42007瓦斯抽放设计说明书
瓦斯抽放课程设计
河南理工大学灾害防治技术课程设计2010/12/20前言《矿山安全技术》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，是课程体系的主要组成部分。
其目的是通过课程设计加深对《矿山安全技术》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，培养学生计算、绘图和设计的能力为毕业设计奠定基础。
32101工作面开采戊9-10煤层，煤层厚度为4.8－平均厚度为5m；一矿戊9-108～10m，赋存稳定，倾角为2～5°。
顶板为砂质泥岩，岩层不很致密，距戊9-10煤层，该煤层在本区域内厚度0～0.4m为不可采煤层。
本区域有小断顶部为戊8层，对开采影响不大。
编制设计方案的依据（1）《矿井抽采瓦斯工程设计规范》MT5018-96中华人民共和国煤炭工业部；（2）《矿井瓦斯抽采管理规范》1997中华人民共和国煤炭工业部；（3）《煤矿安全规程》(2006)国家煤炭安全监察局；（4）《采矿工程设计手册》煤炭工业出版社；（5）《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）中华人民共和国安全生产行业标准；（6）《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1027-2006）中华人民共和国安全生产行业标准；目录第一章综采工作面概况----------------------------------------------------------- 3 第一节采区位置范围、地质条件和煤层综合柱状图-------------------- 3 第二节煤层瓦斯参数和抽放瓦斯参数-------------------------------------- 4 第三节采区和工作面巷道布置、采煤方法-------------------------------- 4 附：综采工作面巷道布置范围-------------------------------------------------- 5 第二章瓦斯储量计算、抽放瓦斯必要性论证------------------------------ 5 第一节煤层瓦斯储量计算----------------------------------------------------- 7 第二节工作面可抽放量计算和抽放必要性可行性论证----------------- 7 第三章煤层瓦斯抽放方法设计 ------------------------------------------------ 8第一节抽放方法的比较和选择 ------------------------------------------------ 8 第二节抽放钻孔参数确定------------------------------------------------------- 9 第三节绘制抽放钻孔布置平面图和剖面图----------------------- 9第四章综采工作面瓦斯抽放系统 --------------------------------------------- 10 第一节工作面瓦斯抽放设施的配置和布置 --------------------------------- 10 第二节抽放管路的计算和选择 -------------------------------------------------- 11 第五章瓦斯泵选型 --------------------------------------------------------------- 12第一节抽放系统管道阻力计算 ------------------------------------------------ 12 第二节瓦斯泵流量和压力计算 ------------------------------------------------ 13 第三节瓦斯泵选型确定 ----------------------------------------------------------- 14 第六章工作面瓦斯抽放安全技术措施 --------------------------------------- 14第一章综采工作面概况第一节采区位置范围、地质条件和煤层综合柱状图地质条件本采区开采戊9-10煤层，煤层厚度为4.8－平均厚度为5m；赋存稳煤层，距戊定，倾角为2～5°。
山西煤矿瓦斯抽放设计说明书
8、山西省煤炭工业厅“关于山西亚美大宁能源有限公司大宁煤矿和山西兰花科创玉溪煤矿有限公司突出矿井认定的批复”，晋煤瓦发【2012】512号文；
9、山西省煤炭工业厅“山西亚美大宁能源有限公司晋城市大宁煤矿3号煤层瓦斯涌出量预测的批复”，晋煤瓦发【2012】1112号文；
该矿为生产矿井，现有南山瓦斯抽采泵站和山坪瓦斯抽采泵站两个抽采泵站场地，这两个抽采泵站场地内的建筑物及配套设施齐全。瓦斯抽采泵及抽采管路等已安装到位，已安装的瓦斯抽采泵目前运行正常。本次设计对现有的瓦斯抽采系统进行验算，经验算，前期开采时，这两个瓦斯抽采泵站场地已安装的15台瓦斯抽采泵及配套设施完全能满足要求，不需再新增泵，不需再新增建筑物及构筑物，因此，前期瓦斯抽采系统改造的地方较少，前期瓦斯抽采系统改造的主要内容有：
对于后期新建的西丰瓦斯抽采泵站场地，本次设计提供相关设计内容和图纸。
五、设计的主要依据
（一）规程、规范依据
1、《煤矿安全规程》(2014年版)；
2、《防治煤与瓦斯突出规定》（2009年版）；
3、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ 1026-2006）；
4、《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ 1018－2006）；
5、《山西亚美大宁能源有限公司大宁煤矿瓦斯抽放及利用工程初步设计》，煤炭科学研究总院重庆研究院，2003年4月；
6、《山西亚美大宁能源有限公司晋城市大宁煤矿生产矿井地质报告》，山西省地质矿产勘查开发局二一二地质队，2005年5月；
7、《山西亚美大宁能源有限公司晋城市大宁煤矿3号煤层二、三采区煤与瓦斯突出危险性区域预测》（河南理工大学2009年编制）。
瓦斯抽放设计说明书
瓦斯抽放设计说明书瓦斯抽放设计说明书1、介绍1.1 项目概述该设计说明书旨在为瓦斯抽放系统的设计和实施提供详细的指导。
该系统旨在有效地控制和处理矿井内的瓦斯，并确保矿井的安全运营。
1.2 目标该设计旨在实现以下目标：- 最大限度地减少矿井内的瓦斯浓度；- 确保矿井安全，并为矿工提供良好的工作环境；- 提高矿井的生产效率。
2、设计参数2.1 矿井信息- 矿井名称：- 矿井深度：- 瓦斯产量：- 瓦斯成分及浓度：- 其他相关信息：2.2 设计要求- 瓦斯抽放效率要求：- 瓦斯抽放系统运行负荷要求：- 抽放区域划分和布局要求：- 设备操作和监控要求：3、瓦斯抽放系统设计3.1 抽放管道设计3.1.1 管道材料选择耐腐蚀性能好、耐高压、耐磨损的管道材料。
3.1.2 管道直径和厚度根据瓦斯产量、管道长度和压力损失计算，确定合适的管道直径和厚度。
3.1.3 管道布置根据矿井地质条件、工作面布局和瓦斯产区域分布，合理布置抽放管道。
3.2 抽放设备选择3.2.1 抽放风机选择适当的抽放风机，确保能够有力地抽放瓦斯。
3.2.2 瓦斯抽放泵根据矿井水文条件和瓦斯产区域的排水要求，选择合适的瓦斯抽放泵。
3.2.3 其他设备根据实际需要，选择合适的控制设备、管道阀门等。
4、瓦斯抽放系统实施计划4.1 设备采购计划详细说明所需设备的类型、数量、规格和技术要求，并制定采购计划。
4.2 施工进度计划按照矿井的实际情况和需求，制定详细的施工进度计划，确保按时完成系统的实施。
4.3 资金预算估计项目所需的资金，并制定详细的资金预算计划。
5、附件本文档涉及的附件包括但不限于：- 矿井地质调查报告；- 矿井平面布置图；- 设备选型与技术参数表；- 施工进度计划。
6、法律名词及注释- 安全生产法：指中华人民共和国国家安全生产法；- 矿井安全规程：指矿山安全监察局制定的矿井安全管理规定；- 瓦斯抽放设备检测标准：指国家质量监督检验检矿山产品质量监督检验检测标准。
某矿瓦斯抽放专项设计说明书(地面永久泵站)
