资源描述：
UDC 中华人民共和国国家标准 GB P GB50471-201* 煤矿瓦斯抽采工程设计规范 Code for design of the gas drainage engineering of coal mine （征求意见稿） 201*-**-**发布 201*-**-** 实施 中华人民共和国住房和城乡建设部 联合发布 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中华人民共和国国家标准 煤矿瓦斯抽采工程设计规范 Code for design of the gas drainage engineering of coal mine GB50471-201* 主编部门 中国煤炭建设协会 批准部门 中华人民共和国住房和城乡建设部 施行日期 201X年XX月XX日 中国计划出版社 201* 北京 前 言 本规范是根据住房和城乡建设部关于印发＜2015年工程建设标准规范制订、修订计划＞的通知（建标〔2014〕189号）的要求，由中煤科工集团重庆设计研究院有限公司会同有关单位共同编制完成。 本规范在编制过程中，编制组进行了深入调查研究，广泛征求意见，参考国内外有关资料，反复修改，最后经审查定稿。 本规范共分8章，主要内容包括总则、术语和符号、矿井瓦斯资源及抽采量、瓦斯抽采方法、瓦斯抽采系统、瓦斯抽采泵站、安全与监控、节能及环保等。 本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。 本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国煤炭建设协会负责日常管理工作，由中煤科工集团重庆设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，注重积累资料，如发现需要修改或补充之处，请将意见及有关资料提交中煤科工集团重庆设计研究院有限公司煤矿瓦斯抽采工程设计规范编制组（地址重庆市渝中区长江二路179号，邮编400016；传真023-688725032），以供今后修订时参考。 本规范主编单位、参编单位和主要起草人 主编单位中煤科工集团重庆设计研究院有限公司 参编单位中煤科工集团重庆研究院有限公司 中煤科工集团沈阳研究院有限公司 煤炭工业合肥设计研究院 煤矿瓦斯治理国家工程研究中心 中煤科工集团武汉设计研究院有限公司 中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司 中煤科工集团北京华宇工程有限公司 中煤科工集团南京设计研究院有限公司 煤炭工业济南设计研究院有限公司 中煤西安设计工程有限责任公司 中煤邯郸设计工程有限责任公司 大地工程开发集团有限公司 山西约翰芬雷华能设计工程有限公司 煤炭工业太原设计研究院 北京圆之翰工程技术有限公司 昆明煤炭设计研究院 主要起草人卢溢洪 万祥富 肖代兵 张 刚 蒲 毅 邱林彬 赵春慧 杜子健 周厚权 黄玉玺 吴志坚 吴如喜 张世良 包 勇 李君利 李瑞峰 张吉禄 郭宝德 郑忠永 陈 云 窦玉康 罗承伟 杨纯东 目 次 1 总则1 2 术语和符号3 2.1 术 语3 2.2 符 号6 3 矿井瓦斯资源量及抽采量10 3.1 矿井瓦斯资源量及可抽量10 3.2 矿井瓦斯涌出量及抽采量11 4 瓦斯抽采方法17 4.1 一般规定17 4.2 井下瓦斯抽采17 4.3 地面钻井瓦斯抽采18 5 矿井瓦斯抽采系统20 5.1 一般规定20 5.2 抽采管路20 5.3 抽采设备23 6 瓦斯抽采泵站26 6.1 泵站布置26 6.2 电气及通讯26 6.3 建筑、消防27 6.4 给排水、采暖及通风28 7 安全与监控29 7.1 安全设施及措施29 7.2 瓦斯抽采监控系统30 8 节能及环保32 8.1 节能32 8.2 环保32 附录A 煤层瓦斯抽采难易程度分类34 本规范用词说明35 引用标准名录36 附条文说明 - 39 - 1 总则 1.0.1 为适应科学技术的发展，促进煤矿瓦斯抽采事业健康发展，提高瓦斯抽采设计质量，保障煤矿安全生产，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、改建、扩建及生产煤矿的瓦斯抽采工程设计。 