安全工程专业瓦斯抽放系统毕业设计指导书XXXX修订版

矿井瓦斯抽放系统设计偏向本科结业设计指导书（2013年修订版）河南理工大学宁静工程专业2013年01月08日目录第一篇设计大纲 1第二篇结业设计资料收集 1第三篇结业设计说明书具体指导 1第一章矿井表面 11.1井田表面 11.2井田地质特征 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须要性和可行性论证 33.1煤层瓦斯根本参数 33.2矿井瓦斯储量 63.3矿井可抽瓦斯量及可抽期 73.4矿井瓦斯涌出量预测 93.5瓦斯抽放的须要性论证 93.6瓦斯抽放的可行性 10第四章瓦斯抽放要领选取 114.1划定 114.2矿井瓦斯来源阐发 124.3抽放要领选择 124.4钻孔及钻场摆设 144.5封孔要领 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盘算 165.2瓦斯抽放泵选型 185.3帮助设备 21第六章经济概算 226.1体例依据 226.2用度概算范畴 22第七章宁静技能步伐 237.1抽放系统及井下移动抽放瓦斯泵站宁静步伐 237.2地面抽放瓦斯站宁静步伐 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价 248.2配套设施 258.3监测监控系统 258.4地面修建及环保 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 269.3瓦斯抽放技能资料 26第四篇发起设计参考文献 27第一篇设计大纲一、设计内容矿井瓦斯抽放系统设计是宁静工程专业本科结业设计的偏向之一，凭据《煤矿宁静规程》、《防治煤与瓦斯突出划定》、《GB50471-2008煤矿瓦斯抽采工程设计范例》、《GB50215-2005煤炭产业矿井设计范例》、《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》、《AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采根本指标》、《AQ1018-2006矿井瓦斯涌出量预测要领》等法例的要求，矿井瓦斯抽放系统设计应完成以下几个章节的内容：第一章矿井表面：要求交待清楚所设计矿井的井田表面、井田地质特征、矿井位置及交通、煤层赋存条件、煤质、盘算井田内煤炭储量等根本内容，并对本矿及邻近矿井情况进行说明。第二章矿井开拓开采方案及采区通风设计：提出矿井开拓方法或利用已有的矿井开拓方法，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要领，重点要进行采区通风设计，盘算矿井用风所在的供风量和风排瓦斯量。第三章矿井瓦斯赋存及抽采须要性和可行性论证：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影响半径等重要的瓦斯抽放根本参数；凭据煤层瓦斯含量和赋存条件，盘算矿井瓦斯储量和可抽瓦斯量。凭据《AQ1018-2006矿井瓦斯涌出量预测要领》对矿井开采时前、中、后期的瓦斯涌出量进行预测。凭据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》的要求，对矿井进行瓦斯抽放的须要性及可行性论证。第四章瓦斯抽放要领选取：包罗抽放要领选择及抽放钻孔摆设方法设计，并绘制抽放钻孔摆设平面图和剖面图。分为突出煤层和非突出煤层两种情况，对付突出煤层瓦斯抽采要凭据《防治煤与瓦斯突出划定》的要求考虑区域性防突要求的抽采要领，对付非突出煤层仅需要考虑事情面瓦斯防治的要求。第五章瓦斯抽放管路系统及设备选型：确定各个抽放所在的抽放量，凭据抽放量进行抽放管路选择盘算，确定抽放管路及隶属设施，盘算管道阻力，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（包罗抽放泵、抽放管路及帮助设备）的总造价。第七章宁静技能步伐：按指导老师要求，对所设计的瓦斯抽放系统，提出1~2项有针对性的宁静技能步伐。二、设计要求所提交的结业设计除了应满足校、院两级的根本要求外，对付瓦斯抽放系统设计偏向的结业论文还要切合以下要求：⑴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，抽放系统原则上应为地面牢固式抽放系统，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；⑵设计完成后，应提供如下图纸：矿井采掘工程平面图（1：2000）1张；首采区开采时矿井通风系统图（1：2000）1张；矿井瓦斯抽放系统平面图（1：2000）1张；抽放钻孔摆设平面图及剖面图（1：500）若干张；地面泵房设备摆设平面图1张（1：200）；第二篇结业设计资料收集⑴矿井表面⑵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根本参数的测定资料，矿井瓦斯品级判定资料，收集正常生产时期1个月的通风旬报、瓦斯日报、突出预测指标值、效检指标值及瓦斯抽放报表；⑶地质资料：摘录地质陈诉内地层、地质结构、含煤地层、地勘时期瓦斯含量测定资料（包罗含量值、煤的产业阐发及瓦斯气体身分）及水文地质等方面资料；⑷开拓开采方面资料：矿井开端设计说明书（着重收集矿井开采的前中后期开拓方案，采面、掘进面的摆设方法及巷道断面巨细），收集如下图纸：采掘工程平面图、通风系统图、瓦斯抽放系统图、井上下比较图（以上图纸最好为电子版）；⑸瓦斯抽放系统设计说明书；⑹矿井其它与瓦斯抽放设计相关的资料第三篇结业设计说明书具体指导对付瓦斯抽放系统设计，可分为新建、改(扩)建及生产矿井的瓦斯抽放工程设计。