瓦斯抽采达标评判细则

瓦斯抽采达标评判细则前言为在煤炭开采中贯彻执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的方针，加强瓦斯抽采技术管理，保证瓦斯抽采工程的安全，提高瓦斯抽采效果，严格瓦斯抽采达标管理，防止瓦斯事故，保护环境，制定本标准。本标准以国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局2011年颁布的《煤矿安全规程》、国家安全生产监督管理总局2006-11-02颁布的AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》和《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》为依据，在充分考虑煤矿瓦斯抽采工艺技术特点和目前我国煤矿瓦斯抽采现状的基础上编制而成。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录I、附录J为规范性附录。1范围本标准规定了建立抽采瓦斯系统的条件及工程设计要求、瓦斯抽采方法、瓦斯抽采管理及职责、瓦斯利用、瓦斯抽采系统的报废程序，以及瓦斯抽采基础参数的测算方法、各类瓦斯抽采方法的抽采率、瓦斯抽采监控系统监测参数的指标和瓦斯抽采工程设计有关计算方法及施工要求。规范性引用文件GB50187-1993《工业企业总平面图设计规范》GB50215-2005《煤炭工业矿井设计规范》AQ1026-2006《煤矿瓦斯抽采基本指标》AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》《煤矿安全规程》（2011年版）》《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1瓦斯抽采gasdrainage采用专用设备和管路把煤层、岩层和采空区中的瓦斯抽出或排出的措施。3.2未卸压抽采瓦斯gasdrainagewithoutpressurerelief抽采未受采动影响和未经人为松动卸压煤（岩）层的瓦斯，亦称为预抽。3.3卸压抽采瓦斯gasdrainagewithpressurerelief抽采受采动影响和经人为松动卸压煤（岩）层的瓦斯。3.4本煤层抽采瓦斯gasdrainagefromextractingseam抽采开采煤层的瓦斯。3.5邻近层抽采瓦斯gasdrainagefromadjacentseam抽采受开采层采动影响的上、下煤邻近层（可采煤层、不可采煤层、煤线、岩层）的瓦斯。3.6采空区抽采瓦斯gasdrainagefromthegob抽采现采工作面采空区和老采空区的瓦斯。前者称现采空区（半封闭式）抽采，后者称老采空区（全封闭式）抽采。3.7围岩瓦斯抽采gasdrainagefromsurroundingsrock抽采开采层围岩内的瓦斯。3.8地面瓦斯抽采gasdrainageonsurface在地面向煤（岩）层打钻孔抽采瓦斯。3.9综合抽采瓦斯combinedgasdrainage在一个矿井或工作面同时采用两种或两种以上方法进行抽采瓦斯。3.10强化抽采forcedgasdrainage针对一些透气性低、采用常规的预抽方式难以凑效的煤层而采取的特殊抽采方式。3.11预抽gasdrainagefromvirgincoalseam在煤层未受采动以前进行的瓦斯抽采。3.12瓦斯储量gasreserves煤田开采过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤层和岩层中赋存瓦斯的总量。3.13瓦斯抽采量（纯瓦斯量）gasdrainagevolume抽出混合气体中的瓦斯量。3.14可抽瓦斯量drainablegasquantity瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。3.15煤层透气性系数gaspermeabilitycoefficientofcoalseam表征煤层对瓦斯流动的阻力，反映瓦斯沿煤层流动难易程度的系数。3.16钻孔瓦斯流量衰减系数dampingfactorofgasflow-rateperhole表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。3.17瓦斯抽采率gasdrainageefficiency矿井、采区或工作面等的瓦斯抽采量占其抽排瓦斯总量的百分比。3.18边采边抽gasdrainagewhileextracting在煤层开采过程中抽采受采动影响的煤（岩）体内的卸压瓦斯。3.19边掘边抽gasdrainagewhiledriving掘进巷道的同时，抽采巷道围岩内的瓦斯。3.20穿层钻孔crossinghole在岩石巷道或煤层巷道内向相邻煤岩层施工的钻孔。3.21顺层钻孔holedrilledalongseam在煤层巷道内，沿煤层布置的钻孔。3.22封孔器holepacker瓦斯抽采或煤层注水钻孔的密封装置。3.23放水器drainagedevice用于储存和放出抽采管路中积水的专用装置。3.24防回火装置flamearrestor在抽采瓦斯管网中，阻止火焰蔓延的安全装置。