1.0.3 有下列情况之一的矿井，必须建立瓦斯抽采系统，并应编制瓦斯抽采工程专项设计。 1 煤与瓦斯突出矿井。 2 任一采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或者任一掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，且用通风方法解决瓦斯问题不合理的。 3 矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的 1）大于或等于40m3/min； 2）年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min； 3）年产量0.6～1.0 Mt的矿井，大于25m3/min； 4）年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3/min； 5）年产量小于或等于0.4 Mt的矿井，大于15m3/min。 1.0.4 新建突出矿井必须进行地面钻井预抽，做到先抽后建。 1.0.5 对于新建矿井，瓦斯抽采设计应依据批准的地质勘探报告并参考邻近生产矿井实际的瓦斯地质资料；对于改建、扩建和生产矿井，应以实测的瓦斯基础参数作为设计依据。 1.0.6 设计的瓦斯抽采系统规模应满足矿井安全生产的需要，并留有一定富余量，同时兼顾矿井瓦斯利用。 1.0.7 煤（岩）层瓦斯抽采应当按“应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”原则进行，抽采系统设计应采用“抽采泵用备结合，高低负压管路独立”的原则进行，并应因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料。 1.0.8 新建、改建、扩建矿井瓦斯抽采工程的建设应与矿井建设实现设计、施工、投入生产和使用三同时，且应保证矿井安全生产所需要的预抽时间。 1.0.9 在进行煤矿瓦斯抽采设计时，应论证瓦斯利用的必要性和可行性，并提出瓦斯利用方案。 1.0.10 对于分期建设、分期投产的矿井，瓦斯抽采工程可一次设计、分期建设、分期投入使用。 1.0.11 煤矿瓦斯抽采工程设计除应执行本规范外，尚应符合国家现行标准的有关规定。 2 术语和符号 2.1 术 语 2.1.1 卸压瓦斯抽采 gas drainage with pressure relief 抽采受采动影响和经人为松动卸压煤（岩）层的瓦斯。 2.1.2 开采层瓦斯抽采 gas drainage from extracting seam 抽采开采煤层的瓦斯。 2.1.3 围岩瓦斯抽采 gas drainage from surrounding rock 抽采开采层围岩内的瓦斯。 2.1.4 地面钻孔瓦斯抽采 gas drainage on ground 在地面向井下煤（岩）层打钻孔抽采瓦斯。 2.1.5 综合瓦斯抽采 combined gas drainage 在一个抽采瓦斯工作面同时采用2种及以上方法进行抽采瓦斯。 2.1.6 强化抽采 forced gas drainage 针对一些透气性低、采用常规预抽方式难以奏效的煤层而采取的特殊抽采方式。 2.1.7 矿井瓦斯资源量 Mine gas resource 指矿井可采煤层的瓦斯资源量、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资源量之和。 2.1.8 可抽瓦斯量 drainable gas quantity 指瓦斯资源量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。 2.1.9 瓦斯抽采量 gas drainage volume，gas drainage rate（quantity） 指矿井抽出瓦斯气体中的纯瓦斯量（20℃、1.01105Pa）。 