凭据矿井瓦斯抽放系统的设计要求，本偏向的设计设计应完成如下几个章节的根本内容。对付本科结业设计来，应完成结业设计大纲中划定的具体内容，对付学有余力的同学可以参照本篇内容进行全部章节的设计。第一章矿井表面1.1井田表面⑴井田所处的地理位置、交通、地形地貌、气候、降水、河道、最高大水位、地动烈度、井田开采史、邻近矿井漫衍、现开采区域位置及开采情况。⑵矿井水源、电源及通信。⑶井田范畴内及邻近矿井采空区积水、自燃、火区等情况、滑坡及地表塌陷情况。1.2井田地质特征⑴地质结构井田内地层及结构。断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情况及其漫衍纪律；煤系地层走向、倾斜、倾角及其变革纪律；岩浆侵入情况及对煤层的影响。⑵含煤地层及煤层煤层层数、厚度及可采煤层煤种、倾角、节理、层理发育情况。煤层顶底板岩性特征、物理力学性质、结构及变革纪律；煤层结构、煤层露头（含隐伏露头）及风化带情况。⑶煤层瓦斯、自然及爆炸倾向性煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力，煤层瓦斯赋存纪律、矿井瓦斯品级判定情况；各可采煤层煤尘爆炸性判定资料、煤层自燃倾向性判定资料和自然生机期统计资料；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、煤与瓦斯突出等判定情况。⑷井田水文地质区域及井田水文地质条件；井田主要含水层类型；地表水情况，矿井水患类型及威胁水平阐发；井田内及周边矿井采（古）空区范畴及积水情况等。本章指导及要求：⑴对付1.1井田表面及1.2井田地质特征可以参照设计矿井的精查地质陈诉比较设计内容进行写作；⑵对付煤层瓦斯含量、矿井瓦斯品级、瓦斯赋存纪律、煤与瓦斯突出等判定应作为重点内容，做好资料收集事情，在地质陈诉及其附表中一般都有地勘期间瓦斯含量的测试数据，应做好收集事情，对付一个矿井来说，如果要能清楚矿井瓦斯的赋存纪律，没有大量的瓦斯含量测点是不可的，所以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、采区分别及接替顺序，矿井主要生产系统及设备、回采与掘进工艺。矿井通风方法，通风系统，重点进行采区通风系统设计，盘算出矿井各个事情所在的本章指导及要求：提出矿井开拓方法或利用已有的矿井开拓方法，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要领，重点要进行采区通风设计，盘算矿井用风所在的供风量和风排瓦斯量。新建矿井应结合矿井开端设计，交待清楚矿井开拓方法、采区分别、采区接替顺序、首采事情面采煤要领、掘进方法及通风方法等根本内容；改(扩)建矿井应结合目前情况交待清楚改(扩)建方案；生产矿井可结合矿井现状交接清楚以上根本内容；具体设计可以参考《宁静工程专业本科结业设计指导书—矿井通风设计偏向》第三章矿井瓦斯赋存及抽采须要性和可行性论证3.1煤层瓦斯根本参数对付瓦斯抽放来说，煤层瓦斯根本参数包罗：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、瓦斯含量漫衍梯度、煤层透气性系数、抽放钻孔影响半径、百米钻孔瓦斯流量及其衰减系数等。对付以上参数简直定，凭据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》第5.2.2条划定：新建矿井瓦斯抽放工程设计应以批准的精查地质陈诉为依据，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，对付新建矿井，瓦斯根本参数可以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解；对付改（扩）建矿井及生产矿井，瓦斯根本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元质量煤中所含的瓦斯体积(换算为尺度状态)，单元是m3/t或mL/g。煤层瓦斯含量也可用单元质量纯煤(去掉煤中水分和灰分)的瓦斯体积表现，单元是m3/t.r。取得煤层的瓦斯含量可以通过如下几种途径：⑴地勘解吸法该要领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要领。测定步调如下：①采样：用普通岩芯管接纳煤芯(煤样)，当煤芯(煤样)提升至地表之后选取300～400g立即装入密封罐中，在采样历程中，注意记载开始提芯、煤芯提至地表和装罐前在空气中袒露的时间。②瓦斯解吸速率测定：接纳瓦斯解吸仪现场解吸瓦斯，并记载瓦斯解吸量和时间的干系。③损失瓦斯含量盘算：通过大量地勘钻孔采样试验测定，煤样在最初袒露的一段时间内，累计解吸瓦斯量与煤样解吸时间的平根成正比，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间，min，；——提钻时间，min；——解吸测定前在地面暴漏时间，min；——煤样瓦斯解吸测定时间，min；——瓦斯解吸速率，；由上式可知，在解吸量测定前，煤样在暴漏时间为时的瓦斯解吸量为：由此，可知在时间t时解吸量为：；将差别解吸时间下测得数据按下式换算成尺度状态下的体积Voi：(2)图1瓦斯损失量推算图式中V0i－－换算成尺度状态下的解吸瓦斯体积，ml；图1瓦斯损失量推算图Vi――差别时间解吸瓦斯测定值，ml；Po――大气压力，Pa；hw――量管内水柱高度，mm；Ps――hw下饱和水蒸汽压力，Pa；tw――量管内水温，℃。