《矿井瓦斯抽放设计手册试行》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井瓦斯抽放设计手册试行（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、矿井抽放瓦斯矿井抽放瓦斯设计手册设计手册第一节第一节矿井抽放瓦斯设计依据及内容矿井抽放瓦斯设计依据及内容 一设计依据一设计依据 煤层赋存条件（煤层和岩层的性质、厚度、倾角、层间距等） 矿井瓦斯等级； 矿井瓦斯地质图（或瓦斯等值线图） ； 有关煤层瓦斯基础参数，如煤层瓦斯压力及梯度、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、钻 孔瓦斯流量衰减系数等； 矿井瓦斯储量及其分布、矿井及工作面瓦斯来源构成情况； 矿井开拓部署、采区布置、采煤方法、通风系统及方式等。 二设计内容二设计内容 矿井概况：煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及瓦斯、通 风状况； 瓦斯鉴定参数：瓦斯压力、瓦斯含量及分布、煤
2、层透气性系数及钻孔流量衰减系数； 瓦斯基础参数计算或预测：如瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯储量、瓦斯可抽量及抽放年 限； 抽放方法：钻场钻孔布置及工艺参数； 抽放设备：抽放泵、管路系统、监测及安全装置； 抽放泵站：泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它； 瓦斯利用：可利用量、利用方案、资金概算（属瓦斯利用专篇内容） ； 技术经济：投资概算、完成工期、技术经济分析； 设计文件：包括设计说明书、设备清册、资金概算、图纸； 主要图纸：综合地质柱状图；煤层瓦斯地质图（或瓦斯等值线图） ；抽放瓦斯方法 平、剖面图；抽放管路系统图；抽放瓦斯泵房设备平面布置图；抽放站场地平面布置图； 供电系统图。第二节第二节 建立
3、瓦斯抽放系统的条件和指标建立瓦斯抽放系统的条件和指标从煤矿安全生产角度而言，建立矿井瓦斯抽放系统主要取决于抽放瓦斯的必要性指标，如 瓦斯含量、瓦斯涌出量等，即在保持回采面适宜风速（或允许风速）前提下合理的通风能力所 能稀排的瓦斯量；同时取决于抽放瓦斯的可能性指标，如煤层透气性、瓦斯压力、钻孔瓦斯流 量衰减系数等。 矿井瓦斯抽放管理规范及反风规定指出：凡申请建立瓦斯抽放系统的矿井，应同时具 备下列 4 个条件： 1 个采煤工作面的瓦斯涌出量5 m3/min 最小或 1 个掘进面的瓦斯涌出量3 m3/min 最 小；矿井瓦斯涌出量15 m3/min 最小； 每 1 个瓦斯抽放系统的抽放量预定可保持
4、在不小于 2 m3/min 最小； 瓦斯抽放系统服务在 10 年以上。 上述，项条件指标值是基于在保持回采面适宜风速（=2.0m/s）前提下合理的通风能 力所能稀排的瓦斯量，并假定回采面过风断面 S=5.0m2,瓦斯涌出不均衡系数取千瓦=1.3 。符合 这一条件的矿井可遵循上述指标值。然而，在任意条件下，上述指标值不宜套用。 在任意取定回采面风速（在规程规定范围内） 、回采面断面不确定的情况下，建立瓦斯抽放 系统可参照下列指标： 一回采工作面瓦斯涌出量参考指标回采工作面瓦斯涌出量参考指标1.1.绝对瓦斯涌出量指标（绝对瓦斯涌出量指标（0 0 ） 回采面绝对瓦斯涌出量指标根据回采面过风断面的大小
5、及回采面风速的取值来确定，即：（1-1）min46. 060minVi 0SViKwCSqq绝式中 q绝回采面绝对瓦斯涌出量指标，m3/min ；q0 通风所能稀释的瓦斯涌出量，m3/min ； C 回风流最大瓦斯浓度，取 1%； KW 瓦斯涌出不均衡系数，取 1.3； Smin回采面最小过风断面，m2 ； Vi回采面风速，m/s。 若取工作面适宜风速 V=2.0m/s，式（1-1）则为：（1-2）min092. 0Sqq绝 若取工作面最大风速 V=4.0m/s，式（1-2）则为：（1-3）min084. 1Sqq绝 为便于设计及管理人员参考和套用指标，可根据回采面的最小过风断面 Smin 值