2.1.10 煤层透气性系数 gas permeability coefficient of coal seam 表征煤层对瓦斯流动的阻力、反映瓦斯沿煤层流动难易程度的系数。 2.1.11 钻孔瓦斯流量衰减系数 damping factor of gas flow-rate per hole 表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。 2.0.12 综合抽采瓦斯 combined gas drainage 在一个矿井或工作面同时采用2种及以上方法进行抽采瓦斯。 2.0.13 预抽煤层瓦斯 gas drainage from virgin coal seam 在煤层未受到采动以前进行的瓦斯抽采。 2.0.14 卸压瓦斯抽采 gas drainage with pressure relief 抽采受采动影响和经人为松动卸压煤（岩）层的瓦斯。 2.0.15 采空区瓦斯抽采 gas drainage from gob 抽采现采工作面采空区和老采空区的瓦斯。 2.0.16 邻近层卸压抽采 gas drainage from released near coal seam 抽采受开采层采动影响的邻近煤（岩）层卸压瓦斯。 2.0.17 地面钻井瓦斯抽采 gas drainage on ground 在地面向井下煤（岩）层打井抽采瓦斯。 2.0.18 穿层钻孔 crossing hole 在岩石巷道或煤层巷道内向相邻煤层施工的钻孔。 2.0.19 顺层钻孔 hole drilled along seam 在煤层巷道内，沿煤层布置的钻孔。 2.0.20 高位钻孔 highly-located hole 指在风巷向开采煤层顶板施工的抽采钻孔（进入裂隙带）。 2.1.21 瓦斯抽采巷道 the gas extraction roadway 布置在开采煤层顶板或底板，并布置有钻场、穿钻孔，并敷设有抽采管路主要用于瓦斯抽采的巷道。 2.0.22 高抽巷 highly-located drainage tunnel 布置在工作面上部采动影响裂隙带内并采用密闭方式抽采上邻近层卸压瓦斯或工作面采空区上隅角瓦斯的专用巷道。 2.0.23 水力压裂 hydraulic crackin 在钻孔内以高压水作为动力，在无自由面的情况下使煤体裂隙畅通的一种措施。 2.0.24 水力割缝 hydraulic cutting 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缝槽的一种措施。 2.0.25 深孔预裂爆破 deep-hole pre-splitting blasting 在工作面采掘前施工一定深度的钻孔，并在钻孔内装填炸药，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。 2.1.26 钻孔有效抽放半径 effective radius of degassing borehole 在一定时间内从钻孔内能抽出瓦斯的有效距离。 2.1.27 高负压抽采系统 high negative-pressure drainage system 抽采瓦斯钻孔或高抽巷口处抽采负压大于等于10 kPa的抽采系统。 2.1.28 低负压抽采系统 low negative-pressure drainage system 抽采瓦斯钻孔或高抽巷口处抽采负压小于10 kPa的抽采系统。 2.1.29 采动影响区 mining influence region 指因受到井下煤层开采影响，岩层产生剧烈运动，岩层内裂隙发育、连通性得到明显提高的区域，简称采动区，具体可分为采动活跃区和采动稳定区。 2.1.30 采动活跃区 mining active region 指经历煤炭开采过程、岩层剧烈运动和应力调整的区域，岩层连续两个月沉降位移大于等于5mm/月的区域。 