差别时间t下测得的Voi值所对应的解吸时间为t0+t；将测点[，Voi]绘在图1中，将直线延长与纵坐标轴相交，截距即为瓦斯损失量。④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。⑤求算煤样的瓦斯含量：X=(V0+V1+V2)/G0(3)式中Vo--换算成尺度状态下的煤样在井下测得的瓦斯解吸总量，ml；V1--换算成尺度状态下的煤样取样历程损失瓦斯量，ml；V2--换算成尺度状态下的煤样残存瓦斯量，ml；G0--煤样可燃质重量，g；X--煤样瓦斯含量，ml/g.r。⑵井下解吸法该要领是在地勘解吸法原理底子上革新、生长形成的。测定时，先打煤层钻孔收罗煤屑（本煤层）或穿层钻孔收罗煤芯（邻近层），然后测定收罗的煤样在空气介质中的瓦斯解吸纪律，并据此推算钻屑或煤芯在收罗历程中试样的漏失瓦斯量，最后凭据漏失瓦斯量、解吸瓦斯量、残存瓦斯量和煤样重量盘算煤层原始瓦斯含量。⑶间接法该要领的理论底子是单分子层吸附模型的朗格缪尔方程，它确定煤层瓦斯含量的方法与步调为：①实测煤层瓦斯压力；②实验测定煤样无水干燥条件下的瓦斯吸附常数；③用朗格缪尔方程盘算无水干燥基煤的瓦斯含量，并通过水分、灰分、温度、压力等校正得到原煤瓦斯含量。盘算公式如下：(4)式中X——纯煤（煤中可燃质）的瓦斯含量，m3/t·r；P——煤层瓦斯压力，MPa；a——吸附常数，试验温度下煤的极限吸附量，m3/t；b——吸附常数，MPa-1；ts——试验室作吸附试验的温度，℃；t——井下煤体温度，℃；Mad——煤中水分含量，%；——煤中灰分含量，%；n——系数，；K——煤的孔隙容积，m3/m3；k——甲烷的压缩系数。2.1.2煤层透气性系数煤层透气性系数是煤层瓦斯流动难易水平的标记，是煤层对付瓦斯流动的阻力，通常用透气性系数表现。透气性系数越大，瓦斯在煤层中流动越容易，透气性系数在我国普遍用地单元m2/MPa2·d。其物理意义是1m长的煤体，当压力平方差是1MPa2时，通过1m2的煤层断面，每日流过的瓦斯立方米数。1m2/MPa2·d相当于0.025毫达西。煤层透气性系数测定以中国矿大法周世宁院士提出的径向不稳定流动法较为轻便，应用也最多。2.1.3钻孔瓦斯流量和流量衰减系数钻孔自然初始瓦斯涌出强度和钻孔自然瓦斯流量衰减系数α是表征钻孔自然瓦斯涌出特征的参数。和α值要通过测定差别时间的钻孔自然瓦斯涌出量并按下式回归阐发求得的，具体测定要领为：选择新鲜袒露煤壁，沿煤层打一个孔径50～89mm，长30～40m的钻孔，封孔后定期丈量钻孔自然瓦斯流量，凭据差别自排时间下的钻孔自然瓦斯流量测定命组（ti,）,按公式回归阐发求出和α。3.2矿井瓦斯储量凭据《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计范例》第3.0.1条划定，矿井瓦斯储量应为矿井可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和。可按下式盘算：(5)式中—矿井瓦斯储量，Mm3；—可采煤层的瓦斯储量，Mm3；(6)Ali—矿井可采煤层i的地质储量，MtX1i—矿井可采煤层i的瓦斯含量，m3/t；—受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量，Mm3；(7)A2i—受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层的地质储量，Mt；X2i—受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层的瓦斯含量，m3/t；W3—受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量，Mm3，实测或按下式盘算：(8)K—围岩瓦斯储量系数，一般取K＝0.05~0.20。3.3矿井可抽瓦斯量及可抽期2.3.1矿井可抽瓦斯量矿井可抽瓦斯量是指矿井瓦斯储量中在当前技能水平下能被抽出来的最大瓦斯量。其概算法是：可抽瓦斯量=瓦斯储量×抽放率(9)由于瓦斯储量可由式(5)盘算，因此，要得到一个矿井的可抽瓦斯量，要害是要确定瓦斯抽放率。3.3.2瓦斯抽放率凭据《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计范例》第3.0.3条划定：设计瓦斯抽放率，可凭据煤层瓦斯抽放难易水平、瓦斯涌出情况、接纳的抽放瓦斯要领等因素综合确定；也可参照邻近生产矿井或条件类似矿井的数值选取。抽放率指标应切合现行的《矿井瓦斯抽放治理范例》的有关划定。凭据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》第8.6.3条划定：瓦斯抽出率：——预抽煤层瓦斯的矿井：矿井抽出率应不小于20%，回采事情面抽出率应不小于25%；——邻近层卸压瓦斯抽放的矿井：矿井抽出率应不小于35%，回采事情面抽出率应不小于45%；——接纳综合抽放要领的矿井：矿井抽出率应不小于30%；——煤与瓦斯突出矿井：预抽煤层瓦斯后，突出煤层的瓦斯含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下。