3.25水封防爆箱explosive-proofbox在抽采瓦斯管网中，用水隔爆的一种水箱式安全装置。4建立抽采瓦斯系统的范围规定4.1必须建立地面永久、井下移动式瓦斯抽采系统的范围规定4.1.1凡符合以下几条之一的矿井，必须建立地面永久瓦斯抽采系统或井下移动式瓦斯抽采系统。4.1.2高瓦斯矿井、突出矿井都必须建立地面永久抽采系统。4.1.3矿井的单个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3／min或单个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3／min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。4.1.4矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的:------大于或等于40m3／min；------年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3／min；------年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3／min；------年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3／min；------年产量等于或小于0.4Mt，大于15m3／min。4.2建立地面永久瓦斯抽采系统的范围规定4.2.1凡符合4.1条条件，并同时具备下列两个条件的矿井，应建立地面永久瓦斯抽采系统。------瓦斯抽采系统的瓦斯抽采量可稳定在2m3／min以上；------瓦斯资源可靠、储量丰富，预计瓦斯抽采服务年限在五年以上。5地面永久瓦斯抽采系统5.1地面永久瓦斯抽采系统工程设计内容5.1.1矿井概况：煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及通风状况；5.1.2瓦斯基础数据：瓦斯等级鉴定、矿井瓦斯涌出量、煤层瓦斯压力、含量、矿井瓦斯储量及可抽采量、煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及其衰减系数；5.1.3抽采方法：钻孔（巷道）布置与抽采工艺参数；5.1.4抽采设备：抽采泵、管路系统、监测及安全装置；5.1.5泵站建筑：泵房、供电系统、电控设备、供水系统及软化水装置、采暖、避雷系统；5.1.6瓦斯利用：利用方式和利用量、资金概算；5.1.7技术经济指标：投资概算及工期；5.1.8设计文件：设计说明书、设备与器材清册、资金概算、相关图纸。5.2瓦斯抽采系统工程设计的一般规定5.2.1瓦斯抽采系统工程设计应体现安全第一、技术先进和经济合理原则，因地制宜采用新技术、新工艺、新设备、新材料。5.2.2矿井瓦斯抽采系统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。5.2.3瓦斯抽采系统工程设计应与矿井开采设计同步进行，合理安排掘进、抽采、回采三者间的超前和接替关系，保证有足够的工程施工及抽采时间。5.3矿井瓦斯储量、可抽瓦斯量、瓦斯抽采率、年抽采量及抽采年限5.3.1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5.3.2矿井可抽瓦斯量是指矿井瓦斯储量中的在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。5.3.3设计瓦斯抽采率，可根据煤层瓦斯抽采方法、瓦斯来源等因素综合确定；也可参照邻近生产矿井或条件类似矿井的数值选取。5.3.3.1突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t、瓦斯压力降到0.74MPa以下。----煤巷掘进工作面必须控制到巷道轮廓线外15m以上及工作面前方20m以上。----采煤工作面必须控制到工作面前方20m以上。----瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足表5.1规定，瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面前方20m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应满足表5.2规定。矿井瓦斯抽采率应满足表5.3规定。表5.1采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标工作面绝对瓦斯涌出量Q(m3／min)工作面抽采率(%)备注5≤Q<10≥2010≤Q<20≥3020≤Q<40≥4040≤Q<70≥5070≤Q<100≥60100≤Q≥70表5.2采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标工作面日产量（t）可解吸瓦斯量（m3／t）备注≤1000≤81000～2500≤72000～4000≤64000～6000≤5.56000～8000≤58000～10000≤4.5>10000≤4表5.3矿井瓦斯抽采率应达到的指标绝对瓦斯涌出量Q（m3／min）抽采率（%）备注Q<202520≤Q<403540≤Q<804080≤Q<16045160≤Q<30050300≤Q<50055500≤Q605.3.4矿井设计年瓦斯抽采量或矿井设计年瓦斯抽采规模按附录A.3计算。