2.1.31 采动稳定区 stable region after mining 指因煤层开采造成的采场围岩内应力重新分布过程已经停止，岩层连续两个月沉降位移小于5mm/月的区域，包括老采空区和废弃矿井。 2.1.32 老采空区 the old goaf 已经开采完毕的采区所留下的空间。 2.1.33 现有采空区 the new goaf 现有采区内已开采区段所留下的空间。 2.2 符 号 2.2.1 矿井瓦斯资源量及可抽量 R矿井瓦斯资源总量； R1可采煤层的瓦斯资源量； R2受采动影响的不可采煤层瓦斯资源量； R3受采动影响的围岩瓦斯资源量； A煤层的煤炭资源量； W0煤层的原始瓦斯含量； K围岩瓦斯储量系数； Rc矿井可抽瓦斯量； R1c可采煤层可抽瓦斯量； R2c不可采煤层可抽瓦斯量； R3c围岩可抽瓦斯量； Ki可采煤层瓦斯资源可抽系数； Kj不可采煤层瓦斯资源可抽系数； K3 围岩瓦斯资源可抽系数； k1 负压抽采作用系数； k2 煤层瓦斯预计抽采率； k3 煤层瓦斯在井下排放率； Wc煤层残存瓦斯含量。 2.2.2 瓦斯抽采系统规模的确定 预计瓦斯抽采量； 预抽瓦斯抽采量； 回采期间瓦斯抽采量； 采空区瓦斯抽采量； 回采工作面预抽瓦斯量； 煤巷条带预抽瓦斯量； 瓦斯抽采不均衡系数； 抽采面宽度； 抽采面长度； 煤层平均厚度； 煤的密度； 预抽达标瓦斯含量； 穿层钻孔煤孔段或顺层钻孔百米钻孔抽采量； 穿层钻孔煤孔段总长度或顺层钻孔总长度； S钻孔有效控制面积； 回采工作面本煤层边采边抽瓦斯量； 邻近层和围岩的卸压瓦斯抽采量； 回采工作面本煤层边采边抽瓦斯抽采量与预抽期间抽采量之比值 回采工作面宽度； 回采工作面年推进度长度； mi各邻近层煤厚； W0i各邻近层原始瓦斯含量； Wci各邻近层残存瓦斯含量； 邻近层瓦斯排放率； 邻近层卸压瓦斯抽采率； 现有采空区瓦斯抽采量； 老采空区瓦斯抽采量； 满足瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量； 绝对瓦斯涌出量； 矿井瓦斯抽采率 Wt满足通风要求的瓦斯抽采量； 通风所能允许的绝对瓦斯涌出量； 设计供风量； 矿井供风备用系数； C矿井或采区总回风巷允许瓦斯浓度。 2.2.3 抽采管路及摩擦阻力 d管路内径； Q管路内混合瓦斯流量； V经济流速； δ管路壁厚； P管路最大工作压力； [σ]容许压力； H阻力损失； L管路长度； Q0标准状态下的混合瓦斯流量； d管路内径； v0标准状态下的混合瓦斯运动粘度； ρ管道内混合瓦斯密度； Δ管路内壁的当量绝对粗糙度； P0标准大气压力； P管道内气体的绝对压力； T管路中的气体温度为t时的绝对温度； T0标准状态下的绝对温度。 2.2.4 抽采设备 H抽采系统压力； Hr抽采系统服务年限内入口侧（负压段）最大阻力损失； Hc抽采设备出口侧（正压段）管路阻力损失； K抽采系统压力富余系数； hrm入口侧（负压段）管路最大摩擦阻力； hrj入口侧（负压段）管路局部阻力； hk井下抽采钻孔的设计孔口负压； hcm出口侧（正压段）管路最大摩擦阻力； hcj出口侧（正压段）管路局部阻力； hz出口侧（正压段）的出口正压； Pg抽采泵工况压力； Pd抽采泵站的大气压力 Qb标准状态下抽采泵的计算流量； Q抽采系统服务年限内最大设计瓦斯抽采量； X抽采泵入口处预计的瓦斯浓度； η泵的机械效率（）； K抽采设备流量富余系数； Qg工况状态下单台抽采泵流量； n 工作泵台数； P抽采泵入口绝对压力； T1抽采泵入口气体温度为t1时的绝对温度； t1抽采泵入口的气体温度（℃）。 3 矿井瓦斯资源量及抽采量 3.1 矿井瓦斯资源量及可抽量 3.1.1 矿井瓦斯资源量应按下列公式计算 （3.1.1-1） （3.1.1-2） （3.1.1-3） （3.1.1-4） 式中R矿井瓦斯资源总量（Mm3）； R1可采煤层的瓦斯资源量（Mm3）； R2受采动影响的不可采煤层瓦斯资源量（Mm3）； R3受采动影响的围岩瓦斯资源量（Mm3）； A煤层的煤炭资源量（Mt）； W0煤层的原始瓦斯含量（m3/t）； K围岩瓦斯储量系数，可取0.05～0.20。