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'备案号:Q中华人民共和国企业标准Q/YMJ001-2007--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------瓦斯抽放技术标准200--发布200--实施阳泉煤业(集团)有限公司发布
Q/YMJ001-2007目次前言………………………………………………………………………………………………Ⅱ1范围……………………………………………………………………………………………12规范性引用文件………………………………………………………………………………13术语和定义……………………………………………………………………………………14建立抽放瓦斯系统……………………………………………………………………………35地面永久瓦斯抽放系统………………………………………………………………………46井下移动泵站瓦斯抽放系统…………………………………………………………………127瓦斯抽放方法…………………………………………………………………………………128瓦斯抽放管理…………………………………………………………………………………159瓦斯利用………………………………………………………………………………………1910地面永久瓦斯抽放系统的报废………………………………………………………………20附录A(规范性附录)瓦斯抽放基础参数测算………………………………………………21附录B(规范性附录)瓦斯抽放方法类别及抽放率…………………………………………25附录C(规范性附录)瓦斯抽放参数监控系统………………………………………………27附录D(规范性附录)瓦斯抽放工程设计……………………………………………………28附录E(规范性附录)主要单位换算…………………………………………………………32Ⅰ
Q/YMJ001-2007前言为切实贯彻落实先抽后采的方针,加强瓦斯抽放技术管理,保证瓦斯抽放工程的安全,提高瓦斯抽放效果,防止瓦斯事故,保护环境,制定本标准。本标准以原国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局2004年颁布的《煤矿安全规程》、国家安全生产监督管理总局2006-11-02颁布的AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》为依据,在充分考虑阳泉煤业(集团)有限责任公司煤矿瓦斯抽放工艺技术特点和目前我国煤矿瓦斯抽放现状的基础上编制而成。本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E为规范性附录。本标准由阳泉煤业(集团)有限责任公司提出。本标准由阳泉煤业(集团)有限责任公司归口。本标准负责起草单位:阳泉煤业(集团)有限责任公司。本标准参加起草单位:中国矿业大学。本标准主要起草人:赵长春、张爱科、程红林、刘朝阳、王徽宁、王保林。本标准编订顾问:杨胜强Ⅱ
Q/YMJ001-2007瓦斯抽放技术标准1范围本标准规定了建立抽放瓦斯系统的条件及工程设计要求、瓦斯抽放方法、瓦斯抽放管理及职责、瓦斯利用、瓦斯抽放系统的报废程序,以及瓦斯抽放基础参数的测算方法、各类瓦斯抽放方法的抽放率、瓦斯抽放参数监控系统监测参数的指标和瓦斯抽放工程设计有关计算方法。本标准适用于阳泉煤业(集团)有限责任公司所属单位。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》《煤矿安全规程》(2004年版)3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1瓦斯抽放gasdrainage采用专用设备和管路把煤层、岩层和采空区中的瓦斯抽或排出的措施。3.2未卸压抽放瓦斯gasdrainagewithoutpressurerelief抽放未受采动影响和未经人为松动卸压煤(岩)层的瓦斯,亦称为预抽。3.3卸压抽放瓦斯gasdrainagewithpressurerelief抽放受采动影响和经人为松动卸压煤(岩)层的瓦斯。3.4本煤层抽放瓦斯gasdrainagefromextrsctingseam抽放开采煤层的瓦斯。3.5邻近层抽放瓦斯gasdrainagefromadjacentseam抽放受开采层采动影响的上、下煤邻近层(可采煤层、不可采煤层、煤线、岩层)的瓦斯。3.6采空区抽放瓦斯gasdrainagefromgob
抽放现采工作面采空区和老采空区的瓦斯。前者称现采空区(半封闭式)抽放,后者称老采空区(全封闭式)抽放。1Q/YMJ001-20073.7围岩瓦斯抽放gasdrainagefromsurroungingrock抽放开采层围岩内的瓦斯。3.8地面瓦斯抽放gasdrainageonsurface在地面向井下煤(岩)层打钻孔抽放瓦斯。3.9综合抽放瓦斯combinedgasdrainage在一个矿井或工作面同时采用2种或2种以上方法进行抽放瓦斯。3.10强化抽放forcedgasdrainage针对一些透气性低、采用常规的预抽方式难以凑效的煤层而采取的特殊抽放方式。3.11预抽gasdrainagefromvirgincoalseam在煤层未受采动以前进行的瓦斯抽放。3.12瓦斯储量gasreserves煤田开采过程中,能够向开采空间排放瓦斯的煤层和岩层中赋存瓦斯的总量。3.13矿井瓦斯抽放量(纯瓦斯抽放)gasdrainagevolume矿井抽出瓦斯气体中的甲烷含量。3.14矿井可抽瓦斯量drainablegasquantity瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。3.15煤层透气性系数gaspermeabilitycoeffcientofcoalseam表征煤层对瓦斯流动的阻力,反映瓦斯沿煤层流动难以程度的系数。3.16钻孔瓦斯流量衰减系数dampingfactorofgasflow-rateperhole表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。3.17瓦斯抽放率gasdrainageeffecieney矿井、采区或工作面等的抽放瓦斯量占其抽排瓦斯总量的百分比。3.18边采边抽gasdrainagewhileextraction抽放回采工作面前方卸压煤体的瓦斯或厚煤层开采时抽放未采分层卸压煤体的瓦斯。3.19边掘边抽gasdrainagewhiledrivage掘进巷道的同时,抽放巷道周围卸压煤体内瓦斯。3.20穿层钻孔crossinghole
