

矿井瓦斯涌出量预测predictionofminegasemissionrate

计算出矿井在一定生产时期、生产方式和配产条件下的瓦斯涌出量,并绘制反映瓦斯涌出规律的涌出量等值线图。

3.2

矿井瓦斯涌出量absolutegasemissionrate

单位时间内从煤层以及采落的煤(岩)体涌入矿井中的气体总量,矿井进行瓦斯抽放时包括抽放瓦斯量。

3.3

绝对瓦斯涌出量absolutegasemissionrate

单位时间内从煤层和岩层以及采落的煤(岩)体所涌出的瓦斯量,单位采用m2/min。

3.4

相对瓦斯涌出量relativegasemissionrate

平均每产1t煤所涌出的瓦斯量,单位为m2/t

3.5矿山统计法statisticalpredictedmethodofminegas

根据对本矿井或邻近矿井实际瓦斯涌出资料的统计分析得同的矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的规律,预测新井或新水平瓦斯的方法。

3.6

分源预测法predictedmethodbydifferentgassource

根据时间和地点的不同,分成数个向矿井涌出的与瓦斯源,在分别对这些瓦斯涌出源进行预测的基础上得出矿井瓦斯涌出量的方法。

4一般要求4.1新建矿井或生产矿井新水平,都必须进行瓦斯涌出量预测,以确定新矿井、新水平、新采区投产后瓦斯涌出量大小,作为矿井和采区通风设计、瓦斯抽放及瓦斯管理的依据。4.2矿井瓦斯涌出量预测采用分源预测法或矿山统计法。4.3矿井瓦斯涌出量预测应包括以下资料:a)矿井采掘设计说明书:1)开拓、开采系统图、采掘接替计划;2)采煤方法、通风方式;3)掘进巷道参数、煤巷平均掘进速度;4)矿井、采区、回采工作面及掘进工作面产量。b)矿井地质报告:1)地层剖面图、柱状图等;2)各煤层和煤夹层的厚度、煤层间距离及顶、底板岩性。c)煤层瓦斯含量测定结果、风化带深度及瓦斯含量等值线图;d)邻近矿井和本矿井已采水平、采区(盘区)以及采掘工作面瓦斯涌出测定结果;e)煤的工业分析指标(灰分、水分、挥发分和密度)以及煤质牌号。4.4新建矿井或生产矿井新水平瓦斯涌出量预测由具有国家规定资质的专业机构和生产单位共同完成,预测结果经专家审定后以报告形式提供给生产单位和有关部门。

5矿井瓦斯涌出量预测方法5.1分源预测法5.1.1矿井瓦斯涌出构成关系矿井瓦斯涌出构成关系如图1所示。



图1矿井瓦斯涌出构成关系关系图

5.1.2回采工作面瓦斯涌出量回采工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表达,以24h为一个预测圆班,采用式(1)计算。



式中:q采——回采工作面相对瓦斯涌出量,m3/t;q1——开采层相对瓦斯涌出量,m3/t;q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m3/t。开采层和邻近层相对瓦斯涌出量计算方法见附录A。5.1.3掘进工作面瓦斯涌出量掘进工作面瓦斯涌出量预测用绝对瓦斯涌出量表达,采用式(2)计算。



式中:q掘——掘进工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min;q3——掘进工作面巷道煤壁绝对瓦斯涌出量,m3/min;q4——掘进工作面落煤绝对瓦斯涌出量,m3/min。掘进工作面巷道煤壁和落煤瓦斯涌出量计算方法见附录B。5.1.4生产采区瓦斯涌出量生产采区瓦斯涌出量采用式(3)计算。



式中:q区——生产采区相对瓦斯涌出量,m3/t;K''——生产采区内采空区瓦斯涌出系数,如无实测值可参照附录D选取;q采i——第i个回采工作面相对瓦斯涌出量,m3/t;Ai——第i个回采工作面的日产量,t;q掘i——第i个掘进工作面绝对瓦斯涌出量,m3/rain;Ao——生产采区平均日产量,t。5.1.5矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量采用式(4)计算。



式中:q井——矿井相对瓦斯涌出量,m3/t;q区i——第i个生产采区相对瓦斯涌出量,m3/t;Aoi——第i个生产采区平均日产量,t;K"——已采采空区瓦斯涌出系数,如无实测值可参照附录D选取。5.1.6瓦斯不均衡性涌出考虑各区域瓦斯涌出的不均衡性,利用分源预测法预测的各区域的瓦斯涌出量需乘以瓦斯涌出不均衡系数Kn,如无实测值可参照附录D选取。5.2矿山统计法5.2.1采用矿山统计法必须具备所要预测的矿井或采区煤层开采顺序、采煤方法、顶板管理、地质构造、煤层赋存、煤质等与生产矿井或生产区域相同或类似的条件。5.2.2矿山统计法预测瓦斯涌出量外推范围沿垂深不超过200m,沿煤层倾斜方向不超过600m。5.2.3矿井相对瓦斯涌出量与开采深度的关系由式(5)表示。



式中:q——矿井相对瓦斯涌出量,m3/t;H——开采深度,m;Ho——瓦斯风化带深度,m;a——相对瓦斯涌出量随开采深度的变化梯度,m/(m3?t-1)。a)a值确定1)当有瓦斯风化带以下两个水平的实际相对瓦斯涌出量资料时,a值由式(6)确定。



式中:H2——瓦斯带内2水平的开采深度,m;H1——瓦斯带内1水平的开采深度,m;q2——在H2深度开采时的相对瓦斯涌出量,m3/t;q1——在H1深度开采时的相对瓦斯涌出量,m3/t。2)当有瓦斯风化带以下多个水平的实际相对瓦斯涌出量的资料时,a的加权平均值由式(7)确定。



式中:Hi——第i个水平的开采深度,m;qi——第i个水平的相对瓦斯涌出量,m3/t;n——统计的开采水平个数。b)H01)H0可由式(8)确定。



式中符号同前。2)根据实测煤层瓦斯基本参数确定,瓦斯风化带的下部边界可参照下列条件确定:甲烷及重烃的浓度之和占气体组分的80%(按体积);瓦斯压力P=0.1MPa~0.15MPa;相对瓦斯涌出量qCH4=2m3/t~3m3/t;煤层的瓦斯含量:?W=1.0m3t.r~1.5m3t.r(长焰煤)?W=1.5m3t.r~2.0m3t.r(气煤)?W=2.0m3t.r~2.5m3t.r(肥、焦煤)?W=2.5m3t.r~3.0m3t.r(瘦煤)?W=3.0m3t.r~4.0m3t.r(贫煤)?W=5.0m3t.r~7.0m3t.r(无烟煤)5.2.4当矿井相对瓦斯涌出量与开采深度之间不呈线性关系时,即a值不是常数时,应首先根据实测资料确定a值与开采深度的变化规律,然后再进行预测。



附录A(资料性附录)开采层和邻近层瓦斯涌出量计算方法



A.1开采层瓦斯涌出量A.1.1薄及中厚煤层不分层开采时,开采层瓦斯涌出量可由式(A.1)计算。



式中:q1——开采层相对瓦斯涌出量,m。/t;K1——围岩瓦斯涌出系数;K1值选取范围为1.1~1.3;全部陷落法管理顶板,碳质组分较多的围岩,K1取1.3;局部充填法管理顶板K1取1.2;全部充填法管理顶板K1取1.1;砂质泥岩等致密性围岩K1取值可偏小;K2——工作面丢煤瓦斯涌出系数,用回采率的倒数来计算;K3——采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数,如无实测值可按参照附录D选取;m——开采层厚度,m;M——工作面采高,m;W0——煤层原始瓦斯含量,m3/t,参照附录C选取;Wc——运出矿井后煤的残存瓦斯含量,m3/t,如无实测值可参照附录C选取。A.1.2厚煤层分层开采时,开采层瓦斯涌出量计算采用式(A.2)计算。



式中:Kf——取决于煤层分层数量和顺序的分层瓦斯涌出系数,如无实测值可按参照附录D选取;其他符号意义同前。

A.2邻近层瓦斯涌出量邻近层瓦斯涌出量采用式(A.3)计算。



式中:q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m3/t;mi——第i个邻近层煤层厚度,m;M——工作面采高,m;ηi——第i个邻近层瓦斯排放率,%,如无实测值可参照附录D选取;W0i——第i个邻近层煤层原始瓦斯含量,m3/t,如无实测值可参照开采层选取;Wci——第i个邻近层煤层残存瓦斯含量,m3/t,如无实测值可参照开采层选取。



附录B(资料性附录)掘进工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量计算方法

B.1掘进巷道煤壁瓦斯涌出量掘进巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(B.1)计算。



式中:q3——掘进巷道煤壁瓦斯涌出量,m3/min;D——巷道断面内暴露煤壁面的周边长度,m;对于薄及中厚煤层,D=2mo,mo为开采层厚度;对于厚煤层,D=2h+b,h及b分别为巷道的高度及宽度;υ——巷道平均掘进速度,m/min;L——巷道长度,m;q0——煤壁瓦斯涌出强度,m3/(m2?min),如无实测值可参考式(B.2)计算。



………(B.2)





式中:q0——巷道煤壁瓦斯涌出量初速度,m3/(m2?min):Vr——煤中挥发分含量,%;W0——煤层原始瓦斯含量,m3/t,参照附录C选取。B.2掘进落煤的瓦斯涌出量掘进巷道落煤的瓦斯涌出量采用式(B.3)计算。



式中:q4——掘进巷道落煤的瓦斯涌出量,m3/min:S——掘进巷道断面积,m2;υ——巷道平均掘进速度,m/min;γ——煤的密度,t/m3;W0——煤层原始瓦斯含量,m3/t,参照附录C选取;Wc——运出矿井后煤的残存瓦斯含量,m3/t,如无实测值可按参照附录C选取。



附录C(资料性附录)煤层原始瓦斯含量和残存瓦斯含量的选定

C.1煤层瓦斯含量值是分源预测矿井瓦斯涌出量的核心参数,因此要求瓦斯含量测值尽可能接近真值。C.2煤层原始瓦斯含量的测定与计算可采用直接法(地勘钻孔解吸法)进行测定与计算,参见煤层气测定方法(解吸法)(MT/T77—94)。C.3地勘钻孔解吸法测定煤层瓦斯含量时,当钻孔深度小于500m时,按MT/T77—94标准测定瓦斯含量;当钻孔深度500m~1000m或煤的解吸性能很强时,测定值必须进行校正。C.4直接法测定的煤层瓦斯含量应与邻近生产矿井和已生产水平井下钻孔解吸法或间接法测定的瓦斯含量对比。C.5煤的残存瓦斯含量Wc。高变质煤瓦斯含量>10m3/t.r和低变质煤的Wc值可按表C.1选取;瓦斯含量<10m3/t.r的高变质煤的Wc值可按式(C.1)选取。



瓦斯含量<10m3/t.r的高变质煤的Wc按式(C.1)计算。



……………(C.1)



式中:Wc——煤层残存瓦斯含量,m3/t.r;W0——煤层原始瓦斯含量,m3/t.r。









附录D(资料性附录)分源预测法各种系数的确定

D.1采面巷道预排瓦斯影响系数K3采用长壁后退式回采时,K3按式(D.1)计算。K3=(L-2h)/L…………(D.1)采用长壁前进式回采时,如上部相邻工作面已采,则K3=1;上部相邻工作面未采,K3按式(D.2)计算。



式中:L——工作面长度,m;h——掘进巷道预排等值宽度,m,如无实测值可按表D.1取值;b——巷道宽度,m。





D.2分层开采第i分层瓦斯涌出量系数Kfi分层(两层或三层)开采时,Kfi按表D.2取值;分层(四层)开采时,Kfi值按表D.3取值。

表D.2分层(两层或三层)开采Kfi值

两个分层开采 三个分层开采 Kf1 Kf2 Kf1 Kf2 Kf3 1.504 0.496 1.820 0.692 0.488

表D.3分层(四层)开采Kfi值



D.3邻近层受采动影响瓦斯排放率Ki当邻近层位于冒落带中时,Ki=1。当采高小于4.5m时,Ki按式(D.3)计算或按图D.1选取。



式中:hi——第i邻近层与开采层垂直距离,m;hp——受采动影响顶底板岩层形成贯穿裂隙,邻近层向工作面释放卸压瓦斯的岩层破坏范围,m。



1-上邻近层;2-缓倾斜煤层下邻近层;3-倾斜、急倾斜煤层下邻近层。

图D.1邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线

开采层顶、底板的破坏影响范围hp按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中附录六的方法计算。当采高大于4.5m时,Ki按式(D.4)计算。



式中:hi——第i邻近层与开采层垂直距离,m;M——工作面采高,m。L——工作面长度,m。D.4采空区瓦斯涌出系数K′、K″采空区瓦斯涌出系数K′、K″按表D.4选取。





D.5瓦斯涌出不均衡系数Kn瓦斯涌出不均衡系数为该区域内最高瓦斯涌出量与平均瓦斯涌出量的比值。回采工作面或掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数取Kn=1.2~1.5或实际计算值。矿井或采构瓦斯涌出不均衡系数取Kn=1.1~1.3或实际计算值。



预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与

瓦斯突出措施效果评价方法

范围

本标准规定了预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯突出(以下简称防突)措施效果评价的方法、指标等。

本标准适用于采用预抽回采工作面煤层瓦斯措施防治煤与瓦斯突出的矿井。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

AQ1026煤矿瓦斯抽采基本指标

定义



预抽回采工作面煤层瓦斯pre-drainagegasofterritorialseamofworkingface

回采前在工作面煤层区域内,施工一定数量的钻孔,抽放煤层瓦斯。



预抽回采工作面煤层瓦斯防突效果评价effectevaluatingofmeasureofoutburstpreventionbypre-drainageofcoal-bedmethaneinfrontofcoalface

针对突出煤层回采工作面在采取预抽煤层瓦斯防突措施后,对所采取的防突措施的效果进行评价,以确定防突措施是否有效。

预抽回采工作面煤层瓦斯防突设计要求

防突措施选择

预抽回采工作面煤层瓦斯的防突措施,主要有穿层钻孔预抽和顺层钻孔预抽两种,可以根据煤层的具体覆存条件、采掘部署情况、钻孔施工条件及抽放时间,通过综合分析进行确定。

措施参数设计

预抽回采工作面煤层瓦斯防突措施相关参数设计内容,应包括回采工作面原煤瓦斯含量、原始瓦斯压力、煤层地质构造及赋存、钻孔直径、布孔间距、钻孔长度、抽放负压和抽放时间等。这些措施参数应根据煤层的赋存参数、回采区域布置参数、回采接替关系等合理确定。设计预抽钻孔布置应覆盖整个回采工作面。

防突措施施工

措施钻孔的施工应按照设计参数施工,钻孔施工成孔后尽快封孔并接入抽放系统进行抽放,详细记录钻孔的成孔参数、成孔时间和钻孔的接抽时间,并绘制抽放钻孔竣工图。

抽放流量考察

钻孔开始抽放后,通过流量计对瓦斯抽放流量进行定期观测,做好记录。

回采工作面煤层评价单元的确定

在进行预抽回采工作面煤层瓦斯防突措施效果评价时,如果评价范围内各钻孔的抽排时间差别过大及钻孔间距过大,则应将评价区域划分为不同的评价单元分别进行评价。划分的评价单元应同时满足下列条件:

a)钻孔抽排时间与该段内平均抽排时间差应小于3倍的标准差,标准差计算见公式(1):

…………………………….(1)

式中:

——评价段内钻孔抽排时间标准差,d;

——评价段内各钻孔抽排时间,d;

——评价段内钻孔平均抽排时间,,d;

——评价段内钻孔个数。

b)各钻孔间距均应小于平均间距的1.3倍。

防突效果评价指标及判别标准

评价预抽回采工作面煤层瓦斯防突措施效果的指标及判别标准,应根据矿井实测资料确定。如无实测资料,则预抽回采工作面煤层瓦斯达到下列条件之一,则无突出危险:

a)残余瓦斯压力:

评价单元煤层的残余瓦斯压力小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯压力。若没有煤层始突深度的瓦斯压力的数据,则煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa。

b)残余瓦斯含量:

评价单元煤层的残余瓦斯含量小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量。若没有煤层始突深度的瓦斯含量的数据,则煤层残余瓦斯含量小于8m3/t。

c)突出危险性评价综合指标D值:

评价单元煤层突出危险性综合指标D值小于0.25。若计算D值的公式(4)中两个括号内的计算值都为负时,则不论D值多大,均为防治突出措施有效。

评价指标的测定及计算方法

残余瓦斯压力按AQ1026规定测定和计算。

按AQ1026……………………………(2)

式中:

——评价单元煤层残余瓦斯含量,m3/t;

——煤层原始瓦斯含量,m3/t;

——评价单元煤层抽排瓦斯量,m3;

——评价单元煤层储量,t。

评价单元煤层储量的计算方法见公式(3):

………………………….(3)

式中:

——评价单元煤层走向长度,m;

——评价单元煤层倾向长度,m;

、——分别为评价单元走向方向两端巷道瓦斯预排等值宽度,m,如果无巷道则为0;

、——分别为评价单元倾向方向两侧巷道瓦斯预排等值宽度,m,如果无巷道则为0;

——评价单元煤层厚度,m;

——评价单元煤的密度,t/m3。

、、、应根据矿井实测资料确定,如果无实测数据,可参照表1中的数据或计算式确定。

表1巷道预排瓦斯等值宽度

巷道煤壁暴露时间

t,d 不同煤种巷道预排瓦斯等值宽度,m 无烟煤 瘦煤及焦煤 肥煤、气煤及长焰煤 25 6.5 9.0 11.5 50 7.4 10.5 13.0 100 9.0 12.4 16.0 150 10.5 14.2 18.0 200 11.0 15.4 19.7 250 12.0 16.9 21.5 ≥300 13.0 18.0 23.0 预排瓦斯等值宽度亦可采用下式进行计算:

低变质煤:0.808t0.55

高变质煤:(13.850.0183t)/(1+0.0183t)



突出危险性评价综合指标

综合指标D值采用公式(4)计算:

……………………..(4)

