采煤工作面瓦斯抽放设计要点.doc

采煤工作面瓦斯抽放设计要点 （一）煤层赋存条件 简要说明该工作面地表方位、井下范围、在采区内回采顺序、煤层生成年代、与邻近煤层层间关系、物理化学性质等（以形成备用面时地质资料为准）。 （二）顶、底板岩性及层厚度情况（以形成备用面时地质资料为准）。 （三）开采方法及生产现状 简要说明工作面开采方法、采空区管理方式、工作面设计生产能力等。 （四）工作面瓦斯涌出情况 根据实测煤层瓦斯参数、邻近采煤工作面及本掘进期间瓦斯涌出情况，预计工作面正常回采时瓦斯涌出量。 （五）工作面回采时的瓦斯来源分析 认真分析工作面回采时的瓦斯来源，并严格按照AQ1026-2006矿井瓦斯抽采基本指标要求，计算工作面回采期间的瓦斯涌出量，并考虑因回采不均衡性最大日产量时的瓦斯绝对涌出量。 1、工作面相对瓦斯涌出量预测 根据公式1、公式2计算。 （1）计算煤的瓦斯含量 根据公式3计算。 （2）本煤层瓦斯涌出量计算 见公式2。 （3）邻近层瓦斯涌出量计算 根据公式4计算。 （4）计算得出，工作面相对瓦斯涌出量为见公式1。 2、计算煤的残余瓦斯含量 根据公式5计算。 则Wj煤的可解吸瓦斯量WjW-Wc ，m3/t 查看AQ1026-2006矿井瓦斯抽采基本指标关于采煤工作面回采前的可解吸瓦斯量应达到的指标表，按最高日产量计算，验算是否符合AQ1026-2006矿井瓦斯抽采基本指标要求。 依据公式6计算。 根据AQ1026-2006矿井瓦斯抽采基本指标中回采工作面日产量与瓦斯涌出量对应关系表，按最高日产计算，验证该工作面瓦斯最低抽采率及瓦斯抽采量。 根据工作面抽采率和瓦斯抽采量，利用以下公式计算该工作面最低配风量 根据经验公式7。 （六）工作面通风系统 简要说明该工作面采用的通风方式，进、回风路线。 （七）抽放系统设计 1、重点说明该工作面所采用的抽放方法 （1）高位钻孔抽放要说明钻场个数、钻场施工参数、钻场间距，钻场钻孔个数、钻孔长度、压茬长度、孔径、钻孔倾角、终孔位置、封孔长度、封孔材质、以及与之连接的抽放干管管径、采用的抽放系统等。 （2）上隅角埋管要说明站管形状、安设要求、保护措施、迈步距离以及所采用的抽放管径、抽放系统等。 （3）顺层孔所施工的巷道、孔间距、终孔长度、孔径、封孔长度、所选用的材质以及所采用的抽放系统等。如若采用其他抽放方法，应重点说明钻孔、钻场个数、孔径、终孔长度、孔间距、封孔材质、封孔长度、钻孔作用、采用的抽放系统等。 2、抽放流量的确定 根据上述最大日产量所计算的瓦斯涌出量以及工作面抽放率依据 AQ10262006年煤矿瓦斯抽采基本指标，确定工作面瓦斯抽放量，并分别确定永久、移动抽放系统抽取纯瓦斯量。 （1）瓦斯泵抽放流量的确定 根据抽放纯流量及预计抽放浓度分别计算永久、移动泵抽取的混合气体流量。 （2）管径、管材、壁厚的确定 管径的选择根据公式计算抽放管路所需最低内径，所选管路直径必须满足抽放要求。根据公式8计算。 管材及壁厚简要说明所选抽放管材材质、壁厚及用于哪个抽放系统。 （3）抽放管路系统阻力计算 根据不同管径、不同材质、不同流量分抽放系统分别计算管路系统摩擦阻力Hx，见计算公式9。 抽放系统管路总阻力 分别计算永久、移动抽放系统管路总阻力，抽放系统管路总阻力由沿程管路阻力和局部阻路组成，局部阻力损失取1.2系数，计算公式10。 （4）瓦斯泵抽放负压Hp 确定永久、移动抽放泵抽放负压，计算公式11。 瓦斯泵的额定流量 根据公式12，分别计算永久、移动泵系统所需瓦斯泵的额定流量 （5）抽放泵的确定 说明所选抽放泵的型号、台数、额定流量、配备电机功率等主要参数，并通过上述计算，验证所确定的抽放泵的能力是否满足抽放要求。 3、瓦斯抽放监测、计量装置 说明抽放泵站及管路上安装的监测、计量装置型号，传感器类型、台数，并附表。 （八）资金投入概算 对本工作面抽放系统所需的抽放泵、钻机、钻具、注浆泵、管材、配件、安装费等费用进行概算，其型号、数量、单价、金额等附表说明。 （九）安全技术措施 1、钻孔施工安全技术措施 2、管路安装及管理安全技术措施 3、泵站安设及管理安全技术措施 （十）附图 工作面瓦斯抽放示意图，工作面岩层综合柱状图。 附计算公式 公式1qq本q邻 公式2q本k1k2k3m/MX0-Xc 式中q回采工作面相对瓦斯涌出量m3/t q本本煤层相对瓦斯涌出量m3/t q邻邻近层相对瓦斯涌出量m3/t m开采层厚度，m； M开采层采高，m； k1围岩瓦斯涌出系数，一般取1.2; k2工作面遗煤瓦斯涌出量，取回采率的倒数,即1/工作面回采率; k3工作面预排瓦斯影响系数，k3（L-Xb）/L，式中L--工作面切眼长度，m；b--巷道宽度；X--预排系数，X3～4； X0、Xc本煤层的原始、残存瓦斯含量，一般Xc0.15X0； π1100-Ad-MadabP公式3X0 γ10.31Mad 1001bP 式中X0煤层瓦斯含量 A,b吸附常数； P煤层绝对瓦斯压力，MPa； Ad煤的灰分，； Mad煤的水分，； π煤的空隙率,m3/m3; γ煤的容重，t/m3 公式4qmi 邻 ∑MkiX0i 式中mi 上、下邻近层第i层煤的厚度，m； M开采层采高，m； X0i第i邻近层原始瓦斯含量，m3/t； Ki上、下邻近层第i煤层瓦斯排放率，根据文特儿曲线取值，公式5WC0.1ab-Ad-Madπ 10.1b100 1001 10.31Mad γ 式中WC 煤在标准状态大气压下的残存瓦斯含量；m3/t A,b吸附常数； P 标准大气压，0.1Mpa； Ad 煤的灰分，； Mad煤的水分，； π煤的空隙率,m3/m3; γ煤的容重，t/m3 公式6Qw⨯T 24⨯60 式中Q回采工作面瓦斯绝对涌出量,（m3/min）; T回采工作面日产量,（t）; W回采工作面回采前煤的可解吸瓦斯量，（m3/t） 100*q采*K采通*（1-K抽放率） ； 公式7 Q采 C 式中Q采工作面需风量，m3/min q采采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min K抽放率瓦斯抽放率，； K采通采煤工作面瓦斯涌出不均匀系数，取1.2； C回风流中允许瓦斯浓度。 公式8D内0.1457（Q混/V）0.5 式中D1瓦斯抽放管内径（mm） Q混瓦斯抽放管的混合流量（m3/min） V混合瓦斯的流速（取18-22m/s） 公式9Hx 9.8LQ泵2△ / K0Dx5 式中，Hx某一段抽放管路系统摩擦阻力，KPa； L--抽放瓦斯管路长度，m ； Q泵永久或移动抽放系统某一段管路混合流量，m3/h； △ △’ T0℃ P泵 / T P0 0.445（实际状态T及P泵下混合瓦斯（浓度35）对 标准空气的相对密度），式中，标准状态0℃及105Pa下混合瓦斯（浓度35）对空气的相对密度△’0.845；标准状态0℃时的绝对温度 T0℃ 273 K；标准状态105Pa下气压 P0 101.3kPa； K0--管径系数，取0.71； Dx--抽放瓦斯管路有效直径，cm。 公式10H总（H1 H2 Hx）1.2，KPa 公式11Hp（H总Hk）Kb 式中Hp抽放负压（KPa）； H总抽放管路总阻力； Hk抽放管口负压（取15KPa）； Kb抽放负压不均衡系数（取1.2 ）； 公式12Q额ΣQ纯K/（Xη） 式中 Q额---瓦斯泵的额定流量（m3/min）； ΣQ纯---抽放期间的最大纯瓦斯抽放量（m3/min）； η---瓦斯泵的机械率（本设计取85）； K---抽放系数（取1.2）； X---瓦斯泵入口处瓦斯浓度，。