对付设计来说，瓦斯抽放率简直定应切合以上尺度的要求，也可以参照《AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采根本指标》第4.2条进行选取。⑴矿井（或采区）瓦斯抽放率的测定与盘算：在瓦斯抽采站的抽采主管上安装瓦斯计量装置，测定矿井每天的瓦斯抽采量。矿井瓦斯抽采量包罗井田范畴内地面钻井抽采、井下抽采（含移动抽采）的瓦斯量。每月底按式（10）盘算矿井月平均瓦斯抽采率。（10）式中—矿井月平均瓦斯抽采率，%；—矿井月平均瓦斯抽采量，m3/min；—矿井月平均风排瓦斯量，m3/min⑵事情面瓦斯抽放率的测定与盘算：事情面回采期间，在事情面瓦斯抽采干管上安装瓦斯计量装置，每周测定事情面瓦斯抽采量（含移动抽采）。每月底按式（11）盘算事情面月平均瓦斯抽采率。（11）式中—事情面月平均瓦斯抽采率，%；—回采期间，事情面月平均瓦斯抽采量，m3/min；—事情面月平均风排瓦斯量，m3/min2.3.3可抽期凭据《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计范例》第3.0.4条及《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》第5.3.5都划定：矿井或水平的抽放年限应与其抽放瓦斯区域的开采年限相适应。瓦斯赋存部分指导及要求：⑴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影响半径等瓦斯抽放根本参数；收集这些参数是应注意收集参数测试的位置：包罗煤层编号、标高、巷道名称。这些参数的准确收集是论文写作的底子，特别是煤层瓦斯含量一定除了要收集地勘瓦斯含量，还要收集生产时期测试的瓦斯含量。⑵应凭据收集的煤层瓦斯含量做出矿井瓦斯含量漫衍等值线图，固然也可以凭据瓦斯压力的漫衍纪律接纳间接法盘算煤层瓦斯含量的要领。做出矿井煤层瓦斯含量漫衍等值线图后凭据煤层厚度、井田面积盘算出全矿井的瓦斯储量；对付生产矿井和改(扩)建矿井盘算瓦斯储量时可假定矿井煤层全部未开采来盘算储量。⑶盘算可抽瓦斯量时要害要确定瓦斯抽放率，对付生产矿井的瓦斯抽放率可以凭据实测数据盘算出矿井、事情面及邻近层的瓦斯抽放率；对付新建矿井，应凭据抽放要领公道确定抽放率。⑷凭据可抽瓦斯量和可抽期，概算出矿井瓦斯抽放泵的纯瓦斯抽放量，作为设备选型的底子数据。⑸可抽期可取矿井设计办事年限。⑹本章设计完成应绘出所设计矿井的瓦斯含量等值线图（1：2000）。3.4矿井瓦斯涌出量预测对付改（扩）建矿井及生产矿井，矿井瓦斯涌出量可以实测；对付新建矿井，矿井瓦斯涌出量要进行预测，预测依据《AQ1018-2006矿井瓦斯涌出量预测要领》。3.5瓦斯抽放的须要性论证抽放瓦斯的须要性论证应对矿井、回采事情面及掘进事情面分别进行抽放瓦斯须要性阐发。3.5.1划定凭据《煤矿宁静规程》第145条及《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》第4.1.1~4.1.3条划定：有下列情况之一的矿井，必须创建地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统：⑴1个采煤事情面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进事情面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风要领解决瓦斯问题不公道的。⑵矿井绝对瓦斯涌出量到达以下条件的：①大于或即是40m3/min；②年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min；③年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3/min；④年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3/min；⑤年产量小于或即是0.4Mt的矿井，大于15m3/min。⑶开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。3.5.2通风处置惩罚瓦斯量审定当一个矿井、采区或事情面的绝对瓦斯涌出量大于通风所能允许的瓦斯涌出量时，就要抽放瓦斯，即：（12）式中q—矿井（采区或事情面）的瓦斯涌出量，m3/min；qf—通风所能负担的最大瓦斯涌出量，m3/min；v—通风巷道（或事情面）允许的最大风速，m/s；S—通风巷道（或事情面）断面积，m2；C—《煤矿宁静规程》允许的风骚中的瓦斯浓度，%；K—瓦斯涌出不均衡系数，取值为1.2~1.7。3.6瓦斯抽放的可行性开采层瓦斯抽放的可行性是指在原始透气性条件下进行预抽的可能性，一般来说，其权衡指标有两个：一为煤层的透气性系数λ；二为钻孔瓦斯流量衰减系数α，按λ和α判定开采层瓦斯抽放可行性的尺度，如表1所示。表1煤层瓦斯抽放难易水平分类表抽放难易水平（α）(d-1)煤层透气性系数（λ）(m2/MPa2.d)容易抽放<0.003>10可以抽放0.003～0.050.1～10较难抽放>0.05<0.1抽采可行性及须要性论证部分指导及要求：⑴对付瓦斯抽放须要性，可以凭据《煤矿宁静规程》及《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》进行确定。