式中:

——突出危险性综合指标;

——评价单元煤层开采深度,m;

——残余瓦斯压力,MPa;

——煤层软分层的平均坚固性系数。

以突出危险性评价综合指标来评价时,残余瓦斯压力值应取评价单元的最大值,软分层煤的坚固性系数值取评价单元的最小值。

参考文献

[1]《煤矿安全规程》,2006年,第四章:煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出防治

[2]《防治煤与瓦斯突出细则》,1995年(全部)

[3]《矿井瓦斯抽放管理规范》,1997年。



矿井瓦斯地质图编制方法

范围

本标准适用于煤矿编制矿井瓦斯地质图。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准。然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

AQ1018矿井瓦斯涌出量预测方法

AQ1025煤与瓦斯突出矿井鉴定规范

GB/T15663.8煤矿科技术语煤矿安全

DZ/T0216煤层气资源/储量规范



术语及定义

GB/T15663·8、AQ1018、AQ1024和DZ/T0216定义的术语适用于本标准。再定义以下术语:

3.1矿井瓦斯地质图Gas-geologymapofcoalmine

以矿井煤层底板等高线图和采掘工程平面图作为地理底图,反映建矿以来采掘工程揭露和测试的全部瓦斯资料和地质资料,在清矿井瓦斯地质规律进行瓦斯含量瓦斯涌出量、煤与瓦斯区域突出危险性预测、瓦斯(煤层气)资源量评价和构造煤厚度分布等基础上绘制成图。

3.2

瓦斯地质统计法eological-statistical-predictionofcoalgas

依据本矿井,在清矿井瓦斯地质规律的基础上,划分瓦斯地质单元,分析影响的主控因素,建立与主控因素的数学模型,预测新水平或新建矿井。

3.3

瓦斯含量等值线、瓦斯含量等量差Isolineofgascontent

在瓦斯地质图上瓦斯含量相等点的连线称为瓦斯含量等值线,相邻两条瓦斯含量等值线间的差值称为瓦斯含量等量差。

3.4

瓦斯涌出量等值线、瓦斯涌出量等量差Isolineofgasemissionrate

在瓦斯地质图上瓦斯涌出量相等点的连线称为瓦斯涌出量等值线,相邻两条瓦斯涌出量等值线间的差值称为瓦斯涌出量等量差。

3.5

瓦斯压力等值线、瓦斯压力等压差Isolineofgaspresure

在瓦斯地质图上瓦斯压力相等点的连线称为瓦斯压力等值线,相邻两条瓦斯压力等值线间的差值称为等压差。

编图原理和目的

4.1编图原理

矿井瓦斯地质图是以矿井煤层底板等高线图和采掘工程平面图作为地理底图。在系统收集、整理建矿以来采、掘工程揭露和测试的全部瓦斯资料和地质资料,如采掘工作面每日的瓦斯浓度、风量和瓦斯抽采量瓦斯含量煤与瓦斯突出危险性预测指标及煤与瓦斯突出动力现象点资料等,在清矿井瓦斯地质规律,进行瓦斯含量预测、瓦斯涌出量预测、煤与瓦斯区域突出危险性预测、瓦斯(煤层气)资源量评价和构造煤的分布特征等基础上,按照图例绘制而成。

4.2编图目的

汇集瓦斯地质信息,瓦斯地质规律,进行瓦斯涌出量、煤与瓦斯突出危险性、瓦斯含量预测和瓦斯(煤层气)资源量评价。辅助矿井瓦斯、通风安全管理、瓦斯治理、矿井规划、生产计划、指挥决策,宣传、普及瓦斯地质知识,形成瓦斯地质工作规范,推广瓦斯地质成果,使各级领导和广大工程技术人员了解和掌握煤矿瓦斯地质规律,提高防范意识,综合治理瓦斯。编图内容

5.1地理底图

一般选用1:2000、1:5000或1:10000煤层底板等高线图和矿井采掘工程平面图作为地理底图。要求地理底图能地反应最新的地质信息、采掘信息为宜。

5.2地质内容

5.2.1煤层底板等高线:煤层底板等高线标高差一般选50m,但在褶皱和断层影响引起煤层倾角变化大的部位,可适当减小等高线的标高差。

5.2.2井田地质勘探钻孔,煤层露头,向斜,背斜,断层,陷落柱,主要含水层等水位线,火成岩分布,煤层厚度,煤层顶、底板砂、泥岩分界线,构造煤的类型、厚度分布等。

5.3瓦斯内容

5.3.1瓦斯含量点,瓦斯含量实测等值线,瓦斯含量预测等值线。

5.3.2瓦斯压力点,瓦斯压力实测等值线,瓦斯压力预测等值线。

5.3.3瓦斯涌出量点:掘进工作面绝对瓦斯涌出量点,回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点,一般是每一个月进度按比例标注一个点。

5.3.4回采工作面绝对瓦斯涌出量等值线和相对瓦斯涌出量等值线,包括实测线和预测线。

5.3.5瓦斯涌出量区划:根据矿井瓦斯涌出特征,用一定的瓦斯涌出量数值级别,如<5m3/min、5m3/min~10m3/min、10m3/min~15m3/min、>15m3/min等,在图中将瓦斯涌出划分为不同等级的区域,并用不同的颜色来填充不同的区域以区分瓦斯涌出量的不同级别。

5.3.6瓦斯突出动力现象点,如瓦斯突出强度、突出点涌出瓦斯量,突出点位置、标高、埋深等。

5.3.7煤与瓦斯突出危险性预测参数:瓦斯压力P,瓦斯放散初速度ΔP,煤的坚固性系数f值,瓦斯突出危险性综合指标K值,钻屑瓦斯解吸指标Δh2,钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax,钻孔最大钻屑量smax等,按附录A中表A-1要求填绘。

5.3.8煤与瓦斯区域突出危险性预测:根据预测结果,将井田范围划分为突出危险区、突出威胁区和无突出区,按附录A中表A-1要求填绘。

5.3.9瓦斯(煤层气)资源量区块,瓦斯(煤层气)资源量,瓦斯(煤层气)资源丰度,开发顺序,按附录A中表A-1要求填绘。编图方法

6.1资料收集与整理要求

6.1.1地质资料

(1)矿井地质勘探精查或详查报告,矿井生产修编地质报告(地质说明书)。

(2)矿井设计说明书。

(3)矿井采掘工程平面图,煤层底板等高线图,构造纲要图,井上下对照图,地层综合柱状图。

(4)采掘工作面地质说明书和相关图件。

(5)煤巷编录的构造煤厚度,测井曲线解释、地球物理方法探测的构造煤厚度。

(6)断层,褶皱,陷落柱,火成岩,顶、底板砂、泥岩分界线等。按附录B中表B-9B-13、B-15、B-18等和附录A中表A-1要求填绘。

(7)所有的钻孔柱状图和勘探线剖面图,按附录A中表A-1要求填绘。

(8)三维地震勘探资料。

6.1.2瓦斯资料

(1)收集整理建矿以来掘进、回采工作面瓦斯日报表,风量报表,产量报表,采、掘月进尺等资料。按照附录B中表B-1、表B-2、表B-10进行统计,结合瓦斯抽采量计算回采工作面的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量;掘进工作面的绝对瓦斯涌出量。

(2)瓦斯含量资料:地质勘探钻孔取样测定的瓦斯含量和生产阶段取样测定的瓦斯含量,按照附录B中表B-3进行统计。

(3)瓦斯抽采资料:收集整理地面和井下瓦斯抽采资料,包括所有的瓦斯抽采设计方案和瓦斯抽采台帐,整理预抽瓦斯和采掘过程中边采边抽的瓦斯量,按附录B中表B-10统计,计算瓦斯抽采量。

(4)瓦斯压力测试数据:按附录B中表B-4进行统计。

(5)煤巷掘进测试的煤与瓦斯突出预测参数,如钻屑瓦斯解吸指标Δh2、钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax、钻孔最大钻屑量Smax、瓦斯放散初速度ΔP、煤的坚固性系数f值、瓦斯突出危险综合指标K值,按照附录B中表B-5、表B-6进行统计。

(6)煤与瓦斯突出点动力现象资料。

统计建矿以来的所有煤与瓦斯突出点动力现象资料,描述发生过程和突出位置地质资料,描述作业工序详细资料,按照附录B中表B-7、表B-8统计。

6.2矿井瓦斯地质规律研究

运用板块构造、区域地质演化和瓦斯赋存构造逐级控制理论,研究矿区构造在历次构造运动中的区域大地构造位置,每次构造运动引起的拗陷、隆起造成的风化、剥蚀、沉积作用和挤压、拉张作用对煤层瓦斯保存条件的影响;每次构造运动构造应力场演化对煤与瓦斯突出危险性的控制作用;同时,搞清挤压剪切、滑动剪切作用对构造煤形成分布的控制特征。做到区域控制矿区、矿区控制矿井、矿井控制采面,构造逐级控制特征。结合大量瓦斯地质资料,分析矿井构造等地质因素对瓦斯赋存的控制,从而出矿井瓦斯地质规律。

6.3瓦斯含量、瓦斯压力预测

在清矿井瓦斯地质规律的基础上,结合邻近矿井实际的瓦斯地质资料,划分瓦斯地质单元,分析影响瓦斯赋存的主控因素,建立瓦斯含量和瓦斯压力与主控因素的数学模型,预测新水平或新建矿井瓦斯含量和瓦斯压力。

6.4瓦斯涌出量预测

根据矿井实际,在以下三种方法中,选取一种或一种以上的方法,预测瓦斯涌出量。

6.4.1矿山统计法

采用矿山统计法按《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018)进行预测。

6.4.2分源预测法

采用分源预测法按《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018)进行预测。

6.4.3瓦斯地质统计预测法

在系统收集、整理建矿以来采掘工作面每日的瓦斯浓度、风量和抽采量的基础上,准确地计算出各个采、掘工作面每日的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点值,每日确定一个,每一个采、掘工作面每个月都可以得到30个瓦斯涌出量点值;将整理出来的数千个、数万个瓦斯涌出量点值再经过去伪存真的筛选,一般每一个月进度选出1~2个涌出量点,转绘到瓦斯地质图上;划分瓦斯地质单元,分析影响瓦斯涌出量大小的主控因素,建立瓦斯涌出量与主控因素的数学模型;同时,对于不同回采工艺、不同回采顺序计算出来的瓦斯涌出量可以建立对比关系,预测出未采工作面新水平或新建矿井回采工作面瓦斯涌出量6.5煤与瓦斯区域突出危险性预测

在清矿井瓦斯地质规律的基础上,结合测试、整理的瓦斯地质资料,依据《防治煤与瓦斯突出细则》和《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》(AQ1024),进行煤与瓦斯区域突出危险性预测,划分出突出危险区、突出威胁区和无突出区。

6.6矿井瓦斯(煤层气)资源评价

依据矿井瓦斯地质规律,进行瓦斯(煤层气)资源量块段划分,运用矿井瓦斯地质图依据《煤层气资源/储量规范》(DZ/T0216)计算资源量公式,计算矿井瓦斯(煤层气)资源量,根据勘探程度、构造复杂程度、煤层顶底板岩性、水文地质条件、瓦斯(煤层气)资源丰度、煤层裂隙、构造煤的发育程度等因素,评价煤层气开发技术条件,划分出不同开发顺序的区块分级图。

6.7矿井瓦斯地质图编绘

6.7.1地理底图的编绘

6.7.1.1地理底图的数字化

(1)内容取舍

矿井瓦斯地质图是以瓦斯和地质内容为主体,为了减轻图面内容的负担,并突出表现瓦斯分布和影响瓦斯分布的地质因素等主体内容,达到图面清晰、层次分明、主体突出、一目了然的目的。在对地理底图进行数字化以前,对地理底图所表示的地质、采矿内容进行取舍,确定地理底图的内容。见表1。

表1矿井瓦斯地质图地理底图编绘内容表

序号 地理底图编绘内容 序号 地理底图编绘内容 1 钻孔 10 岩浆岩 2 井筒 11 构造煤厚度 3 煤层露头及风化氧化带 12 正断层、逆断层 4 井田边界 5 煤层底板等高线 1陷落柱 6 向斜轴 1工作面编号名称 7 背斜轴 1水仓、变压站等标志性设施 8 岩石巷道 1重要的地名、建筑物 9 煤巷

(2)地理底图分层数字化

在内容取舍后的地理底图上,进行分层数字化。

6.7.1.2地理底图的编绘

为了达到图面清晰,主体突出的效果,要严格按照附录A“瓦斯地质图图例”中对图例符号、颜色、线形、线宽、字体类型、字体大小等要求对数字化完成的底图进行编绘,并对工程图内容适当进行简化,如回采工作面只表示与相邻工作面中的一条机巷或风巷、适当删除联络巷等,已采工作面不表示采空区线条符号等。

6.7.2有关瓦斯信息的编绘

对瓦斯统计资料和瓦斯预测结果,严格按照附录A“瓦斯地质图图例”中对图例符号、颜色、线形、线宽、字体类型、字体大小等要求,编绘到地理图上。

6.7.2.1瓦斯参数点的绘制

(1)瓦斯涌出量:掘进工作面绝对瓦斯涌出量点,回采工作面绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量点,一般是每一个月按进度标注一个点。

(2)瓦斯含量、瓦斯压力:根据矿井实际测定位置进行标注。

(3)煤与瓦斯突出动力现象:根据矿井实际突出位置进行标注。

(4)瓦斯(煤层气)资源量:在每一块段的合理位置标注块段瓦斯资源量。

(5)瓦斯放散初速度ΔP,煤的坚固性系数f值,瓦斯突出危险性综合指标K值,钻屑瓦斯解吸指标Δh2,钻孔最大瓦斯涌出初速度qmax,钻孔最大钻屑量Smax等,根据实际测定位置进行标注。

6.7.2.2有关瓦斯等值线和区块界线的绘制

有关瓦斯等值线和区块界线按附录A“瓦斯地质图图例”的要求进行绘制。(1)绝对瓦斯涌出量等值线:根据实际瓦斯涌出和瓦斯涌出量预测结果将绝对瓦斯涌出量等值线分实测线和预测线,一般是按绝对瓦斯涌出量等量差5m3/min绘制。(2)瓦斯含量等值线:分实测线和预测线,一般选择瓦斯含量等量差2m3/t绘制。按附录A“瓦斯地质图图例”的要求进行绘制。

(3)瓦斯压力等值线:分实测线和预测线,一般按瓦斯压力等压差0.2MPa绘制。(4)煤与瓦斯突出威胁区界线:按照煤与瓦斯突出预测结果,绘制煤与瓦斯突出威胁区界线,箭头指向突出威胁区。

(5)煤与瓦斯突出危险区界线:按照煤与瓦斯突出预测结果,绘制煤与瓦斯突出危险区界线,箭头指向突出危险区。

(6)瓦斯(煤层气)资源块段界线:依据瓦斯(煤层气)赋存条件,考虑含量大小、构造条件、水文地质条件等相近,划分不同级别区块,评价资源量。

6.7.2.3面色的绘制

绝对瓦斯涌出量区划面色的绘制:根据绝对瓦斯涌出量预测结果,一般按绝对瓦斯涌出量等量差为5m3/min进行区划,按照附录A“瓦斯地质图图例”要求的面色进行填充。但对大型、特大型矿井,产量高、瓦斯涌出量大的矿井,绝对瓦斯涌出量等量差可适当增加,如晋城寺河煤矿绝对瓦斯涌出量等量差选择10m3/min。



(规范性附录)瓦斯地质图图例

A.1瓦斯地质图图例(表A-1)



表A-1瓦斯地质图图例(1:5000)



名称 标记 说明 字体、颜色、线型等 煤与瓦斯突出强度<100t/次;分子左侧为突出煤量,右侧为瓦斯总量(万m3)分母左侧为标高(m),右侧为突出年月日左侧"突"字宋体,字高2;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;圆直径4mm线宽0.1mm颜色值为RGB(204,0,153)中 煤与瓦斯突出强度100~499t/次分子左侧为突出煤量,右侧为瓦斯总量(万m3)分母左侧为标高(m),右侧为突出年月日左侧"突"字宋体,字高3;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;圆直径6mm线宽0.1mm颜色值为RGB(204,0,153)大 煤与瓦斯突出强度500~999t/次分子左侧为突出煤量,右侧为瓦斯总量(万m3)分母左侧为标高(m),右侧为突出年月日左侧"突"字体宋体,字高4;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;圆直径8mm线宽0.1mm颜色值为RGB(204,0,153)。 特大 煤与瓦斯突出强度≥1000t/次。分子左侧为突出煤量,右侧为瓦斯总量(万m3)分母左侧为标高(m),右侧为突出年月日。 左侧"突"字宋体,字高5;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;圆直径10mm线宽0.1mm颜色值为RGB(204,0,153)。 含量点 分子为瓦斯含量值(m3/t)分母左侧为测点标高(m),右侧为埋深(m)。 左侧"W"宋体,字高2;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;圆直径4mm线宽0.1mm颜色值为RGB(204,0,153)。 点 分子为瓦斯压力值分母左侧为测点标高(m),右侧为埋深(m)。 左侧"P"字宋体,字高2;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;圆直径4mm线宽0.1mm颜色值为RGB(204,0,153)。 动力现象点 分子左侧为突出煤岩量(t),右侧为涌出瓦斯量(m3);分母左侧为标高(m),右侧为发生年月。 左侧"动"字宋体,字高2;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;圆直径4mm线宽0.1mm颜色值为RGB(204,0,153)。 煤层区域突出预测指标值 等号左边为K值分子为△P值,分母为f值 左侧"1"为新罗马字体,字高2;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;三角形宽、高为4mm线宽0.1mm颜色值为RGB(255,0,0)。 工作面突出危险性预测指标值Ⅰ 分子为钻屑△h2(Pa),分母为钻孔最大钻屑量Smax(L/m)。 左侧"1"为新罗马字体,字高2;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;三角形宽、高为4mm线宽0.1mm颜色值为RGB(255,0,0)。 工作面突出危险性预测指标值Ⅱ 分子左侧为钻孔最大瓦斯涌出初速度qmaxL/(m·min)],分子右侧为钻孔最大钻屑量Smax(L/m)分母为R值指标。 左侧"2"为新罗马字体,字高2;右侧字体为新罗马字体,字高1.5;三角形宽、高为4mm线宽0.1mm颜色值为RGB(255,0,0)。 续表A-1瓦斯地质图图例(1:5000)

