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1、安全工程专业瓦斯抽放系统毕业设计指导书XXX修订版矿井瓦斯抽放系统设计方向本科毕业设计指导书2021年修订版河南理工大学安全工程专业2021年01月08日名目第一篇 设计大纲1第二篇 毕业设计资料收集1第三篇 毕业设计说明书具体指导1第一章 矿井概况11.1 井田概况11.2 井田地质特点1第二章 矿井开拓开采方案及采区通风设计2第三章 矿井瓦斯赋存及抽采必要性和可行性论证33.1 煤层瓦斯差不多参数33.2 矿井瓦斯储量63.3 矿井可抽瓦斯量及可抽期73.4矿井瓦斯涌出量推测93.5 瓦斯抽放的必要性论证93.6 瓦斯抽放的可行性10第四章 瓦斯抽放方法选取114.1 规定114.2 矿井
2、瓦斯来源分析124.3 抽放方法选择124.4 钻孔及钻场布置144.5 封孔方法15第五章 瓦斯抽放管路系统及设备选型165.1 抽放管路选型及阻力运算165.2 瓦斯抽放泵选型185.3 辅助设备21第六章 经济概算226.1 编制依据226.2 费用概算范畴22第七章 安全技术措施237.1 抽放系统及井下移动抽放瓦斯泵站安全措施237.2 地面抽放瓦斯站安全措施23第八章 瓦斯的综合利用与配套设施248.1 抽放瓦斯的综合利用及评判248.2 配套设施258.3 监测监控系统258.4 地面建筑及环保25第九章 抽放瓦斯治理269.1 瓦斯抽放治理及规章制度269.2 瓦斯抽放人员配备
3、269.3 瓦斯抽放技术资料26第四篇 建议设计参考文献27第一篇 设计大纲一、 设计内容矿井瓦斯抽放系统设计是安全工程专业本科毕业设计的方向之一，依照煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出规定、GB 50471-2020煤矿瓦斯抽采工程设计规范、GB50215-2005煤炭工业矿井设计规范、AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范、AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采差不多指标、AQ1018-2006矿井瓦斯涌出量推测方法等法规的要求，矿井瓦斯抽放系统设计应完成以下几个章节的内容：第一章 矿井概况：要求交待清晰所设计矿井的井田概况、井田地质特点、矿井位置及交通、煤层赋存条件、煤质、运算井田内煤炭储量等差
4、不多内容，并对本矿及邻近矿井情形进行说明。第二章 矿井开拓开采方案及采区通风设计：提出矿井开拓方式或利用已有的矿井开拓方式，重点对首采区的开拓开采方案进行说明，交待采区接替顺序及采煤方法，重点要进行采区通风设计，运算矿井用风地点的供风量和风排瓦斯量。第三章 矿井瓦斯赋存及抽采必要性和可行性论证：要求全面收集瓦斯含量、瓦斯压力、煤层透气性系数、钻孔流量衰减系数及抽放钻孔阻碍半径等重要的瓦斯抽放差不多参数；依照煤层瓦斯含量和赋存条件，运算矿井瓦斯储量和可抽瓦斯量。按照AQ1018-2006矿井瓦斯涌出量推测方法对矿井开采时前、中、后期的瓦斯涌出量进行推测。依照AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范
5、的要求，对矿井进行瓦斯抽放的必要性及可行性论证。第四章 瓦斯抽放方法选取：包括抽放方法选择及抽放钻孔布置方式设计，并绘制抽放钻孔布置平面图和剖面图。分为突出煤层和非突出煤层两种情形，关于突出煤层瓦斯抽采要按照防治煤与瓦斯突出规定的要求考虑区域性防突要求的抽采方法，关于非突出煤层仅需要考虑工作面瓦斯防治的要求。第五章 瓦斯抽放管路系统及设备选型：确定各个抽放地点的抽放量，依照抽放量进行抽放管路选择运算，确定抽放管路及附属设施，运算管道阻力，绘制矿井瓦斯抽放系统图；进行瓦斯抽放泵选型，确定瓦斯泵型号、瓦斯泵房位置，并绘制地面泵房平面图。第六章 经济概算：要求概算出所设计的矿井抽放系统硬件设备包括抽