但为了包管设计的事情量，要求对所有类型的矿井都要进行瓦斯涌出量预测，即：如果一个矿井是瓦斯突出矿井，凭据条件，不管瓦斯涌出量是不是超出风排瓦斯量的最大限值都必须创建瓦斯抽放系统，但仍然要对矿井进行瓦斯涌出量预测。预测的目的是为了了解随着矿井开采的推进瓦斯涌出的变革情况。⑵依据《AQ1018-2006矿井瓦斯涌出量预测要领》，对付新建矿井，应预测出矿井开采前、中、后期的采面、掘进头、采区及全矿井的瓦斯涌出量；对付生产矿井和改(扩)建矿井，应结合矿井未来的开拓开采摆设，以现在为起点预测前、中、后期的采面、掘进头、采区及全矿井的瓦斯涌出量。⑶瓦斯涌出量预测的结果，也是进行瓦斯抽放量设计时选取抽放量的一个重要指标。如：对一个采煤事情面，预测出了它的瓦斯涌出量，凭据采面设计资料知道了采面进风断面、进风风速有划定，则其风排瓦斯最大值就确定了，那样瓦斯抽放系统必须要把预测涌出量和最大风排瓦斯量之间差值的那部分瓦斯抽放出去。⑷对付抽放须要性论证，只要求收集参数，论证未卸压时本煤层瓦斯抽放可行性。第四章瓦斯抽放要领选取4.1划定凭据《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计范例》第4.1.1条划定：选择抽放瓦斯要领，应凭据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道摆设、瓦斯底子参数、瓦斯利用要求等因素经技能经济比力确定。并应切合下列要求：a)尽可能利用开采巷道抽放瓦斯，须要时可设专用抽放瓦斯巷道；b)适应煤层的赋存条件及开采技能条件；c)有利于提高瓦斯抽放率；d)抽放效果好，抽放的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求；e)尽量接纳综合抽放；f)抽放瓦斯工程系统简朴，有利于维护和宁静生产，建立投资省，抽放本钱低。凭据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》第7.1.2条划定：按矿井瓦斯来源实施开采煤层瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和围岩瓦斯抽放；第7.1.3条划定：多瓦斯来源的矿井，应接纳综合瓦斯抽放要领。瓦斯抽放系统选择还应注意以下问题：⑴分期建立、分期投产的矿井，抽放瓦斯工程可一次设计，分期建立、分期投抽。⑵抽放瓦斯站的建立方法，应经技能经济比力确定。一般情况下，宜接纳会合建站方法。当有下列情况之一时，可接纳疏散建站方法：——分区开拓或分期建立的大型矿井，会合建站技能经济不公道。——矿井抽放瓦斯量较大且瓦斯利用点疏散。——一套抽放瓦斯系统难以满足要求。4.2矿井瓦斯来源阐发矿井瓦斯来源是确定抽放要领的主要依据，因此，应尽量详细地做好以下丈量事情：――必须测定出掘进、采煤与采空区的瓦斯涌出量分别占全矿井瓦斯涌出量的比例；――必须准确地判断出采区事情面的瓦斯主要来自本煤层照旧邻近层。一般把回采事情面老顶初次冒落前的平均瓦斯涌出量认为是本煤层的瓦斯涌出量，而将老顶初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量认为是邻近层的瓦斯涌出量。4.3抽放要领选择凭据上面创建的抽放瓦斯的须要性指标和可行性指标，依据规程、范例的划定论述接纳矿井会合抽放瓦斯系统或地面钻孔抽放瓦斯系统，照旧接纳井下移动式抽放瓦斯系统。瓦斯抽放要领及各要领的抽放率详见《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》附录B。在此需要强调的是，对付突出煤层要考虑区域性防突步伐的抽采设计，具体参照《防治煤与瓦斯突出划定》执行。4.3.1本煤层瓦斯抽放要领未卸压煤层进行预抽，煤层瓦斯抽放的难易水平可分别为三类。——煤层透气性较好，容易抽放的煤层，宜接纳本层预抽要领，可接纳顺层或穿层布孔方法。——煤层透气性较差，接纳分层开采的厚煤层，可利用先采分层的卸压作用抽放未采分层的瓦斯。——单一低透气性高瓦斯煤层，可选用加密钻孔、交织钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔控制预裂爆破等要领强化抽放。煤与瓦斯突出危险严重煤层，应选择穿层网格布孔方法。——煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可接纳边掘边抽或先抽后掘的抽放要领。4.3.2邻近层瓦斯抽放要领。——通常接纳从开采层回风巷(或回风副巷)向邻近层打垂直或斜交穿层钻孔抽放瓦斯的要领。——当邻近层瓦斯涌出量大时，可接纳顶(底)板瓦斯巷道(高抽巷)抽放。——当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时，可在事情面回风侧沿开采层顶板摆设迎面水平长钻孔(高位钻孔)抽放上邻近层瓦斯。4.3.3采空区瓦斯抽放要领。——老采空区应选用全关闭式抽放要领。——现采空区可凭据煤层赋存条件和巷道摆设情况，接纳顶(底)板钻孔法，有煤柱及无煤柱垂直及斜交钻孔法，插(埋)管法等抽放要领，并应接纳步伐，提高抽放瓦斯浓度。——开采容易自燃或自燃煤层的采空区，必须经常检测抽放管路中C0浓度和睦体温度等有关参数的变革。发明有自然生机征兆时，必须接纳防备煤自燃的步伐。4.3.4其它情况。――煤与瓦斯突出矿井开采掩护层时，必须同时抽放被掩护煤层的瓦斯。