某县某煤矿瓦斯抽放设计说明书某县某煤矿瓦斯抽放系统方案设计说明书年月目录概述 (4)1 矿井概况 (5)1.1交通位置 (5)1.2 井田地形与气候 (5)1.3 井田地质构造情况 (5)1.4煤层赋存情况 (6)1.5矿井开拓方式 (6)1.6矿井通风方式及邻近矿井瓦斯涌出 (7)2 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性 (7)2.1 矿井瓦斯涌出量预测结果 (8)2.2 回采工作面瓦斯涌出来源与构成 (9)2.3 瓦斯抽放的必要性 (9)2.3.1 相关法规的要求 (9)2.3.2 采掘工作面瓦斯治理的需要 (10)2.4 瓦斯抽放的可行性 (11)2.5 矿井瓦斯储量与可抽量 (11)3 矿井瓦斯抽放方案初步设计 (12)3.1 抽放方法选择的原则 (12)3.2 抽放瓦斯方法选择 (13)3.2.1 回采工作面本煤层瓦斯抽放 (13)3.2.2 掘进工作面瓦斯抽放 (14)3.2.3 采空区瓦斯抽放 (15)3.2 抽放量预计及抽放服务年限 (15)3.2.1 回采工作面本煤层预抽量预计 (15)3.2.2 掘进工作面边掘边抽瓦斯量预计 (16)3.2.3 矿井瓦斯抽放量预计 (16)3.2.4 抽放服务年限 (16)3.2.5 抽放参数的确定 (16)3.3 瓦斯抽放钻孔施工及设备 (17)3.3.1 钻机的选择 (17)3.3.2 钻孔施工技术安全措施 (18)3.3.3 钻孔封孔 (18)3.3.4 瓦斯抽放参数监测 (18)4 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算及设备选型 (19)4.1 矿井瓦斯抽放设计参数 (19)4.2 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算 (19)4.2.1 瓦斯抽放管网系统 (19)4.2.2 瓦斯抽放管管径计算及管材选择 (20)4.2.3 管网阻力计算 (20)4.2.4 瓦斯抽放管路与瓦斯抽放钻孔的连接 (22)4.2.5 瓦斯抽放管路敷设 (22)4.2.6 瓦斯抽放管道的附属装置 (23)4.3 瓦斯抽放泵选型计算 (24)4.3.1 瓦斯抽放泵流量计算方法 (25)4.3.2 瓦斯泵压力计算方法 (25)4.3.3 瓦斯抽放泵选型计算 (25)4.3.4 瓦斯抽放泵选型 (26)5 瓦斯抽放泵站布置 (27)5.1 瓦斯抽放泵 (27)5.2瓦斯抽放泵站供电 (27)5.3 瓦斯抽放泵给排水 (28)5.4 防雷设施 (28)5.5 瓦斯抽放泵站照明 (28)5.6 瓦斯抽放泵站通讯 (28)5.7 抽放系统实时监测 (28)6. 瓦斯抽放系统的安装 (30)6.1瓦斯抽放系统安装的基本要求 (30)6.2 瓦斯抽放泵的安装 (30)6.3 瓦斯抽放, 排放管路及附属设施安装 (30)6.4 环境保护 (30)7 瓦斯抽放组织管理及主要安全技术措施 (30)7.1 组织管理 (31)7.2 瓦斯抽放组织机构管理 (31)7.3 瓦斯抽放钻场管理 (31)7.4 采空区抽放管道的拆装 (33)7.5 瓦斯抽放管路管理 (33)7.6 主要安全技术措施 (34)7.7 钻机操作规程 (34)7.8 瓦斯抽放泵司机作业操作规程 (35)7.9 瓦斯抽放报表管理 (37)8 瓦斯抽放工程技术经济指标 (39)8.1 劳动定员 (39)8.2 投资概算 (39)8.3 矿井瓦斯利用 (39)9 结论与建议 (40)10. 参考文献 (40)概述某煤矿为某县管辖的地方煤矿. 设计生产能力为30kt/年, 煤种为无烟煤.根据该矿提供的矿井设计和习水县煤炭工业管理局(习煤管通字[2004]42号)提供的矿井瓦斯涌出资料, 矿井相对瓦斯涌出量为21.50m3/t, 绝对瓦斯涌出量为1.87 m3/min, 属于高瓦斯矿井. 随矿井产量的增加和开采范围的扩大及开采水平的延深, 该矿今后主采煤层回采工作面, 掘进工作面和部分采空区的瓦斯涌出量都将进一步增大.该矿在2003年被某县煤炭工业管理局鉴定为高瓦斯矿井. 为贯彻执行党和国家的”安全第一, 预防为主”的安全生产方针和国家安全生产管理局2003年制定的”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的煤矿安全生产管理方针, 根据某省煤炭管理局文件(某煤行管字[2004]225号)”关于加强中小煤矿瓦斯抽放工作的通知”规定, 凡属于高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井都必须安装瓦斯抽放系统, 并确保正常运行. 特此编写某煤矿瓦斯抽放系统方案设计说明书.一.编制本设计方案的依据1. 《矿井抽放瓦斯工程设计规范》(MT95018-96),1997,中华人民共和国煤炭工业部;2. 《矿井抽放瓦斯管理规范》(1997),中华人民共和国煤炭工业部;3. 《煤矿安全规程》(2001),国家煤矿安全监察局;4. 《防治煤与瓦斯突出细则》(1995),中华人民共和国煤炭工业部;5. 某煤矿提供的通风,生产,瓦斯地质等相关资料.二. 设计的主要技术经济指标1. 矿井绝对瓦斯涌出量: 1.87m3/min;2. 矿井相对瓦斯涌出量: 21.50m3/t;3. 矿井瓦斯抽放量: 1.5m3/min (按将来抽放量计算).三. 存在的主要问题及建议某煤矿和其他地方煤矿一样, 缺乏必要的煤层瓦斯基本参数(煤层瓦斯压力, 瓦斯含量, 煤层透气性系数, 钻孔瓦斯流量衰减系数等). 建议今后进行这方面的测定, 以便为瓦斯抽放管理提供必要的科学依据.1 矿井概况某县某煤矿始建于1993年, 于1994年开始出煤. 原设计能力为3万吨/年的规模. 现在已经达到了3-6万吨/年的规模.本矿从建成投产至今已经生产和销售煤炭20多万吨, 经济效益较好.根据开采范围, 采空面积和煤层厚度计算, 矿井剩余储量为96.72万吨, 均为C 级储量. 工业储量96.72万吨. 可采储量为77.37万吨.1.1交通位置某煤矿位于某县马临工业经济区,隶属马临工业经济区. 矿区的地理坐标为106º9′08″- 106º11′32″, 北纬28º14′53″- 28º14′53″. 矿区距马临工业经济区1.0km, 距习水县城1.0km. 川某铁路距赶水站只有百余公里, 经马(临)-合(江)公路直达四川合江各码头, 里程为72公里. 经赤水河船运可直达长江各码头. 交通十分方便.1.2 井田地形与气候矿区属中低山河谷地貌, 地形起伏较大,属亚热带温和湿润气候区, 无霜期较长, 雨量充沛, 冬无严寒,夏无酷暑.根据地矿部门划定的开采范围, 本矿的矿界东西长1.0km, 南北宽0.33 km, 井田面积约0.33 km2. 最低开采标高为+1100 m, 最高开采标高为+900m.开采范围拐点坐标如下:1.3 井田地质构造情况井田地质构造简单. 地层整体呈单斜产出, 倾角较缓. 一般为4º-16º. 在下三叠统衣郎组地层中,具有自东西展布的二次褶皱, 背为困山堡背斜, 南为四梗山向斜,皆为很宽的褶皱,两翼倾角均在13º以下.井田内虽然没有发现落差5m以上的断层, 但从近几年开采实践中发现小断层(2m), 小褶曲十分发育, 对开采带来一定的影响.总体看来, 井田内煤层赋存状态为一近水平煤层群, 地质条件简单.1.4煤层赋存情况矿区内含煤岩系为上二叠位龙潭组, 含煤岩系平均厚度在35.7-50.0m之间, 含可采煤层三层. 自上至下分别为C5, C8和C12, 均为全区可采, 可采总厚度为6.7m. 其中C5煤层平均可采厚度为2.00m, 赋存状态稳定, 煤层倾角为14º. C5煤层属无烟煤3#, 顶板为粉砂质泥岩或粉砂岩; 底板为粘土岩, 碳质泥岩. 顶底板透气性较差, 煤层瓦斯含量较高.C8煤层最大厚度为6.11m, 最小厚度为1.70m, 平均厚度为3.50m, 赋存状态稳定, 煤层倾角与C5煤层基本相同. C8煤层与C5煤层的层间间距为13-17m, 属无烟煤3#, 顶板为泥岩, 粉砂岩或粘土岩, 底板为粉砂质泥岩. 顶底板透气性较差, 煤层瓦斯含量较高.C12煤层最大厚度为2.03m, 最小厚度为1.10m, 平均厚度为1.50m, 赋存状态稳定, 煤层倾角为14º. C12煤层与C8煤层的层间间距为14-15m, 属无烟煤3#, 顶板为细砂质硫铁矿, 底板为粘土质硫铁矿或粉砂岩, 煤层瓦斯含量较低.1.5矿井开拓方式某煤矿自1993年9月动工建设, 1994年底开始出煤, 目前已经具备年产3-6万吨的能力. 