煤礦瓦斯抽放規範
D09
備案號:18912—2006
AQ 1027—2006
代替MT/T692-1997
煤礦瓦斯抽放規範
Code for coal mine gas drainage
AQ 1027-2006
目次
前言
1範圍…………………………………………………………………1
2規範性引用文件……………………………………………………1
3術語各定義…………………………………………………………1
4建立抽放瓦斯係統…………………………………………………3
5地麵永久瓦斯站瓦斯抽放係統…………………………………4
6井下移動泵站瓦斯抽放係統……………………………………6
7瓦斯抽放方法……………………………………………………7
8瓦斯抽放管理……………………………………………………8
9瓦斯利用…………………………………………………………10
10地麵永久瓦斯抽放係統的報廢………………………………10
附錄A(規劃性附錄)瓦斯抽放基礎參數測算………………44
附錄B(規劃性附錄)瓦斯投放方法類別及抽放率…………14
附錄C(規劃性附錄)瓦斯抽放參數監控係統………………16
附錄D(規劃性附錄)瓦斯抽放工程設計……………………17
附錄E(規劃性附錄)主要單位換算…………………………19
前言
為切實貫徹落實先抽後采的方針,加強瓦斯抽放技術管理,保證瓦斯抽放工程的安全,提高瓦斯抽放效果,防止瓦斯02manbetx.com
.保護環境,製定本標準。
本標準以原國家安全生產監督管理局、國家煤礦安全監察局2004年頒布的《煤礦安全01manbetx
》、原煤炭工業部1997年製定的《礦井瓦斯抽放管理規範》、礦井抽放瓦斯工程設計規範》(MT 5018——96)為依據、在充分考慮煤礦瓦斯抽政工藝技術特點和目前我國煤礦瓦斯抽故現狀及發展趨勢的基礎上編製而成:
本標準代替MT T 692—1997《煤礦瓦斯抽放技術覘範》。
奉標準與t煤礦乩斯抽放技術規範》(MT/T 692一1997)相比內容上有了較大增加:
——增加了礦井瓦斯抽放工程設計的內容:
——增加了移動泵站瓦斯抽敞係統;
——增加了瓦斯抽放方法;
——增加了瓦斯抽放管理;
——增由B了瓦斯刺用:
——增加了瓦斯抽放係統的報廢;
——對一些詞句進行了修改;
本標準的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D、附錄E為規範性附錄。
本標準由國家安全生產監督管理總局提出。
本標準由全國安全生產標準化技術委員會煤礦安全分技術委員會歸口。
本標準負責起草單忙:中國煤炭工業勞動保護科學技術學會。
本標準參加起草單位:煤炭科學研究總院撫順分院。
本標準主要起草人:竇永山、王魁軍.邱寶杓、張興華、高坤、曹垚林、富向。
煤礦瓦斯抽放規範
1範圍
本標準規定了建立礦井瓦斯抽放係統的條件及工程設計要求、瓦斯抽放方法、瓦斯抽放管理及職責、瓦斯利用、瓦斯抽放係統的報廢程序,以及瓦斯抽放基礎參數的測算方法、各類瓦斯抽放方法的抽放率、瓦斯抽放係統監測參數的指標要求和瓦斯抽放工程設計有關計算方法。
本標準適用於全國煤礦企業、管理部門及有關事業單位。
2規範性引用文件
下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨後所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂均不適用於本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究
是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用於本標準。
MT5018-96礦井抽放瓦斯工程設計規範
《煤礦瓦斯抽放管理規範》(1997年版)
GB50487-1993工業企業總平麵設計規範
GB 50215-2005煤炭工業礦井設計規範
3術語和定義
3.1
瓦斯抽放gasdrainage
采用專用設備和管路把煤層、岩層和采空區中的瓦斯抽出或排出的措施。
3.2
未卸壓抽放瓦斯gasdrainage without pressure relief
抽放未受采動影響和未經鬆動卸壓煤(岩)層的瓦斯,亦稱為預抽。
3.3
卸壓軸放瓦斯gas drainag witj pressu elisf,
3.4
本煤層抽放瓦斯gas drainage from extracting seam
抽放開采煤層的瓦斯。
3.5
鄰近層抽放瓦斯gas drainage form adjacent seam
抽放受開采層采動影響的上、下鄰近煤層(可采煤層、不可采煤層、煤線、岩層)的瓦斯。
3.6
采空區抽放瓦斯gasdrainage from gob
抽放現采工作麵采空區和老采空區的瓦斯.前者稱現現采空區(半封閉式)抽放,後者稱老采空區(全封閉式)抽放.
