2023年瓦斯抽放工程设计编制提纲12612.doc

瓦斯抽放工程设计编制提纲 瓦斯抽放工程设计由具有资质的单位或机构进行专项设计，资质(规定)由省煤炭局认定(公布)。 第一节　 概　述 一、瓦斯抽放工程设计编制依据 编制瓦斯抽放工程设计时应符合以下要求： 1、抽放瓦斯工程设计应体现安全第一、技术经济合理原那么，因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料。 2、新建矿井抽放瓦斯工程设计应以批准的精查地质报告为依据，并参照邻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。 3、抽放瓦斯设计应与矿井开采设计同步进行，合理安排掘进、抽放、回采三者间的超前与接替关系，保证有足够的工程施工及抽放时间。 二、瓦斯抽放工程设计简介 三、矿井概况 1、地理概况 矿井所在地理位置，交通、地形地貌、气候、降水河流、最高洪水位等情况、地震烈度、矿井开发史、邻近矿井分布、现开采区域位置及开采情况。 矿井水源、电源及通信。 井田范围内及邻近矿井采空区积水、自燃、火区等情况、滑坡及地表塌陷情况。 2、矿井根底资料 1〕地质构造 井田地层及构造。 断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情况及其分布规律；煤系地层走向、倾斜、倾角及其变化规律；岩浆侵入情况及对煤层的影响。 2〕含煤地层及煤层 煤层层数、厚度及可采煤层煤种、倾角、节理、层理发育情况。煤层顶底板岩性特征、物理力学性质、结构及变化规律；煤层结构，煤层露头〔含隐伏露头〕及风氧化带情况。 3〕矿井煤层瓦斯含量情况、瓦斯等级，矿井瓦斯及二氧化碳相对涌出量、绝对涌出量；煤层瓦斯压力、井田瓦斯赋存规律；各可采煤层煤尘爆炸性鉴定资料、煤层自燃倾向性鉴定资料和自然发火期统计资料；矿井煤〔岩〕与瓦斯〔二氧化碳〕突出危险性；邻近矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃、煤与瓦斯突出、地温等实际及鉴定研究成果。 4〕井田水文地质简述 区域及井田水文地质条件;井田主要含水层类型;地表水情况,矿井水患类型及威胁程度分析;井田内及周边矿井采〔古〕空区范围及积水情况等。 3、 矿井开拓、开采概况 煤炭开采各类证件、批准开采煤层、井田范围和井田面积，矿井煤层、资源储量，批准的生产能力，目前设计开采煤层。 井田开拓与开采、矿井主要生产系统及设备、工作面回采工艺。 第二节 矿井瓦斯储量及可抽量预测 根本建设矿井,可以按区域性参数进行设计，做好揭露煤层的安全措施，瓦斯参数在揭露煤层后必须重新确定，设计做相应调整。生产矿井严格按要求计算。 一、瓦斯储量计算范围 瓦斯储量计算范围：除井田范围内各可采煤层参与瓦斯储量计算范围以外，还应包括受开采层采动影响的向矿井涌出瓦斯的不可采煤层和围岩。 二、瓦斯储量及可抽量预测计算应符合以下要求： 1、矿井可抽瓦斯量是指矿井瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。 2、设计瓦斯抽放率，可根据煤层瓦斯抽放方法、瓦斯涌出来源等因素综合确定；也可参照邻近生产矿井或条件类似矿井的数值选取。 3、抽放率指标应符合煤矿瓦斯抽放标准〔AQ　1027－2023〕第8．6．3条的有关规定。 4、矿井或水平的抽放年限应与其抽放瓦斯区域的开采年限相适应。 第三节 瓦斯涌出量预测计算 一、煤层瓦斯主要参数 煤层瓦斯主要参数实测值：瓦斯风氧化带深度；煤层瓦斯压力；煤层瓦斯含量；煤中残存瓦斯含量；煤的孔隙率；瓦斯含量分布梯度；煤层透气性系数；百米钻孔瓦斯流量及其衰减系数；瓦斯放散初速度。 二、矿井瓦斯涌出量预测计算〔采用分源预测法计算〕 1、回采工作面瓦斯涌出量预测计算。 2、掘进工作面瓦斯涌出量预测计算。 3、采区工作面瓦斯涌出量预测计算。 4、矿井瓦斯涌出量预测计算。 