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煤礦瓦斯抽放工程設計規范MT 5018一96
發布人:國家局    瀏覽:   發布時間: 2019-08-15   稿件來源:國家局

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中華人民共和國行業標準

礦井抽放瓦斯工程設計規范

Code for design of the gas drainage engineering of Coal mine

MT 5018一96

 

 

主編單位:煤炭工業部重慶設計研究院

批準部門:中華人民共和國煤炭工業部

施行日期:1997年1月1日

 

 

煤炭工業出版社

 

 

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關于發布《礦井抽放瓦斯工程設計規范》的通知

 

煤基字[1996]第263號

 

 

根據國家計委綜合〔1993]110號文的要求,由煤炭工業部重慶設計研究院編制的《礦井抽放瓦斯工程設計規范》,已經有關單位會審。現批準《礦井抽放瓦斯工程設計規范》MT5918—96為強制性行業標準,自1997年1月1日起施行。

本規范的管理和解釋由煤炭工業部負責。

 

中華人民共和國煤炭工業部

一九九六年六月十二日

 

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編制說明

本規范根據國家計委計綜合[1993]110號文的要求,由煤炭工業部重慶設計研究院編制而成。

本規范在編制過程中,編制組進行了廣泛深入的調查研究,總結了數十年來國內外礦井抽放瓦斯的實踐經驗,分析了我國有關抽放瓦斯技術政策的實施效果及存在的問題,結合我國國情,采用了抽放瓦斯的新技術、新工藝及新的科研成果,廣泛征求了設計、生產、科研及管理部門的意見,最后,由煤炭工業部組織審查定稿。

本規范共分七章,主要內容有:總則,一般規定,年抽放量及抽放年限,抽放方法,抽放管路系統及抽放設備,抽放站,安全與監控等。

本規范系初次制訂,各單位在執行過程中,請結合設計、生產實踐和科學研究,不斷總結經驗,積累資料。需要修改或補充之處,請將意見和有關資料寄交煤炭工業部重慶設計研究院,以便今后修改完善。

 

1996年1月

 

 

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1 總則……………………………………………………1

2一般規定…………………………………………………………………2

3年抽放量及抽放年限……………………………………………3

4抽放方法………………………………………………………………5

4.1一般規定………………………………5

4.2抽放方法與布孔方式………………………………………6

4.3封孔…………………………7

5抽放管路系統及抽放設備……………………………………9

6抽放站……………………………………………………………11

7安全與監控…………………………………13

附錄本規范用詞說明…………………………………………………14

附加說明………………………………………………………15

附條文說明……………………………………………………17

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1?

1.0.1為了進一步貫徹執行《煤礦安全規程》和《煤炭工業礦井設計規范》,保證工程安全,提高設計質量,特制訂本規范。

1.0.2本規范適用于新建、改()建及生產礦井的抽放瓦斯工程設計。

1.0.3抽放瓦斯工程設計,除應遵守本規范的規定外,尚應符合國家現行的有關標準和規范的要求。

2一般規定

2.0.1抽放瓦斯工程設計應體現安全第一、技術經濟合理原則,從我國國情出發;因地制宜地采用新技術、新工藝、新設備、新材料。

2.0.2新建礦井抽放瓦斯工程設計應以批準的精查地質報告為依據,并參照鄰近或條件類似生產礦井的瓦斯資料;改()建及生產礦井還應以生產地質情況和有關瓦斯資料為依據。

2.0.3礦井或采掘工作面瓦斯涌出量較大,采用通風方法解決瓦斯問題不合理時,應抽放瓦斯。建立抽放瓦斯系統應符合現行的《礦井瓦斯抽放管理規范》的有關規定。

2.0.4抽放瓦斯設計應與礦井開采設計緊密結合,合理安排掘進、抽放、回采三者間的超前與接替關系,保證有足夠的抽放時間,提高抽放效果。

2.0.5礦井抽放瓦斯站的建設方式,應經技術經濟比較確定。一般情況下,宜采用集中建站方式。當有下列情況之一時,可采用分散建站方式:

a)分區開拓或分期建設的大型礦井,集中建站技術經濟不合理。

b)礦井抽放瓦斯量較大且瓦斯利用點分散。

c)一套抽放瓦斯系統難以滿足要求。

2.0.6鉆機臺月效率,應根據鄰近礦井或同類型生產礦井的平均先進指標確定,并應符合現行的《礦井瓦斯抽放管理規范》的有關規定。?