――埋藏浅、瓦斯含量高的厚煤层或煤层群，有条件时，可接纳地面钻孔预抽开采层瓦斯、抽放卸压邻近层瓦斯或抽放采空区瓦斯的要领。――对矿井瓦斯涌出来源多、漫衍范畴广、煤层赋存条件庞大的矿井，应接纳多种抽放要领相结合的综合抽放要领。4.4钻孔及钻场摆设4.4.1钻场及钻孔摆设凭据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》第7.4条，钻场钻孔摆设应凭据以下要求：——钻场的摆设应免受采动影响，避开地质结构带，便于维护，利于封孔，包管抽放效果；——尽量利用现有的开拓、准备和回采巷道摆设钻场；——对开采层未卸压抽放，除按钻孔抽放半径确定公道的孔间距外，应尽量增大钻孔的见煤长度；——邻近层卸压抽放，应将钻孔打在采煤事情面顶板冒落后所形成的裂隙带内，并避开冒落带；——强化抽放布孔方法除考虑应取得好的抽放效果外，还应考虑步伐施工方便；——边采边抽钻孔的偏向应与开采推进偏向相迎，制止采动首先破坏孔口或钻场；——钻孔偏向应尽可能正交或斜交煤层层理；——穿层钻孔终孔位置，应在穿过煤层顶(底)板0.5m处。凭据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》第8.6.4条，预抽煤层瓦斯的钻孔量：——当接纳顺层孔抽放时，钻孔量见表2；——当接纳穿层钻孔抽放时，钻孔见煤点的间距可参照下列数据：容易抽放煤层15-20m；可以抽放煤层10-15m；较难抽放煤层8-l0m。表2吨煤钻孔量表单元：m/t煤层类别薄煤层中厚煤层厚煤层容易抽放0.050.030.01可以抽放0.05~0.10.03~0.050.01~0.03较难抽放>0.1>0.05>0.034.4.2抽放设计⑴本层瓦斯抽放钻孔参数：包罗采面和掘进面。⑴邻近层瓦斯抽放钻孔参数。⑶采空区瓦斯抽放摆设原则和参数。4.5封孔要领4.5.1封孔质料钻孔封孔设计应满足密封性能好、操纵便捷、封孔速度快、造价低的要求。封孔要领的选择应凭据抽放要领及孔口所处煤(岩)层位、岩性、结构等因素综合确定，因地制宜地选用新要领、新工艺，并应切合下列要求：a)岩壁钻孔；宜接纳封孔器封孔。b)煤壁钻孔，宜接纳充填质料进行压风封孔。封孔质料应凭据具体条件优先选用膨胀水泥、聚氨脂等新型质料。在钻孔所处围岩条件较好的情况下，可选用水泥砂浆或其它封孔质料。4.5.2封孔长度封孔长度应凭据钻孔孔口段煤(岩)性质、裂隙发育水平及孔口负压等因素确定，并应切合下列要求：⑴孔口段围岩条件好、结构简朴、孔口负压中等时，封孔长度可取2m~3m；⑵孔口段围岩裂隙较发育、或孔口负压很高时，封孔长度可取4m~6m；⑶在煤壁开孔的钻孔，封孔长度可取5m~8m；⑷接纳聚氨酯外的其他质料封孔时，封孔段长度与封孔深度相等；⑸接纳聚氨酯封孔时，封孔参数见表3。表3聚氨酯封孔参数封孔质料钻孔条件封孔段长度（m）钻孔深度（m）聚氨酯孔口段较完整0.83~5孔口段较破碎1.04~6当接纳地面钻孔抽放瓦斯时，抽放结束后应全孔封孔。本章指导及要求：⑴凭据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道摆设、瓦斯底子参数等因素经技能经济比力确定瓦斯抽放要领。⑵应做出瓦斯来源阐发，对付新建矿井可以凭据瓦斯涌出量预测数值；对付生产矿井可以实测，也可以凭据预测值。⑶确定抽放要领后，对采面、掘进面、采空区进行抽放钻孔摆设方法设计，钻孔数量简直定及抽放方法应满足抽放率的要求⑷绘制出采面、掘进面、采空区抽放钻孔摆设平面图和剖面图。第五章瓦斯抽放管路系统及设备选型5.1抽放管路选型及阻力盘算5.1.1划定凭据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》，对瓦斯抽放管路有如下要求：第5.4.1条：抽放管路系统应凭据井下巷道的摆设、抽放所在的漫衍、瓦斯利用的要求以及矿井的生长筹划等因素确定，制止或淘汰主干管路系统的频繁窜改，确保管道运输、安装和维护方便，并应切合下列要求：——抽放管路通过的巷道曲线段少、距离短，管路安装应平直，转弯时角度不应大于50°；——抽放管路系统宜沿回风巷道或矿车不经常通过的巷道摆设；若设于主要运输巷内，在人行道侧其架设高度不应小于1.8m，并牢固在巷道壁上，与巷道壁的距离应满足查验要求；抽放瓦斯管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m；——当抽放设备或管路产生妨碍时，管路内的瓦斯不得流入采掘事情面及机电硐室内；——尽可能制止摆设在车辆通行频繁的主干道旁；——管径要统一，变径时必须设过渡节。第5.4.2条：抽放瓦斯管路的管径应按最大流量分段盘算，并与抽放设备能力相适应，抽放管路按宁静流速为5~15m/s和最大通过流量来盘算管径，抽放系统管材的备用量可取10％。第5.4.3条：当接纳专用钻孔敷设抽放管路时，专用钻孔直径应比管道外形尺寸大100mm；当沿竖井敷设抽放管路时，应将管道牢固在罐道梁上或专用管架上。第5.4.4条：抽放管路总阻力包罗摩擦阻力和局部阻力；摩擦阻力可用低负压瓦斯管路阻力公式盘算；局部阻力可用估算法盘算，一般取摩擦阻力的10％~20％。第5.4.5条：地面管路摆设：——不得将抽放管路和自来水管、暖气管、下水道管、动力电缆、照明电缆及通讯电缆等敷设在同一条地沟内；——主干管应与都会及矿区的生长筹划和修建摆设相结合；——抽放管道与地上、下建(构)筑物及设施的间距，应切合《产业企业总平面设计范例》的有关划定；——瓦斯管道不得从地下穿过衡宇或其它建(构)筑物，一般情况下也不得穿过其它管网，当必须穿过其它管网时，应按有关划定接纳步伐。