在岩石巷道或煤层巷道内向相邻煤层施工的钻孔。2Q/YMJ001-20073.21顺层钻孔holedrilledalongseam在煤层巷道内,沿煤层布置的钻孔。3.22斜交钻孔inclinedcrosshole与工作面呈一定夹角布置的顺层钻孔。3.23平行钻孔parallelholes与工作面平行布置的顺层钻孔。3.24交叉钻孔crossholes平行钻孔与斜交钻孔交替布置的钻孔。3.25高位钻孔highly-locatedhole在风巷向煤层顶板施工的抽放钻孔(进入裂隙带)。3.26高抽巷highly-locateddrainageroadway在开采层顶部处于采动影响形成的裂隙带内挖掘的专用抽放巷道。3.27水力压裂hydrauliccrackin在钻孔内以水作为动力,在无自由面的情况下使煤体裂隙畅通的一种措施。3.28水利割缝hydrauliccutting在钻孔内运用高压水射流对钻孔两侧的煤体进行切割,形成一定深度的扁平线槽的一种措施。3.29深孔预裂爆破deep-holepre-splitteingblasting在钻孔内利用炸药爆破作为动力,使煤体裂隙增大,提高煤层透气性的一种措施。3.30封孔器holepacker瓦斯抽放和煤层注水钻孔孔口的密封装置。3.31防水器drainagedevice用于储存和放出抽放管路中积水的专用装置。3.32防回火装置flamearrestor在抽放瓦斯管路中,阻止火焰蔓延的安全装置。3.33水封防爆箱explosive-proofbox在抽放瓦斯管路中,用以隔爆的一种水箱式安全装置。4建立抽放瓦斯系统范围规定
3Q/YMJ001-20074.1必须建立地面永久、井下移动泵站瓦斯抽放系统的范围规定:4.1.1凡符合下列情况之一的矿井,必须建立地面永久瓦斯抽放系统或井下移动泵站瓦斯抽放系统。4.1.2阳煤集团所属高瓦斯矿井、突出矿井以及阳煤集团控股子公司高瓦斯矿井都必须建立地面永久抽放系统。4.1.3阳煤集团所属矿井的一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min,用通风方法解决瓦斯的问题不合理的。4.1.4矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的:-------大于或等于40m3/min;-------年产量1.0~1.5Mt的矿井,大于30m3/min;------年产量0.6~1.0Mt的矿井,大于25m3/min;------年产量0.4~0.6Mt的矿井,大于20m3/min;------年产量等于或小于0.4Mt,大于15m3/min。4.1.5阳煤集团所有开采具有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井。4.2建立地面永久瓦斯抽放系统范围的规定:凡符合4.1条件,并同时具备下列两个条件的矿井,应建立地面永久瓦斯抽放系统:瓦斯抽放系统的抽放量可稳定在2m3/min以上;瓦斯资源可靠、储量丰富,预计瓦斯抽放服务年限在五年以上。4.3新建瓦斯抽放系统的矿井的规定:新建瓦斯抽放系统的矿井,必须经具有相关资质的专业机构进行可行性论证,由技术负责人组织瓦斯抽放工程设计。4.4新建或扩建矿井的规定:新建或扩建矿井,根据地质报告提供的瓦斯资源或参照邻近矿井参数而达到第4.1条条件时,必须将瓦斯抽放工程纳入矿井设计中,但设计所依据的瓦斯参数必须经具有相关资质的专业机构进行可行性论证。5地面永久瓦斯抽放系统5.1地面永久瓦斯抽放系统工程设计内容
4Q/YMJ001-20075.1.1矿井概况:煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及通风状况;5.1.2瓦斯基础数据:瓦斯等级鉴定、矿井瓦斯涌出量、煤层瓦斯压力、含量、矿井瓦斯储量及可抽量、煤层透气性系数与钻孔瓦斯流量及其衰减系数;5.1.3抽放方法:钻孔(巷道)布置与抽放工艺参数;5.1.4抽放设备:抽放泵、管路系统、监测及安全装置;5.1.5泵站建筑:泵房、供电系统、电控设备、供水系统及软化水装置、采暖、避雷系统;5.1.6瓦斯利用:利用方式和利用量、资金概算;5.1.7技术经济指标:投资概算及工期;5.1.8设计文件:设计说明书、设备与器材清册、资金概算、相关图纸。5.2瓦斯抽放系统工程设计的一般规定:5.2.1瓦斯抽放系统工程设计应体现安全第一、技术经济合理原则,因地制宜采用新技术、新工艺、新设备、新材料。5.2.2新建矿井瓦斯抽放系统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。5.2.3瓦斯抽放系统工程设计应与矿井开采设计同步进行,合理安排掘进、抽放、回采三者间的超前和与接替关系,保证有足够的工程施工及抽放时间。5.2.4瓦斯抽放站的建设方式,应经技术经济比较确定。一般情况下,宜采用集中建站方式。当有下列情况之一时,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;矿井瓦斯抽放量较大且瓦斯利用点分散;一套瓦斯抽放系统难以满足要求。5.2.5分期建设、分期投产的矿井,瓦斯抽放工程可一次设计,分期建设、分期投抽。5.2.6瓦斯抽放系统工程设计应进行矿井瓦斯资料的评价。5.3矿井瓦斯储量、可抽瓦斯量、瓦斯抽放率、年抽放量及抽放年限5.3.1矿井瓦斯储量应为矿井可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和。阳煤集团15号煤层按上邻近层130m,下邻近层30m计算,其余煤层按上60m下30m计算。可按下式计算:W=W1+W2+W3…………………………(1)
5Q/YMJ001-2007式中W---矿井瓦斯储量,Mm3;W1---可采煤层的瓦斯储量,Mm3;nW1=∑A1i×X1i…………………………(2)i=1A1i---矿井可采煤层i的地质储量,Mt;X1i---矿井可采煤层i的瓦斯含量,m3/t;W2---受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量,Mm3;nW2=∑A2i×X2i…………………………(3)i=1A2i---受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层i的地质储量,Mt;X2i---受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层i的瓦斯含量,m3/t;W3---受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量,Mm3,实测或按下式计算:W3=K(W1+W2)…………………………(4)K---围岩瓦斯储量系数,一般取K=0.05~0.20。5.3.2矿井可抽瓦斯量是指矿井瓦斯储量中的在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。5.3.3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。抽放率指标应下列规定。突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力,则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下,或将煤层瓦斯压力降到0.74Mpa(表压)以下。控制范围如下:5.3.3.1石门(井筒)揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险程度确定,但必须控制到巷道轮廓线外8m以上(煤层倾角>80时,底部或下帮5m)。钻孔必须穿透煤层的顶(底)板0.5m以上。若不能穿透煤层全厚,必须控制到工作面前方15m以上。