5.3.5矿井或水平的抽采年限应与其抽采瓦斯区域的开采年限相适应。5.4抽采管路系统5.4.1抽采管路系统应根据井下巷道的布置、抽采地点的分布、瓦斯利用的要求以及矿井的发展规划等因素确定，避免或减少主干管路系统的频繁改动，确保管道运输和安装维护的方便，应符合下列要求：5.4.1.1抽采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°。5.4.1.2抽采管路系统应布置在回风巷道或矿车不经常通过的巷道内，瓦斯抽采管件的外缘距巷道壁不小于0.1m。5.4.1.3抽采管路系统设于主要运输巷道内时，在人行道侧必须架设护栏，并与巷道壁固定，与巷道壁的距离应满足检修要求，高度不应小于1.8m，瓦斯抽采管件的外缘距巷道壁不小于0.1m。5.4.1.4当抽采设备或管路发生故障时，管路内的瓦斯不得外泄流入布置机电设备的巷道和采掘工作面。5.4.1.5管径要统一，变径时必须设过渡节。5.4.2瓦斯抽采管路的管径应按最大流量分段计算（见附录D.1.2），并与抽采设备能力相适应，抽采管路按经济流速为10～15m/s和最大通过流量计算管径，抽采系统管材的备用量可取10%。5.4.3敷设抽采管路时，抽放管应避开淋水带并在规定高度吊挂，严禁管道通过积水区；当沿倾角大于20度的巷道敷设抽采管路时，应将管道固定在管道梁上或专用管架上。5.4.4抽采管路总阻力包括摩擦阻力和局部阻力。5.4.4.1摩擦阻力可用低压瓦斯管路阻力公式计算；5.4.4.2局部阻力可用估算法计算，一般取摩擦阻力的10～20%。用估算法计算局部阻力时，管路系统长、网络复杂或主管管径小者，可按上限取值，反之则按下限取值。5.4.4.3计算直管摩擦阻力按附录D.1.2计算。5.4.5地面管路布置5.4.5.1尽可能避免布置在车辆通行频繁的主干道旁。5.4.5.2不得将抽采管路和动力电缆、照明电缆及通讯电缆等敷设在同一条地沟内。5.4.5.3主干管布置应与周边及矿区的发展规划和建筑相结合。5.4.5.4抽采管道与地上和地下建（构）筑物及设施的间距，应符合《工业企业总平面图设计规范》的有关规定。5.4.5.5瓦斯管道不得从地下穿过房屋或其他建（构）筑物，一般情况下也不得穿过其他管网，当必须穿过其他管网时，应按有关规定采取措施。5.4.6抽采管路附属装置及设施5.4.6.1主管、分管、支管及其与钻场连接处应装设瓦斯计量装置。5.4.6.2抽采钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处及沿管路在适当距离应设置放水器（其间距一般为200m～300m,最大不超过500m）。5.4.6.3在抽采管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置。5.4.6.4抽采管路分岔处应设置控制阀门，阀门规格应与安装地点的管径相匹配。5.4.6.5地面主管上的阀门应设置在地表下的观察井内，观察井用不燃性材料砌成并要不透水，其间距为500m～1000m。5.4.7当阻燃抗静电新材料的阻燃性和抗静电性参数能够达到井下使用有关规定时，可选用阻燃抗静电新材料的瓦斯抽采管，但井下抽采管路禁止采用玻璃钢管（已经安装的要逐渐淘汰更换）。5.4.8在倾斜巷道中，管路应设防滑卡，其间距可根据巷道坡度确定，对28°以下的斜巷，间距一般取15m～20m。5.4.9抽采管路应有良好的气密性并要采取防腐蚀、防砸坏、防带电及防冻等措施。通往井下的抽采管路应采取防雷措施。矿井上、下敷设的瓦斯管路，不得与带电物体接触。5.5抽采设备及抽放站5.5.1矿井瓦斯抽采设备宜选用湿式（水环式真空泵）抽采泵。抽采泵的能力，应满足矿井瓦斯抽采期间或在瓦斯抽采设备服务年限内所达到的开采范围的最大抽采量和最大抽采阻力的要求，且应有不小于15%的富裕能力。矿井抽采系统的总阻力，必须按管网最大阻力计算，瓦斯抽采系统应不出现正压状态。5.5.2在抽采站内，瓦斯抽采泵及附属设备只有一套工作时，必须备用一套；两套或两套以上工作时，必须至少备用一套。5.5.3抽采站位置5.5.3.1设在工程地质条件可靠地带不受洪涝威胁，避开滑坡、溶洞、断层破碎带及塌陷区等。5.5.3.2宜设在回风井工业场地内，站房距井口和主要建筑物及居住区不得小于50m。5.5.3.3应建在靠近公路和有水源的地方。5.5.3.4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。5.5.3.5站房内及站房周围20m范围内禁止有明火。5.5.4抽采站建筑5.5.4.1必须采用不燃性材料，耐火等级为二级。5.5.4.2周围必须设置栅栏或围墙。5.5.5站房附近管道应设置放水器及防爆、防回火装置，设置放空管及压力、流量、浓度测量装置，并应设置采样孔、阀门等附属装置。配气管设在抽采泵的入口侧，放空管设置在抽采泵的出口侧，管径应大于或等于抽采泵的进、出口直径，放空管的管口要高出抽采泵的建筑房顶3m以上。