5.1.2盘算要领⑴瓦斯抽放管径选择选择瓦斯管径，可按下式盘算：（13）式中D—瓦斯管内径，m；Q—管内瓦斯流量，m3/min；V—瓦斯在管路中的经济流速，m/s，一般取V＝10~15m/s。⑵管路摩擦阻力盘算关于抽采系统管路阻力盘算请参照《GB50471-2008煤矿瓦斯抽采工程设计范例》进行具体设计，以下内容为《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》中内容，供参考。盘算直管摩擦阻力，可按下式盘算：（14）式中H—阻力损失，Pa；L—直管长度，m；Q—瓦斯流量，m3/h；D——管道内径，cm；k0——系数，见表4；D——混淆瓦斯对空气的相对密度，见表5。表4差别管径的系数K0值通称管径(mm)152025224050K0值0.460.470.480.490.500.52通称管径(mm)7080100125150>150K0值0.550.570.620.670.700.71⑶管道局部阻力盘算局部阻力可用估算法盘算，一般取摩擦阻力的10%~20%。管路系统长，网络庞大或主管管径较小者，可按上限取值，反之则按下限取值。表5在0℃及105Pa气压时的值瓦斯浓度%0123456789010.9960.9910.9870.9820.9780.9730.9690.9640.960100.9550.9510.9470.9420.9380.9330.9290.9240.9200.915200.9110.9060.9020.8980.8930.8890.8840.8800.8750.871300.8660.8620.8570.8530.8480.8440.8400.8350.8310.826400.8220.8170.8130.8080.8040.7990.7950.7910.7860.782500.7770.7730.7680.7640.7590.7550.7500.7460.7420.737600.7330.7280.7240.7190.7150.7100.7060.7010.6970.693700.6880.6840.6790.6750.6700.6660.6610.6570.6520.648800.6440.6390.6350.6300.6260.6210.6170.6120.6080.603900.5990.5950.5900.5860.5810.5770.5720.5680.5630.5591000.554—————————5.2瓦斯抽放泵选型5.2.1划定凭据《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放范例》，对瓦斯抽放设备有如下要求：5.5.1条：矿井抽放瓦斯设备的能力，应满足矿井抽放瓦斯期间或在抽放瓦斯设备办事年限内所到达的开采范畴的最大抽放量和最大抽放阻力的要求，且应有不小于15％的富饶能力。矿井抽放系统的总阻力，必须按管网最大阻力盘算，抽放瓦斯系统应不出现正压状态。5.2.2选型原则凭据以上划定，瓦斯泵选型原则为：⑴瓦斯泵的流量必须满足矿井抽放期间预计最大瓦斯抽出量的需求；⑵瓦斯泵的负压能克服管路系统的最大阻力；⑶具有良好的真空度；⑷抽放设备配备电机必须防爆。5.2.3盘算要领⑴瓦斯泵流量盘算抽放瓦斯泵流量必须满足抽放系统办事年限之内最大抽放量的需要。（15）式中—抽放瓦斯泵的额定流量，m3/min；—矿井瓦斯最大抽放总量（纯量），m3/min；x—矿井抽放瓦斯浓度，％；η—瓦斯抽放泵的机器效率，一般取0.8；K—备用系数，K=1.2。⑵瓦斯泵压力盘算瓦斯抽放泵的压力是克服瓦斯从井下抽放孔口起，经抽放管路到抽放泵，再到释放点所产生的全部阻力损失。（16）式中H—瓦斯抽放压力，Pa；—井下负压段管路全部阻力损失，Pa；—井上正压段管路全部阻力损失，Pa；K—压力备用系数，取K=1.2；—井下负压段管路摩擦阻力损失，Pa；—井下负压段管路局部阻力损失，Pa；—井下抽放钻场或钻孔孔口必须造成的负压，Pa；凭据经验，对付非卸压煤层可取≥13kPa；对付卸压煤层可取≥6.7kPa；对付采空区瓦斯抽放，孔口负压不可太高，以免引起采空区煤的自燃；—井上正压段管路摩擦阻力损失，Pa；—井上正压段管路局部阻力损失，Pa；—用户在瓦斯出口所需的正压，，Pa；—井上、下管路最大总摩擦阻力损失，Pa；—井上、下管路最大总局部阻力损失，Pa。⑶瓦斯抽放泵真空度盘算（17）式中——瓦斯抽放泵的真空度，%；—瓦斯抽放泵提供的最大负压，Pa，其值可通过式（17）进行盘算。5.2.4瓦斯泵类型目前海内使用的瓦斯泵类型主要有：⑴离心式鼓风机；⑵回转式鼓风机(包罗罗茨鼓风机、叶式鼓风机、滑板式压气机等)；⑶水环真空压缩机；⑷往复式压气机(只用于地面正压输送瓦斯)。表6各种瓦斯泵的特点及适用条件类型优点缺点适用条件离心式鼓风机1运转可靠,不易出妨碍,2运行平稳,供气均匀,便于维修,调养,使用寿命长;3流量大,最大可达1200m3/min。1事情效率低,两台并联运转,性能较差;2相同的功率,流量,压力与回转式鼓风机相比,本钱高1.5~2倍。1适用于瓦斯流量大(800~1200m3/min),负压要求高(4000~50000Pa)的抽放瓦斯矿井;2可作为正压鼓风输往用户,同时又可作为负压抽出瓦斯。