原矿井为走向平硐上下山开拓, 巷道式或前进式开采,分区式通风. 采用放炮落煤, 人工推车运输, 机械通风, 排水和提升. 主要开拓巷道布置在C5和C12煤层中. 根据C5, C8, C12煤层剩余储量分布情况, 采用的开采顺序为C5, C8, C12, 以免破坏资源. 工作面的开采顺序自上而下. 利用现以形成的C12主付下山和进回风巷, 作进回风石门. C5煤层分层布置主付下山片盘开采, 采完C5煤层后, 再采C8, C12. C8煤层也为分层布置, 布置方式与C5煤层相同.矿井的年生产能力为6万吨/年, 日生产能力为180t/d. 矿井服务年限为10.75年. 本矿从投产至今, 已经生产和销售煤炭20多万吨. 经济效益较好.1.6矿井通风方式及邻近矿井瓦斯涌出某煤矿目前开采C5和C8煤层. 采用两翼对角抽出式通风，主平硐进风，主风井和专用瓦斯排放风井回风. 主风井采用两台YBF-No.10型风机, 功率为22KW, 风量为650-950m3/min. 专用瓦斯排放风井采用两台JBF-No.9型风机, 功率为15KW, 主要用于排放井下瓦斯.某煤矿周边煤矿瓦斯涌出较大，大多数为高瓦斯矿井（表1－1），大部分煤矿都在考虑建立地面永久瓦斯抽放系统或井下移动瓦斯抽放系统.表1－1 邻近矿井瓦斯等级鉴定结果(马临)2 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性根据国家煤矿安全监察局2001年颁布的《煤矿安全规程》第一百四十五条和某省煤炭管理局文件规定, 某省所属高瓦斯矿井都必须安装瓦斯抽放系统. 同时, 为贯彻国家安全生产监督管理局”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的安全生产方针, 对于高瓦斯矿井的某煤矿, 为保证矿井的安全生产, 应该建立瓦斯抽放系统, 进行瓦斯抽放.2.1 矿井瓦斯涌出量预测结果表2－1至表2-4是C8煤层开采时，对应于不同生产时期的回采工作面、掘进工作面、采区及矿井瓦斯涌出量鉴定结果［1］，由此可知，无论是生产前期、中期还是后期，某煤矿都属于高瓦斯矿井.表2－1 回采工作面瓦斯涌出量预测(或鉴定)结果表2－2 掘进工作面瓦斯涌出量预测结果表2－3 采区瓦斯涌出量预测结果表2－4 矿井瓦斯涌出量预测结果2.2 回采工作面瓦斯涌出来源与构成在C8和C12煤层工作面采空区, 生产工作面和掘进工作面, 预计绝对瓦斯涌出量将达到2m3/min以上.2.3 瓦斯抽放的必要性2.3.1 相关法规的要求按照《煤矿安全规程》规程的有关规定及”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的十二字方针，无论高瓦斯矿井的井型大小，也不管煤层有无煤与瓦斯突出危险性，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统.某煤矿设计生产能力为3万吨，从瓦斯涌出量预测结果（表2－4）来看，矿井在生产过程中的瓦斯涌出量将达2.0 m3/min以上, 单纯靠通风系统来稀释瓦斯比较困难, 尤其是在矿井通风系统变得越来越复杂及采空区面积不断增大的情况下, 控采空区的瓦斯涌出将是瓦斯治理的重点. 因此，必须建立瓦斯抽放系统.2.3.2 采掘工作面瓦斯治理的需要《煤矿安全规程》、《矿井瓦斯抽放管理规范》以及《煤炭工业设计规范》有关条款规定:当一个回采工作面的绝对瓦斯涌出量大于5m3/min 或一个掘进工作面的瓦斯涌出量大于3m 3/min ，采用通风方法解决瓦斯不可能或不合理时应采用瓦斯抽放措施. 虽然, 该矿没有达到以上指标, 但产量和瓦斯涌出量都有进一步增加的趋势.采掘工作面需要采取瓦斯抽放的必要性判断标准是: 在给定的巷道通风断面条件下，采掘工作面设计通风能力小于稀释瓦斯所需的风量,即式(2－1)成立时, 抽放瓦斯才是必要的.CK Q Q /67.10••< …………………………………(2－1)式中:Q 0 - 采掘工作面设计风量, m 3/s ； Q - 采掘工作面瓦斯涌出量, m 3/min ； K - 瓦斯涌出不均衡系数,取K=1.5；C -《煤矿安全规程》允许的采掘工作面瓦斯浓度，%，取C=1.根据采掘工作面瓦斯涌出量预测结果，由式(2－1)计算得到的回采工作面、掘进工作面瓦斯抽放必要性判断结果如表2－5所示. 表2－5 矿井瓦斯涌出量预测结果由表2－5可以看出，对回采工作面和采空区而言，虽然单纯靠通风方法可以解决工作面瓦斯超限问题，但由于小矿生产的不稳定性和地质条件的多变性, 必须采取瓦斯抽放措施；对掘进工作面而言, 部分掘进工作面可能存在供风难的问题, 需要采取瓦斯抽放措施.2.4 瓦斯抽放的可行性本煤层瓦斯抽放的可行性是指在自然透气条件下进行预抽的可能性.衡量本煤层瓦斯预抽可行性指标有三个：煤层透气性系数(λ)，钻孔瓦斯流量衰减系数（α）和百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系数(Qj).按λ、α和Qj 判定本煤层瓦斯抽放可行性标准如表2－6示.表2－6 本煤层预抽瓦斯难易程度分类表目前，某煤矿处于生产初期，从经济上和技术上都不具备实测C 8和C 12煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数和百米钻孔瓦斯极限抽放量的条件.考虑到某煤矿毗邻的其他矿井的情况和地质勘探资料及有关文献、.可以推断，某煤矿C 8和C 12煤层也应属于较难抽放煤层，基本不具备预抽本煤层瓦斯的可行性.2.5 矿井瓦斯储量与可抽量矿井瓦斯储量是指在煤田开发过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层及围岩所储存的瓦斯量.开采C 5, C 8和C 12煤层时，应该纳入矿井瓦斯储量计算有C 5, C 8和C 12煤层和围岩（含煤线）瓦斯储量，计算公式如下：XA C W k ••= …………………………（2－2）式中:Wk-----矿井瓦斯储量，万m 3；C------围岩瓦斯储量系数 ，取C = 1.05；A------3＃煤层工业储量，万吨； X------3＃煤层平均瓦斯含量，m 3/t.可抽量是指矿井瓦斯储量中能被抽出的瓦斯量，由下式计算：kk kc W W •=η ……………………………………（2－3）式中:W kc ---- 矿井瓦斯可抽量，万m 3；ηk ---- 矿井瓦斯抽放率，按照马临矿区生产矿井的现状预计，ηk =31.24～50.00%，取平均值ηk = 40%；W k ---- 矿井瓦斯储量，万m 3.矿井瓦斯储量和可抽量计算结果如表2－7所示. 由表可知， 矿井瓦斯储量和可抽取量分别为2093.11万m 3和837.25万m 3.表2－7 矿井瓦斯储量及可抽取量计算结果3 矿井瓦斯抽放方案初步设计3.1 抽放方法选择的原则选择矿井瓦斯抽放方法应根据矿井煤层赋存条件, 瓦斯基本参数, 瓦斯来源, 巷道布置, 抽放瓦斯的目的及瓦斯利用等因素来确定, 并应遵守以下原则:(1).抽放方法应适合煤层赋存状况, 巷道布置,地质条件和开采技术条件. (2). 应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析, 有针对性地选择抽放瓦斯方法, 以提高瓦斯抽放效果.(3). 在满足瓦斯抽放的前提下, 应尽可能地利用生产巷道, 以减少抽放工程量.(4). 选择的抽放方法应有利于抽放巷道的布置和维护.(5). 选择的抽放方法应有利于提高瓦斯抽放效果, 降低瓦斯抽放成本.(6). 瓦斯抽放应有利于钻场, 钻孔的施工和抽放系统管网的设计, 有利于增加钻孔的抽放时间.3.2 抽放瓦斯方法选择某煤矿抽放瓦斯的目的是消除或缓解瓦斯突出的危险性及使工作面的瓦斯涌出量降低到通风能解决的水平或减轻矿井通风负担. 因此, 确定矿井抽放瓦斯的方法为开采煤层抽放(包括开采工作面和掘进工作面抽放)和采空区抽放等方式.在C5, C8和C12煤层开采时，必须对所有的回采工作面采空区、大多数的掘进工作面和回采工作面进行瓦斯抽放. 选择的瓦斯抽放方法如下：⑴.采用边采边抽相结合方式抽放回采工作面采空瓦斯；⑵.掘进工作面采用边掘边抽方法抽放本煤层瓦斯.3.2.1 回采工作面本煤层瓦斯抽放由于煤层的透气性低, 采用预抽和边采边抽相结合的抽放方法，即：利用工作面胶带顺槽或轨道顺槽向煤层打迎向平行钻孔预抽本煤层瓦斯，并利用回采工作面前方超前卸压效应边采边抽本煤层瓦斯，以提高煤层瓦斯抽放效率.