矿井瓦斯抽放设计ebln.docx

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1、第九章 矿井瓦斯斯抽放设设计 抽放瓦瓦斯系统统的建设设必须有有抽放瓦瓦斯工程程初步设设计和施施工设计计，前者者供上级级主管部部门审批批立项之之用，后后者是工工程施工工的依据据。 编制矿矿井抽放放瓦斯设设计要以以上级批批准的设设计任务务书和经经审批的的矿井井抽放瓦瓦斯可行行性论证证报告提提供的瓦瓦斯基础础参数为为依据。设设计任务务书的主主要内容容包括：抽放目目的、抽抽放规模模、抽放放量预计计、工程程量和投投资估算算以及经经济效益益等。设设计任务务书一般般由生产产单位(局、矿矿)与承承担设计计单位共共同编制制，按隶隶属关系系报上级级批准后后下达。第一节 设计必必须的基基础资料料一、矿井井概况 1矿

2、矿井地质质 包括地地质构造造、煤层层赋存条条件、煤煤炭储量量等。 2开开拓开采采 包括矿矿井生产产能力、矿矿井开拓拓方式与与巷道布布量、采采煤方法法等。 3通通风、瓦瓦斯 包括通通风设备备与能力力，矿井井、采区区和工作作面(采采煤与掘掘进)的的瓦斯涌涌出量，瓦瓦斯来源源与平衡衡分析，瓦瓦斯特殊殊涌出情情况，瓦瓦斯对安安全生产产的威胁胁程度，煤煤尘爆炸炸指数，煤煤的自燃燃倾向性性等。 瓦斯斯基础参参数主要要包括：煤层瓦瓦斯压力力与瓦斯斯含量、矿矿井瓦斯斯储量、可可抽瓦斯斯显、瓦瓦斯抽放放率、煤煤层透气气性系数数、钻孔孔瓦斯流流量及其其衰减系系数等。 煤层瓦瓦斯压力力、瓦斯斯含量和和煤层透透气性系

3、系数的测测定与计计算可参参见第三三章和第第四章的的有关内内容。 1矿矿井瓦斯斯储量 矿井瓦瓦斯储量量是指矿矿田开采采过程中中能够向向矿井内内排放瓦瓦斯的煤煤层(包包括可采采、不可可采煤层层)与岩岩层储存存的瓦斯斯总量。其其计算公公式为： (9-11)式中：WWk矿井井瓦斯储储量，万万m3；W1可采煤煤层(包包括局部部可采煤煤层的可可采部分分)瓦斯斯储量总总和，万万m3;A1i矿井井每一个个可采煤煤层的煤煤炭储量量，万tt；X1i每一一个可采采煤层的的瓦斯含含量，mm3/tn矿矿井可采采煤层数数，W2可采煤煤层采动动影响范范围内不不可采邻邻近煤层层的瓦斯斯储量总总和，万万m3；A2i可采采煤层采

4、采动影响响范围内内每一个个不可采采煤层的的煤炭储储量，万tt；X2i可采采煤层采采动影响响范围内内每一个个不可采采煤层的的瓦斯含含量，mm3/t；m矿矿井可采采煤层采采动影响响范围内内的不可可采煤层层数；W3围岩瓦瓦斯储量量，万mm3。矿井瓦瓦斯抽放放管理规规范的的附录中中对开采采层采动动影响范范围的确确定做了了说明：“上邻近近层取55060mm下邻近近层取220330m。”根据矿井地质与开采煤层厚度的具体条件可将此计算范围适当扩大。对于围岩瓦斯储量，当围岩瓦斯很小时可以忽略不计；若瓦斯含量多时，可据经验选取或实测而定，当无实测数据时，可按煤层瓦斯储量的1015概算。 2矿矿井可抽抽瓦斯量量可

5、抽瓦斯斯量系指指矿井瓦瓦斯储量量中在目目前的开开采条件件和技术术水平下下能被抽抽出来的的瓦斯量量。常用用下式概概算： (9-2)式中 Wc矿井井可抽瓦瓦斯量，万万m3； Wk矿井井瓦斯储储量，万万m3；矿矿井瓦斯斯抽放率率，。 3抽放率率 抽放放率是衡衡量瓦斯斯抽放效效果的重重要指标标之一，其其计算方方法有以以下2种种： 1)按瓦斯斯涌出量量计算。 （99-3）式中 y抽放放率，； qqc矿井井、采区区或工作作面的抽抽放瓦斯斯量，mm3/miin； qqy在枕枕放条件件下的矿矿井、采采区或工工作面的的风排瓦瓦斯量，m3/min。 2)按煤层层瓦斯含含量计算算。 (9-4)式中xx抽放放率，；