名称 标记 说明 字体、颜色、线型等 回采工作面

瓦斯涌出量点 为绝对瓦斯涌出量(m3/min),右为相对瓦斯涌出量(m3/t);为工作面日产量(t),右为回采年月。 字体为新罗马字体,字高1.5线宽0.1mm颜色值为RGB(255,0,0)。 绝对瓦斯涌出量点 分子为绝对瓦斯涌出量(m3/min),分母为掘进年月字体为新罗马字体,字高1.5线宽0.1mm颜色值为RGB(255,0,0)。 煤层气(瓦斯)

资源量 左上角为煤层气(瓦斯)资源量(Mm3),右上角块段瓦斯含量大小(m3/t);左下角为块段编号,右下角为瓦斯储量级别。 字体为新罗马字体,右上角字高1,其余字高1.5;边框矩形长1mm,宽mm,线宽0.3mm其线宽0.1mm颜色值为RGB(240,200,240)。 煤层气(瓦斯)资源块段划分 采用四边形划分块段,块段划分考虑瓦斯储量级别构造影响,含量值比较接近。 线宽0.1mm,颜色值为RGB(240,200,240)。 瓦斯含量

等线 单位m3/t。 字体为宋体,字高2.5线型为实线,线宽0.4mm颜色值为RGB(255,144,255)。 瓦斯含量

等线 单位m3/t。 字体为宋体,字高2.5线型为,线宽0.4mm颜色值为RGB(255,144,255)。 绝对瓦斯涌出量实测等线 回采工作面绝对瓦斯涌出量实测等线,单位m3/min。 字体为宋体,字高2.5线型为实线,线宽0.3mm颜色值为RGB(255,0,0)。 绝对瓦斯涌出量预测等线 回采工作面绝对瓦斯涌出量预测等线,单位m3/min。 字体为宋体,字高2.5线型为虚线,线宽0.3mm颜色值为RGB(255,0,0)。 煤层瓦斯压力实测等值线 单位MPa。 字体为宋体,字高2.5线型为实线,线宽0.5mm颜色值为RGB(204,0,153)。 煤层瓦斯压力预测等值线 单位MPa。 字体为宋体,字高2.5线型为虚线,线宽0.5mm颜色值为RGB(204,0,153)。 瓦斯突出危险区 三角指向危险区。 线宽1mm颜色值为RGB(153,0,153)瓦斯突出威胁区 三角指向威胁区。 线宽1mm颜色值为RGB(153,0,153)涌出量<5m3/min区域 颜色值为RGB(255,255,235)。 涌出量510m3/min区域 颜色值为RGB(246,255,219)。 涌出量1015m3/min区域 颜色值为RGB(240,255,235)。 涌出量>15m3/min区域 颜色值为RGB(255,240,224)。

续表A-1瓦斯地质图图例(1:5000)

名称 标记 说明 字体、颜色、线型等 井筒 符号左为井口高程(m),为井底高程(m)右注明用途,如通风、提升等。 内圆直径2.5mm,外圆直径4mm;标注字体为宋体,井筒名称字高2,其字高1.5颜色值为RGB(51,51,51)。 见煤钻孔 符号上方为孔号左侧分为地面标高(m),分为底板标高(m);右侧为煤厚(m)。 内圆直径2.5mm,外圆直径4mm;标注字体为宋体,字高15,颜色值为RGB(51,51,51)。 煤层露头及风氧化带 (1)为煤层露头(2)为风氧化带。 煤层露头及风氧化带线为实,煤层露头线宽1mm,风氧化带线宽0.1mm,颜色值为RGB(128,128,128)。 井田边界 线宽1mm,颜色值RGB(173,173,173)。 向斜轴 箭头表示岩层倾斜方向实测褶皱每100mm为一组,组间距10mm,推断褶皱每隔5节(1节20mm)绘一组,组间距10mm。 轴线线宽0.6mm,箭头线宽0.1mm,颜色值RGB(0,127,0)。 背斜轴 箭头表示岩层倾斜方向实测褶皱每100mm为一组,组间距10mm,推断褶皱每隔5节(1节20mm)绘一组,组间距10mm。 轴线线宽0.6mm,箭头线宽0.1mm,颜色值RGB(0,127,0)。 煤层上覆基岩

厚度等值线 字高2,线型为虚线,线宽0.1mm颜色值为RGB(90,255,200)。 顶板泥岩厚度等值线 字体为宋体,字高2,线型为虚线,线宽0.1mm颜色值为RGB(236,186,163)。 煤层底板等高线 字体为宋体,字高2,线型为实线宽0.1mm,颜色值RGB(45,45,45)。 岩石巷道 线型为实线宽0.3mm,颜色值RGB(255,192,128)。 煤巷 线型为实;线宽0.2mm,颜色值RGB(91,91,91)。 正断层、逆断层 (1)为正断层(2)为逆断层。 线宽0.1mm,颜色值RGB(0,127,0)。 断层上、下盘 a为上盘b为下盘。 线宽0.1mm,颜色值RGB(0,127,0)。 实测、推断陷落柱 a为实测陷落柱,b为推断陷落柱。 线宽0.1mm,颜色值RGB(0,127,0)。 构造煤厚度点 a为实测构造煤厚度(m)b为测井曲线解译造煤厚度(m) 构造煤小柱状图例6mm,宽2mm,中间填充区长2mm,宽2mm字体为新罗马字体,字高1.5线宽0.1mm,颜色值RGB(51,51,51)。













(资料性附录)矿井瓦斯地质图资料统计表



××煤矿××掘进工作面瓦斯涌出量统计表(表B-1)

表B-1××煤矿××掘进工作面瓦斯涌出量统计表



序号 日期

/年/月/旬 CH4浓

度/% 风量

/m3/min 抽采量

/m3/min 绝对瓦斯涌出量

/m3/min

××煤矿××回采工作面瓦斯涌出量统计表(表B-2)

表B-2××煤矿××回采工作面瓦斯涌出量统计表



序号 日期

/年/月/旬 CH4浓度/% 风量/m3/min 抽采量/m3/min 日产量/t 绝对瓦斯涌出量/m3/min 相对瓦斯涌出量/m3/t

××煤矿××采(掘)工作面瓦斯含量统计表(表B-3)

表B-3××煤矿××采(掘)工作面瓦斯含量统计表

序号 位置 煤层底板 瓦斯成分/﹪ 瓦斯

含量

/m3/t 工业分析/﹪ 评价 备注 埋深

/m 标高

/m CH4 CO2 N2 水分 灰分 挥发分

××煤矿××煤层瓦斯压力统计表(表B-4)

表B-4××煤矿××煤层瓦斯压力统计表

序号 位置 煤层底板标高/m 埋深/m 瓦斯压力/MPa 备注





××煤矿煤与瓦斯区域突出危险性预测参数统计表(表B-5)

表B-5××煤矿煤与瓦斯区域突出危险性预测参数统计表

序号 位置 底板标高/m 埋深/m f ΔP

××煤矿××采(掘)工作面瓦斯突出预测参数统计表(表B-6)

表B-6××煤矿××采(掘)工作面瓦斯突出预测参数统计表

序号 位置 底板标高/m 埋深/m Smax/L/m Δh2/pa q/L/min qm/L/min

××煤矿××采(掘)工作面煤与瓦斯突出点统计表(表B-7)

表B-7××煤矿××采(掘)工作面煤与瓦斯突出点统计表

序号 时间 位置 标高

/m 埋深

/m 突出类型 突出概况 当时工序 突出前兆 突出强度 煤/t 瓦斯/m3

表B-8××煤矿××采(掘)工作面煤与瓦斯突出点位置与断层、煤体结构、顶底板岩性统计表

序号 时间 位置 断层描述 煤层结构 顶底板岩性 倾向 倾角 落差/m 性质 原生结构煤厚度/m 构造煤厚度/m

××煤矿××采(掘)工作面断层统计表(表B-9)

表B-9××煤矿××采(掘)工作面断层统计表

序号 名称 位置 倾向 倾角 落差/m 断层性质 力学性质 延展长度/m ××煤矿××采(掘)工作面瓦斯抽放量统计表(表B-10)

表B-10××煤矿××采(掘)工作面瓦斯抽放量统计表

序号 日期

/年/月/旬 位置 混合流量

/m3/min 抽放浓

度/% 抽放纯量

/m3/min 备注







××煤矿钻孔综合成果表(表B-11)

表B-11××煤矿钻孔综合成果表



号 钻



号 钻孔坐标 煤层

名称 煤层综合成果

顶板

岩性

底板

岩性 终孔 施工

时间 施工

单位 备注 x y z 止煤

深度

/m 底板

标高

/m 顶板

标高

/m 煤层

伪厚

/m 煤层

真厚

/m 利用

厚度

/m 煤

种 倾



/° 等

级 层

位 深



/m

××矿井历年瓦斯涌出量鉴定等级汇总表(表B-12)

表B-12××矿井历年瓦斯涌出量鉴定等级汇总表

涌出量



度 矿井 一水平 二水平 采区 涌出量 等级 涌出量 等级 涌出量 等级 相对m3/t 绝对m3/min 相对

m3/t 绝对m3/min 相对m3/t 绝对m3/min

××煤矿大中型断层情况一览表(表B-13)

表B-13××煤矿大中型断层情况一览表

序号 编号 名称及性质 产状 落差/m 走向长度/m 控制工程 简要描述 控制

程度 走向 倾向 倾角

××煤矿各煤层钻孔瓦斯资料表(表B-14)

表B-14××煤矿各煤层钻孔瓦斯资料表

序号 孔号 样品

深度/m 煤层 煤厚

/m 直接顶

板岩性 煤类 瓦斯成份/% 含量(可燃质)

/cm3/g N2 CO2 CH4 CO2 CH4

××煤矿井下水文钻孔水压水位观测成果表(表B-15)

表B-15××煤矿井下水文钻孔水压水位观测成果表

序号 孔号 年 月 水位/m 水压/Mpa 备注



××煤矿水质分析综合成果表(表B-16)

表B-16××煤矿水质分析综合成果表

矿别 孔号 含水层 水源性质 取





期 气



/℃ H20硬度 PH值 总





/mg/L 固





/mg/L 游



CO2

/mg/L 可



SiO2

/mg/L 消





/mg/L 浸





CO2

/mg/L 水温

/℃ 矿



度mg/L 总



度/mg/L 永







/mg/L 暂





度/mg/L 负



度/mg/L

××煤矿突水点统计一览表(表B-17)

表B-17××煤矿突水点统计一览表

编号 突水

地点 坐标 突水

类型 突水水源 水温

/℃ 水位(压)/m(/MPa) 涌水量 突水描述及危害程度 x y z 最大 最小 稳定

××煤矿井下水文钻孔基本情况一览表(表B-18)

表B-18××煤矿井下水文钻孔基本情况一览表

孔号 位置 钻孔坐标 开孔日期 终孔日期 终孔层位 终

孔深度/m 倾角

/° 距

×

×







层位置/m 水

量/m3/h 水温

/℃ 水

压/MPa 水位/m 套管

长度/m 试压/MPa 出水位置/m

××煤矿各含水层水质类型统计一览表(表B-19)

表B-19××煤矿含水层水质类型统计一览表

序号 孔号 含水层名称 孔口标高/m 底板深度/m 底板标高/m 水质类型







××煤矿含水层统计表(表B-20)

表B-20××煤矿含水层统计表

序号 含水层名称 最大厚度/m 最小厚度/m 平均厚度/m

××煤矿隔水层统计表(表B-21)

表B-21××煤矿隔水层统计表

序号 隔水层名称 最大厚度/m 最小厚度/m 平均厚度/m

××煤矿××含水层特征一览表(表B-22)

表B-22××煤矿太原组上部灰岩段含水层特征一览表

序号 孔号 孔口标高/m 顶深/m 底板标高/m 厚度/m 消耗量

/m3/h 与煤层

间距/m ××煤矿顶底板岩石物理力学性质试验表(表B-2)

表B-2××煤矿顶底板岩石物理力学性质试验表

砂石名称 砂岩 粉砂岩 砂质泥岩 灰岩 泥岩 物理性质 比重 容重 含水量/% 孔隙率/% 软化系数 力学性质 抗压强度/Mpa 抗拉强度/Mpa 抗剪强度/Mpa 注:抗压强度、抗拉强度均在自然状态下测定;抗剪强度在30℃的温度条件下测定



××煤矿煤层资源储量估算基础表(表B-2)

表B-2××煤矿煤层资源储量估算基础表

序号 块段

编号 储量类型 煤厚利

用点 倾角

/° 平均煤层厚度/m 块段

面积

m2 储量

/104t 可采

储量

/104t 煤种 备注

1范围

本标准规定了煤矿瓦斯抽采应达到的指标及其测算方法。

本标准适用于井工煤矿。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

MT/T638煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法

MT/T77煤层气测定方法(解吸法)

AQ1025煤井瓦斯等级鉴定规范

3必须进行瓦斯抽采的矿井

有下列情况之一的矿井,必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统:

a)一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于m3/min,用通风方法解决瓦斯问题不合理时;

b)矿井绝对涌出量达到以下条件的:

——大于或等于40m3/min;

——年产量1.0~1.5Mt的矿井,大于30m3/min;

——年产量0.6~1.0Mt的矿井,大于25m3/min;

——年产量0.4~0.6Mt的矿井,大于20m3/min;

——年产量等于或小于0.4Mt的矿井,大于15m3/min;

c)开采有煤与瓦斯突出危险煤层。

4瓦斯抽采应达到的指标

4.1突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力,则必须将煤层瓦斯含量降到8m3m/t以下,或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa(表压)以下。控制范围如下:

a)石门(井筒)揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险程度确定,但必须控制到巷道轮廓外8m以上(煤层倾角>8°时,底部或下帮5m)。钻孔必须穿透煤层的顶(底)板0.5m以上。若不能穿透煤层全厚,必须控制到工作面前方15m以上。

b)煤巷掘进工作面控制范围为:巷道轮廓线外8m以上(煤层倾角>8°时,底部或下帮5m)及工作面前方10m以上。

c)采煤工作面控制范围为:工作面前方20m以上。

4.2瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足表1规定,瓦斯涌出量来自于开采层的采煤工作面前方20m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应满足表2规定。

表1采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标

4.3采掘工作面风速不得超过4m/s,回风流中瓦斯浓度不得超过1%。

4.4矿井瓦斯抽采率应满足表3规定。

表3矿井瓦斯抽采率应达到的指标?5指标的测定及计算方法

5.1煤层瓦斯压力的测定及计算方法

煤层瓦斯压力可采用以下方法之一测定或计算。

a)按MT/T638规定测定瓦斯压力;

b)按MT/T77规定瓦斯含量,按式(1)计算瓦斯压力。

?

式中:

W——煤层瓦斯含量,m3/t;

a,b——吸附常数;

P——煤层绝对瓦斯压力,MPa;

Ad——煤的灰分,%;

Mad——煤的水分,%;

π——煤的空隙率,m3/m3;

γ——煤的容重(假比重),t/m3。

5.2煤层瓦斯含量的测定及计算方法

煤层瓦斯含量可采用以下方法之一测定或计算。

a)按MT/T77规定测定瓦斯含量;

b)按MT/T638规定测定瓦斯压力,按式(1)计算瓦斯含量。

5.3绝对瓦斯涌出量的测定及计算方法

按AQ1025(矿井瓦斯等级坚定规范)执行。

5.4可解吸瓦斯量的确定

按5.2测算抽采后的煤层瓦斯含量,按式(2)计算煤的可解吸瓦斯量。式中:

Wj——煤的可解吸瓦斯量,m3/t;

Wc——煤的标准大气压力的残存瓦斯含量,按式(3)计算。

?5.5矿井瓦斯抽采率的测定及计算方法

在瓦斯抽采站的抽采主管上安装瓦斯计量装置,测定矿井每天的瓦斯抽采量。矿井瓦斯抽采量包括井田范围内地面钻井扣采、井下抽采(含移动抽采)的瓦斯量。每月底按式(4)计算矿井月平均瓦斯抽采率(ηk)。

式中:?ηk——矿井月平均瓦斯抽采率,%;

Qkc——矿井月平均瓦斯抽采量,m3/min;

Qkf——矿井月平均风排瓦斯量,m3/min。

5.6工作面瓦斯后采率的测定及计算方法

工作面回采期间,在工作面瓦斯抽采干管上安装瓦斯计量装置,每周测定工作面瓦斯抽采量(含移动抽采)。每月底按式(5)计算工作面月平均瓦斯抽采率(ηm)。

?式中:

ηm——工作面月平均瓦斯抽采率,%;

Qmc——回采期间,工作面月平均瓦斯抽采量,m3/min;

Qmf——工作面月平均风排瓦斯量,m3/min。

6其他

6.1矿井必须综合抽采瓦斯,并且提前3~5年制定抽采瓦斯规划,每年年底前编制下年度的抽采瓦斯计划,以确保抽采瓦斯工作面的正常衔接,做到“抽、掘、采”平衡。

6.2低瓦斯矿井新水平、新采区应测定煤层原始瓦斯含量和压力,高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井每个采区垂深每增加50m应测定煤层原始瓦斯含量和压力。