6、放泵、抽放管路及辅助设备的总造价。第七章 安全技术措施：按指导老师要求，对所设计的瓦斯抽放系统，提出12项有针对性的安全技术措施。二、 设计要求所提交的毕业设计除了应满足校、院两级的差不多要求外，关于瓦斯抽放系统设计方向的毕业论文还要符合以下要求：独立完成一个矿井或大型矿井的1个以上采区的瓦斯抽放系统设计，抽放系统原那么上应为地面固定式抽放系统，对本指导书第三篇第八章以后的内容不做硬性要求，供学有余力的学生选择；设计完成后，应提供如以下图纸：矿井采掘工程平面图1：20001张；首采区开采时矿井通风系统图1：20001张；矿井瓦斯抽放系统平面图1：20001张；抽放钻孔布置平面图及剖面图1：50
7、0假设干张；地面泵房设备布置平面图1张1：200；第二篇 毕业设计资料收集矿井概况煤层瓦斯压力、瓦斯含量、透气性系数、百米钻孔流量及衰减系数等瓦斯差不多参数的测定资料，矿井瓦斯等级鉴定资料，收集正常生产时期1个月的通风旬报、瓦斯日报、突出推测指标值、效检指标值及瓦斯抽放报表；地质资料：摘录地质报告内地层、地质构造、含煤地层、地勘时期瓦斯含量测定资料包括含量值、煤的工业分析及瓦斯气体成分及水文地质等方面资料；开拓开采方面资料：矿井初步设计说明书着重收集矿井开采的前中后期开拓方案，采面、掘进面的布置方式及巷道断面大小，收集如以下图纸：采掘工程平面图、通风系统图、瓦斯抽放系统图、井上下对比图以上图纸
8、最好为电子版；瓦斯抽放系统设计说明书；矿井其它与瓦斯抽放设计相关的资料第三篇 毕业设计说明书具体指导关于瓦斯抽放系统设计，可分为新建、改(扩)建及生产矿井的瓦斯抽放工程设计。依照矿井瓦斯抽放系统的设计要求，本方向的设计设计应完成如下几个章节的差不多内容。关于本科毕业设计来，应完成毕业设计大纲中规定的具体内容，关于学有余力的同学能够参照本篇内容进行全部章节的设计。第一章 矿井概况1.1 井田概况井田所处的地理位置、交通、地势地貌、气候、降水、河流、最高洪水位、地震烈度、井田开采史、邻近矿井分布、现开采区域位置及开采情形。矿井水源、电源及通信。井田范畴内及邻近矿井采空区积水、自燃、火区等情形、滑坡
9、及地表塌陷情形。1.2 井田地质特点地质构造井田内地层及构造。断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情形及其分布规律；煤系地层走向、倾斜、倾角及其变化规律；岩浆侵入情形及对煤层的阻碍。含煤地层及煤层煤层层数、厚度及可采煤层煤种、倾角、节理、层理发育情形。煤层顶底板岩性特点、物理力学性质、结构及变化规律；煤层结构、煤层露头含隐伏露头及风化带情形。煤层瓦斯、自然及爆炸倾向性煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力，煤层瓦斯赋存规律、矿井瓦斯等级鉴定情形；各可采煤层煤尘爆炸性鉴定资料、煤层自燃倾向性鉴定资料和自然发火期统计资料；矿井煤岩与瓦斯二氧化碳突出危险性；邻近矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、煤与瓦斯突出等鉴定情形。井田水
10、文地质区域及井田水文地质条件；井田要紧含水层类型；地表水情形，矿井水患类型及威逼程度分析；井田内及周边矿井采古空区范畴及积水情形等。本章指导及要求：关于1.1井田概况及1.2井田地质特点能够参照设计矿井的精查地质报告对比设计内容进行写作；关于煤层瓦斯含量、矿井瓦斯等级、瓦斯赋存规律、煤与瓦斯突出等鉴定应作为重点内容，做好资料收集工作，在地质报告及其附表中一样都有地勘期间瓦斯含量的测试数据，应做好收集工作，关于一个矿井来说，假如要能清晰矿井瓦斯的赋存规律，没有大量的瓦斯含量测点是不行的，因此应收集尽可能多的瓦斯含量测试数据。第二章 矿井开拓开采方案及采区通风设计矿井批准开采煤层、井田范畴及井田面