3.7
圍岩瓦斯抽放gasdrainage from surrounding rock
抽放開采層圍岩內的瓦斯。
3.8
地麵瓦斯抽放gas drainage on surface
在地麵向井下煤(岩)層打鑽孔抽放瓦斯。
3.9
綜合抽放瓦斯combined gas drainage
在一個礦井或工作麵同時采用2種或2種以上方法進行抽放瓦斯。
3.10
強化抽放forced gas drainage
針對一些透氣性低、采用常規的預抽方式難以奏效的煤層而采取的特殊抽放方式。
3.11
預抽gas drainage from virgin coal seam
在煤層未受采動以前進行的瓦斯抽放。
3.12
瓦斯儲量gas reserves
煤田開采過程中,能夠向開采空間排放瓦斯的煤層和岩層中賦存瓦斯的總量。
3.13
礦井瓦斯抽放量(純瓦斯抽放量)gas drainage volume
礦井抽出瓦斯氣體中的甲烷含量。
3.14
礦井可抽瓦斯量drainable gas quantity
瓦斯儲量中在當前技術水平下能被抽出來的最大瓦斯量。
3.15
煤層透氣性係數gaspermeability coeffiient of coal seam
表征煤層對瓦斯流動的陰力,反映瓦斯沿煤層流動難易程度的係數。
3.16
鑽孔瓦斯流量衰減係數damping factor of gas flow-rate per hole
表示鑽孔瓦斯流量隨時間延長呈衰減變化的係數。
3.17
瓦斯抽放率gas drainage effeciency
礦井、采區或工作麵等的抽放瓦斯量占其抽排瓦斯總量的百分比。
3.18
邊采邊抽gas drainage while extraction
抽放回采工作麵前方卸壓煤體的瓦斯或厚煤層開采時抽放未采分層卸壓煤休的瓦斯。
3.19
邊掘邊抽gas drainage while drivage
掘進巷道的同時,抽放巷道周圍卸壓煤體內瓦斯。
3.20
穿層鑽孔crossing hole
在岩石巷道或煤層巷道內向相鄰煤層施工的鑽孔。
3.21
順層鑽孔hole drille along seam
在煤層巷道內,沿煤層布置的鑽孔。
3.22
斜交鑽孔inclined cross hole
與工作麵呈一定夾角布置的順層鑽孔。
3.23
平行鑽孔parallel
與工作麵平等布置的順層鑽孔。
3.24
交叉鑽孔cross holes
平行鑽孔與斜交鑽孔交替布置的鑽孔。
3.25
高位鑽孔highly—located hole
在風巷向煤層頂板施工的抽放鑽孔(進入裂隙帶)。
3.26
高抽巷highly—located drainage roadway
在開采層頂部處於采動影響形成的裂隙帶內挖掘的專用抽放巷道。
3.27
水力壓裂hydraulic crackin
在鑽孔內以水作為動力,在無自由麵的情況下使煤體裂隙暢通的一種措施。
3.28
水力割縫hydraulic cutting
在鑽孔內運用高壓水射流對鑽孔兩側的煤體進行切割,形成一定深度的扁平槽的一種措施。
3.29
深孔預裂爆破deer—hole pre—splitteing blasting
在鑽孔內利用炸藥爆破作為動力,使煤體裂隙增大,提高煤層透氣性的一種措施。
3.30
封孔器hole packer
瓦斯抽放和煤層注水鑽孔孔口的密封裝置。
3.31
放水器drainage device
用於儲存和放出抽放管路中積水的專用裝置。
3.32
防回火裝置flame arrestor
在抽放瓦斯管路中,阻止火焰蔓延的安全裝置。
3.33
水封防爆箱explosive—proof box
在抽放瓦斯管路中,用以隔爆的一種水箱式安全裝置。a
4建立抽放瓦斯係統
4.1凡符合下列情況之一的礦井,必須建立地麵永久瓦斯抽放係統或井下移動泵站瓦斯抽放係統。
——大於或等於
——年產量1.0Mt~1.5Mt的礦井,大於
——年產量0.6Mt~1.0Mt的礦井,大於
——年產量0.4Mt~1.0Mt的礦井,大於
——年產量等於或小於0.4Mt的礦井,大於
4.2凡符合4.1條件,並同時具備下列兩個條件的礦井,應建立地麵永久瓦斯抽放係統;
——瓦斯抽放係統的抽放量可穩定在
——瓦斯資源可靠,儲量豐富,預計瓦斯抽放服務年限五年以上。
4.3新建瓦斯抽放係統的礦井,必須具有相關資質的專業機構進行可行性論證,由企業技術負責人組織瓦斯抽放工程設計。
4.4新建或改擴建礦井,根據地質報告提供的瓦斯資源或參照鄰近礦井參數而達到第4.1條條件時,必須將瓦斯抽放工各納入礦井設計中,但設計所依據的瓦斯參數必須具有相關資質的專業機構進行可行性論證。
5地麵永久瓦斯抽放係統
5.1地麵永久瓦斯抽放係統工和設計內容
——礦井概況:煤層賦存條件、礦井煤炭儲量、生產能力、巷道布置、采煤通風狀況;
——瓦斯基礎數據:瓦斯等級鑒定、礦井瓦斯湧出量、煤層瓦斯壓力、含量、礦井瓦斯儲量及可抽量、煤層透氣性係數與鑽孔瓦斯流量及其衰減係數;
——抽放方法:鑽孔(巷道)布置與抽放工藝參數;
——抽放設備:抽放泵、管路係統、監測及安全裝置;
——泵站建築:泵房、供電係統、電控設備、供水係統及軟化水裝置、采暖、避雷係統;
——瓦斯利用:利用優雅和利用量、資金概算;
——技術經濟指標:投資概算及工期;
——設計文件:設計說明書、設備與器材清冊、資金概算、相關圖紙。
5.2瓦斯抽放係統工程設計的一般規定
——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;
——礦井瓦斯抽放量較大且瓦斯利用點分散;
——一套瓦斯抽放係統難以滿足要求。
分期投抽。
5.3礦井瓦斯儲量、可抽瓦斯量、瓦斯抽放率、年抽放量及抽放年限
5.4抽放管路係統
——抽放管路通過的巷道曲線段少、距離短,管路安裝應平直,轉彎時角度不應大於50°;
——抽放管路係統宜在回風巷道或礦車不經常通過的巷道布置;若設於主要運輸巷內,在人行道側其架設高度不應小於1.8m,並固定在巷道壁上,與巷道壁的距離應滿足檢修要求;瓦斯抽放管件的外緣距巷道壁不宜小於0.1m;
——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麵及機電硐室內;
——管徑要統一,變徑時必須設過渡節。
——盡可能避免布置在車輛通告頻繁的主幹道旁。
——不得將抽放管路和動力電纜、照明電纜及通訊電纜等敷設在同一條地溝內。
——主幹管應與城市及礦區的發展規劃和建築布置相結合。
——抽放管道與地上、下建(構)築物及設施的間距,應符合《工業企業總平麵設計規範》的有關規定。
——瓦斯管道不得從地下穿過房屋或其他建(構)築物,一般情況下不得穿過其他管網,當必須穿過其他管網時,應按有關規定采取措施。
——主管、分管、支管及其與鑽聲場連接處裝設瓦斯計量裝置;
——抽放鑽場、管路拐彎、低窪、溫度突變處及管路適當距離(間距一般為200m~300m,最大不超過500m)應設置放水器;
——在抽放管路的適當部位應設置除渣裝置和測壓裝置;
——抽放管路分岔處應設置控製閥門,閥門規格應與安裝地點的管徑相區配;
——地麵主管上的閥門應設置在地表下用不燃性材料砌成的不透水觀察井內,期間距為500m~1000m.