5.5.6抽采泵房内电气设备、照明和其他电气、检测仪表均应采用矿用防爆型。5.5.7抽采站应有双回供电线路。5.5.8抽采站应具有防雷电、防火灾、防洪涝、防冻等设施。5.5.9干式瓦斯抽采泵吸气侧管路系统必须装设防回火、防回气、防爆炸的安全装置和配空气管路。站房必须有直通矿和通风调度室的电话。抽采泵运转时，必须对抽采泵水流量、水温度、泵轴温度等进行监测、监控。抽采站应有供水系统。站房设备冷却水一般采用闭路循环，给水管路及水池容积均应考虑消防水量。污水应设置地沟进行排放。抽采站采暖与通风应符合现行的《煤炭工业矿井设计规范》的有关规定。废水、噪声和对空排放瓦斯不得超过工业卫生规定指标，抽采站场地应搞好绿化。5.6瓦斯抽采参数的监测、监控5.6.1地面永久瓦斯抽采系统必须建立瓦斯抽采参数监控系统。5.6.2矿井瓦斯抽采系统必须监测抽采管道中的瓦斯浓度、流量、压力、温度和一氧化碳等参数，抽采量的计算采用大气压101.325kPa、温度20℃时标准状态下的数值。同时监测抽采泵站内泄漏瓦斯浓度等。当出现瓦斯抽采浓度过低、一氧化碳超限、抽采泵站内有瓦斯泄漏等情况时，应能报警并使抽采泵主电源断电。5.6.3抽采站内应配置专用检测瓦斯抽采参数的仪器、仪表及监测监控系统。5.6.4利用瓦斯时，瓦斯浓度不得低于30%，且在利用瓦斯的系统中必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。不利用瓦斯、采用干式抽采瓦斯设备时，抽采瓦斯浓度不得低于25％。5.6.5抽采容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时，必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度等有关参数的变化，发现有自然发火征兆时，应立即采取措施。6井下移动式瓦斯抽采系统6.1矿井井下需采取低负压大流量瓦斯抽放时选用井下移动式瓦斯抽采系统。6.2建立井下移动式瓦斯抽采系统时，由企业技术负责人负责组织编制设计和安全技术措施。井下移动式瓦斯抽采工程设计可按地面永久瓦斯抽采工程设计的相关内容进行。6.3井下移动瓦斯抽采泵站应安装在瓦斯抽采地点附近的新鲜风流中。抽出的瓦斯必须引排到地面、总回风道或分区回风道。6.3.1已建永久抽采系统的矿井，移动泵站抽出的瓦斯可直接送至永久抽采系统的管道内。并符合下列要求：----符合5.4.1.4和5.5.1条规定。----利用瓦斯时，瓦斯浓度不得低于30%。----不利用瓦斯或采用干式抽采瓦斯设备时，抽采瓦斯浓度不得低于25％。----由企业技术负责人组织制定地面永久系统和井下移动泵站串联运行的专项安全措施。6.4移动泵站抽出的瓦斯排至回风道时，在抽采管路出口处必须采取安全措施，包括设置栅栏和悬挂警戒牌及安装瓦斯监测装置。6.4.1栅栏设置的位置，上风侧为管路出口外推5m，下风侧为管路出口外推30m，上下风侧栅栏间距不小于35m。6.4.2两栅栏间禁止人员通行和任何作业。6.4.3移动抽采泵站排到巷道内的瓦斯，其浓度必须在30m以内被混合到《煤矿安全规程》允许的限度以内。6.4.4栅栏处必须设置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、停止瓦斯抽采、进行处理。6.4.5瓦斯监测传感器的位置设在栅栏外1m以内。6.5井下移动瓦斯抽采泵站必须使用专用线路、专用变压器、专用开关，实行“三专”供电。7瓦斯抽采方法7.1一般规定7.1.1建立瓦斯抽采系统的矿井必须执行先抽后采或边采边抽的原则。7.1.2按矿井瓦斯来源实施开采煤层、采空区和围岩瓦斯抽采方法。7.2瓦斯抽采方法选择7.2.1矿井瓦斯抽采方法要根据矿井瓦斯来源、煤层地质和开采技术条件以及瓦斯基础参数来确定。本煤层钻孔抽采与采空区抽采宜分别建立单独系统进行抽采。无单独抽放系统时必须严格控制采空区抽放的抽放负压。防止抽出大量空气。7.2.1.1本煤层钻孔抽采----掘前预抽、边掘边抽。----工作面预抽。----边采边抽。7.2.1.2采空区抽采?----老空区抽采。----现采空区抽采。7.2.2开采层瓦斯抽采方法7.2.2.1未卸压煤层进行预抽,煤层瓦斯抽采的难易程度可划分为三类,见附录A.8表A.1。7.2.2.2本矿井煤层透气性较好、可以抽采的煤层，采用本层预抽方法进行抽放，采用顺层布孔方式进行。7.2.2.3采煤工作面上隅角瓦斯可利用高位钻孔或埋管抽放的方式进行。使用井下移动式抽放泵，低负压大流量抽放。7.2.2.4厚度较大的煤层，可选用加密钻孔、交叉钻孔等方法强化抽采。煤与瓦斯突出危险严重煤层，应选择顺层网格布孔方式。7.2.2.5煤巷掘进瓦斯涌出量较大煤层，可采用先抽后掘或边掘边抽的抽采方法。7.2.3邻近层瓦斯抽采方法本矿临近层煤层较薄且不稳定，在缓倾斜煤层中属不可采煤层。本矿不作回采要求，但K1煤层回采后临近层瓦斯仍将涌入采空区。为利用瓦斯，必须要时对采空区瓦斯进行抽放。7.2.4采空区瓦斯抽采方法7.2.4.1老采空区应选用全封闭式抽采方法。抽采前必须对采空区进行全封闭。保证采空区不漏风。7.2.4.2现采空区（上隅角）可根据煤层赋存条件和巷道布置情况，采用顶板钻孔法，有煤柱及无煤柱垂直及斜交钻孔法，插（埋）管法等抽采方法，并应采取措施，提高瓦斯抽采浓度。