GB50471-2018煤矿瓦斯抽采工程设计标准.pdf

UDC P 中华人民共和国国家标准GIB GB 50471 - 2018 煤矿瓦斯抽采工程设计标准 Standard for design of the gas drainage engineering of coal mine 2018 -01-16发布2018 - 09 -01实施 中华人民共和国住房和城乡建设部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 联合发布 中华人民共和国国家标准 煤矿瓦斯抽采工程设计标准 Standard for design of the gas drainage engineering of coal mine GB 50471 - 2018 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2 0 1 8 年9 月1 日 中国计划出版社 2018北京 中华人民共和国住房和城乡建设部公告 第1815号 住房城乡建设部关于发布国家标准 煤矿瓦斯抽采工程设计标准的公告 现批准煤矿瓦斯抽采工程设计标准为国家标准，编号为 GB 50471-2018，自2018年9月1日起实施。其中，第5.1. 1、 6.2. 1条为强制性条文，必须严格执行。原国家标准煤矿瓦斯抽 采工程设计规范GB50471-2008同时废止。 本标准在住房城乡建设部门户网站 公开，并由住房城乡建设部标准定额研究所组织中国计划出版社 出版发行。 中华人民共和国住房和城乡建设部 2018年1月16日 前言 本标准是根据住房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，在对原国 家标准煤矿瓦斯抽采工程设计规范GB50471-2008进行修订 的基础上完成。 本标准在编制过程中，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。 本标准共分8章和l个附录，主要内容包括总则、术语和符 号、矿井瓦斯资源量及抽采量、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。 本次修订的主要内容是 1.增加了第8章节能及环保、第2.2节符号和第3.2节矿井 瓦斯涌出量及抽采量等内容，删除原规范第4章瓦斯抽采设计参 数和第7.2节井下固定瓦斯抽采泵站等内容。 2.对其他章节内容做了相应调整，主要体现在瓦斯资源量及 可抽量计算方法、备用抽采泵及附属设备配备要求、泵站内的电气 设备布置及防爆要求等内容。 本标准中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。 本标准由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释， 中国煤炭建设协会负责日常管理工作，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。本标准在执行过程中， 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标准编制组地址 1 重庆市渝中区长江二路179号;邮政编码400016;传真023 - 68898213，以供今后修订时参考。 本标准主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人 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 煤科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 中煤郎韩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 邱林彬赵春慧夏吉均成刚严天良 杜子健周厚权黄玉笠吴志坚王勇 吴如喜张世良包勇李君利李瑞锋 张吉禄郭宝德魏洋陈云窦玉康 罗承伟王连生田新华杨纯东 主要审查人冯冠学宫守才白锦胜严志刚龙伍见 李定明赵旭生姜彼赢 2 目次 i “。JU Aqnwdny nucdRUE-υn b 。。00。。qLA唯 AιTA哇 问υCU 勺 勺oonu -A1A-A1i1A1A1A9uq“9 2“ 92“ 9u“ 。L 量量量 民抽采 如可抽 t 川 冲及及川川 U 川川 U uu uUU川控 U FA 量量 uu UHHUU 川uuuu 施监 量源出采采 臼 措测 源资涌法拍拍统站信 、 审问及监 号川资斯斯方定斯井系定路备泵置通削，控施采保 则符 .. 