5.5抽放設備及抽放站
——設在不受烘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;
——宜設在回風井工業場地內,站房距井口和主要建築物及居住區不得小於50m;
——站房及站房周圍20m範圍內禁止有明火;
——站房應建在靠近公路和有水源的地方;
——站房應考慮進出管敷設方便,有利瓦斯輸送,並盡可能留有擴能的餘地。
——站房建築必須采用不燃性材料,耐火等級為二級;
——站房周圍必須設置柵欄或圍牆。
5.6瓦斯抽放參數的監測、監控
6井下移動泵站瓦斯抽放係統
6.1根據4.1、4.2規定,不具備建立地麵永久瓦斯抽放係統條件的,對高瓦斯區應建立井下移動泵站瓦斯抽放係統。
6.2建立井下移動泵站瓦斯抽放係統時,由企業技術負責人負責組織編製設計和安全技術措施。井下移動泵站瓦斯抽放工程設計可按地麵永久瓦斯抽放工程設計的相關內容進行。
6.3井下移功瓦斯抽放泵站應安裝在瓦斯抽放地點附近的新鮮風流中。抽出的瓦斯必須引排到地麵、總回風道或分區回風道;已建永久抽放係統的礦井,移動泵站抽出的瓦斯可直接送至礦井抽放係統的管道內,但必須使礦井抽放係統的瓦斯濃度符合《煤礦01manbetx
01manbetx
》第一百四十八條規定。
6.4移動泵站抽出的瓦斯排至回風道時,在抽放管路出口處必須采取安爭措施.包括設置柵欄、懸掛警戒牌。柵欄設置的市置,上風側為管路出口外推5m,上下風側柵欄間距不小於35 m。兩柵欄間禁止人員通行和任何作業。移動抽放泵站排到巷道內的瓦斯,其濃度必須在30 m以內被混合到《煤礦安全教程》允許的限度以內。柵欄處必須設警戒牌和瓦斯監測裝置,巷道內瓦斯濃度超限報警時,應斷電、停止瓦斯抽放、進行處理。監測傳感器的位置設在柵欄外1 m以內。兩柵欄間禁止人員通行和任何作業。
6.5井下移動瓦斯抽放泵站必須實行“三專”供電,即專用變壓器、專用開關、專用線路。
7瓦斯抽放方法
7.1一般規定
7.2瓦斯抽放方法選擇
末卸壓煤層進行預抽,煤層瓦斯抽放的難易程度可劃分為三類,見表1。
表1煤層瓦斯抽放難易程度表
1.1.1 類別
|
1.1.2 鑽孔流量衰減係數d-1
|
1.1.3 煤層透氣性係數㎡/Mpa2·d
|
1.1.4 容易抽數
|
1.1.5 <0.003
|
1.1.6 >10
|
1.1.7 可以抽放
|
1.1.8 0.003~0.05
|
1.1.9 10~0.1
|
1.1.10 較難抽放
|
1.1.11 >0.05
|
1.1.12 <0.1
|
——煤層透氣性較好、容易抽放的煤層,宜采用本層預抽方法,可采用順層或穿層布孔方式。
——煤層透氣性較差、采用分層開采的厚煤層。可利用先采分層的卸壓作用抽放來采分層的瓦斯。
——單一低透氣性高瓦斯煤層.可選用加密鑽孔、交叉鑽孔、水力割縫、水力壓裂、鬆動爆破、深孔控製頂裂爆破等方法強化抽放。煤與瓦斯突出危險嚴重煤層,應選擇穿層網格布孔方式。
——煤巷掘進瓦斯湧出量較大的煤層,可采用邊掘邊抽或先抽後掘的抽放方法。
——通常采用從開采層回風巷(或回風副巷)向鄰近層打垂直或斜交穿層鑽孔抽放瓦斯的方法。
——當鄰近層瓦斯湧出量大時.可采用頂(底)板瓦斯巷道(高抽巷)抽放。
——當鄰近層或圍岩瓦斯湧出量較大時,可在工作麵回風側沿開采層頂板布置迎麵水平長鑽孔(高位鑽孔)抽放上鄰近層瓦斯。
——老采空區應選用全封閉式抽放方法。
——現采空區可根據煤層賦存條件和巷道布置情況,采用頂(底)板鑽孔法,有煤柱及無煤柱垂直及斜交鑽孔法,插(埋)管法等抽放方法,並應采取措施,提高瓦斯抽放濃度。
——開采容易自燃或自燃煤層的采空區,必須經常檢測抽放管路中CO濃度和氣體溫度等有關參數的變化。發現有自然發火征兆時,必須采取防止煤自燃的措施。
7.3專用瓦斯抽放巷道的要求
——專用瓦斯抽放巷道的位置、數量應能達到良好的抽放效果。
——必須提前掘好巷道,保證有足夠的抽放時間,有較大抽放範圍。
——專用於敷設抽放管路、布置鑽場、鑽孔的瓦斯抽放巷道采用礦井全壓通風時,巷道風速不得低於0.5m/s。
7.4鑽場鑽孔布置