7.2.4.3开采容易自燃或自燃煤层的采空区，必须经常检测抽采管路中CO浓度和气体温度等有关参数的变化。发现有自燃发火征兆时，必须采取防止煤自燃的措施。7.3专用瓦斯抽采巷道的要求7.3.1回采工作面较长时，抽放钻孔无法打到设计深度，为解决工作面瓦斯抽放问题，在工作面中部设置一条中巷，由中巷向上、下布置抽放钻孔。保证抽放钻孔达到设计深度。专用瓦斯抽采巷道的位置应布置应能达到良好的抽采效果。7.3.2专用瓦斯抽采巷道断面应满足施工期间通风、行人要求，符合《煤矿安全规程》有关规定。7.3.3采煤工作面抽放钻孔施工在巷道掘进时同步进行，每3米向上和向下施工一个抽放钻孔，钻孔浓度必须满足设计要求。形成进、回风巷交叉钻孔抽放，施工钻孔时，钻孔方位可向工作面偏10度，以保证钻孔的有效抽放时间，尽可能的抽出采煤工作面受采动压力影响的卸压瓦斯，保证有足够的抽采时间，有较大的抽采范围。7.3.4专用于敷设抽采管路、布置钻场、钻孔的专用瓦斯抽采巷道采用矿井全压通风时，巷道风速不得低于0.5m/s。7.4钻场钻孔布置7.4.1钻场的布置应免受采动影响，避开地质构造带，便于维护，利于封孔，保证抽采效果。尽量利用现有的开拓、准备和回采巷道布置钻场。7.4.2对开采层未卸压抽采，除按钻孔抽采半径确定合理的孔间距外，应尽量增大钻孔的见煤长度。7.4.3高位钻孔进行卸压抽采，应将钻孔打在采煤工作面顶板冒落后所形成的裂隙带内，并避开冒落带。7.4.4强化抽采布孔方式在编制施工措施时，必须考虑取得好的抽采效果施工时应保证质量。7.4.5边采边抽钻孔的方向应与开采推进方向相迎，避免采动首先破坏孔口或钻场。7.4.6钻孔方向应尽可能正交或斜交煤层层理。7.5封孔7.5.1封孔方法的选择应根据抽采方法及孔口所处煤(岩)层位、岩性、构造等因素综合确定，因地制宜地选用新方法、新工艺。7.5.2煤壁钻孔，宜采用封孔器封孔。封孔器械应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快的要求。7.5.3封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨酯等新型材料。在钻孔所处围岩条件较好的情况下，亦可选用水泥砂浆或其他封孔材料。7.5.4封孔长度参数见表7.1----孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压中等时，封孔长度可取2～3m；----孔口段围岩裂隙较发育或孔口负压高时，封孔长度可取4～6m；----在煤壁开孔的钻孔，封孔长度可取8～10m；表7.1聚氨酯封孔参数封孔材料钻孔条件封孔段长度（m）封孔深度（m）聚氨酯岩孔孔口段较完整0.82～3孔口段较破碎1.04～6煤孔8～107.5.5钻孔封孔质量检查标准----预抽瓦斯钻孔抽采过程中孔口瓦斯浓度不应小于40%；----当钻孔封孔质量达不到上述标准时，应加大封孔段长度。8瓦斯抽采管理8.1矿井瓦斯抽采工作职责8.1.1矿井瓦斯抽采工作由矿技术负责人负责，应定期检查、平衡瓦斯抽采工作。8.1.2负责组织编制、审批、实施、检查瓦斯抽采工作长远规划、年度计划和安全技术措施，保证瓦斯抽采工作的正常衔接，做到“掘、抽、采”平衡。行政正、副职负责落实和检查所分管范围内的有关瓦斯抽采工作。8.1.3各职能部门负责人对本职范围内的瓦斯抽采工作负责。瓦斯抽采所需要的费用、材料和设备等，必须列入企业财务、供应计划和生产计划。8.1.4配备专业技术人员，负责瓦斯抽采日常管理，总结分析瓦斯抽采效果，研究和改进抽采技术，组织新技术推广等。8.2矿井瓦斯抽采规定8.2.1建立专门的瓦斯抽采机构和队伍,配备分管防突及瓦斯抽采副职1名。8.2.2抽采队负责打钻、管路安装回收等工程的施工和瓦斯抽采参数测定等工作。8.3瓦斯抽采工作制度----瓦斯抽采岗位责任制。----瓦斯抽采钻孔钻场检查管理制度。----瓦斯抽采工程质量验收制度。8.4矿井瓦斯抽采必须具有的图纸和技术资料8.4.1图纸----瓦斯抽采系统图；----泵站平面与管网（包括阀门、安全装备、检测仪表、放水器等）布置图；----抽采钻场及钻孔布置图；----泵站供电系统图。8.4.2记录----抽采工程和钻孔施工记录（见附录F.1、F.2、F.3）；----抽采参数测定记录（见附录F.4）；----泵房值班记录（见附录F.5）。8.4.3报表----抽采工程年、季、月报表（见附录G.1）；----抽采量年、季、月、旬报表（见附录G.2）；----抽采预测预报报表（见附录G.3）。8.4.4台帐----抽采设备管理台帐（见附录H.1）；----抽采工程管理台帐（见附录H.2）；----瓦斯抽采系统和抽采参数、抽采量管理台帐（见附录H.3、H.4）。8.4.5报告----矿井和采区抽采工程设计文件及竣工报告（见附录I.1）；----瓦斯抽采总结与分析（见附录I.2）。8.5瓦斯抽采参数的监测见5.6条规定。8.6抽采瓦斯管理8.6.1“多打孔、严封闭、综合抽”是加强瓦斯抽采工作的方向。瓦斯抽采矿井应增加瓦斯抽采钻孔量，提高瓦斯管路敷设质量、严密封孔采用综合抽采方法，以提高抽采效果。