煤矿瓦斯抽采工程设计规范(20xx版

煤矿瓦斯抽采工程设计规范(20xx版内容摘要：

层顶（底）板 处。 9 吨煤钻孔工程量应根据抽采方式，钻孔抽采半径、预抽期、煤层厚度等综合确定。 顺层钻孔预抽时，吨煤钻孔工程量可取 ～。 10 钻孔直径宜采用 42mm、 50mm、 64mm、 73mm、 89mm、 110mm、 130mm 等规格。 封孔 封孔方法的选择根据抽采方法及孔口所处煤（岩）层位、岩性、构造等因素综合确定。 封孔材料的选择应符合下列规定： 1 穿层钻孔宜采用封孔器封孔。 封孔器应满足密封性能好、操作简单、封 孔速度快的要求。 2 顺层钻孔宜采用充填材料封孔。 封孔 材料 可选用膨胀水泥、聚氨酯等新型材料。 在钻孔所 处 围岩条件较好的情况下，亦可选用水泥砂浆或其他封孔材料。 3 不宜采用黄泥封孔。 封孔长度应符合下列规定： 1 孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压较低时，封孔长度不应低于 3m。 2 孔口段围岩裂缝较发育或孔口负压较高时，封孔长度不应低于 5m。 3 在煤壁开孔的钻孔，封孔长度不应低于 7m。 采空区 抽采 时插管周围应封闭严密 ,宜减少外部空气漏入 ,有条件时可设置均压密闭。 当采用地面钻孔抽采瓦斯时，抽采结束后应全孔封实。 地面钻孔 地面钻孔抽采方法选择应符合下列规定： 1 容易抽采的煤层，宜采用竖直钻孔或 L 形钻孔预先抽采瓦斯。 2 可以抽采及较难抽采的煤层，宜采用竖直钻孔或 L形 钻孔抽采邻近层卸压瓦斯或采空区瓦斯。 3 地面钻孔预抽瓦斯可选用压裂方法强化抽采。 《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》 GB 504712020 10 钻孔布置应符合下列规定： 1 地面钻孔的布置应便于地面设施维护，并应利于封孔，同时应 保 证抽采效果。 2 卸压抽采时，沿开采层工作面走向地面钻孔间距宜采用 300～ 350m；沿 倾斜方向应位于开采层工作面中部；两相邻孔抽采瓦斯半径上、下交汇点应超过开采层工作面上、下顺槽 5m。 卸压抽采地面钻孔结构可分为护孔管、生产管、筛管和标志孔，并应符合下列规定： 1 护孔管应符合下列规定： 1）表土层厚小于或等于 200m 时，可采用Φ 216 钻孔、管径 D245 10mm 无缝钢管，外围水泥浆固孔，护孔管上端与地表平齐，下端超深表土进入基岩 35m。 2）表土层厚大于 200m 时，可采用Φ 216 钻孔、管径 11mm（带管箍）石油管，外围水泥浆固孔，护孔管上端与地表平齐，下端超深表 土进入基岩35m。 2 生产管宜由地面进入抽采煤层或煤层群顶层煤顶板 3～ 5m,管径可采用 D18010mm 石油管，管外围宜用水泥浆固孔，上端应比护孔管高 3m。 3 筛管应全段管钻小孔。 上端应套入生产管内，套入长度应为开采煤层厚度加2m，下端应至开采煤层顶板 4～ 5m 管外可不注水泥浆。 4 标志孔可采用Φ 91的裸孔，长度应由筛管下口至开采煤层底板。 地面钻孔的各钻孔口应安装压力表、流量计、瓦斯浓度测孔、闸阀（低压）、放空管、干式灭火器、避雷针、防爆器等装置，在孔口还应增加一段波纹金属软管。 地面钻孔至瓦斯抽采泵之间输气管路，应根据钻孔单井和同时抽采井的最大混合量计算支管和干管管径、验算管路阻力、 选择 瓦斯抽采泵。 6 抽 采 管路系统 选择 、计算 及 抽采 设备 选型 6． 1 抽采管路系统选择的原则 抽采管路系统应根据矿井开拓部署、井下巷道布置、抽采地点分布、瓦斯利用要求，以及矿井的发展规划等因素确定，并宜避免或减少主干管路系统的改动。 管路的 敷设宜减少曲线，并宜使管路的长度较短。 《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》 GB 504712020 11 管路宜敷设在矿车不经常通过的巷道中。 