《瓦斯抽采设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《瓦斯抽采设计（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、瓦斯抽采设计矿井瓦斯抽采课程设计目录1 瓦斯抽采必要性与可行性论证 11.1瓦斯抽采的必要性论证11.2 瓦斯抽采的可行性论证11.3瓦斯抽采设计的依据22 区域防突措施 32.1矿井概况 32.2 区域防突措施的选择32.3保护层开采的可行性分析32.4 保护范围的划定43 瓦斯抽采方法 83.1煤层B瓦斯抽采设计83.2煤层A瓦斯抽采设计103.3未保护区卸压瓦斯抽采设计 134 瓦斯抽采参数 145 瓦斯抽采管网 195.1 瓦斯管路 195.2管路阻力计算195.3抽采泵选型 205.4 抽采瓦斯泵确定211 瓦斯抽采必要性与可行性论证1.1瓦斯抽采的必要性论证突出煤层瓦斯含量大，必须
2、建立瓦斯抽采系统且必须是地面瓦斯抽采系统 以保降预抽煤层瓦斯的有效性、可靠性，防治煤与瓦斯突出规定（以下简称 防突规定），突出矿井必须建立满足防突工作要求的地面永久瓦斯抽采系统。 高瓦斯矿井采掘过程中瓦斯涌出大,需要根据工作面绝对瓦斯涌出量、工作面产 量和矿井瓦斯绝对瓦斯涌出量的要求,建立地面瓦斯抽采系统或井下临时抽采瓦 斯系统,但地面瓦斯抽采系统可靠性更高、能力更强,必要时应在高瓦斯矿井建立 地面瓦斯抽采系统 。 防突规定 规定，一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5 m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3 m3/min,用通风方法解决瓦斯问 题不合理的，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下
3、临时抽采瓦斯系统。煤矿瓦斯抽放规范规定：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 5m 3 /min 或一个掘进工作面瓦斯涌 出量大于3m 3/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 40m 3 /min；年产量 1.01.5Mt 的矿井，大于 30m 3 /min；年产量 0.61.0Mt 的矿井，大于 25m3 /min；年产量 0.40.6Mt 的矿井，大于 20m 3 /min； 年产量等于或小于 0.4Mt 的矿井，大于 15m 3 /min；c）开采有煤与瓦斯突出危险
4、煤层。1.2瓦斯抽采的可行性论证传统的瓦斯抽采需进行抽采可行性论证，论证指标有 3 项，分别为煤层透 气性系数（入），孔瓦斯流量衰减系数（a）和百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系 数（Qi）并根据上述指标，将煤层瓦斯抽采的难易程度进行分类，如表1.2.1所 列。表 1.2.1 煤层瓦斯抽采难易程度分类指标难易程度钻孔瓦斯 流量衰 减系数a /d一 1百米钻孔瓦斯极限抽量Q / m3i煤层透气系数九 /m3 - (MPa 2 - d)容易抽放1440010可以抽放0.0030.051440028801001较难抽放0.0528800.11.3瓦斯抽采设计的依据(1) 国家安全生产监督管理总局，国家煤矿
5、安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定， 2009年(2) 国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局,煤矿安全规程，2001 年(3) 国家安全生产监督管理总局，煤矿瓦斯抽采规范(AQ10272006), 2006 年(4) 国家安全生产监督管理总局，煤矿瓦斯抽采基本指标(AQ10262006)2006 年(5) 国家煤矿安全监察局.煤矿瓦斯治理经验五十条.2005 年(6) 国务院安全生产委员会办公室，关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导 意见，安委办200817 号， 2008年(7) 国家安全生产监督管理总局，煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保陣系统 设 计规范(AQ1076_2009), 20
6、09 年2 区域防突措施2.1矿井概况已知煤系地层从上到下有煤层A和煤层B煤层倾角12，为贫煤；煤层 A厚2.6m,煤层B厚2.8m,均具有煤与瓦斯突出危险性。A煤层与B煤层距离 为75m，A煤层和B煤层工作面均设计走向长1500m，面长120m，其中A煤 层工作面平均瓦斯含量为15m3/t,煤层透气性系数为0.003mD； B煤层工作面平 均瓦斯含量为10m3/t，煤层透气性系数为0.1mDo2.2区域防突措施的选择防突规定第四十五条 区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对 突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层 瓦斯两类。开采保护层分为上保护层和下保护层两种