听瓦瓦采规瓦钻采规管设晨布及 J M监设抽环 呐柑俐瓦时时抽卅肝腼抽肌 tM 制抽制制翩翩与挝研版 语井斯斯斯 全 自 总术JJ 矿 JJ 瓦 JJJ 瓦J JJ 瓦 jjJ4 安JJ节 。JU向Lqan4UAATAATAATRUR UEdp ORVPD POq r7 1i nLqJAaτRu p huηi n6 8. 1 节能 8.2 环保 附录A煤层瓦斯抽采难易程度分类 本标准用词说明 引用标准名录 附条文说明 2 Contents 1 General provlslons 1 2 Terms and symbols 2 2. 1 Terms 2 2. 2 Symbols 4 3 Gas resource quantity and amount of drainage in coal mine 9 3. 1 Gas resource quantity and drainable gas quantity 9 3.2 Mine gas emission quantity and amount of drainage 10 4 Gas drainage m ethod 15 4. 1 General requirements.. 15 4. 2 Mine gas drainage 15 4. 3 Ground drilling gas drainage 16 5 Mine gas drainage system 18 5. 1 General requirements 18 5. 2 The gas extraction pipe 18 5. 3 The gas extraction equipment 22 6 Gas drainage pump station 24 6. 1 The layout of pump station 24 6. 2 Electrical and communications 24 6. 3 Construction, fire 25 6.4 Orainage, heating and ventilation 26 7 Security and monitoring... 27 7. 1 Safety facilities and measures 27 7. 2 Monitoring of gas drainage system 28 3 8 Energy saving and environmental protection 30 8. 1 Energy saving 30 8. 2 Environmental protection 31 Appendix A Difficulty degree of coal seam gas drainage 32 Explanation of wording in this standard 33 List of quoted standards 34 Addition Explanation of provisions... 35 4 1总则 1. 0.1 为规范煤矿瓦斯抽采工程设计，提高瓦斯抽采设计质量， 保障煤矿安全生产，制定本标准。 1. O. 2 本标准适用于新建、改建、扩建煤矿及生产煤矿的瓦斯抽 采工程设计。 1. O. 3 新建矿井瓦斯抽采设计应以批准的地质勘探报告为设计 依据;，并可参考邻近生产矿井实际的瓦斯地质资料;当新建矿井为 突出矿井时，则应以审核的先抽后建达标后的瓦斯地质资料为设 计依据;改建、扩建和生产矿井应以实测的瓦斯参数为设计依据。 1. O. 4 瓦斯抽采系统设计规模应满足矿井安全生产要求并留有 一定富余量，同时还应兼顾矿井瓦斯利用。 1. O. 5 瓦斯抽采工程设计应遵循“应抽尽抽、多措并举、先抽后 采、煤气共采“的原则;抽采系统设计应遵循“抽采泵用备结合，高 低负压系统独立“的原则，并应因地制宜采用新技术、新工艺、新设 备、新材料。 1. O. 6 瓦斯抽采工程建设应与矿井建设同时设计、同时施工、同 时投入生产，并应满足矿井安全生产所需要的预抽时间。 1. O. 7 在进行煤矿瓦斯抽采设计时，应提出瓦斯利用方案建议。 1. O. 8 根据矿井建设情况，瓦斯抽采工程应一次设计分期建设分 期投入使用。 1. O. 9 煤矿瓦斯抽采工程设计除应执行本标准外，尚应符合国家 现行有关法规和标准的规定。 . 1 2 术语和符号 2.1术语 2.1. 1 矿井瓦斯资源量mlne gas resource 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罔岩瓦斯资源量之和。 