2.0.7礦井抽放瓦斯工程設計,應與礦井開采設計同步進行。分期建設、分期投產的礦井,抽放瓦斯工程可一次設計,分期建設、分期投抽。

2.0.8抽放瓦斯工程設計應進行礦井瓦斯資源的利用評價

3年抽放量及抽放年限

3.0.1礦井瓦斯儲量應為礦井可采煤層的瓦斯儲量、受采動影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層及圍巖瓦斯儲量之和。可按下式計算:

??????????????????????(3.0.1—1)

式中????- 礦井瓦斯銷量,Mm3

——可采煤層的瓦斯儲量,Mm3

?????????????????????(3.0.1-2)

- 礦井可采煤層i的地質儲量,Mt

礦井可采煤層i的瓦斯含量,m3t

受采動影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層的瓦斯儲量,Mm3

??????????????????????(3.0.1-3)

受采動影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層的地質儲量,Mt

——受采動影響后能夠向開采空間排放的不可采煤層的瓦斯含量,m3t

-受采動影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲量,Mm3,實測或按下式計算:

????????????????????(3.0.1-4)

——圍巖瓦斯儲量系數,一般取K0.050.20

3.0.2礦井設計年抽放瓦斯量或礦井設計年抽放瓦斯規模按設計的日抽放瓦斯量乘以礦井設計年工作日數計算。其計算式為:

式中????礦井設計年抽放瓦斯量,Mm3a

礦井設計日抽放瓦斯量,Mm3d

礦井設計年工作日數,d

3.0.3設計瓦斯抽放率,可根據煤層瓦斯抽放難易程度、瓦斯涌出情況、采用的抽放瓦斯方法等因素綜合確定;也可參照鄰近生產礦井或條件類似礦井的數值選取。抽放率指標應符合現行的《礦井瓦斯抽放管理規范》的有關規定。

3.0.4礦井或水平的抽放年限應與其抽放瓦斯區域的開采年限相適應。

4抽放方法

4.1一般規定

4.1.1選擇抽放瓦斯方法,應根據煤層賦存條件、瓦斯來源、巷道布置、瓦斯基礎參數、瓦斯利用要求等因素經技術經濟比較確定。并應符合下列要求:

a)盡可能利用開采巷道抽放瓦斯,必要時可設專用抽放瓦斯巷道。

b)適應煤層的賦存條件及開采技術條件。

c)有利于提高瓦斯抽放率。

d)抽放效果好,抽放的瓦斯量和濃度盡可能滿足利用要求。

e)盡量采用綜合抽放。

f)抽放瓦斯工程系統簡單,有利于維護和安全生產,建設投資省,抽放成本低。

4.1.2專用抽放瓦斯巷道的位置、數量應能滿足選用的抽放方法的要求,達到良好的抽放效果。專用抽放瓦斯巷道的位置還應符合下列要求:

a)保證有必要的抽放時間,有較大的抽放范圍。

b)采用礦井全壓通風,巷道風速不得低于

抽放瓦斯難易程度分類?4.1.3

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鉆孔流量衰減系數

(d-1)

煤層運氣性系數

(m2/Mpa2.d)