CS73.010

D09

备案号:18912—2006











































煤矿瓦斯抽放规范

Codeforcoalminegasdrainage



2006-11-02发布2006-12-01实施



国家安全生产监督管理总局发布

AQ1027-2006

目次

1范围…………………………………………………………………1

2规范性引用文件……………………………………………………1

3术语各定义…………………………………………………………1

4建立抽放瓦斯系统…………………………………………………3

5地面永久瓦斯站瓦斯抽放系统…………………………………4

6井下移动泵站瓦斯抽放系统……………………………………6

7瓦斯抽放方法……………………………………………………7

8瓦斯抽放管理……………………………………………………8

9瓦斯利用…………………………………………………………10

10地面永久瓦斯抽放系统的报废………………………………10

附录A(规划性附录)瓦斯抽放基础参数测算………………44

附录B(规划性附录)瓦斯投放方法类别及抽放率…………14

附录C(规划性附录)瓦斯抽放参数监控系统………………16

附录D(规划性附录)瓦斯抽放工程设计……………………17

附录E(规划性附录)主要单位换算…………………………19























\



















AQ1027—2006

前言

为切实贯彻落实先抽后采的方针,加强瓦斯抽放技术管理,保证瓦斯抽放工程的安全,提高瓦斯抽放效果,防止瓦斯事故.保护环境,制定本标准。

本标准以原国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局2004年颁布的《煤矿安全规程》、原煤炭工业部1997年制定的《矿井瓦斯抽放管理规范》、矿井抽放瓦斯工程设计规范》(MT5018——96)为依据、在充分考虑煤矿瓦斯抽政工艺技术特点和目前我国煤矿瓦斯抽故现状及发展趋势的基础上编制而成:

本标准代替MTT692—1997《煤矿瓦斯抽放技术觇范》。

奉标准与t煤矿乩斯抽放技术规范》(MT/T692一1997)相比内容上有了较大增加:

——增加了矿井瓦斯抽放工程设计的内容:

——增加了移动泵站瓦斯抽敞系统;

——增加了瓦斯抽放方法;

——增加了瓦斯抽放管理;

——增由B了瓦斯刺用:

——增加了瓦斯抽放系统的报废;

——对一些词句进行了修改;

本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E为规范性附录。

本标准由国家安全生产监督管理总局提出。

本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。

本标准负责起草单忙:中国煤炭工业劳动保护科学技术学会。

本标准参加起草单位:煤炭科学研究总院抚顺分院。

本标准主要起草人:窦永山、王魁军.邱宝杓、张兴华、高坤、曹垚林、富向。



煤矿瓦斯抽放规范

1范围

本标准规定了建立矿井瓦斯抽放系统的条件及工程设计要求、瓦斯抽放方法、瓦斯抽放管理及职责、瓦斯利用、瓦斯抽放系统的报废程序,以及瓦斯抽放基础参数的测算方法、各类瓦斯抽放方法的抽放率、瓦斯抽放临近系统监测参数的指标要求和瓦斯抽放工程设计有关计算方法。

本标准适用于全国煤矿企业、管理部门及有关事业单位。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

MT5018-96矿井抽放瓦斯工程设计规范

《煤矿安全规程》(2004年版)

《煤矿瓦斯抽放管理规范》(1997年版)

GB50487-1993工业企业总平面设计规范

GB50215-2005煤炭工业矿井设计规范

3术语和定义

3.1瓦斯抽放gasdrainage

采用专用设备和管路把煤层、岩层和采空区中的瓦斯抽出或排出的措施。

3.2未卸压抽放瓦斯gasdrainagewithoutpressurerelief

抽放未受采动影响和未经人主松动卸压煤(岩)层的瓦斯,亦称为预抽。

3.3卸压轴放瓦斯gasdrainagwitjpressuelisf,

3.4本煤层抽放瓦斯gasdrainagefromextractingseam

抽放开采煤层的瓦斯。

3.5邻近层抽放瓦斯gasdrainageformadjacentseam

抽放受开采层采动影响的上、下邻近煤层(可采煤层、不可采煤层、煤线、岩层)的瓦斯。

3.6采空区抽放瓦斯gasdrainagefromgob

抽放现采工作面采空区和老采空区的瓦斯.前者称现现采空区(半封闭式)抽放,后者称老采空区(全封闭式)抽放.

3.7围岩瓦斯抽放gasdrainagefromsurroundingrock

抽放开采层围岩内的瓦斯。

3.8地面瓦斯抽放gasdrainageonsurface

在地面向井下煤(岩)层打钻孔抽放瓦斯。

3.9综合抽放瓦斯combinedgasdrainage

在一个矿井或工作面同时采用2种或2种以上方法进行抽放瓦斯。

3.10强化抽放forcedgasdrainage

针对一些透气性低、采用常规的预抽方式难以奏效的煤层而采取的特殊抽放方式。

3.11预抽gasdrainagefromvirgincoalseam

在煤层未受采动以前进行的瓦斯抽放。

3.12瓦斯储量gasreserves

煤田开采过程中,能够向开采空间排放瓦斯的煤层和岩层中赋存瓦斯的总量。

3.13矿井瓦斯抽放量(纯瓦斯抽放量)gasdrainagevolume

矿井抽出瓦斯气体中的甲烷含量。

3.14矿井可抽瓦斯量drainablegasquantity

瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。

3.15煤层透气性系数gaspermeabilitycoeffiientofcoalseam

表征煤层对瓦斯流动的阴力,反映瓦斯沿煤层流动难易程度的系数。

3.16钻孔瓦斯流量衰减系数dampingfactorofgasflow-rateperhole

表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。

3.17瓦斯抽放率gasdrainageeffeciency

矿井、采区或工作面等的抽放瓦斯量占其抽排瓦斯总量的百分比。

3.18边采边抽gasdrainagewhileextraction

抽放回采工作面前方卸压煤体的瓦斯或厚煤层开采时抽放未采分层卸压煤休的瓦斯。

3.19边掘边抽gasdrainagewhiledrivage

掘进巷道的同时,抽放巷道周围卸压煤体内瓦斯。

3.20穿层钻孔crossinghole

在岩石巷道或煤层巷道内向相邻煤层施工的钻孔。

3.21顺层钻孔holedrillealongseam

在煤层巷道内,沿煤层布置的钻孔。

3.22斜交钻孔inclinedcrosshole

与工作面呈一定夹角布置的顺层钻孔。

3.23平行钻孔parallel

与工作面平等布置的顺层钻孔。

3.24交叉钻孔crossholes

平行钻孔与斜交钻孔交替布置的钻孔。

3.25高位钻孔highly—locatedhole

在风巷向煤层顶板施工的抽放钻孔(进入裂隙带)。

3.26高抽巷highly—locateddrainageroadway

在开采层顶部处于采动影响形成的裂隙带内挖掘的专用抽放巷道。

3.27水力压裂hydrauliccrackin

在钻孔内以水作为动力,在无自由面的情况下使煤体裂隙畅通的一种措施。

3.28水力割缝hydrauliccutting

在钻孔内运用高压水射流对钻孔两侧的煤体进行切割,形成一定深度的扁平槽的一种措施。

3.29深孔预裂爆破deer—holepre—splitteingblasting

在钻孔内利用炸药爆破作为动力,使煤体裂隙增大,提高煤层透气性的一种措施。

3.30封孔器holepacker

瓦斯抽放和煤层注水钻孔孔口的密封装置。

3.31放水器drainagedevice

用于储存和放出抽放管路中积水的专用装置。

3.32防回火装置flamearrestor

在抽放瓦斯管路中,阻止为焰蔓延的安全装置。

3.33水封防爆箱explosive—proofbox

在抽放瓦斯管路中,用以隔爆的一种水箱式安全装置。a

4建立抽放瓦斯系统

4.1凡符合下列情况之一的矿井,必须建立地面永久瓦斯抽放系统或井下移动泵站瓦斯抽放系统。

4.1.1一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面绝对瓦斯出量大于3m3/min,用通风方法解决瓦斯问题不合理的。

4.1.2矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的:

——大于或等于40m3/min;

——年产量1.0Mt~1.5Mt的矿井,大于30m3/min;

——年产量0.6Mt~1.0Mt的矿井,大于25m3/min;

——年产量0.4Mt~1.0Mt的矿井,大于25m3/min;

——年产量等于或小于0.4Mt的矿井,大于15m3/min。

4.1.3开采具有煤与瓦斯突出危险煤层。

4.2凡符合4.1条件,并同时具备下列两个条件的矿井,应建立地面永久瓦斯抽放系统;

——瓦斯抽放系统的抽放量可稳定在2m3/min以上;

——瓦斯资源可靠,储量丰富,预计瓦斯抽放服务年限五年以上。

4.3新建瓦斯抽放系统的矿井,必须具有相关资质的专业机构进行可行性论证,由企业技术负责人组织瓦斯抽放工程设计。

4.4新建或改扩建矿井,根据地质报告提供的瓦斯资源或参照邻近矿井参数而达到第4.1条条件时,必须将瓦斯抽放工各纳入矿井设计中,但设计所依据的瓦斯参数必须具有相关资质的专业机构进行可行性论证。

5地面永久瓦斯抽放系统

5.1地面永久瓦斯抽放系统工和设计内容

——矿井概况:煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤通风状况;

——瓦斯基础数据:瓦斯等级鉴定、矿井瓦斯涌出量、煤层瓦斯压力、含量、矿井瓦斯储量及可抽量、煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及其衰减系数;

——抽放方法:钻孔(巷道)布置与抽放工艺参数;

——抽放设备:抽放泵、管路系统、监测及安全装置;

——泵站建筑:泵房、供电系统、电控设备、供水系统及软化水装置、采暖、避雷系统;

——瓦斯利用:利用优雅和利用量、资金概算;

——技术经济指标:投资概算及工期;

——设计文件:设计说明书、设备与器材清册、资金概算、相关图纸。

5.2瓦斯抽放系统工程设计的一般规定

5.2.1瓦斯抽放工程设计应体现安全第一、技术经济合理原则,因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料。

5.2.2新建抽放工程设计应以批准的精查地质报告为依据,并参照邻近或条件类似生产矿井的瓦斯资料;改(扩)建及生产矿井应以本矿地质、瓦斯资料为依据。

5.2.3瓦斯抽放工程设计应与矿井开采设计同步进行,合理安排掘进、抽放、回采三者间的超前与接替关系,保证有足够的工程施工及抽放时间。

5.2.4瓦斯抽放站的建设方式,应经技术经济比较确定。一般情况下,宜采用集中建站方式。当有下列情况之一时,可采用分散建站方式;

——分区开拓或分期建设的大型矿井,集中建站技术经济不合理;

——矿井瓦斯抽放量较大且瓦斯利用点分散;

——一套瓦斯抽放系统难以满足要求。

5.2.5分期建设、分期投产的矿井,瓦斯抽放工程可一次设计,分期建设

分期投抽。

5.2.6瓦斯抽放工程设计应进行矿进瓦斯资源的评价。

5.3矿井瓦斯储量、可抽瓦斯量、瓦斯抽放率、年抽放量及抽放年限

5.3.1矿井瓦斯储量应为矿井可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和。

5.3.2矿井可抽瓦斯量是指槠瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。

5.3.3设计瓦斯抽放率,可根据煤层瓦斯抽放方法、瓦斯涌出来源等因素综合确定;出可参照邻近生产矿井或条件类似矿井的数值选取。抽放率指标应符合第8.6.3条的有关规定。

5.3.4矿井设计年瓦斯抽放量或矿井设计年瓦斯抽放规模按设计的日瓦斯抽放量乘以矿井设计年工作日数计算。

5.3.5矿井或水平的抽放年限应与其抽放瓦斯区域的开采年限相适应。

5.4抽放管中系统

5.4.1抽放管路系统应根据井下巷道的布置、抽放地点的分布、瓦斯利用的要求以及矿井的发展规划等因素一,避免或减少主干管路系统的频繁改动,确保管道运输、安装和维护方便,并应符合下列要求:

——抽放管路通过的巷道曲线段少、距离短,管路安装应平直,转弯时角度不应大于50°;

——抽放管路系统宜滑回风巷道或矿车不经常通过的巷道布置;若设于主要运输巷内,在人行道侧其架设高度不应小于1.8m,并固定在巷道壁上,与巷道壁的距离应满足检修要求;瓦斯抽放管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m;

——当抽放设备或管路发生故障时,管路内的瓦斯不得流入采掘工作面及机电硐室内;

——管径要统一,变径时必须设过渡节。

5.4.2瓦斯抽放管路的管径应按最大流量分段计算,并与抽放设备能力相适应,抽放管路按经济流速为5m/s~15m/s和最大通过流量来计算管径,抽放系统管材的备用量可取10%。

5.4.3当采用专用钻孔敷设抽放管路时,专用钻孔直径应比管道外形尺寸大100mm;当沿竖井敷设抽放管路时,应将管道固定在罐道梁上或专用管架上。

5.4.4抽放管路包括摩擦阻力和局部阻力;摩擦阻力可用低负压瓦斯管路阻力公式计算;局部阻力可用估算法计算,一般取摩擦阻力的10%~20%。

5.4.5地面管路布置;

——尽可能避免布置在车辆通告频繁的主干道旁。

——不得将抽放管路和动力电缆、照明电缆及通讯电缆等敷设在同一条地沟内。

——主干管应与城市及矿区的发展规划和建筑布置相结合。

——抽放管道与地上、下建(构)筑物及设施的间距,应符合《工业企业总平面设计规范》的有关规定。

——瓦斯管道不得从地下穿过房屋或其他建(构)筑物,一般情况下出不得穿过其他管网,当必须穿过其他管网时,应按有关规定采取措施。

5.4.6抽放管路附属装置及设施;

——主管、分管、支管及其与钻声场连接处装设瓦斯计量装置;

——抽放钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处及油管路适当距离(间距一般为200m~300m,最大不超过500m)应设置放水器;

——在抽放管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置;

——抽放管路分岔处应设置控制阀门,阀门规格应与安装地点的管径相区配;

——地面主管上的阀门应设置在地表下用不燃性材料砌成的不透水观察井内,期间距为500m~1000m.

5.4.7条件适当时,可选用新材料的瓦斯抽放管,但井下抽放管路禁止采用玻璃钢管。

5.4.8在倾斜巷道中,管路应设防滑卡,期间距可根据巷道坡度确定,对28°以下的斜巷,间距一般取15m~20m。

5.4.9抽放管路应有良好的气密性及采取防防腐蚀、、防砸坏、防带电及防冻等措施。

5.4.10通往井下的抽放管路应采取防雷措施。

5.5抽放设备及抽放站

5.5.1矿井瓦斯投放设备的能力,应满足矿井瓦斯抽放期间或在瓦斯抽放设备服务年限内所达到的开采范围的最大抽放量和最大抽阻力的要求,且应有不小于15%的富裕能力。矿井抽放系统的总阻力,必须按管网最大阻力计算,瓦斯抽放系统应不出现正压状态。

5.5.2在一个抽放站内,瓦斯抽放泵及附属设备只有一套工作时,应备用一套;两套或两套以上工作时,应至少备用一套。

5.5.3抽放站位置:

——设在不受烘涝威胁且工程地质条件可靠地带,应避开滑坡、溶洞、断层破碎带及塌陷区等;

——宜设在回风井工业场地内,站房距井口和主要建筑物及居住区不得小于50m;

——站房及站房周围20m范围内禁止有明火;

——站房应建在靠近公路和有水源的地方;

——站房应考虑进出管敷设方便,有利瓦斯输送,并尽可能留有扩能的余地。

5.5.4抽放站建筑:

——站房建筑必须采用不燃性材料,耐火等级为二级;

——站房周围必须设置栅栏或围墙。

5.5.5站房附近管道应设置放水器及防爆、防回火、防回水装置,设置放空管及压力、流量、浓度测量装置,并应设置采样、阀门等附属装置。放空管设置在泵的进、出口,管径应大于或等于泵的进、出口直径,放空管的管口要高出泵房房顶3m以上。

5.5.6泵房内电气设备、照明和其他电气、检测仪表均应采用矿用防爆型。

5.5.7抽放站应有双回供电线路。

5.5.8抽放站应有防雷电、防火灾、防洪涝、防冻等设施。

5.5.9干式瓦斯抽放泵吸气侧管路系统必须装设防回火、防回气、防爆炸的安全装置。

5.5.10站房必须有直通矿调度室的电话。

5.5.11抽放泵运转时,必须对泵流量、水温度、泵轴温度等进行监测、监控。

5.5.12抽放站应有供水系统。站房设备冷却水一般采用闭路循环。给水管路及水池容积均应考虑消防水量。污水应设置地沟排放。

5.5.13抽放站采暖与通风应符合现行的《煤炭工业矿井设计规范》的有关规定。

5.5.14废水、噪声和对空排放瓦斯不得超过工业卫生规定指标,抽放站场地应搞好绿化。

5.6瓦斯抽放参数的监测、监控

5.6.1矿井瓦斯抽放系统必须监测投放管道中的瓦斯浓度、流量、负压、温度和一氧化碳等参数,同时监测抽放泵站内瓦斯泄漏等。当出现瓦斯抽放尝试过低、一氧化碳超限、泵站内有瓦斯泄漏等情况时,应能报警并使抽放泵主电源断是电。

5.6.3抽放站内应配置专用检测瓦斯抽放参数的仪器仪表。

6井下移动泵站瓦斯抽放系统

6.1根据4.1、4.2规定,不具备建立地面永久瓦斯抽放系统条件的,对高瓦斯区应建立井下移动泵站瓦斯抽放系统。

6.2建立井下移动泵站瓦斯抽放系统时,由企业技术负责人负责组织编制设计和安全技术措施。井下移动泵站瓦斯抽放工程设计可按地面永久瓦斯抽放工程设计的相关内容进行。

6.3井下移功瓦斯抽放泵站应安装在瓦斯抽放地点附近的新鲜风流中。抽出的瓦斯必须引排到地面、总回风道或分区回风道;已建永久抽放系统的矿井,移动泵站抽出的瓦斯可直接送至矿井抽放系统的管道内,但必须使矿井抽放系统的瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》第一百四十八条规定。

6.4移动泵站抽出的瓦斯排至回风道时,在抽放管路出口处必须采取安争措施.包括设置栅栏、悬挂警戒牌。栅栏设置的市置,上风侧为管路出口外推5m,上下风侧栅栏间距不小于35m。两栅栏间禁止人员通行和任何作业。移动抽放泵站排到巷道内的瓦斯,其浓度必须在30m以内被混合到《煤矿安全教程》允许的限度以内。栅栏处必须设警戒牌和瓦斯监测装置,巷道内瓦斯浓度超限报警时,应断电、停止瓦斯抽放、进行处理。监测传感器的位置设在栅栏外1m以内。两栅栏间禁止人员通行和任何作业。