6Q/YMJ001-20075.3.3.2煤巷掘进工作面控制范围为:巷道轮廓线外8m以上(煤层倾角>80时,底部或下帮5m)及工作面前方10m以上。5.3.3.3采煤工作面控制范围为:工作面前方20m以上。5.3.3.4瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面瓦斯抽采率应满足表5.1规定,瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面前方20m以上范围内煤的可解吸瓦斯量应满足表5.2规定。矿井瓦斯抽采率应满足表5.3规定。表5.1采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标工作面绝对瓦斯涌出量Q(m3/min)工作面抽采率(%)备注5≤Q<10≥2010≤Q<20≥3020≤Q<40≥4040≤Q<70≥5070≤Q<100≥60100≤Q≥70表5.2采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标工作面日产量(t)可解吸瓦斯量(WJ)备注≤1000≤81000~2500≤72000~4000≤64000~6000≤5.56000~8000≤58000~10000≤4.5>10000≤4表5.3矿井瓦斯抽采率应达到的指标绝对瓦斯涌出量Q(m3/min)抽采率(%)备注Q<202520≤Q<403540≤Q<804080≤Q<16045160≤Q<30050300≤Q<50055500≤Q60
7Q/YMJ001-20075.3.4矿井设计年瓦斯抽放量或矿井设计年瓦斯抽放规模按设计的日瓦斯抽放量乘以矿井设计年工作日数计算。其计算式为:Qa=N·Qd…………………………(5)式中:Qa—矿井设计年抽放瓦斯量,Mm3/a;Qd—矿井设计日抽放瓦斯量,Mm3/d;N—矿井设计年工作日数,d。5.3.5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。5.4抽放管路系统5.4.1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发展规划等因素确定,避免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,并应符合下列要求:5.4.1.1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度。5.4.1.2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;若设于主要运输巷内,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;瓦斯抽放管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m。5.4.1.3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。5.4.1.4管径要统一,变径时必须设过渡节。5.4.2瓦斯抽放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,抽放管路按经济流速为5m/s-15m/s和最大通过流量计算管径,抽放系统管材的备用量可取10%。选择瓦斯管径,可按下式计算:…………………………(6)式中:D—瓦斯管内径,m;Q—管内瓦斯流量,m3/min;
8Q/YMJ001-2007V—瓦斯在管路中的经济流速,m/s。一般取V=10~15m/s。5.4.3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100㎜;当沿竖井敷设抽放管路时,应将管道固定在管道梁上或专用管架上。5.4.4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%~20%。用估算法计算局部阻力时,管路系统长,网络复杂或主管管径小者,可按上限取值,反之则按下限取值。计算直管摩擦阻力,可按下式计算:…………………………(7)式中:H—阻力损失,Pa;L—直管长度,m;Q—瓦斯流量,m3/h;D—管道内径,cm;K0—系数,见表5.4;管径大于150mm时取0.71。△—混合瓦斯对空气的相对密度,见表5.5。表5.4不同管径的系数K0值通称管径1520253240507080100125150KO值0.460.470.480.490.500.520.550.570.620.670.70表5.5在0℃及105Pa气压时的△值瓦斯浓度%0123456789010.9960.9910.9870.9820.9780.9730.9690.9640.960100.9550.9510.9470.9420.9380.9330.9290.9240.9200.915200.9110.9060.9020.8980.8930.8890.8840.8800.8750.871300.8660.8620.8570.8530.8480.8440.8400.8350.8310.826400.8220.8170.8130.8080.8040.7990.7950.7910.7860.782500.7770.7730.7680.7640.7590.7550.7500.7460.7420.737600.7330.7280.7240.7190.7150.7100.7060.7010.6970.693700.6880.6840.6790.6750.6700.6660.6610.6570.6520.648800.6440.6390.6350.6300.6260.6210.6170.6120.6080.603900.5990.5950.5900.5860.5810.5770.5720.5680.5630.5591000.554---------