容易抽放

0.003

10

可以抽放

0.0030.05

100.l

較難抽放

0.05

0.1

4.1.3對末卸壓的原始煤層,抽放瓦斯的難易程度可劃分為三類,見表4.1.3

4.2抽放方法與布孔方式

4.2.1開采層抽放瓦斯方法可按下列要求選擇

a)煤層透氣性較好,宜采用本層預抽方法,一般優先考慮沿層布孔方式;當突出危險性大時,可選擇穿層布孔方式。

b)透氣性較差,有一定傾角的分層開采煤層,宜采用邊采邊抽的卸壓抽放方法。

c)單一低透氣性高瓦斯煤層,可選用密集網格鉆孔、水力割縫、水力壓裂、松動爆破、深孔控制卸壓爆破、物理化學等方法強化抽放。

d)煤巷掘進瓦斯涌出量較大的煤層,可采用邊掘邊抽或先抽后掘的卸壓抽放方法。

4.2.2鄰近層抽放瓦斯方法可按下列要求選擇:

a)開采近距離煤層群,宜采用從工作面巷道向鄰近層打穿層鉆孔抽放瓦斯的方法。

b)層間距較大的傾斜、急傾斜煤層群,可采用從開采層頂()板巖石巷道打鉆孔抽放瓦斯的方法。

4.2.3埋藏淺、瓦斯含量高的厚煤層或煤層群,有條件時,可采用地面鉆孔抽放瓦斯的方法。

4.2.4采空區抽放瓦斯應符合下列要求:

a)老采空區應選用全封閉式抽放方法。

b)現采空區可根據煤層賦存條件和巷道布置情況,采用頂()板鉆孔法,有煤柱及無煤柱斜交鉆孔法,插管法等抽放方法,并應采取措施,提高抽放濃度。

c)對有煤層自燃傾向的采空區,必須采取預防煤層自燃的措施

4.2.5對礦井瓦斯涌出來源多、分布范圍廣、煤層透氣性差、煤層賦存條件復雜的礦井,應采用多種抽放方法相結合的綜合抽放方法。

4.2.6 鉆場鉆孔布置應符合以下要求:

a)鉆場的布置應免受采動影響,避開地質構造帶,便于維護,利于封孔,保證抽放效果。

b)盡量利用現有的開拓、準備和回采巷道布置鉆場。

c)對開采層未卸壓抽放,除按鉆孔抽放半徑確定合理的孔間距外,應盡量增大鉆孔的見煤長度。

d)鄰近層卸壓抽放,應將鉆孔打在采煤工作面所形成的裂隙帶內,并避開冒落帶。

e)強化抽放布孔方式應根據所采取的措施確定,除應取得好的抽放效果外,還應考慮施工方便。

f)采取邊采邊抽時,宜讓鉆孔方向與開采推進方向相迎,避免采動首先破壞孔口或鉆場。

g)鉆孔方向應盡可能正交或斜交煤層層理。

h)穿層鉆孔終孔位置,應在穿過煤層頂()0.5m處。

4.3?

4.3.1鉆孔封孔設計應滿足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、造價低的要求。

4.3.2封孔方法的選擇應根據抽放方法及孔口所處煤()層位、巖性、構造等因素綜合確定,因地制宜地選用新方法、新工藝,并應符合下列要求:

a)巖壁鉆孔,宜采用封孔器封孔。

b)煤壁鉆孔,宜采用充填材料進行壓風封孔。

4.3.3封孔材料應根據具體條件優先選用膨脹水泥、聚氨脂等新型材料。在鉆孔所處圍巖條件較好的情況下,可選用水泥砂漿或其它封孔材料。

4.3.4封孔長度應根據鉆孔孔口段煤()性質、裂隙發育程度及孔口負壓等因素確定,并應符合下列要求:

a)孔口段圍巖條件好、構造簡單、孔口負壓中等時,封孔長度可取35m

b)孔口段圍巖裂隙較發育、或孔口負壓很高時,封孔長度可取58m

c)對于在煤壁開孔的鉆孔,封孔長度可取810m

4.3.5當采用地面鉆孔抽放瓦斯時,抽放結束后應全孔封孔。

5抽放管路系統及抽放設備

5.0.1抽放管路系統,應根據井下巷道的布置、抽放地點的分布、瓦斯利用的要求以及礦井的發展規劃等因素確定,避免或減少主干管路系統的頻繁改動,并應符合下列要求:

a)抽放管路通過的巷道曲線段少、距離短。

b)抽放管路系統宜沿回風巷道或礦車不經常通過的巷道布置;若設于主要運輸巷內,在人行道側其架設高度不應小于1.8m,并固定在巷道壁上,與巷道壁的距離應滿足檢修要求;抽放瓦斯管件的外緣距巷道壁不宜小于0.1m

c)當抽放設備或管路發生故障時,管路內的瓦斯不得流入采掘工作面及機電硐室內。

d)管道運輸、安裝和維護方便。

5.0.2抽放瓦斯管路的管徑應按最大流量分段計算,并與抽放設備能力相適應。抽放系統管材的備用量可取10%。

5.0.3當采用專用鉆孔敷設抽放管路時,專用鉆孔直徑應比管道外形尺寸大100mm;當沿豎井敷設抽放管路時,應將管道固定在罐道梁上或專用管架上。

5.0.4抽放管路總阻力包括摩擦阻力和局部阻力;摩擦阻力可用低負壓瓦斯管路阻力公式計算;局部阻力可用估算法計算,一般取摩擦阻力的10%~20%。礦井抽放系統的總阻力,必須按管網最大阻力計算。

5.0.5礦井抽放瓦斯設備的能力,應滿足礦井抽放瓦斯期間或在抽放瓦斯設備服務年限內所達到的開采范圍的最大抽放量和最大抽放負壓的要求,且應有不小于15%的富裕能力。

5.0.6在一個抽放站內,抽放瓦斯泵及附屬設備只有套工作時,應備用一套;兩套或兩套以上工作時,其備用量可按工作數量的60%計。鉆機備用量按工作臺數的60%計。

5.0.7抽放管路應具有良好的氣密性、足夠的機械強度,并應滿足防凍、防腐蝕的要求。?

5.0.8地面管路布置還應符合下列要求:

a)盡可能避免布置在車輛通行頻繁的主干道旁;

b)不得將抽放管路和自來水管、暖氣管、下水道管動力電纜、照明電纜及通訊電纜等敷設在同一條地溝內。

c)主干管應與城市及礦區的發展規劃和建筑布置相結合。

d)抽放管道與地上、下建()筑物及設施的間距,應符合《工業企業總平面設計規范》的有關規定。

e)瓦斯管道不得從地下穿過房屋或其它建()筑物,一般情況下也不得穿過其它管網,當必須穿過其它管網時,應按有關規定采取措施。

5.0.9抽放管路應按下列要求設置附屬裝置及設施:

a)主管、分管、支管及其與鉆場連接處應裝設瓦斯計量裝置。

b)抽放鉆場、管路拐彎、低洼、溫度突變處及沿管路適當距離(間距一般為200m300m,最大不超過500m)應設置放水器。

c)在抽放管路的適當部位應設置除渣裝置和測壓裝置。

d)抽放管路分岔處應設置控制閥門,閥門規格應與安裝地點的管徑相匹配。

e)地面主管上的閥門應設置在地表下用不燃性材料砌成,不透水的觀察井內,其間距為500m1000m

5.0.10抽放管路應保持一定的坡度,一般不小于1‰

5.0.11當條件合適時,應盡量選用塑料管、玻璃鋼管、快速接頭等新材料、新設備。

6抽放站

6.0.1抽放站位置應符合下列要求:

a)設在不受洪澇威脅且工程地質條件可靠地帶,應避開滑坡、溶洞、斷層破碎帶及塌陷區等。

b)宜設在回風井工業場地內,站房距井口和主要建筑物及居住區不得小于50m

c)站房及站房周圍20m范圍內禁止有明火。

d)站房應建在靠近公路有水源的地方。

e)站房應考慮進出管敷設方便;有利瓦斯輸送,并盡可能留有擴能的余地。

6.0.2抽放站建筑應符合下列要求:

(1)站房建筑必須采用不燃性材料,耐火等級為二級。

b)站房周圍必須設堡柵欄或圍墻。

6.0.3站房附近管道應設置放水器及防爆、防回火、防回水裝置,設置放空管及壓力、流量、濃度測量裝置,并應設置采樣孔、閥門等附屬裝置。?