——鑽場的布置應免受采動影響,避開地質構造帶,便於維護,利於封孔,保證抽放效果。
——盡量利用現有的開拓,準備和回采巷道布置鑽場。
——對開采層未卸壓抽放,除按鑽孔抽放半徑確定合理的孔間距外,應盡量增大鑽孔的見煤長度。
——鄰近層卸壓抽放,應將鑽孔打在采煤工作麵頂板冒落後所形成的裂隙帶內,並避開冒落帶。
——強化抽放布孔方式除考慮應取得好的抽放效果外還應考慮施工方便。
——邊采邊抽鑽孔的方向應與開采推進方向相迎,避免 采動首先破壞孔口或鑽場。
——鑽孔方向應盡可能正交或斜交煤層層理。
——穿層鑽孔終孔位置,應在穿過煤層頂(底)板0.5m處。
7.5封孔
——孔口段圍岩條件好,構造簡單、孔口負壓中等時,封孔長度可取2m~3m;
——孔口段圍岩裂隙較發育或孔口負壓高時,封孔長度可4m~6m;
——在煤壁開孔的鑽孔,封孔長度可取5m~8m;
——采用除聚氨酯外的其他材料封孔時,封孔段長度與封孔深度相等;
——采用聚氨酯封孔時,封孔參數見表2.
表2聚氨酯封孔參數
單位為m
1.1.13 封孔材料
|
1.1.14 鑽孔條件
|
1.1.15 封孔段長度
|
1.1.16 封孔深度
|
1.1.17 聚氨酯
|
1.1.18 孔口段較完整
|
1.1.19 0.8
|
1.1.20 3~5
|
1.1.21 孔口段較破碎
|
1.1.22 1.0
|
1.1.23 4~6
|
——預抽瓦斯鑽孔抽放過程中孔口瓦斯濃度不應小於40%;
——鄰近層瓦斯抽放鑽孔抽放過程中孔口瓦斯嚐試不應小於30%;
——當鑽孔封孔質量達不到上代用品標準時,抽放結束後應全孔封實。
8瓦斯抽放管理
8.1礦井瓦斯抽放工作由企業技術負責人全麵技術責任,應定期檢查、平衡瓦斯抽放工作;負責組織編製、審批、實施、檢查瓦斯抽放工作長遠規劃、年度計劃和安全技術措施,保證瓦斯所放工作正常臭名遠揚接,做到“掘、抽、采”平衡。企業行政正、副職負責落實和檢查所分管範圍內的有關瓦斯抽放工作;企業各職能部門負責人對本職範圍內的瓦斯的抽放工作負責。瓦斯抽放所需要的費用、材料和設備等,必須列入企業財務、供應計劃和生產計劃。煤炭企業必須配備專業技術人員,負責瓦斯抽放日常管理,總結03manbetx
瓦斯抽放效果,研究和必進抽放技術,組織新技術推廣等。
8.2瓦斯抽放礦井必須建立專門的瓦斯抽放隊伍,負責打鑽、管路安裝回收等工程的施工和瓦斯抽放參數測定等工作。
8.3瓦斯抽放礦井必須建立全崗位責任製、鑽孔場檢查管理製度、抽放工程質量驗收製度。
8.4瓦斯抽放礦井必須有下列圖紙和技術資料:
a)圖紙:
1)瓦斯抽放係統圖;
2)泵站平麵與管網(包括閥門、安全裝備、檢測儀表、放水器等)布置圖;
3)抽放鑽場及鑽孔布置圖;
4)泵站供電係統圖;
b)記錄:
1)抽放工程和鑽孔施工記錄;
2)抽放參數測定記錄;
3)泵房值班記錄。
c)報表:
1)抽放工程年、季、月報表;
2)抽放量年、季、月旬報表。
d)台賬:
1)抽放設備管理台賬;
2)抽放工程管理台賬;
3)瓦斯抽放係統和抽放參數、抽放量管理台賬。
e)報告:
1)礦井和采區抽放工程設計文件及竣工報告;
8.5加強瓦斯抽放參數(抽放量、瓦斯濃度、負壓、正壓、大氣壓、溫度等)的監測,發現問題時,及時處理。抽放量的計算用大氣壓為101.325kPa、溫度為20℃時標準狀態下的數值。
8.6抽放瓦斯管理
——預抽煤層瓦斯的礦井:礦井抽出率應不小於20%,回采工作麵抽出率應不小於25%;
——鄰近層卸壓瓦斯抽放的礦井:礦井抽出率應不小於35%,回采工作麵抽出率應不小於45%;
——采用綜合抽放方法的礦井:礦井抽出率應不小於30%;
——煤與瓦斯突出礦井預抽煤層瓦斯後,突出煤層的瓦斯含量應小於該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量或將煤層瓦斯壓力降至0.74Mpa以下。
——當采用順層孔抽放時,鑽孔量見表3;
——當采用穿層鑽孔抽放時,鑽孔見煤點的間距可參照下列數據:容易抽放煤層15m~20m可以抽放煤層10m~15m;較以難抽放煤層8m~10m.