6、，直接在图 1-1 中查出回采面考虑抽放的绝对瓦斯涌出量指标值。 在回采面过风断面 S=5.0 m2，取回采面风速 V=2.0 m/s 的情况下，绝对瓦斯涌出量指标值 约为 5.0 m3/min。2.相对瓦斯涌出量指标（相对瓦斯涌出量指标（0 0 相相） 回采面相对瓦斯涌出量指标表达式为：（1-4）ASVqmin655KwASminVC601440q0相相式中 q相回采面相对瓦斯涌出量指标，m3/ t；q0 相通风所能稀释的瓦斯涌出量，m3/min ；A 工作面产量，t/d；V 工作面风速，m/s； 其余符号同式（1-1） 。 当取适宜风速 V=2.0m/s，式（1-4）变为：（1-5）ASq
7、qmin 01330相相若取工作面最大风速 V=4.0m/s，式（1-4）则为： q相q0 相2660 Smin/A （1-6） q0 相随 V 的取值而成正比关系。按式（1-4）作曲线如图 1-2。120014001600200018001820图1-2 工作面相对瓦斯涌出量指标图(V=2.0m/s时）q2=2160/Aq3=3390/Aq4=5320/Aq5=6650/Aq6=7920/Aq7=9310/Aq8=10640/A图1-1 工作面绝对瓦斯涌出量指标图V6=4.0m/sV5=3.5m/sV4=3.0m/sV3=2.5m/sV2=2.0m/sV1=1.5m/s3 2 1457831
8、24576811 10 91213141516 q绝q0=0.46 ViSmin62461081214166002004008001000 例例 某矿一个回采面的产量为 1000t/d，采场最小过风断面为 Smin =5.0m2。当根据回采面适宜 风速 V=2.0 m/s 配风时，在图 1-2 中查得 q绝 =6.65 m3/ t，即当 q绝 6.65 m3/ t 时就应考虑 抽放；若按风速 V=3.5 m/s 配风，则：tmq/64.1165. 625 . 33 0相说明加大风量后，相对瓦斯涌出量指标值可达到 11.64 m3/ t。这样，加大工作面风速后， 采面的相对量达 11.64 m3
9、/ t 以上时可考虑抽放。 在回采过风断面 Smin =5.0m2、取风速 V=2.0 m/s，工作面产量为 500 t/d 的情况下，相对 瓦斯涌出量指标值为 q0 相 = 13.3m3/ t（接近 15m3/ t） 。 二二 。邻近层瓦斯涌出量参考指标：。邻近层瓦斯涌出量参考指标： 1. 邻近层绝对瓦斯涌出量参考指标（q0 邻）： 是否有必要实行邻近层瓦斯抽放，主要取决于邻近层与开采层的瓦斯涌出量之和是否超过 了通风所能稀排的最大瓦斯量。即：（1-8）本本邻邻qSminVi46. 060minq0qKwCSViq式中 q邻 邻近层向开采层瓦斯涌出量指标，m3/min ；q0 邻 回采面通风
10、所能稀释的瓦斯涌出量，m3/min ；C 回风流最大瓦斯浓度，取 1%；KW 瓦斯涌出不均衡系数，取 1.3；Smin开采层采面最小过风断面，m2 ；Vi回采面风速，m/s。 q本 开采层本层瓦斯涌出量（或经本煤层抽放后的瓦斯） ； 将式 1-8 绘成曲线如图 1-3。根据 Smin 值、q本值即可在图中查出相应的指标值 q0 邻。 例某开采层采面本层瓦斯涌出量为 1.5 m3/min，采场过风断面 Smin =3.0m2，风速 V=2.0 m/s，从图 1-3 中可查得邻近层向开采层允许涌入的瓦斯量为 1.26 m3/min。因此，当邻 近层向开采层瓦斯涌出量超过 1.26 m3/min，即
