MT 5018-1996 矿井抽放瓦斯工程设计规范.doc

MTUDC 中华人民共和国行业标准 P MT 5018-96 矿井抽放瓦斯工程设计规范code for design of the gas drainageengineering of coal mine19960612 发布 19970101 实施中华人民共和国煤炭工业部 发布中华人民共和国行业标准矿井抽放瓦斯工程设计规范code for design of the gas drainageengineering of coal mineMT 5018-96主编单位：煤炭工业部重庆设计研究院批准部门：中华人民共和国煤炭工业部施行日期：1997年1月1日煤 炭 工 业 出 版 社关于发布矿井抽放瓦斯工程设计规范的通知煤基字1996第263号根据国家计委计综合1993110号文的要求，由煤炭工业部重庆设计研究院编制的矿井抽放瓦斯工程设计规范，已经有关单位会审。现批准矿井抽放瓦斯工程设计规范MT5018-96为强制性行业标准，自1997年1月1日起施工。本规范的管理和解释由煤炭工业部负责。中华人民共和国煤炭工业部一九九六年六月十二日编制说明本规范根据国家计委计综合1993110号文的要求，由煤炭工业部重庆设计研究院编制而成。本规范在编制过程中，编制组进行了广泛深入的调查研究，总结了数十年来国内外矿井抽放瓦斯的实践经验，分析了我国有关抽放瓦斯技术政策的实施效果及存在的问题，结合我国国情，采用了抽放瓦斯的新技术、新工艺及新的科研成果，广泛征求了设计、生产、科研及管理部门的意见，最后，由煤炭工业部组织审查定稿。本规范共分七章，主要内容有：总则，一般规定，年抽放量及抽放年限，抽放方法，抽放管路系统及抽放设备，抽放站，安全与监控等。本规范系初次制订，各单位在执行过程中，请结合设计、生产实践和科学研究，不断总结经验，积累资料。需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄交煤炭工业部重庆设计研究院，以便今后修改完善。1996年1月目 次1、总则2、一般规定3、年抽放量及抽放年限4、抽放方法4.1一般规定4.2抽放方法与布孔方式4.3封孔5、抽放管路系统及抽放设备6、抽放站7、安全与监控附录 本规范用词说明附加说明附条文说明1、总则1.0.1为了进一步贯彻执行煤矿安全规程和煤炭工业矿井设计规范，保证工程安全，提高设计质量，特制订本规范。1.0.2本规范适用于新建、改（扩）建及生产矿井的抽放瓦斯工程设计。1.0.3抽放瓦斯工程设计，除应遵守规范的规定外，尚应符合国家现行的有关标准和规范的要求。2、一般规定2.0.1抽放瓦斯工程设计应体现安全第一、技术经济合理原则，从我国国情出发，因地制宜采用新技术、新工艺、新设备、新材料。2.0.2新建矿井抽放瓦斯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）建及生产矿井还应以生产地质情况和有关瓦斯资料为依据。2.0.3矿井或采掘工作面瓦斯涌出量较大，采用通风方法解决瓦斯问题不合理时，应抽放瓦斯。建立抽放瓦斯系统应符合现行的矿井瓦斯抽放管理规范的有关规定。2.0.4抽放瓦斯设计应与矿井开采设计紧密结合，合理安排掘进、抽放、回采三者间的超前与接替关系，保证有足够的抽放时间，提高抽放效果。2.0.5矿井抽放瓦斯站的建设方式，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：a)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。b)矿井抽放瓦斯量较大且瓦斯利用点分散。c)一套抽放瓦斯系统难以满足要求。2.0.6钻机台月效率，应根据邻近矿井或同类型生产矿井的平均先进指标确定，并应符合现行的矿井瓦斯抽放管理规范的有关规定。2.0.7矿井抽放瓦斯工程设计，应与矿井开采设计同步进行。分期建设、分期投产的矿井，抽放瓦斯工程可一次设计，分期建设、分期投抽。2.0.8抽放瓦斯工程设计应进行矿井瓦斯资源的利用评价。3、年抽放量及抽放年限3.0.1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。可按下式计算：W=W1+W2+W3 （3.0.1-1）式中W矿井瓦斯储量，Mm3；W1可采煤层的瓦斯储量，Mm3；W1= （3.0.1-2）A1i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；W2= （3.0.1-3）A2i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） （3.0.1-4）K围岩瓦斯储量系数，一般取K=0.050.20。3.0.2矿井设计年抽放瓦斯量或矿井设计年抽放瓦斯规模按设计的日抽放瓦斯量乘以矿井设计年工作日数计算。其计算式为：Qa=NQd （3.0.2）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。3.0.3设计瓦斯抽放率，可根据煤层瓦斯抽放难易程度、瓦斯涌出情况、采用的抽放瓦斯方法等因素综合确定；也可参照邻近生产矿井或条件类似矿井数值选取。抽放率指标应符合现行的矿井瓦斯管理规范的有关规定。