表3噸煤鑽孔量表
單位為m/t
1.1.24 煤層類別
|
1.1.25 薄煤層
|
1.1.26 中厚煤層
|
1.1.27 厚煤層
|
1.1.28 容易抽放
|
1.1.29 0.05
|
1.1.30 0.03
|
1.1.31 0.01
|
1.1.32 可以抽放
|
1.1.33 0.05~0.1
|
1.1.34 0.03~0.05
|
1.1.35 0.01~0.03
|
1.1.36 較難抽放
|
1.1.37 ﹥0.1
|
1.1.38 ﹥0.05
|
1.1.39 ﹥0.03
|
8.7嚴格瓦斯抽放工程施工質量,所有瓦斯放工程都須按質量標準進行驗收,不符合設計標準的重新施工直到合格為止。
8.8瓦斯抽放管路必須進行防腐處理,外部塗紅色示區別。
8.9瓦斯抽放量的計量器具必須采用符合國家標準的計量器具。
9瓦斯利用
9.1瓦斯抽放的礦井應加強瓦斯利用工作,變害為利,保護環境並以用促抽,以抽保用。年瓦斯抽放量在100萬m3及以上的礦井,必須開展瓦斯利用工作。礦井瓦斯利用須經相關資質的專業機構可行性論證。
9.2行瓦斯抽放論證和設計時,要同時對瓦斯利用進行論證和設計。
9.3瓦斯利用設計內容包括:確定瓦斯利用量和利用方式、儲氣裝置及容積、輸送氣方法、輸氣管路係統、安全及檢測裝置、利用工藝,繪製瓦斯利用工程長統布置圖,編製設備材料清冊、土建工程計劃、資金概算、勞動組織及管理製度、安全技術措施、經濟03manbetx
等。
10地麵永久瓦斯抽放係統的報廢
10.1礦井永久瓦斯抽放係統報廢申請報告,由煤礦企業技術負責人組織編製,經具有相關資質的專門機構論證。
10.2礦井永久瓦斯抽放係統報廢申請報告內容:
——礦井概況:煤層賦存條件、礦井保有儲量、生產能力、巷道布置、采煤方法及通風狀狀況。
——瓦斯基礎資料:曆年瓦斯抽放數據、瓦斯等級鑒定數據、主要煤層瓦斯含量等值線圖、瓦斯湧出量等值線圖、礦井瓦斯現有儲量等。
附錄A
(規範性基礎附錄)
瓦斯抽放基礎參數測算
A.1瓦斯壓測定
應在岩石巷道向煤層打鑽孔、封孔及安裝壓力表直接測定煤層瓦斯壓力:
——測定地點要選在無斷層、裂隙等地質構造處,瓦斯賦存狀況要具有代表性;
——測壓巷道距煤層的岩柱距離不應小於10m;
——測壓孔的孔徑以75mm為宜,要貫穿整個煤層(厚煤層應鑽入煤層3m以上),完鑽後應及時封孔,進寸退尺要嚴密,測壓管接頭不得漏氣。
A.2 瓦斯含量測定計算
煤層瓦斯含量是指每噸煤或煤第立方米煤體中含有的瓦斯量,單位為m3/t或m3/m3。
常用的煤層瓦斯含量測算法是:取煤樣送實驗室做煤的吸附性能實驗,求出吸附常量a、b值,並在井下相應的地點測定煤層的瓦斯壓力,以下公式計算瓦斯含量:
X=
式中:
X——煤層瓦斯含量,m3/t;
a——吸附常數,試驗溫度下的極限吸附量,m3/t;
b——吸附常數,MPa-1;
P——煤層絕對瓦斯壓力,MPa;
Aad——煤的灰分,%;
Mad——煤的水分,%;
K——煤的孔隙體積,m3/ m3;
y——煤的視密度,t/m3。
A.3礦井瓦斯儲量計算
瓦斯儲量係指煤田開發過程中,能夠向開采空間排放瓦斯的煤岩賦存的瓦斯總。其計算公式為:
Wk=W1+ W2+ W3……………………………(2)
式中:
Wk——礦井瓦斯儲量,M m3;
W1——可采煤層的瓦斯儲量總和,M m3;
W1=
A1i——礦井每一個可采煤層的煤炭儲量,Mt;
n——礦井可采煤層數;
X1i——每一個可采煤層的瓦斯含量,m3/t;
W2——可采煤層采動影響範圍內的不可采鄰近煤層的瓦斯儲量總和,M m3,
W2=
A2i——可采煤層采動影響範圍內每一個不可采煤層的煤炭儲量,Mt。采動影響範圍:上鄰近層取
X2i——可采煤層采動影響範圍內的不可采煤層的瓦斯含量,m3/t;
n——礦井可采煤層采動影響範圍內的不可采煤層數;
W3——圍岩瓦斯儲量,M m3;當圍岩瓦斯很小時,W3=0;若含瓦斯量多時,可實測或按下式計算,
W3=K(W1+ W2)……………………………(5)
K——圍岩瓦斯儲量係數,一般取K=0.05~0.20。
A.4礦井設計年瓦斯抽放量或礦井設計年瓦斯抽放規模計算
按設計的日瓦斯抽放量乘以礦井設計年工作日數計算。其計算式為:
Qa=Qd×N………………………(6)
式中:
Qa——礦井設計年瓦斯投放量,M m3/a;
Qd ———礦井設計日瓦斯抽放量(應根據礦井的采掘部署、礦井(采區、采掘、工作麵)瓦斯湧出量預測、通風能力、選用的瓦斯抽放方法及其抽放率等來確定),M m3/d;
N——礦井設計年工作日數,d。
A.5 可抽瓦斯量概算
可抽瓦斯量是指瓦斯儲量中在當前技術水平能被抽出耿的最大瓦斯量。其概算法是:
可抽斯量=瓦斯儲量×抽放率……………………………(7)
A.6 抽放率計算
礦井(或采區)抽放率:
式中:
Qkc——礦井月平均瓦斯抽放量,m3/min;
Qkt——礦井月平均瓦斯抽放量,m3/min;
工作麵瓦斯抽放率:
式中:
Qmc——回采期間,工作麵月平均瓦斯抽放量,m3/min;
Qmf——工作麵月平均瓦斯抽放量,m3/min;
A.7 抽放量(標量)換算
Q標=Q測
式中:
Q標——標準狀態下的瓦斯抽放量,m3/min;
Q測——測得的抽放量,m3/min;