11、可考虑对邻近层抽放瓦斯。 若取任意风速 V，则在图 1-3 中查的 q0 邻 值基础上再乘以 V/2 ， 即得 q0 邻。 在回采面过风断面 S=5.0 m2，工作面产量为 500 t/d，取风速 V=2.0 m/s 的情况下，在 邻近层向开采层瓦斯涌出量1.5 m3/min，即应考虑对邻近层抽放瓦斯。 2.邻近层向开采层涌出量占工作面回风总瓦斯量的百分比指标（p）（1-9）%100)min46. 01 (00 0SViq qqpp本邻上式的图示见图 1-4，符号意义见式（1-1）及（1-8） 。图1-3 邻近层向开采层瓦斯涌出量指标图q邻q0邻=0.92 Smin q本 （取V=2.0 m/
12、s）7.023.0210Smin1 2.0543q本 （m3/min）5.04.06.0q0相 （m3/min）3456776（m 2）8.0010203040506070809010012345678q本 ppo=(1 -)100% 0.92Smin 图1-4 邻近层瓦斯涌出量百分比指标图(V=2m/s时）2.03.04.05.06.07.08.0q本 （m3/min）p0（%）根据有关以知条件即可在图中查出相应的邻近层向开采层涌出量占工作面回风总瓦斯量的 百分比指标 po。 在矿井条件符合上述“1”的情况下，该指标值为 po=30%。 是否实行邻近层抽放，还应考虑是否有一定的邻近层抽放量。
13、若邻近层的瓦斯抽放量10 可以抽放0.0030.05100.1 较难抽放0.0530y0.100.090.070.060.09表 1-16 A、B、C 系数系数挥发分 Vr%ABC 3.00.168315.7700.3689 3.50.160314.6340.3664 4.00.153713.7030.3639 4.50.148212.9220.3614 5.00.143512.2500.3588 5.50.139311.6650.3563 6.00.135611.1660.3538 6.50.132310.6840.3513 7.00.129310.2670.3488 7.50.12659.
14、8880.3463 8.00.12409.5420.3437 8.50.12169.2240.3412 9.00.11958.9280.3387 9.50.11748.6520.3362 10.00.11558.3950.3337 11.00.11207.9290.3286 12.00.10837.5140.3236 13.00.10597.1430.3186 14.00.10326.8030.3136 15.00.10086.4940.3085 16.00.09856.2120.3035 17.00.09635.9490.2985 18.00.09425.7000.2934 19.00.09
15、235.4700.2884 20.00.09045.2550.2834 21.00.08865.0520.2783 22.00.2733 23.00.2683 24.00.2632 25.00.2582 26.00.2532 27.00.2481 28.00.2431 29.00.2381 30.00.2330 31.00.2280 32.00.2230 33.00.2179 34.00.2129 35.00.2079 36.00.2029 37.00.1978 38.00.1928 39.00.1878 40.00.1827 41.00.1777 42.00.172743.00.1676 44.00.1626 45.00.1576 四瓦斯储量计算四瓦斯储量计算 矿井瓦斯储量，是指井田开发过程中，受采动影响能够排放瓦斯的煤层（包括不可采煤层） 所储存的瓦斯量。W=W1W2W3 （1-27） 式中 W 矿井瓦斯储量， Mm3；W1矿井可采煤层瓦斯储量，Mm3；(1-28) niiiWAW1111A1i矿井 i 可采煤层的地质储量，Mt；W1i矿井 i 可采煤层的瓦斯含量，m3/t；