6.0.4泵房內電氣設備、照明和其它電氣、檢測儀表均應采用礦用防爆型。

6.0.5抽放站應有防雷電、防火災、防洪澇、防凍等設施。

6.0.5抽放站應有雙回供電線路。

6.0.7站房必須有直通礦井調度室的電話。

6.0.8抽放站應有供水系統。站房設備冷卻水一般采用閉路循環。給水管路及水池容積均應考慮消防水量。

污水應設置地溝排放。

6.0.9抽放站采暖與通風應符合現行的《煤炭工業礦井設計規范》的有關規定。

6.0.10廢水、噪聲和對空排放瓦斯不得超過工業衛生規定指標,否則,應有治理措施。

抽放站場地應搞好綠化。

6.0.11抽放站建筑用地應符合《煤炭工業工程項目建設用地指標》的有關規定。

7安全與監控

7.0.1在傾斜巷道中,管路應設防滑卡,其間距可根據巷道坡度確定,對28°以下的斜巷,間距一般取15m20m

7.0.2抽放管路應采取防腐蝕、防漏氣、防砸壞、防帶電等措施。

7.0.3通往井下的抽放管路應采取防雷措施。

7.0.4干式抽放瓦斯泵吸氣測管路系統必須裝設防回火、防回氣、防爆炸的安全裝置。

7.0.5礦井抽放瓦斯系統應裝設監控設備,監測抽放管道中的瓦斯濃度、流量、負壓、溫度和一氧化碳等參數,同時監測水位和抽放站內瓦斯泄漏等。當出現瓦斯濃度過低、瓦斯泄漏和一氧化碳超限等情況時,應能報警并對抽放泵主電源斷電。

7.0.5抽放站內應配置專用檢測各項參數的儀器儀表。

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附錄本規范用詞說明

一、為便于在執行本規范條文時區別對待,對要求嚴格程度不同的用詞說明如下:

1.表示很嚴格,非這樣做不可的:

正面詞采用必須

反面詞采用嚴禁

2.表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的:

正面詞采用

反面詞采用不應不得

3.表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做的:

正面詞采用

反面詞采用不宜

二、條文指定應按其它有關標準、規范執行時,寫法為應按……執行應符合……規定

附加說明

本規范主編單位和主要起草人名單

主編單位:煤炭工業部重慶設計研究院

主要起草人:陳先容?吳國基?盧溢洪?王學太?劉運良

 

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礦井抽放瓦斯工程設計規范MT 5018—96條文說明

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2一般規定……………………………………………………………21

3年抽放量及抽放年限…………………………………………23

4抽放方法……………………………………………………25

4.1一般規定…………………………………………………………25

4.2抽放方法與布孔方式……………………………………………26

5抽放管路系統及抽放設備…………………………………28

6抽放站…………………………………………31

2一般規定

2.0.2抽放瓦斯工程涉及內容較多,工程投資較大,少則數百萬元,多則數千萬元,為使設計可靠性高,符合實際情況,充分發揮其投資效益,達到預定的安全效果,作為設計依據的瓦斯基礎資料必須是可靠的,應和礦井開采設計依據同樣要求。

2.0.4保持礦井掘、抽、采的平衡關系是提高抽放效果的有效措施之一,不少礦井極其重視這一措施,并取得了明顯的技術經濟效果。有的礦井已把這一條列為技術規定,如四川松藻局規定:

“采用鄰近層抽放時,抽放巷道(包括鉆場)工程應在保護層工作面開采之前四個月完成;抽放管路系統工程及附屬裝置應在保護層采面回采前二個月全部竣工;抽放鉆孔必須經常保持超前保護層采面卸壓線以外不少于3個鉆場的位置”。還規定“本煤層放時,抽放時間應超前工作面回采十個月以上。”該局因重視掘、抽、采平衡關系,抽放效果一直居國內礦井前列,保證了礦井的正常生產和安全

