GB504712008煤矿瓦斯抽采工程设计规范

UDC中华人民共和国国家标准PGB50471—2008煤矿瓦斯抽采工程设计规范——发布——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中华人民共和国国家标准GB联合发布煤矿瓦斯抽采工程设计规范GB50471—2008主编单位：中煤国际工程集团重庆设计研究院参编单位：煤矿瓦斯治理国家工程研究中心煤炭科学研究总院重庆分院煤炭科学研究总院抚顺分院批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期：2009年6月1日前言本规范是根据建设部建标[2005]124号文《关于印发“2005工程建设标准规范制订、修订计划（第二批）”的通知》的要求，由中煤国际工程集团重庆设计研究院会同有关单位共同编制完成的。本规范在编制过程中，编制组进行了调查研究，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、建立矿井瓦斯抽采系统的条件及抽采系统选择、瓦斯抽采设计参数、瓦斯抽采方法、抽采管路系统选择、计算及抽采设备选型、瓦斯抽采泵站、安全与监控等。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，由中煤国际工程集团重庆设计研究院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，注意积累资料，如发现需要修改或补充之处，请将意见及有关资料寄交中煤国际工程集团重庆设计研究院《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》管理组（地址：重庆市渝中区长江二路178号，邮编：400016；传真：[phone]），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：中煤国际工程集团重庆设计研究院参编单位：煤矿瓦斯治理国家工程研究中心煤炭科学研究总院重庆分院煤炭科学研究总院抚顺分院主要起草人：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俸肖代兵何大忠刘林杜子健罗海珠王魁军-1-目次1总则（1）2术语（2）3建立矿井瓦斯抽采系统的条件及抽采系统选择（5）3.1建立矿井瓦斯抽采系统的条件3.2抽采系统选择4瓦斯抽采设计参数（7）5瓦斯抽采方法（9）5.1一般规定5.2瓦斯抽采方法选择5.3专用瓦斯抽采巷道5.4钻场及钻孔布置5.5封孔5.6地面钻孔6抽采管路系统选择、计算及抽采设备选型（14）6.1抽采管路系统选择的原则6.2抽采管路管径、壁厚计算及管材选择6.3管路阻力计算6.4管路布置及敷设6.5抽采附属装置及设施6.6抽采设备选型7瓦斯抽采泵站（20）7.1地面固定瓦斯抽采泵站7.2井下固定瓦斯抽采泵站7.3井下移动瓦斯抽采泵站8安全与监控（23）8.1安全设施及措施-2-8.2矿井瓦斯抽采监测监控系统附录A煤层瓦斯抽采难易程度分类（25）本规范用词说明（26）附：条文说明（27）-1-1总则1.0.1为适应科学技术的发展，保证我国煤矿瓦斯抽采事业健康发展，提高瓦斯抽采设计技术，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凡国家政策、法规等规定要求进行瓦斯抽采的矿井均必须建立瓦斯抽采系统，并应编制专项瓦斯抽采工程设计。1.0.4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、地质资料进行；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。1.0.5设计的瓦斯抽采规模应保证矿井安全生产，并应使抽采量保持相对稳定。1.0.6煤（岩）层瓦斯抽采应当按“应抽尽采、先抽后采、煤气共采”原则进行，抽采系统设计应采用“泵站用备结合，高低负压管路相区别”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。1.0.7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，并应保证有足够的预抽时间。1.0.8在进行煤矿瓦斯抽采设计时，除应对瓦斯抽采的必要性和可行性进行论证外，还应论证瓦斯利用的可行性，在年抽采量大于1Mm3时应提出加以利用的方案。1.0.9煤矿瓦斯抽采工程设计除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。-2-2术语2.0.1地面固定瓦斯抽采系统gasdrainagesystemwithground-fixedpumpstation采用地面固定抽采泵站的瓦斯抽采系统。2.0.2井下固定瓦斯抽采系统gasdrainagesystemwithunderground-fixedpumpstation采用井下固定抽采泵站的瓦斯抽采系统。2.0.3井下移动瓦斯抽采系统gasdrainagesystemwithundergroundmovablepumpstation采用井下可移动式抽采泵站的瓦斯抽采系统。2.0.4卸压瓦斯抽采gasdrainagewithpressurerelief抽采受采动影响和经人为松动卸压煤（岩）层的瓦斯。2.0.5开采层瓦斯抽采gasdrainagefromextractingseam抽采开采煤层的瓦斯。2.0.6围岩瓦斯抽采gasdrainagefromsurroundingrock抽采开采层围岩内的瓦斯。2.0.7地面钻孔瓦斯抽采gasdrainageonground在地面向井下煤（岩）层打钻孔抽采瓦斯。2.0.8综合瓦斯抽采combinedgasdrainage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。2.0.9强化抽采forcedgasdrainage针对一些透气性低、采用常规的预抽方式难以奏效的煤层而采取的特殊抽采方式。2.0.10矿井瓦斯储量gasdrainagevolume指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。2.0.11瓦斯抽采量gasdrainagevolume指矿井抽出瓦斯气体中的纯瓦斯量。2.0.12可抽瓦斯量drainablegasquantity指瓦斯储量中在当前技术水平下能被抽出来的最大瓦斯量。