推荐的钻孔布置方式如图3－1示.图3－1 回采工作面本煤层瓦斯抽放钻孔布置示意图推荐的本煤层预抽钻孔布置参数如下： 钻孔长度 50m ； 钻孔直径 ∮75mm ； 钻孔与工作面夹角 4°～6°； 钻孔间距 10m ； 封孔深度 5m ； 封孔方式 聚胺脂封孔. 3.2.2 掘进工作面瓦斯抽放掘进工作面抽放瓦斯的方法有边掘边抽和先抽后掘瓦斯抽放两种方式.考虑到某煤矿掘进工作面瓦斯涌出较小,采用边掘边抽比较合适. 采用边掘边抽时, 抽放钻孔布置方式如图3－2示. 推荐的钻孔布置参数如下：钻孔长度 60m ；钻孔直径 ∮75mm ； 相邻孔间夹角 3°～5°； 钻场间距 50m ； 钻场内钻孔数 3个； 封孔深度 5m ； 封孔方式 聚胺脂封孔.图3－2 掘进工作面边掘边抽瓦斯钻孔布置示意图抽放钻孔钻场掘进工作面在煤巷掘进工作面后5m处的巷道两邦各施工一个钻场. 钻场的规格应根据巷邦瓦斯抽放钻孔布置的要求, 选用钻机的外形尺寸及钻杆长度而定. 根据该矿的具体情况, 每组钻场在煤巷两侧错开布置, 其规格为: 4 x 4 x 2m, 采用木棚支护. 相邻两组钻场之间的间距为40-50m.在每一钻场内, 沿走向布置3个边掘边抽钻孔, 即左, 右钻场各三个, 孔深60m 左右.掘进工作面先抽后掘就是在煤巷掘进工作面向前方煤层施工扇形钻孔, 每个循环6-9个钻孔, 钻孔深度50-60m, 每个循环间距40-50m, 预计抽放时间为20左右. 钻孔终孔点分别距离巷道中心线0m, 2.5m和4m.钻孔布置的原则就是保证将钻孔布置在煤层内, 钻孔倾角与巷道底板平行或根据煤层的厚度向上或下倾斜. 当掘进工作面抽放钻孔数量较多时, 为扩大钻孔覆盖范围, 抽放钻孔应以巷道中线为基准, 向周围煤体呈放散状排列, 以提高抽放效果.3.2.3 采空区瓦斯抽放在高瓦斯矿井, 尤其是在开采煤层群时, 临近层, 未采分层, 围岩, 煤柱和工作面的遗留煤炭都会向采空区涌出瓦斯.采空区瓦斯不仅在开采过程中向工作面涌出, 而且在工作面采完密闭后也仍有瓦斯涌出. 在采空区抽放时, 虽然抽放量较大, 但抽放浓度往往较低. 在对有自然发火危险倾向的煤层进行采空区抽放时, 应当经常检查抽放管路内的瓦斯浓度和CO浓度. 当发现有自燃发火征兆时, 应控制抽放流量甚至完全停止抽放. 根据某矿的具体情况, 为降低系统的复杂性, 尽量不采用半封闭式的瓦斯抽放.需要注意的是设计中的瓦斯抽放钻孔设计仅供该矿工程技术人员参考. 在生产实际中, 应根据现场实际监测参数对抽放钻孔的布置进行调整, 以达到最好的抽放效果.3.2 抽放量预计及抽放服务年限3.2.1 回采工作面本煤层预抽量预计由于C5, C8和C12煤层的透气性较低及回采工作面长度较短等原因. 尽量不采用边采边抽的方式, 而着重考虑采用采空区抽放的方式.3.2.2 掘进工作面边掘边抽瓦斯量预计某煤矿回采工作面顺槽实行单巷掘进，那么，每一条单巷掘进工作面的最大边掘边抽瓦斯量由下式计算：1440//)1(100/1321t e Q L L L N Q t j α--••••= (3-1) 式中:Q 1 - 单巷掘进工作面边掘边抽瓦斯量，m 3 /min ；N - 每个钻场内边掘边抽钻孔数，N ＝3； L 2 - 掘进工作面平均走向长度，m ，L 2=2000m ； L 3 - 钻场间距，m ，L 3=100m ； L 1 - 单孔有效抽放长度，m ，L 1=95m ；Q j - 百米钻孔瓦斯极限抽放量，m 3，Qj =67825 m 3； α - 钻孔瓦斯流量衰减系数，d -1，α=0.0014d -1；t - 巷道掘进期间边掘边抽钻孔平均抽放瓦斯时间，d ，在巷道长度为240m （包括联络横贯长度）、掘进速度30m/mon 条件下，t ＝120d.代入各参数值，计算得 Q 1=0.691m 3/min.按全矿2个单巷掘进工作面考虑，边掘边抽瓦斯总量为1.382m 3/min. 3.2.3 矿井瓦斯抽放量预计当矿井实施采空区抽放、边采边抽和边掘边抽瓦斯措施时，预计矿井最大瓦斯抽放总量可以达到1m 3/min.按年抽放365天、日抽放24小时计算，矿井年最大瓦斯抽放量可以达到8760m 3. 3.2.4 抽放服务年限由于矿井瓦斯抽放方式为采空区抽放、边采边抽和边掘边抽，瓦斯抽放服务年限与矿井生产服务年限相同. 3.2.5 抽放参数的确定根据目前矿井的具体情况和所选用的抽放瓦斯方法, 设计矿井的瓦斯抽放浓度为40%.设计掘进工作面的预抽(尽量不采用预抽)时间为20天, 回采面的预抽时间大于3个月, 回采面预抽钻孔可作为边采边抽钻孔, 当采煤工作面推进至该孔孔口附近时, 拆除钻孔. 瓦斯抽放实践证明, 由于预抽煤体瓦斯, 使煤体发生收缩变形, 当煤体原来占据的空间体积相等时, 煤体的收缩既使原有的裂隙加大, 又可以产生新的裂隙. 从而, 使煤层的透气性增加, 提高瓦斯抽放效果.3.3 瓦斯抽放钻孔施工及设备3.3.1 钻机的选择选择钻机需要考虑的因素包括: 1).钻进深度; 2).转速范围; 3).给进, 起拔能力; 4).液压系统; 5).价格.推荐选用国产的TXU-75D型钻机. 该钻机采用整体箱式结构, 具有体积小, 重量轻, 移动安装方便, 机械效率高等优点. 主要用于井下钻探深度为75m-100m的各种角度的瓦斯抽放钻孔, 勘探钻孔等多用途的工程钻孔施工.TXU-75D钻机基本参数和性能3.3.2 钻孔施工技术安全措施除了采取钻孔施工技术的一般安全措施(略)外, 还必须采取以下特殊措施:(1). 在施钻地点附近安设一组(6个)压风自救器和一台电话;(2). 调整通风系统, 使采煤工作面回风不直接流经施钻地点, 开始以前完成该区域通风系统调整;(3). 采煤工作面放炮时, 撤出施钻人员至安全地点, 放炮期间, 所有人员均不得进入回风系统;(4). 放炮后, 待施钻现场瓦斯不超限, 整个区域无安全异常, 则可保持正常施钻;(5). 若施钻现场发生安全异常, 则立即按安全路线撤离.3.3.3 钻孔封孔抽放钻孔封孔方式主要有水泥注浆泵封孔, 人工水泥沙浆封孔和聚胺脂封孔等. 在岩层中封孔长度不小于3m. 在煤层中封孔长度不小于5m.考虑到某煤矿是个小矿, 钻孔数量不大, 没有必要购买价格昂贵的封孔泵或采用人工水泥沙浆封孔. 因为使用水泥沙浆封孔, 凝固时间长, 对于倾斜钻孔不易充满. 因此, 应该使用人工聚胺脂封孔.聚胺脂封孔就是由异氰酸脂和聚醚并添加几种助剂反应而生成硬质泡沫体密封钻孔. 聚胺脂封孔采用卷缠药液与压注药液两种工艺方法. 现主要应用卷缠药液法封孔, 封孔深度一般为3-6m即可符合要求.虽然聚胺脂封孔(见图3-3)的成本略高于水泥浆封孔, 但聚胺脂封孔操作简单, 省时省力, 气密性好, 抽放效果好, 非常适用于某煤矿.图3-3聚胺脂封孔示意图3.3.4 瓦斯抽放参数监测采用孔板或便携式数字钻孔瓦斯参数监测仪对钻孔或采空区抽放管进行监测很有必要. 除此之外, 在抽放巷道口设瓦斯抽放监测传感器, 对抽放管道的负压, 瓦斯浓度, 瓦斯流量, 温度进行监测. 如有可能尽可能地将管道监测系统挂靠入矿井环境监测系统.4 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算及设备选型4.1 矿井瓦斯抽放设计参数根据煤矿提供的地质资料和矿井设计资料, 某煤矿的设计瓦斯抽放量按一台抽放泵同时服务一个回采工作面和两个掘进工作面, 纯瓦斯抽放量取 1.5m3/min(将来最大瓦斯抽放量). 瓦斯抽放浓度按30%计算.4.2 瓦斯管网系统选择与管网阻力计算4.2.1 瓦斯抽放管网系统在选择瓦斯抽放管路系统时, 主要根据抽放泵站位置, 开拓巷道布置, 管路安装条件等进行确定. 抽放管路应尽量选择敷设在巷道曲线段少和距离短的线路中, 尽可能避开运输繁忙巷道, 同时还要考虑供电, 供水, 运输方便.抽放泵的位置可以布置在地面也可以布置在井下. 井下布置是将瓦斯抽放泵布置在井下靠近抽放地点的进风流中, 这样可以减少抽放管路的长度, 并随时根据抽放地点的需要改变抽放泵的位置, 可以节省管路投资, 节省防爆装置和避雷装置, 其必要条件是抽放管路的瓦斯排放到采区回风巷或总回风巷后, 在较小范围内经过稀释达到风流瓦斯浓度不超限.当矿井总回风巷瓦斯浓度高, 抽出的瓦斯不能排放到总回风巷, 或井下供水,供电及安装成本较高, 或地面距离抽放地点较近时, 把瓦斯抽放泵安装到地面具有明显的经济和管理方面的优势.某煤矿开采服务年限较长，埋藏深度较浅, 工作面到井口的距离较短, 且工作面需要抽放的瓦斯量较大，因此，建立地面永久瓦斯抽放系统较为合理.根据矿井采掘工作面的具体位置及开拓布置, 确定将地面永久瓦斯抽放站布置在距离回风井附近且地势平坦, 无地质灾害和洪水影响的地点. 要求瓦斯抽放泵站房50m范围内无主要建筑及民房, 在泵房周围20m设立围墙或栅栏, 并严禁明火.抽放管路系统确定如下:掘进/回采工作面抽放钻孔/采空区埋管→采区回风下山→总回风巷→。