在不少新礦井設計中,由于瓦斯基礎資料滿足不了抽放設計的要求,使抽放瓦斯工程設計不能與礦井設計同步進行,抽放瓦斯設計難以與礦井開采設計緊密結合。隨著勘探手段的提高,地質部門完全可能提供設計所需的瓦斯基礎資料,故抽放瓦斯工程設計與礦井開采設計緊密結合是完全可能的。

2.0.8瓦斯資源是一種優質能源和化工原料,如加以利用,將為礦井帶來明顯的經濟效益。但我國目前有較多的礦井,抽放瓦斯的目的只是作為使井下采掘面、回風巷內瓦斯濃度不超限,保證礦井安全的一種措施,而沒有把瓦斯當作一種寶貴的資源來開發,因此,造成這種資源的極大浪費,經濟上也受到很大損失。目前我國礦井年抽出瓦斯總量已在600Mm3以上,利用率若按70%計,則每年有180Mm3瓦斯排入大氣中,以民用氣價0.8元/m3計,則每年損失1億元以上。因此,本條文強調設計應進行礦井瓦斯資源的利用評價

3年抽放量及抽放年限

3.0.1對于不可采煤層,地質報告一般未提供地質儲量和瓦斯含量資料,設計可根據煤層厚度并參照鄰近可采煤層瓦斯含量估算其瓦斯儲量。

受采動影響后能夠向開采空間排放瓦斯的范圍與煤層采高、頂底板巖性及地質構造等因素有關,一般可按經驗選取,即:上鄰近層取0m60m,下鄰近層取20m30nl,采高大、頂底板堅硬、節理裂隙發育、地質構造復雜者取大值,反之取小值。

圍巖瓦斯儲量目前尚無科學的計算方法,一般采用圍巖瓦斯系數法計算,即以計算出的煤層瓦斯儲量乘以一個圍巖瓦斯儲量系數K而得。該系數因圍巖巖性、地質構造的不同而變化較大,根據國內礦井的經驗可取K=0.050.20。

3.0.3瓦斯抽放率可按下式計算:

(1)礦井(或采區)抽放率

??????????????????(1)

式中——礦井(或采區)抽放率,%;

——礦井(或采區)抽放瓦斯量,m3min;

——礦井(或采區)風排瓦斯量,m3min。

(2)工作面(開采層)抽放率

????????????????????(2)

式中 ?——工作面(開采層)抽放率,%;

——?在一定時間內工作面(開采層)抽出的瓦斯量,m3

——工作面(開采層)的瓦斯儲量,m3

(3)工作面(鄰近層)抽放率

?????????????(3)

式中???——工作面(鄰近層)抽放率,%

——鄰近層抽放的瓦斯量,m3min

——鄰近層涌向工作面的瓦斯量,m3/min

4抽放方法

4.1一般規定

4.1.1應用綜合抽放方法、合理設計抽放參數、擴大抽放范圍、提高煤層透氣性、改革巷道布置適應抽放要求等,是提高礦并瓦斯抽放率的主要措施,其中改革巷道布置適應抽放要求,在近年設計、生產實踐中證明是一項有效的科技成果,也是一項提高抽放率的主動措施。如在傾斜、急傾斜煤層中,采用走向條帶連續式開采布置,在適應綜合抽放方法、擴大抽放范圍、保持掘、抽、采平衡關系、保證鉆孔有必需的抽放時間等抽放要求方面有良好的效果。各礦井在抽放設計中應根據礦的煤層條件、抽放要求積極推行這一科技成果。