回转式鼓风机1流量不受阻力变革的明显影响,靠近一个常数;2运行稳定,供气均匀,效率高,便于调养;3相同功率,流量和压力的瓦斯泵本钱只是离心泵的70~80%1查验工艺庞大,机器加工要求较高;2运转中噪音大;3压力高时,漏气大,磨损较严重;4转子外貌易粘尘土,需定期清洗1因压力改变时流量稳定,故适用于用户要求流量稳定的工艺历程;2适用于瓦斯流量大(1~600m3/min),负压高(20000~90000Pa)的抽放瓦斯矿井;3空气冷却的鼓风机适用于缺水的地方水环式真空压缩机1真空度高,且可正压输出;2事情水不停带走气体压送时产生的热量,泵题不会升温发;,当抽出瓦斯浓度到达爆炸界限时,也没有爆炸危险;3结构简朴,运转可靠,平稳,供气均匀;4将负压抽出和正压输出合二为一,一般不需另设正压输出设备需要提供事情水1单机瓦斯抽出量由1.8~450m3/min,适用范畴广,煤层透气性低,管路阻力大,需要高负压抽放的矿井;2适用于负压抽出瓦斯;3适用于瓦斯浓度经常变革的矿井,特别适用于浓度变革较大的邻近层抽放矿井往复式压气机1最大特点是加压能力大,最大出口压力可达800kPa;2流量只与转数成正比,而与压力无直接干系1机器体积大,重量大,占地多,造价高;2供气不均匀,有打击震动和脉动;3有曲柄,联杆装置,不能直接与电动机连接,转速低;4活塞与气缸经常摩擦,磨损快1适用于输出流量不大(50m3/min以下),但需要高压(400~600kPa),输送瓦斯的矿井;2只用于正压输送瓦斯,不能作为负压抽出瓦斯用5.3帮助设备抽放管路隶属装置及设施安装应切合以下要求：——主管、分管、支管及其与钻场连接处应装设瓦斯计量装置；——抽放钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处及沿管路适当距离(间距一般为200m～300m，最大不凌驾500m)应设置放水器；——在抽放管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置；——抽放管路分岔处应设置控制阀门，阀门规格应与安装所在的管径相匹配；——地面主管上的阀门应设置在地表下用不燃性质料砌成，不透水的视察井内，其间距为500m～1000m。――抽放管路应保持一定的坡度，一般不小于1％。――在倾斜巷道中，管路应设防滑卡，其间距可凭据巷道坡度确定，对28○以下的斜巷，间距一般取15m-20m。――抽放管路应有良好的气密性及接纳防腐化、防砸坏、防带电及防冻等步伐。――通往井下的抽放管路应接纳防雷步伐。――抽放瓦斯管路必须进行防腐处置惩罚，外部涂赤色以示区别。本章指导及要求：⑴对付各个抽放泵，从抽放钻孔开始，概算出抽放支管、干管的瓦斯抽放量，给出抽放量分派表；⑵盘算抽放系统各个管路的直径，并对管路进行选型，给出抽放管路选型表。⑶按要求，盘算出各个抽放泵的抽放阻力，凭据抽放量、抽放阻力、真空度对抽放泵选型。瓦斯抽放泵一般应为地面牢固式，井下移动式一般不发起选取。⑷对付帮助设备，选择符合的型号，并说明系统中安装位置。⑸作出全矿井的抽放系统摆设平面图（1：2000）。⑹作出抽放泵站设备摆设图（1：200）。第六章经济概算6.1体例依据1、接纳《煤炭建立地面修建、井巷工程综合预算定额指标》及其有关划定盘算。2、安装工程接纳《煤炭产业机电安装工程概算指标》。3、设备及主要质料代价：设备接纳最新代价、《煤炭产业常用设备代价汇编》及《工程建立全国机电设备汇编》，质料选用矿井所在地本地实际代价。6.2用度概算范畴要求概算出所设计的矿井抽放系统硬件设备（包罗抽放泵、抽放管路及帮助设备）及钻孔施工的总造价。本章指导及要求：对抽放系统硬件设备查阅概算要领进行简朴概算，给出概算步调。第七章宁静技能步伐7.1抽放系统及井下移动抽放瓦斯泵站宁静步伐应凭据实际情况制定出如下宁静步伐：1)抽放钻场、钻孔施工防治瓦斯步伐。2)管路防腐化、防漏气、防砸坏、电气防爆、防静电、防带电、防底鼓步伐。3)立井(立眼)、斜井(斜巷)管路防滑步伐。4)地面管路防冻步伐。井下移动抽放瓦斯泵站，应遵从以下要求：――井下移动抽放瓦斯泵站应安装在抽放瓦斯所在四周的新鲜风骚中。抽出的瓦斯必须引排到地面、总回风道或分区回风道；已建永久抽放系统的矿井，移动泵站抽出的瓦斯可直接送至矿井抽放系统的管道内，但必须使矿井抽放系统的瓦斯浓度切合《煤矿宁静规程》第一百四十八条划定。――移动泵站抽出的瓦斯排至回风道时，在抽放管路出口处必须接纳宁静步伐，设置橱栏、悬挂警戒牌。栅栏设置的位置，上风侧为管路出口外推5m，上下风侧栅栏间距不小于35m。两栅栏间禁止人员通行和任何作业。移动抽放泵站排到巷道内的瓦斯，其浓度必须在30m以内被混淆到《煤矿宁静规程》允许的限度以内。栅栏处必须设警戒牌和瓦斯监测装置，巷道内瓦斯浓度超限报警时，应断电、停止抽放瓦斯、进行处置惩罚。监测传感器的位置设在栅栏外1m以内。两栅栏间禁止人员通行和任何作业。――井下移动瓦斯抽放泵站必须实行“三专”供电，即专用变压器、专用开关、专用线路。7.2地面抽放瓦斯站宁静步伐抽放瓦斯站宁静步伐，应遵从以下要求：――在一个抽放站内，抽放瓦斯泵及隶属设备只有一套事情时，应备用一套；两套或两套以上事情时，其备用量可按事情数量的60%计。钻机备用量按事情台数的60%计；――抽放站位置应设在不受洪涝威胁且工程地质条件可靠地带，应避开滑坡、溶洞、断层破碎带及塌陷区等；宜设在回风井产业园地内，站房距井口和主要修建物及居住区不得小于50m；――站房及站房周围20m范畴内禁止有明火；——站房应建在靠近公路和有水源的地方；——站房应考虑进出管敷设方便：有利瓦斯输送，并尽可能留有扩能的余地；――抽放站修建必须接纳不燃性质料，耐火品级为二级；——站房周围必须设置栅栏或围墙；――站房四周管道应设