2.1.2 矿井可抽瓦斯量drainable gas quantity, gas volume to be drained 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。 2.1.3 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。 2.1.4 抽采卸压瓦斯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。 2.1.5 开采层瓦斯抽采gas drainage from extracting seam 抽采开采煤层的瓦斯。 2.1.6 邻近层瓦斯抽采gas drainage from near coal seam 抽采邻近煤岩层瓦斯。 2.1. 7 采空区瓦斯抽采gas drainage from gob 抽采t作面采空区或老采空区的瓦斯。 2.1. 8 地面钻井抽采gas drainage on ground 在地面向井下煤岩层施工钻井抽采瓦斯。 2.1. 9 综合柑l采方法combined gas drainage 在一个矿井或工作面同时采用两种及以上方法抽采瓦斯。 2.1. 10 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。 2.1.11 顺层钻孔hole drilled along seam 在煤层巷道内，沿煤层布置的钻孔。 2.1.12 高位钻孔highly-Iocated hole 在风巷向开采煤层顶板裂隙带施工的抽采钻孔。 2.1.13 高抽巷highly-Iocated drainage tunnel 布置在回采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瓦斯的专用巷道。 2.1.14 瓦斯抽采巷the gas extraction tunnel 布置有钻场、钻孔，并敷设抽采管路的巷道。 2.1.15 瓦斯抽采量gas drainage volume,gas drainage rate 矿井抽出瓦斯气体中的纯瓦斯量20 0C 、1.01 X 105 Pa。 2. 1. 16 煤层透气性系数gas permeability co巳fficient 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。 2.1.17 钻孔瓦斯流量衰减系数damping [actor o[ gas flow- rat巳perhole 表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数。 2.1.18 水力割缝hydraulic cutting seam 在钻孔内运用高压水射流对钻孔周边的煤体进行切割，形成 一定深度的扁平缝槽的措施。 2.1.19 水力压裂hydraulic cracking 在无自由面的情况下，钻孔内以高压水作为动力使煤体裂隙 连通的一种措施。 2.1.20 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 等，利用爆破作为动力，使煤体裂隙增大，提高煤层透气性的一种 措施。 2.1.21 钻孔有效抽采半径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。 3 2.1.22 高负压抽采系统high negative-pressure drainage system 抽采钻孔孔口或高抽巷巷道口抽采负压大于或等于10kPa 的抽采系统。 2.1.23 低负压抽采系统low negative-pressure drainage system 抽采钻孔孔口或高抽巷巷道口抽采负压小于10kPa的抽采 系统。 2.1.24 采动影响区mming influence region 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。 2.1.25 采动活跃区mining acti ve reglOn 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或等于5mm/月的区域。 2.1.26 采动稳定区stable region after mining 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。 2.1.27 老采空区the old goaf 已经开采完毕的采区所留下的封闭空间。 2.1.28 现有采空区the new goaf 生产采区内已开采区域所留下的封闭空间和正在开采的工作 面后方尚未封闭的空间。 