若必须敷设在运输巷道内时，应采取必要的 安全措施。 当抽采设备或管路发生故障时，应使管道内溢出的瓦斯不流 入 采、掘工作面及机电硐室内。 抽采管路系统宜符合管道运输、安装和维护方便的要求。 抽采管路管径、壁厚计算及管材选择 抽采管路管径可根据主管、干管、分管、支管中不同的瓦斯流量，按下式分别计算： 21)( VQd  （ ） 式中 :d—— 管路内径（ m）； Q—— 管路内混合瓦斯流量（ m3/min）；各类管路的流量应按照 其 使用年限 或服务区域内的最大值确定，并应有 ～ 的富余系数； V—— 经济流速（ m/s），可取 5～ 12m/s。 管壁厚度计算应符合下列规定： 1 当采用负压 抽 采时，可不计算管材壁厚。 【聚乙烯管材时，也不计算。 】 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： ][2 dP （ ） 式中 :δ —— 管路壁厚（ mm）； P—— 管路 最大工作压力（ MPa）； d—— 管路内径（ mm）； ［σ］ —— 容许压 力 （ MPa），可取屈服极限强度的 60％；缺少比值时，铸铁管可取 20MPa，焊接钢管可取 60MPa，无缝钢管可取 80MPa。 抽采 管路 管材应符合抗静电、耐腐蚀、阻燃、抗冲击、安装维护方便等要求。 管路阻力计算 管路 阻 力应由 摩 擦阻力和局部阻力组成。 《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》 GB 504712020 12 管路 摩 擦阻力应根据每段管路管径、流量的不同分段计算，各 段 摩 擦阻力可按下列公式计算： 05005 )(1069 PTd TPQLQ dvdH  （ ） T=273+t （ ） T0=273+20 （ ） 式中 H—— 阻力损失（ Pa）； L—— 管路长度（ m）； Q0—— 标准状态下的混合瓦斯流量（ m3/h）； d—— 管路内径（ mm）。 vo—— 标准状态下的混合瓦斯运 动 黏度（㎡ /s）； ρ —— 管道内混合瓦斯密度（ kg/m3）； △ —— 管路内壁的当量绝对粗糙度（ mm）； Po—— 标准大 气压力（ 101325Pa）； P—— 管道内气体的绝对压力（ Pa）； T—— 管路中的气体温度为 t 时的绝对温度（ K）； To—— 标准状态下的绝对温度 （ K） t—— 管路中的气体温度 （176。 C）。 管路局部阻力可按管路 摩 擦 阻 力的 10％～ 20％计算。 管路布置及敷设 抽采管路应具有良好的 气 密性、足够的机械强度，并应采取防冻 、 防腐蚀、防漏气、防砸坏、防静电和雷电等措施。 选用金属管材时， 在安装前 应涂抹防腐蚀剂。 防腐蚀材料可采用经过热处理的沥青、油漆和红丹等。 在沿巷道底 板敷设 管路 时，应采用高度 以上的支撑墩，并应保证每节管子下面有两个支撑墩。 在敷设倾斜管路时，应采用管卡将管子固定在巷道支架上。 在巷道倾角小于或等于 30176。 时，管卡间距宜采用 15～ 20m； 在巷道倾角大于 30176。 时，管卡间距宜采用 10～15m。 当沿立井敷设管路时，应将管道固定在罐道梁上或专用管架上。 《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》 GB 504712020 13 管路宜平直敷设，并宜减少弯头等附属管件，同时宜避免急转弯；管路应保持一定的坡度，其坡度应根据巷道的坡度确定，不宜小于 1‟。 当管路敷设在运输巷道内时，应将管路牢固地悬挂或架在 专用支架上，在人行道侧管路架设高度不 应 小于 ，管件的外缘距巷道壁不宜小于。 敷设的管路应能排除管路中的积水。 井下敷设管路，宜采用法兰盘或快速接头连接。 法兰盘中间应夹有橡胶垫，且垫的厚度不宜小于 5mm。 新敷设的管路应按规定进行漏气检验。 当采用专用管道井敷设管路时，专用管道井的直径应大于管道外形尺寸 200mm。 