当围岩溶洞、裂隙中瓦斯很小时或未编号煤线数量少且厚度很薄时，可取小值；否则应取大值。 3.1.2 可抽瓦斯量可按下列公式计算 （3.1.2-1） （3.1.2-2） （3.1.2-3） （3.1.3-4） （3.1.3-5） （3.1.3-6） 式中Rc矿井可抽瓦斯量（Mm3）； R1c可采煤层可抽瓦斯量（Mm3）； R2c不可采煤层可抽瓦斯量（Mm3）； R3c围岩可抽瓦斯量（Mm3）； Ki可采煤层瓦斯资源可抽系数； Kj不可采煤层瓦斯资源可抽系数； K1 围岩瓦斯资源可抽系数，可取30～40； k1 负压抽采作用系数，可取1.2； k2 煤层瓦斯预计抽采率（），预抽该煤层瓦斯时，可取25～35；作为上下邻近层抽采卸压瓦斯时，可取35～45； k3 煤层瓦斯在井下排放率（）； Wc煤层残存瓦斯含量（m3/t）。 3.1.3 采用地面钻井抽采采动稳定区瓦斯时，应根据采动稳定区遗留煤炭总量、采动稳定区内空隙体积及瓦斯体积浓度等估算采动稳定区瓦斯资源量及可抽采量。 3.2 矿井瓦斯涌出量及抽采量 3.2.1 矿井瓦斯涌出量应按矿井瓦斯涌出量预测方法AQ 1018的要求进行预测。 3.2.2 瓦斯涌出量应依据采区接替、煤层开采顺序、采掘工作面接替计划安排分别预测投产或达产时和抽采系统服务时间、范围内最大瓦斯涌出量。 3.2.3 矿井或采区瓦斯抽采系统规模应根据预计可达到的瓦斯抽采量、满足瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量和通风要求的瓦斯抽采量综合确定。 3.2.4 预计可达到的瓦斯抽采量计算过程应符合下列要求 瓦斯抽采按开采情况分为采前预抽、回采期间抽采和采后采空区抽采，预计可达到的瓦斯抽采量按下式计算 （3.2.4-1） 式中预计瓦斯抽采量（m3/min）； 采前预抽瓦斯量（m3/min）； 回采期间瓦斯抽采量，包括回采期间本煤层边采边抽、上下邻近层和围岩的卸压抽采等（m3/min）； 采空区瓦斯抽采量，包括工作面采空区和老采空区（m3/min）。 1 采前预抽瓦斯量 按预抽地点不同分为回采工作面预抽和煤巷条带预抽，采前预抽瓦斯量按下式计算 （3.2.4-2） 式中回采工作面预抽瓦斯量，m3/min； 煤巷条带预抽瓦斯量，m3/min； （1）回采工作面预抽瓦斯量 回采工作面预抽包括预抽区段煤层瓦斯和预抽工作面回采区域瓦斯，回采工作面预抽瓦斯量按下式计算 （3.2.4-3） 式中瓦斯抽采不均衡系数，取值1.051.20； 抽采面宽度（m）； 抽采面长度（m）； 煤层平均厚度（m）； 煤的密度（t/m3）； 预抽时间（a）； 预抽达标瓦斯含量，（m3/t）。对于突出煤层，预抽达标瓦斯含量按煤层始突深度处的瓦斯含量取值，没有考察出煤层始突深度处的煤层瓦斯含量时，按8m3/t取值；对瓦斯涌出量主要来自于本煤层的采煤工作面，预抽达标时可解吸瓦斯含量按表3-2-4取值，即预抽达标时瓦斯含量等于可解吸瓦斯含量加残存瓦斯含量；对于瓦斯涌出量主要来自于突出煤层的采煤工作面，预抽达标瓦斯含量应同时满足上述两项要求。 表3-2-4 回采工作面回采前煤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（m 3/t） ≤1000 ≤8 1001～2500 ≤7 2501～4000 ≤6 4001～6000 ≤5.5 6001～8000 ≤5 8001～10000 ≤4.5 10000 ≤4 （2）煤巷条带预抽瓦斯量 煤巷条带预抽包括顺层煤巷条带预抽和穿层煤巷条带预抽。对于已掌握瓦斯抽采基本参数的生产或技改矿井，煤巷条带瓦斯抽采量应按式（3.2.4-4）计算，对于新建矿井和未取得瓦斯抽采基本参数的生产或技改矿井，应按式（3.2.4-5）计算。 （3.2.4-4） （3.2.4-5） 式中穿层钻孔煤孔段或顺层钻孔百米钻孔平均抽采量（m3/（minhm））； 穿层钻孔煤孔段总长度或顺层钻孔总长度（hm）； K1瓦斯抽采不均衡系数，取值1.52.0； S钻孔有效控制面积（m2）。 