8.6.2永久抽采系统的正常工作时间不低于95%，移动泵站不小于60%。8.6.3瓦斯抽采率----预抽煤层瓦斯的矿井：矿井抽采率应不小于20%，回采工作面抽采率应不小于25%；----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。瓦斯含量小于8m3/t。8.6.4预抽煤层瓦斯的钻孔量----当采用顺层孔抽采时，钻孔量见表8.1；表8.1吨煤钻孔量表煤层类别薄煤层中厚煤层厚煤层容易抽采0.050.030.01可以抽采0.05～0.10.03～0.050.01～0.03较难抽采>0.1>0.05>0.038.7瓦斯抽采工程施工质量要求8.7.1严格瓦斯抽采工程施工质量，所有瓦斯抽采工程都必须按质量标准进行施工、验收，不符合设计标准的一律严禁使用。8.8瓦斯抽采管路要求8.8.1抽采工作面瓦斯管路，要依据预计的抽采量选择。----当抽采混合量小于40m3/min时，选用Φ100mm以上管路。----当抽采混合量在40-100m3/min时，选用Φ300mm以上管路。----当抽采混合量大于100m3/min时，选用Φ410mm以上管路。8.8.2瓦斯抽采管路必须进行防腐处理，外部涂颜色以示区别。8.8.3凡是新安装的瓦斯抽采管路，都要进行漏气试验。----抽采管内瓦斯浓度不得超过3%。----采煤工作面抽采管路负压不得低于1300Pa。----预抽瓦斯管路负压不得低于1300Pa。----安装管路的漏气率不得超过每千米3m3/min。8.8.4瓦斯抽采管路应敷设在专用回风巷和尾巷内，其经过的路线严禁行车、供电。特殊情况下（如处理上隅角瓦斯等）确需在行车、供电的巷道内敷设抽采管路时，要制定专门安全措施，报总矿长和总工程师批准。8.8.5瓦斯抽采管路要根据抽采管路设计及井下实际情况，安装和配备足够的、适用的管路放水器。8.8.６瓦斯抽采管材必须符合抗高温和抗静电及阻燃的要求。8.9瓦斯抽采量的计量器具要求8.9.1抽采钻孔必须安设孔板流量计（或其它计量装置）和气门，气门尺寸不得小于50mm。8.9.2瓦斯抽采量的计量器具必须采用符合国家标准的计量器具。8.9.3瓦斯抽采管路要根据抽采管路设计及井下实际情况，安装和配备足够的、适用的计量装置。8.10瓦斯抽采系统要求8.10.1瓦斯抽采系统的建设必须要有专门的设计。8.10.2改变瓦斯抽采矿井的主干系统或采用新的抽采方法时，矿要编制专门设计和措施，并上报矿长和总工程师批准。8.10.3矿井瓦斯抽采系统的新水平和新采区的管路延长，由矿专职部门提出措施，报矿矿长和总工程师批准。8.10.4抽采瓦斯的采区、工作面或掘进巷道的管路延长和拆除，由矿专职部门技术负责人批准。8.10.5新采区移交前，回采工作面投产前，必须完成抽采工程，具备瓦斯抽采条件。8.10.6矿井中个别瓦斯涌出量大的区域需建立局部瓦斯抽采系统时，矿编制设计和安全措施，报矿长和总工程师批准。8.10.7未完成预抽钻孔工程或未进行预抽瓦斯的工作面，不准投产。8.10.8凡进行瓦斯预抽的采掘工作面的本煤层抽采钻孔设计，必须经矿矿长和总工程师审批签字。8.10.9矿井要建立瓦斯抽采工程验收制度，建立抽采工程验收档案，并将验收情况汇总制表上报，通风队负责审查验收情况。8.10.10正常情况下，瓦斯抽采主干管路必须设计、敷设于回风巷道内，并采用铁、钢质材料瓦斯管或其它允许使用的管材，禁止使用玻钢管。9瓦斯利用9.1瓦斯利用要求9.1.1瓦斯是一种洁净的能源，必须开展瓦斯利用工作。变害为利、保护环境、以用促抽、以抽保用。9.2瓦斯利用论证、设计要求9.2.1矿井瓦斯利用须经具备相关资质的专业机构进行可行性论证。9.2.2进行瓦斯抽采论证和设计时，要同时对瓦斯利用（包括民用、发电、提纯、化工）等进行论证和设计。9.3瓦斯利用设计内容9.3.1瓦斯利用设计内容包括----确定瓦斯利用量和利用方式、储气装置及容积、输送气方式、输气管路系统、安全及检测装置、利用工艺，绘制瓦斯利用工程系统布置图。----编制设备材料清册、土建工程计划、资金概算、劳动组织及管理制度、安全技术措施、经济分析、采掘工作面瓦斯抽采方式、瓦斯管路等。10地面永久瓦斯抽采系统的报废10.1矿井永久瓦斯抽采系统报废程序10.1.1矿井永久瓦斯抽采系统报废，需由矿长和总工程师组织编制申请报告，经具有相关资质的专门机构论证和上级的批准。10.2矿井永久瓦斯抽采系统报废申请报告内容：10.2.1矿井瓦斯抽采系统报废原因。10.2.2矿井概况----煤层赋存条件----矿井保有储量----生产能力----巷道布置----采煤方法----通风状况10.2.3瓦斯基础资料----历年瓦斯抽采数据----瓦斯等级鉴定数据----主要煤层瓦斯含量等值线图----瓦斯涌出量等值线图----矿井瓦斯现有储量等瓦斯抽采基础参数测算A.1瓦斯压力的测定煤层瓦斯压力测定地点应选择在岩石坚硬致密、无断层、无裂隙的地点。钻孔测压时，打钻地点至煤层的垂直距离不得小于5m。测压孔的孔径以75mm为宜，钻孔要穿透煤层并打到顶板0.2～0.5m（厚煤层应钻入煤层3m以上），完钻后应及时封孔，封孔要严密，测压管接头不得漏气。根据突出矿井可采煤层底板巷道具体情况，在沿倾斜方向的采区，向可采煤层打钻测压。煤层瓦斯压力测定地点选择在采区大巷可采煤层底板的采区岩巷内布置钻孔。