9Q/YMJ001-20075.4.5地面管路布置:5.4.5.1尽可能避免布置在车辆通行频繁的主干道旁。5.4.5.2不得将抽放管路和动力电缆、照明电缆及通讯电缆等敷设在同一条地沟内。5.4.5.3主干管应与城市及矿区的发展规划和建筑布置相结合。5.4.5.4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规范》的有关规定。5.4.5.5瓦斯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。5.4.6抽放管路附属装置及设施:5.4.6.1主管、分管、支管及其与钻场连接处应装设瓦斯计量装置。5.4.6.2抽放钻场、管路拐弯、低洼、温度突变处及沿管路适当距离(间距一般为200m~300m,最大不超过500m)应设置放水器。5.4.6.3在抽放管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置。5.4.6.4抽放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。5.4.6.5地面主管上的阀门应设置在地表下用不燃性材料砌成的不透水观察井内,其间距为500m~1000m。5.4.7当条件适当时,可选用阻燃抗静电新材料的瓦斯抽放管,但井下抽放管路禁止采用玻璃钢管。已经安装采用玻璃钢管的矿井要逐渐淘汰更换。5.4.8在倾斜巷道中,管路应设防滑卡,其间距可根据巷道坡度确定,对28°以下的斜巷,间距一般取15m~20m。5.4.9抽放管路应有良好的气密性及采取防腐蚀、防砸坏、防带电及防冻等措施。5.4.10通往井下的抽放管路应采取防雷措施。5.4.11井上下敷设的瓦斯管路,不得与带电物体接触。5.5抽放设备及抽放站5.5.1矿井瓦斯抽放设备宜选用湿式(水环式真空泵)抽放泵。抽放泵的能力,应满足矿井瓦斯抽放期间或在瓦斯抽放设备服务年限内所达到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,瓦斯抽放系统应不出现正压状态。
10Q/YMJ001-20075.5.2在一个抽放站内,瓦斯抽放泵及附属设备只有一套工作时,应备用一套;两套或两套以上工作时,应至少备用一套。5.5.3抽放站位置:5.5.3.1设在不受洪涝威胁且工程地质条件可靠地带,应避开滑坡、溶洞、断层破碎带及塌陷区等。5.5.3.2宜设在回风井工业场地内,站房距井口和主要建筑物及居住区不得小于50m。5.5.3.3站房及站房周围20m范围内禁止有明火。5.5.3.4站房应建在靠近公路和有水源的地方。5.5.3.5站房应考虑进出管敷设方便,有利瓦斯输送,并尽可能留有扩能的余地。5.5.4抽放站建筑:5.5.4.1站房建筑必须采用不燃性材料,耐火等级为二级。5.5.4.2站房周围必须设置栅栏或围墙。5.5.5站房附近管道应设置放水器及防爆、防回水装置,设置放空管及压力、流量、浓度测量装置,并应设置采样孔、阀门等附属装置。放空管设置在泵的进、出口,管径应大于或等于泵的进、出口直径,放空管的管口要高出泵房房顶3m以上。5.5.6泵房内电气设备、照明和其他电气、检测仪表均应采用矿用防爆型。5.5.7抽放站应有双回供电线路。5.5.8抽放站应有防雷电、防火灾、防洪涝、防冻等设施。5.5.9干式瓦斯抽放泵吸气侧管路系统必须装设防回火、防回气、防爆炸的安全装置。5.5.10站房必须有直通矿调度室的电话。5.5.11抽放泵运转时,必须对泵水流量、水温度、泵轴温度等进行监测、监控。5.5.12抽放站应有供水系统。站房设备冷却水一般采用闭路循环,给水管路及水池容积均应考虑消防水量。污水应设置地沟排放。5.5.13抽放站采暖与通风应符合现行的《煤炭工业矿井设计规范》的有关规定。5.5.14废水、噪声和对空排放瓦斯不得超过工业卫生规定指标,抽放站场地应搞好绿化。5.6瓦斯抽放参数的监测、监控5.6.1地面永久瓦斯抽放系统必须建立瓦斯抽放参数监控系统。5.6.2矿井瓦斯抽放系统必须监测抽放管道中的瓦斯浓度、流量、负压、温度和一氧化碳等参数,同时监测抽放泵站内瓦斯泄漏等。当出现瓦斯抽放浓度过低、一氧化碳超限、泵站内有瓦斯泄漏等情况
11Q/YMJ001-2007时,应能报警并使抽放泵主电源断电。5.6.3抽放站内应配置专用检测瓦斯抽放参数的仪器仪表。5.6.4利用瓦斯时,瓦斯浓度不得低于30%,且在利用瓦斯的系统中必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备时,抽放瓦斯浓度不得低于25%。5.6.5抽放容易自燃和自燃煤层的采空区瓦斯时,必须经常检查一氧化碳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,应立即采取措施。6井下移动泵站瓦斯抽放系统6.1根据4.1、4.2规定,不具备建立地面永久瓦斯抽放系统条件的,对高瓦斯区应建立井下移动泵站瓦斯抽放系统。6.2建立井下移动泵站瓦斯抽放系统时,由企业技术负责人负责组织编制设计和安全技术措施。井下移动泵站瓦斯抽放工程设计可按地面永久瓦斯抽放工程设计的相关内容进行。6.3井下移动瓦斯抽放泵站应安装在瓦斯抽放地点附近的新鲜风流中。抽出的瓦斯必须引排到地面、总回风道或分区回风道;已建永久抽放系统的矿井,移动泵站抽出的瓦斯可直接送至矿井抽放系统的管道内,但必须使矿井抽放系统的瓦斯浓度:利用瓦斯时,瓦斯浓度不得低于30%,且在利用瓦斯的系统中必须装设有防回火、防回气和防爆炸作用的安全装置。不利用瓦斯、采用干式抽放瓦斯设备时,抽放瓦斯浓度不得低于25%。6.4移动泵站抽出的瓦斯排至回风道时,在抽放管路出口处必须采取安全措施,包括设置栅栏、悬挂警戒牌。栅栏设置的位置,上风侧为管路出口外推5m,下风侧为管路出口外推30m,上下风侧栅栏间距不小于35m。两栅栏间禁止人员通行和任何作业。移动抽放泵站排到巷道内的瓦斯,其浓度必须在30m以内被混合到《煤矿安全规程》允许的限度以内。栅栏处必须设置警戒牌和瓦斯监测装置,巷道内瓦斯浓度超限报警时,应断电、停止瓦斯抽放、进行处理。监测传感器的位置设在栅栏外1m以内。两栅栏间禁止人员通行和任何作业。6.5井下移动瓦斯抽放泵站必须实行“三专”供电,即专用变压器、专用开关、专用线路。7瓦斯抽放方法
