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GB50471-2018 煤矿瓦斯抽采工程设计标准

矿井可采煤层的瓦斯资源量、受采动影响后能够向开 排放的不可采煤层及围岩瓦斯资源量之和。

2.1.2 矿并可抽瓦斯量

to be drained

LY/T 1939-2011 黄连木育苗技术规程2.1.3预抽煤层瓦斯

2. 1. 4 抽采卸压瓦斯

2.1.5开米层瓦斯抽米

2.1.6邻近层瓦斯抽采

抽采近煤（君）层瓦斯

2. 1.7 采空区瓦斯抽采

2.1.9综合抽采方法

在煤层巷道内，沿煤层布置的

在风巷向开采煤层顶板裂隙带施工的抽采钻孔。

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

2. 1. 15 瓦斯抽采量

the gas extraction tunnel

2.1.16煤层透气性系数 gas permeability coefficient of coalseam 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

rate per hole

hydraulic cutting seam

在钻孔内运用高卡水射流对钻孔周边的煤体进行切割 一定深度的扁平缝槽的措施。

hydraulic cracking

在无月由面的情况下，钻孔内以高压水作为动力使煤1 连通的一种措施。

2.1.20深孔预裂爆破

2. 1.21钻孔有效抽采半径

在一定时间内从钻孔内能抽出瓦斯的有效距离。

抽米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

抽采钻孔孔口或高抽巷巷道口抽采负压小于10kPa的折 统。

2. 1. 24 采动影响区

因受到井下煤层开采影响，岩层产生剧烈运动，岩层内裂险 连通性得到明显提高的区域，简称采动区，具体可分为采动 区和采动稳定区。

2.1.25采动活跃区

经历煤炭开采过程、岩层剧烈运动和应力调整的这域，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

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 废奔矿井

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。

A一一煤层的煤炭资源量； K一一岩瓦斯储量系数; K，一可采煤层瓦斯资源可抽系数； K：一不可采煤层瓦斯资源可抽系数：

2.2.2瓦斯抽采系统规模的确定：

Q2 一瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量； Q；一通风要求的瓦斯抽采量； Qbc一工作面回采期间本煤层预抽量； Q。一采掘期间瓦斯抽采量； Q 预抽煤层区段或工作面回采区域瓦斯量； Q; 一 预抽煤巷条带瓦斯量； Qk 一采空区抽采瓦斯量； Qlk—一老采空区瓦斯抽采量; Qp 通风所能允许的绝对瓦斯涌出量； Q: 预抽石门揭煤区域瓦斯量； Q, 采掘前预抽瓦斯量； Qe一工作面回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量； Qxk 现有采空区瓦斯抽采量： S 钻孔有效控制面积：； W,一 预抽达标瓦斯含量； m; 邻近层煤厚； 预抽时间； 一一煤的视密度;

2.2.3抽采管路及摩擦阻力

n 工作泵台数； t 抽采泵人口的气体温度； 3 泵的机械效率。

3矿井瓦斯资源量及抽采量

3.1.1矿并瓦斯资源量应按下列公式计算：

3.1.1矿并瓦斯资源量应按下列公式计算

.1矿井瓦斯资源量及可抽量

3.1矿并瓦斯资源量及可抽量

R=R+R2+R R, = ZA,×Woi R: = A,×Woj R. = K X(R, +R,)

式中: R。 矿并可抽瓦斯量（Mm）；

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

3.2矿并瓦斯涌出量及抽采量

3.2.1矿井瓦斯涌旧量应按现行行业标准《矿并瓦斯涌出量预测 方法》Q1018进行预测。 3.2.2应根据采区接替、煤层开采顺序、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。

Q = Q十Q. +Qk Q.=ZQh+ZQ;+ZQ 365×1440X t Q;= q, × Lk 365X1440Xt

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； Qik一一老采空区瓦斯抽采量，通过考察实测或参考类似矿 并取值，如无考察实测资料，可取回采工作面采空 区瓦斯抽采量的30%～50%