11、积，矿井煤层、资源储量，批准的生产能力，目前设计开采煤层。井田开拓与开采、采区划分及接替顺序，矿井要紧生产系统及设备、回采与掘进工艺。矿井通风方式，通风系统，重点进行采区通风系统设计，运算出矿井各个工作地点的本章指导及要求：提出矿井开拓方式或利用已有的矿井开拓方式，重点对首采区的开拓开采方案进行说明，交待采区接替顺序及采煤方法，重点要进行采区通风设计，运算矿井用风地点的供风量和风排瓦斯量。新建矿井应结合矿井初步设计，交待清晰矿井开拓方式、采区划分、采区接替顺序、首采工作面采煤方法、掘进方式及通风方式等差不多内容；改(扩)建矿井应结合目前情形交待清晰改(扩)建方案；生产矿井可结合矿井现状交代清晰
12、以上差不多内容；具体设计能够参考安全工程专业本科毕业设计指导书矿井通风设计方向第三章 矿井瓦斯赋存及抽采必要性和可行性论证3.1 煤层瓦斯差不多参数关于瓦斯抽放来说，煤层瓦斯差不多参数包括：瓦斯风化带深度、煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、煤的残存瓦斯含量、煤的孔隙率、瓦斯含量分布梯度、煤层透气性系数、抽放钻孔阻碍半径、百米钻孔瓦斯流量及其衰减系数等。关于以上参数的确定，依照AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范第5.2.2条规定：新建矿井瓦斯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。因此，关于新建矿井，瓦斯差
13、不多参数能够参考邻近矿井或条件类似的生产矿井，但在揭露煤层后必须重新确定，瓦斯抽放设计做相应调整；关于改扩建矿井及生产矿井，瓦斯差不多参数应以本矿资料为依据。3.1.1 煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量是单位质量煤中所含的瓦斯体积(换算为标准状态)，单位是m3/t或mL/g。煤层瓦斯含量也可用单位质量纯煤(去掉煤中水分和灰分)的瓦斯体积表示，单位是m3/t.r。取得煤层的瓦斯含量能够通过如下几种途径：地勘解吸法该方法是煤田地质勘探和煤层瓦斯地面开发时最常用的煤层瓦斯含量测定方法。测定步骤如下：采样：用一般岩芯管采取煤芯(煤样)，当煤芯(煤样)提升至地表之后选取300400g赶忙装入密封罐中，在采样过程
14、中，注意记录开始提芯、煤芯提至地表和装罐前在空气中暴露的时刻。瓦斯解吸速率测定：采纳瓦斯解吸仪现场解吸瓦斯，并记录瓦斯解吸量和时刻的关系。缺失瓦斯含量运算：通过大量地勘钻孔采样试验测定，煤样在最初暴露的一段时刻内，累计解吸瓦斯量与煤样解吸时刻的平根成正比，即： (1)式中：煤层自开始暴漏起至时总的瓦斯解吸量，mL；煤样在解吸测定前暴漏时刻，min，；提钻时刻，min；解吸测定前在地面暴漏时刻，min；煤样瓦斯解吸测定时刻，min；瓦斯解吸速率，；由上式可知，在解吸量测定前，煤样在暴漏时刻为时的瓦斯解吸量为：由此，可知在时刻t时解吸量为：；将不同解吸时刻下测得数据按下式换算成标准状态下的体积Voi： (2)图1 瓦斯缺失量推算图式中 V0i换算成标准状态下的解吸瓦斯体积，ml； Vi不同时刻解吸瓦斯测定值，ml；Po大气压力，Pa；hw量管内水柱高度，mm；Pshw下饱和水蒸汽压力，Pa；tw量管内水温，。不同时刻t下测得的Voi值所对应的解吸时刻为t0+t；将测点，Voi绘在图1中，将直线延长与纵坐标轴相交，截距即为瓦斯缺失量。残存瓦斯量：将解吸测定后的煤样送实验室测定煤样中的残存瓦斯量、水分、灰分和煤样重量。求算煤样的瓦斯含量：X=(V0+V1+V2)/G0
