瓦斯灾害防治课程设计--矿井瓦斯抽采系统管路选择及阻力计算

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1、 瓦斯防治课程设计瓦斯防治课程设计 说说 明明 书书 目录 1、课程设计的目的与任务 . 1 2、课程设计题目 . 1 3、技术条件和主要参数 . 1 4、抽放瓦斯的必要性和可行性 4 5、瓦斯管道管径选择 4 6、管路阻力计算 . 4 7、附录 . 6 1 1、课程设计的目的与任务 1.1 课程设计的性质与目的 矿井瓦斯防治技术 课程设计是学生学习该课程理论学习结束后进行的一 项实践教学环节，学生通过课程设计加深对矿井瓦斯防治技术和其它课程所 学专业理论知识的理解。综合应用理论解决实际问题，培养计算、绘图和设计的 能力，为毕业设计奠定基础。 2.2 课程设计的任务 根据课程设计大纲的要求，完

2、成某综采工作面本煤层抽放设计，编写出设计 说明书并绘出工作面瓦斯抽放系统图。 3.3 课程设计的基本要求，时间安排及成绩评定按课程实际大纲规定执行 2、课程设计题目 矿井瓦斯抽采系统管路选择及阻力计算。 3、技术条件和主要参数 某矿一采区采用上山开采 13 号煤层，已知煤层透气性系数=0.1045 m2/MPa2 d，百米钻孔初始瓦斯涌出强度为0.011 (m3/min.100m)， 钻孔自然瓦斯流 量衰减系数 0.0324 (d-1)。 采区内布置有 1 个回采工作面、1 个准备工作面和 3 个掘进工作面，如图所 示。回采工作面在上、下顺槽分别施工煤层顺层钻孔边采边抽回采区域瓦斯；准 备回采

3、工作面采用上、下顺槽分别施工煤层顺层钻孔预抽煤层瓦斯；掘进工作面 采用巷帮钻场施工煤层巷帮钻孔配合正前煤层顺层钻孔预抽煤巷条带区域瓦斯， 掘进期间巷帮钻孔边掘边抽。 2 已知各段巷道的长度为： 巷道段编号巷道段编号 长度（长度（m） 管路类型管路类型 抽采纯量 （抽采纯量 （m3/min） 平均浓度（平均浓度（%） 12 200 主管 23 1500 主管 34 230 主管 45 30 主管 56 230 主管 67 30 主管 78 230 主管 89 30 主管 310 1350 支管 7.0 50 411 1350 支管 7.0 50 512 1800 支管 7.0 50 613 18

4、00 支管 7.0 50 714 960 支管 5.0 40 815 1750 支管 5.0 40 916 800 支管 5.0 40 请依据AQ 1027-2006 矿井瓦斯抽放规范判断 13 号煤层抽放难易程度， 分别选取主管和支管（管径）并添加在图中，然后计算抽放系统各段管路的抽放 阻力。 3 胶带机顺槽 轨道顺槽 1302准备工作面 胶带机顺槽 采区变电所 采区胶带机上山 采区专用回风上山 采区轨道运输上山 -780 13-1轨道大巷 中央变电所 中央水泵房 井下爆破器材库 主水仓 副水仓 主 井 副 井 地面瓦斯 抽采泵站 轨道顺槽 胶带机顺槽掘进 1301综采面 顺槽掘进 胶带机顺

5、槽掘进 5 12 3 4 10 11 12 13 6 7 14 16 15 8 Q1 9 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 图 1 矿井瓦斯抽采方法示意图 参考资料：标准抽放管路内径规格 序列 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 内径 mm 25 38 50 75 100 125 150 175 200 225 序列 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 内径 mm 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 1同一趟管路中流量不同时，按管路中最大流量计算管径及阻力； 2多趟管路混合后的浓度，按总纯流量和总混合流量计算混合浓度。

6、 4 4、抽放瓦斯的必要性和可行性 4.1 抽放瓦斯的必要性 由瓦斯的平均浓度可知，该煤层的抽放量稳定，瓦斯浓度在 30%以上，应该考虑利 用瓦斯。 4.2抽放瓦斯的可行性 依据AQ 1027-2006 矿井瓦斯抽放规范中煤层瓦斯抽放难易程度表4-1 可知13 号煤层抽放难易程度为可以抽放。 表表4-1 煤层瓦斯抽放难易程度表煤层瓦斯抽放难易程度表 类别 钻孔流量衰减系数d-1 煤层透气性系数 Mpa2 d 容易抽数 10 可以抽放 0.0030.05 100.1 较难抽放 0.05 0.1 5、瓦斯管道管径选择 瓦斯管直径选择的恰当与否对抽采瓦斯系统的建设投资及抽采 效果均有影响。直径太大。投资就多；直径过小，阻力损就大。 管道内径计算 D = 0.1457 V Q 式中：D瓦斯管道内径 m Q管道混合瓦斯流量m3/min V管道中混合瓦斯的经济流速，m/s，一般取V10m/s15m/s。此处 V=12m/s 瓦斯管道管径计算结果见附录 1。 6、管路阻力计算 6