瓦斯抽放设计指导书
矿井瓦斯抽放系统方向本科毕业设计指导书河南理工大学安全工程专业目录第一篇设计大纲 (4)第二篇毕业设计资料收集 (4)第三篇毕业设计具体内容 (5)第一章矿井概况 (5)1.1 井田概况 (5)1.2 井田地质特征 (5)1.3 矿井开拓、开采概况 (6)第二章矿井瓦斯赋存 (7)2.1 煤层瓦斯基本参数 (7)2.2 矿井瓦斯储量 (11)2.3矿井可抽瓦斯量及可抽期 (12)第三章瓦斯抽放的必要性和可行性论证 (14)3.1瓦斯抽放的必要性 (14)3.2瓦斯抽放的可行性 (15)第四章抽放方法 (16)4.1 规定 (16)4.2矿井瓦斯来源分析 (16)4.3 抽放方法选择 (17)4.4 钻孔及钻场布置 (18)4.5 封孔方法 (19)第五章瓦斯抽放管路系统及设备选型 (20)5.1抽放管路选型及阻力计算 (20)5.2瓦斯抽放泵选型 (23)5.3辅助设备 (26)第六章经济概算 (27)6.1编制依据 (27)6.2费用概算范围 (27)第七章安全技术措施 (27)7.1抽放系统及井下移动抽放瓦斯泵站安全措施 (27)7.2地面抽放瓦斯站安全措施 (28)第八章瓦斯的综合利用与配套设施 (29)8.1抽放瓦斯的综合利用及评价 (29)8.2配套设施 (29)8.3监测监控系统 (30)8.4地面建筑及环保 (30)第九章抽放瓦斯管理 (30)9.1瓦斯抽放管理及规章制度 (30)9.2瓦斯抽放人员配备 (31)9.3瓦斯抽放技术资料 (31)第四篇毕业论文要求 (32)第五篇建议设计参考文献 (32)第一篇设计大纲矿井瓦斯抽放系统设计是安全工程专业本科毕业设计的方向之一，根据《煤矿安全规程》、《GB50215-2005煤炭工业矿井设计规范》、《AQ1027-2006煤矿瓦斯抽放规范》、《MT5018-96矿井瓦斯抽放工程设计规范》、《煤矿瓦斯抽放管理规范》及《AQ1026-2006煤矿瓦斯抽采基本指标》等法规的要求，矿井瓦斯抽放系统设计应完成以下几个章节的内容：第一章矿井概况：要求交待清楚所设计矿井的井田概况、井田地质特征、矿井开拓方式、采区接替顺序及采煤方法等基础内容，在地质特征部分应着重对矿井瓦斯赋存规律进行说明，对本矿井和邻近矿井的瓦斯等级应进行说明。
瓦斯抽放说明书
四、抽放泵站供水系统：
• 1、 移动瓦斯抽放泵站供水采用12-3#层301盘区软水系统 供水，抽放泵站利用循环水系统进行工作，定时更换用水。 • 2、瓦斯抽放泵用水排至12-3#层301盘区轨道巷排水管路， 经排水管路排至盘区水仓。 • 五、供电系统： • 由12-3#盘区变电所630KVA移变提供电源，再经专用电 缆送至移动瓦斯抽放泵站（详见供电系统图）。电缆出口 处加装一台ZBD—400/1140馈电开关，作为干线电缆的 过流保护，其后加一台照明综保(4KVA)，作为本瓦斯抽 放站的照明电源。供电线路采用70mm2U-1矿用橡套电缆。 抽放泵站供电必须实现 “三专”和双回路供电。
• 2、抽放瓦斯泵站必须安装在新鲜风流中。抽放瓦斯系统 投入运行前，必须由集团公司进行验收，只有验收合格后 方可投入运行。 • 3、瓦斯抽放设计参数不得随意更改，确需修改时，必须 由通风副总审核同意。 • 4、瓦斯抽放泵站的电器设备严禁失爆，防爆队必须加强 检查，发现失爆，立即通知通风区处理，否则停止向其供 电。 • 5、新安装的瓦斯抽放管路必须进行气密性试验，试验时 管内瓦斯浓度不得超过3%，压力不得低于30KPa。检漏 方法为：关住支管截止阀，开启瓦斯抽放泵，若压差不明 显，说明管路严密，否则，说明管路不严密，需进行处理。 在正对排放管路出风口一米处，安装木制导风板一块并用 防静电不燃性材料吊挂，以确保排出瓦斯风流与巷道风流 能充分混合。 • 6、抽排瓦斯管路不得与带电物体接触。 • 7、抽放队每天检查抽放管路的密封完好情况，发现管路 破坏，必须及时处理。
八、操作程序
• • • • • • • • • • • （一）、启动前的准备 ①、存放时间过长(一年以上)，在启动前应更换泵轴承腔内的润滑脂，牌号 为3#钙基脂或3#锂基脂。更换前用汽油将轴承腔清洗。 ②、松开填料压盖，向填料挤入少许普通机油作润滑。 ③、通过供水管路向泵内供水冲洗，用手盘动转子，重新启动时要灌水盘车 冲洗，以免内部生锈、结垢造成启动困难而烧毁电机。 ④、检查电机部分是否安全正确。 ⑤、检查电机的转动方向，使其符合压缩机的转向。 （二）、泵站的启动 ①、开启吸入闸阀及旁通闸阀，关闭排气闸阀(如果系统中的排出侧已有压力， 为了防止气体倒流，在真空压缩机组形成期望排出压力值前，排气闸阀是关 闭)； ②、开启进水闸阀供水，当自动排水阀有水流出时关闭进水闸阀(当采用轴封 内供水时，则没有轴封供水管路)； ③、启动电机，打开闸阀并调节进水闸阀，使真空压缩供水流量符合规定的 流量要求。如果没有供水流量计，初步将工作水压力表及轴封供水压力表的 读数调到与气水分离器的压力表读数一致； ④、调节气水分离器液封控制阀，使气水分离器的液位处于液位计的中间位 置；
工作面瓦斯抽采设计方案说明
杜儿坪矿北二68205 工作面瓦斯抽采设计说明一、工作面简况1、工作面地面及井下位置地面位置：地面标高为 1350— 1454m，工作面标高为1042— 1067m，该工作面北邻地表 27#钻孔，南邻 59-5 和60-10 钻孔，东邻太古公路，西侧有麻皮沟通过，盖山厚度305— 395M，平均为354M。
井下位置：北邻 68200工作面<已采)，南邻 68406 工作面<已采)，东邻北翼十五尺材料斜坡，西邻北二十五尺轨道巷。
上部为 3#煤 43406、 43407 工作面采空区，层间距为56— 72M，平均为64M。
2、工作面基本情况工作面走向长度为 684m，倾向长为 153/98m，面积为89850 ㎡。
煤层厚度基本稳定，煤层平均厚度为 4.46m。
煤层倾角在 1°— 8°之间，平均为 3°；煤层结构复杂，夹石厚0.3 —0.6m，平均0.4m。
夹石上部煤为光亮—半亮型煤，夹石下部煤为暗—半暗型煤。
3、煤质情况4、煤层顶底板情况<1）老顶，毛儿沟灰岩，厚度为7.4 —8.59m，平均 8.16m，深灰色，微结晶质胶结，含黄铁矿和动物化石。
<2）直接顶，庙沟灰岩，厚度为1.5 —1.77m，平均 1.59m，灰黑色，质不纯，有腕足类海百合茎化石。
<3）伪顶，钙质页岩，厚度为 0.1 —0.3m，平均 0.2m，黑色，易冒落。
<4）直接底，细砂岩 / 砂质泥岩，厚度为 1.5 —3.8m，平均2.45m，灰黑色细砂岩和灰褐色砂质泥岩。
<5）老底，砂质泥岩，厚度为 2.43 —5.4m，平均 3.67m，灰黑色，在 27 号钻孔附近变为炭质泥岩。
5、工作面地质构造情况<1）褶曲：正巷 6#点处为一向斜构造，轴向北西向，两翼倾角 1 — 6 度，平均 3 度；付巷 5#点处为一背斜构造，轴向北东向，两翼倾角 3—8 度，平均 6 度；付巷 7#点处为一向斜构造，轴向正北，两翼倾角 4—6 度，平均 5 度。
矿井瓦斯抽放设计手册
设计手册第一节 矿井抽放瓦斯设计依据及内容一．设计依据⑴煤层赋存条件（煤层和岩层的性质、厚度、倾角、层间距等） ⑵矿井瓦斯等级；⑶矿井瓦斯地质图（或瓦斯等值线图）；⑷有关煤层瓦斯基础参数，如煤层瓦斯压力及梯度、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等；⑸矿井瓦斯储量及其分布、矿井及工作面瓦斯来源构成情况； ⑹矿井开拓部署、采区布置、采煤方法、通风系统及方式等。
二．设计内容⑴矿井概况：煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及瓦斯、通风状况； ⑵瓦斯鉴定参数：瓦斯压力、瓦斯含量及分布、煤层透气性系数及钻孔流量衰减系数；⑶瓦斯基础参数计算或预测：如瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯储量、瓦斯可抽量及抽放年限； ⑷抽放方法：钻场钻孔布置及工艺参数；⑸抽放设备：抽放泵、管路系统、监测及安全装置； ⑹抽放泵站：泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它；⑺瓦斯利用：可利用量、利用方案、资金概算（属瓦斯利用专篇内容）； ⑻技术经济：投资概算、完成工期、技术经济分析；⑼设计文件：包括设计说明书、设备清册、资金概算、图纸；⑽主要图纸：①综合地质柱状图；②煤层瓦斯地质图（或瓦斯等值线图）；③抽放瓦斯方法平、剖面图；④抽放管路系统图；⑤抽放瓦斯泵房设备平面布置图；⑥抽放站场地平面布置图；⑦供电系统图。
第二节 建立瓦斯抽放系统的条件和指标从煤矿安全生产角度而言，建立矿井瓦斯抽放系统主要取决于抽放瓦斯的必要性指标，如瓦斯含量、瓦斯涌出量等，即在保持回采面适宜风速（或允许风速）前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯量；同时取决于抽放瓦斯的可能性指标，如煤层透气性、瓦斯压力、钻孔瓦斯流量衰减系数等。
《矿井瓦斯抽放管理规范及反风规定》指出：凡申请建立瓦斯抽放系统的矿井，应同时具备下列 4 个条件：⑴ 1 个采煤工作面的瓦斯涌出量>5 m 3/min 最小或 1 个掘进面的瓦斯涌出量>3 m 3/min 最小；⑵矿井瓦斯涌出量>15 m 3/min 最小；⑶每 1 个瓦斯抽放系统的抽放量预定可保持在不小于 2 m 3/min 最小； ⑷瓦斯抽放系统服务在 10 年以上。
瓦斯抽采设计说明书
瓦斯抽采设计说明书目录前言 (3)第一章矿井概况 (5)第一节井田位置、交通和开采情况 (5)第二节矿井地质 (5)一、含煤地层和煤层 (5)二、构造 (7)三、煤质 (7)四、水文地质及其它开采技术条件 (8)第三节矿井瓦斯 (8)第二章矿井瓦斯地质主要特征 (10)第一节矿井瓦斯地质资料的收集和整理 (10)第二节瓦斯地质的主要特征 (11)一、煤层及其沉积环境 (11)二、煤层围岩 (13)三、地质构造 (13)第三章矿井瓦斯涌出量预测 (15)第一节瓦斯涌出量预测方法 (15)一、国内外瓦斯涌出量预测方法研究现状 (15)二、瓦斯地质数学模型法的基本原理 (16)三、数量化理论Ⅰ简介 (16)四、瓦斯地质数学模型软件 (20)第二节预测方法和步骤 (21)一、统计单元的确定 (21)二、变量的选择和取值 (22)三、建立预测方程 (23)四、未采区瓦斯涌出量预测 (24)第三节2-1煤层瓦斯涌出量预测 (24)一、已知统计单元基础数据 (24)二、数学模型 (25)三、预测效果检验 (26)四、未采区域瓦斯涌出量预测 (26)第四节2-3煤层瓦斯涌出量预测 (27)一、井田西翼采区2-3煤层瓦斯涌出量预测 (28)二、井田东翼2-3煤层瓦斯涌出量预测 (30)三、2-3煤层瓦斯涌出量预测图 (33)第四章回采工作面采场瓦斯涌出规律 (34)第一节实验研究工作面概况 (34)一、工作面基本情况 (34)二、采煤方法与回采工艺 (34)三、煤层、顶底板和地质构造 (34)四、工作面瓦斯及周期来压 (35)第二节工作面瓦斯来源 (35)一、分源计算法 (36)二、工作面瓦斯来源瓦斯涌出动态分析 (37)三、工作面实际测定瓦斯来源 (38)四、瓦斯地质类比 (39)第三节工作面瓦斯涌出与分布规律 (39)一、工作面瓦斯涌出的主要影响因素 (39)二、工作面瓦斯涌出分布规律 (41)第五章煤层瓦斯基本参数测定 (42)第一节煤层瓦斯压力测定 (42)第二节煤层瓦斯含量测定 (43)第三节煤层瓦斯透气系数计算 (45)一、钻孔径向流量法及其透气系数计算公式组 (46)二、透气系数的优化算法 (46)三、对透气系数计算公式组的修正 (47)四、透气系数计算 (48)第四节煤层瓦斯钻孔流量衰减系数 (49)第六章瓦斯治理措施 (50)第一节工作面瓦斯治理的原则和依据 (50)一、瓦斯治理的原则 (50)二、工作面瓦斯治理的技术依据 (50)第二节本煤层瓦斯抽放评价 (51)第三节 U型通风工作面瓦斯治理措施 (51)一、工作面瓦斯治理技术综述 (51)二、下行风与U+L治理工作面瓦斯 (53)三、工作面隅角瓦斯抽放 (53)第四节工作面瓦斯治理建议 (54)结论 (56)前言耿村矿是义煤集团一座大型现代化矿井，1982年12月建成投产，设计年生产能力120万吨，1985年基本达到设计生产能力。
矿井瓦斯抽放设计手册
设计手册第一节 矿井抽放瓦斯设计依据及内容一．设计依据⑴煤层赋存条件（煤层和岩层的性质、厚度、倾角、层间距等） ⑵矿井瓦斯等级；⑶矿井瓦斯地质图（或瓦斯等值线图）；⑷有关煤层瓦斯基础参数，如煤层瓦斯压力及梯度、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等；⑸矿井瓦斯储量及其分布、矿井及工作面瓦斯来源构成情况； ⑹矿井开拓部署、采区布置、采煤方法、通风系统及方式等。
二．设计内容⑴矿井概况：煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及瓦斯、通风状况； ⑵瓦斯鉴定参数：瓦斯压力、瓦斯含量及分布、煤层透气性系数及钻孔流量衰减系数；⑶瓦斯基础参数计算或预测：如瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯储量、瓦斯可抽量及抽放年限； ⑷抽放方法：钻场钻孔布置及工艺参数；⑸抽放设备：抽放泵、管路系统、监测及安全装置； ⑹抽放泵站：泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它；⑺瓦斯利用：可利用量、利用方案、资金概算（属瓦斯利用专篇内容）； ⑻技术经济：投资概算、完成工期、技术经济分析；⑼设计文件：包括设计说明书、设备清册、资金概算、图纸；⑽主要图纸：①综合地质柱状图；②煤层瓦斯地质图（或瓦斯等值线图）；③抽放瓦斯方法平、剖面图；④抽放管路系统图；⑤抽放瓦斯泵房设备平面布置图；⑥抽放站场地平面布置图；⑦供电系统图。
第二节 建立瓦斯抽放系统的条件和指标从煤矿安全生产角度而言，建立矿井瓦斯抽放系统主要取决于抽放瓦斯的必要性指标，如瓦斯含量、瓦斯涌出量等，即在保持回采面适宜风速（或允许风速）前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯量；同时取决于抽放瓦斯的可能性指标，如煤层透气性、瓦斯压力、钻孔瓦斯流量衰减系数等。
《矿井瓦斯抽放管理规范及反风规定》指出：凡申请建立瓦斯抽放系统的矿井，应同时具备下列 4 个条件：⑴ 1 个采煤工作面的瓦斯涌出量>5 m 3/min 最小或 1 个掘进面的瓦斯涌出量>3 m 3/min 最小；⑵矿井瓦斯涌出量>15 m 3/min 最小；⑶每 1 个瓦斯抽放系统的抽放量预定可保持在不小于 2 m 3/min 最小； ⑷瓦斯抽放系统服务在 10 年以上。
煤矿瓦斯抽放设计说明
前言何家冲煤矿位于赫章县妈姑镇境。
根据省煤炭管理局等六厅局单位联合下发文件《关于地区八县（市）煤矿整合、调整布局方案的批复意见》（黔煤办字〔2006〕97号），原赫章县妈姑镇何家冲煤矿、光明煤矿、顺达煤矿整合为一个矿井。
由于顺达煤矿床地质条件复杂，经省、地两级主管部门的论证、审核，同意对赫章县妈姑镇煤矿的整合重新进行调整。
2007年7月4日，根据省人民政府文件《省人民政府关于地区市等八县（市）煤矿整合和调整布局方案的批复》（黔府函办字〔2007〕105号文），原赫章县妈姑镇何家冲煤矿、光明煤矿整合为赫章县妈姑镇何家冲煤矿，整合后矿井生产能力为9万t/a。
之后该矿进行扩界申请，并于2009年3月4日省国土资源厅下发《关于领取赫章县妈姑镇何家冲煤矿(扩能、扩界)的通知》（黔国土资矿证字〔2009〕163号）。
2009年3月，省国土资源厅下发的赫章县妈姑镇何家冲煤矿《采矿许可证》（编号为：44）；矿区围0.833km2，开采深度：+2120m～+1700m。
生产规模15万t/a。
变更规模后，受业主委托，硕翊矿山科技有限责任公司于2010年11月编制完成了《赫章县妈姑镇何家冲煤矿开采方案设计(变更) 》，设计生产能力为15万t/a。
经评审后，省煤矿设计研究院专家咨询意见，文号：贵煤设咨[2010]91号；尚未进行批复。
根据政策要求及最新提供的《赫章县妈姑镇何家冲煤矿生产地质报告》，2010年12月由省煤矿设计研究院编制的变更至30万吨/年《开采设计方案》，于2011年1月24日批复，文号：黔能源煤炭[2011]52号。
