矿井瓦斯抽放系统标准介绍

矿井瓦斯抽放系统标准1 建立瓦斯抽放系统的标准1.1 凡有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久瓦斯抽放系统或井下临时瓦斯抽放系统：1.1.1 一个采煤工作面瓦斯涌出量大于5m3min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。1.1.2 矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的；大于或等于40m3min；年产量1.01.5Mt的矿井，大于30 m3min；年产量0.61.0Mt的矿井，大于25 m3min；年产量0.40.6Mt的矿井，大于20 m3min；年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15 m3min。1.1.3 开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。1.2 凡符合1.1条件，并同时具备下列两个条件的矿井，应建立地面永久抽放系统：瓦斯抽放系统的抽放量可稳定在2 m3min以上；瓦斯资源可靠，储量丰富，预计瓦斯抽放服务年限在5年以上。1.3 新建瓦斯抽放系统的矿井，必须具有相关资质的专业机构进行可行性论证，由企业技术负责人组织瓦斯抽放工程设计。1.4 新建或改扩建扩建，根据地质报告提供的瓦斯资源或参照临近扩建参数而达到第1.1条条件时，必须将瓦斯抽放工程纳入矿井设计中，但设计所依据的瓦斯参数必须经具有相关资质的专业机构进行可行性论证。2 瓦斯抽放工程设计标准2.1瓦斯抽放工程设计内容 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； 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、矿井瓦斯涌出量及可抽量、煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及其衰减系数； 抽放方法：钻孔（巷道）布置与抽放工艺参数； 抽放设备：抽放泵、管路系统、监测及安全装置； 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； 瓦斯利用：利用方式和利用量、资金概算； 设计文件：设计说明书、设备与器材清册、资金概算、相关图纸。2.2 瓦斯抽放工程设计的一般规定2.2.1 瓦斯抽放工程设计应体现安全第一、技术经济合理原则，因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料。2.2.2 新建矿井瓦斯抽放工程设计应以批准的精查地质报告为依据，并参照临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。2.2.4 瓦斯抽放泵站的建设方式，应经技术经济比较确定。一般情况下，地面抽放泵站宜采用集中建站方式。当有下列情况之一时，可采用分散建站方式：分区开拓或分期建设的大型矿井，集中建站技术经济不合理；矿井瓦斯抽放量较大且瓦斯利用点分散；一套瓦斯抽放系统难以满足要求。2.2.5 分期建设、分期投产的矿井，瓦斯抽放工程可一次设计，分期建设、分期投抽。2.2.6 瓦斯抽放工程设计应进行矿井瓦斯资源的评价。3 地面永久瓦斯抽放系统3.1 地面抽放泵站和抽放设备标准3.1.1抽放泵站的位置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；宜设在回风工业广场内，站房距井口和主要建筑物及居民区不得小于50m；站房及站房周围20m范围内严禁有明火；禁止堆积易燃物。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，并尽可能留有扩散的余地。3.1.2抽放泵站建筑站房建筑必须采用不燃性材料，耐火等级为二级；站房周围必须设置栅栏或围墙。3.1.3抽放站装备标准抽放泵站内电气设备、照明和其他电气、检测仪表均应采用矿用隔爆型；抽放泵站应有双回路供电；抽放泵站应设有防雷电、防火灾、防洪涝、防冻等设施；干式瓦斯抽放泵吸气侧管路系统必须装设有防回火、防回气和防爆炸安全装置，并定期检查，保持性能良好。抽放泵站内必须有直通矿调度室的电话；抽放瓦斯泵及其附属设备，至少有一套备用；抽放泵运转时，必须对泵水流量、水温度、泵轴温度等进行监测、监控；抽放泵站应有供水系统。站房设备冷却水一般采用闭路循环，给水管路及水池容积应考虑消防水量。污水应设置地沟排放。抽放泵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，抽放泵站场地应搞好绿化。3.2 抽放泵站地面管路设置3.2.1 地面管路的布置尽可能避免布置的车辆通行频繁的主干道旁；不得将抽放管路和动力电缆、照明电缆及通讯电缆等敷设在同一条地沟内；主管路应与矿区的发展规划和建筑布置相结合；抽放管道与地上、下建筑物或其他建（构）筑物及设施的间距，应符合工业企业总平面设计规范的有关规定。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，应按规定采取措施。3.2.2 站房附近管道应设置放水器及防爆、防回水装置，设置放空管及压力、流量、浓度监测装置，并应设置采样孔、阀门等附属装置。放空管设置在泵的进、出口，管径应大于或等于泵的进、出口直径，放空管的管口应高出泵房屋顶3m以上。3.3 瓦斯抽放参数的监测、监控3.3.1 地面永久瓦斯抽放系统必须建立瓦斯抽放参数监控系统。3.3.2 矿井瓦斯抽放系统必须监测抽放管道中的瓦斯浓度、负压、温度和一氧化碳等参数，同时监测抽放泵站内瓦斯泄漏等。当出现瓦斯抽放浓度过低、一氧化碳超限、泵站内有瓦斯泄漏情况时，应能报警并使抽放泵主电源断电。3.3.3实行自动监测，并与矿井安全监控系统联网，能随时反映各抽放系统的抽放参数，并能打印抽放报表。泵房要建立抽放台帐，台帐记录数据要准确。3.3.4泵房必须有专人值班，经常检查各参数，做好记录。当抽放瓦斯泵停止运转时，必须立即向矿调度室报告。如果利用瓦斯泵停上运转后和恢复运转前，必须通知使用瓦斯的单位，取得同意后，方可供应瓦斯。4 井下移动泵站及瓦斯抽放系统4.1 根据1.1、1.2规定，不具备建立地面永久瓦斯抽放系统条件的，对高瓦斯区应建立井下移动泵站瓦斯抽放系统。4.2 建立井下移动泵站瓦斯抽放系统时，由企业负责人组织编制设计和安全技术措施，报集团公司审查。应根据瓦斯抽放的混合流量确定移动泵和抽放管径，移动泵与抽放管径的选择匹配，应按瓦斯抽放设计标准进行计算后选择。4.3 移动抽放泵站位置和装备标准移动式瓦斯抽放泵应安装在抽放地点附近的新鲜风流的峒室中，并有独立的回风系统，配风量不小于60 m3min；硐室内要配有专用电话、瓦斯检测断电装置、消防器材、抽放泵操作规程、岗位责任制、抽放系统图、负压、浓度、流量测定装置、高低浓瓦斯鉴定器、温度计，具有煤层自然发火的倾向性区域进行瓦斯抽放，还应增加CO传感器，并有专人值班。移动泵两台（同型号），一台使用，一台作备用，要求用双回路供电并有停水自断电和气矸分离保护装置。干式瓦斯抽放泵吸气侧管路系统必须装设有防回火、防回气和防爆炸安全装置，并定期检查，保持性能良好。抽放泵站内必须有直通矿调度室的电话；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。井下移动瓦斯抽放泵站应有专用的供水管路。4.4 井下移动瓦斯抽放泵站抽出的瓦斯必须直接引排到地面、总回风道或分区回风道。4.5 移动泵站抽出的瓦斯必须排至总回风道或分区回风巷，在抽放管路出口处必须采取安全措施，包括设置栅栏、悬挂警戒牌。栅栏设置分别在管路出口的上、下风侧各5m和30m处设置栅栏，并揭示警标，两栅栏间禁止人员通行和任何作业。移动泵排到巷道内的瓦斯，其浓度必须在30m内混合到煤矿安全规程允许的限度以内。下风侧栅栏外5m内悬挂瓦斯传感器。4.6瓦斯抽放参数的监测、监控局部瓦斯抽放监测系统必须与矿井监测系统联网，能随时显示各系统的抽放参数，并能打印抽放报表。抽放负压、流量、瓦斯浓度，泵站1小时测定一次，干、支管和钻场每周至少测定1次。钻孔的测定次数根据需要确定，抽放台帐记录数据要准确。移动泵站抽出的瓦斯必须排至总回风道或采区回风巷，应在下风侧栅栏外1m内设置瓦斯传感器，回风巷道内瓦斯浓度超限报警时，应断电，停止抽放，井下处理；其报警浓度0.5%，断电浓度1.0%；复电浓度0.5%；断电范围为瓦斯抽放泵站电源。移动泵站峒室和排放瓦斯巷道内的瓦斯检查每小班不少于3次，移动泵站硐室内空气中瓦斯浓度不得大于0.5，排气管末端30m外的瓦斯浓度在采区回风巷不得大于1.0，在矿井总回风巷不得大于0.75%，否则，必须切断电源，停止瓦斯泵的运转，进行处理。5 抽放管路系统5.1 瓦斯抽放管路的应按最大流量分段计算，并于抽放设备能力相适应，抽放管路按经济流速5m/s15m/s和最大通过流量来计算管径，抽放系统管材的备用量不应小于10%。5.2 抽放管路系统应根据井下巷道的布置、抽放地点的分布、瓦斯利用的要求以及矿井的发展规划等因素确定，避免或减少主干路系统的频繁改动，确保管路运输、安装和维护方便，并应符合以下要求：抽放管路应具有良好的气密性、足够的机械强度，并必须满足防冻、防腐蚀、防砸坏、抗阻燃、抗静电的要求。抽放管路通过的巷道曲线段少，距离短。管路敷设要做到“平、直、牢”，离地高度不小于0.3m；转弯时角度不应大于50。所有抽放管路不得与电缆等带电物体同侧敷设。抽放管路系统宜沿回风巷道或矿车不经常通过的巷道布置；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，并固定在巷道壁上，与巷道壁的距离应满足检修要求；瓦斯抽放管件外缘距巷道壁不宜小于0.1m。当抽放设备或管路发生故障时，管路内的瓦斯不得流入采掘工作面或机电硐室内。管径必须要统一，变径时必须设过渡节。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，间距一般取得15m20m。5.3 抽放管路附属装置及设施主管、分管、支管及其与钻场连接处应装设瓦斯计量装置；每一分支都应设置全通隔离阀，以便维修和支管拆除或延伸，在钻场和分支应设置流量、负压、瓦斯浓度观测装置。支管与钻场联接根据现场条件，做具体设计，确保管道畅通，不漏气。抽放钻场、管路拐弯、巷道低凹处、温度突变处及沿管路适当距离（200m300m）应安装等径T型管联接放水器；采区上山、下山的下部均要安装自动放水器。在抽放管路的适当位置应设置除渣和测压装置； 抽放管路分岔处应设置控制阀门，阀门规格应与安装地点的管径相匹配；地面主管上的阀门应设置在地表下用不燃性材料砌成的不透水观察井内，其间距为500m1000m。通往井下的抽放管路应采取防雷措施。5.4 抽放系统投入运行前，应进行一次全面气密性试验。一般采用压风正压试验法，试漏气压要达到0.30.5MPa。瓦斯抽放管路要涂红色标志，以区别于其他管路。5.5 利用上隅角埋管抽放的瓦斯管在进入上隅角前应加绝缘段。联接抽放系统的高压软管，其断面不应小于联管断面的0.8倍。5.6 瓦斯抽放系统的进气管路应避免使用抗冲击性能较差的玻璃钢管路和PVC塑料管路；机械化采煤工作面顺层钻孔封孔管应避免使用金属管。6 瓦斯抽放方法6.1建立瓦斯抽放系统的矿井必须实施先抽后采或边抽边采；按照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；多瓦斯来源的矿井，应采用综合瓦斯抽放方法。6.1.1开采煤层瓦斯抽放：对开采层瓦斯涌出量大或有突出危险的煤层，主要采用开采层瓦斯抽放技术。开采层瓦斯抽放包括巷道抽放和钻孔抽放。巷道抽放一般只是预抽，钻孔抽放则包括预抽和边采（掘）边抽。 钻孔布置方式一：网格式穿层钻孔钻孔布置方式二：穿层钻孔和顺层钻孔结合钻孔布置方式三：顺层长钻孔6.1.2邻近层瓦斯抽放：在近距离煤层群开采条件下，采用冒落法管理顶板时，首先开采的煤层会有大量邻近层瓦斯涌入，这时必须进行邻近层瓦斯抽放。邻近层瓦斯抽放分为钻孔抽放和巷道抽放，抽放钻孔和巷道根据三带的分布规律进行布置。钻孔布置方式一：钻场设在开采层工作面副巷内，由钻场向邻近层打穿层钻孔 钻孔布置方式二：钻场设在开采层工作面运输或进风巷内，由钻场向邻近层打穿层钻孔 钻孔布置方式三：钻场设在开采层底板岩巷内，由钻场向邻近层打穿层钻孔 钻孔布置方式四：钻场设在开采层顶板岩巷内，由钻场向邻近层打穿层钻孔 6.1.3 采空区瓦斯抽放：在瓦斯矿井采煤时，尤其是开采煤层群和厚煤层条件下，邻近层、未采分层、围岩、煤柱和工作面丢煤中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。采空区抽放归为两类：半封闭采空区抽放和全封闭采空区抽放。半封闭采空区抽放主要采用埋管抽放、采空区靠切眼侧密闭抽放、顶底板钻孔抽放等方法；全封闭采空区抽放主要采用密闭插管抽放。采空区埋管抽放采空区高位巷抽放采空区顶板走向水平长钻孔抽放采空区插管抽放6.2 专用瓦斯抽放巷的要求专用瓦斯抽放巷道的位置、数量应能达到良好的抽放效果。必须保证有足够的抽放时间，有较大的抽放范围。专用于敷设抽放管路、布置钻场、钻孔的瓦斯抽放巷道采用矿井全压通风时，巷道风速不得低于0.5m/s。6.3 钻场钻孔布置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，保证抽放效果。尽量利用现有的开拓、准备和回采巷道布置钻场。对开采层未卸压抽放，除按钻孔抽放半径确定合理的孔间距外，应尽量增大钻孔的见煤长度。邻近层卸压抽放，应将钻孔打在采煤工作面顶板冒落后所形成的裂隙带内，并避开冒落带。强化抽放布孔方式除考虑应取得好的抽放效果外，还应考虑措施施工方便。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。钻孔方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。6.4 瓦斯抽放工程施工，必须严格按照设计进行。钻孔的开孔角度以及方位误差不得大于0.5度，位置误差不得大于0.1m，钻孔直径和终孔深度必须符合设计要求。65 采用高位钻孔、顶底板穿层钻孔抽放时，钻孔口抽放负压不小于10KPa。6.6 封孔6.6.1 岩壁钻孔宜采用封孔器封孔；封孔器械应满足密闭性能好、操作便捷、封孔速度快的要求。煤壁钻孔宜采用充填材料进行压风封孔；封孔材料可选用膨胀水泥、聚氨脂等新型材料。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。6.6.2 封孔长度孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压中等时，封孔长度为2m3m；孔口段围岩裂隙较发育或孔口负压高时，封孔长度为4m6m；在煤壁开孔的钻孔，封孔长度为5m8m；采用除聚氨脂外的其他材料封孔时，封孔段长度与封孔深度相等；采用聚氨脂封孔时，封孔参数见下表。 聚氨脂封孔参数 单位：m封孔材料钻孔条件封孔段长度封孔长度聚氨脂孔口段较完整0.835孔口段较破碎1.0466.7.3 钻孔封孔质量检查标准预抽瓦斯钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于40%；邻近层瓦斯抽放钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于30%；当钻孔封孔质量达不到上述