瓦斯課程設(shè)計(jì)---礦井瓦斯抽采系統(tǒng)管路選擇及阻力計(jì)算

1、<p>　　《礦井瓦斯防治技術(shù)》課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目：礦井瓦斯抽采系統(tǒng)管路選擇及阻力計(jì)算</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、瓦斯防治的目的和意義 ···········

2、83;··········</p><p>　　二、采面概況·····················&#

3、183;········</p><p>　　三、13號(hào)煤層抽放難易程度判段·····················

4、3;·········</p><p>　　四、不同巷道抽采量與平均濃度·····················&

5、#183;·········</p><p>　　五、瓦斯抽放管徑選擇·····················&#

6、183;···········</p><p>　　六、管路摩擦阻力計(jì)算···················

7、83;·············</p><p>　　七、瓦斯抽放管路布置圖（附圖一）················

8、3;·············</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)的目的和意義 </p><p>　　目的：了解煤礦瓦斯災(zāi)害特征及機(jī)理。</p><p>

9、　　掌握煤礦瓦斯災(zāi)害預(yù)防措施。</p><p>　　熟悉煤礦瓦斯災(zāi)害防治新技術(shù)。</p><p>　　熟悉煤層瓦斯抽放方法及原理。</p><p>　　掌握煤層瓦斯抽放設(shè)計(jì)及工程管理。</p><p>　　提高和培養(yǎng)學(xué)生文字編寫(xiě)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用的能力。</p><p>　　意義:《瓦斯災(zāi)害防治》課程設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)該課程結(jié)束

10、后進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是課程體系的主要組成部分。其目的是通過(guò)課程設(shè)計(jì)使我們加深對(duì)《瓦斯災(zāi)害防治》，《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》和其它相關(guān)課程所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)的理解，了解瓦斯基礎(chǔ)理論知識(shí)，綜合應(yīng)用理論解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)我們計(jì)算、繪圖和設(shè)計(jì)能力，及解決實(shí)際問(wèn)題的操作能力，為畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)后從事瓦斯災(zāi)害防治工作奠定基礎(chǔ)。</p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><

11、;p>　　1）《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》（2009）；</p><p>　　2）《煤礦安全規(guī)程》（2010）；</p><p>　　3）《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ1026-2006）；</p><p>　　4）《煤礦瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50471-2008）；</p><p>　　5）《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ1027-200

12、6）。</p><p><b>　　一、采煤概況</b></p><p>　　某礦一采區(qū)采用上山開(kāi)采13號(hào)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(qiáng)度為0.011 (m3/min.100m)， 鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)0.0324 (d-1)。</p><p>　　采區(qū)內(nèi)布置有1個(gè)回采工作面、1

13、個(gè)準(zhǔn)備工作面和3個(gè)掘進(jìn)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(zhǔn)備回采工作面采用上、下順槽分別施工煤層順層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯；掘進(jìn)工作面采用巷幫鉆場(chǎng)施工煤層巷幫鉆孔配合正前煤層順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶區(qū)域瓦斯，掘進(jìn)期間巷幫鉆孔邊掘邊抽。</p><p>　　已知各段巷道的長(zhǎng)度為：</p><p>　　請(qǐng)依據(jù)《AQ 1027-2006 礦井瓦斯抽放規(guī)范》判

14、斷13號(hào)煤層抽放難易程度，分別選取主管和支管（管徑）并添加在圖中，然后計(jì)算抽放系統(tǒng)各段管路的抽放阻力。</p><p>　　圖1 礦井瓦斯抽采方法示意圖</p><p>　　參考資料：標(biāo)準(zhǔn)抽放管路內(nèi)徑規(guī)格</p><p>　　二、13號(hào)煤層抽放難易程度判斷</p><p>　　《AQ 1027-2006 礦井瓦斯抽放規(guī)范》把末卸壓煤層，煤層瓦