表3.2.3预抽达标时可解吸瓦斯

表3.2.4矿并瓦斯抽采率

中Q3 通风要求的瓦斯抽米量（m/min）； Qp 通风所能充许的绝对瓦斯涌出量（m3/min） F 设计供风量（m/min）： C 矿井或采区总回风巷充许瓦斯浓度（%）： K 矿并供风备用系数，取1.15～1.25，

3.2.6瓦斯抽采系统设计能力应分别大于瓦斯抽采达

满足通风要求的瓦斯抽采量，并不应大于预计可达到的瓦斯抽 采量。

4.1.1瓦斯涌出来源多、涌出量大、瓦斯灾害产重、开来强度大的 矿井，应采用综合抽采方法进行瓦斯抽采。 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 合现行《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求。 4.1.3开采保护层时，应同时抽采被保护层和邻近层卸压瓦斯

4.1.2矿并区域防突措施采取的抽采方式和钻孔控制范围应符

4.2.1预抽煤层瓦斯方式应根据煤层突出危险性、抽采时间和抽 采自的等因素确定，并应符合下列规定： 1突出煤层宜设置瓦斯抽采巷，并应布置穿层钻孔预抽煤巷 条带及工作面区域的瓦斯； 2非突出煤层宜采用顺层钻孔预抽； 3厚及中厚稳定煤层可采用大直径、长钻孔等预抽。 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 采难易程度可按本标准附录A划分

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 采难易程度可按本标准附录A划分。 4.2.3抽采卸压瓦斯方法应符合下列规定： 1宜利用顶、底板瓦斯抽采巷布置穿层钻孔抽采； 2根据上邻近层瓦斯涌出情况可采用高抽巷、高位钻孔、水 平长钻孔等方式抽采。 4.2.4抽采采空区瓦斯方法应符合下列规定： 1封闭采空区宜采用钻孔或插管等方式抽采； 2一回平工作面平突区可平用埋管高抽巷成布置钻孔等方式

1宜利用顶、底板瓦斯抽采布置穿层钻孔抽米； 2根据上邻近层瓦斯涌出情况可采用高抽巷、高位钻 平长钻孔等方式抽采。

抽采。4.2.5储存有瓦斯的溶洞、裂隙带，影响采掘时应预先抽采瓦斯。4.2.6瓦斯抽采巷和高抽巷层位选择应符合下列规定：1有利于长时间、天范围实施瓦斯抽采；2便于巷道安全掘进，与突出危险煤层的安全距离应符合现行《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求。4.2.7抽采钻场布置应符合下列规定：1宜布置在围岩地质条件稳定区域：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抽采钻孔设计应符合下列规定：1钻孔参数应满足抽采效果要求；2钻孔直径应根据煤层硬度、突出危险性和地应力等确定；3钻孔间距应根据煤层透气性系数、抽采时间和钻孔有效抽采半径确定。4.2.9封孔材料选择应符合下列规定：1J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，亦可选用聚氨酯、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发育程度、封孔材料、孔口负压等因素确定，并应符合下列规定：1穿层预抽钻孔封孔段长度不应小于5m，顺层钻孔的封孔段长度不应小于8m：2抽采卸压瓦斯钻孔封孔段长度应满足抽采浓度要求邦不应小于 7m。4.3地面钻井抽采4.3.1地面钻并预抽应符合下列规定：:16·

1有突出危险煤层的新建矿井必须先抽后建；矿并建设升工 前，应对首采区突出煤层进行地面钻井预抽瓦斯，且预抽率应达到 30%以上； 2应根据地形、储气层条件等选择并型；生产矿并近期开采 区域预抽，宜米用直立井； 3应符合煤层气开米相关标准的要求。