测定煤层瓦斯压力、钻孔自然瓦斯涌出量，同时钻孔取样测定煤层瓦斯含量、煤层突出危险性指标。A.2瓦斯含量测定与计算采用间接法测定煤层原始瓦斯含量，其计算方法如下：根据现场实测得到的煤层瓦斯压力，采用郎阁缪方程计算煤层瓦斯含量：……………（1）式中：——煤层瓦斯含量，m3/t；——吸附常数，试验温度下的极限吸附量，m3/t；——吸附常数，MPa-1；——煤层瓦斯压力，MPa；——煤的水分，%；——煤的灰分，%；——煤的孔隙体积，m3/m3；——瓦斯压缩系数。A.3矿井瓦斯储量计算瓦斯储量系指煤田开发过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤层赋存的瓦斯总量。本细则不作要求A.4矿井设计年瓦斯抽采量或矿井设计年瓦斯抽采规模计算矿井年设计抽采量Qa=Qd×N…………(6)式中：Qa---矿井年设计抽采量m3/a。Qd---矿井日设计抽采量m3/d。N---矿井年设计工作天数，取360天。A.5可抽瓦斯量概算在目前开采条件和技术水平能被抽出来的瓦斯量。W2=W1×n…………(7)式中：W2---可抽瓦斯量W1---瓦斯储量N---矿井瓦斯抽采率。A.6抽采率计算A.6.1矿井（或采区）抽放率：100Qkcηk=…………(8)Qkc+Qkf式中：ηk---矿井月平均瓦斯抽采率，%；Qkc---矿井月平均瓦斯抽采量，m3/min；Qkf---矿井月平均风排瓦斯量，m3/min。A.6.2工作面（开采层）瓦斯抽采率100Qmcηm=…………(9)Qmc+Qmf式中：ηm---工作面月平均瓦斯抽采率，%；Qmc---回采期间，工作面月平均瓦斯抽采量，m3/min；Qmf---工作面月平均风排瓦斯量，m3/min。A.7抽采量（标量）换算P1T标Q标=Q测--------……(10)P标T1式中：Q标---标准状态下的瓦斯抽采量，m3/min；Q测---测得的抽采瓦斯量，m3/min；P1---测定时管道内气体绝对压力，MPa；T1---测定时管道内气体绝对温度，K，T1=t+273…………(11)t---测定时管道内气体摄氏温度，℃。P标---标准绝对压力，101.325kPa；T标---标准绝对温度，（20+273）K。A.8钻孔瓦斯流量衰减系数钻孔瓦斯流量衰减系数的测定与计算方法，其计算公式如下：…………(12)式中：---百米钻孔经日排放时的瓦斯流量，m3/(min?100m)；…………(13)---百米钻孔成孔初始时的瓦斯流量，m3/(min?100m)；---钻孔涌出瓦斯经历时间，d；---钻孔瓦斯流量衰减系数，d-1。表A.1煤层抽采瓦斯难易程度分类表抽采难易程度指标钻孔瓦斯流量衰减系数α(d-1)百米钻孔瓦斯极限抽放量Qj(m3)煤层透气性系数λ(m2/MPa2·d)容易抽采＜0.003＞14400＞10可以抽采0.003～0.0514400～288010～0.1较难抽采＞0.05＜2880＜0.1瓦斯抽采方法类别及抽采率B.1抽采方法的分类按照抽采瓦斯来源分类，可分为：开采层（本煤层）瓦斯抽采和邻近层卸压瓦斯抽采两类。开采层（本煤层）瓦斯抽采又可分为开采层未卸压抽采和开采层卸压抽采两种方法。B.2抽采方法的应用原则B.2.1当井下采掘工作面的瓦斯来源主要来自开采层（本煤层），应选用开采层（本煤层）瓦斯抽采。B.2.2煤层群条件下首采煤层开采时，来自邻近层的瓦斯占很大比例威胁生产，应采用邻近层瓦斯抽采。B.2.3对于瓦斯含量大的煤层，在掘进时难以用加大风量稀释瓦斯，可对煤层进行大面积预抽或边掘边抽的方法加以解决。B.2.4对没有解放层而具有突出危险性的煤层进行采掘时，进行本煤层预抽，以释放瓦斯压力和降低煤层瓦斯含量。B.2.5为提高瓦斯抽采率，宜选用多种抽采方法相结合的综合抽采方式。B.3不同抽采方法的形式、适用条件、抽采率如表B.1：表B.1分类方法布置形式适用条件抽采效果抽采率%开采层瓦斯抽采未卸压抽采岩巷揭煤与煤巷掘进抽采1）由岩巷向煤层打穿层钻孔抽采2）由巷道工作面打超前钻孔抽采高瓦斯煤层或有突出危险煤层煤层瓦斯含量降到8m3/t以下且压力低于0.74MPa10-30采区（工作面）大面积抽采1）由开采层工作面运输巷、回风巷打上、下向顺层钻孔抽放或打交叉钻孔抽采2）由岩巷、石门，邻近层打穿层钻孔抽采，突出煤层瓦斯预抽可采用网格布孔3）地面钻孔抽采4）密封开采层巷道抽采突出危险性煤层、有预抽时间（3—6个月）的高瓦斯煤层10-3010-201010采动卸压抽采边掘边抽由巷道两侧或沿巷道向掘进巷道周围打钻孔抽采瓦斯涌出量大或有突出危险性的掘进巷道20-30边采边抽1）由运输巷、回风巷向工作面前方卸压区打钻孔抽采2）由岩巷向开采层上部和下部未采的分层打穿层孔或顺层孔抽采煤层透气性较小，预抽时间不充分的煤层10-2010-20人为卸压抽采松动爆破水力压裂1）由工作面运输巷或回风巷打顺层钻孔进行松动爆破2）本煤层钻孔注水压裂多使用于低透气性煤层预抽10-3010-30邻近煤层瓦斯抽采上邻近层1）由工作面尾巷向上邻近层打直径为Φ150-215mm，孔间距为30-50米的钻孔。（3#和8#煤）2）由工作面尾巷向上邻近层打高抽巷（3#和8#煤）3）在邻近层掘进专用瓦斯高抽巷（15#煤）瓦斯主要来源于邻近层的工作面30-6030-6060-90瓦斯抽采参数监控系统C.1用途连续监测抽采管路中的瓦斯浓度、流量、温度、压力等参数，连续监测瓦斯泵房内泄漏瓦斯浓度、抽采泵和电机的轴温等参数。