GB 50471-2018 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国家标准煤矿瓦斯抽采工程设计标准GB 50471-2018 会中国计划出版社出版发行网划:，www.jhpress. com 地址:北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座3层邮政编码，100038 电话[phone] (发行部)三河富华印刷包装有限公司印刷850mm X 1168mm 1/32 2.75印张68千字2018年8月第l版2018年8月第1次印刷食统一书号，155182 . 0315 定价17.00元版权所有侵权必究侵权举报电话[phone] 如有印装质量问题，请寄本社出版部调换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:[phone])，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?。JUAqnwdnynucdRUE-nb。00。qLA唯ATA哇问CU勺勺oonu-A1A-A1i1A1A1A9uq92929u?。L量量量民抽采如可抽t川冲及及川川U川川UuuuUU川控UFA量量uuUHHUU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JM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JJJ瓦jjJ4安JJ节。JU向Lqan4UAATAATAATRURUEdpORVPDPOqr71inLqJAaRuphuin6 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(200C、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;W1一一预抽达标瓦斯含量;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;一一管路壁厚;一一容许压力;。一一标准状态下的混合瓦斯运动教度;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;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 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CMm3); RI一一可采煤层瓦斯资源量(Mm3); (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CMm3); 凡一一受采动影响围岩瓦斯资源量(Mm3); 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X(WO 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.1= R3 X Kw (3.1.2-6) 式中:Rc一一矿井可抽瓦斯量(Mm3); R1c一一可采煤层可抽瓦斯量(Mm3); R2 不可采煤层可抽瓦斯量(Mm3); R3c-一围岩可抽瓦斯量(Mm3); 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= L:Qh十二Qj+L:Q, Q KiIJILzAfX (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 Qc = 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(m3/min) ; Qy -采掘前预抽瓦斯量(m3/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(m3/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(m3/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(m3/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(m3/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8m3/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 m3/(min. hm)J ; 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(m2); Qbc -一一工作面回采期间本煤层预抽量(m3/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20%60%; Qxk一二现有采空区瓦斯抽采量(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%，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30%50%。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Wj(m3/t)1000 8.0 1001-2500 主二7.02501-4000 6.0 4001-6000 5. 5 6001-8000 4二5.08001- 10000 主二4.5 10000 主三4.03.2.4 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;k(3. 2. 4-1) 式中:也一一抽采达标要求的瓦斯抽采量(m3/min) ; Q 绝对瓦斯涌出量(m3/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Q(m3/min)矿井瓦斯拍采率飞(%)Q20 二，2520Q40 二d540Q80 二主 4080:;:三Q160二主 45160Q300 二，50300QGB50215的有关规定。 31 附录A煤层瓦斯抽采难易程度分类A.O.l 煤层预先抽采时，煤层瓦斯抽采难易程度可按表A.O. 1 划分。表A.0.1 煤层瓦斯抽采难易程度也li孔瓦斯f(;i量;衰i成系数;煤层透气性系数类m / ( MPa . d)J (d-I) 容易抽采 10 可以抽采o. 0030. 050 IOO. 1 较难拍采 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3%13%，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L3)1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. 98Mm3，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、18.50m3/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%、60%0 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关内容，可达到的瓦斯抽采量是指设计的抽采方式方法在当前抽采技术条件下所能达到的最大抽采量，需要说明的是该值实质是一个抽采强度值，即单位时间内的抽采量，与抽采总量本质不同。可达到的瓦斯抽采量与抽采方法、钻场及钻孔间距等、煤层透气性系数等密切相关，目前尚无明确统一的计算方法，有关规程规范、教材、手册等也未涉及如何确定瓦斯抽采量的问题，但该问题又是确定瓦斯抽采系统能力所必需的，因此，本次修订特补充该项内容。瓦斯抽采的方式方法很多.按瓦斯汇集来源分为本煤层抽采、邻近层抽采和采空区抽采;按抽采机理分为抽采未卸压瓦斯和抽采卸压瓦斯;按汇集瓦斯的方法分为钻孔抽采、巷道抽采和?昆合式抽采;按开采情况分为采前预抽、回采期间的抽采和开采后的采空区抽采等。本条第一层次按瓦斯抽采与采掘的先后关系来进行预测统计，分为采掘前预抽、采掘期间抽采和采后采空区抽采，这里采掘前预抽指对尚未形成工作面的区段煤层或已形成工作面的回采区域预抽和煤巷条带预抽;采掘期间抽采包括回采工作面生产 46 期间继续预抽本煤层、上下邻近层和围岩卸压瓦斯抽采、煤巷掘进时边掘边抽等;采后采空区抽采包括现有采空区抽采及老采空区抽采。第二层次再按抽采地点统计。在预计可达到的瓦斯抽采量过程中应注意以下几点:(1)投产初期采掘工作面往往位于煤层露头附近，瓦斯含量较小，瓦斯抽采量较小，随着开采深度的增大，瓦斯含量增加，瓦斯抽采量增大，因此预计瓦斯抽采量时不能仅考虑投产初期瓦斯抽采量，应根据采、掘、抽接替计划安排，并结合煤层瓦斯赋存情况和煤层开采顺序分析确定在瓦斯抽采系统服务年限内何时瓦斯抽采量将达到最大，并预计此时瓦斯抽采量。(2)预计采掘前预抽瓦斯量、采掘期间瓦斯抽采量和采后采空区抽采量时，应根据设计的抽采方式方法和具体抽采点数量确定。如临近层卸压瓦斯量很小，设计也并未考虑抽采|临近层卸压瓦斯，即不必预计邻近层卸压瓦斯抽采量。另外采掘期间瓦斯抽采量计算式(3.2.3-6)虽未考虑煤巷掘进时边掘边抽瓦斯量，设计中可根据按钻孔控制范围和抽采时间接计算式(3.2.3-5)预测或依据类似矿井经验评估煤巷掘进时边掘边抽瓦斯量，并将其考虑采掘期间瓦斯抽采量中即可。(3)本标准也未考虑到厚煤层分层开采的情况，若开采上分层需抽采下分层卸压瓦斯时，可参考预计邻近层卸压瓦斯抽采量的方法预计下分层卸压瓦斯抽采量，并将其考虑采掘期间瓦斯抽采量中即可。(4)在预计煤层区段或工作面回采区域预抽瓦斯量、煤巷条带或石门揭煤区域预抽瓦斯量、回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量时均有一个瓦斯抽采不均衡系数，兰者含义完全一致，但取值略有不同。在预计煤层区段或工作面回采区域预抽瓦斯量时，由于抽采的负压作用可能将围岩或抽采区域范围之外的一部分瓦斯抽出，但相对于预抽区域而言该部分瓦斯所占比例较小，因此瓦斯抽采不均衡系数取l.051.2趴在预计煤巷条带或石门揭煤区域 47 预抽瓦斯量时，由于煤巷条带为狭窄的长条状、石门揭煤区域范围较小，