6.5井下移动瓦斯抽放泵站必须实行“三专”供电,即专用变压器、专用开关、专用线路。

7瓦斯抽放方法

7.1一般规定

7.1.1建立瓦斯抽放系统的矿井必须实施先抽后采或边采边抽。

7.1.2按矿井瓦斯来源实施开采煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放。

7.1.3多瓦斯来源的矿井,应采用综合瓦斯抽放方法。

7.2瓦斯抽放方法选择

7.2.1开采层瓦斯抽放方法:

末卸压煤层进行预抽,煤层瓦斯抽放的难易程度可划分为三类,见表1。









表1煤层瓦斯抽放难易程度表

类别 钻孔流量衰减系数d-1 煤层透气性系数㎡/Mpa2·d 容易抽数 <0.003 >10 可以抽放 0.003~0.05 10~0.1 较难抽放 >0.05 <0.1 ——煤层透气性较好、容易抽放的煤层,宜采用本层预抽方法,可采用顺层或穿层布孔方式。

——煤层透气性较差、采用分层开采的厚煤层。可利用先采分层的卸压作用抽放来采分层的瓦斯。

——单一低透气性高瓦斯煤层.可选用加密钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔控制顶裂爆破等方法强化抽放。煤与瓦斯突出危险严重煤层,应选择穿层网格布孔方式。

——煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层,可采用边掘边抽或先抽后掘的抽放方法。

7.2.2邻近层瓦斯抽放方法:

——通常采用从开采层回风巷(或回风副巷)向邻近层打垂直或斜交穿层钻孔抽放瓦斯的方法。

——当邻近层瓦斯涌出量大时.可采用顶(底)板瓦斯巷道(高抽巷)抽放。

——当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时,可在工作面回风侧沿开采层顶板布置迎面水平长钻孔(高位钻孔)抽放上邻近层瓦斯。

7.2.3采空区瓦斯抽放法:

——老采空区应选用全封闭式抽放方法。

——现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况,采用顶(底)板钻孔法,有煤柱及无煤柱垂直及斜交钻孔法,插(埋)管法等抽放方法,并应采取措施,提高瓦斯抽放浓度。

——开采容易自燃或自燃煤层的采空区,必须经常检测抽放管路中CO浓度和气体温度等有关参数的变化。发现有自然发火征兆时,必须采取防止煤自燃的措施。

7.2.4埋藏浅、瓦斯含量高的厚煤层或煤层群,有条件时,可采用地面钻孔预抽开采层瓦斯、抽放卸压邻近层瓦斯或抽放采空区瓦斯的方法。

7.2.5对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层赋存条件复杂的矿井,应采用多种抽放方法相结合的综合抽放方法。

7.2.6煤与瓦斯突出矿井开采保护层时,必须同时抽放被保护煤层的瓦斯。

7.3专用瓦斯抽放巷道的要求

——专用瓦斯抽放巷道的位置、数量应能达到良好的抽放效果。

——必须提前掘好巷道,保证有足够的抽放时间,有较大抽放范围。

——专用于敷设抽放管路、布置钻场、钻孔的瓦斯抽放巷道采用矿井全压通风时,巷道风速不得低于0.5m/s。

7.4钻场钻孔布置

——钻场的布置应免受采动影响,避开地质构造带,便于维护,利于封孔,保证抽放效果。

——尽量利用现有的开拓,准备和回采巷道布置钻场。

——对开采层未卸压抽放,除按钻孔抽放半径确定合理的孔间距外,应尽量增大钻孔的见煤长度。

——邻近层卸压抽放,应将钻孔打在采煤工作面顶板冒落后所形成的裂隙带内,并避开冒落带。

——强化抽放布孔方式除考虑应取得好的抽放效果外,未完应措施施工方便。

——边采边抽钻孔的方向应与开采推进方向相迎,避免采动首先破坏孔口或钻场。

——钻孔方向应尽可能正交或斜交煤层层理。

——穿层钻孔终孔位置,应在穿过煤层顶(底)板0.5m处。

7.5封孔

7.5.1封孔方法的选择应根据抽放孔口所处煤(岩)层位|岩性、构造等因素综合确定,因地制宜地选用新方法、新工艺。

7.5.2岩壁钻孔,宜采用封孔器封孔。封孔器械应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快的要求。

7.5.3为壁钻孔,宜采用充真材料进行压风封孔。封孔材料可先用膨胀水泥、聚氨酯等新型材料。在钻孔所处围岩条件较好的情况下,亦可选用水泥砂浆或其他封孔材料。

7.5.4封孔长度:

——孔口段围岩条件好,构造简单、孔口负压中等时,封孔长度可取2m~3m;

——孔口段围岩裂隙较发育或孔口负压高时,封孔长度可4m~6m;

——在煤壁开孔的钻孔,封孔长度可取5m~8m;

——采用除聚氨酯外的其他材料封孔时,封孔段长度与封孔深度相等;

——采用聚氨酯封孔时,封孔参数见表2.

表2聚氨酯封孔参数

单位为m

封孔材料 钻孔条件 封孔段长度 封孔深度 聚氨酯 孔口段较完整 0.8 3~5 孔口段较破碎 1.0 4~6 7.5.5钻孔封孔质量检查标准:

——预抽瓦斯钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于40%;

——邻近层瓦斯抽放钻孔抽放过程中孔口瓦斯尝试不应小于30%;

——当钻孔封孔质量达不到上代用品标准时,抽放结束后应全孔封实。

8瓦斯抽放管理

8.1矿井瓦斯抽放工作由企业技术负责人全面技术责任,应定期检查、平衡瓦斯抽放工作;负责组织编制、审批、实施、检查瓦斯抽放工作长远规划、年度计划和安全技术措施,保证瓦斯所放工作正常臭名远扬接,做到“掘、抽、采”平衡。企业行政正、副职负责落实和检查所分管范围内的有关瓦斯抽放工作;企业各职能部门负责人对本职范围内的瓦斯的抽放工作负责。瓦斯抽放所需要的费用、材料和设备等,必须列入企业财务、供应计划和生产计划。煤炭企业必须配备专业技术人员,负责瓦斯抽放日常管理,总结分析瓦斯抽放效果,研究和必进抽放技术,组织新技术推广等。

8.2瓦斯抽放矿井必须建立专门的瓦斯抽放队伍,负责打钻、管路安装回收等工程的施工和瓦斯抽放参数测定等工作。

8.3瓦斯抽放矿井必须建立全岗位责任制、钻孔场检查管理制度、抽放工程质量验收制度。

8.4瓦斯抽放矿井必须有下列图纸和技术资料:

a)图纸:

1)瓦斯抽放系统图;

2)泵站平面与管网(包括阀门、安全装备、检测仪表、放水器等)布置图;

3)抽放钻场及钻孔布置图;

4)泵站供电系统图;

b)记录:

1)抽放工程和钻孔施工记录;

2)抽放参数测定记录;

3)泵房值班记录。

c)报表:

1)抽放工程年、季、月报表;

2)抽放量年、季、月旬报表。

d)台账:

1)抽放设备管理台账;

2)抽放工程管理台账;

3)瓦斯抽放系统和抽放参数、抽放量管理台账。

e)报告:

1)矿井和采区抽放工程设计文件及竣工报告;

2)瓦斯抽放总结与分析报告。

8.5加强瓦斯抽放参数(抽放量、瓦斯浓度、负压、正压、大气压、温度等)的监测,发现问题时,及时处理。抽放量的计算用大气压为101.325kPa、温度为20℃时标准状态下的数值。

8.6抽放瓦斯管理

8.6.1“多打孔、严封、综合抽”是加强瓦斯抽放工作的方向。瓦斯抽放矿井应增加瓦斯抽放钻孔量,提高瓦斯管路敷设质量、严密封孔及对多瓦斯源矿井(工作面)采用综合抽放方法,以提高抽放效果。

8.6.2永久抽放系统的年瓦斯抽放量应不小于100万m3,移动泵站不小于10万m3。

8.6.3瓦斯抽出率:

——预抽煤层瓦斯的矿井:矿井抽出率应不小于20%,回采工作面抽出率应不小于25%;

——邻近层卸压瓦斯抽放的矿井:矿井抽出率应不小于35%,回采工作面抽出率应不小于45%;

——采用综合抽放方法的矿井:矿井抽出率应不小于30%;

——煤与瓦斯突出矿井,预抽煤层瓦斯后,突出煤层的瓦斯含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量或将煤层瓦斯压力降至0.74MPa以下。

8.6.4预抽煤层瓦斯的钻孔量:

——当采用顺层孔抽放时,钻孔量见表3;

——当采用穿层钻孔抽放时,钻孔见煤点的间距可参照下列数据:容易抽放煤层15m~20m;可以抽放煤层10m~15m;较以难抽放煤层8m~10m.

表3吨煤钻孔量表

单位为m/t

煤层类别 薄煤层 中厚煤层 厚煤层 容易抽放 0.05 0.03 0.01 可以抽放 0.05~0.1 0.03~0.05 0.01~0.03 较难抽放 ﹥0.1 ﹥0.05 ﹥0.03

8.7严格瓦斯抽放工程施工质量,所有瓦斯放工程都须按质量标准进行验收,不符合设计标准的重新施工直到合格为止。

8.8瓦斯抽放管路必须进行防腐处理,外部涂红色示区别。

8.9瓦斯抽放量的计量器具必须采用符合国家标准的计量器具。

9瓦斯利用

9.1瓦斯抽放的矿井应加强瓦斯利用工作,变害为利,保护环境并以用促抽,以抽保用。年瓦斯抽放量在100万m3及以上的矿井,必须开展瓦斯利用工作。矿井瓦斯利用须经相关资质的专业机构可行性论证。

9.2行瓦斯抽放论证和设计时,要同时对瓦斯利用进行论证和设计。

9.3瓦斯利用设计内容包括:确定瓦斯利用量和利用方式、储气装置及容积、输送气方法、输气管路系统、安全及检测装置、利用工艺,绘制瓦斯利用工程长统布置图,编制设备材料清册、土建工程计划、资金概算、劳动组织及管理制度、安全技术措施、经济分析等。

10地面永久瓦斯抽放系统的报废

10.1矿井永久瓦斯抽放系统报废申请报告,由煤矿企业技术负责人组织编制,经具有相关资质的专门机构论证。

10.2矿井永久瓦斯抽放系统报废申请报告内容:

——矿井概况:煤层赋存条件、矿井保有储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及通风状状况。

——瓦斯基础资料:历年瓦斯抽放数据、瓦斯等级鉴定数据、主要煤层瓦斯含量等值线图、瓦斯涌出量等值线图、矿井瓦斯现有储量等。

附录A

(规范性基础附录)

瓦斯抽放基础参数测算

A.1瓦斯压测定

应在岩石巷道向煤层打钻孔、封孔及安装压力表直接测定煤层瓦斯压力:

——测定地点要选在无断层、裂隙等地质构造处,瓦斯赋存状况要具有代表性;

——测压巷道距煤层的岩柱距离不应小于10m;

——测压孔的孔径以75mm为宜,要贯穿整个煤层(厚煤层应钻入煤层3m以上),完钻后应及时封孔,进寸退尺要严密,测压管接头不得漏气。

A.2瓦斯含量测定计算

煤层瓦斯含量是指每吨煤或煤第立方米煤体中含有的瓦斯量,单位为m3/t或m3/m3。

常用的煤层瓦斯含量测算法是:取煤样送实验室做煤的吸附性能实验,求出吸附常量a、b值,并在井下相应的地点测定煤层的瓦斯压力,以下公式计算瓦斯含量:



X=××…………………(1)



式中:

X——煤层瓦斯含量,m3/t;

a——吸附常数,试验温度下的极限吸附量,m3/t;

b——吸附常数,MPa-1;

P——煤层绝对瓦斯压力,MPa;

Aad——煤的灰分,%;

Mad——煤的水分,%;

K——煤的孔隙体积,m3/m3;

y——煤的视密度,t/m3。

A.3矿井瓦斯储量计算

瓦斯储量系指煤田开发过程中,能够向开采空间排放瓦斯的煤岩赋存的瓦斯总。其计算公式为:

Wk=W1+W2+W3……………………………(2)

式中:

Wk——矿井瓦斯储量,Mm3;

W1——可采煤层的瓦斯储量总和,Mm3;

W1=×X1i……………………(3)

A1i——矿井每一个可采煤层的煤炭储量,Mt;

n——矿井可采煤层数;

X1i——每一个可采煤层的瓦斯含量,m3/t;

W2——可采煤层采动影响范围内的不可采邻近煤层的瓦斯储量总和,Mm3,



W2=×X2i……………………(4)

A2i——可采煤层采动影响范围内每一个不可采煤层的煤炭储量,Mt。采动影响范围:上邻近层取50m~60m,下邻近层取20m~30m;

X2i——可采煤层采动影响范围内的不可采煤层的瓦斯含量,m3/t;

n——矿井可采煤层采动影响范围内的不可采煤层数;

W3——围岩瓦斯储量,Mm3;当围岩瓦斯很小时,W3=0;若含瓦斯量多时,可实测或按下式计算,

W3=K(W1+W2)……………………………(5)

K——围岩瓦斯储量系数,一般取K=0.05~0.20。

A.4矿井设计年瓦斯抽放量或矿井设计年瓦斯抽放规模计算

按设计的日瓦斯抽放量乘以矿井设计年工作日数计算。其计算式为:



Qa=Qd×N………………………(6)

式中:

Qa——矿井设计年瓦斯投放量,Mm3/a;

Qd———矿井设计日瓦斯抽放量(应根据矿井的采掘部署、矿井(采区、采掘、工作面)瓦斯涌出量预测、通风能力、选用的瓦斯抽放方法及其抽放率等来确定),Mm3/d;

N——矿井设计年工作日数,d。

A.5可抽瓦斯量概算

可抽瓦斯量是指瓦斯储量中在当前技术水平能被抽出耿的最大瓦斯量。其概算法是:

可抽斯量=瓦斯储量×抽放率……………………………(7)

A.6抽放率计算

矿井(或采区)抽放率:

k=…………………………(8)

式中:

k——矿井月平均瓦斯抽放率,%;

Qkc——矿井月平均瓦斯抽放量,m3/min;

Qkt——矿井月平均瓦斯抽放量,m3/min;

工作面瓦斯抽放率:

m=………………………(9)

式中:

m——工作面月平均瓦斯抽放率,%;

Qmc——回采期间,工作面月平均瓦斯抽放量,m3/min;

Qmf——工作面月平均瓦斯抽放量,m3/min;

A.7抽放量(标量)换算

Q标=Q测………………………………(10)

式中:

Q标——标准状态下的瓦斯抽放量,m3/min;

Q测——测得的抽放量,m3/min;

P1——测定时管道内气体绝对压力,MPa;

T1——测定时管道内气体绝对温度,K,



T1=t+273……………………………(11)



t——测定时管道内气体摄氏温度,℃;

P标——标准绝对压力,101.325kPa;

T标——标准绝对温度,(20+273)k。

A.8钻孔瓦斯流量衰减系数

钻孔瓦斯流量随着时间延续呈衰减变化关系的系数,可作为评估开采层预抽瓦斯难易程度的一个指标。

测算方法:选择具有代表性的地区打钻孔,先测其初始瓦斯流量q0,经过时间t后。再测其瓦斯流量qt,然后以下式计算之:

qt=q0.e-a………………………(12)

式中:

a——钻孔瓦斯流量衰减系数,a-1;

q0——钻孔初始瓦斯流量,m3/min;

qt——经t时间后的钻孔瓦斯流量,m3/min;

t——时间,d。

A.9瓦斯来源分析

矿井瓦斯来源是确定抽放方法的主要依据,因此,应尽量详细地做好下述测定工作:

——必须测定处掘进、采煤与采空区的瓦斯涌出量分别占全矿井瓦斯涌出量的比例;

——必须测定出掘进、采区工作面的瓦斯主要是来自本煤层还是邻近层。一般把回采工作面基本顶初次冒落前的平均瓦斯涌出量认为本煤层的瓦斯涌出量,而将基本顶初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量认为是邻近层的瓦斯涌出量。



附录B

(规范性附录)

瓦斯抽放方法类别及抽放率



瓦斯抽放方法类别及抽放率见表B.1.