P1——測定時管道內氣體絕對壓力,MPa;
T1——測定時管道內氣體絕對溫度,K,
T1=t +273……………………………(11)
t ——測定時管道內氣體攝氏溫度,℃;
P標——標準絕對壓力,101.325kPa;
T標——標準絕對溫度,(20+273)k。
A.8 鑽孔瓦斯流量衰減係數
鑽孔瓦斯流量隨著時間延續呈衰減變化關係的係數,可作為評估開采層預抽瓦斯難易程度的一個指標。
測算方法:選擇具有代表性的地區打鑽孔,先測其初始瓦斯流量q0,經過時間t後。再測其瓦斯流量qt,然後以下式計算之:
qt= q0.e-a………………………(12)
式中:
a——鑽孔瓦斯流量衰減係數,a-1;
q0——鑽孔初始瓦斯流量,m3/min;
qt——經t時間後的鑽孔瓦斯流量,m3/min;
t ——時間,d。
A.9 瓦斯來源03manbetx
礦井瓦斯來源是確定抽放方法的主要依據,因此,應盡量詳細地做好下述測定工作:
——必須測定處掘進、采煤與采空區的瓦斯湧出量分別占全礦井瓦斯湧出量的比例;
——必須測定出掘進、采區工作麵的瓦斯主要是來自本煤層還是鄰近層。一般把回采工作麵基本頂初次冒落前的平均瓦斯湧出量認為本煤層的瓦斯湧出量,而將基本頂初次冒落後的平均瓦斯湧出增加量認為是鄰近層的瓦斯湧出量。
附錄B
(規範性附錄)
瓦斯抽放方法類別及抽放率
瓦斯抽放方法類別及抽放率見表B.1.
表B.1瓦斯抽放方法分類表
1.1.40 分類
|
1.1.41 方法簡述
|
1.1.42 適用條件
|
1.1.43 工作麵抽放率
|
||
1.1.44 開采層瓦斯抽放
|
1.1.45 未卸壓抽放
1.1.46
1.1.47 采動卸壓抽放
1.1.48
1.1.49 采動卸壓抽放
|
1.1.50 岩巷揭煤與煤巷掘進抽放
|
1.1.51 1)由岩巷向煤層打穿層鑽孔抽放
1.1.52 2)由巷道工作麵打超前鑽孔抽放
|
1.1.53 高瓦斯煤層或有突出危險煤層
|
1.1.54 10~30
1.1.55
1.1.56 10~30
|
1.1.57 采區(工作麵)大麵積抽放
|
1.1.58 1)由開采層工作麵運輸巷、回風巷、煤門打上下向順層鑽孔抽放或打交叉鑽孔抽放
1.1.59 2)由岩巷、石門、鄰近層打穿層鑽孔抽放,突出煤層瓦斯預抽可采用網格布孔
1.1.60 3)地麵鑽孔抽放
1.1.61 4)密閉開采層巷道抽放
|
1.1.62 有預抽時間的高瓦斯煤層
|
1.1.63 10~30
1.1.64
1.1.65
1.1.66 10~20
1.1.67
1.1.68
1.1.69 10
1.1.70 10
|
||
1.1.71 邊掘邊抽
|
1.1.72 由巷道兩側或沿巷道周圍打鑽孔抽放
|
1.1.73 瓦斯湧出量大的掘進巷道
|
1.1.74 20~30
|
||
1.1.75 邊采邊抽
|
1.1.76 1)由運輸巷、回風巷向工作麵前卸壓區釘鑽孔抽放
1.1.77 2)由岩巷、煤門向開采層上部或下部者未采的分層打穿層孔或順層孔抽放
|
1.1.78 煤層透氣性較小,預抽時間不充分的煤層
1.1.79
|
1.1.80 10~20
1.1.81
1.1.82 10~20
|
||
1.1.83 水力割縫
1.1.84
1.1.85 鬆動爆破
1.1.86
1.1.87 水力壓裂
1.1.88
1.1.89 控製爆破
|
1.1.90 1)由工作麵運輸要順層鑽孔用水力割煤
1.1.91 2)由工作麵運輸巷或回風巷打順層鑽孔進行鬆動爆破
1.1.92 3)由岩巷或地麵打鑽孔進行水力壓裂
1.1.93 4)由工作麵運輸巷或加風巷打順層鑽孔,控製孔不裝藥,爆破孔裝藥進行爆破
|
1.1.94 多使用於低透氣性煤層預抽
|
1.1.95 20~30
1.1.96
1.1.97 20~30
1.1.98
1.1.99 ﹥30
1.1.100
1.1.101 ﹥30
1.1.102
|
||
1.1.103 鄰近煤層瓦斯抽放
|
1.1.104 上下鄰近層
|
1.1.105 1)由工作麵運輸巷、回風巷或岩巷向鄰近層打鑽孔抽放
1.1.106 2)由工作麵運輸巷、風巷打斜交迎麵鑽孔抽放
1.1.107 3)由煤門打順層鑽孔抽放
1.1.108 4)在鄰近層掘進專用瓦斯巷道抽放
1.1.109 5)地麵鑽孔抽放
|
1.1.110 瓦斯來源於鄰近層的工作麵
|
1.1.111 30~60
1.1.112
1.1.113 30~60
1.1.114
1.1.115 30~60
1.1.116 30~60
1.1.117
1.1.118 30~45
|
表B.1(續)
1.1.119 分類
|
1.1.120 方法簡述
|
1.1.121 適用條件
|
1.1.122 工作麵抽放率%
|
|
1.1.123 采空區瓦斯抽放
|
1.1.124 全封閉式抽放
|
1.1.125 密閉采空區插管抽放
|
1.1.126 瓦斯湧出量大的老采空區
|
1.1.127 15
|
1.1.128 半封閉式抽放
|
1.1.129 1)由現采空區後方設密閉牆插管抽放
1.1.130 2)由采空區附近借道向采空區上方打鑽孔抽放
|
1.1.131 采空區瓦斯湧出量大的回采工作麵
|
1.1.132 30