可编制瓦斯抽采报表，由微机完成测量显示、打印等功能。当任一参数超限时，应发出声光报警信号，并按给定的程序停止或启动。C.2技术参数表C.1监测参数名称精度测试范围备注抽采量（通过压差换算）±2%与抽采系统能力相匹配抽采管路参数瓦斯浓度（0～50%）±2%0%～100%管道内负压±1%（0～0.1）MPa管道内正压±1%（0～0.1）MPa负压管道内温度±1%（0～100）℃正压管道内温度±1%（0～100）℃泵房内泄漏瓦斯浓度（环境瓦斯浓度）±1%0%～5%抽采泵参数抽采泵循环水流量±2%全范围抽采泵循环水温度±1%（0～100）℃抽采泵轴温度±1%（0～100）℃瓦斯抽采工程设计D.1瓦斯抽采管径选择D.1.1瓦斯管内抽出的最大混合量将抽出瓦斯的总量，按瓦斯混合的百分比浓度计算，瓦斯的混合量为抽出瓦斯总量÷设计瓦斯混合浓度。同时考虑管路的千米漏气量3m3/min，总漏气量为：管路总长度÷1000×3。总的瓦斯最大混合量Qk=瓦斯混合量+总漏气量…………(14)D.1.2瓦斯管直径计算D=0.1457(QK/V)1/2…………(15)式中：D—瓦斯管内径，m；Qk—瓦斯管中的最大混合量；V—瓦斯管中的混合气体平均流速,取15m/s。根据计算结果,可选择瓦斯管直径。D.1.3管路摩擦阻力计算瓦斯管路的阻力计算公式Hm=9.81Q2RL/KD5…………(16)式中：Hm—管路的摩檫阻力，Pa;L—管路长度,m;Q—瓦斯混合流量,m3/h;R—混合瓦斯气体的相对密度;K—系数;D—瓦斯管内径,cm。表D.1不同管径的系数K0值统称管径（mm）1520253240507080100125150150以上K0值0.460.470.480.490.500.520.550.570.620.670.700.71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，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。表D.2在0℃及105Pa气压时的γ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---------D.2瓦斯抽采泵容量的计算D.2.1瓦斯泵流量计算100QZ·KQ=———————………(17)X·η式中：Q---瓦斯泵的额定流量，m3/min；QZ---矿井瓦斯最大抽采总量（纯量），m3/min；X---瓦斯泵入口处的瓦斯浓度，%；η---瓦斯泵的机械效率，一般取η=0.8；K---瓦斯抽采的综合系数（备用系统），取K=1.2。D.2.2瓦斯泵压力计算：H=（H入+H出）·K=[（h入摩+h入局+h钻负）+（h出摩+h出局+h出正）]·K……(18)=（h摩+h局+h钻负+h出正）·K式中：H---瓦斯泵的压力，Pa；H入---井下负压段管路全部阻力损失，Pa；H出---井上正压段管路全部阻力损失，Pa；K---备用系数，取K=1.2；h入摩---井下负压段管路摩擦阻力损失，Pa；h入局---井下负压段管路局部阻力损失，Pa；h钻负---井下抽采钻场或钻孔孔口必须造成的负压，Pa；根据经验，对于非卸压煤层可取h钻负≥13kPa；对于卸压煤层可取h钻负≥6.7kPa；对于采空区瓦斯抽采，孔口负压不可太高，以免引起采空区煤的自燃；h出摩---井上正压段管路摩擦阻力损失，Pa；h出局---井上正压段管路局部阻力损失，Pa；h出正---用户在瓦斯出口所需的正压，Pa；h摩---井上、下管路最大总摩擦阻力损失，Pa；h局---井上、下管路最大总局部阻力损失，Pa。根据计算出来的流量和压力值，选择所需要的瓦斯泵。表F.1瓦斯抽采工程施工记录单位：矿工作面年月日项目工程标准工程量施工起止时间存在问题备注移动抽采泵站抽采管路计量装置掘进预抽钻孔邻近层抽采钻孔本煤层抽采钻孔备注审核：施工负责人：记录人：表F.2瓦斯抽采本煤层钻孔施工记录单位：矿工作面年月日钻孔编号施工时间煤层厚度(m)煤层倾角(0)计算角度(0)施工角度(0)钻孔深度(m)施工人验收人备注审核：施工负责人：记录人：表F.4瓦斯抽采参数测定记录单位：矿工作面年月日项目钻孔位置钻孔直径(mm)钻孔长度(m)封孔方式封孔深度(m)负压(mmHg)流量(mmH2O)浓度(%)混合量(m3/min)瓦斯量(m3/min)备注本煤层审核：技术员：记录人：表F.5瓦斯抽采泵站记录单位：矿工作面年月日观测时间正压(mmHg)负压(mmHg)流量(mmH2O)进气口浓度出气口浓度水池温度(℃)轴承温度(℃)汽水分离器水位水电闭锁情况高浓传感器低浓传感器备注审核：技术员：交班记录人：接班记录人：表G.1瓦斯抽采工程年度统计表单位：矿年月日工程类别施工地点计划工程量实际完成工程量一季度二季度三季度四季度年度一季度二季度三季度四季度年度审核:技术员:制表人:表G.2瓦斯抽采量年度统计表单位：矿年月日抽采类型工作面名称瓦斯抽采量一季度二季度三季度四季度123456789101112上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬上