GB 50471-2018 煤矿瓦斯抽采工程设计标准

人人文库专用

中华人民共和国国家标准

煤矿瓦斯抽采工程设计标准

Standardfordesignofthegasdrainage

engineeringofcoalmine

GB50471-2018

主编部门中国煤炭建设协会

:

批准部门中华人民共和国住房和城乡建设部

:

施行日期年月日

:201891

人人文库专用

中国计划出版社

2018北京

中华人民共和国国家标准

煤矿瓦斯抽采工程设计标准

GB50471-2018

☆

中国计划出版社出版发行

网址

:

地址北京市西城区木樨地北里甲号国宏大厦座层

:11C3

邮政编码电话发行部

:100038:(010)63906433()

三河富华印刷包装有限公司印刷

印张千字

850mm×1168mm1/322.7568

年月第版年月第次印刷

201881201881

☆

统一书号

人人文库专用:155182·0315

定价元

:17.00

版权所有侵权必究

侵权举报电话

:(010)63906404

如有印装质量问题请寄本社出版部调换

,

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1815号

住房城乡建设部关于发布国家标准

煤矿瓦斯抽采工程设计标准的公告

《》

现批准煤矿瓦斯抽采工程设计标准为国家标准编号为

《》,

自年月日起实施其中第

GB50471—2018,201891。,5.1.1、

条为强制性条文必须严格执行原国家标准煤矿瓦斯抽

6.2.1,。《

采工程设计规范同时废止

》GB50471—2008。

本标准在住房城乡建设部门户网站

()

公开并由住房城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社

,

出版发行

。

中华人民共和国住房和城乡建设部

人人文库专用2018年1月16日

前言

本标准是根据住房城乡建设部关于印发年工程建设

《<2015

标准规范制订修订计划的通知建标号的要求由

、>》(〔2014〕189),

中煤科工集团重庆设计研究院有限公司会同有关单位在对原国

,

家标准煤矿瓦斯抽采工程设计规范进行修订

《》GB50471—2008

的基础上完成

。

本标准在编制过程中编制组进行了深入调查研究广泛征求

,,

意见参考国内外有关资料反复修改最后经审查定稿

,,,。

本标准共分章和个附录主要内容包括总则术语和符

81,、

号矿井瓦斯资源量及抽采量瓦斯抽采方法瓦斯抽采系统瓦斯

、、、、

抽采泵站安全与监控节能及环保等

、、。

本次修订的主要内容是

:

增加了第章节能及环保第节符号和第节矿井

1.8、2.23.2

瓦斯涌出量及抽采量等内容删除原规范第章瓦斯抽采设计参

,4

数和第节井下固定瓦斯抽采泵站等内容

7.2。

对其他章节内容做了相应调整主要体现在瓦斯资源量及

2.,

可抽量计算方法备用抽采泵及附属设备配备要求泵站内的电气

、、

设备布置及防爆要求等内容

。

本标准中以黑体字标志的条文为强制性条文必须严格执行

人人文库专用,。

本标准由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释

,

中国煤炭建设协会负责日常管理工作中煤科工集团重庆设计研

,

究院有限公司负责具体技术内容的解释本标准在执行过程中

。,

请各单位结合工程实践认真总结经验注重积累资料如发现需

,,,

要修改或补充之处请将意见及有关资料提交中煤科工集团重庆

,

设计研究院有限公司煤矿瓦斯抽采工程设计标准编制组地址

《》(:

·1·

重庆市渝中区长江二路号邮政编码传真

179;:400016;:023-

以供今后修订时参考

68898213),。

本标准主编单位参编单位主要起草人和主要审查人

、、:

主编单位:中煤科工集团重庆设计研究院有限公司

参编单位:中煤科工集团重庆研究院有限公司

煤科集团沈阳研究院有限公司

煤炭工业合肥设计研究院

煤矿瓦斯治理国家工程研究中心

中煤科工集团武汉设计研究院有限公司

中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司

中煤科工集团北京华宇工程有限公司

中煤科工集团南京设计研究院有限公司

煤炭工业济南设计研究院有限公司

中煤西安设计工程有限责任公司

中煤邯郸设计工程有限责任公司

大地工程开发集团有限公司

()

山西约翰芬雷华能设计工程有限公司

煤炭工业太原设计研究院

北京圆之翰工程技术有限公司

昆明煤炭设计研究院

主要起草人:卢溢洪万祥富肖代兵张刚蒲毅

邱林彬赵春慧夏吉均成刚严天良

杜子健周厚权黄玉玺吴志坚王勇

人人文库专用吴如喜张世良包勇李君利李瑞锋

张吉禄郭宝德魏洋陈云窦玉康

罗承伟王连生田新华杨纯东

主要审查人:冯冠学宫守才白锦胜严志刚龙伍见

李定明赵旭生姜筱瀛

·2·

目次

总则…………………

1(1)

术语和符号………………

2(2)

术语……………………

2.1(2)

符号……………………

2.2(4)

矿井瓦斯资源量及抽采量………………

3(9)

矿井瓦斯资源量及可抽量………………

3.1(9)

矿井瓦斯涌出量及抽采量………………

3.2(10)

瓦斯抽采方法……………

4(15)

一般规定………………

4.1(15)

井下瓦斯抽采……………

4.2(15)

地面钻井抽采……………

4.3(16)

瓦斯抽采系统……………

5(18)

一般规定………………

5.1(18)

抽采管路………………

5.2(18)

抽采设备………………

5.3(22)

瓦斯抽采泵站……………

6(24)

泵站布置………………

6.1(24)

电气及通信……………

6.2人人文库专用(24)

建筑消防………………

6.3、(25)

给排水供暖及通风……

6.4、(26)

安全与监控………………

7(27)

安全设施及措施…………

7.1(27)

瓦斯抽采监测监控………

7.2(28)

节能及环保………………

8(30)

·1·

节能……………………

8.1(30)

环保……………………

8.2(31)

附录煤层瓦斯抽采难易程度分类………

A(32)

本标准用词说明………………

(33)

引用标准名录…………………

(34)

附条文说明…………………

:(35)

人人文库专用

·2·

Contents

………

1Generalprovisions(1)

………

2Termsandsymbols(2)

…………………

2.1Terms(2)

………………

2.2Symbols(4)

3Gasresourcequantityandamountofdrainagein

…………………

coalmine(9)

…………

3.1Gasresourcequantityanddrainablegasquantity(9)

………

3.2Minegasemissionquantityandamountofdrainage(10)

……

4Gasdrainagemethod(15)

……

4.1Generalrequirements(15)

………

4.2Minegasdrainage(15)

……………

4.3Grounddrillinggasdrainage(16)

………………

5Minegasdrainagesystem(18)

……

5.1Generalrequirements(18)

…………………

5.2Thegasextractionpipe(18)

……………

5.3Thegasextractionequipment(22)

………………

6Gasdrainagepumpstation(24)

………………

6.1The人人文库专用layoutofpumpstation(24)

……………

6.2Electricalandcommunications(24)

………

6.3Construction,fire(25)

………

6.4Drainage,heatingandventilation(26)

…………………

7Securityandmonitoring(27)

……………

7.1Safetyfacilitiesandmeasures(27)

………

7.2Monitoringofgasdrainagesystem(28)

·3·

…………

8Energysavingandenvironmentalprotection(30)

…………

8.1Energysaving(30)

………………

8.2Environmentalprotection(31)

AppendixADifficultydegreeofcoalseamgas

………

drainage(32)

…

Explanationofwordinginthisstandard(33)

……

Listofquotedstandards(34)

………

Addition:Explanationofprovisions(35)

人人文库专用

·4·

1总则

1.0.1为规范煤矿瓦斯抽采工程设计提高瓦斯抽采设计质量

,,

保障煤矿安全生产制定本标准

,。

1.0.2本标准适用于新建改建扩建煤矿及生产煤矿的瓦斯抽

、、

采工程设计

。

1.0.3新建矿井瓦斯抽采设计应以批准的地质勘探报告为设计

依据并可参考邻近生产矿井实际的瓦斯地质资料当新建矿井为

,;

突出矿井时则应以审核的先抽后建达标后的瓦斯地质资料为设

,

计依据改建扩建和生产矿井应以实测的瓦斯参数为设计依据

;、。

1.0.4瓦斯抽采系统设计规模应满足矿井安全生产要求并留有

一定富余量同时还应兼顾矿井瓦斯利用

,。

1.0.5瓦斯抽采工程设计应遵循应抽尽抽多措并举先抽后

“、、

采煤气共采的原则抽采系统设计应遵循抽采泵用备结合高

、”;“,

低负压系统独立的原则并应因地制宜采用新技术新工艺新设

”,、、

备新材料

、。

1.0.6瓦斯抽采工程建设应与矿井建设同时设计同时施工同

、、

时投入生产并应满足矿井安全生产所需要的预抽时间

,。

1.0.7在进行煤矿瓦斯抽采设计时应提出瓦斯利用方案建议

,。

1.0.8根据矿井建设情况瓦斯抽采工程应一次设计分期建设分

,

期投入使用人人文库专用

。

1.0.9煤矿瓦斯抽采工程设计除应执行本标准外尚应符合国家

,

现行有关法规和标准的规定

。

·1·

2术语和符号

2.1术语

2.1.1矿井瓦斯资源量

minegasresource

矿井可采煤层的瓦斯资源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资源量之和

。

2.1.2矿井可抽瓦斯量

drainablegasquantity,gasvolume

tobedrained

瓦斯资源量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量

。

2.1.3预抽煤层瓦斯

gasdrainagefromvirgincoalseam

在煤层未受到采动以前进行的瓦斯抽采

。

2.1.4抽采卸压瓦斯

gasdrainagewithpressurerelief

抽采受采动影响和经人为松动卸压煤岩层的瓦斯

()。

2.1.5开采层瓦斯抽采

gasdrainagefromextractingseam

抽采开采煤层的瓦斯

。

2.1.6邻近层瓦斯抽采

gasdrainagefromnearcoalseam

抽采邻近煤岩层瓦斯

()。

2.1.7采空区瓦斯抽采

gasdrainagefromgob

抽采工作面采空区或老采空区的瓦斯

。

2.1.8地面钻井抽采

人人文库专用gasdrainageonground

在地面向井下煤岩层施工钻井抽采瓦斯

()。

2.1.9综合抽采方法

combinedgasdrainage

在一个矿井或工作面同时采用两种及以上方法抽采瓦斯

。

2.1.10穿层钻孔

crossinghole

在岩石巷道或煤层巷道内向相邻煤层施工的钻孔

。

2.1.11顺层钻孔

holedrilledalongseam

·2·

在煤层巷道内沿煤层布置的钻孔

,。

2.1.12高位钻孔

highly-locatedhole

在风巷向开采煤层顶板裂隙带施工的抽采钻孔

。

2.1.13高抽巷

highly-locateddrainagetunnel

布置在回采工作面上部采动影响裂隙带内并采用密闭方式抽

采上邻近层卸压瓦斯或工作面采空区瓦斯的专用巷道

。

2.1.14瓦斯抽采巷

thegasextractiontunnel

布置有钻场钻孔并敷设抽采管路的巷道

、,。

2.1.15瓦斯抽采量

gasdrainagevolume,gasdrainagerate

矿井抽出瓦斯气体中的纯瓦斯量5

(20℃、1.01×10Pa)。

2.1.16煤层透气性系数

gaspermeabilitycoefficientof

coalseam

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

。

2.1.17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

。

2.1.18水力割缝

hydrauliccuttingseam

在钻孔内运用高压水射流对钻孔周边的煤体进行切割形成

,

一定深度的扁平缝槽的措施

。

2.1.19水力压裂

hydrauliccracking

在无自由面的情况下钻孔内以高压水作为动力使煤体裂隙

,

连通的一种措施

人人文库专用。

2.1.20深孔预裂爆破

deep-holepre-splittingblasting

在工作面采掘前施工一定深度的钻孔并在钻孔内装填炸药

,

等利用爆破作为动力使煤体裂隙增大提高煤层透气性的一种

,,,

措施

。

2.1.21钻孔有效抽采半径

effectiveradiusofdegassingborehole

在一定时间内从钻孔内能抽出瓦斯的有效距离

。

·3·

2.1.22高负压抽采系统

highnegative-pressuredrainagesystem

抽采钻孔孔口或高抽巷巷道口抽采负压大于或等于

10kPa

的抽采系统

。

2.1.23低负压抽采系统

lownegative-pressuredrainagesystem

抽采钻孔孔口或高抽巷巷道口抽采负压小于的抽采

10kPa

系统

。

2.1.24采动影响区

mininginfluenceregion

因受到井下煤层开采影响岩层产生剧烈运动岩层内裂隙发

,,

育连通性得到明显提高的区域简称采动区具体可分为采动活

、,,

跃区和采动稳定区

。

2.1.25采动活跃区

miningactiveregion

经历煤炭开采过程岩层剧烈运动和应力调整的区域岩层连

、,

续两个月沉降位移大于或等于月的区域

5mm/。

2.1.26采动稳定区

stableregionaftermining

因煤层开采造成的采场围岩内应力重新分布过程已经停止

,

岩层连续两个月沉降位移小于月的区域包括老采空区和

5mm/,

废弃矿井

。

2.1.27老采空区

theoldgoaf

已经开采完毕的采区所留下的封闭空间

。

2.1.28现有采空区

thenewgoaf

生产采区内已开采区域所留下的封闭空间和正在开采的工作

面后方尚未封闭的空间

。

人人文库专用2.2符号

2.2.1矿井瓦斯资源量及可抽量

:

A煤层的煤炭资源量

———;

K围岩瓦斯储量系数

———;

Ki可采煤层瓦斯资源可抽系数

———;

Kj不可采煤层瓦斯资源可抽系数

———;

·4·

K围岩瓦斯资源可抽系数

w———;

R矿井瓦斯资源总量

———;

R可采煤层瓦斯资源量

1———;

R受采动影响不可采煤层瓦斯资源量

2———;

R受采动影响围岩瓦斯资源量

3———;

R矿井可抽瓦斯量

c———;

R可采煤层可抽瓦斯量

1c———;

R不可采煤层可抽瓦斯量

2c———;

R围岩可抽瓦斯量

3c———;

W煤层的原始瓦斯含量

0———;

W煤层残存瓦斯含量

c———;

k负压抽采作用系数

1———;

k煤层瓦斯预计抽采率

2———;

k煤层瓦斯在井下排放率

3———。

2.2.2瓦斯抽采系统规模的确定

:

C矿井或采区总回风巷允许瓦斯浓度

———;

F设计供风量

———;

K瓦斯抽采不均衡系数

1———;

K工作面回采期间本煤层预抽量与预抽期间抽采量之比

c———;

K矿井供风备用系数

f———;

K邻近层卸压瓦斯抽采率

y———;

L预抽煤层区段或工作面回采区域宽度

1———;

L预抽煤层区段或回采工作面长度

2———人人文库专用;

L回采工作面宽度

3———;

L回采工作面年推进度长度

4———;

L穿层钻孔煤孔段总长度或顺层钻孔总长度

k———;

M预抽煤层平均厚度

———;

Q绝对瓦斯涌出量

———;

Q预计可达到的瓦斯抽采量

1———;

·5·

Q瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量

2———;

Q通风要求的瓦斯抽采量

3———;

Q工作面回采期间本煤层预抽量

bc———;

Q采掘期间瓦斯抽采量

c———;

Q预抽煤层区段或工作面回采区域瓦斯量

h———;

Q预抽煤巷条带瓦斯量

j———;

Q采空区抽采瓦斯量

k———;

Q老采空区瓦斯抽采量

lk———;

Q通风所能允许的绝对瓦斯涌出量

p———;

Q预抽石门揭煤区域瓦斯量

s———;

Q采掘前预抽瓦斯量

y———;

Q工作面回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量

yc———;

Q现有采空区瓦斯抽采量

xk———;

S钻孔有效控制面积

———;

W预抽达标瓦斯含量

1———;

m邻近层煤厚

j———;

q穿层钻孔煤孔段或顺层钻孔百米钻孔平均抽采量

h———;

t预抽时间

———;

γ煤的视密度

———;

η邻近层瓦斯排放率

j———;

η矿井瓦斯抽采率

k———。

2.2.3抽采管路及摩擦阻力

:

H阻力损失

———人人文库专用;

L管路长度

———;

P管道内气体的绝对压力

———;

P标准大气压力

0———;

P管路最大工作压力

d———;

Q标准状态下的混合瓦斯流量

0———;

Q管路内混合瓦斯流量

L———;

·6·

T管路中的气体温度为t时的绝对温度

———;

T标准状态下的绝对温度

0———;

V经济流速

———;

d管路内径

———;

δ管路壁厚

———;

σ容许压力

[]———;

ν标准状态下的混合瓦斯运动黏度

0———;

管道内混合瓦斯密度

ρ———;

Δ管路内壁的当量绝对粗糙度

———。

2.2.4抽采设备

:

C抽采泵入口处预计的瓦斯浓度

r———;

K抽采设备流量富余系数

L———;

H抽采设备出口侧正压段管路阻力损失

c———;

H抽采系统服务年限内入口侧负压段最大阻力损失

r———;

H抽采系统压力

z———;

K抽采系统压力富余系数

x———;

P抽采泵站的大气压力

d———;

P抽采泵工况压力

g———;

P抽采泵入口绝对压力

r———;

Q标准状态下抽采泵的计算流量

b———;

Q工况状态下单台抽采泵流量

g———;

Q抽采系统设计抽采量

s———;

T抽采泵入口气体温度为t时的绝对温度

1———人人文库专用1;

h出口侧正压段管路局部阻力

cj———;

h出口侧正压段管路最大摩擦阻力

cm———;

h出口侧正压段的出口正压

cz———;

h井下抽采钻孔的设计孔口负压

kf———;

h入口侧负压段管路局部阻力

rj———;

h入口侧负压段管路最大摩擦阻力

rm———;

·7·

n工作泵台数

———;

t抽采泵入口的气体温度

1———;

η泵的机械效率

b———。

人人文库专用

·8·

3矿井瓦斯资源量及抽采量

3.1矿井瓦斯资源量及可抽量

3.1.1矿井瓦斯资源量应按下列公式计算

:

R=R+R+R

123(3.1.1-1)

R=Ai×Wi

10()

∑i3.1.1-2

R=Aj×Wj

20()

∑j3.1.1-3

R=K×R+R

3(12)(3.1.1-4)

式中R矿井瓦斯资源总量3

:———(Mm);

R可采煤层瓦斯资源量3

1———(Mm);

R受采动影响不可采煤层瓦斯资源量3

2———(Mm);

R受采动影响围岩瓦斯资源量3

3———(Mm);

A煤层的煤炭资源量

———(Mt);

W煤层的原始瓦斯含量3

0———(m/t);

K围岩瓦斯储量系数可取当围岩溶洞

———,0.05~0.20,、

裂隙中瓦斯量较小或未编号煤线数量少且厚度很薄

时可取小值否则应取大值

,,。

3.1.2矿井可抽瓦斯量可按下列公式计算

:

R=R+R+R

人人文库专用c1c2c3c(3.1.2-1)

R=Ai×Wi×Ki

1c0()

∑i3.1.2-2

Ki=k×k×k×Wi-WiWi

123(0c)/0(3.1.2-3)

R=Aj×Wj×Kj

2c0()

∑j3.1.2-4

Kj=k×k×k×Wj-WjWj

123(0c)/0(3.1.2-5)

R=R×K

3c3w(3.1.2-6)

·9·

式中R矿井可抽瓦斯量3

:c———(Mm);

R可采煤层可抽瓦斯量3

1c———(Mm);

R不可采煤层可抽瓦斯量3

2c———(Mm);

R围岩可抽瓦斯量3

3c———(Mm);

Ki可采煤层瓦斯资源可抽系数

———;

Kj不可采煤层瓦斯资源可抽系数

———;

K围岩瓦斯资源可抽系数可取

w———,0.3~0.4;

k负压抽采作用系数可取

1———,1.2;

k煤层瓦斯预计可达到的抽采率

2———(%);

k煤层瓦斯在井下排放率

3———(%);

W煤层残存瓦斯含量3

c———(m/t)。

3.1.3采用地面钻井抽采采动稳定区瓦斯时采动稳定区瓦斯资

,

源量及可抽采量应根据采动稳定区遗留煤炭总量采动稳定区内

、

空隙体积及瓦斯浓度等进行估算

。

3.2矿井瓦斯涌出量及抽采量

3.2.1矿井瓦斯涌出量应按现行行业标准矿井瓦斯涌出量预测

《

方法进行预测

》AQ1018。

3.2.2应根据采区接替煤层开采顺序采掘工作面接替计划分

、、

别预测投产或达产时瓦斯涌出量以及抽采系统服务时间和范围内

最大瓦斯涌出量

。

3.2.3预计可达到的瓦斯抽采量应按下列公式计算

:

Q=Q+Q+Q

人人文库专用1yck(3.2.3-1)

QQQQ

y=∑h+∑j+∑s(3.2.3-2)

K×L×L×M×γ×W-W

Q=112(01)

h××t(3.2.3-3)

3651440

Q=q×L

jhk(3.2.3-4)

K×S×M×γ×W-W

Q=1(01)

j××t(3.2.3-5)

3651440

·10·

QQQ

c=∑bc+∑yc(3.2.3-6)

Q=Q×K

bchc(3.2.3-7)

K×L×L×γ×mj×Wj-Wj×

134(0c)ηj

Q=∑j×K

yc×y

3301440

(3.2.3-8)

QQQ

k=∑xk+∑lk(3.2.3-9)

式中Q预计可达到的瓦斯抽采量3

:1———(m/min);

Q采掘前预抽瓦斯量3

y———(m/min);

Q采掘期间瓦斯抽采量包括回采工作面开采期间继

c———,

续预抽本煤层瓦斯量上下邻近层和围岩卸压瓦斯

、

抽采量煤巷掘进时边掘边抽瓦斯量等3

、(m/min);

Q采空区抽采瓦斯量包括现有采空区和老采空区瓦

k———,

斯量3

(m/min);

Q预抽煤层区段或工作面回采区域瓦斯量3

h———(m/min);

Q预抽煤巷条带瓦斯量3对于已掌握瓦斯抽采

j———(m/min),

基本参数的生产矿井或改扩建矿井按式计

,(3.2.3-4)

算对于新建矿井或未取得瓦斯抽采基本参数的生

;

产矿井或改扩建矿井按式计算

,(3.2.3-5);

Q预抽石门揭煤区域瓦斯量3应按式

s———(m/min),(3.2.3-5)

计算

;

K瓦斯抽采不均衡系数预抽煤层区段或工作面回

1———。

采区域时取预抽煤巷条带或石门揭

,1.05~1.20;

煤区域时取抽采邻近层和围岩卸压

人人文库专用,1.50~2.00;

瓦斯时取

,1.20~1.50;

L预抽煤层区段或工作面回采区域宽度

1———(m);

L预抽煤层区段或回采工作面长度

2———(m);

M预抽煤层平均厚度

———(m);

γ煤的视密度3

———(t/m);

W预抽达标瓦斯含量3对于突出煤层预抽达

1———(m/t),,

·11·

标瓦斯含量按煤层始突深度处的瓦斯含量取值没

,

有考察出煤层始突深度处的煤层瓦斯含量时按

,

3取值对瓦斯涌出量主要来自本煤层的采煤

8m/t;

工作面预抽达标时可解吸瓦斯含量按表取

,3.2.3

值对于瓦斯涌出量主要来自突出煤层的采煤工作

;

面预抽达标瓦斯含量应同时满足上述两项要求

,;

t预抽时间

———(a);

q穿层钻孔煤孔段或顺层钻孔百米钻孔平均抽采量

h———

3

[m/(min·hm)];

L穿层钻孔煤孔段总长度或顺层钻孔总长度

k———(hm);

S钻孔有效控制面积2

———(m);

Q工作面回采期间本煤层预抽量3

bc———(m/min);

Q工作面回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量

yc———

3

(m/min);

K工作面回采期间本煤层预抽量与预抽期间抽采量

c———

之比可取

,0.3~0.5;

L回采工作面宽度

3———(m);

L回采工作面年推进度长度

4———(m);

mj邻近层煤厚

———(m);

邻近层瓦斯排放率

ηj

———(%);

K邻近层卸压瓦斯抽采率当采用穿层钻孔抽采

y———(%),

时根据布置穿层钻孔数量钻孔终孔间距和钻孔

,、

控制卸压区域范围取邻近层瓦斯涌出量的

人人文库专用,20%~

采用高抽巷抽采高位钻孔抽采时取邻近层

80%,、,

瓦斯涌出量的

20%~60%;

Q现有采空区瓦斯抽采量3生产矿井通过现

xk———(m/min),

场实际考察实测取值新建矿井可参考类似矿井取

,

值也可取预抽卸压抽后工作面剩余瓦斯涌出量

,、

的以邻近层瓦斯涌出为主时取大值

20%~60%,,

·12·

以本煤层瓦斯涌出为主时取小值并用风量验算回

,

采工作面瓦斯浓度是否超限

;

Q老采空区瓦斯抽采量通过考察实测或参考类似矿

lk———,

井取值如无考察实测资料可取回采工作面采空

,,

区瓦斯抽采量的

30%~50%。

表3.2.3预抽达标时可解吸瓦斯含量

工作面日产量可解吸瓦斯量W3

(t)j(m/t)

≤1000≤8.0

1001~2500≤7.0

2501~4000≤6.0

4001~6000≤5.5

6001~8000≤5.0

8001~10000≤4.5

>10000≤4.0

3.2.4瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量应满足下式要求

:

QQ×η

2≥k(3.2.4-1)

式中Q抽采达标要求的瓦斯抽采量3

:2———(m/min);

Q绝对瓦斯涌出量3

———(m/min);

η矿井瓦斯抽采率按表选取

k———(%),3.2.4。

表3.2.4矿井瓦斯抽采率

矿井绝对瓦斯涌出量Q3矿井瓦斯抽采率η

(m/min)k(%)

Q

<20≥25

Q

20≤<40≥35

Q

人人文库专用40≤<80≥40

Q

80≤<160≥45

Q

160≤<300≥50

Q

300≤<500≥55

Q

500≤≥60

3.2.5满足通风要求的瓦斯抽采量应按下列公式计算

:

QQ-Q

3≥p(3.2.5-1)

·13·

F×C

Q=

p×K(3.2.5-2)

100f

式中Q通风要求的瓦斯抽采量3

:3———(m/min);

Q通风所能允许的绝对瓦斯涌出量3

p———(m/min);

F设计供风量3

———(m/min);

C矿井或采区总回风巷允许瓦斯浓度

———(%);

K矿井供风备用系数取

f———,1.15~1.25。

3.2.6瓦斯抽采系统设计能力应分别大于瓦斯抽采达标要求和

满足通风要求的瓦斯抽采量并不应大于预计可达到的瓦斯抽

,

采量

。

人人文库专用

·14·

4瓦斯抽采方法

4.1一般规定

4.1.1瓦斯涌出来源多涌出量大瓦斯灾害严重开采强度大的

、、、

矿井应采用综合抽采方法进行瓦斯抽采

,。

4.1.2矿井区域防突措施采取的抽采方式和钻孔控制范围应符

合现行煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定的相关要求

《》《》。

4.1.3开采保护层时应同时抽采被保护层和邻近层卸压瓦斯

,。

4.2井下瓦斯抽采

4.2.1预抽煤层瓦斯方式应根据煤层突出危险性抽采时间和抽

、

采目的等因素确定并应符合下列规定

,:

1突出煤层宜设置瓦斯抽采巷并应布置穿层钻孔预抽煤巷

,

条带及工作面区域的瓦斯

;

2非突出煤层宜采用顺层钻孔预抽

;

3厚及中厚稳定煤层可采用大直径长钻孔等预抽

、。

4.2.2较难抽采的煤层可选用水力割缝水力压裂松动爆破

,、、、

深孔预裂爆破高压水射流扩孔等方法增加煤层透气性煤层抽

、。

采难易程度可按本标准附录划分

A。

4.2.3抽采卸压瓦斯方法应符合下列规定

人人文库专用:

1宜利用顶底板瓦斯抽采巷布置穿层钻孔抽采

、;

2根据上邻近层瓦斯涌出情况可采用高抽巷高位钻孔水

、、

平长钻孔等方式抽采

。

4.2.4抽采采空区瓦斯方法应符合下列规定

:

1封闭采空区宜采用钻孔或插管等方式抽采

;

2回采工作面采空区可采用埋管高抽巷或布置钻孔等方式

、

·15·

抽采

。

4.2.5储存有瓦斯的溶洞裂隙带影响采掘时应预先抽采瓦斯

、,。

4.2.6瓦斯抽采巷和高抽巷层位选择应符合下列规定

:

1有利于长时间大范围实施瓦斯抽采

、;

2便于巷道安全掘进与突出危险煤层的安全距离应符合现

,

行防治煤与瓦斯突出规定的相关要求

《》。

4.2.7抽采钻场布置应符合下列规定

:

1宜布置在围岩地质条件稳定区域

;

2宜利用现有的开拓准备和回采巷道布置

、;

3钻场尺寸应满足钻孔施工封孔等需要

、。

4.2.8抽采钻孔设计应符合下列规定

:

1钻孔参数应满足抽采效果要求

;

2钻孔直径应根据煤层硬度突出危险性和地应力等确定

、;

3钻孔间距应根据煤层透气性系数抽采时间和钻孔有效抽

、

采半径确定

。

4.2.9封孔材料选择应符合下列规定

:

1应满足密封性能好操作简单封孔速度快造价低的

、、、

要求

;

2可选用水泥砂浆膨胀水泥等充填材料亦可选用聚氨酯

、,、

马丽散等新型发泡材料

。

4.2.10封孔长度应根据孔口段围岩裂隙发育程度封孔材料孔

、、

口负压等因素确定并应符合下列规定

,:

1穿层预抽钻孔封孔段长度不应小于顺层钻孔的封孔

人人文库专用5m,

段长度不应小于

8m;

2抽采卸压瓦斯钻孔封孔段长度应满足抽采浓度要求并不

应小于

7m。

4.3地面钻井抽采

4.3.1地面钻井预抽应符合下列规定

:

·16·

1有突出危险煤层的新建矿井必须先抽后建矿井建设开工

;

前应对首采区突出煤层进行地面钻井预抽瓦斯且预抽率应达到

,,

以上

30%;

2应根据地形储气层条件等选择井型生产矿井近期开采

、;

区域预抽宜采用直立井

,;

3应符合煤层气开采相关标准的要求

。

4.3.2具备下列条件之一的矿井可采用地面钻井抽采采动区

,

瓦斯

:

1开采煤层群矿井回采工作面上邻近层瓦斯涌出量大

,;

2采动稳定区瓦斯资源丰富具有经济开采价值

,。

4.3.3地面钻井井位选择应符合下列规定

:

1应避开滑坡崩塌泥石流等地质灾害易发地带

、、;

2应避免井孔穿过断层陷落柱及强含水层等地质构造

、;

3应满足长时间大面积抽采要求

、。

4.3.4钻井井身结构应根据地层煤层埋藏深度等因素确定可

、,

采用二开或三开在保证安全的前提下应简化井身结构

,,。

4.3.5采动区抽采钻井套管结构应符合下列规定

:

1表土段表层套管下端应深入基岩

20m~35m;

2进入采动裂隙带及煤层段的生产套管应采用筛管管外可

,

不固定并应设防止断管的防护装置

,。

4.3.6地面抽气管应采用波纹金属软管与生产套管井口装置连

接并应在井口安装压力表流量计瓦斯浓度检测孔低压闸阀

,、、、、

放水装置放空管避雷针防爆器等装置

、、、。

4.3.7地人人文库专用面钻井抽采管路的选型和敷设应符合本标准第节

5.2

的要求抽采设备的选型应符合本标准第节的要求

,5.3。

·17·

5瓦斯抽采系统

5.1一般规定

5.1.1突出矿井必须建立地面永久瓦斯抽采系统。有下列情况

之一的矿井,必须建立地面永久瓦斯抽采系统或井下移动瓦斯抽

采系统:

1任一采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或任一掘进

工作面瓦斯涌出量大于3m3/min,且用通风方法解决瓦斯问题不

合理的。

2矿井绝对瓦斯涌出量达到下列条件的:

1)大于或等于40m3/min;

2)年产量1.0Mt~1.5Mt的矿井,大于30m3/min;

3)年产量0.6Mt~1.0Mt的矿井,大于25m3/min;

4)年产量0.4Mt~0.6Mt的矿井,大于20m3/min;

5)年产量小于或等于0.4Mt的矿井,大于15m3/min。

5.1.2同时采用预抽煤层瓦斯和抽采采空区瓦斯两种抽采方法

的矿井应分别建立高低负压抽采系统

,、。

5.1.3瓦斯抽采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

,:

1分区开拓或分期建设的大型矿井集中建站技术经济不

人人文库专用,

合理

;

2矿井瓦斯抽采量较大且瓦斯利用点分散

;

3一套瓦斯抽采系统难以满足抽采要求

。

5.2抽采管路

5.2.1井下瓦斯抽采管路敷设应符合下列规定

:

·18·

1主干管应根据矿井开拓部署巷道布置抽采地点分布瓦

、、、

斯利用要求以及采区接替等因素确定敷设路径

;

2主管宜从专用管道井或回风井出地表井下主干管宜敷

,、

设在回风巷内

;

3主干管宜敷设在车辆不经常通过的巷道中若必须敷设在

,

辅助运输巷道内时应采取必要的安全防护措施

,;

4管路敷设应便于管路运输安装维修和日常检查

、、。

5.2.2抽采管路管径应根据主管干管支管中不同的瓦斯流量

、、,

按下式分别计算

:

Q

d=.L

01457V(5.2.2)

式中d管路内径

:———(m);

Q标准状态下管路内混合瓦斯流量3按各类

L———(m/min);

管路使用年限或服务区域内的最大值再考虑

,1.2~

的富裕系数确定

1.8;

V经济流速可取

———(m/s),5m/s~12m/s。

5.2.3管壁厚度计算应符合下列规定

:

1当采用负压抽采时应采用刚性管材

,。

2当采用正压输送时管材壁厚应符合下列规定

,:

1采用聚乙烯类管材时壁厚应按公称压力选择

),。

2采用金属管材时壁厚可按下式计算

),:

P×d

δ=d

σ(5.2.3)

2[]

式中人人文库专用管路壁厚

δ

:———(mm);

P管路最大工作压力

d———(MPa);

d管路内径

———(mm);

σ容许压力可取屈服极限强度的缺少此

[]———(MPa),60%;

值时铸铁管可取焊接钢管可取无

,20MPa,60MPa,

缝钢管可取

80MPa。

·19·

5.2.4抽采管路管材宜选用金属管材若选用非金属管材必须

。,

具有煤矿许用合格证煤安标志和由质检部门出具的抗静

、(MA)

电抗冲击耐腐蚀阻燃等鉴定资料

、、、。

5.2.5管路摩擦阻力应根据管路管径流量分段计算各段管路

、,

摩擦阻力可按下列公式计算

:

.

Δνd025LρQ2PT

H=×5+.000

6910d1922Qd5PT

00

(5.2.5-1)

T=+t

273(5.2.5-2)

T=+

027320(5.2.5-3)

式中H摩擦阻力

:———(Pa);

Δ管路内壁的当量绝对粗糙度钢管可取

———(mm),

聚乙烯管材可取

0.10mm~0.15mm,0.17mm~

铸铁管可取

0.20mm,0.36mm~0.45mm;

ν标准状态下的混合瓦斯运动黏度2可依据管

0———(m/s),

路中瓦斯浓度采用加权平均法计算标准状态下空

,

气运动黏度为-52标准状态下纯瓦斯

1.5×10m/s,

运动黏度为-52

1.87×10m/s;

Q标准状态下的混合瓦斯流量3

0———(m/h);

L管路长度

———(m);

ρ管道内混合瓦斯密度3可依据管路中瓦

———(kg/m),

斯浓度采用加权平均法计算标准状态下空气密

,

度为3标准状态下纯瓦斯密度为