表B.1瓦斯抽放方法分类表

分类 方法简述 适用条件 工作面抽放率 开采层瓦斯抽放 未卸压抽放



采动卸压抽放



采动卸压抽放 岩巷揭煤与煤巷掘进抽放 1)由岩巷向煤层打穿层钻孔抽放

2)由巷道工作面打超前钻孔抽放 高瓦斯煤层或有突出危险煤层 10~30



10~30 采区(工作面)大面积抽放 1)由开采层工作面运输巷、回风巷、煤门打上下向顺层钻孔抽放或打交叉钻孔抽放

2)由岩巷、石门、邻近层打穿层钻孔抽放,突出煤层瓦斯预抽可采用网格布孔

3)地面钻孔抽放

4)密闭开采层巷道抽放 有预抽时间的高瓦斯煤层 10~30





10~20





10

10 边掘边抽 由巷道两侧或沿巷道周围打钻孔抽放 瓦斯涌出量大的掘进巷道 20~30 边采边抽 1)由运输巷、回风巷向工作面前卸压区钉钻孔抽放

2)由岩巷、煤门向开采层上部或下部者未采的分层打穿层孔或顺层孔抽放 煤层透气性较小,预抽时间不充分的煤层

10~20



10~20 水力割缝



松动爆破



水力压裂



控制爆破 1)由工作面运输要顺层钻孔用水力割煤

2)由工作面运输巷或回风巷打顺层钻孔进行松动爆破

3)由岩巷或地面打钻孔进行水力压裂

4)由工作面运输巷或加风巷打顺层钻孔,控制孔不装药,爆破孔装药进行爆破 多使用于低透气性煤层预抽 20~30



20~30



﹥30



﹥30

邻近煤层瓦斯抽放 上下邻近层 1)由工作面运输巷、回风巷或岩巷向邻近层打钻孔抽放

2)由工作面运输巷、风巷打斜交迎面钻孔抽放

3)由煤门打顺层钻孔抽放

4)在邻近层掘进专用瓦斯巷道抽放

5)地面钻孔抽放 瓦斯来源于邻近层的工作面 30~60



30~60



30~60

30~60



30~45

表B.1(续)

分类 方法简述 适用条件 工作面抽放率% 采空区瓦斯抽放 全封闭式抽放 密闭采空区插管抽放 瓦斯涌出量大的老采空区 15 半封闭式抽放 1)由现采空区后方设密闭墙插管抽放

2)由采空区附近借道向采空区上方打钻孔抽放 采空区瓦斯涌出量大的回采工作面 30





30 围岩瓦斯抽放 围岵裂隙与溶洞 1)由借道向裂隙带或溶洞打钻孔抽放

2)密闭巷道抽放 有围岵瓦斯涌出或瓦斯喷出危险地区

附录C

(规范性附录)

瓦斯抽放参数监控系统

C.1用途

连续监测抽放管路中的浓度、压差、温度、负压、正压等参数,连续监测瓦斯泵房内泄漏瓦斯浓度、抽放泵和电机的轴温等参数。可编制瓦斯抽放报表,由微机完成测量显示、打印等功能。当任一参数超限时,可发出声光报警信号,并按给定的程序停止或启动。

C.2技术参数

瓦斯抽放监控系统参数指标见表C.1(供参考)

表C.1瓦斯抽放监控系统监测参数指标

监测参数名称 精度 测试范围 备注 抽放量(通过压差换算) 2% 抽放泵能力内的全范围 抽放管路参数 瓦斯浓度 (0~50%)3%

(50%~80%)5%

(80%~90%)10% 0%~100% 管道内负压 1% (0~0.1)MPa 管道内正压 1% (0~0.1)MPa 负压管道内温度 1% (0~100)℃ 正压管道内温度 1% (0~100)℃ 泵房内泄漏瓦斯浓度(环境瓦斯浓度) 1% 0%~5% 抽放泵参数 泵水流量 1% 全范围 泵水温度 2% (0~100)℃ 泵轴温度 1% (0~100)℃

























附录D

(规范性附录)

瓦斯抽放工程设计

D.1瓦斯抽放管径选择

选择瓦斯抽放管径。可按下式计算:

D=0.1457………………………(13)

式中:

D——瓦斯管内径,m;

Q——管内瓦斯流量,m3mm;

V——瓦斯在管路中的平均流速,m/s,一般取V=10m/s~15m/s。

D.2管路摩擦阻力计算

计算直管摩擦阻力,可按下式计算:

H1=……………………(14)

式中:

H——阻力损失,Pa;

L——管路长度,m;

Q——瓦斯流量,m/h;

D——管道内径,cm;

k——与管径有关的系数,见表D.1;

v——混合瓦斯对空气的相对,见表D.2。

表D.1不同管径的系数k0值

通称管径

mm 15 20 25 32 40 50 K值 0.46 0.47 0.48 0.49 0.50 0.52 通称管径

mm 70 80 100 125 150 180以上 K值 0.55 0.57 0.62 0.67 0.70 0.71 局部阻力可口用估算法计算,一般摩擦阻力的10%~20%。管路系统长,网络复杂或主管管径较小者,可按上限取值,反之则按下限取值。



表D.2在0℃及105Pa气压时的v值

瓦斯浓度 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 0.996 0.991 0.987 0.982 0.978 0.973 0.969 0.954 0.960 10 0.955 0.951 0.947 0.942 0.938 0.933 0.929 0.924 0.920 0.915 20 0.911 0.906 0.902 0.898 0.893 0.889 0.881 0.880 0.875 0.871 30 0.866 0.862 0.857 0.853 0.848 0.844 0.840 0.835 0.831 0.826 40 0.822 0.817 0.813 0.808 0.840 0.799 0.795 0.791 0.786 0.782 50 0.777 0.773 0.756 0.764 0.759 0.755 0.750 0.746 0.742 0.737 60 0.733 0.728 0.724 0.719 0.715 0.710 0.706 0.701 0.697 0.693 70 0.688 0.684 0.379 0.675 0.670 0.666 0.661 0.657 0.625 0.648 80 0.614 0.639 0.635 0.630 0.626 0.621 0.617 0.612 0.608 0.603 90 0.599 0.595 0.590 0.586 0.581 0.577 0.572 0.568 0.563 0.559 100 0.554 —— —— —— —— —— —— —— —— ——

D.3瓦斯抽放泵容量的计算

D.3.1瓦斯泵流量计算

Q=……………………………(15)

式中:

Q——瓦斯泵的额定流量,m3/mn;

QZ——矿井瓦斯最大抽放总量(纯量),m3/min;

X——瓦斯泵入口处的瓦斯尝试,%;

——瓦斯泵的机械效率,一般取=0.8;

K——瓦斯抽放的综合系数(备用系统)。取K=1.2。

D.3.2瓦斯泵压力计算

H=(H入+H出)K

=[(h入库+h入局+h钻负)–(h出库+h出局+h出正)]K……….(16)

=(h库+h局+h钻负+h出正)K

式中:

H——瓦斯泵的压力,Pa;

H入——井下负压段管路全部阻力损失,Pa;

H出——井上正压段管路全部阻力损失,Pa;

K——备用系数,取K=1.2;

h入库——井下负压段管路摩擦阻力损失,Pa;

h入局——井下负压段管路局部阻力损失,Pa;

h钻负——井下抽放钻场或钻孔孔口必须造成的负压,Pa;根据经验,对于非卸压煤层可取h钻负fll≥13kPa;对于卸压煤层可取h钻负≥6.7kPa对于采空区瓦斯抽放,孔口负压不可太高,以免引起采空区煤的自燃;

h出库——井上正压段管路摩擦阻力损失,Pa;

h出局——井上正压段管路局部阻力损失,Pa;

h出正——用户在瓦斯出口所需的正压,Pa;

h库——井上、下管路最大总摩擦阻力损失,Pa;

h局——井上、下管路最大总局部阻力损失,Pa。

D.3.3根据D.3.l、D.3.2计算出来的流量和压力值,选择所需要的瓦斯泵









附录E

(规范性附录)

主要单位换算

主要单位换算:

1毫米汞柱(mmHg)=133.322Pa;

1毫米水柱(mmH2O)=9.80665Pa;

l千克力每平方厘米(kgf/cm2)=9.80665×104Pa;

1标准大气压(atm)=1.03125×105Pa。

透气性系数:1rn2/MPa2·d≈0.025mD(毫达西)







中华人民共和国国家标准

GB50471—2008

煤矿瓦斯抽采工程设计规范

——发布实施



中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

中华人民共和国国家标准

煤矿瓦斯抽采工程设计规范

GB50471—2008



主编单位:中煤国际工程集团重庆设计研究院

参编单位:煤矿瓦斯治理国家工程研究中心

煤炭科学研究总院重庆分院

煤炭科学研究总院抚顺分院

批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期:2009年6月1日

前言



本规范是根据建设部建标[2005]124号文《关于印发“2005工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)”的通知》的要求,由中煤国际工程集团重庆设计研究院会同有关单位共同编制完成的。

本规范在编制过程中,编制组进行了调查研究,广泛征求意见,参考国内外有关资料,反复修改,最后经审查定稿。

本规范共分8章,主要内容包括:总则、术语、建立矿井瓦斯抽采系统的条件及抽采系统选择、瓦斯抽采设计参数、瓦斯抽采方法、抽采管路系统选择、计算及抽采设备选型、瓦斯抽采泵站、安全与监控等。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国煤炭建设协会负责日常管理工作,由中煤国际工程集团重庆设计研究院负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,注意积累资料,如发现需要修改或补充之处,请将意见及有关资料寄交中煤国际工程集团重庆设计研究院《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》管理组(地址:重庆市渝中区长江二路178号,邮编:400016;传真:023-68811613),以供今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位和主要起草人:

主编单位:中煤国际工程集团重庆设计研究院

参编单位:煤矿瓦斯治理国家工程研究中心

煤炭科学研究总院重庆分院

煤炭科学研究总院抚顺分院

主要起草人:卢溢洪卿恩东袁亮张刚王学太李旭霞

龙吾见李平万祥富胡仕俸肖代兵何大忠

刘林杜子健罗海珠王魁军

目次



1总则(1)

2术语(2)

3建立矿井瓦斯抽采系统的条件及抽采系统选择(5)

3.1建立矿井瓦斯抽采系统的条件

3.2抽采系统选择

4瓦斯抽采设计参数(7)

5瓦斯抽采方法(9)

5.1一般规定

5.2瓦斯抽采方法选择

5.3专用瓦斯抽采巷道

5.4钻场及钻孔布置

5.5封孔

5.6地面钻孔

6抽采管路系统选择、计算及抽采设备选型(14)

6.1抽采管路系统选择的原则

6.2抽采管路管径、壁厚计算及管材选择

6.3管路阻力计算

6.4管路布置及敷设

6.5抽采附属装置及设施

6.6抽采设备选型

7瓦斯抽采泵站(20)

7.1地面固定瓦斯抽采泵站

7.2井下固定瓦斯抽采泵站

7.3井下移动瓦斯抽采泵站

8安全与监控(23)

8.1安全设施及措施

8.2矿井瓦斯抽采监测监控系统

附录A煤层瓦斯抽采难易程度分类(25)

本规范用词说明(26)

附:条文说明(27)

1总则



1.0.1为适应科学技术的发展,保证我国煤矿瓦斯抽采事业健康发展,提高瓦斯抽采设计技术,制定本规范。

1.0.2本规范适用于新建、改建、扩建及生产煤矿的瓦斯抽采工程设计。

1.0.3凡国家政策、法规等规定要求进行瓦斯抽采的矿井均必须建立瓦斯抽采系统,并应编制专项瓦斯抽采工程设计。

1.0.4对于新建矿井,瓦斯抽采设计应依据批准的地质勘探报告并参考邻近生产矿井实际的瓦斯、地质资料进行;对于改建、扩建和生产矿井,应以实测的瓦斯基础参数作为设计依据。

1.0.5设计的瓦斯抽采规模应保证矿井安全生产,并应使抽采量保持相对稳定。

1.0.6煤(岩)层瓦斯抽采应当按“应抽尽采、先抽后采、煤气共采”原则进行,抽采系统设计应采用“泵站用备结合,高低负压管路相区别”的原则进行,并应因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料。

1.0.7瓦斯抽采工程的建设应与矿井建设实现设计、施工、投入生产和使用三同时,并应保证有足够的预抽时间。

1.0.8在进行煤矿瓦斯抽采设计时,除应对瓦斯抽采的必要性和可行性进行论证外,还应论证瓦斯利用的可行性,在年抽采量大于1Mm3时应提出加以利用的方案。

1.0.9煤矿瓦斯抽采工程设计除应执行本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语



2.0.1地面固定瓦斯抽采系统gasdrainagesystemwithground-fixedpumpstation

采用地面固定抽采泵站的瓦斯抽采系统。

2.0.2井下固定瓦斯抽采系统gasdrainagesystemwithunderground-fixedpumpstation

采用井下固定抽采泵站的瓦斯抽采系统。

2.0.3井下移动瓦斯抽采系统gasdrainagesystemwithundergroundmovablepumpstation

采用井下可移动式抽采泵站的瓦斯抽采系统。

2.0.4卸压瓦斯抽采gasdrainagewithpressurerelief

抽采受采动影响和经人为松动卸压煤(岩)层的瓦斯。

2.0.5开采层瓦斯抽采gasdrainagefromextractingseam

抽采开采煤层的瓦斯。

2.0.6围岩瓦斯抽采gasdrainagefromsurroundingrock

抽采开采层围岩内的瓦斯。

2.0.7地面钻孔瓦斯抽采gasdrainageonground

在地面向井下煤(岩)层打钻孔抽采瓦斯。

2.0.8综合瓦斯抽采combinedgasdrainage

在一个抽采瓦斯工作面同时采用2种及以上方法进行抽采瓦斯。

2.0.9强化抽采forcedgasdrainage

针对一些透气性低、采用常规的预抽方式难以奏效的煤层而采取的特殊抽采方式。

2.0.10矿井瓦斯储量gasdrainagevolume

指矿井可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和。

2.0.11瓦斯抽采量gasdrainagevolume

指矿井抽出瓦斯气体中的纯瓦斯量。

2.0.12可抽瓦斯量drainablegasquantity

指瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。

2.0.13煤层透气性系数gaspermeabilitycoefficientofcoalseam

表征煤层对瓦斯流动的阻力、反映瓦斯沿煤层流动难易程度的系数。

2.0.14钻孔瓦斯流量衰减系数dampingfactorofgasflow-rateperhole

表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。

2.0.15煤层预抽gasdrainagefromvirgincoalseam

在煤层未受到采动以前进行的瓦斯抽采

2.0.16邻近层卸压抽采gasdrainagefromreleasednearcoalseam

回采工作面采动后因采空区跨落而造成邻近煤(岩)层瓦斯卸压解析,对该类瓦斯进行抽采的方法。

2.0.17边采边抽gasdrainagewhileextraction

抽采采煤工作面前方卸压煤(岩)体的瓦斯或厚煤层开采时抽采未采分层卸压煤体的瓦斯。

2.0.18边掘边抽gasdrainagewithdrivage

掘进巷道的同时,抽采巷道周围卸压煤体内的瓦斯。

2.0.19穿层钻孔crossinghole

在岩石巷道或煤层巷道内向相邻煤层施工的钻孔。

2.0.20顺层钻孔holedrilledalongseam

在煤层巷道内,沿煤层布置的钻孔。

2.0.21斜交钻孔inclinedcrosshole

与采煤工作面开切眼方位呈一定夹角布置的顺层钻孔。

2.0.22平行钻孔paralelhole

与采煤工作面开切眼方向平行布置的顺层钻孔。

2.0.23交叉钻孔crossholes

平行钻孔与斜交钻孔交替布置的钻孔。

2.0.24高位钻孔highly-locatedhole

指在风巷向开采煤层顶板施工的抽采钻孔(进入裂隙带)。

2.0.25高抽巷highly-locateddrainageroadway

在开采层顶部处于采动影响形成的裂隙带内掘进的专用抽采瓦斯巷道。

2.0.26水力压裂hydrauliccrackin

在钻孔内以高压水作为动力,在无自由面的情况下使煤体裂隙畅通的一种措施。

2.0.27水力割缝hydrauliccutting

在钻孔内运用高压水射流对钻孔两侧的煤体进行切割,形成一定深度的扁平缝槽的一种措施。

2.0.28深孔预裂爆破deep-holepre-splittingblasting

在工作面采掘前施工一定深度的钻孔,并在钻孔内装填炸药,利用炸药爆破作为动力,使煤体裂隙增大,提高煤层透气性的一种措施。

2.0.29高负压抽采系统highnegative-pressuredrainagesystem

抽采瓦斯钻孔或高抽巷口处抽采负压大于等于10kPa的抽采系统。

2.0.30低负压抽采系统lownegative-pressuregrainaigesystem

抽采瓦斯钻孔或高抽巷口处抽采负压小于10kPa的抽采系统。

3建立矿井瓦斯抽采系统的条件及抽采系统选择



3.1建立矿井瓦斯抽采系统的条件

3.1.1凡符合下列情况之一时,必须建立瓦斯抽采系统:

1高瓦斯矿井;

2一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min,且用通风方法解决瓦斯问题不合理的矿井;

3矿井绝对瓦斯涌出量达到下列条件时:

1)大于或等于40m3/min;

2)年产量1.0~1.5Mt的矿井,大于30m3/min;

3)年产量0.6~1.0Mt的矿井,大于25m3/min;

4)年产量0.4~0.6Mt的矿井,大于20m3/min;

5)年产量小于或等于0.4Mt的矿井,大于15m3/min;

4开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井。

3.1.2分期建设、分期投产的矿井,瓦斯抽采工程可一次设计、分期建设、分期投入使用。

3.2抽采系统选择

3.2.1凡符合下列情况之一时,应建立地面固定瓦斯抽采系统:

1开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井;

2瓦斯抽采系统设计抽采量大于或等于2m3/min的矿井。

3.2.2地面固定瓦斯抽采系统宜根据下列具体情况分别布置高负压或低负压瓦斯抽采系统:

1采用采空区抽采等抽采方法的矿井宜采用低负压抽采系统。

2采用本煤层预抽、边采边抽、边掘边抽、邻近层卸压抽采等抽采方法的矿井,宜采用高负压抽采系统。

3本条1、2款的抽采方法均采用的矿井,且矿井设计抽采量大于或等于10m3/min时,宜采用两套管路分别建立高、低负压抽采瓦斯系统。

3.2.3当地面抽采泵产生的负压不能满足要求时,可在井下安设瓦斯抽采系统与地面瓦斯抽采系统串联工作,同时应对瓦斯抽采系统网络进行分析计算,并应做好井上、井下瓦斯抽采系统的匹配选择。

4瓦斯抽采设计参数



4.0.1矿井瓦斯储量可按下列公式计算:

W=W1+W2+W3(4.0.1-1)

W1=(4.0.1-2)

W2=(4.0.1-3)

W3=K(W1+W2)(4.0.1-4)

式中W——矿井瓦斯储量(Mm3);

W1——可采煤层的瓦斯储量(Mm3);

W2——受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量(Mm3);

W3——受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量(Mm3),实测或按式4.0.1-4计算;

A1i——矿井可采煤层i的资源量(Mt);

X1i——矿井可采煤层i的瓦斯含量(m3/t);

A2i——受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层i的资源量(Mt);

X2i——受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层i的瓦斯含量(m3/t);

K——围岩瓦斯储量系数,可取0.05~0.20;当围岩瓦斯很小时,可取W3=0;若含瓦斯量较多时,可按经验取值或实测确定。

4.0.2可抽瓦斯量可按下列公式计算:

Wc=W·K(4.0.2-1)

K=K1·K2·K3(4.0.2-2)

K1=K4(My(Mc)/My(4.0.2-3)

式中Wc——可抽瓦斯量(Mm3);

K——可抽系数;

K1——瓦斯涌出程度系数;