3.0.4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。4、抽放方法4.1一般规定4.1.1选择抽放瓦斯方法，应根据煤层赋存条件、瓦斯来源、巷道布置、瓦斯基础参数、瓦斯利用要求等因素技术经济比较确定。并应符合下列要求。a)尽可能利用开采巷道抽放瓦斯，必要时可设专用抽放瓦斯巷道。b)适应煤层的赋存条件及开采技术条件。c)有利于提高瓦斯抽放率。d)抽放效果好，抽放的瓦斯量和浓度尽可能满足利用要求。e)尽量采用综合抽放。f)抽放瓦斯工程系统简单，有利于维护和安全生产，建设投资省，抽放成本低。4.1.2专用抽放瓦斯巷道的位置、数量应能满足选用的抽放方法的要求，达到良好的抽放效果、专用抽放瓦斯巷道的位置还应符合下列要求：a)保证有必要的抽放时间，有较大的抽放范围。b)采用矿井全压通风，巷道风速不利低于0.5m/s。抽放瓦斯难易程度分类 表 4.1.3类别钻孔流量衰减系数(d-1)煤层透气性系数(m2/Mpa2d)容易抽放0.00310可以抽放0.0030.05100.1较难抽放0.050.14.1.3对未卸压的原始煤层，抽放瓦斯的难易程度可划分为三类，见表4.1.3。4.2抽放方法与布孔方式4.2.1开采层抽放瓦斯方法可按下列要求选择：a)煤层透气性较好，宜采用本层预抽方法，一般优先考虑沿层布孔方式；当突出危险性大时，可选择穿层布孔方式。b)透气性较差，有一定倾角的分层开采煤层，宜采用边采边抽的卸压抽放方法。c)单一低透气性高瓦斯煤层，可选用密集网格钻孔、水力割缝、水力压裂、松动爆破、深孔控制卸压爆破、物理化学等方法强化抽放。d)煤巷掘进瓦斯涌出量较大的煤层，可采用边掘边抽或选抽后掘的卸压抽放方法。4.2.2邻近层抽放瓦斯方法可按下列要求选择：a)开采近距离煤层群，宜采用从工作面巷道向邻近层打穿层钻孔抽放瓦斯的方法。b)层间距较大的倾斜、急倾斜煤层群，可采用从开采层顶（底）板岩石巷道打钻孔抽放瓦斯的方法。4.2.3埋藏浅、瓦斯含量高的厚煤层或煤层群，有条件时，可采用地面钻孔抽放瓦斯的方法。4.2.4采空区抽放瓦斯应符合下列要求：a) 老采空区应选用全封闭式抽放方法。b)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，有煤柱及无煤柱斜交钻孔法，插管法等抽放方法，并应采取措施，提高抽放浓度。c)对有煤层自燃倾向的采空区，必须采取预防煤层自燃的措施。4.2.5对矿井瓦斯涌出来源多、分布范围广、煤层透气性差、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。4.2.6钻场钻孔布置应符合以下要求：a)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。b)尽量利用现有的开拓、准备和回采巷道布置钻场。c)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。d)邻近层卸压抽放，应将钻孔打在采煤工作面所形成的裂隙带内，并避开冒落带。e)强化抽放布孔方式应根据所采取的措施确定，除应取得好的抽放效果外，还应考虑施工方便。f)采取边采边抽时，宜让钻孔方向与开采推进方向相迎，避免采动首先破坏孔口或钻场。g)钻孔方向应尽可能正交或斜交煤层层理。h)穿层钻孔终孔位置，应在穿过煤层顶（底）板0.5m处。4.3封孔4.3.1钻孔封孔设计应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、造价低的要求。4.3.2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、并应符合下列要求：a)岩壁钻孔，宜采用封孔器封孔。b)煤壁钻孔，宜采用充填材料进行压风封孔。4.3.3封孔材料应根据具体条件优先选用膨胀水泥、聚氨脂等新型材料。在钻孔所处围岩条件较好的情况下，可选用水泥砂浆或其它封孔材料。4.3.4封孔长度应根据钻孔孔口段煤（岩）性质、裂隙发育程度及孔口负压等因素确定，并应符合下列要求：a)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35m。b)孔口段围岩裂隙较发育、或孔口负压很高时，封孔长度可取58m。c)对于在煤壁开孔的钻孔，封孔长度可取810m。4.3.5当采用地面钻孔抽放瓦斯时，抽放结束后应全孔封孔。5、抽放管路系统及抽放设备5.0.1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，并应符合下列要求：a)抽放管路通过的巷道曲线段少、距离短。b)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；抽放瓦斯管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m。c)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。d)管道运输、安装和维护方便。5.0.2抽放瓦斯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，抽放系统管材的备用量可取10%。