瓦斯课程设计---矿井瓦斯抽采系统管路选择及阻力计算

《矿井瓦斯防治技术》课程设计题目：矿井瓦斯抽采系统管路选择及阻力计算

一、瓦斯防治的目的和意义······················

二、采面概况······························

三、13号煤层抽放难易程度判段·······························

四、不同巷道抽采量与平均浓度·······························

五、瓦斯抽放管径选择·································

六、管路摩擦阻力计算·································

七、瓦斯抽放管路布置图（附图一）······························

课程设计的目的和意义

目的：了解煤矿瓦斯灾害特征及机理。

掌握煤矿瓦斯灾害预防措施。

熟悉煤矿瓦斯灾害防治新技术。

熟悉煤层瓦斯抽放方法及原理。

掌握煤层瓦斯抽放设计及工程管理。

提高和培养学生文字编写、计算机应用的能力。

意义:《瓦斯灾害防治》课程设计是我们学习该课程结束后进行的一项实践环节，是课程体系的主要组成部分。其目的是通过课程设计使我们加深对《瓦斯灾害防治》，《防治煤与瓦斯突出规定》和其它相关课程所学专业理论知识的理解，了解瓦斯基础理论知识，综合应用理论解决实际问题，培养我们计算、绘图和设计能力，及解决实际问题的操作能力，为毕业设计以及毕业后从事瓦斯灾害防治工作奠定基础。

3 设计依据

1）《防治煤与瓦斯突出规定》（2009）；

2）《煤矿安全规程》（2010）；

3）《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）；

4）《煤矿瓦斯抽放工程设计规范》（GB50471-2008）；

5）《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）。

一、采煤概况

某矿一采区采用上山开采13号煤层，已知煤层透气性系数 =0.1045 m2/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

（%）

1~2 200 主管

2~3 1500 主管

3~4 230 主管

4~5 30 主管

5~6 230 主管

6~7 30 主管

7~8 230 主管

8~9 30 主管

3~10 1350 支管7.0 50

4~11 1350 支管 7.0 50 5~12 1800 支管 7.0 50 6~13 1800 支管 7.0 50 7~14 960 支管 5.0 40 8~15 1750 支管 5.0 40 9~16

800

支管

5.0

40

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。

胶带机顺槽

轨道顺槽

1302准备工作面

胶带机顺槽

采区变电所采区胶带机上山

采区专用回风上山

采区轨道运输上山

-78013-1轨道大巷

中央变电所

中央水泵房井下爆破器材库

主水仓副水仓

主井副井

地面瓦斯抽采泵站

轨道顺槽

胶带机顺槽掘进

1301综采面

顺槽掘进

胶带机顺槽掘进

512

3

4

10

11

12

13

6

714

16

15

8

Q 1

9

Q 2

Q 3Q 4Q 5

Q 6

Q 7

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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

内径

25385075100125150175200225 mm

序列11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

内径

250275300325350375400425450475 mm

二、13号煤层抽放难易程度判断

《AQ 1027-2006 矿井瓦斯抽放规范》把末卸压煤层，煤层瓦斯

抽放的难易程度可划分为三类,见表1

表1 煤层瓦斯抽放难易程度表

煤层透气性系数㎡类别钻孔流量衰减系数d-1

／Mpa2·d 容易抽数<0.003 >10

可以抽放0.003～0.05 10～0.1

较难抽放>0.05 <0.1

已知条件：13号煤层，已知煤层透气性系数 =0.1045

m2/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)。

对照煤层瓦斯抽放难易程度表13号煤层的抽放难易程度为：可

以抽放

对煤层的不同抽放难易程度应采取不同的瓦斯抽放方法：