矿井瓦斯涌出预测值(生产时期、矿井日产量；矿井瓦斯涌出量含回采、掘进、采空区)。 第四节　矿井抽放瓦斯的必要性和可行性分析 一、矿井瓦斯来源分析 矿井瓦斯来源是确定抽放方法的主要依据，因此，应尽量详细地做好以下测量工作： ――必须测定出掘进、采煤与采空区的瓦斯涌出量分别占全矿井瓦斯涌出量的比例； ――必须准确地判断出采区工作面的瓦斯主要来自本煤层还是邻近层。一般把回采工作面老顶初次冒落前的平均瓦斯涌出量认为是本煤层的瓦斯涌出量，而将老顶初次冒落后的平均瓦斯涌出增加量认为是邻近层的瓦斯涌出量。 1、矿井瓦斯来源及涌出构成。 2、回采工作面瓦斯来源及涌出构成。 二、抽放瓦斯的必要性 1、回采工作面抽放瓦斯必要性分析。 2、掘进工作面抽放瓦斯必要性分析。 三、抽放瓦斯的可行性分析 1、开采层抽放瓦斯的可行性。 2、邻近层抽放瓦斯的可行性。 3、煤层抽放瓦斯难易程度分类(容易抽放、可以抽放、较难抽放)判断抽放瓦斯的可行性。 四、抽放瓦斯效果预计 矿井设计年抽放瓦斯量或矿井设计年抽放瓦斯规模按设计的日抽放瓦斯量乘以矿井设计年工作日数计算。 1、工作面瓦斯抽放量。 1〕回采工作面瓦斯抽放量 a、本煤层瓦斯抽放量 b、邻近层瓦斯抽放量 2〕掘进工作面瓦斯抽放量 2、矿井瓦斯抽放量。 永久抽放系统的年抽放瓦斯量应不小于100万m3，移动泵站不小于10万m3。 3、瓦斯抽出率。 瓦斯抽出率应符合以下要求： ——预抽煤层瓦斯的矿井：矿井抽出率不小于20%，回采工作面抽出率不小于25％； ——邻近层卸压瓦斯抽放的矿井：矿井抽出率不小于35％，回采工作面抽出率不小于45％： ——采用综合抽放方法的矿井：矿井抽出率不小于25％； ——煤与瓦斯突出矿井，预抽煤层瓦斯后，突出煤层的瓦斯含量应小于该煤层始突深度的原始煤层瓦斯含量或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下。 第五节　矿井抽放瓦斯方法的选择 建立瓦斯抽放系统、抽放瓦斯的必要性指标和抽放瓦斯的可能性指标。根据规程、标准的规定论述采用矿井集中抽放瓦斯系统、采用地面钻孔抽放瓦斯系统，还是采用井下移动式抽放瓦斯系统。建立抽放瓦斯系统的矿井必须实施先抽后采或边采边抽，并按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，应采用综合抽放瓦斯方法。 一、矿井瓦斯抽放方法的选择 1、回采工作面瓦斯来源及构成。 2、本煤层瓦斯抽放方法。 未卸压煤层进行预抽，煤层瓦斯抽放的难易程度可划分为三类。 ——煤层透气性较好，容易抽放的煤层，宜采用本层预抽方法，可采用顺层或穿层布孔方式。 ——煤层透气性较差，采用分层开采的厚煤层，可利用先采分层的卸压作用抽放未采分层的瓦斯。 ——单一低透气性高瓦斯煤层，可选用加密钻孔、交叉钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔控制预裂爆破等方法强化抽放。煤与瓦斯突出危险严重煤层，应选择穿层网格布孔方式。 ——煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边掘边抽或先抽后掘的抽放方法。 3、邻近层瓦斯抽放方法。 ——通常采用从开采层回风巷(或回风副巷)向邻近层打垂直或斜交穿层钻孔抽放瓦斯的方法。 ——当邻近层瓦斯涌出量大时，可采用顶(底)板瓦斯巷道(高抽巷)抽放。 ——当邻近层或围岩瓦斯涌出量较大时，可在工作面回风侧沿开采层顶板布置迎面水平长钻孔(高位钻孔)抽放上邻近层瓦斯。 4、采空区瓦斯抽放方法。 ——老采空区应选用全封闭式抽放方法。 ——现采空区可根据煤层赋存条件和巷道布置情况，采用顶(底)板钻孔法，有煤柱及无煤柱垂直及斜交钻孔法，插(埋)管法等抽放方法，并应采取措施，提高抽放瓦斯浓度。 ——开采容易自燃或自燃煤层的采空区，必须经常检测抽放管路中C0浓度和气体温度等有关参数的变化。发现有自然发火征兆时，必须采取防止煤自燃的措施。 5、其它情况。 ――煤与瓦斯突出矿井开采保护层时，必须同时抽放被保护煤层的瓦斯。 ――埋藏浅、瓦斯含量高的厚煤层或煤层群，有条件时，可采用地面钻孔预抽开采层瓦斯、抽放卸压邻近层瓦斯或抽放采空区瓦斯的方法。 ――对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层赋存条件复杂的矿井，应采用多种抽放方法相结合的综合抽放方法。 二、矿井瓦斯抽放系统选择。 瓦斯抽放系统选择的应注意以下问题： 1、分期建设、分期投产的矿井，抽放瓦斯工程可一次设计，分期建设、分期投抽。 2、抽放瓦斯站的建设方式，应经技术经济比拟确定。一般情况下，宜采用集中建站方式。当有以下情况之一时，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。 ——矿井抽放瓦斯量较大且瓦斯利用点分散。 ——一套抽放瓦斯系统难以满足要求。 三、瓦斯抽放参数确实定。 1、钻场的布置位置、间距、尺寸及支护方式，抽放时间。 2、钻孔布置。 1)本层瓦斯抽放钻孔参数。 2)邻近层瓦斯抽放钻孔参数。 3)采空区瓦斯抽放布置原那么和参数。 采空区瓦斯抽放布置原那么、采空区瓦斯抽放的钻孔参数。 3、钻场钻孔布置应按照以下要求： ——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，防止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。 四、封孔方式、材料及工艺 1、邻近层封孔工艺。 2、本煤层封孔工艺。 3、预抽煤层瓦斯的钻孔量。 ——当采用顺层孔抽放时钻孔量应符合煤矿瓦斯抽放标准(AQ1027)的要求； ——当采用穿层钻孔抽放时，钻孔见煤点的间距可参照以下数据：容易抽放煤层15-20m；可以抽放煤层10-15m；较难抽放煤层8-l0m。 第六节 　瓦斯抽放系统管路和设备布置及选型 一、抽放管路布置及选型计算 矿井抽放瓦斯设备的能力，应满足矿井抽放瓦斯期间或在抽放瓦斯设备效劳年限内所到达的开采范围的最大抽放量和最大抽放阻力的要求，且应有不小于15％的富裕能力。矿井抽放系统的总阻力，必须按管网最大阻力计算，抽放瓦斯系统应不出现正压状态。 抽放管路总阻力包括摩擦阻力和局部阻力；摩擦阻力可用低负压瓦斯管路阻力公式计算；局部阻力可用估算法计算，一般取摩擦阻力的10％一20％。 二、抽放设备布置及选型 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开展规划等因素确定，防止或减少主干管路系统的频繁改动，确保管道运输、安装和维护方便，并应符合以下要求： ——抽放管路通过的巷道曲线段少、距离短，管路安装应平直，转弯时角度不应大于50。 ——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；假设设于主要运输巷内，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；抽放瓦斯管件的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及机电硐室内。 ――尽可能防止布置在车辆通行频繁的主干道旁。 ——不得将抽放管路和自来水管、暖气管、下水道管、动力电缆、照明电缆及通讯电缆等敷设在同一条地沟内。 ——主干管应与城市及矿区的开展规划和建筑布置相结合。 ——抽放管道与地上、下建(构)筑物及设施的间距，应符合工业企业总平面设计标准的有关规定。 ——瓦斯管道不得从地下穿过房屋或其它建(构)筑物，一般情况下也不得穿过其它管网，当必须穿过其它管网时，应按有关规定采取措施。 ――抽放瓦斯管路的管径应按最大流量分段计算，并与抽放设备能力相适应，抽放管路按安全流速为5—15m／s和最大通过流量来计算管径，抽放系统管材的备用量可取10％。 ――当采用专用钻孔敷设抽放管路时，专用钻孔直径应比管道外形尺寸大lOOmm；当沿竖井敷设