2.2符 号 2.2.1 矿井瓦斯资源量及可抽量 A 煤层的煤炭资源量; K 围岩瓦斯储量系数; Ki -←一可采煤层瓦斯资源可抽系数; Kj一二一不可采煤层瓦斯资源可抽系数; 4 Kw一一围岩瓦斯资源可抽系数; R一一矿井瓦斯资源总量; Rl一一可采煤层瓦斯资源量; R2→一受采动影响不可采煤层瓦斯资源量; 凡一一受采动影响围岩瓦斯资源量; Rc-一矿井可抽瓦斯量; R1c一一-可采煤层可抽瓦斯量; Rzc 一不可采煤层可抽瓦斯量; R3c一一围岩可抽瓦斯量; Wo一-煤层的原始瓦斯含量; Wc一一-煤层残存瓦斯含量; 走I一一一负压抽采作用系数; b一一煤层瓦斯预计抽采率; h一一煤层瓦斯在井下排放率。 2.2.2 瓦斯抽采系统规模的确定 C一→矿井或采区总回风巷允许瓦斯浓度; F一一设计供风量; Kl一一瓦斯抽采不均衡系数; Kc一→工作面回采期间本煤层预抽量与预抽期间抽采量之比; Kr一一矿井供风备用系数; Ky 邻近层卸压瓦斯抽采率; Ll一一预抽煤层区段或工作面回采区域宽度; Lz一一预抽煤层区段或回采工作面长度; L3←一回采工作面宽度; L一→回采工作面年推进度长度; Lk一一穿层钻孔煤孔段总长度或顺层钻孔总长度; M一一预抽煤层平均厚度; Q一一绝对瓦斯涌出量; Ql一一预计可达到的瓦斯抽采量; 5 Q2 瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量; 也一一通风要求的瓦斯抽采量; Qb c -一工作面回采期间本煤层预抽量; Qc一一一采掘期间瓦斯抽采量; Qh-一一预抽煤层区段或工作面回采区域瓦斯量; Qj一一-预抽煤巷条带瓦斯量; Qk-一采空区抽采瓦斯量; Qlk一一老采空区瓦斯抽采量; Qp二一通风所能允许的绝对瓦斯涌出量; 也一一一预抽石门揭煤区域瓦斯量; Qy一一采掘前预抽瓦斯量; Qy C 工作面回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量; Qxk一一现有采空区瓦斯抽采量; S一一钻孔有效控制面积; W 1一一预抽达标瓦斯含量; 叫 邻近层煤厚; q“一一穿层钻孔煤孔段或顺层钻孔百米钻孔平均抽采量; t 预抽时间; Y一一煤的视密度; 飞一一邻近层瓦斯排放率; 叭一一矿井瓦斯抽采率。 2.2.3 抽采管路及摩擦阻力 H一一阻力损失; L一一-管路长度; P一一管道内气体的绝对压力; P。一→标准大气压力; Pd一一管路最大工作压力; Q。标准状态下的混合瓦斯流量; QI←一管路内混合瓦斯流量; T 管路中的气体温度为t时的绝对温度; 丁。标准状态下的绝对温度; V 经济流速; d 管路内径; δ一一管路壁厚; [σ]一一容许压力; ν。一一标准状态下的混合瓦斯运动教度; ρ一一管道内棍合瓦斯密度; A一一管路内壁的当量绝对粗糙度。 2.2.4 抽采设备 C，一←一抽采泵入口处预计的瓦斯浓度; KL一一抽采设备流量富余系数; Hc一一抽采设备出口侧正压段管路阻力损失; H，一一-抽采系统服务年限内入口侧负压段最大阻力损失; 凡一一抽采系统压力; Kx一一抽采系统压力富余系数; Pd-一一抽采泵站的大气压力; Pg -一抽采泵工况压力; P，一一抽采泵人口绝对压力; Qb 标准状态下抽采泵的计算流量; Qg 工况状态下单台抽采泵流量; Q，一一抽采系统设计抽采量; T1一一抽采泵人口气体温度为1，时的绝对温度; hCj←一出口侧正压段管路局部阻力; hcm一一出口侧正压段管路最大摩擦阻力; ι一一出口侧正压段的出口正压; hkf←一井下抽采钻孔的设计孔口负压; h，j一一←入口侧负压段管路局部阻力; h rnl一一入口侧负压段管路最大摩擦阻力; 7 η一一工作泵台数; tl一一抽采泵人口的气体温度; 可b ←--泵的机械效率 。 8 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 R RI十R2 R3 RI 2..A i X WO i Rz EJAJWO J R3 K X R1 R2 式中R一一矿井瓦斯资源总量CMm 3 ; RI一一可采煤层瓦斯资源量Mm 3 ; 3.1.1-1 3.1.1-2 3.1.1-3 3.1.1-4 R2一一受采动影响不可采煤层瓦斯资源量CMm 3 ; 凡一一受采动影响围岩瓦斯资源量Mm 3 ; A一一煤层的煤炭资源量Mt; Wo一一煤层的原始瓦斯含量旷/t; K一一一围岩瓦斯储量系数，可取O.050. 20，当围岩溶洞、 裂隙中瓦斯量较小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 矿井可抽瓦斯量可按下列公式计算 R c R1c R2c R3c 3.1. 