1.1.133
1.1.134
1.1.135 30
|
|
1.1.136 圍岩瓦斯抽放
|
1.1.137 圍岵裂隙與溶洞
|
1.1.138 1)由借道向裂隙帶或溶洞打鑽孔抽放
1.1.139 2)密閉巷道抽放
|
1.1.140 有圍岵瓦斯湧出或瓦斯噴出危險地區
|
1.1.141
|
附錄C
(規範性附錄)
瓦斯抽放參數監控係統
C.1用途
連續監測抽放管路中的濃度、壓差、溫度、負壓、正壓等參數,連續監測瓦斯泵房內泄漏瓦斯濃度、抽放泵和電機的軸溫等參數。可編製瓦斯抽放報表,由微機完成測量顯示、打印等功能。當任一參數超限時,可發出聲光報警信號,並按給定的程序停止或啟動。
C.2技術參數
瓦斯抽放監控係統參數指標見表C.1(供參考 )
表C.1瓦斯抽放監控係統監測參數指標
1.1.142 監測參數名稱
|
1.1.143 精度
|
1.1.144 測試範圍
|
1.1.145 備注
|
1.1.146 抽放量(通過壓差換算)
|
1.1.147
|
1.1.148 抽放泵能力內的全範圍
|
1.1.149 抽放管路參數
|
1.1.150 瓦斯濃度
|
1.1.151 (0~50%)
1.1.152 (50%~80%)
1.1.153 (80%~90%)
|
1.1.154 0%~100%
|
|
1.1.155 管道內負壓
|
1.1.156
|
1.1.157 (0~0.1)MPa
|
|
1.1.158 管道內正壓
|
1.1.159
|
1.1.160 (0~0.1)MPa
|
|
1.1.161 負壓管道內溫度
|
1.1.162
|
1.1.163 (0~100)℃
|
|
1.1.164 正壓管道內溫度
|
1.1.165
|
1.1.166 (0~100)℃
|
|
1.1.167 泵房內泄漏瓦斯濃度(環境瓦斯濃度)
|
1.1.168
|
1.1.169 0%~5%
|
1.1.170 抽放泵參數
|
1.1.171 泵水流量
|
1.1.172
|
1.1.173 全範圍
|
|
1.1.174 泵水溫度
|
1.1.175
|
1.1.176 (0~100)℃
|
|
1.1.177 泵軸溫度
|
1.1.178
|
1.1.179 (0~100)℃
|
附錄D
(規範性附錄)
瓦斯抽放工程設計
D.1瓦斯抽放管徑選擇
選擇瓦斯抽放管徑。可按下式計算:
D = 0.1457
式中:
D ——瓦斯管內徑,m;
Q ——管內瓦斯流量,m
V——瓦斯在管路中的平均流速,m/s,一般取V=
D.2管路摩擦阻力計算
計算直管摩擦阻力,可按下式計算:
H1=
式中:
H——阻力損失,Pa;
L——管路長度,m;
Q——瓦斯流量,m/h;
D——管道內徑,cm;
k——與管徑有關的係數,見表D.1;
v——混合瓦斯對空氣的相對,見表D.2。
表D.1不同管徑的係數k0值
1.1.180 通稱管徑
1.1.181 mm
|
1.1.182 15
|
1.1.183 20
|
1.1.184 25
|
1.1.185 32
|
1.1.186 40
|
1.1.187 50
|
1.1.188 K值
|
1.1.189 0.46
|
1.1.190 0.47
|
1.1.191 0.48
|
1.1.192 0.49
|
1.1.193 0.50
|
1.1.194 0.52
|
1.1.195 通稱管徑
1.1.196 mm
|
1.1.197 70
|
1.1.198 80
|
1.1.199 100
|
1.1.200 125
|
1.1.201 150
|
1.1.202 180以上
|
1.1.203 K值
|
1.1.204 0.55
|
1.1.205 0.57
|
1.1.206 0.62
|
1.1.207 0.67
|
1.1.208 0.70
|
1.1.209 0.71
|
局部阻力可口用估算法計算,一般摩擦阻力的10%~20%。管路係統長,網絡複雜或主管管徑較小者,可按上限取值,反之則按下限取值。
表D.2在0℃及105Pa氣壓時的v值
1.1.210 瓦斯濃度
|
1.1.211 0
|
1.1.212 1
|
1.1.213 2
|
1.1.214 3
|
1.1.215 4
|
1.1.216 5
|
1.1.217 6
|
1.1.218 7
|
1.1.219 8
|
1.1.220 9
|
1.1.221 0
|
1.1.222 1
|
1.1.223 0.996
|
1.1.224 0.991
|
1.1.225 0.987
|
1.1.226 0.982
|
1.1.227 0.978
|
1.1.228 0.973
|
1.1.229 0.969
|
1.1.230 0.954
|
1.1.231 0.960
|
1.1.232 10
|
1.1.233 0.955
|
1.1.234 0.951
|
1.1.235 0.947
|
1.1.236 0.942
|
1.1.237 0.938
|
1.1.238 0.933
|
1.1.239 0.929
|
1.1.240 0.924
|
1.1.241 0.920
|
1.1.242 0.915
|
1.1.243 20
|
1.1.244 0.911