4.1.2抽放巷道的位置與層位,直接影響到抽放效果及抽放系統 的工程量。例如,松藻局打通一礦,有可采及局部可采煤層四層,選6#煤層作上保護層,8#為突出嚴重的主采層。礦井原放設計中將抽放巷道布置在8#層底部11#煤層內,因距8#層較近,抽放巷受水平煤層采動壓力影響大,垮塌嚴重,鉆孔垮孔嚴重,封孔嚴密性差,負壓損失大,抽出的瓦斯濃度低。后將抽放巷布置在煤系底板茅口灰巖中,不僅克服了以上缺點,還具有擴大抽放范圍,減少巷道維修量的優點。礦的瓦斯抽放率逐年有所提高,多年來保持在32%左有。實例說明合理設計抽放巷道的位置與層位是很重要的。

抽放巷道的風速應不低于0.5m/s,為的是防止瓦斯在巷道頂部積聚形成瓦斯層。

4.2抽放方法與布孔方式

4.2.1開采層未卸壓抽放的鉆孔抽放量主要取決于煤層瓦斯壓力和透氣性兩個因素。在透氣性較低的情況下,提高未卸壓煤層抽放率的途徑是增加揭露煤的暴露面(加大鉆孔密度、增大孔徑)、延長抽放時向和提高抽放負壓。關鍵在于加密鉆孔。

開采層采動卸壓抽放對于厚及特厚煤層有較好效果,而對薄及中厚煤層,由于采掘工作面對開采層本身卸壓范圍小,同時起作用的抽放瓦斯鉆孔數少,鉆孔服務期限短,效果不佳,故這種抽放方法一般僅作為一種輔助措施。

4.2.2鄰近層瓦斯抽放是國內外應用最廣泛的抽放類型,其抽放效果主要取決于首采層開采后鄰近層透氣性的提高程度。煤層的自然賦存條件、開采技術條件和抽放鉆孔布置方式,與煤層天然透氣性大、小關系不很大,故選用該類抽放方法應予以重視并妥善解決以上問題。

在傾斜和緩傾斜煤層條件下,選擇對上、下鄰近煤層的瓦斯抽放方法,要有利于鉆孔布置在鄰近層卸壓范圍內;由于地層重力作用對卸壓的影響,上鄰近層抽放瓦斯的效果一般好于下鄰近層抽放。

近距離煤層群瓦斯抽放效果一般較差,其原因在于鄰近層有大量裂隙與開采層采空區連通,大量卸壓瓦斯極易涌入采空區。目前常用的方法,一是密集鉆孔抽;二是利用巷道抽;三是頂抽和進行采空區油放。

4.2.4據對國內160對礦井實際調查半數以上礦井采空區瓦斯涌出量占礦井瓦斯涌出總量的25%35%,少數礦井高達40%50%。國外采空區抽放瓦斯量占抽放總量的比例;原聯邦德國為32.8%,比利時為51.2%,法國為48.2%,而我國僅4.8%。由此可見,我國瓦斯抽放率低,與對抽放采空區瓦斯重視不夠有較大關系。近年來,為解決采煤工作面上隅角瓦斯超限的盾,以及提高礦井瓦斯抽放率,采空區瓦斯抽放技術已日漸受到重視,并取得—定成果,設計中應予考慮采用。

4.2.5我國礦井瓦斯抽放率較低的一個重要原因就是抽放方法單一,難以適應有多種瓦斯源礦井的瓦斯涌出規律。

綜合抽放方法是當今世界抽放瓦斯技術的發展方向,我國撫順、陽泉、松藻、天府、中梁山等礦區,自采用綜合抽放方法以來,礦井的抽放率均有較大提高,其平均年抽放率均在30%以上,撫順則達到50%以上,凡有條件的礦井都應推行綜合抽放方法。

5抽放管路系統及抽放設備

5.0.1抽放管路系統由主管、支管、分管組成,其管徑大小應按瓦斯流量計算確定。主管多設在開拓巷道內,確定其管徑時應考慮礦井發展規劃的需要。

5.0.2選擇瓦斯管徑,可按下式計算:

???????4)

式中 ???——管路內徑,m;

?????——系統混合瓦斯流量,m3/min;

?????——管路內瓦斯流動速度,取經濟流速

5.0.4計算直管摩擦阻力,可按下式計算:

??????????????5)

式中 ???——管路沿程阻力,Pa;

?????——混合瓦斯濃度對空氣的密度比,見表2;

——管路系數,見表1;

——管路負壓段長度,m;

——管路內徑,cm;

——系統混合瓦斯流量,m3/h

?