石门揭煤区域预抽与煤巷条带类似，石门揭煤区域预抽瓦斯量应按式（3.2.4-5）计算。 2 回采期间瓦斯抽采量 工作面回采期间瓦斯抽采包括回采工作面本煤层边采边抽、上下邻近层和围岩的卸压抽采等，回采期间瓦斯抽采量按下式计算 （3.2.4-6） （3.2.4-7） （3.2.4-8） 式中回采工作面本煤层边采边抽瓦斯量，m3/min； 邻近层的卸压瓦斯抽采量，包括穿层钻孔抽采、高抽巷抽采、高位钻孔抽采等，m3/min； 回采工作面本煤层边采边抽瓦斯抽采量与预抽期间抽采量的之值，一般取0.30.5； 瓦斯抽采不均衡系数，取值1.201.50； 回采工作面宽度（m）； 回采工作面年推进度长度（m）； mi各邻近层煤厚（m）； W0i各邻近层原始瓦斯含量（m3/t）； Wci各邻近层残存瓦斯含量（m3/t）； 邻近层瓦斯排放率（）； 邻近层卸压瓦斯抽采率（m3/min）。当采用穿层钻孔抽采时，根据布置穿层钻孔数量、钻孔终孔间距和钻孔控制层位及卸压区域范围，取邻近层瓦斯涌出量的2080，采用高抽巷抽采、高位钻孔抽采时，取上邻近层瓦斯涌出量的2040。 3 采空区瓦斯抽采量 采空区瓦斯抽采包括正在回采工作面采空区埋管抽采及老采空区插管抽采，采空区瓦斯抽采量按下式计算 （3.2.4-9） 式中回采工作面采空区瓦斯抽采量（m3/min）。生产矿井通过现场实际考察实测取值，新建矿井可参考类似矿井取值，也可取预抽、卸压抽后工作面剩余瓦斯涌出量的20 60，并用风量验算回采工作面瓦斯浓度是否超限； 老采空区瓦斯抽采量，通过考察实测或参考类似矿井取值，如无考察实测资料，可取回采工作面采空区瓦斯抽采量的3050。 3.2.5 满足瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量应按下式计算 （3.2.5-1） 式中满足瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量（m3/min）； 绝对瓦斯涌出量（m3/min）； 瓦斯抽采率（），按表3-2-5选取。 表3-2-5 矿井瓦斯抽采率 矿井绝对瓦斯涌出量Q （m3/min） 矿井瓦斯抽采率 （） 备注 Q＜20 ≥25 20≤Q＜40 ≥35 40≤Q＜80 ≥40 80≤Q＜160 ≥45 160≤Q＜300 ≥50 300≤Q＜500 ≥55 500≤Q ≥60 3.2.6 满足通风要求的瓦斯抽采量应按下式计算 （3.2.6-1） （3.2.6-2） 式中Wt满足通风要求的瓦斯抽采量（m3/min）； 通风所能允许的绝对瓦斯涌出量（m3/min）； 设计供风量（m3/min）； 矿井供风备用系数，取1.151.25； C矿井或采区总回风巷允许瓦斯浓度（），C≤0.70。 4 瓦斯抽采方法 4.1 一般规定 4.1.1 瓦斯涌出来源多、涌出量大、开采强度大、瓦斯灾害严重的矿井，应采用综合抽采瓦斯。 4.1.2 矿井区域防突措施采取的抽采方式和钻孔控制范围应符合煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出规定的要求。 4.1.3 有突出危险煤层的新建矿井应采用地面钻井预抽瓦斯。 4.1.4 开采保护层时，应当同时抽采被保护层和邻近层卸压瓦斯。 4.2 井下瓦斯抽采 4.2.1 预抽煤层瓦斯抽采方法应根据煤层突出危险性、抽采时间和抽采目的等因素综合确定，并应符合下列规定 1 突出煤层宜设置专用抽采瓦斯巷道，布置穿层钻孔预抽煤巷条带及工作面区域瓦斯。 2 非突出煤层宜优先采用顺层钻孔抽采煤层瓦斯。 3 厚及中厚稳定煤层可采用大直径、长钻孔等抽采方法。 4.2.2 较难抽采的煤层，可选用水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔预裂爆破、高压水射流扩孔等方法增加煤层透气性。煤层抽采难易程度可按本规范附录A划分。 4.2.3 卸压瓦斯抽采方法选择应符合下列规定 1 宜利用专用抽采瓦斯巷道布置穿层钻孔抽采。 2 根据上邻近层瓦斯瓦斯涌出情况可采用高抽巷、高位钻孔、水平长钻孔等抽采方法。 