2-1 R1c 2..A ; X Wo; X K, 3.1.2-2 K;走IX kz X儿XWO i -W c; / Wo, 3.1.2-3 R2c 2..A j X WOj X K j 3.1.2-4 K j kl X k2 X k3 X WO j -W Cj / WO j 3.1. 2-5 R.1ι R3 X Kw 3.1.2-6 式中Rc一一矿井可抽瓦斯量Mm 3 ; R1c一一可采煤层可抽瓦斯量Mm 3 ; R2 不可采煤层可抽瓦斯量Mm 3 ; R3c-一围岩可抽瓦斯量Mm 3 ; K ; -一可采煤层瓦斯资源可抽系数; Kj一一不可采煤层瓦斯资源可抽系数; Kw一一围岩瓦斯资源可抽系数，可取O.30. 4; 走l一→负压抽采作用系数，可取l.2 ; 走2一一煤层瓦斯预计可达到的抽采率; h←一一煤层瓦斯在井下排放率; W，一一煤层残存瓦斯含量旷/t。 3.1.3 采用地面钻井抽采采动稳定区瓦斯时，采动稳定区瓦斯资 源量及可抽采量应根据采动稳定区遗留煤炭总量、采动稳定区内 空隙体积及瓦斯浓度等进行估算。 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现行行业标准矿井瓦斯涌出量预测 方法八Q1018进行预测。 3.2.2 应根据采区接替、煤层开采}II员序、采掘工作面接替计划分 别预测投产或达产时瓦斯涌出量以及抽采系统服务时间和范围内 最大瓦斯涌出量。 3.2.3 预计可达到的瓦斯州l采量应按下列公式计算 Ql Q, Qc Qk Qy LQh十二QjLQ, Q KiIJILzAfγX Wo -W1 h -365 X 1440 X t Q j qh X Lk r-. ]lXSXMXyX讯o-W1 ......J 365 X 1440 X t 10 3. 2. 3-1 3.2. 3-2 3. 2. 3-3 3. 2. 3-4 3. 2. 3-5 Qc I;Qbc I;Qvc Q“c Qh X K c 3. 2. 36 3.2. 3-7 QyC K 1 X L3 X L I X Y X m j X WOj -W c X r; j 330 X 1440 X Ky 3.2.3-8 Qk I;Qxk I;Qlk 3.2. 39 式中QI一一预计可达到的瓦斯抽采量m 3 /min ; Qy -采掘前预抽瓦斯量m 3 /min; Qc一一采掘期间瓦斯抽采量，包括囚采工作面开采期间继 续预抽本煤层瓦斯量、上下邻近层和围岩卸压瓦斯 抽采量、煤巷掘进时边掘边抽瓦斯量等m 3/ min; 也一一采空区抽采瓦斯量，包括现有采空区和老采空区瓦 斯量m 3/ min ; Qh一一预抽煤层区段或工作面回采区域瓦斯量旷/min; Qj一一预抽煤巷条带瓦斯量m 3 /min，对于已掌握瓦斯抽采 基本参数的生产矿井或改扩建矿井，按式3.2. 3-4计 算;对于新建矿井或未取得瓦斯抽采基本参数的生 产矿井或改扩建矿井，按式3.2.3-5计算; Q，一一预抽石门揭煤区域瓦斯量m 3 /mi时，应按式3.2.3-5 计算; KI一一瓦斯抽采不均衡系数。预抽煤层区段或工作面回 采区域时，取1.051. 20;预抽煤巷条带或石门揭 煤区域时，取1.502.00;抽采邻近层和围岩卸压 瓦斯时，取1.20 1. 50 ; L I 预抽煤层区段或工作面回采区域宽度m; L2一一预抽煤层区段或回采工作面长度m; M一一预抽煤层平均厚度m; Y一一煤的视密度t/旷; W1一一预抽达标瓦斯含量旷t，对于突出煤层，预抽达 . -1 . 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 8m 3 /t取值;对瓦斯涌出量主要来自本煤层的采煤 工作面，预抽达标时可解吸瓦斯含量按表3.2. 3取 值;对于瓦斯涌出量主要来自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; t一一-预抽时间a; q“一一一穿层钻孔煤孔段或顺层钻孔百米钻孔平均抽采量 [ m 3/ min. hmJ ; Lk一一穿层钻孔煤孔段总长度或顺层钻孔总长度hm; S 钻孔有效控制面积m 2 ; Qbc -一一工作面回采期间本煤层预抽量m 3 /min; QyC-一工作面回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量 m3 /min; 凡-一工作面回采期间本煤层预抽量与预抽期间抽采量 之比，可取o.30. 