7.1一般规定7.1.1建立瓦斯抽放系统的矿井必须实施先抽后采或边采边抽。7.1.2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。12Q/YMJ001-20077.1.3多瓦斯来源的矿井,应采用综合瓦斯抽放方法。7.2瓦斯抽放方法选择7.2.1矿井瓦斯抽放方法要根据矿井瓦斯来源、煤层地质和开采技术条件以及瓦斯基础参数来确定。本煤层钻孔抽放与采空区抽放宜分别建立单独系统进行抽放。7.2.1.1本煤层钻孔抽放a)工作面预抽。b)边采边抽。c)边掘边抽。7.2.1.2采空区抽放 a)老空区抽放。b)现采空区抽放。7.2.1.3邻近层抽放a)上邻近层抽放。b)下邻近层抽放。7.2.2开采层瓦斯抽放方法:7.2.2.1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,见表7.1。表7.1煤层瓦斯抽放难易程度表类别钻孔流量衰减系数d-1煤层透气性系数m2/MPa2.d容易抽放﹤0.003﹥10可以抽放0.003~0.0510~0.1较难抽放﹥0.05﹤0.17.2.2.2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。7.2.2.3煤层透气性较差、采用分层开采的厚煤层,可利用先采用分层的卸压作用抽放未采分层的瓦斯。7.2.2.4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。7.2.2.5煤巷掘进瓦斯涌出量较大煤层,可采用边掘边抽或先抽后掘的抽放方法。7.2.3邻近层瓦斯抽放方法:7.2.3.1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。
7.2.3.2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。7.2.3.3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。7.2.4采空区瓦斯抽放方法:13Q/YMJ001-20077.2.4.1老采空区应选用全封闭式抽放方法。7.2.4.2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,提高瓦斯抽放浓度。7.2.4.3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CO浓度和气体温度等有关参数的变化。发现有自燃发火征兆时,必须采取防止煤自燃的措施。7.2.5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。7.2.6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。7.2.7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。7.3专用瓦斯抽放巷道的要求7.3.1专用瓦斯抽放巷道的位置应布置在邻近层瓦斯涌出密集层段、数量应能达到良好的抽放效果。7.3.1.1阳煤集团15号煤层综放工作面顶板走高抽巷的布置位置:垂高应距开采层7~10倍采高为宜;距回风巷水平投影距离为采长的三分之一~四分之一之间为宜。7.3.1.2阳煤集团综采工作面顶板倾斜高抽巷的布置位置:倾斜段巷道应避开破坏冒落带边缘,水平段垂高应高于冒落临界层面,距开采层8~10倍采高为宜,伸入工作面水平段距离20~40m为宜;倾斜高抽巷道布置间距100~150m为宜。7.3.1.3阳煤集团15号煤层综放工作面伪倾斜后高抽巷的布置位置:开切巷与回风巷交叉点10m范围内为开口位置,切巷以里开采范围内开口可直接按一定角度与顶板走向高抽巷连通,切巷以外开口必须打8~15m的平巷后才能起坡与与顶板走向高抽巷连通,且必须进行密闭。7.3.2专用瓦斯抽放巷道支护必须采用不燃性材料,巷道断面应满足施工期间通风行人要求,符合《煤矿安全规程》有关规定。7.3.3必须提前掘好巷道,保证有足够的抽放时间,有较大的抽放范围。7.3.4专用于敷设抽放管路、布置钻场、钻孔的专用瓦斯抽放巷道采用矿井全压通风时,巷道风速不得低于0.5m/s。7.4钻场钻孔布置
7.4.1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。7.4.2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。7.4.3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。14Q/YMJ001-20077.4.4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。7.4.5边采边抽钻孔的方向应与开采推进方向相迎,避免采动首先破坏孔口或钻场。7.4.6钻孔方向应尽可能正交或斜交煤层层理。7.4.7穿层钻孔终孔位置,应在穿过煤层顶(底)板0.5m处。7.5封孔7.5.1封孔方法的选择应根据抽放方法及孔口所处煤(岩)层位、岩性、构造等因素综合确定,因地制宜地选用新方法、新工艺。7.5.2岩壁钻孔,宜采用封孔器封孔.封孔器械应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快的要求。7.5.3煤壁钻孔,宜采用充填材料进行压风封孔.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。7.5.4封孔长度:孔口段围岩条件好、构造简单、孔口负压中等时,封孔长度可取2m~3m;孔口段围岩裂隙较发育或孔口负压高时,封孔长度可取4m~6m;在煤壁开孔的钻孔,封孔长度可取5m~8m;采用除聚氨酯外的其他材料封孔时,封孔段长度与封孔深度相等;采用聚氨酯封孔时,封孔参数见表7.2。表7.2聚氨酯封孔参数封孔材料钻孔条件封孔段长度封孔深度聚氨酯孔口段较完整0.8m5~8m孔口段较破碎1.0m6~9m7.5.5钻孔封孔质量检查标准:预抽瓦斯钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于40%;邻近层瓦斯抽放钻孔抽放过程中孔口瓦斯浓度不应小于30%;当钻孔封孔质量达不到上述标准时,应加大封孔段长度。7.5.6当采用地面钻孔瓦斯抽放时,抽放结束后应全孔封实。8瓦斯抽放管理
8.1矿井瓦斯抽放工作职责:8.1.1矿井瓦斯抽放工作由企业技术负责人负全面技术责任,应定期检查、平衡瓦斯抽放工作。8.1.2负责组织编制、审批、实施、检查瓦斯抽放工作长远规划、年度计划和安全技术措施,保证瓦斯15Q/YMJ001-2007抽放工作的正常衔接,做到“掘、抽、采”平衡。企业行政正、副职负责落实和检查所分管范围内的有关瓦斯抽放工作。8.1.3企业各职能部门负责人对本职范围内的瓦斯抽放工作负责。瓦斯抽放所需要的费用、材料和设备等,必须列入企业财务、供应计划和生产计划。8.1.4煤炭企业必须配备专业技术人员,负责瓦斯抽放日常管理,总结分析瓦斯抽放效果,研究和改进抽放技术,组织新技术推广等。8.2矿井瓦斯抽放系统的有关规定:8.2.1瓦斯抽放矿井必须建立专门的瓦斯抽放机构和队伍,配备分管防突及瓦斯抽放副职1名;抽放队负责打钻、管路安装回收等工程的施工和瓦斯抽放参数测定等工作。8.3瓦斯抽放工作制度:8.3.1瓦斯抽放矿井必须建立健全岗位责任制、钻孔钻场检查管理制度、抽放工程质量验收制度。8.4瓦斯抽放矿井必须具有的图纸和技术资料:8.4.1图纸:----瓦斯抽放系统图;----泵站平面与管网(包括阀门、安全装备、检测仪表、放水器等)布置图;----抽放钻场及钻孔布置图;----泵站供电系统图。8.4.2记录:----抽放工程和钻孔施工记录;----抽放参数测定记录;----泵房值班记录。8.4.3报表:----抽放工程年、季、月报表;----抽放量年、季、月、旬报表。8.4.4台帐:
----抽放设备管理台帐;----抽放工程管理台帐;----瓦斯抽放系统和抽放参数、抽放量管理台帐。16Q/YMJ001-20078.4.5报告:----矿井和采区抽放工程设计文件及竣工报告;----瓦斯抽放总结与分析。8.5瓦斯抽放参数的监测8.5.1矿井瓦斯抽放必须进行以下参数的监测(抽放量、瓦斯浓度、负压、正压、大气压温度等)。8.5.2发现问题时,及时处理。抽放量的计算用大气压为101.325kPa、温度为20℃时标准状态下的数值。8.5.3瓦斯泵站必须安设监测监控系统。8.6抽放瓦斯管理8.6.1“多打孔、严封闭、综合抽”是加强瓦斯抽放工作的方向。瓦斯抽放矿井应增加瓦斯抽放钻孔量,提高瓦斯管路敷设质量、严密封孔及对多瓦斯源矿井(工作面)采用综合抽放方法,以提高抽放效果。8.6.2永久抽放系统的年瓦斯抽放量应不小于100Mm3,移动泵站不小于10Mm3。8.6.3瓦斯抽出率:----预抽煤层瓦斯的矿井:矿井抽出率应不小于20%,回采工作面抽出率应不小于25%;----邻近层卸压瓦斯抽放的矿井:矿井抽出率应不小于35%,回采工作面抽出率应不小于45%;----采用综合抽放方法的矿井:矿井抽出率应不小于30%;----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。8.6.4预抽煤层瓦斯的钻孔量----当采用顺层孔抽放时,钻孔量见表8.1;----当采用穿层钻孔抽放时,钻孔见煤点的间距可参照下列数据:容易抽放煤层15m~20m;可以抽放煤层10m~15m;较难抽放煤层8m~10m。表8.1吨煤钻孔量表煤层类别薄煤层中厚煤层厚煤层
容易抽放0.050.030.01可以抽放0.05~0.10.03~0.050.01~0.03较难抽放>0.1>0.05>0.0317Q/YMJ001-20078.7瓦斯抽放工程施工质量要求8.7.1严格瓦斯抽放工程施工质量,所有瓦斯抽放工程都必须按质量标准进行验收,不符合设计标准的应重新施工直到合格为止。8.8瓦斯抽放管路要求8.8.1抽放工作面瓦斯管路,要依据预计的抽放量选择,当抽放混合量小于40m3/min时,选用Φ226mm管路;40—100m3/min时,选用Φ380mm管路;100m3/min以上时,选用Φ510mm管路。8.8.2瓦斯抽放管路必须进行防腐处理,外部涂红色以示区别。8.8.3凡是新安装的瓦斯抽放管路,都要进行漏气试验,试验时邻近层抽放管内瓦斯浓度不得超过3%,邻近层抽放管路负压不得低于30000pa,预抽瓦斯管路负压不得低于40000pa,安装管路的漏气率不得超过每千米3m3/min。8.8.4瓦斯抽放管路应敷设在专用回风巷和尾巷内,其经过的路线严禁行车、供电,特殊情况下,如处理落山角瓦斯等,确需在行车、供电的巷道内敷设抽放管路时,要制定专门安全措施,报集团公司总工程师批准。8.8.5瓦斯抽放管路要根据抽放管路设计及井下实际情况,安装和配备足够的、适用的管路放水器。8.9瓦斯抽放量的计量器具要求8.9.1抽放钻孔必须安设孔板流量计(或其它计量装置)和气门,气门尺寸不得小于50mm。8.9.2瓦斯抽放量的计量器具必须采用符合国家标准的计量器具。8.9.3瓦斯抽放管路要根据抽放管路设计及井下实际情况,安装和配备足够的、适用的计量装置。8.10瓦斯抽放系统要求8.10.1改扩建瓦斯抽放系统或两个独立矿井瓦斯抽放系统联合抽放时,矿要编制专门设计和安全措施,报集团公司总工程师批准。8.10.2改变瓦斯抽放矿井的主干系统或采用新的抽放方法时,矿要编制专门设计和措施,报集团公司总工程师批准。8.10.3矿井瓦斯抽放系统的新水平和新采区的管路延长,由通风区提出措施,报矿总工程师批准。
8.10.4抽放瓦斯的采区、工作面或掘进巷道的管路延长和拆除,由通风区主任工程师批准。8.10.5高、突矿井回采工作面邻近层瓦斯涌出量大于5m3/min,15#煤综放工作面瓦斯涌出量大于15m3/min的,必须建立抽放系统。新采区移交前,回采工作面投产前,必须完成抽放工程,具备瓦斯18Q/YMJ001-2007抽放条件。8.10.6矿井中个别瓦斯涌出量大的区域需建立局部瓦斯抽放系统时,矿编制设计和安全措施,报集团公司总工程师批准。8.10.7开采3#、8#、9#煤层的回采工作面、15#煤层瓦斯涌出量大的工作面必须建立本煤层瓦斯预抽系统,未完成预抽钻孔工程或未进行预抽瓦斯的工作面,不准生产或试生产,集团公司不予验收。8.10.8凡进行瓦斯预抽、的采掘工作面的本煤层抽放钻孔设计,必须经矿总工程师审批,报集团公司批准。8.10.9各矿要认真组织瓦斯预抽的采、掘工作面的本煤层瓦斯抽放钻孔工程的验收,汇总制表报集团公司,集团公司要定期进行审查、抽检验收情况。8.10.10正常情况下,瓦斯抽放主干管路必须设计、敷设于回风巷道内,,并采用铁、钢质材料瓦斯管。对确需采用高分子轻型管材的施工地点,必须报集团公司总工程师批准后,方可使用,且仅限于在回风巷道内使用。9瓦斯利用9.1瓦斯利用要求9.1.1瓦斯抽放的矿井应加强瓦斯利用工作,变害为利,保护环境并以用促抽,以抽保用。年瓦斯抽放量在100万m3及以上的矿井,必须开展瓦斯利用工作9.2瓦斯利用论证、设计要求9.2.1矿井瓦斯利用须经相关资质的专业机构进行可行性论证。9.2.2进行瓦斯抽放论证和设计时,要同时对瓦斯利用(包括民用、发电、提纯、化工)等进行论证和设计。9.3瓦斯利用设计内容9.3.1瓦斯利用
设计内容包括:确定瓦斯利用量和利用方式、储气装置及容积、输送气方式、输气管路系统、安全及检测装置、利用工艺,绘制瓦斯利用工程系统布置图,编制设备材料清册、土建工程计划、资金概算、劳动组织及管理制度、安全技术措施、经济分析、采掘工作面瓦斯抽放方式、瓦斯管路等。19Q/YMJ001-200710地面永久瓦斯抽放系统的报废10.1矿井永久瓦斯抽放系统报废程序10.1.1矿井永久瓦斯抽放系统报废申请报告,由煤矿企业技术负责人组织编制,经具有相关资质的专门机构论证。10.2矿井永久瓦斯抽放系统报废申请报告内容:10.2.1矿井概况:煤层赋存条件、矿井保有储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及通风状况。10.2.2瓦斯基础资料:历年瓦斯抽放数据、瓦斯等级鉴定数据、主要煤层瓦斯含量等值线图、瓦斯涌出量等值线图、矿井瓦斯现有储量等。