根据国家对煤矿安全生产提出的“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，《煤矿安全规程》等相关法规，也对高瓦斯、突出矿井的瓦斯抽放提出了明确的要求。
根据该矿现状及以上精神，我受业主委托，特编制何家冲煤矿矿井瓦斯抽放设计。
本次设计主要立足于解决安全问题。
一、编制设计的依据1、《矿井抽放瓦斯工程设计规》（MT5018-96）；2、《煤炭工业矿井设计规》（GB50215-94）；3、《煤炭工业小型矿井煤矿设计规定》；4、《矿井瓦斯抽放管理规》（1997年7月1日实施）；5、《矿井瓦斯抽放技术规》；6、《煤矿瓦斯抽放规》（AQ1027-2006）；7、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）；8、《煤矿安全规程》（2011年版）；9、黔煤行管字〔2007〕54号：对地区煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复；黔能源发〔2009〕281号：关于地区煤炭局《关于请求审批2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告》批复；10、省煤田地质局实验室2006年5月提交的煤层自燃倾向等级鉴定报告。
瓦斯抽放设计说明书解析
瓦斯抽放设计说明书一、编制说明及采面大要(2-3)13130 工作面位于东三采区进流行人下山东翼,工作面北部、南部均为未采动的（2-3）煤实体，该面为（2-3）煤上分层，黑色，煤岩成份以亮煤为主，沥青光彩，条带状构造，内生裂隙发育，裂隙被方解石脉充填，含夹矸两层，夹矸为灰黑色泥岩及灰白色砂岩，累计厚 0.8m，煤层有利厚度 4.8m，（ 2-1）煤与（ 2-3）煤在工作面中部已合并，东西部未合并，煤层倾角 8—15 度。
该面走向长 1020 米，倾斜长 125 米。
该面地质构造简单，掘进过程中没有揭示断层，因为巷道沿底掘进，且煤体较破裂，巷道压力显现显然。
该面水文地质条件简单，煤层顶板灰黑色泥岩为隔水层。
该面生产期间绝对瓦斯涌出量为7m3/min 左右，根据《煤矿安全规程》第一百四十五条规定，一定推行瓦斯抽放，特拟定本设计，望仔细贯彻履行。
二、采煤方法该面采纳走向长壁采煤法回采，综合机械化放顶煤一次采全高，所有跨落法管理顶板。
三、通风状况该面采纳 U 型通风方式，上行通风，工作面设计风量650m3//min 。
四、瓦斯地质该面在上、下巷掘进期间瓦斯涌出量较大，在正常回采期间绝对瓦斯涌出量在7m3/min 左右，煤尘拥有爆炸危险性，煤层自燃生气期为 1 个月。
总之，瓦斯是影响该面安全生产的主要要素，仅用通风方式没法有效解决瓦斯问题。
因为该面瓦斯主要本源是本煤层瓦斯开释，依据过去工作面瓦斯治理成功经验，将对该面采纳上隅角瓦斯抽放为主，风排瓦斯为辅的综合治理方法。
五、瓦斯抽放设计（一）瓦斯抽放的必需性1、第一计算（ 2-3） 13130 工作面可以供应的最狂风量Qm=SV·60式中： Q—工作面可以供应的最狂风量m3/minS—有效通风断面取 S=6.0m2V —《规程》气体最高风速4m/S则： Qm=6 ×4× 600=1440m3/min2、计算通风可以稀释排走的瓦斯量q=C·Qm/100K式中： q—风排瓦斯量m3/minC—回风流中瓦斯浓度，％，为了保证该面安全回采， C 取 0.5。
瓦斯抽放说明书共19页文档
瓦斯抽放说明书
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子
某煤矿瓦斯抽放设计说明书
某煤矿瓦斯抽放设计说明书某煤矿瓦斯抽放设计说书光线充足的目录总结三1矿井概况............................................................................ .. (4)1.1交通位置41.2矿区地形和气候41.3矿区地质构造41.4煤层赋存41.5矿井开发模式61.6矿井通风模式和相邻矿井瓦斯涌出62矿井瓦斯抽放的必要性与可行性 (7)2.1矿井瓦斯涌出量预测结果82.2工作面瓦斯涌出源及组成92.3瓦斯抽放的必要性102.3.1有关规定的要求102.3.2工作面瓦斯治理的必要性102.4瓦斯抽放的可行性112.5矿井瓦斯储量及可采量123矿井瓦斯抽放方案初步设计 (13)3.1抽放方式选择原则133.2抽放方式选择133.2.1采煤工作面该煤层抽放瓦斯143.2.2掘进工作面抽放瓦斯143.2.3采煤工作面高位抽放163.2预计抽放量及抽放寿命163.2.1采煤工作面该煤层预抽量预测163.2.2瓦斯抽放量估算掘进工作面开挖时163.2.3矿井瓦斯抽放量预测173.2.4抽放使用年限173.2.5抽放参数的确定173.3钻孔施工及瓦斯抽放设备183.3.1钻机选型183.3.2钻孔施工安全技术措施183.3钻孔和密封183.3.4瓦斯抽放监测参数194瓦斯管网系统选择与管网阻力计算及设备选型 (19)4.1矿井瓦斯抽放设计参数194.2瓦斯管网系统选择及管网阻力计算瓦斯抽放系统。
1942 194.2.2瓦斯抽放管道管径计算及管道选择204.2.3管网阻力计算214.2.4瓦斯抽放管道与瓦斯抽放钻孔连接224.2.5瓦斯抽放管道敷设224.2.6瓦斯抽放管道附件二十三14.3抽气泵的选择和计算264.3.1抽气泵的流量计算方法264.3.2抽气泵压力的计算方法264.3.3抽气泵的选择和计算274.3.4抽气泵的选择275瓦斯抽放泵站布置............................................................................ . (28)5.1瓦斯抽油泵285.2瓦斯抽油泵站供电295.3瓦斯抽油泵给排水325.4防雷设施325.5瓦斯抽油泵站照明325.6瓦斯抽油泵站通信325.7排水系统实时监测335.8泵房采暖通风336.瓦斯抽放系统的安装............................................................................ (33)6.1瓦斯抽放系统安装基本要求336.2瓦斯抽放泵安装336.3瓦斯抽放、排水管道及附属设施安装337环境保护............................................................................ . (34)7.1瓦斯抽放工程对环境的影响347.2污染控制措施347.3泵站绿化348瓦斯抽放组织管理及主要安全技术措施 (34)8.1组织管理358.2瓦斯抽放组织管理358.3瓦斯抽放井场管理358.4采空区抽放管线拆装378.5瓦斯抽放管线管理378.6主要安全技术措施388.7钻机操作规程388.8瓦斯抽放泵司机操作规程398.9瓦斯抽放管理报告419瓦斯抽放工程技术经济指标 (43)9.1劳动定额439.2投资估算439.3矿井瓦斯利用432总结某煤矿为某集团公司所属的大型煤矿之一.1958年投产,设计生产能力为600kt/年.1976年进行了生产环节改造,1980年核定生产能力为1200kt/年.根据矿井设计和矿井瓦斯涌出量数据（2022年评价报告），该矿井瓦斯绝对涌出量为21.84m/t，相对涌出量为7.49m/min，属低瓦斯矿井，随着矿井产量的增加、开采范围的扩大和开采水平的提高，瓦斯面积按矿井II进行管理，未来主要煤层向工作面和采空区的瓦斯涌出量将进一步增加为贯彻执行党和国家的”安全第一,预防为主”的安全生产方针和国家安全生产监督管理局制定的”先抽后采,以风定产,监测监控”的煤矿安全生产管理方针,该矿已在井下安装了为21181回采工作面服务的移动式瓦斯抽放泵站和与其相配套的瓦斯抽放系统.抽出的瓦斯直接排放到矿井的回风系统中.随着矿井瓦斯涌出量的增大,总回风的瓦斯浓度较高,并时常出现超限.另外,井下泵站的管理也比较复杂,经常需要对瓦斯抽放泵的水垢进行清理.随着新风井的建成使用,建立地面抽放泵站是非常必要的和可行的.特此编写某煤矿瓦斯抽放系统方案设计说明书.一、编制本设计方案的依据1.《矿井抽放瓦斯工程设计规范》(mt95018-96),中华人民共和国煤炭工业部门，1997年2.《矿井抽放瓦斯管理规范》,中华人民共和国煤炭工业部,1997年.3.《煤矿安全规程》,国家煤矿安全监察局,2021年.4.《煤与瓦斯突出防治细则》，中华人民共和国煤炭工业部，1995年5月，a煤矿提供的通风、生产、瓦斯地质及其他相关资料二、设计的主要技术经济指标1.矿井绝对瓦斯涌出量:38.60m/min(将来最大绝对瓦斯涌出量);2.矿井相对瓦斯涌出量:7.49m3/t;3.矿井瓦斯抽放量:三.存在的主要问题及建议某煤矿缺乏必要的煤层瓦斯基本参数（煤层瓦斯压力、瓦斯含量、煤层渗透系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等），建议今后开展该项测量，为瓦斯抽放管理提供必要的科学依据11.58m3/min.三3三31.矿山概况某煤矿为某集团公司所属的大型煤矿之一.1955年建井,1958年投产,设计生产能力为600kt/年.1976年进行了生产环节改造,1980年核定生产能力为1200kt/年.预计2021年的实际产量超过1000kt/年.1.1交通位置某煤矿位于河南省义马市之南2km.矿区的地理坐标为111o45′11″-111o51′05″,北纬34o41′36″-34o43′16″.1.2矿区地形和气候1).地形地貌特征本井田上侏罗统砾岩为骨架，上部广泛覆盖第四系壤土。