5; L3一一回采工作面宽度m; L., -一回采工作面年推进度长度m; 171j一一邻近层煤厚m; YjJ一←一邻近层瓦斯排放率; Ky一-邻近层卸压瓦斯抽采率，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 控制卸压区域范围，取邻近层瓦斯涌出量的20 80 ，采用高抽巷抽采、高位钻孔抽采时，取邻近层 瓦斯涌出量的2060; Qxk一二现有采空区瓦斯抽采量m 3 /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2060，以邻近层瓦斯涌出为主时取大值， 12 以本煤层瓦斯涌出为主时取小值，并用风量验算回 采工作面瓦斯浓度是否超限; Qlk 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。 表3.2.3预拍这标时可解服瓦斯含量 工作面日产量t 可解吸瓦斯量Wjm3/t 1000 8.0 1001-2500 主二7.0 2501-4000 6.0 4001-6000 5. 5 6001-8000 4二5.0 8001- 10000 主二4.5 10000 主三4.0 3.2.4 瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量应满足下式要求 Qz 二三QXr;k3. 2. 4-1 式中也一一抽采达标要求的瓦斯抽采量m 3 /min ; Q 绝对瓦斯涌出量m 3 /min ; 叽一一矿井瓦斯抽采率，按表3.2. 4选取。 表3.2.4矿井瓦斯抽采率 矿井绝对瓦斯涌出虽Qm 3/min 矿井瓦斯拍采率飞 Q 0. 050 0. I 注当按钻孔瓦斯流量衰减系数和I煤层透气性系数判断出现结果不致时，以煤 层透气性系数为准。 32 本标准用词说明 1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下 1表示很严格，非这样做不可的 正面词采用“必须“，反面词采用“严禁“; 2表示严格，在正常情况下均应这样做的 正面词采用“应“反面词采用“不应“或“不得“; 3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的 正面词采用“宜“，反面词采用“不宜“; 4表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可“。 2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应符合 的规定“或“应按执行“。 33 引用标准名录 建筑设计防火规范GB50016 建筑照明设计标准GB50034 建筑物防雷设计规范GB50057 爆炸危险环境电力装置设计规范GB50058 交流电气装置的接地设计规范GB/T50065 工业企业总平面设计规范GB50187 煤炭工业矿井设计规范GB50215 煤矿井下消防、洒水设计规范GB50338 煤矿井下供配电设计规范GB50417 煤炭工业矿井监测监控系统装备配置标准GB50581 消防给水及消火栓系统技术规范GB50974 煤炭工业矿井节能设计规范GB51053 煤炭矿井设计防火规范GB51078 矿井瓦斯涌出量预测方法AQ1018 煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范AQ1076 34 中华人民共和国国家标准 煤矿瓦斯抽采工程设计标准 GB 50471 - 2018 条文说明 编制说明 煤矿瓦斯抽采工程设计标准 GB50471-2018，经住房城乡 建设部2018年1月16日以第1815号公告批准发布。 本标准是在煤矿瓦斯抽采工程设计规范GB50471- 2008 的基础上修订而戚，上一版的主编单位是原中煤国际工程集团重 庆设计研究院，参编单位是煤矿瓦斯治理国家工程研究中心、原煤 炭科学研究总院重庆分院、原煤炭科学研究总院抚顺分院，主要起 草人是卢溢洪、卿恩东、袁亮、张刚、王学太、李旭霞、龙吾见、李平、 万祥富、胡仕棒、肖代兵、何大忠、刘林、杜子健、罗海珠、王魁军。 为便于各单位和有关人员在使用本标准时能正确理解和执行 条文规定， 4835.88 2不可采煤层瓦斯资源量。 根据地勘报告，该矿井长兴组地层和龙潭组地层 均含煤线及 薄煤1层8层，一般可以对比的编号煤层有C1、C2、C3、c、C5a 、 c s b 、C6等几层，长兴组单层厚O.1 3m2. 30m，煤层总厚l.1 9m 5. 14m ，龙潭组地层含煤系数为313，单层厚O.10m 11. 51m，普遍集中分布于上段P 2 12 顶部，煤层总厚l.85m 12. 17m，含煤系数为2 12。除C，为局部可采、C5为全区可 . 43 采煤层外，其他均为不可采煤层。