K2——负压抽采时的抽采作用系数,可取1.2;

K3——矿井瓦斯抽采率(%)。按目前我国的抽采技术水平,预抽煤层瓦斯时,可取25%~35%;抽采上下邻近层瓦斯时,可取35%~45%;

K4——煤层瓦斯排放率;

My——煤层原始瓦斯含量(m3/t);

Mc——运到地面煤的残余瓦斯含量(m3/t)。

4.0.3设计瓦斯抽采率,可根据煤层瓦斯抽采难易程度、瓦斯涌出情况、采用的瓦斯抽采方法等因素综合确定,也可按邻近生产矿井或条件类似矿井数值选取;并应符合国家现行标准《煤矿瓦斯抽采基本指标》AQ1026的有关规定,同时应满足采、掘工作面的通风要求。

4.0.4设计瓦斯抽采规模可根据目前的抽采技术水平预计的瓦斯抽采量和按矿井通风能力计算需要抽采的最低瓦斯量综合分析确定。

4.0.5矿井瓦斯抽采量预计可根据预测的矿井瓦斯涌出量和确定的矿井瓦斯抽采率计算,也可根据选用的瓦斯抽采方法分别计算抽采量。

4.0.6矿井设计瓦斯年抽采量可按下式计算:

QN=1440×365×Q/1000000(4.0.6)

式中QN——矿井设计瓦斯年抽采量(Mm3);

Q——矿井设计瓦斯抽采规模(m3/min)。

5瓦斯抽采方法



5.1一般规定

5.1.1瓦斯抽采方法,应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、时间配合、瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素经技术经济比较确定,并应符合下列要求:

1宜利用开采巷道抽采瓦斯,必要时可设布置钻场、钻孔的专用瓦斯抽采巷道。

2应能适应煤层的赋存条件及开采技术条件。

3应有利于提高瓦斯抽采率。

4抽采效果应好,抽采的浓度宜满足利用要求。

5宜采用综合瓦斯抽采方法。

6瓦斯抽采工程系统宜简单,并宜有利于维护和安全生产,投资宜省,抽采成本宜低。

5.2瓦斯抽采方法选择

5.2.1开采层瓦斯抽采方法选择应符合下列规定:

1容易抽采及可以抽采的煤层,宜采用本层预先抽采的抽采方法,可采用沿层或穿层布孔方式。

2可以抽采及较难抽采的煤层,宜采用边采边抽的抽采方法。煤层抽采难易程度可按本规范附录A划分。

3单一较难抽采的煤层,可选用密集顺层钻孔、密集网格穿层钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔预裂爆破、高压水射流扩孔等方法强化抽采。

4对煤与瓦斯突出危险严重的煤层,宜选择穿层网格布孔方式。

5煤巷掘进时瓦斯涌出量较大的煤层,可采用边掘边抽或先抽后掘的抽采方法。

5.2.2邻近层瓦斯抽采方法选择应符合下列规定:

1可采用从开采层回风巷或专用排放瓦斯巷向邻近层打穿层钻孔进行抽采。

2当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时,可采用顶(底)板抽采巷道进行抽采,也可在工作面回风侧沿开采层顶板布置水平长钻孔或高位钻孔抽采上邻近层瓦斯。

5.2.3采空区瓦斯抽采方法选择应符合下列规定:

1老采空区应采用全封闭式抽采方法。

2现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况,采用顶(底)板钻孔法、有煤柱及无煤柱钻孔法、插(埋)管法等抽采方法,并应采取提高抽采瓦斯浓度的措施。

5.2.4在开采的厚煤层、煤层群瓦斯涌出量较大时,可选用“高抽巷”的抽采方法,也可选择直径为300~500mm的顶板水平长钻孔进行抽采,不易自燃煤层也可选择尾抽巷进行抽采。

5.2.5当围岩瓦斯涌出量大,以及溶洞、裂隙带储存有高压瓦斯并喷出时,应采取抽采围岩瓦斯的措施。

5.2.6煤层埋藏较浅、瓦斯含量较高、地面施工钻孔条件较好的厚煤层或煤层群,可采用地面钻孔预抽开采层瓦斯、邻近层卸压瓦斯或采空区瓦斯的抽采方法。

5.2.7对瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层透气性差、煤层赋存条件复杂的矿井,应采用多种抽采方法相结合的综合瓦斯抽采。

5.2.8有煤与瓦斯突出危险的矿井开采保护层时,应同时抽采被保护层的瓦斯。

5.3专用瓦斯抽采巷道

5.3.1开采煤层群时的邻近层卸压瓦斯抽采,可设置专用瓦斯抽采巷道布置钻场和钻孔。

5.3.2专用瓦斯抽采巷道的位置、数量应能满足选用的抽采方法的要求,并应保证抽采效果。

5.3.3专用瓦斯抽采巷道应保证有足够的抽采时间和较大的抽采范围。

5.3.4有人员进入进行工作活动的专用瓦斯抽采巷道的风速不得低于0.5m/s。

5.4钻场及钻孔布置

5.4.1钻场布置应符合下列规定:

1不应受采动影响,并应避开地质构造带,同时应便于维护、利于封孔、保证抽采效果。

2宜利用现有的开拓、准备和回采巷道。

3顶板钻孔或顶板“高抽巷”应布置在顶板上覆岩层裂隙带内;走向高抽巷宜布置在工作面偏回风顺槽1/3工作面长度以内的卸压带内。

5.4.2钻孔布置及进尺应符合下列规定:

1钻孔开孔部分应圆且光滑。钻孔施工中不得出现三角孔、偏孔、台阶等变形孔。

2抽采开采层未卸压瓦斯时,钻孔间距应按钻孔抽采半径确定,宜增大钻孔的见煤长度。

3高位钻孔抽采时,应将钻孔打到采煤工作面顶板冒落后形成的裂隙带内,并应避开冒落带。

4强化抽采布孔方式应能取得较好的抽采效果,并宜方便施工。

5边采边抽钻孔的方向应与开采推进方向相迎(交叉钻孔除外),并应避免采动首先破坏孔口或钻场。

6抽采采空区瓦斯的钻孔或插管应布置在采空区回风侧。

7钻场内的钻孔个数应由试验得出,一般顺层钻孔宜采用3~5个孔;穿层钻孔宜采用6~9个孔。

8穿层钻孔的终孔位置,应位于穿透煤层顶(底)板0.5m处。

9吨煤钻孔工程量应根据抽采方式、钻孔抽采半径、预抽期、煤层厚度等综合确定。顺层钻孔预抽时,吨煤钻孔工程量可取0.04~0.1m/t。

10钻孔直径宜采用42、50、64、73、89、110、130mm等规格。

5.5封孔

5.5.1封孔方法的选择应根据抽采方法及孔口所处煤(岩)层位、岩性、构造等因素综合确定。

5.5.2封孔材料的选择应符合下列规定:

1穿层钻孔宜采用封孔器封孔。封孔器械应满足密封性能好、操作简单、封孔速度快的要求。

2顺层钻孔宜采用充填材料封孔。封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨酯等新型材料。在钻孔所处围岩条件较好的情况下,亦可选用水泥砂浆或其它封孔材料。

3不宜采用黄泥封孔。

5.5.3封孔长度应符合下列规定:

1孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压较低时,封孔长度不应低于3m。

2孔口段围岩裂隙较发育、或孔口负压较高时,封孔长度不应低于5m。

3在煤壁开孔的钻孔,封孔长度不应低于7m。

5.5.4采空区抽采时插管周围应封闭严密,宜减少外部空气漏入,有条件时可设置均压密闭。

5.5.5当采用地面钻孔抽采瓦斯时,抽采结束后应全孔封实。

5.6地面钻孔

5.6.1地面钻孔抽采方法选择应符合下列规定:

1容易抽采的煤层,宜采用竖直钻孔或L型钻孔预先抽采瓦斯。

2可以抽采及较难抽采的煤层,宜采用竖直钻孔或L型钻孔抽采邻近层卸压瓦斯或采空区瓦斯。

3地面钻孔预抽瓦斯可选用压裂方法强化抽采。

5.6.2钻孔布置应符合下列规定:

1地面钻孔的布置应便于地面设施维护,并应利于封孔,同时应保证抽采效果。

2卸压抽采时,沿开采层工作面走向地面钻孔间距宜采用300~350m;沿倾斜方向应位于开采层工作面中部;两相邻孔抽采瓦斯半径上、下交汇点,应超过开采层工作面上、下顺槽5m。

5.6.3卸压抽采地面钻孔结构可分为护孔管、生产管、筛管和标志孔,并应符合下列规定:

1护孔管应符合下列规定:

1)表土层厚小于或等于200m时,可采用φ216钻孔、D245×10mm无缝钢管,外围水泥浆固孔,护孔管上端与地表平齐,下端超深表土进入基岩35m。

2)表土层厚大于200m时,可采用φ216钻孔、D244.5×11mm(带管箍)石油管,外围水泥浆固孔,护孔管上端与地表平齐,下端进入基岩35m。

2生产管宜由地面进入抽采煤层或煤层群顶层煤顶板3~5m,管径可采用D180×10mm石油管,管外围宜用水泥浆固孔,上端应超高护孔管3m。

3筛管应全段管钻小孔。上端应套入生产管内,套入长度应为开采煤层厚度加2m,下端应至开采煤层顶板4~5m,管外可不注水泥浆。

4标志孔可采用ф91mm的裸孔,长度应由筛管下口至开采煤层底板。

5.6.4地面钻孔的各钻孔口应安装压力表、流量计、瓦斯浓度测孔、闸阀(低压)、放空管、干式灭火器、避雷针、防爆器等装置,在孔口还应增加一段波纹金属软管。

5.6.5地面钻孔至瓦斯抽采泵之间输气管路,应根据钻孔单井和同时抽采井的最大混合量计算支管和干管管径、验算管路阻力、选择瓦斯抽采泵。

6抽采管路系统选择、计算及抽采设备选型



6.1抽采管路系统选择的原则

6.1.1抽采管路系统应根据矿井开拓部署、井下巷道布置、抽采地点分布、瓦斯利用要求,以及矿井的发展规划等因素确定,并宜避免或减少主干管路系统的改动。

6.1.2管路的敷设宜减少曲线,并宜使管路的长度较短。

6.1.3管路宜敷设在矿车不经常通过的巷道中。若必须敷设在运输巷道内时,应采取必要的安全措施。

6.1.4当抽采设备或管路发生故障时,应使管路内溢出的瓦斯不流入采、掘工作面及机电硐室内。

6.1.5抽采管路系统宜符合管道运输、安装和维护方便的要求。

6.2抽采管路管径、壁厚计算及管材选择

6.2.1抽采管路管径可根据主管、干管、分管、支管中不同的瓦斯流量,按下式分别计算:

(6.2.1)

式中d——管路内径(m);

Q——管路内混合瓦斯流量(m3/min);各类管路的流量应按照其使用年限或服务区域内的最大值确定,并应有1.2~1.8的富余系数;

V——经济流速(m/s),可取5~12m/s。

6.2.2管壁厚度计算应符合下列规定:

1当采用负压抽采时,可不计算管材壁厚。

2当采用正压输送时,管材壁厚应符合下列规定:

1)采用聚乙烯类管材时,壁厚应按公称压力选择。

2)采用金属管材时,壁厚可按下式计算:

(6.2.2)

式中δ——管路壁厚(mm);

P——管路最大工作压力(MPa);

d——管路内径(mm);

[σ]——容许压力(MPa),可取屈服极限强度的60%;缺少此值时,铸铁管可取20MPa,焊接钢管可取60MPa,无缝钢管可取80MPa。

6.2.3抽采管路管材应符合抗静电、耐腐蚀、阻燃、抗冲击、安装维护方便等要求。

6.3管路阻力计算

6.3.1管路阻力应由摩擦阻力和局部阻力组成。

6.3.2管路摩擦阻力应根据每段管路管径、流量的不同分段计算,各段摩擦阻力可按下列公式计算:

H=69×105(+192.2)0.25(6.3.2-1)

T=273+t(6.3.2-2)

T0=273+20(6.3.2-3)

式中H——阻力损失(Pa);

L——管路长度(m);

Q0——标准状态下的混合瓦斯流量(m3/h);

d——管路内径(mm);

v0——标准状态下的混合瓦斯运动粘度(m2/s);

ρ——管道内混合瓦斯密度(kg/m3);

Δ——管路内壁的当量绝对粗糙度(mm);

P0——标准大气压力(101325Pa);

P——管道内气体的绝对压力(Pa);

T——管路中的气体温度为t时的绝对温度(K);

T0——标准状态下的绝对温度(K)。

6.3.3管路局部阻力可按管路摩擦阻力的10%~20%计算。

6.4管路布置及敷设

6.4.1抽采管路应具有良好的气密性、足够的机械强度,并应采取防冻、防腐蚀、防漏气、防砸坏、防静电和雷电等措施。

6.4.2选用金属管材时,在安装前应涂抹防腐蚀剂。防腐蚀材料可采用经过热处理的沥青、油漆和红丹等。

6.4.3在沿巷道底板敷设管路时,应采用高度0.3m以上的支撑墩,并应保证每节管子下面有两个支撑墩。

6.4.4在敷设倾斜管路时,应采用管卡将管子固定在巷道支架上。在巷道倾角小于或等于30°时,管卡间距宜采用15~20m;在巷道倾角大于30°时,管卡间距宜采用10~15m。当沿立井敷设管路时,应将管道固定在罐道梁上或专用管架上。

6.4.5管路宜平直敷设,并宜减少弯头等附属管件,同时宜避免急转弯;管路应保持一定的坡度,其坡度应根据巷道的坡度确定,不宜小于1‰。

6.4.6当管路敷设在运输巷道内时,应将管路牢固地悬挂或架在专用支架上,在人行道侧管路架设高度不应小于1.8m,管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m。

6.4.7敷设的管路应能排除管路中的积水。

6.4.8井下敷设管路,宜采用法兰盘或快速接头连接。法兰盘中间应夹有橡胶垫,且垫的厚度不宜小于5mm。

6.4.9新敷设的管路应按规定进行漏气检验。

6.4.10当采用专用管道井敷设管路时,专用管道井的直径应大于管道外形尺寸200mm。

6.4.11管路不得与动力电缆敷设在巷道的同一侧。

6.4.12地面管路布置及敷设应符合下列规定:

1宜避免布置在车辆通行频繁的主干道旁。

2不得将管路和其它管线敷设在同一条地沟内。

3主、干管应与城市及矿区的发展规划和建筑布置相结合。

4管道与地上、下建(构)筑物及设施的间距,应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》GB50187的有关规定。

5管道不得从地下穿过房屋或其它建(构)筑物,一般情况下也不得穿过其它管网,当必须穿过其它管网时,应按有关规定采取措施。

6.5抽采附属装置及设施

6.5.1主管、干管、钻场及其它必要地点应装设瓦斯量测定装置。

6.5.2钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处应设置放水器,管路宜每隔200~300m设置一个放水器,最大不应超过500m。

6.5.3在管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置。

6.5.4管路分岔处应设置控制阀门,阀门规格应与安装地点的管径相匹配。

6.5.5地面主管上的阀门应设置在观察井内,观察井应位于地表以下,并应采用不燃性材料砌成,且不应透水。

6.5.6干式瓦斯抽采泵吸气侧管路中,应装设具有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。

6.6抽采设备选型

6.6.1抽采设备选型应符合下列规定:

1瓦斯抽采泵应选用湿式。

2抽采设备应配备防爆电气设备及防爆电动机。

3备用的抽采泵及附属设备应与抽采设备具有同等能力。

6.6.2标准状态下抽采系统压力可按下列公式计算:

H=(Hr+Hc)·K(6.6.2-1)

Hr=hrm+hrj+hk(6.6.2-2)

Hc=hcm+hcj+hz(6.6.2-3)

式中H——抽采系统压力(Pa);

Hr——抽采设备入口侧(负压段)10~15a内管路最大阻力损失(Pa);

Hc——抽采设备出口侧(正压段)管路阻力损失(Pa);

K——抽采系统压力富余系数,可取1.2~1.8;

hrm——入口侧(负压段)管路最大摩擦阻力(Pa);

hrj——入口侧(负压段)管路局部阻力(Pa);

hk——井下抽采钻孔的设计孔口负压(Pa);

hcm——出口侧(正压段)管路最大摩擦阻力(Pa);

hcj——出口侧(正压段)管路局部阻力(Pa);

hz——出口侧(正压段)的出口正压(Pa);出口进入瓦斯储气罐,可取3500~5000Pa。

6.6.3抽采泵工况压力可按下式计算:

Pg=Pd—H(6.6.3)

式中Pg——抽采泵工况压力(Pa);

Pd——抽采泵站的大气压力(Pa)。

6.6.4标准状态下抽采泵流量可按下式计算:

QK(6.6.4)

式中Qb——标准状态下抽采泵的计算流量(m3/min);

Q——10~15a内最大的设计瓦斯抽采量(m3/min);

X——抽采泵入口处预计的瓦斯浓度(%);

η——泵的机械效率(%),可取80%;

K——抽采能力富余系数,可取1.2~1.8。

6.6.5抽采泵工况流量可按下列公式计算:

Qg=Qb(6.6.5-1)

P=Pd—Hr(6.6.5-2)

T=273+t(6.6.5-3)

式中Qg——工况状态下的抽采泵流量(m3/min);

Qb——标准状态下抽采泵的计算流量(m3/min);

P——抽采泵入口绝对压力(Pa);

T——抽采泵入口瓦斯的绝对温度(K);

t——抽采泵入口瓦斯的温度(℃)。

7瓦斯抽采泵站



7.1地面固定瓦斯抽采泵站

7.1.1地面固定瓦斯抽采泵站的设置,应符合下列规定:

1泵站应设置在不受洪涝威胁且工程地质条件可靠地带,并应避开滑坡、溶洞、断层、破碎带、塌陷区及高压线等。

2泵站宜设置在回风井工业场地内,抽采泵站距井口和主要建筑物及居住区不得小于50m。

3泵站宜设置在靠近公路和有水源的地点。

4泵站宜留有扩建的余地。

7.1.2泵站建筑应符合下列规定:

1泵站建筑用地应符合国家现行《煤炭工业工程项目建设用地指标》的有关规定。

2泵站建筑必须采用不燃性材料,耐火等级应为一级或二级。

3泵站周围必须设置栅栏或围墙。

7.1.3泵站应设置防雷电、防火灾、防洪涝、防冻等附+属设施。

7.1.4泵站的供电、电气和通讯应符合下列规定:

1抽采泵站应由两个电源供电,并应有双回供电线路。

2泵房内电气设备、照明、其它电气和检测仪表均应采用矿用防爆型。

3泵房与不防爆设备和设施之间应采取隔离措施。

4泵站应设置直通矿井调度室和矿井变配电所的电话。

7.1.5泵站给排水及采暖与通风应符合下列规定:

1泵站应有供水系统,泵房设备冷却水宜采用开路循环,站内应设置消防水池,且应与循环水池分建。

2对硬度较大的冷却水应进行软化处理。

3污水应设置地沟排放。

4泵站采暖与通风应符合现行国家标准《煤炭工业矿井设计规范》GB50215的有关规定。

7.1.6泵站消防及环保应符合下列规定:

1泵站应有消防设施和器材,并应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GB50016的有关规定。

2地面泵房和泵房周围20m范围内,严禁堆积易燃物和有明火。

3废水、噪声和对空排放瓦斯不得超过工业卫生规定指标,超过时,应采取治理措施。

4泵站场地应绿化。

7.2井下固定瓦斯抽采泵站

7.2.1井下固定瓦斯抽采泵站的位置应选择在稳定、坚硬的岩层中,并宜避开较大的断层、含水层、松软岩层、煤与瓦斯突出煤层,不应受采动影响,并应采用不燃性材料支护。

7.2.2泵站与主要巷道及硐室的安全距离应满足下列要求:

1泵站与井筒、井底车场、主要运输巷道、主要硐室,以及影响全矿井或多个采区通风的风门的法线距离不应低于60m。

2泵站与行人巷道的法线距离不应低于35m。

3泵站与地面或上下巷道的法线距离不应低于30m。

7.2.3泵站硐室应符合下列规定:

1必须采用独立通风。

2必须有两个供人员撤离的安全出口。

3出口应设置向外开启的防火、防爆门。

4泵站内除应设置消防管路系统,还应配备消防器材。

5应设置完备的照明设施。

7.2.4硐室的规格尺寸,应符合泵站设备的运输、安装、工艺系统布置及检修的要求。

7.2.5泵站的输出管路宜通过矿井回风系统与地面泵房管路系统或放空管路相连接。

7.2.6当抽采出的瓦斯采用地面直接排空方式时,放空地点应根据矿井抽采系统的具体情况,结合地面的建筑设施确定。放空地点距井口和主要建筑物的距离不应小于50m,放空地点附近20m以内严禁堆积易燃物和有明火。在排空管附近应安设避雷装置和防爆炸、防回火等安全装置。

7.3井下移动瓦斯抽采泵站

7.3.1井下移动瓦斯抽采泵站应安设在抽采瓦斯地点附近的全风压通风新鲜风流中,安设位置应满足泵站运输、安装及检修的要求。

7.3.2移动泵站抽出的瓦斯如果不并入矿井固定抽采系统的管道内时,在抽采管路出口应设置栅栏和悬挂警戒牌。栅栏设置的位置,上风侧应为管路出口外推5m,上、下风侧栅栏间距不得小于35m。栅栏内严禁人员通行及作业。

7.3.3移动泵站抽出的瓦斯如果排放到地面时,应符合本规范第7.2.6条的规定。

7.3.4移动泵站抽采的瓦斯在井下应引排到总回风巷、一翼回风巷或分区回风巷,并应保证稀释后风流中的瓦斯浓度符合现行《煤矿安全规程》的有关规定。

8安全与监控



8.1安全设施及措施

8.1.1抽采容易自燃或自燃煤层采空区的瓦斯,应采取检测一氧化碳浓度和气体温度变化的措施。

8.1.2瓦斯抽采泵站应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定,并应设置防雷电设施,通往井下的抽采管路应采取防雷电和隔离措施。

8.1.4利用瓦斯时,抽采泵出气侧管路系统必须装设防回火、防回气、防爆炸的安全装置。

8.1.5泵站放空管的高度应超过泵房房顶3m。

8.1.6抽采管路应采取防腐蚀、防漏气、防砸坏、防带电等措施。

8.1.7瓦斯管线与地面或地下建(构)筑物或其他管线的安全距离应大于表8.1.7的规定。

表8.1.7瓦斯管线与相关设施的安全距离

名称 厂房

(地基) 动力电缆 水管、水沟 热水管 铁路 电线杆 距离(m) 5 1 1.5 2 4 2

中华人民共和国国家标准

煤矿瓦斯抽采工程设计规范

Codefordesignofthegasdrainage

engineeringofcoalmine



GB50—2008

条文说明



前言



《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》GB50-2008,经住房和城乡建设部200年月日以建设部第号公告批准、发布。

为便于各单位和有关人员在使用本规范时能正确理解和执行本规范,特按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,供使用者参考。在使用中如发现本条文说明有不妥之处,请将意见函告中煤国际工程集团重庆设计研究院。

本规范主要审查人:

毕孔耜陈建平刘毅鲍巍超杨晓峰陈德跃郑厚发

吴文彬孟融李庚午康忠佳龙祖根蒋晓飞李明武

陆中原杨纯东范立新郭钧生阮国强张爱科冯志强

目次



1总则(30)

2术语(31)

3建立矿井瓦斯抽采系统的条件及抽采系统选择(32)

3.1建立矿井瓦斯抽采系统的条件

3.2抽采系统选择

4瓦斯抽采设计参数(33)

5瓦斯抽采方法(34)

5.1一般规定

5.2瓦斯抽采方法选择

5.5封孔

5.6地面钻孔

6抽采管路系统选择、计算及抽采设备选型(38)

6.1抽采管路系统选择的原则

6.2抽采管路管径、壁厚计算及管材选择

6.3管路阻力计算

6.6抽采设备选型

7瓦斯抽采泵站(40)

7.1地面固定瓦斯抽采泵站

7.2井下固定瓦斯抽采泵站

8安全与监控(41)

8.1安全设施及措施

8.2矿井瓦斯抽采监测监控系统

1总则



1.0.4为使瓦斯抽系统用方便、洁净、热的优质燃料,也可作为重要的化工原料减少对大气环境的污染民用是因为居民燃气比燃煤热效率提高幅度大节能效果显著,对环境的改善较明显,发电是一项多效益型利用项目《国务院关于预防生产安全事故的特别规定》中华人民共和国国务院令第号高瓦斯矿井未建立瓦斯抽系统重大安全生产隐患和行为

3.2抽采系统选择

3.2.1建立地面固定瓦斯抽采系统

1地面固定瓦斯抽采系统与井下移动瓦斯抽采系统相比,投入相对较大,但整个系统负压高、抽采量更大、更为可靠。而在对煤与瓦斯突出矿井进行突出防治采用开采解放层时,被解放层的瓦斯将大量涌入解放层,不对被解放层的卸压瓦斯进行抽采将无法保证解放层的正常开采,且抽采量大,对抽采系统能力要求高。而采用预抽突出煤层瓦斯的措施,一般需采用高负压、密集钻孔等措施,井下移动抽采系统均不易满足要求,因此本规范要求煤与瓦斯突出矿井建立地面固定抽采系统。

2本条规定与《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ1027-2006)中的规定一致。

3.2.2预抽、卸压等和采空区抽采方法对负压的要求差别较大,采用同一套管道既不好管理又不易达到效果,因此本规范推荐两类抽采方法均采用的矿井采用两套管路分别进行高、低负压抽采。但考虑到设备、资金投入较大,不做强行规定。

4瓦斯抽采设计参数



4.0.1本条规定与《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ1027-2006)中的规定一致。需要特别说明的是,各矿井的围岩瓦斯储量差异性极大,如重庆中梁山煤电气公司,在底板岩层中掘进时即有瓦斯涌出,其围岩瓦斯可占瓦斯总储量的20%~30%。

4.0.2推荐的矿井瓦斯抽采率(K3),是根据目前我国多数矿井的实际抽采技术水平确定的。部分抽采技术力量和管理水平较高的集团(局)或矿已超过推荐值,如重庆松藻煤电公司大部分矿井的抽采率已经到达50%以上。因此,在确定矿井瓦斯抽采率时,可根据矿井的技术力量和管理水平以及煤层赋存条件、技术进步等因素综合考虑。煤层瓦斯排放率(K4)可根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018-2006)中的规定选取。

5瓦斯抽采方法



5.1一般规定

5.1.1随着采煤方法的发展以及瓦斯涌出量的增加,抽采瓦斯方法也出现了相应的变化,虽然从形式上看抽采瓦斯方法并没出现新的方法,但从实质内容上看确有许多创新之处如淮南在开采13#煤层时,在11#煤层(距13#煤层平均间距70m)底板10~20m处掘一抽采瓦斯巷,向11#煤层打穿层钻孔抽采11#煤层的瓦斯。这种方法从原理上讲虽然仍为邻近层卸压抽采,但突破了以往仅在开采层巷道向邻近层打钻抽采的老模式。虽然增加了一些巷道掘进和维护费用,但减少了打钻的费用,最主要的还是取得了好的抽采瓦斯效果,安全生产有了保障,也获得了好的经济效益。再如本煤层抽采瓦斯方法,其难点在于低透气性煤层瓦斯抽采。我国20世纪70年代曾经试验过水力割缝、水力压裂等方法,但由于工艺复杂、技术难度大,还必须有一些特殊设备等原因,难以大面积推广使用。80年代后又对预裂爆破增大煤层透气性的方法进行了试验研究。因为工艺复杂、技术难度大等原因,没能大规模推广应用。20世纪末,我国和俄罗斯合作在焦作开展了交叉钻孔抽采本煤层瓦斯的试验,取得了较好的效果。焦作的试验表明:在不增加钻孔工程量的条件下,交叉布孔预抽开采层瓦斯量增加56%~83%。分析认为,交叉布孔除了由于交叉增加煤体卸压范围、提高透气性外,还由于钻孔相互交叉影响,可避免因某一钻孔坍塌堵塞而影响正常抽采。另外斜向钻孔还可延长钻孔在采煤工作面前方卸压带内的瓦斯抽采时间。因而交叉钻孔可以较好地提高开采层的抽采瓦斯效果。

再有水平长钻孔抽采本煤层瓦斯,过去由于打钻装备及工艺问题,始终打不出理想的长钻孔。近几年由于钻机研究开发的突破,使得打本煤层长钻孔成为可能。西安分院研制开发的MK系列钻机,打出了超过700m的本煤层长钻孔。还有如中美合作开采的大宁矿井(山西晋城),将美国的长钻孔及拐弯钻孔等工艺技术推广应用到了我国,取得了好的抽采效果。再如采空区抽采,过去一直没有克服抽采浓度低、抽采量小的瓶颈。近几年由于大型抽采泵的出现以及抽采工艺的进一步优化,使采空区抽采创造了前所未有的辉煌,如抚顺老虎台矿经过多年的实践摸索,采用了尾巷瓦斯道、两顺超前抽采瓦斯、顶板道超前抽采及上顺槽埋管抽采瓦斯等方式。其中采空区(尾巷瓦斯道抽采、顺槽埋管抽采)抽采量已占到抽采总量的70%以上,是目前老虎台矿抽采瓦斯的主要方式。地面井0.63~0.86倍3个方面综合考虑,交叉钻孔是平顶山矿区目前最合理的瓦斯预抽方式h为68倍钻孔孔径;钻孔间距依煤层瓦斯含量不同而异,瓦斯含量为1514m3/t,钻孔距2.53m为宜;瓦斯含量1520m3/t,钻孔间距以22.5m为宜;钻孔长度依单向、双向孔形式而异;钻孔夹角取1520°为宜采空区瓦斯可分为全封闭式和半封闭式两类全封闭式又可分为密闭式钻孔式和钻孔与密闭相结合的综合等方式半封闭式是在采空区上部开掘一条专用瓦斯巷道如鸡西城子河矿井在该巷道中布置钻场向下部采空区打钻同时封闭采空区入口以下部各区段采空区中从邻近层涌入的瓦斯的采空区可以是一个采煤工作面如松藻或一两个采区的局部范围如天府磨心坡矿井也可以是一个水平结束后的大范围如中梁山顶板巷道抽瓦斯应用也有效的一种瓦斯抽方式作为采空区瓦斯抽方法之一抽效果较为明显但也有明显缺点即工程量大工程费用高如采煤工作面上部裂隙带内有煤层则沿煤层做抽巷抽成本及效果会更好煤层围岩裂隙和溶洞中存在的高压瓦斯会对岩巷掘进构成瓦斯喷出或突出危险为了施工安全可超前向岩巷两侧或掘进工作面前方的溶洞裂隙带打钻进行瓦斯抽如广旺唐家河矿井,同时还能减少矿井建设费用巷道和通风费用减少1/4左右与井下抽相比,采用地面钻抽的要高。美国在世纪年代,地面钻技术就取得了重大突破,产量从年的亿增至年的亿,形成了产业。我国储层与美国相比普遍存在低压、低渗、低饱和的三低现象20世纪80年代末以来,国内外有关单位先后在沁水盆地、河东盆地、两淮地区等矿区开展地面钻的试验工作。试验.1抽采管路系统选择的原则

6.1.3在运输巷道中敷设管路可将管路架设一定高度,并固定在巷道壁上,以确保安全。

6.2抽采管路管径、壁厚计算及管材选择

6.2.1主、干管路服务于整个矿井或水平或矿井一翼,如管径选择不合理,极易造成频繁的改动,既影响生产又不经济。因此规范在Q的取值上要求是管路使用年限或服务区域内的最大值,使主、干管路建成后不轻易改动,待到使用年限后再行选择管路。而分管或支管仅服务一个采区或工作面,服务时间较短,此时只需考虑服务的区域即可。同时考虑到管路和抽采泵应互相匹配,因此其富余系数同等于泵的富余系数。

6.3管路阻力计算

6.3.2本次规范采用《城镇燃气设计规范》(GB50028-93)使用的低压(<0.01MPa)管道阻力损失计算公式,但抽采管路中的绝对压力是由里及外逐渐减小,设计计算时无法得知本段管路的绝对压力,因此在计算本段管路的绝对压力时,可采用前段管路末端的绝对压力进行计算,同时本规范中的后续公式已考虑到了这种偏差。

在计算管路摩擦阻力时,涉及到标准状态下的混合瓦斯运动粘度和混合瓦斯对空气的相对密度等参数的取值,可依据管路中瓦斯的浓度采用加权平均法计算,标准状态下空气的运动粘度为1.5×10-5m2/s,密度为1.293kg/m3,标准状态下纯瓦斯的运动粘度为1.87×10-5m2/s,密度为0.715kg/m3。

6.3.3用估算法计算局部阻力时,管路系统长,网络复杂或主管管径较小时,可按上限取值,反之则按下限取值。局部阻力除采用估算法计算外,还可通过下式计算:

(1)

式1中的h1为瓦斯管路的局部阻力(Pa);ξ为局部阻力系数,见表1;ρ为管道内混合瓦斯密度(kg/m3);v为瓦斯平均流速(m/s)。

表1各种管件的局部阻力系数

管件 直通三通 分支三通 对管径相差

一级突然收缩 弯头 直通阀 90°

弯头 闸阀 球阀 ξ 0.30 1.50 0.35 1.10 2.00 0.30 0.50 9.00

实际计算时,可把各种管件局部阻力折算成相当于一定管路长度所产生的阻力,即阻力强度。

一支阀门相当于的阻力长度(m);

一支丁形件相当于的阻力长度(m);

一支滑阀相当于的阻力长度(m);

一支弯头相当于的阻力长度(m);

以上“d”单位为mm。

6.6抽采设备选型

6.6.2抽采系统压力计算主要是作为选择抽采泵的依据,由于抽采泵的服务年限一般在10a左右,之后需更换并重新选型,因此做为入口侧的阻力损失只考虑10~15a即可。

6.6.4根据现场调查,一台抽采泵的使用年限一般在10a左右,之后就需重新进行设备选型,因此在Q的取值上要求为10~15a内最大的设计瓦斯抽采量,之后再进行重新选型。

7瓦斯抽采泵站



7.1地面固定瓦斯抽采泵站

7.1.2瓦斯是一种具有燃爆性质的气体,为防止泵站发生火灾或泵站外发生火灾波及泵站,因此规定泵站建筑必须采用不燃性材料。由于瓦斯的爆炸下限浓度为5%,小于10%,根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006),泵站建筑的耐火等级应为一级或二级。

7.1.4泵站供电、电气、通讯

1为保证井下抽采瓦斯的连续性,保证矿井的安全生产,瓦斯抽采泵站与矿井的主要通风机应具有同等重要的作用,因此应采用双电源供电。

2瓦斯井下抽采瓦斯的条件比较复杂,有的地点(如采空区)抽采的瓦斯浓度较低,加上钻孔和管路存在发生漏气的可能,进、出泵的管路内瓦斯浓度下降到爆炸上限(15%)的可能性是存在的,因此作出此条规定。

7.2井下固定瓦斯抽采泵站

7.2.5由于井下泵站到地面泵站的管路一旦出现破坏,其危险性较大,应加强维护、检修及检测,设在回风系统中,有利于降低危害程度。

8安全与监控



8.1安全设施及措施

8.1为防止地面引爆的瓦斯沿管路向井下传播而破坏抽采系统和威胁矿井安全,因此作出此条规定。

8.2矿井瓦斯抽采监测监控系统

8.2.矿井瓦斯抽采监测系统一般可在矿井已有的安全监测系统的基础上配备高瓦斯浓度传感器、压差传感器、气压传感器和采样泵后,即可对瓦斯抽采系统进行监测。

目前,国内已有专为瓦斯抽采泵站服务的自动监控系统产品,其功能较为全面,可独立运行,也可并入矿井监测主网,设计可根据业主要求进行配置。

采空区瓦斯抽放安全技术措施

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(本文系刘伦新时代...首藏)