|
1.1.245 0.906
|
1.1.246 0.902
|
1.1.247 0.898
|
1.1.248 0.893
|
1.1.249 0.889
|
1.1.250 0.881
|
1.1.251 0.880
|
1.1.252 0.875
|
1.1.253 0.871
|
1.1.254 30
|
1.1.255 0.866
|
1.1.256 0.862
|
1.1.257 0.857
|
1.1.258 0.853
|
1.1.259 0.848
|
1.1.260 0.844
|
1.1.261 0.840
|
1.1.262 0.835
|
1.1.263 0.831
|
1.1.264 0.826
|
1.1.265 40
|
1.1.266 0.822
|
1.1.267 0.817
|
1.1.268 0.813
|
1.1.269 0.808
|
1.1.270 0.840
|
1.1.271 0.799
|
1.1.272 0.795
|
1.1.273 0.791
|
1.1.274 0.786
|
1.1.275 0.782
|
1.1.276 50
|
1.1.277 0.777
|
1.1.278 0.773
|
1.1.279 0.756
|
1.1.280 0.764
|
1.1.281 0.759
|
1.1.282 0.755
|
1.1.283 0.750
|
1.1.284 0.746
|
1.1.285 0.742
|
1.1.286 0.737
|
1.1.287 60
|
1.1.288 0.733
|
1.1.289 0.728
|
1.1.290 0.724
|
1.1.291 0.719
|
1.1.292 0.715
|
1.1.293 0.710
|
1.1.294 0.706
|
1.1.295 0.701
|
1.1.296 0.697
|
1.1.297 0.693
|
1.1.298 70
|
1.1.299 0.688
|
1.1.300 0.684
|
1.1.301 0.379
|
1.1.302 0.675
|
1.1.303 0.670
|
1.1.304 0.666
|
1.1.305 0.661
|
1.1.306 0.657
|
1.1.307 0.625
|
1.1.308 0.648
|
1.1.309 80
|
1.1.310 0.614
|
1.1.311 0.639
|
1.1.312 0.635
|
1.1.313 0.630
|
1.1.314 0.626
|
1.1.315 0.621
|
1.1.316 0.617
|
1.1.317 0.612
|
1.1.318 0.608
|
1.1.319 0.603
|
1.1.320 90
|
1.1.321 0.599
|
1.1.322 0.595
|
1.1.323 0.590
|
1.1.324 0.586
|
1.1.325 0.581
|
1.1.326 0.577
|
1.1.327 0.572
|
1.1.328 0.568
|
1.1.329 0.563
|
1.1.330 0.559
|
1.1.331 100
|
1.1.332 0.554
|
1.1.333 ——
|
1.1.334 ——
|
1.1.335 ——
|
1.1.336 ——
|
1.1.337 ——
|
1.1.338 ——
|
1.1.339 ——
|
1.1.340 ——
|
1.1.341 ——
|
D.3瓦斯抽放泵容量的計算
D.3.1瓦斯泵流量計算
Q =
式中:
Q——瓦斯泵的額定流量,m3/mn;
QZ——礦井瓦斯最大抽放總量(純量),m3/min;
X——瓦斯泵入口處的瓦斯嚐試,%;
K——瓦斯抽放的綜合係數(備用係統)。取K=1.2。
D.3.2瓦斯泵壓力計算
H=(H入+H出)
=[(h入庫+h入局+h鑽負) – (h出庫+h出局+h出正)]
=(h庫+h局+h鑽負+ h出正)
式中:
H——瓦斯泵的壓力,Pa;
H入——井下負壓段管路全部阻力損失,Pa;
H出——井上正壓段管路全部阻力損失,Pa;
K——備用係數,取K=1.2;
h入庫——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鑽負——井下抽放鑽場或鑽孔孔口必須造成的負壓,Pa;根據經驗,對於非卸壓煤層可取h鑽負
h出庫——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庫——井上、下管路最大總摩擦阻力損失,Pa;
h局——井上、下管路最大總局部阻力損失,Pa。
D.3.3根據D.3.l、D. 3.2計算出來的流量和壓力值,選擇所需要的瓦斯泵
附錄E
(規範性附錄)
主要單位換算
主要單位換算:
1毫米汞柱(mm Hg)=1 33.322 Pa;
1毫米水柱(mm H2O) = 9.80665 Pa;
l千克力每平方厘米(kgf/cm2) = 9.80665×104Pa;
1標準大氣壓(atm) = 1. 03125×105Pa。
透氣性係數:1rn2/MPa2·d≈0.02 5 mD(毫達西)