6、XXc开采采层(或或邻近层层)1吨吨煤抽出出的瓦斯斯量，mm3/t； XXo开采采层(或或邻近层层)的煤煤层原始始瓦斯含含量，mm3/t。 我国多多用93式计计算矿井井、采区区和工作作面的抽抽放率，同同时尚可可利用该该式分别别计算工工作面的的邻近层层抽放率率和开采采层抽放放率。 矿矿井瓦斯斯抽放管管理规范范对瓦瓦斯抽放放率应达达到的指指标作了了具体规规定：“预抽煤煤层瓦斯斯时，矿矿井抽放放率不小小于200，回回采工作作面抽放放率不小小于255；邻邻近层卸卸压抽放放时，矿矿井抽放放率不小小于355，回回采工作作抽放率率不小于于45；采用用混合抽抽放方法法时，矿矿井抽放放率不小小于255。”抽放瓦

7、瓦斯工程程设计时时，工作作面的瓦瓦斯抽放放率亦可可参照表表91选取取。 4煤层钻钻孔瓦斯斯流量衰衰减系数数钻孔瓦斯斯流量衰衰减系数数是评价价预抽煤煤层瓦斯斯难易的的一个重重要指标标，该系系数表示示钻孔瓦瓦斯流量量随时间间的推移移呈衰减减变化的的特征。其其测定与与计算方方法是：选择具具有代表表性的煤煤层区段段，订煤煤层钻孔孔，完钻钻后密封封钻孔，经经t1时间测测其瓦斯斯流量qq1；，经经t2o时间(数日)后再测测其瓦斯斯流量qq2，并以以9-5式计计算。 （99-5）式中 钻孔孔瓦斯流流量衰减减系数，dd-1；Q1t时间的钻钻孔瓦斯斯流量，mm3/miin; q22t2o时间的的钻孔瓦瓦斯流量量

8、，m33/miin; t1和t2测定定钻孔瓦瓦斯流量量q1、q2的时间间，d。第二节 抽放瓦瓦斯的可可行性论论证 矿井新新建抽放放瓦斯系系统时，必必须进行行瓦斯抽抽放可行行性论证证，且论论证报告告应由煤煤炭工业业主管部部门授权权的专业业科研机机构编写写。 抽放瓦瓦斯可行行性论证证报告应应详细阐阐述抽放放瓦斯的的必要性性与可行行性。其其主要内内容包括括：矿井井地质与与煤层赋赋存条件件，开拓拓方式与与采煤方方法，通通风与瓦瓦斯涌出出情况，瓦瓦斯储量量与可抽抽瓦斯量量计算，抽抽放方案案与抽放放量预计计，抽放放规模与与抽放服服务年限限，投资资估算与与经济效效益评价价以及瓦瓦斯利用用等。 1抽抽放瓦斯斯

9、的必要要性 从安全全生产的的角度考考虑，当当一个矿矿井、采采区或工工作面的的绝对瓦瓦斯涌出出量大于于通风所所能允许许的瓦斯斯涌出量量时，就就要抽放放瓦斯，即即： (9-6)式中：qq矿井井（采区区或工作作面）的的瓦斯涌涌出量，mm3/miin；qf一通通风所能能承担的的最大瓦瓦斯涌出出量，mm3/miin； vv通风风巷道(或工作作面)允允许的最最大风速速，m/s； S倔风风巷道(或工作作面)断断面积，mm2； CC煤矿矿安全规规程允允许的风风流中的的瓦斯浓浓度，； K瓦瓦斯涌出出不均衡衡系数，取取值为11.21.77。 矿井井瓦斯抽抽放管理理规范从从安全和和经济上上的诸多多因素综综合考虑虑规

10、定，凡凡符合下下列情况况之一者者必须建建立瓦斯斯抽放系系统，开开展抽放放瓦斯工工作： (1)一个采采煤工作作面绝对对瓦斯涌涌出量大大于5 m3/miin，或或一个掘掘进工作作面绝对对瓦斯涌涌出量大大于3 m3/miin，采采用通风风方法解解决不合合理的。 (2)年产煤煤量等于于或小于于40、660、1100和和1500万t而而矿井绝绝对瓦斯斯涌出量量分别大大于155、200、255和300 m33/miin的；矿井绝绝对瓦斯斯涌出量量大于440 mm3/miin的。 (3)开采具具有煤与与瓦斯突突出危险险煤层的的。 (4)建立永永久瓦斯斯抽放系系统的矿矿井，还还应同时时具备瓦瓦斯抽放放系统的的

11、抽放量量可稳定定在2 m3/miin以上上和瓦斯斯资源可可靠、储储量丰富富、预计计瓦斯抽抽放服务务年限在在10年年以上22个条件件。 2抽放瓦瓦斯的可可行性 对于于开采煤煤层预抽抽瓦斯的的难易来来讲，抽抽放瓦斯斯的可行行性一般般分为即即容易抽抽放、可可以抽放放和较难难抽放33类，对对应的钻钻孔瓦斯斯流量衰衰减系数数(a)和煤层层的透气气性系数数()分别别为小于于0.0003dd-1、00.000300.055 d-11、大于于0.005d-1和大大于100m2/(MMPa22d)、11000.1 m2/(MMPa22d)、小小于0.1 mm2/(MMPa22d)；从从邻近层层卸压瓦瓦斯抽放放来