7、方式：预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或 顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿 层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域 煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并 采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。由于A煤层的煤层透气性系数入=000360 时，H=KMsin(a/2)式中：H允许采用的最小层间距离，m；M保护层的开采厚度，m；a煤层倾角，度；K顶板管理系数，冒落法管理顶板时，K取10充填法管理顶板时，K 取 6。所以当开采B煤层作为下保护层
8、时允许最小层间距离H = 10X2.8Xcos12 =274m。A煤层与B煤层距离为75m,大于274m。故选取B作为下保护层不会破坏上 被保护层。(3) 综上，选取B煤层作为保护层，既能符合防突规定达到消突效果，又 能不破坏被保护层 A 煤层，可行性得证。2.4保护范围的划定(1)沿倾斜的保护范围 在被保护层中，沿倾斜方向的保护范围可按卸压角划定，如图 241 所示。卸压角的大小与煤层倾角、煤系地层的岩石力学性质等因素有关，但主要取决于煤层倾角，应根据矿井实际考察结果确定其卸压角，也可参考表 2.4.2的数据 进行划分倾向被保护层工作面的保护范围边界。图2.4.1保护层工作面沿倾斜方向的保护
9、范围A保护层；B被保护层；C保护边界范围线表 2.4.2 保护层沿倾斜方向卸压角煤层倾角a()卸压角6()123408080757510778375752073877575306990777040砧90807050709080706072908070707290807280739078759075807580由上，根据B煤层的倾角12,工作面长度120m,假设数值连续变化，76.2可得a1=76.2 a2=838，则沿倾斜的有效保护长度：75 75L =120( 75+75)=93.5m倾斜tan76.2tan83.8(2)沿走向的保护范围若保护层采煤工作面停采时间超过 3 个月且卸压比较充分
10、,则该保护层采 煤工作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、停采线及所留煤柱边缘 位置的边界可按卸压角6 =56 60划定。如图2.4.3所示。对于不规则煤柱,按照其最外缘的轮廓划出平直轮廓线,并根据保护层与被保护层之间的间距变 化,确定煤柱的影响范围。图 2.4.3 保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围/EA保护层；B被保护层；C煤柱；D采空区；E保护范围；F始采线、采止线A煤层和B煤层工作面均设计走向长1500m，为方便计算，取卸压角为60 则沿走向的有效保护长度：75L =15002- =13144m走向tan60( 3)最大保护垂距保护层与被保护层之间的最大保护垂距可参照表
11、2.4.4 选取表 2.4.4 保护层与被保护层之间的最大保护垂距最大保护垂距煤层类别下保护层上保护层急倾斜煤层6080缓倾斜和倾斜煤层50100在 2.3 中得证，选取 B 煤层为保护层时保护垂距 27.4m100m。（4）A 煤层整个工作面的保护下延保护层根据倾斜远距离下保护层开采同水平被保护层的连续卸压保护，在采用倾 斜远距离下保护层开采时，按一定卸压角画出卸压边界，则可以发现同水平标 高保护层开采后，同水平被保护层只有浅部一部分煤体处于保护层内，而同水 平深部大片煤体未能得到卸压保护，采用保护层开采下延的方法可以很好的解 决这一问题。为全部保护到同水平的被保护煤层，在倾向上必须扩大保护
12、层的开采范围， 沿倾向延伸保护层的开采下限，保护层开采的下延深度以保护到同水平被保护 的开采下限为准。保护层下延长度：75 75L =亠 +75=3713m下延 tanl2tan76.2扩展保护层边界走向上只要将 B 煤层保护层向分别两边扩界 L 扩界即可将 A 煤层走向 上整个保护起来。各扩界长度：75L=434m扩界tan603 瓦斯抽采方法31煤层B瓦斯抽采设计B煤层具有突出危险性，且设计B煤层为首采煤层，所以需先采取区域防突 措施消除突出危险性，才能进行开釆。而B煤层的煤层透气性系数为0.1mD， 根据表1.2.1煤层瓦斯抽釆难易程度分类，可以对B煤层进行采前瓦斯抽采消除 突出危险性。根据煤层B的基本情况（煤层倾角12，厚28m,具有煤与瓦斯突出危险 性，工作面平均瓦斯含量为10m3/t，煤层透气性系数为01mD）。采用底板岩巷 密集穿层钻孔采前抽采煤巷条带瓦斯进行区域瓦斯抽采。3.1.1 底板岩巷密集穿层钻孔采前抽采煤巷条带瓦斯底板岩巷密集穿层钻孔煤巷条带预抽可在较短的时间内消除煤巷条带的突 出危险性， 为尽早进人突出煤层、继续采取顺层钻孔预抽消除工作面突出危险 贏得了时间。因此，该方法通常结合工作面顺层钻孔预抽一并采用，具有广泛