地勘报告未提供各不可采煤层 煤炭资源量，按不可采煤层总厚度估算，本井田内不可采煤层总厚 度占可采煤层总厚度的30左右，不可采煤层瓦斯含量比可采煤 层低，因此不可采煤层资源量按可采煤层的25考虑。经计算， 不可采煤层瓦斯资源量为805.98Mm3 ，详见表L 31主|岩瓦斯资源量。 根据地勘报告，C1煤层顶板为灰白色灰岩、粉品结构，具缝合 线构造，坚硬致密，底板为灰岩、粉砂质泥岩;Cs煤层顶板为炭质 泥岩，老顶为灰色粉砂质泥岩，底板为灰白色泥岩，岩芯较破碎。 因此围岩瓦斯储量系数K取o.2。经计算，围岩瓦斯资源量为 805. 98Mm 3 ，详见表l。 3.1.2 本条是关于矿井可抽瓦斯量计算的有关内容。矿井可相| 瓦斯量是指矿井瓦斯资源量中在当前技术水平下能被抽采出来的 最大瓦斯量。目前矿井可抽瓦斯量没有统一的计算方法。本标准 计算方法是以原规范为基础修订而成，计算方法和思路与原规范 保持一致，分别计算可采煤层、不可采煤层和l围岩可抽瓦斯量。可 采煤层和不可采煤层瓦斯资源可抽系数依据该煤层瓦斯最大排放 率，再考虑负压抽采作用系数kj，煤层瓦斯预计可达到的抽采率 b和煤层瓦斯在井下排放率走3等系数。其中煤层瓦斯预计可达到 的抽采率ι系数除应考虑煤层赋存、瓦斯含量和煤层透气性系数 等因素外，还应符合防治煤与瓦斯突出的规定煤矿瓦斯拟l采达 标暂行规定和现行行业标准煤矿瓦斯抽采基本要求AQ1026 等规程规范的要求，尤其是突出煤层必须满足防突达标的要求。 若不可采煤层缺瓦斯含量等资料，可按围岩可抽瓦斯量方法计算。 需要说明的是呵抽瓦斯量计算看似简单，实际影响因素多， 难以准确计算。此外可抑l瓦斯量结果对瓦斯抽采工程实际意义并 不大，既不会决定抽采系统的建立与否，也不会影响抽采系统规模 大小和抽采系统服务年限的长短。 仍以观音山煤矿一井为例，为简化计算过程，不再分水平计 44 算，C1、Cs煤层平均瓦斯含量分别为12.62时/t、18.50m 3 /t，C1、Cs 煤层残存瓦斯含量均为2.16时/toC、Cs煤层最大瓦斯排放率分 别为O.829、0.883;负压抽采作用系数企l取1.2;按防突要求，C1、 C5煤层瓦斯预抽率分别为36.6、56.7，因此C1、C5煤层瓦斯 预计抽采率分别取40、600 C1 、Cs煤层瓦斯在井下排放率儿 均按90考虑。围岩可抽瓦斯量按35计，不可采煤层缺瓦斯含 量资料，与围岩一样，可抽瓦斯量按其瓦斯资源量的35计。可 抽瓦斯量计算结果详见表2。 表2观音山煤矿一井可抽瓦斯量计算结果表 瓦斯资激盘可打IJ可抽瓦斯盘 类知l煤层 Wo - W,/ Wo k, k2 k, CMm 系数 Mm3 C1 545. 50 0.829 1.2 0. 40 。.9O. 358 195.30 可采 Cs 2678. 42 0.883 1.2 O. 60 O. 9 O. 572 1532. 06 ;煤层 小计3223. 92 1727.36 不可采煤层805. 98 0.35 280. 09 围岩805. 98 0. 35 280.09 合计4835.88 2287.54 3.1.3 采用地面钻井抽采采动稳定区瓦斯对井下通风和安全生 产关系不密切，主要目的是瓦斯资源的完全开采。但由于地面钻 井抽采投资较大，而煤炭开采及井下瓦斯抽采、通风等对井下煤层 中瓦斯资源造成较大的破坏，因此应估算采动稳定区瓦斯资源量 及可抽瓦斯量，并根据估算瓦斯资源量及可抽瓦斯量的大小，评价 地面钻井抽采采动稳定区瓦斯的必要性和可行性，并考虑戚本投 入和经济效益的平衡。评估过程中，首先是分析采动卸压区域范 围，划定采动稳定区评估范围;其次是收集现场有关资料，确定采 动稳定区瓦斯来源种类，并选择合理的瓦斯资源量评估模型;再次 是确定采动稳定区遗留煤炭总量、遗留煤炭残余瓦斯含量、采动稳 定区内空隙体积及瓦斯体积浓度、邻近卸压煤层残余瓦斯资源量、 采动稳定区生产时风排瓦斯量、卸压围岩孔隙率等。 45 3.2 矿井瓦斯涌出量及抽采量 3.2.1 本条是关于矿井瓦斯涌出量预测方法的有关内容。 3.2.2 本条是关于矿井瓦斯涌出量预测内容和具体要求的有关 规定。首先投产初期开采区域往往位于煤层露头附近，瓦斯含量 较小，瓦斯涌出量较小，随着开采深度的增大，瓦斯含量增加，瓦斯 涌出量增大，因此本标准不仅要求预测投产初期瓦斯涌出量，为确 保设计的瓦斯抽采系统规模满足后期抽采的要求，还应根据煤层 瓦斯赋存和开采接替计划安排分析何时瓦斯涌出量将达到最大， 并预测此时采掘工作面瓦斯涌出量、采区或矿井瓦斯涌出量。 此外为分析采掘工作面、采区或矿井瓦斯抽采效果;预计采区 或矿井瓦斯抽采量和计算采掘工作面、采区或矿井的需风量，还应 预测抽采后采掘工作面、采区或矿井瓦斯涌出量。 3. 2. 3 本条是关于预计矿井或采区可达到的瓦斯抽采量的有