12、说，由由于受煤煤层采动动的影响响，邻近近煤层的的透气性性大大提提高，故故其煤层层瓦斯均均易抽放放。显邻邻近层的的瓦斯能能够涌入入开采层层工作面面，隐邻邻近层的的瓦斯则则不能涌涌入开采采层工作作面；从从安全生生产的角角度考虑虑，前者者必须抽抽放瓦斯斯，后者者可以不不抽放瓦瓦斯，但但因为隐隐邻近层层瓦斯也也是较易易抽放的的，为了了回收瓦瓦斯资源源亦可进进行抽放放。 在进行抽抽放瓦斯斯可行性性论证时时，除据据上述标标难评价价煤层瓦瓦斯可抽抽性之外外，还必必须从经经济和社社会的观观点阐述述抽放瓦瓦斯的合合理性，包包括抽放放瓦斯工工程投资资、抽放放瓦斯促促进煤炭炭生产效效益、减减少通风风费用、瓦瓦斯利用

13、用收益、投投资款回回收时间间以及社社会效益益等。第三节 设计方方法一、抽放放瓦斯设设计的一一般原则则(1)抽抽放规模模与钠放放能力应应能适应应矿井生生产能力力和服务务年限的的需要，并并能满足足矿井生生产期间间最大拙拙放瓦斯斯量的要要求。(2)设设计抽放放瓦斯系系统与抽抽放方法法时，要要有利于于多抽瓦瓦斯、保保障矿井井安全生生产；应应根据矿矿井地质质与开采采条件、瓦瓦斯来源源以及瓦瓦斯基础础参数选选择适宜宜的抽放放方法；要有适适宜的打打抽放瓦瓦斯钻孔孔的地点点及充足足的袖放放瓦斯时时间；要要配备足足够的抽抽放瓦斯斯专业人人员和抽抽放瓦斯斯装备。(3)抽抽放瓦斯斯钻孔的的施工和和瓦斯管管道的敷敷设

14、应尽尽量利用用生产巷巷道，特特殊需要要时也可可掘进专专用抽放放瓦斯巷巷道。(4)瓦瓦斯泵站站的选址址除应满满足安全全抽放瓦瓦斯之外外，尚需需考虑瓦瓦斯利用用的方便便。一般般应设在在居民集集中区的的附近，并并利于敷敷设地面面瓦斯管管道和建建造储瓦瓦斯罐等等。二、抽放放瓦斯工工程设计计的编制制抽放瓦斯斯工程设设计包括括设计说说明书、机机电设备备与器材材清册、投投资概算算和施工工图纸44个部分分。1设计计说明书书(1)矿矿井概况况。包括括矿井地地质与煤煤层赋存存、煤炭炭储量、生生产能力力与服务务年限、巷巷道布置置与开拓拓系统、采采煤与顶顶板管理理方法、通通风与瓦瓦斯状况况、煤尘尘爆炸指指数、煤煤的自

15、然然发火地地等。(2)瓦瓦斯基础础资料。包包括瓦斯斯鉴定数数据、矿矿井瓦斯斯涌出量量、煤层层瓦斯压压力及含含量、矿矿井瓦斯斯储量及及可抽量量、煤层层透气性性系数、钻钻孔瓦斯斯流量及及其衰减减系数。(3)抽抽放瓦斯斯。包括括抽放方方法选择择、钻孔孔(巷道道)布置置、施工工方法、抽抽放参数数、抽放放4022规模与与抽放量量预计。(4)抽抽放系统统与设备备。包括括瓦斯管管路的选选择与阻阻力计算算，管道道路线与与安装方方法、瓦瓦斯泵选选型、监监测装置置等。(5)瓦瓦斯泵站站。包括括瓦斯泵泵房建筑筑，设备备安装、监监测与安安全装置置，给排排水系统统，厂房房采暖、通通风、照照明、通通讯、避避雷、消消防火等

16、等。(6)供供电系统统与设备备。包括括井下和和地面供供电设备备选型、供供电方式式及其系系统。(7)劳劳动组织织与经济济技术指指标。包包括抽放放瓦斯人人员编制制、年抽抽放量、工工作制度度、建筑筑规模、用用电最大大负荷、劳劳动生产产率、占占地面积积和投资资额等。2机电电设备与与器材清清册详列全部部瓦斯抽抽放工程程所需要要设备和和主要器器材的名名称、型型号、规规格、数数量等。3投资资概算书书详列请项项目名称称与金额额，包括括土建工工程、主主要材料料、设备备和安装装施工费费，价差差预备费费，建设设期贷款款利息，国国家或上上级规定定的其他他费用，以以及总投投资额。4施工工图纸主要有泵泵房建筑筑、设备备安装、供供水、供供屯、采采暖、照照明、抽抽放瓦斯斯钻孔布布置、钻钻孔施工工与密封封、瓦斯斯管路系系统与安安装、抽抽放瓦斯斯监控与与安全设设施安装装等施工工图纸。