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42007工作面瓦斯抽采
设计说明书
批准：
矿总工程师：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿审核：
安全副总：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
通风区：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
抽采区长：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
编制单位：抽采区
编制：韩利军
时间： 2011年6月29日
42007工作面瓦斯抽采
设计说明书
批准：
公司安全副总：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
审批：
公司通风处：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
编制单位：西山煤电股份公司西铭矿
编制时间：2011年6月29日
42007工作面瓦斯抽采
设计说明书
一、工作面概况：
1、地表及井下位置
地表位于太佳公路以东，随老母沟以西，随2号钻孔位于工作面东南，盖山厚度231m～323m，平均盖山厚度277m。
该工作面位于西十采区东翼，东为42005工作面(已回采)；西为西十采区大巷，北为1152大巷。
2、煤层赋存情况
2号煤层结构简单，煤层倾角1°～3°，平均倾角1°。
煤层厚度1.85～2.40m，平均厚度2.0m，属稳定煤层。
3、顶底板情况
老顶：砂质页岩，厚10.0m ；
直接顶：砂质页岩，厚1.63～5.21m；
伪顶：页岩，厚0～0.35m；
直接底：砂质页岩，厚2.16～4.56m。
4、地质构造
总体为单斜构造，煤岩层走向北东，倾向北西，倾角1°～3°，平均2°。
陷落柱：根据周边揭露情况分析，该地区陷落柱不甚发育。
节理：据相邻工作面资料分析，该面顶板局部地段层理，节理较发育，破碎易冒落。
6、其它地质情况
回采期间：绝对瓦斯涌出量：4m3/min
煤尘爆炸指数:16.51％～20.28％
自然发火：自燃倾向性等级：Ⅱ级，为自燃煤层。
7、巷道布置及工作面基本参数
工作面由皮带巷、轨道巷、切眼组成，可采走向长986m，倾斜长145m。
二、抽放瓦斯的必要性
1、工作面瓦斯涌出来源分析
该工作面瓦斯来源主要是本2#煤层和下邻近3#煤层，另外包括2#煤围岩和相邻采空区的瓦斯。
2、工作面瓦斯涌出量预测
根据邻近42011工作面回采期间的瓦斯涌出量情况，预计该面回采期间绝对瓦斯涌出量为4m3/min。
3、工作面通风方式
该工作面现采用“U”型通风方式，即皮带巷进风，轨道巷回风。
三、抽放方案的确定
1、抽放方法的选择依据
由西十采区已采和现采2#煤工作面的抽采经验表明，在回采过程中，瓦斯主要来源于工作面采空区与相邻采空区，在回采期间采用裂隙带抽放，可以较好的解决采空区的瓦斯涌向回采工作面和上隅角。
2、抽放钻孔的布置
⑴、钻孔布置考虑因素
根据西十采区2#煤已采和现采工作面裂隙带抽采经验以及该面的实际巷道布置情况，决定在该面轨道巷向切眼方向布置走向钻孔。
一钻场从切眼向外50米开始布置10个初采措施钻孔，解决初采期间瓦斯。
2-21钻场间距为50m，每个钻场3个钻孔。
⑵、钻孔设计参数
钻场在轨道巷布置，钻孔向工作面切眼方向布置，1#钻孔在巷道中间开孔，2#、3#钻孔开孔位置在巷道顶、帮交界处，钻场间距为50m，钻孔开孔和终孔孔径均为113mm；确定钻孔施工倾角和孔深，具体公式为:
42007工作面上邻近层钻孔终孔垂高取15.2-22.8米。
钻孔倾角β=-tng（h/s）
式中：β----钻孔倾角（0）
h----终孔垂高（米）
s----钻孔水平距（米）
孔深 L=S/COSβ
式中： L-钻孔深度。
S-水平距
β-钻孔倾角
经上公式计算出钻孔倾角为8-150，钻孔与巷道夹角为0-510，孔深范围在60-100m。
皮带巷共设计钻场21个，钻孔73个，钻孔进尺5825m。
附：钻孔设计参数表
3 、封孔设计
根据矿井现有抽放钻孔封孔经验和《煤矿瓦斯抽放规范》中对封孔深度的要求：
钻孔封孔设计：
采用矿用合成树脂封孔，封孔管采用Ф90mm长3.5米PVC管2根，封孔长度7米。
4、抽放效果预测
①抽放量预计
根据邻近42011工作面的抽放情况，预计该面冒落带抽放浓度为27%，抽放纯瓦斯流量为2m3/min。
②工作面抽放率计算
根据前述风排瓦斯量和抽放瓦斯量的数据，工作面抽放率可由下式计算得出。
100q kc
d k=————
q kc+q kf
式中:d k为工作面抽放率,%;
q kc为抽放瓦斯量,m3/min，取2m3/min；
q kf为工作面风排瓦斯量,m3/min,为2m3/min。
100q kc 100×2
则工作面抽放率 d k=————= —————— =50%
q kc+q k f 2+2
五、选型计算
1、抽放管路的选择
瓦斯抽采管径依据公式计算如下：
Q
D=0.1457
V
式中：
D—瓦斯管内径，m；
Q—管内瓦斯混合流量，m3/min；
V—瓦斯在管路中的平均流速，m/s，一般取V=5m/s～15m/s。
根据西十采区瓦斯抽采经验，预计工作面抽采管路内瓦斯混合流量≥20m3/min；瓦斯在管路内平均流速V=10m/s。
根据经验数据进行计算得D=260mm，按AQ1027-2006《瓦斯抽采规范》第5.4.2条规定“管路应取10%的备用系数”，因此需选取抽采管路直径D≥300mm，我矿选取D315×21.1mm抽采管路。
根据西十采区抽放管路布置情况，抽采管路不用重新布置。
工作面具体抽放系统为：
上邻近层钻孔→42007轨道巷→西十回风巷→冀家沟回风巷→冀家沟管道立井→冀家沟地面管路→冀家沟抽采站；
下面对上述抽放系统的阻力进行计算，以校验所选管径是否符合抽放要求。
2、抽放泵的工况预计
根据我矿目前其它抽放地点的抽放负压和流量情况，加上该面的抽放流量情况预计，泵站2BEC-72型抽放泵的抽气量为120～
280m3/min(工况量)；抽放负压为30～35KPa。
六、避灾路线
1、水灾
作业地点→42007中间巷（皮带巷）→1152大巷→玉门平硐→地面
二、火灾、瓦斯、煤尘爆炸
作业地点→42007中间巷（皮带巷）→1152大巷→玉门平硐→地面
八、安全管理措施
1、抽放数据观测管理
每天安排专人对该面所抽放钻孔和支管的抽放数据（包括负压、浓度、节流）进行观测，同时填写观测牌板、做好记录并将数据汇报通风调度，观测要做到牌板、记录和调度台账三对口。
2、监控系统管理
在抽采系统管路上安装在线监测系统（包括负压、浓度、流量、温度、一氧化碳等传感器），随时对抽采参数情况进行监测。
传感器要按规定时间定期标校，并经常与管路上的孔板测量数据进行对比，发现误差大时要及时调整、校对传感器。
3、抽放系统日常维护检查管理
每天安排专人对工作面抽放管路进行巡视，每10天安排专人对抽放管路进行巡视，并填写巡视牌板,如发现有漏气和存在损坏管路的隐患时，要采取措施及时处理，并汇报通风调度；发现巷道积水、支护失效、片帮、漏顶等特殊情况，也要及时汇报通风调度和矿调度，以便及早采取措施处理。
4、其它注意事项
钻孔施工到位后要继续送水10min，加强冲洗孔内煤岩残渣。
九、设计附图
1、工作面裂隙带钻孔设计图。