《矿井瓦斯防治》课程设计指导书瓦斯抽采.doc

矿井瓦斯防治课程设计指导书 一、设计目的和任务 1设计目的 通过瓦斯抽放方案设计要达到下列目的 1、系统运用所学的理论知识; 2、掌握矿井瓦斯抽放设计的步骤和方法; 3、熟练掌握方案比较法在瓦斯抽放设计中的应用; 4、提高和培养学生分析问题、解决问题的能力; 5、提高和培养学生文字编写、计算和应用CAD绘图的能力。 2设计任务 根据如下采区煤田瓦斯地质、开拓与通风条件,对该工作面的顺层钻孔瓦斯抽放系统进行设计。 1、采区位置范围 该采区位于某矿第一水平,西部为井田边界,东部为采区边界,采区走向长约1550米,倾斜长约890米,采区下部为第二水平大巷,采用上下山开采。 2、地质条件 该采区主采煤层为1煤层,煤层厚度为2.43.8米,平均厚度为3.0米,煤层赋存稳定,煤层平均倾角约3.5o,顶板为砂质泥岩,岩层致密,底板为粗粒砂岩。在该采区内几乎无断层,总体来说,该采区内煤层地质构造简单。 3、工作面范围、巷道布置及开采方法 该工作面为该采区的首采工作面,工作面设计走向长度为1530米,工作面倾斜长度为180米,煤层平均厚度3.0米,倾角为3.5 o,煤层无自然发火倾向,煤尘不具备爆炸性。 工作面的巷道布置如下图1所示 该采区设计为走向长壁开采及全部垮落顶板管理法,工作面采用后退式一次采全高综合机械化开采,工作面生产采用三八制,每日推进3.6米。 4、通风方式及瓦斯参数 该工作面采用“一进一回”的“U”形通风方式,运输巷进风,回风巷辅助运料、排矸石。采区布置三条上山,分别是轨道上山、回风上山和皮带上山,轨道上山和皮带上山进风,回风上山回风。经过计算,工作面供风量为1000m3/min。 煤层瓦斯含量为9m3/t,煤体容重为1.4t/m3,有突出危险,经预测,工作面瓦斯绝对涌出量为25 m3/min。煤层透气性系数为2.5m2/MPa2.d,百米钻孔瓦斯流量衰减系数为0.02d-1。 7 图1 工作面巷道布置图 二、基本内容与要求 1课程设计基本内容 1、设计题目为某矿某采区某综采工作面本煤层瓦斯抽放设计。由指导老师提供设计采区的地质条件、巷道布置、综采工作面位置和范围、采掘方法、通风方式、瓦斯参数和其他设计所需要的已知条件。 2、根据已知条件进行瓦斯储量计算、抽放必要性论证、抽放方法比较和选择。 3、计算和确定钻孔布置参数,并绘制抽放钻孔布置平面图和剖面图。 4、进行抽放管选择计算,决定抽放管路及附属设施的配置和布置;计算管道阻力;绘制综采工作面抽放瓦斯系统图。 5、瓦斯泵选择计算,确定瓦斯泵型号、瓦斯泵房位置和基本要求。 6、工作面可抽量计算;工作面抽放率计算;抽放瓦斯的安全技术措施。 2课程设计基本要求 设计说明编写要求字体工整、整洁、字数一般在1万字以上,设计图纸按工程图要求绘制、正确、整洁、无差错。要求绘制三张图采区和工作面巷道布置图一张比例15000、抽放钻孔布置平面图和剖面图一张比例12000及综采工作面抽放瓦斯系统图一张比例15000。 三、设计资料及有关规定 设计资料由指导教师指定和提供,学生可按学号组成设计小组,每组资料相同。学生未经指导教师许可不得私自变更有关参数。 四、课程设计的步骤和方法 课程设计步骤和方法大致如下 第一章综采工作面概况 第一节采区位置范围、地质条件和煤层综合柱状图 第二节煤层瓦斯参数和抽放瓦斯参数 第三节采区和工作面巷道布置、采煤方法 本章主要是根据指导老师提供的资料,撰写进行瓦斯抽放工作面的有关煤田瓦斯地质条件和采区开拓情况。 第二章瓦斯储量计算、抽放瓦斯必要性论证 第一节煤层瓦斯储量计算 第二节工作面可抽放量计算和抽放必要性可行性论证 本章首先根据煤层厚度、采区面积、煤层倾角及煤体容重计算煤炭储量,再乘以煤层瓦斯含量即可得出煤层瓦斯储量;再根据瓦斯抽放的有关要求,提出煤层瓦斯抽放率,乘以总瓦斯储量即为瓦斯抽放;最后,对照国家要求,判别是否需要进行抽放。 第三章煤层瓦斯抽放方法设计 第一节抽放方法的比较和选择 第二节抽放钻孔参数确定 第三节绘制抽放钻孔布置平面图和剖面图 本章主要介绍煤层瓦斯抽放的有关方法,并结合煤层瓦斯地质条件,对这些方法进行经济技术比较,并选择出最佳方法;然后,对钻孔的有关参数进行设计,包括钻孔孔径、钻孔间距及钻孔长度等,并绘制出相应的图纸。 第四章综采工作面瓦斯抽放系统 第一节工作面瓦斯抽放设施的配置和布置 第二节抽放管路的计算和选择 本章主要根据抽放的气体流量对管道直径、管壁厚度及长度进行计算,并选择管材;再对整个抽放管路进行系统布置。 第五章瓦斯泵选型 第一节抽放系统管道阻力计算 第二节瓦斯泵流量和压力计算 第三节瓦斯泵选型确定 本章主要根据气体流量及管壁摩擦系数对阻力进行计算,并且加上损耗确定瓦斯泵的流 量和压力,最终确定瓦斯泵的型号。 第六章工作面瓦斯抽放安全技术措施 本章主要编写瓦斯抽放方面的安全技术措施,内容包括钻孔施工安全、瓦斯抽放管路防泄漏及抽放钻孔防灭火等。 五、课设时数的安排 本课程设计时间为两周,共2个学分。 六、设计成果要求按各专业评估资料收集要求填写 课程设计要求提交设计说明书、有关图纸。 课程设计的质量标准为 1符合国家法律法规的规定; 2技术上可行、经济上合理; 3在教师的指导下独立完成; 4设计说明书内容、项目符合要求; 5设计说明书用学校标准格式编写; 指导教师在设计结束后,撰写课程设计总结,以便进一步提高课程设计质量。 七、时间安排 根据课程结束时间,一般安排在15-20周。 八、考核方法 依据课程设计答辩情况、说明书编写质量、设计图纸绘制质量,综合考核评定课程设计成绩,课程设计成绩计入课程综合成绩,单独列入学生各门课程成绩内。 九、参考资料 [1]俞启香.矿井瓦斯防治.中国矿业大学出版社。 [2]林柏泉.矿井瓦斯抽放理论与技术.中国矿业大学出版社。 指导书编写人齐黎明 指导书编写时间2011年10月