瓦斯災害防治課程設計

1、瓦斯防治課程設計說明書 班級：安 全 09-01 姓名：付 友 鑫 指導老師：王兆豐 楊宏民目錄1、課程設計的目的與任務12、課程設計題目13、技術條件和主要參數(shù)14、抽放瓦斯的必要性和可行性35、瓦斯管道管徑選擇46、管路阻力計算47、附錄61、課程設計的目的與任務 1.1課程設計的性質(zhì)與目的 礦井瓦斯防治技術課程設計是學生學習該課程理論學習結(jié)束后進行的一項實踐教學環(huán)節(jié)，學生通過課程設計加深對礦井瓦斯防治技術和其它課程所學專業(yè)理論知識的理解。綜合應用理論解決實際問題，培養(yǎng)計算、繪圖和設計的能力，為畢業(yè)設計奠定基礎。2.2課程設計的任務  根據(jù)課程設計大綱的要求，完成某綜采

2、工作面本煤層抽放設計，編寫出設計說明書并繪出工作面瓦斯抽放系統(tǒng)圖。3.3課程設計的基本要求，時間安排及成績評定按課程實際大綱規(guī)定執(zhí)行2、課程設計題目 礦井瓦斯抽采系統(tǒng)管路選擇及阻力計算。3、技術條件和主要參數(shù) 某礦一采區(qū)采用上山開采13號煤層，已知煤層透氣性系數(shù)=0.1045 m2/MPa2·d，百米鉆孔初始瓦斯涌出強度為0.011 (m3/min.100m)， 鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)0.0324 (d-1)。采區(qū)內(nèi)布置有1個回采工作面、1個準備工作面和3個掘進工作面，如圖所示?；夭晒ぷ髅嬖谏稀⑾马槻鄯謩e施工煤層順層鉆孔邊采邊抽回采區(qū)域瓦斯；準備回采工作面采用上、下順槽分別施工煤層

3、順層鉆孔預抽煤層瓦斯；掘進工作面采用巷幫鉆場施工煤層巷幫鉆孔配合正前煤層順層鉆孔預抽煤巷條帶區(qū)域瓦斯，掘進期間巷幫鉆孔邊掘邊抽。已知各段巷道的長度為：巷道段編號長度（m）管路類型抽采純量（m3/min）平均濃度（%）12200主管231500主管34230主管4530主管56230主管6730主管78230主管8930主管3101350支管7.0504111350支管7.0505121800支管7.0506131800支管7.050714960支管5.0408151750支管5.040916800支管5.040請依據(jù)AQ 1027-2006 礦井瓦斯抽放規(guī)范判斷13號煤層抽放難易程度，分別選取

4、主管和支管（管徑）并添加在圖中，然后計算抽放系統(tǒng)各段管路的抽放阻力。圖1 礦井瓦斯抽采方法示意圖參考資料：標準抽放管路內(nèi)徑規(guī)格序列12345678910內(nèi)徑mm25385075100125150175200225序列11121314151617181920內(nèi)徑mm2502753003253503754004254504751 同一趟管路中流量不同時，按管路中最大流量計算管徑及阻力；2 多趟管路混合后的濃度，按總純流量和總混合流量計算混合濃度。4、抽放瓦斯的必要性和可行性4.1抽放瓦斯的必要性由瓦斯的平均濃度可知，該煤層的抽放量穩(wěn)定，瓦斯?jié)舛仍?0%以上，應該考慮利用瓦斯。4.2抽放瓦斯的可行性

5、依據(jù)AQ 1027-2006 礦井瓦斯抽放規(guī)范中煤層瓦斯抽放難易程度表4-1可知13號煤層抽放難易程度為可以抽放。表4-1 煤層瓦斯抽放難易程度表類別鉆孔流量衰減系數(shù)d-1煤層透氣性系數(shù) Mpa2·d容易抽數(shù)<0.003>10可以抽放0.0030.05100.1較難抽放>0.05<0.15、瓦斯管道管徑選擇 瓦斯管直徑選擇的恰當與否對抽采瓦斯系統(tǒng)的建設投資及抽采效果均有影響。直徑太大。投資就多；直徑過小，阻力損就大。 管道內(nèi)徑計算 D = 0.1457   式中：D瓦斯管道內(nèi)徑m     Q管道混合瓦

6、斯流量m3/min    V管道中混合瓦斯的經(jīng)濟流速，m/s，一般取V10m/s15m/s。此處V=12m/s瓦斯管道管徑計算結(jié)果見附錄1。6、管路阻力計算6.1摩擦阻力抽采管路的摩擦阻力與管路的流量、長度、內(nèi)徑等參數(shù)相關，其中的管路長度應考慮最不利的情況，如采區(qū)內(nèi)最遠的工作面。 抽采管路摩擦阻力計算公式 式中 H 摩管路的摩擦阻力計算，pa； L管路長度，取2000m； K與管徑有關的系數(shù)，取0.71； D瓦斯管路內(nèi)徑，cm； Q抽采混合瓦斯量，m3/h； 混合瓦斯對空氣的密度比，取值見附錄2。6.2局部阻力 局部阻力可用估算法計算，一般取摩擦阻力的 10%20

7、%。管路系統(tǒng)長，網(wǎng)絡復雜或主管管徑較小者，可按上限取值；反之，則按下限取值。 取摩擦阻力的15%計算 6.3管網(wǎng)總局部阻力 瓦斯抽采管網(wǎng)系統(tǒng)的總阻力 式中 H 摩摩擦阻力，Pa； H 局局部阻力，Pa。計算結(jié)果見附錄1。7、附錄 附表1 瓦斯管徑和阻力計算表巷道段編號長度L（m）管路類型抽采純量（m3/min）瓦斯流量Q（m3/min）平均濃度（%）Q/V管徑D(m)最后選值（mm）摩擦阻力HZ（Pa）12200主管4393.5469.350.414250.98613.657624231500主管4393.5469.350.414250.984602.43 34230主管3679.5457.9

8、50.373750.98953.84 4530主管2965.5446.550.343500.98119.19 56230主管2251.5435.150.33000.991235.89 6730主管1537.5403.750.262750.99131.95 78230主管1025402.50.212250.991226.31 8930主管512.5401.250.151500.99303.66 3101350支管714501.40.161750.987850.47 4111350支管714501.40.161750.987850.47 5121800支管714501.40.161750.9810

9、467.30 6131800支管714501.40.161750.9810467.30 714960支管512.5401.250.151500.999717.18 8151750支管512.5401.250.151500.9917713.62 916800支管512.5401.250.151500.998097.65 合計 =81350.93+12202.64=93553.57 附表2 在0及105 Pa氣壓時的值瓦斯?jié)舛?123456789010.9960.9910.9870.9820.9780.9730.9690.9540.960100.9550.9510.9470.9420.9380.9330.9290.9240.9200.915200.9110.9060.9020.8980.8930.8890.8810.8800.8750.871300.8660.8620.8570.8530.8480.8440.8400.8350.8310.826400.8220.8170.8130.8080.8400.7990.7950.7910.7860.782500.7770.7730.7560.7640.7590.7550.7500.7460.7420.737600.7330.7280.7240.7190.7150.7100.7060.7010.6970.693700.688