4.2.4 采空区瓦斯抽采应符合下列规定 1 封闭的采空区宜采用钻孔和插管抽采。 2 回采工作面采空区可采用埋管抽采或高抽巷、专用抽采瓦斯巷道钻孔抽采。 4.2.5 影响采掘的溶洞、裂隙带储存有大量瓦斯时应进行预先抽采。 4.2.6 专用抽采瓦斯巷道层位选择应符合下列规定 1 有利于长时间、大范围抽采瓦斯。 2 便于巷道安全掘进，距离有突出危险煤层的安全距离应符合防治煤与瓦斯突出规定的要求。 4.2.7 抽采钻场布置应符合下列规定 1 避开地质构造带。 2 宜利用现有的开拓、准备和回采巷道布置。 3 钻场尺寸应满足钻孔施工、封孔等需要。 4.2.8 抽采钻孔应符合下列规定 1 钻孔直径选择应根据煤层硬度、突出危险性和地应力等综合确定。 2 钻孔间距应根据煤层透气性系数、抽采时间和有效抽采半径确定。 3 钻孔参数应满足抽采效果要求。 4.2.9 封孔材料的选择应符合下列规定 1 应满足密封性能好、操作简单、封孔速度快、造价低的要求。 2 可选用水泥砂浆、膨胀水泥等充填材料，或选用聚氨酯、马丽散等新型发泡材料。 4.2.10 封孔长度应根据孔口段围岩裂隙较发育程度、封孔材料、孔口负压等因素综合确定，并应符合下列规定 1 预抽穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。 2 卸压抽采钻孔的封孔段长度应满足抽采瓦斯浓度要求，一般不应小于7m。 4.3 地面钻井瓦斯抽采 4.3.1 具备下列条件之一的矿井，可采用地面钻井抽采卸压瓦斯 1 煤层群开采回采工作面上邻近层瓦斯涌出量大。 2 卸压稳定区瓦斯资源丰富，具有经济开采价值。 4.3.2 宜采用直立井抽采卸压瓦斯，根据地层、煤层埋藏深度等因素钻井井身可采用二开或三开，在保证安全的前提下，应尽可能地简化井身结构，降低钻井成本。 4.3.3 地面钻井井位选择应符合下列规定 1 不得布置在滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害易发地带。 2 应满足长时间、大面积抽采要求。 3 应避免井孔穿过断层、陷落柱及强含水层等地质构造。 4.3.4 钻井井身结构中的表层套管、技术套管、生产套管及标志孔应符合下列要求 1 表土段表层套管其下端应深入基岩20～35m。 2 技术套管上端应高出地表不低于30cm，下端进入煤层或煤层群顶层顶板裂隙带上边缘处，并设有防止断管的防护装置。 3 生产套管应采用筛管，上端宜与技术套管重叠悬挂连接，下端应至开采煤层顶板4～5m，管外不固井。 4 标志孔可采用91mm裸孔，长度可由生产管下口至开采煤层底板35m。 4.3.5 地面抽气管与技术管应采用波纹金属软管连接，并安装压力表、流量计、瓦斯浓度测孔、闸阀（低压）、放空管等装置。 4.3.6 地面抽气管管径计算应满足5.2.2条要求，管壁厚度计算应满足5.2.3条要求，阻力计算应满足5.2.5、5.2.6、5.2.7要求，管路敷设应满足5.2.9条要求。 5 矿井瓦斯抽采系统 5.1 一般规定 5.1.1 煤与瓦斯突出矿井必须建立地面固定瓦斯抽采泵站，其他应当抽采瓦斯的矿井可以建立地面固定瓦斯抽采泵站和井下移动瓦斯抽采泵站。 5.1.2 同时具有煤层瓦斯预抽和采空区瓦斯抽采方式的矿井，应分别建立高、低负压瓦斯抽采系统。 5.1.3 瓦斯抽采站建设方式应经技术经济比较后确定，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 1 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； 2 矿井瓦斯抽采量较大且瓦斯利用点分散； 3 一套瓦斯抽采系统难以满足抽采要求。 5.2 抽采管路 5.2.1 井下瓦斯抽采管路敷设应符合如下原则 1 主干管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，以及采区接替等因素确定。 2 主管宜从专用管道井或回风井出地表，井下主、干管宜敷设在回风巷内。 