管路不得与动力电缆敷设在巷道的同一侧。 地面管路布置及敷设应符合下列规定。 1 宜避免布置在车辆通行频 繁的主干道旁。 2 不得将管路和其他管线敷设在同一条地沟内。 3 主、干管应与城市及矿区的发展规划和建筑布置相结合。 4 管道 与 地上、地下建（构）筑物及设施的间距，应符合现行国家标准《工业企业总平面设计规范》 GB50187 的有关规定。 5 管道不得从地下穿过房屋或其他建（构）筑物，一般情况下也不得穿过其他管网，当必须穿过其他管网时，应按有关规定采取措施。 抽采附属装置及设施 主管、干管、钻场及其他必要地点应装设瓦斯量测定装置。 钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处应设置 放水器，管路宜每隔 200～ 300 设置一个放水器，最大不应超过 500m。 在管路的适当 部 位设置除渣装置和测压装置。 管路分岔处应设置控制阀门，阀门规格应与安装地点的管径相匹配。 地面主管上的阀门应设置在观察井内，观察井应位于地表以下，并应采用不燃性材料砌成，且不应透水。 干式瓦斯抽采泵吸气侧管路中，应装设具有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。 抽采设备选型 《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》 GB 504712020 14 抽采设备选型应符合下列规定。 1 瓦斯抽采泵应选用湿式。 2 抽采设备应配备 防爆电气设备及防爆电动机。 3 备用的抽采泵及附属设备应与抽采设备具有同等能力。 标准状态下抽采系统压力可按下列公式计算： H=（ Ht+Hc） K () Hr= hrm+hrj+ hk () Hc= hcm+hcj+ hz () 式中 H —— 抽采系统压力（ Pa）。 Hr—— 抽采设备出口侧（负压段） 10～ 15年内 管路最大阻力损失（ Pa）。 Hc—— 抽采设备出口侧（ 正 压段）管路阻力损失（ Pa）。 K—— 抽采系统压力富余系数，可取 ～ ； hrm—— 入口侧（负压段）管路最大摩擦阻力（ Pa）。 hrj—— 入口侧（负压段）管路局部阻力（ Pa）。 hk—— 井下抽采钻孔的设计孔口负压（ Pa）。 hcm—— 出口侧（正压段）管路最大摩擦阻力（ Pa）。 hrj—— 出口侧（正压段）管路局部阻力（ Pa） hz—— 出口侧（正压段）的出口正压（ Pa） ； 出口进入瓦斯储气罐，可取 3500～5000 Pa。 抽采泵工况压力可按 下式计算： Pg=Pd－ H （ ） Pg—— 抽采泵工况压力（ Pa）； Pd—— 抽采泵站的大气压力（ Pa）； 标准状态下抽采泵流量可按下式计算： KXb  () 式中 Qb—— 标准状态下抽采泵的计算流量（ m3/min）。 Q—— 10～ 15 年内最大的设计瓦斯抽采量（ m3/min）。 X—— 抽采泵入口处预计的瓦斯浓度（ %）； η —— 泵的机械 效率（ %），可取 80%； 《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》 GB 504712020 15 K—— 抽采能力富余系数，可取 ～。 抽采泵工况流量可按下列公式计算： 00PTTP bg  () P=Pd－ Hr () T=273+t () 式中 ： Qg—— 工况状态下的抽采泵流量（ m3/min）。 Qb—— 标准状态 下的抽采泵的计算流量（ m3/min）。 P—— 抽采泵入口绝对压力（ Pa）。 T—— 抽采泵入口瓦斯的绝对温度（ K）； t—— 抽采泵入口瓦斯的温度（℃）。 7 瓦斯 抽 采泵 站 7． 1 地面固定瓦斯抽采泵站 地面固定瓦斯抽采泵站的设置，应符合下列规定： 1 泵站应设置在不受洪涝威胁且工程地质条件可靠地带，并应避开滑坡、溶洞、断层、破碎带、塌陷区及高压线等。