15、斯抽放的難易程度可劃分為三類,見(jiàn)表1</p><p>　　表1 煤層瓦斯抽放難易程度表</p><p>　　已知條件：13號(hào)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(qiáng)度為0.011 (m3/min.100m)， 鉆孔自然瓦斯流量衰減系數(shù)0.0324 (d-1)。</p><p>　　對(duì)照煤層瓦斯抽放難易程度表13號(hào)

16、煤層的抽放難易程度為：可以抽放</p><p>　　對(duì)煤層的不同抽放難易程度應(yīng)采取不同的瓦斯抽放方法：</p><p>　　1、煤層透氣性較好、容易抽放的煤層，宜采用本層預(yù)抽方法，可采用順層或穿層布孔方式。</p><p>　　2、煤層透氣性較差、采用分層開(kāi)采的厚煤層。可利用先采分層的卸壓作用抽放來(lái)采分層的瓦斯。</p><p>　　3、單一

17、低透氣性高瓦斯煤層．可選用加密鉆孔、交叉鉆孔、水力割縫、水力壓裂、松動(dòng)爆破、深孔控制頂裂爆破等方法強(qiáng)化抽放。煤與瓦斯突出危險(xiǎn)嚴(yán)重煤層，應(yīng)選擇穿層網(wǎng)格布孔方式。</p><p>　　4、煤巷掘進(jìn)瓦斯涌出量較大的煤層，可采用邊掘邊抽或先抽后掘的抽放方法。</p><p>　　三、不同主巷道段的純抽采量與平均濃度</p><p>　　根據(jù)礦井巷道布置圖，分支管道與主管道的

18、匯合關(guān)系，當(dāng)多趟管路混合時(shí)其濃度，按總純流量和總混合流量計(jì)算混合濃度。</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果如下表：</b></p><p><b>　　表2</b></p><p>　　四、瓦斯抽放管徑選擇</p><p><b>　　可按下式計(jì)算：</b></p>

19、;<p>　　D = 145.7 </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　D ——瓦斯管內(nèi)徑，mm；</p><p>　　Q ——管內(nèi)瓦斯流量，m3/min；</p><p>　　V——瓦斯在管路中的平均流速，m/s ，一般取V＝10m/s～15m/s。</

20、p><p>　　管內(nèi)瓦斯流量Q是純瓦斯抽采量與平均濃度的比值即瓦斯的混合流量，這里V取值為10m/s。</p><p>　　資料查的標(biāo)準(zhǔn)抽放管路內(nèi)徑規(guī)格如下表：</p><p>　　對(duì)于計(jì)算值要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)抽放管路內(nèi)徑規(guī)格選取合理的管路內(nèi)徑</p><p>　　由以上計(jì)算結(jié)果如下： </p><p>　　五、管路摩擦阻力計(jì)算&

21、lt;/p><p>　　計(jì)算直管摩擦阻力，可按下式計(jì)算：</p><p><b>　　H = </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　H ——阻力損失，Pa；</p><p>　　L——管路長(zhǎng)度，m ；</p><p

22、>　　Q——瓦斯流量，m3/h；</p><p>　　D——管道內(nèi)徑，cm ；</p><p>　　k——與管徑有關(guān)的系數(shù)，見(jiàn)表D.1;</p><p>　　v——混合瓦斯對(duì)空氣的相對(duì)，見(jiàn)表D.2 </p><p>　　表D.1 不同管徑的系數(shù)k值</p><p>　　由于所取管徑均大于150管徑的系數(shù)k值都取0

23、.7</p><p>　　表D.2 在0℃及105 Pa氣壓時(shí)的v 值</p><p>　　管路摩擦主要阻力損失計(jì)算如下:</p><p>　　局部阻力一般按摩擦阻力的10%～20%。管路系統(tǒng)長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜或主管管徑較小者，可按上限取值，反之則按下限取值。</p><p>　　局部摩擦阻力(Pa)計(jì)算如下：</p><p&g