-3-2.0.13煤层透气性系数gaspermeabilitycoefficientofcoalseam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。2.0.14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。2.0.15煤层预抽gasdrainagefromvirgincoalseam在煤层未受到采动以前进行的瓦斯抽采2.0.16邻近层卸压抽采gasdrainagefromreleasednearcoalseam回采工作面采动后因采空区跨落而造成邻近煤（岩）层瓦斯卸压解析，对该类瓦斯进行抽采的方法。2.0.17边采边抽gasdrainagewhileextraction抽采采煤工作面前方卸压煤（岩）体的瓦斯或厚煤层开采时抽采未采分层卸压煤体的瓦斯。2.0.18边掘边抽gasdrainagewithdrivage掘进巷道的同时，抽采巷道周围卸压煤体内的瓦斯。2.0.19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。2.0.20顺层钻孔holedrilledalongseam在煤层巷道内，沿煤层布置的钻孔。2.0.21斜交钻孔inclinedcrosshole与采煤工作面开切眼方位呈一定夹角布置的顺层钻孔。2.0.22平行钻孔paralelhole与采煤工作面开切眼方向平行布置的顺层钻孔。2.0.23交叉钻孔crossholes平行钻孔与斜交钻孔交替布置的钻孔。2.0.24高位钻孔highly-locatedhole指在风巷向开采煤层顶板施工的抽采钻孔（进入裂隙带）。2.0.25高抽巷highly-locateddrainageroadway在开采层顶部处于采动影响形成的裂隙带内掘进的专用抽采瓦斯巷道。-4-2.0.26水力压裂hydrauliccrackin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。2.0.27水力割缝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缝槽的一种措施。2.0.28深孔预裂爆破deep-holepre-splittingblasting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。2.0.29高负压抽采系统highnegative-pressuredrainagesystem抽采瓦斯钻孔或高抽巷口处抽采负压大于等于10kPa的抽采系统。2.0.30低负压抽采系统lownegative-pressuregrainaigesystem抽采瓦斯钻孔或高抽巷口处抽采负压小于10kPa的抽采系统。-5-3建立矿井瓦斯抽采系统的条件及抽采系统选择3.1建立矿井瓦斯抽采系统的条件3.1.1凡符合下列情况之一时，必须建立瓦斯抽采系统：1高瓦斯矿井；2一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个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矿井；3矿井绝对瓦斯涌出量达到下列条件时：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0.6～1.0Mt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0.4Mt的矿井，大于15m3/min；4开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井。3.1.2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。3.2抽采系统选择3.2.1凡符合下列情况之一时，应建立地面固定瓦斯抽采系统：1开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井；2瓦斯抽采系统设计抽采量大于或等于2m3/min的矿井。3.2.2地面固定瓦斯抽采系统宜根据下列具体情况分别布置高负压或低负压瓦斯抽采系统：1采用采空区抽采等抽采方法的矿井宜采用低负压抽采系统。2采用本煤层预抽、边采边抽、边掘边抽、邻近层卸压抽采等抽采方法的矿井，宜采用高负压抽采系统。-6-3本条1、2款的抽采方法均采用的矿井，且矿井设计抽采量大于或等于10m3/min时，宜采用两套管路分别建立高、低负压抽采瓦斯系统。3.2.3当地面抽采泵产生的负压不能满足要求时，可在井下安设瓦斯抽采系统与地面瓦斯抽采系统串联工作，同时应对瓦斯抽采系统网络进行分析计算，并应做好井上、井下瓦斯抽采系统的匹配选择。-7-4瓦斯抽采设计参数4.0.1矿井瓦斯储量可按下列公式计算：W=W1+W2+W3（4.0.1-1）W1=n1i1i1iXA（4.0.1-2）W2=niiiXA122（4.0.1-3）W3=K（W1+W2）（4.0.1-4）式中W——矿井瓦斯储量（Mm3）；W1——可采煤层的瓦斯储量（Mm3）；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）；W3——受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量（Mm3），实测或按式4.0.1-4计算；A1i——矿井可采煤层i的资源量（Mt）；X1i——矿井可采煤层i的瓦斯含量（m3/t）；A2i——受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层i的资源量（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）；K——围岩瓦斯储量系数，可取0.05～0.20；当围岩瓦斯很小时，可取W3=0；若含瓦斯量较多时，可按经验取值或实测确定。4.0.2可抽瓦斯量可按下列公式计算：Wc＝W·K（4.0.2-1）K＝K1·K2·K3（4.0.2-2）K1＝K4（MyMc）/My（4.0.2-3）式中Wc——可抽瓦斯量（Mm3）；K——可抽系数；K1——瓦斯涌出程度系数；-8-K2——负压抽采时的抽采作用系数，可取1.2；K3——矿井瓦斯抽采率（%）。按目前我国的抽采技术水平，预抽煤层瓦斯时，可取25%～35%；抽采上下邻近层瓦斯时，可取35%～45%；K4——煤层瓦斯排放率；My——