5.0.3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100mm；当沿竖井敷设抽放管路时，应将管道固定在罐道梁上或专用管架上。5.0.4抽放管路总阻力包括摩擦阻力和局部阻力，磨擦阻力可用低负压瓦斯管路阻力公式计算，局部阻力可用估算法计算，一般取磨擦阻力的10%20%。矿井抽放系统的总阻力，必须按管网最大阻力计算，局部阻力可用估算法计算，一般取磨擦阻力的10%20%。矿井抽放系统的总阻力，必须按管网最大阻力计算。5.0.5矿井抽放瓦斯设备的能力，应满足矿井抽放瓦斯期间或在抽放瓦斯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负压的要求，且应有不小于15%的富裕能力。5.0.6在一个抽放站内，抽放瓦斯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，其备用量可按工作数量的60%计。钻孔备用量按工作台数的60%计。5.0.7抽放管路应具有良好的气密性、足够的机械强度，并应满足防冻、防腐蚀的要求。5.0.8地面管路布置还应符合下列要求：a）尽可能避免布置在车辆通行频繁的主干道旁。b)不得将抽放管路和自来水管、暖气管、下水道管、动力电缆、照明电缆及通讯电缆等敷设在同一条地沟内。c)主干管应与城市及矿区的发展规划和建筑布置相结合。d)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。e)瓦斯管道不得从地下穿过房屋或其它建（构）筑物，一般情况下也不得穿过其它管网，当必须穿过其它管网时，应按有关规定采取措施。5.0.9抽放管路应按下列要求设置附属装置及设施：a)主管、分管、支管及其与钻场连接处应装设瓦斯计量装置。b)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200m300m，最大不超过500m）应设置放水器。c)在抽放管路的适当部位应设置除渣装置和测压装置。d)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。e)地面主管上的阀门应设置在地表下用不燃性材料砌成，不透水的观察井内，其间距为500m1000m。5.0.10抽放管路应保持一定的坡度，一般不小于1。5.0.11当条件合适时，应尽量选用塑料管、玻璃钢管、快速接头等新材料、新设备。6、抽放站6.0.1抽放站位置应符合下列要求：a)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。b)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。c)站房及站房周围20m范围内禁止有明火。d)站房应建在靠近公路和有水源的地方。e)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。6.0.2抽放站建筑应符合下列要求：a)站房建筑必须采用不燃性材料，耐火等级为二级。b)站房周围必须设置栅栏或围墙。6.0.3站房附近管道应设置放水器及防爆、防回火、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。6.0.4泵房内电气设备、照明和其它电气、检测仪表均采用矿用防爆型。6.0.5抽放站应有防雷电、防火灾、防洪涝、防冻等设施。6.0.6抽放站应有双回供电线路。6.0.7站房必须有直通矿井调度室的电话。6.0.8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。6.0.9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。6.0.10废水、噪声和对空排放瓦斯不得超过工业卫生规定指标，否则，应有治理措施。抽放站场地应搞好绿化。6.0.11抽放站建筑用地应符合煤炭工业工程项目建设用地指标的有关规定。7、安全与监控7.0.1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，间距一般预计15m20m。7.0.2抽放管路应采取腐蚀、防漏气、防砸坏、防带电等措施。7.0.3通往井下的抽放管路应采取防雷措施。7.0.4干式抽放瓦斯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。7.0.5矿井抽放瓦斯系统应装设监控设备，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，同时监测水位和抽放站内瓦斯泄漏等。当出现瓦斯浓度过低、瓦斯泄漏和一氧化碳超限等情况时，应能报警和对抽放泵主电源断电。7.0.6抽放站内应配置专用检测各项参数的仪器仪表。附录 本规范用词说明一、为便于在执行本规范条文时区别对待，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”或“可”反面词采用“不宜”。二、条文指定应按其它有关标准、规范执行时，写法为“应按执行”或“应符合规定”。附加说明本规范主编单位和主要起草人名单主编单位：煤炭工业部重庆设计研究院主要起草人：陈先容 吴国基 卢溢洪 王学太 刘运良13