前，应对首采区突出煤层进行地面钻并预抽瓦斯，且预抽率应达到 30%以上； 2应根据地形、储气层条件等选择并型；生产矿并近期升采 区域预抽，宜米用直立井； 3应符合煤层气开米相关标准的要求。 4.3.2具备下列条件之一的矿井，可采用地面钻井抽采采动区 瓦斯： 1 开采煤层群矿井，回采工作面上邻近层瓦斯涌出量大： 2 采动稳定区瓦斯资源丰富，具有经济开采价值。 4.3.3 地面钻井并位选择应符合下列规定： 1 应避开滑坡、塌、泥石流等地质灾害易发地带； 2 应避免井孔穿过断层、陷落柱及强含水层等地质构造； 3 应满足长时间、大面积抽米要求。 4.3.44 钻井井身结构应根据地层、煤层埋藏深度等因素确定，可 采用二开或三开，在保证安全的前提下，应简化并身结构。 4.3.5采动区抽采钻井套管结构应符合下列规定： 1表土段表层套管卜端应深人基岩20m～35m； 2进入采动裂隙带及煤层段的生产套管应采用筛管，管外可 不固定，并应设防止断管的防护装置。 4.3.6地面抽气管应采用波纹金属软管与生产套管井口装置连 接，并应在井口安装压力表、流量计、瓦斯浓度检测孔、低压闸阀

4.3.2具备下列条件之一的矿井，可采用地面钻并抽采采动区

采用二开或三开，在保证安全的前提下，应简化并身结构。

1表土段表层套管下端应深人基岩20m～35m； 2进入采动裂隙带及煤层段的生产套管应采用筛管， 不固定，并应设防止断管的防护装置。

4.3.6地面抽气管应采用波纹金属软管与生产套管井口装

接，并应在井口安装压力表、流量计、瓦斯浓度检测孔、低压 放水装置、放空管、避雷针、防爆器等装置

41.3.7地面钻并抽采管路的选型和敷设应符合本标准第5.2

的要求，抽采设备的选型应符合本标准第5.3节的要求

5.1.1突出矿井必须建立地面永久瓦斯抽采系统。有下列情况 之一的矿井，必须建立地面永久瓦斯抽采系统或井下移动瓦斯抽 采系统： 1任一采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m/min或任一掘进 工作面瓦斯涌出量大于3m/min，且用通风方法解决瓦斯问题不 合理的。 2矿并绝对瓦斯涌出量达到下列条件的： 1大于或等于40m/min 2)年产量1.0Mt～1.5Mt的矿井，大于30m/min; 3)年产量0.6Mt～1.0Mt的矿井,大于25m/min; 4)年产量0.4Mt~0.6Mt的矿井，大于20m/min; 5）年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m/min。 5.1.2同时采用预抽煤层瓦斯和抽采米空区瓦斯两种抽采方法 的矿井，应分别建立高、低负压抽米系统。 5.1.3瓦斯抽采泵站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。

5.1.1突出矿井必须建立地面永久瓦斯抽采系统。有下列情况

并下瓦斯抽采管路敷设应符合下列规定：

并下瓦斯抽采管路敷设应符合下列规定：

1主干管应根据矿井开拓部署、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敷设路径： 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主干管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，应采取必要的安全防护措施； 4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、十管、支管中不同的瓦斯流量 按下式分别计算：

Qt. d = 0.1457 V

5.2.4抽采管路管材宜选用金属管材。若选用非金

5.2.4抽采管路管材宜选用金属管材。若选用非金属管材，必须 具有煤矿许用合格证、煤安标志（MA）和由质检部门出具的抗静 电、抗冲击、耐腐蚀、阻燃等鉴定资料。 5.2.5管路摩擦阻力应根据管路管径、流量分段计算，各段管路

具有煤矿许用合格证、煤安标志（MA）和由质检部门出具的抗静 电、抗冲击、耐腐蚀、阻燃等鉴定资料。

H = 69 X 105 2 + 192. 2 od LpQ: PT PT.