20Q/YMJ001-2007附录A(规范性附录)瓦斯抽放基础参数测算A.1瓦斯压力的测定:煤层瓦斯压力测定地点应选择在岩石坚硬致密、无断层、无裂隙的地点。钻孔测压时,打钻地点至煤层的垂直距离不得小于5m。测压孔的孔径以75mm为宜,钻孔要穿透煤层并打到顶板0.2~0.5m(厚煤层应钻入煤层3m以上),完钻后应及时封孔,封孔要严密,测压管接头不得漏气。根据阳泉矿区突出矿井3#煤层底板巷道具体情况,在采区大巷内沿倾斜方向,向3#煤层打钻测压。煤层瓦斯压力测定地点选择在采区大巷3#煤层底板岩巷内布置钻孔。测定煤层瓦斯压力、钻孔自然瓦斯涌出量,同时钻孔取样测定煤层瓦斯含量、煤层突出危险性指标。A.2瓦斯含量测定与计算:采用间接法测定煤层原始瓦斯含量,其计算方法如下:根据现场实测得到的煤层瓦斯压力,采用郎阁缪方程计算煤层瓦斯含量:……………(8)式中:——煤层瓦斯含量,m3/t;——吸附常数,试验温度下的极限吸附量,m3/t;——吸附常数,;——煤层瓦斯压力,;——煤的水分,%;——煤的灰分,%;——煤的孔隙体积,m3/m3;——瓦斯压缩系数。
A.3矿井瓦斯储量计算:瓦斯储量系指煤田开发过程中,能够向开采空间排放瓦斯的煤层赋存的瓦斯总量。其计算公式为:21Q/YMJ001-2007WK=W1+W2+W3…………………………(9)式中:WK---矿井瓦斯储量,Mm3;W1---可采煤层的瓦斯储量总和,Mm3;nW1=∑A1i×X1i…………………………(10)i=1A1i---矿井每一个可采煤层的煤炭储量,Mt;n---矿井可采层数;X1i---每一个可采煤层的瓦斯含量,m3/t。W2---可采煤层采动影响范围内的不可采邻近层的瓦斯储量总和,Mm3;nW2=∑A2i×X2i…………………………(11)i=1A2i---可采煤层采动影响范围内每一个不可采煤层的煤炭储量,Mt;采动影响范围:上邻近层取煤层厚度的15——20倍,下邻近层取煤层厚度的5——10倍;X2i---可采煤层采动影响范围内每一个不可采煤层的瓦斯含量,m3/t;n---矿井可采煤层采动影响范围内的不可采煤层数。W3---围岩瓦斯储量,Mm3;当围岩瓦斯很小时,W3=0;若含量瓦斯多时,可实测或按下式计算,W3=K(W1+W2)…………………………(12)K---围岩瓦斯储量系数,一般取K=0.05-0.20。A.4矿井设计年瓦斯抽放量或矿井设计年瓦斯抽放规模计算:矿井年设计抽放量Qa=Qd×N…………………………(13)式中:Qa---矿井年设计抽放量m3/a。Qd---矿井日设计抽放量m3/d。N---矿井年设计工作天数,取360天。
A.5可抽瓦斯量概算:在目前开采条件和技术水平能被抽出来的瓦斯量。22Q/YMJ001-2007W2=W1×n…………………………(14)式中:W2---可抽瓦斯量W1---瓦斯储量N---矿井瓦斯抽放率。A.6抽放率计算:A.6.1矿井(或采区)抽放率:100Qkcηk=—————…………………………(15)Qkc+Qkf式中:ηk---矿井月平均瓦斯抽放率,%;Qkc---矿井月平均瓦斯抽放量,m3/min;Qkf---矿井月平均风排瓦斯量,m3/min。A.6.2工作面(开采层)瓦斯抽放率:100Qmcηm=—————…………………………(16)Qmc+Qmf式中:ηm---工作面月平均瓦斯抽放率,%;Qmc---回采期间,工作面月平均瓦斯抽放量,m3/min;Qmf---工作面月平均风排瓦斯量,m3/min。A.7抽放量(标量)换算:P1T标Q标=Q测--------…………………………(17)p标T1式中:Q标---标准状态下的瓦斯抽放量,m3/min;Q测---测得的抽放瓦斯量,m3/min;P1---测定时管道内气体绝对压力,MPa;T1---测定时管道内气体绝对温度,K,T1=t+273
t---测定时管道内气体摄氏温度,℃。p标---标准绝对压力,101.325kPa;T标---标准绝对温度,(20+273)K。23Q/YMJ001-2007A.8钻孔瓦斯流量衰减系数:钻孔瓦斯流量衰减系数的测定与计算方法,其计算公式如下:…………………………(18)式中:——百米钻孔经日排放时的瓦斯流量,m3/(min•100m);…………………………(19)——百米钻孔成孔初始时的瓦斯流量,m3/(min•100m);——钻孔涌出瓦斯经历时间,d;——钻孔瓦斯流量衰减系数,d-1。表A.1煤层抽放瓦斯难易程度分类表抽放难易程度指标钻孔瓦斯流量衰减系数α(d-1)百米钻孔瓦斯极限抽放量Qj(m3)煤层透气性系数λ(m2/MPa2·d)容易抽放<0.003>14400>10可以抽放0.003~0.0514400~288010~0.1较难抽放>0.05<2880<0.1A.9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,应尽量详细地做好下述测定工作:----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比例;----必须准确地判断出采区工作面的瓦斯主要是来自本煤层还是邻近层。一般把回采工作面基本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。而将基本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。
24Q/YMJ001-2007附录B(规范性附录)瓦斯抽放方法类别及抽放率B.1抽放方法的分类:按照抽放瓦斯来源分类,我公司可分为:开采层(本煤层)瓦斯抽放和邻近层瓦斯抽放两类。开采层(本煤层)瓦斯抽放又可分为开采层未卸压抽放和开采层卸压抽放两种方法。B.2抽放方法的应用原则:B.2.1当井下采掘工作面的瓦斯来源主要来自开采层(本煤层),应选用开采层(本煤层)瓦斯抽放。B.2.2煤层群条件下首采煤层开采时,来自邻近层的瓦斯占很大比例威胁生产,应采用邻近层瓦斯抽放。B.2.3对于瓦斯含量大的煤层,在掘进时难以用加大风量稀释瓦斯,可对煤层进行大面积预抽或边掘边抽的方法加以解决。B.2.4对没有解放层而具有突出危险性的煤层进行采掘时,进行本煤层预抽,以释放瓦斯压力。B.2.5为提高瓦斯抽放率,宜选用多种抽放方法相结合的综合抽放方式。B.3各类抽放方法的布置形式、适用条件、及抽放率如表B.1:
25Q/YMJ001-2007表B.1分类方法布置形式适用条件抽放效果抽放率%开采层瓦斯抽放未卸压抽放岩巷揭煤与煤巷掘进抽放1)由岩巷向煤层打穿层钻孔抽放2)由巷道工作面打超前钻孔抽放高瓦斯煤层或有突出危险煤层煤层瓦斯含量降到8m3/t以下且压力低于0.74Mpa。10-30采区(工作面)大面积抽放1)由开采层工作面运输巷、回风巷打上、下向顺层钻孔抽放或打交叉钻孔抽放2)由岩巷、石门,邻近层打穿层钻孔抽放,突出煤层瓦斯预抽可采用网格布孔3)地面钻孔抽放4)密封开采层巷道抽放突出危险性煤层、有预抽时间(3—6个月)的高瓦斯煤层10-3010-201010采动卸压抽放边掘边抽由巷道两侧或沿巷道向掘进巷道周围打钻孔抽放瓦斯涌出量大或有突出危险性的掘进巷道20-30边采边抽1)由运输巷、回风巷向工作面前方卸压区打钻孔抽放2)由岩巷向开采层上部和下部未采的分层打穿层孔或顺层孔抽放煤层透气性较小,预抽时间不充分的煤层10-2010-20人为卸压抽放松动爆破水力压裂1)由工作面运输巷或回风巷打顺层钻孔进行松动爆破2)本煤层钻孔注水压裂多使用于低透气性煤层预抽10-3010-30邻近煤层瓦斯抽放上邻近层1)由工作面回风巷向上邻近层打直径为Φ150-215mm,孔间距为30-50米钻孔。(3#和8#煤)2)由工作面回风巷向上邻近层打高抽巷(3#和8#煤)3)在邻近层掘进专用瓦斯高抽巷(15#煤)瓦斯主要来源于邻近层的工作面30-6030-6060-90