3 宜敷设在车辆不经常通过的巷道中，若必须敷设在辅助运输巷道内时，应采取必要的安全措施。 4 抽采管路敷设应便于管路运输、安装、维修和日常检查。 5.2.2 抽采管路管径应根据主管、干管、支管中不同的瓦斯流量，按下式分别计算 （5.2.2） 式中 d管路内径（m）； Q管路内混合瓦斯流量（m3/min）；按各类管路使用年限或服务区域内的最大值，再考虑1.21.8的富余系数确定； V经济流速（m/s），可取5～12m/s。 5.2.3 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，选型应符合相应管材规范要求。 2 当采用正压输送时，管材壁厚应符合下列规定 1）采用聚乙烯类管材时，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 （5.2.3） 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；缺少此值时，铸铁管可取20MPa，焊接钢管可取60MPa，无缝钢管可取80MPa。 5.2.4 抽采管路管材应符合抗静电、耐腐蚀、阻燃、抗冲击、满足使用年限、安装维护方便等要求。 5.2.5 管路摩擦阻力应根据管路管径、流量的不同分段计算，各段摩擦阻力可按下列公式计算 （5.2.6-1） T273t （5.2.6-2） T027320 （5.2.6-3） 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）； v0标准状态下的混合瓦斯运动粘度（m2/s）； ρ管道内混合瓦斯密度（kg/m3）； Δ管路内壁的当量绝对粗糙度（mm）； P0标准大气压力（101325 Pa）； 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）； T0标准状态下的绝对温度（K）； t管路中的气体温度（℃）。 5.2.7 管路局部阻力可用估算法计算，一般取摩擦阻力的10～20。 5.2.8 井下瓦斯抽采管路布置及敷设应符合下列要求 1 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、防静电等措施，通往井下的金属管材应采取防雷接地措施。 2 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。 3 在沿巷道底板敷设管路时，应采用高度0.3m以上的支撑墩，并应保证每节管子下面有两个支撑墩。 4 在敷设倾斜管路时，应采用管卡将管子固定。在巷道倾角小于或等于30时，管卡间距宜采用15～20m；在巷道倾角大于30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。 5 管路应平直敷设，应避免急转弯或折返，尽量减少弯头数目。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‰。 6 当管路敷设在辅助运输巷内时，应将管路牢固地悬挂或架在支架上，并保证运输设备正常通过；在人行道侧管路架设高度不应小于1.8m，管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m。 7 井下敷设管路，应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。 8 新敷设的管路应按规定进行气密性检验。 9 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。 10 管道不应与动力电缆敷设在巷道的同一侧。 5.2.9 地面管道布置及敷设应符合下列规定 1 应采用架空或直埋方式。 2 应避免布置在车辆通行频繁的主干道旁。 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、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。
展开阅读全文
