瓦斯灾害防治课程设计

1、瓦斯防治课程设计说明书 班级：安 全 09-01 姓名：付 友 鑫 指导老师：王兆丰 杨宏民目录1、课程设计的目的与任务12、课程设计题目13、技术条件和主要参数14、抽放瓦斯的必要性和可行性35、瓦斯管道管径选择46、管路阻力计算47、附录61、课程设计的目的与任务1.1课程设计的性质与目的 矿井瓦斯防治技术课程设计是学生学习该课程理论学习结束后进行的一项实践教学环节，学生通过课程设计加深对矿井瓦斯防治技术和其它课程所学专业理论知识的理解。综合应用理论解决实际问题，培养计算、绘图和设计的能力，为毕业设计奠定基础。2.2课程设计的任务  根据课程设计大纲的要求，完成某综采工

2、作面本煤层抽放设计，编写出设计说明书并绘出工作面瓦斯抽放系统图。3.3课程设计的基本要求，时间安排及成绩评定按课程实际大纲规定执行2、课程设计题目矿井瓦斯抽采系统管路选择及阻力计算。3、技术条件和主要参数 某矿一采区采用上山开采13号煤层，已知煤层透气性系数=0.1045m2/MPa2·d，百米钻孔初始瓦斯涌出强度为0.011 (m3/min.100m)， 钻孔自然瓦斯流量衰减系数0.0324 (d-1)。采区内布置有1个回采工作面、1个准备工作面和3个掘进工作面，如图所示。回采工作面在上、下顺槽分别施工煤层顺层钻孔边采边抽回采区域瓦斯；准备回采工作面采用上、下顺槽分别施工煤层顺层钻

3、孔预抽煤层瓦斯；掘进工作面采用巷帮钻场施工煤层巷帮钻孔配合正前煤层顺层钻孔预抽煤巷条带区域瓦斯，掘进期间巷帮钻孔边掘边抽。已知各段巷道的长度为：巷道段编号长度（m）管路类型抽采纯量（m3/min）平均浓度（%）12200主管231500主管34230主管4530主管56230主管6730主管78230主管8930主管3101350支管7.0504111350支管7.0505121800支管7.0506131800支管7.050714960支管5.0408151750支管5.040916800支管5.040请依据AQ 1027-2006 矿井瓦斯抽放规范判断13号煤层抽放难易程度，分别选取主管和

4、支管（管径）并添加在图中，然后计算抽放系统各段管路的抽放阻力。图1 矿井瓦斯抽采方法示意图参考资料：标准抽放管路内径规格序列12345678910内径mm25385075100125150175200225序列11121314151617181920内径mm2502753003253503754004254504751 同一趟管路中流量不同时，按管路中最大流量计算管径及阻力；2 多趟管路混合后的浓度，按总纯流量和总混合流量计算混合浓度。4、抽放瓦斯的必要性和可行性4.1抽放瓦斯的必要性由瓦斯的平均浓度可知，该煤层的抽放量稳定，瓦斯浓度在30%以上，应该考虑利用瓦斯。4.2抽放瓦斯的可行性依据A

5、Q 1027-2006 矿井瓦斯抽放规范中煤层瓦斯抽放难易程度表4-1可知13号煤层抽放难易程度为可以抽放。表4-1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0.0030.05100.1较难抽放>0.05<0.15、瓦斯管道管径选择瓦斯管直径选择的恰当与否对抽采瓦斯系统的建设投资及抽采效果均有影响。直径太大。投资就多；直径过小，阻力损就大。 管道内径计算 D = 0.1457   式中：D瓦斯管道内径m    Q管道混合瓦斯流量m3/m

6、in    V管道中混合瓦斯的经济流速，m/s，一般取V10m/s15m/s。此处V=12m/s瓦斯管道管径计算结果见附录1。6、管路阻力计算6.1摩擦阻力抽采管路的摩擦阻力与管路的流量、长度、内径等参数相关，其中的管路长度应考虑最不利的情况，如采区内最远的工作面。 抽采管路摩擦阻力计算公式 式中 H 摩管路的摩擦阻力计算，pa； L管路长度，取2000m； K与管径有关的系数，取0.71； D瓦斯管路内径，cm； Q抽采混合瓦斯量，m3/h； 混合瓦斯对空气的密度比，取值见附录2。6.2局部阻力 局部阻力可用估算法计算，一般取摩擦阻力的 10%20%。管路系统长

7、，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。 取摩擦阻力的15%计算 6.3管网总局部阻力 瓦斯抽采管网系统的总阻力式中 H 摩摩擦阻力，Pa； H 局局部阻力，Pa。计算结果见附录1。7、附录 附表1 瓦斯管径和阻力计算表巷道段编号长度L（m）管路类型抽采纯量（m3/min）瓦斯流量Q（m3/min）平均浓度（%）Q/V管径D(m)最后选值（mm）摩擦阻力HZ（Pa）12200主管4393.5469.350.414250.98613.657624231500主管4393.5469.350.414250.984602.43 34230主管3679.5457.950.37375

8、0.98953.84 4530主管2965.5446.550.343500.98119.19 56230主管2251.5435.150.33000.991235.89 6730主管1537.5403.750.262750.99131.95 78230主管1025402.50.212250.991226.31 8930主管512.5401.250.151500.99303.66 3101350支管714501.40.161750.987850.47 4111350支管714501.40.161750.987850.47 5121800支管714501.40.161750.9810467.30 6

9、131800支管714501.40.161750.9810467.30 714960支管512.5401.250.151500.999717.18 8151750支管512.5401.250.151500.9917713.62 916800支管512.5401.250.151500.998097.65 合计=81350.93+12202.64=93553.57附表2 在0及105 Pa气压时的值瓦斯浓度0123456789010.9960.9910.9870.9820.9780.9730.9690.9540.960100.9550.9510.9470.9420.9380.9330.9290.9240.9200.915200.9110.9060.9020.8980.8930.8890.8810.8800.8750.871300.8660.8620.8570.8530.8480.8440.8400.8350.8310.826400.8220.8170.8130.8080.8400.7990.7950.7910.7860.782500.7770.7730.7560.7640.7590.7550.7500.7460.7420.737600.7330.7280.7240.7190.7150.7100.7060.7010.6970.693700.6880