26Q/YMJ001-2007附录C(规范性附录)瓦斯抽放参数监控系统C.1用途:连续监测抽放管路中的浓度、压差、温度、负压、正压等参数,连续监测瓦斯泵房内泄漏瓦斯浓度、抽放泵和电机的轴温等参数。可编制瓦斯抽放报表,由微机完成测量显示、打印等功能。当任一参数超限时,可发出声光报警信号,并按给定的程序停止或启动。C.2技术参数:表C.1监测参数名称精度测试范围备注抽放量(通过压差换算)±2%抽放泵能力内的全范围抽放管路参数瓦斯浓度(0~50%)±2%0%~100%管道内负压±1%(0~0.1)MPa管道内正压±1%(0~0.1)MPa负压管道内温度±1%(0~100)℃正压管道内温度±1%(0~100)℃泵房内泄漏瓦斯浓度(环境瓦斯浓度)±1%0%~5%抽放泵参数泵水流量±2%全范围泵水温度±1%(0~100)℃泵轴温度±1%(0~100)℃
27Q/YMJ001-2007附录D(规范性附录)瓦斯抽放工程设计D.1瓦斯抽放管径选择:D.1.1瓦斯管内抽出的最大混合量将抽出瓦斯总量,按百分比的瓦斯混合浓度计算,瓦斯混合量为抽出瓦斯总量÷百分比的瓦斯混合浓度。考虑到千米漏气量3m3/min,总漏气量则为:管路总长度÷1000×3。总的瓦斯最大混合量Qk=瓦斯混合量+总漏气量…………………………(20)D.1.2瓦斯管直径计算D=0.1457(Q/V)1/2…………………………(21)式中:D——瓦斯管内径,m;Qk——瓦斯管中的瓦斯混合量;V——瓦斯管中的瓦斯平均流速,取15m/s。根据计算结果,可选择瓦斯管直径。D.1.3管路摩擦阻力计算:瓦斯管路的阻力计算公式Hm=9.81Q2RL/KD5…………………………(22)
28Q/YMJ001-2007式中:Hm——管路的摩檫阻力,Pa;L——管路长度,m;Q——瓦斯混合流量,m3/h;R——混合瓦斯气体的相对密度;K——系数;D——瓦斯管内径,cm。表D.1不同管径的系数K0值统称管径1520253240507080100125150150以上K0值0.460.470.480.490.500.520.550.570.620.670.700.71局部阻力可用估算法计算,一般取摩擦阻力的10%-20%。管路系统长,网络复杂或主管管径较小者,可按上限取值,反之则按下限取值。表D.2在0℃及105Pa气压时的γ值瓦斯浓度%0123456789010.9960.9910.9870.9820.9780.9730.9690.9640.960100.9550.9510.9470.9420.9380.9330.9290.9240.9200.915200.9110.9060.9020.8980.8930.8890.8840.8800.8750.871300.8660.8620.8570.8530.8480.8440.8400.8350.8310.826400.8220.0.8170.8130.8080.8040.7990.7950.7910.7860.782500.7770.7730.7680.7640.7590.7550.7500.7460.7420.737600.7330.7280.7240.7190.7150.7100.7060.7010.6970.693700.6880.6840.6790.6750.6700.6660.6610.6570.6520.648800.6440.6390.6350.6300.6260.6210.6170.6120.6080.603900.5990.5950.5900.5860.5810.5770.5720.5680.5630.5591000.554---------
29Q/YMJ001-2007D.2瓦斯抽放泵容量的计算:D.2.1瓦斯泵流量计算:100QZ·KQ=———————…………………………(23)X·η式中:Q---瓦斯泵的额定流量,m3/min;QZ---矿井瓦斯最大抽放总量(纯量),m3/min;X---瓦斯泵入口处的瓦斯浓度,%;η---瓦斯泵的机械效率,一般取η=0.8;K---瓦斯抽放的综合系数(备用系统),取K=1.2。D.2.2瓦斯泵压力计算:H=(H入+H出)·K=[(h入摩+h入局+h钻负)+(h出摩+h出局+h出正)]·K…………(24)=(h摩+h局+h钻负+h出正)·K式中:H---瓦斯泵的压力,Pa;H入---井下负压段管路全部阻力损失,Pa;H出---井上正压段管路全部阻力损失,Pa;K---备用系数,取K=1.2;h入摩---井下负压段管路摩擦阻力损失,Pa;h入局---井下负压段管路局部阻力损失,Pa;h钻负---井下抽放钻场或钻孔孔口必须造成的负压,Pa;30
Q/YMJ001-2007根据经验,对于非卸压煤层可取h钻负≥13kPa;对于卸压煤层可取h钻负≥6.7kPa;对于采空区瓦斯抽放,孔口负压不可太高,以免引起采空区煤的自燃;h出摩---井上正压段管路摩擦阻力损失,Pa;h出局---井上正压段管路局部阻力损失,Pa;h出正---用户在瓦斯出口所需的正压,Pa;h摩---井上、下管路最大总摩擦阻力损失,Pa;h局---井上、下管路最大总局部阻力损失,Pa。根据计算出来的流量和压力值,选择所需要的瓦斯泵。31
Q/YMJ001-2007附录E(规范性附录)主要单位换算主要单位换算:1毫米汞柱(mmHg)=133.322Pa;1毫米水柱(mmH2O)=9.80665Pa;1千克力每平方厘米(kgf/cm2)=9.80665×104Pa;1标准大气压(atm)=1.03125×105Pa透气性系数:1m2/Mpa*d=0.025Md(毫达西)--------------------------------------------32
阳泉煤业(集团)有限公司企业标准瓦斯抽放技术标准Q/YMJ001-2007*
煤炭工业出版社出版(北京市朝阳区芍药居35号100029)网址:www.cciph.com.cn煤炭工业出版社印刷厂印刷新华书店北京发行所发行*Q/YMJ001-2007开本880mm×1230mm1/16印张11/2字数千字印数2007年月第一版2007年月第一次印刷-------------------------------------------------------------社内编号定价元版权所有违者必究本书如有缺页、倒页、脱页等质量问题,本社负责调换'