1 不同管徑的系數

通稱管徑(mm)

15

20

25

22

40

50

K0

0.46

0.47

0.48

0.49

0.50

0.52

通稱管徑(mm)

70

80

100

125

150

150以上

K0

0.55

0.57

0.62

0.67

0.70

0.71

 ???2 在0℃及1個大氣壓時的值

瓦斯濃度

(%)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

0.996

0.991

0.98?

0 982

0.976

0.973

0.965

0.964

0.960

10

0.955

0.951

0.947

0.942

0.938

0.933

0.929

0.924

0.920

0.915

20

0.911

0.906

0.902

0.898

0.893

0.889

0.884

0.880

0.875

0.871

30

0.866

0.862

0.857

0.853

0.848

0.844

0.840

0.835

0..831

0..826

40

0.822

0.817

0.813

0.808

0.804

0.799

0.795

0.791

0 786

0.782

50

0.777

0.773

0.768

0.764

0.759

0.755

0.750

0.746

0.742

0.737

60

0.733

0.728

0.724

0.719

0.715

0.710

0.706

0.701

0.697

0.693

70

0.688

0.684

0.679

0.675

().670

0.666

0.661

0.657

0..652

0.648

8()

0.644

0.639

0.635

0.630

0.626

0.621

0.617

0.612

0.608

0.603

90

0.599

0.595

0 590

0.586

0.581

0.577

0.572

0.568

0.563

0.559

100

0.554

-

-

-

-

-

-

-

-

-

 ??用估算法計算局部阻力時,管路系統長,網絡復雜或主管管徑較小者,可按上限取值,反之則按下限取值。

?

5.0.5礦井瓦斯泵容量的計算,包括兩項內容:一是流量的計算,二是壓力的計算。根據計算出來的流量和壓力,可選擇所需要的瓦斯泵。

1.瓦斯泵流量可按下式計算:

????????????????????6)

式中 ???——泵的額定流量,m3/min

?????——服務期內的最大純瓦斯抽放量,m3/min

?????——泵入口處的瓦斯濃度,%

?????——泵的機械效率,取=85%

?????——流量備用系數,取=1.1

2.瓦斯泵壓力可按下式計算:

H=(HH)·K2

[(h入摩h入局h鉆負)十(h出摩hh出正)]·K2

(hhh鉆負h出正).K2?????????????????????(7)

式中H—瓦斯泵的壓力,Pa;

H—井下負壓段管路全部阻力損失,Pa;

H—井上正壓段管路全部阻力損失,Pa;

K2—備用系數,取K21.2;

h入摩——井下負壓段管路摩擦阻力損失,Pa;

h入局—井下負壓段管路局部阻力損失,Pa;

h鉆負—井下抽放鉆場或鉆孔孔口必須造成的負壓,Pa;

h出摩—井上正壓段管路摩擦阻力損失,Pa;

h出局—井上正壓段管路局部阻力損失,Pa;

h出正—用戶在瓦斯出口所需的正壓,Pa

h—井上、下管路最大總摩擦阻力損失,Pa;

h—井上、下管路最大總局部阻力損失,Pa。

5.0.6為了保持瓦斯抽放的連續性,保證安全生產,要求瓦斯抽放泵及其附屬設備有備用。我國放設備的性能質量及礦井的管理水平均有很大的提高,規定在一個抽放站內有兩套以上的設備工作時,備用量控60%考慮即可。

6,抽放站

6.0.1瓦斯抽放站一般設回風場地內,也可設于進風井場地內。有的抽放站因井口場地地形狹窄,需在離井口較遠(100m外)的地方布置則抽放站場地應按本條文規定的要求選擇。

?


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