T=273+t T。 = 273 + 20

5.2.6管路局部阻力可取摩擦阻力的10%

1抽采管路应具有良好的气密性、足够的机械强度，并应采 取防腐蚀、防漏气、防砸坏、防静电等措施，通往井下的金属管路应 采取防雷接地措施： 2在沿巷道底板敷设管路时，应采用高度0.3m以上的支撑 敦，并应保证每节管子下面有两个支撑墩； 3在倾斜巷道中敷设管路时，应采取防滑措施； 4管路应平直敷设，并应避免急转弯或折返，减少弯头数目； 管路应保持一定的坡度，其坡度应根据港道的坡度确定，并不宜小 于1%； 5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，并应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； 6并下敷设管路应采用法兰盘或快速接头连接； 7管路安装后应按规定进行气密性检验，并应符合有关规范 要求； 8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 9抽采管路不应与电缆敷设在巷道的同一侧； 10抽采管路与其他管道敷设在同一巷道内时，应采用不同 颜色或标志进行区分。 5.2.8 地面管道布置及敷设应符合下列规定： 1 应采用架空或直理方式； 2 应避免布置在车辆通行频繁的主十道旁； 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： 5管道不得从地下穿过房屋或其他建（构）筑物，也不宜穿过 其他管网，当必须穿过其他管网时，应按有关规定采取措施

5.2.9抽采管路附属装置及设施应符合下列规定：

1主管、十管、支管、钻场连接处应装设瓦斯计量装置； 2钻场、管道垂直拐弯、低洼、温度突变处应设置放水器，间 距取500m~800m，最大不超过1000m； 3在管路的适当部位应设置除渣装置； 4管路分岔处应设置控制阀门，并宜选择自动手动两用阀， 规格应与安装地点的管径相匹配： 5地面主管直理时，阀门应设置在观察井内；观察并应位于 地表以下，并应采用不燃性材料砌成，且不应透水； 6抽采钻孔连接管宜设抽采负压和瓦斯浓度检测孔，并宜安 设控制阀门。

H,=hrm十hr,十hki H. = hom +hsi +he

由采泵工况压力应按下式计算

式中：P。—抽采泵工况压力(Pa); P,一抽采泵站的大气压力(Pa)

5.3.3标准状态下抽采系统流量应按下式计算

GB/T 26930.11-2014 原铝生产用炭素材料 煤沥青 第11部分 动态粘度的测定Q = C,X n. Qs × K,

式中: Qg 一工况状态下单台抽采泵流量（m"/min）； n—工作泵台数(台）; P，一一抽采泵人口绝对压力(Pa); T,一一抽采泵人口气体温度为 t 时的绝对温度(K); t一一抽采泵人口的气体温度(℃）。

3.5抽采设备选型应符合下

1抽采设备应配备防爆电机； 2矿并瓦斯抽采设备能力，应满足瓦斯抽采系统服务范围或 服务年限10a～15a内的最大瓦斯抽采量和最大抽采负压要求； 3各抽采系统抽采泵及附属设备应分别至少备用一套，备用 泵能力不得小于运行泵中最大一台单泵的能力。

1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、陷区及架空电力线路等； 2泵房距进风井口和主要建筑物不应小于50m； 3泵站内各建（构）筑物间安全距离应符合现行国家标准《建 筑设计防火规范》GB50016和《爆炸危险环境电力装置设计规范 B50058的有关规延； 4泵站应设置防雷电、防洪涝及防冻等附属设施。 6.1.2并下移动瓦斯抽米泵站设置应符合下列规定： 1泵站位置应选择在稳定、坚硬的岩层中，并宜避开较大的 断层、含水层、松软岩层、煤与瓦斯突出煤层，不应受采动影响； 2泵站应设置在碱室或进风巷中； 3泵站设置地点应有利于泵站设备运输、安装、T.艺系统布 置及检修。

6.2.1瓦斯抽采泵站应有两回直接由变（配）电所馈出的供电线 路，井应符合下列规定： 1两回供电线路应来自不同的变压器（或母线段），线路上不 应分接任何负荷； 2瓦斯抽采泵的控制回路和辅助设备GB/T 27309-2014 合格评定 能源管理体系认证机构要求，必须有与生要设备同 等可靠的备用电源。

地面瓦斯抽采泵站内的电气设备宜布置在爆炸危险区域