目录
1 瓦斯抽采必要性与可行性论证 (1)
1.1瓦斯抽采的必要性论证 (1)
1.2瓦斯抽采的可行性论证 (1)
1.3瓦斯抽采设计的依据 (2)
2 区域防突措施 (3)
2.1矿井概况 (3)
2.2区域防突措施的选择 (3)
2.3保护层开采的可行性分析 (3)
2.4保护范围的划定 (4)
3 瓦斯抽采方法 (8)
3.1煤层B瓦斯抽采设计 (8)
3.2煤层A瓦斯抽采设计 (10)
3.3未保护区卸压瓦斯抽采设计 (13)
4 瓦斯抽采参数 (14)
5 瓦斯抽采管网 (18)
5.1瓦斯管路 (18)
5.2管路阻力计算 (18)
5.3抽采泵选型 (19)
5.4抽采瓦斯泵确定 (20)
1 瓦斯抽采必要性与可行性论证
1.1瓦斯抽采的必要性论证
突出煤层瓦斯含量大，必须建立瓦斯抽采系统且必须是地面瓦斯抽采系统以保降预抽煤层瓦斯的有效性、可靠性，《防治煤与瓦斯突出规定》（以下简称《防突规定》），突出矿井必须建立满足防突工作要求的地面永久瓦斯抽采系统。
高瓦斯矿井采掘过程中瓦斯涌出大,需要根据工作面绝对瓦斯涌出量、工作面产量和矿井瓦斯绝对瓦斯涌出量的要求,建立地面瓦斯抽采系统或井下临时抽采瓦斯系统,但地面瓦斯抽采系统可靠性更高、能力更强,必要时应在高瓦斯矿井建立地面瓦斯抽采系统。《防突规定》规定，一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5 m3 /min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3 m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统。
《煤矿瓦斯抽放规范》规定：有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统：
a) 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min 或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m 3 /min，用通风方法解决瓦斯问题不合理时；
b) 矿井绝对涌出量达到以下条件的：
——大于或等于40m 3 /min；
——年产量 1.0~1.5Mt 的矿井，大于30m 3 /min；
——年产量0.6~1.0Mt 的矿井，大于25m 3 /min；
——年产量0.4~0.6Mt 的矿井，大于20m 3 /min；
——年产量等于或小于0.4Mt 的矿井，大于15m 3 /min；
c) 开采有煤与瓦斯突出危险煤层。
1.2瓦斯抽采的可行性论证
传统的瓦斯抽采需进行抽采可行性论证，论证指标有3项，分别为煤层透气性系数（λ），孔瓦斯流量衰减系数（α）和百米钻孔瓦斯极限抽放量衰减系数（Q i）并根据上述指标，将煤层瓦斯抽采的难易程度进行分类，如表1.2.1所列。
表1.2.1煤层瓦斯抽采难易程度分类
指标 难易程度
钻孔瓦斯流量衰 减系数1
d /-α
百米钻孔瓦斯极 限抽量3i /m Q
煤层透气系数
)](/[23d MPa m ??λ
容易抽放 <0.003 >14400 >10 可以抽放 0.003～0.05 14400～2880 10～0.1 较难抽放
>0.05
<2880
<0.1
1.3瓦斯抽采设计的依据
（1）国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.防治煤与瓦斯突出规定，2009年
（2）国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局,煤矿安全规程， 2001 年 （3）国家安全生产监督管理总局，煤矿瓦斯抽采规范（AQ1027—2006）， 2006 年
（4）国家安全生产监督管理总局，煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026—2006） 2006 年
（5）国家煤矿安全监察局.煤矿瓦斯治理经验五十条.2005年
（6）国务院安全生产委员会办公室，关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作的指导意见，安委办[2008]17号，2008年
（7）国家安全生产监督管理总局，煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保陣系统设计规范（AQ1076_2009）, 2009 年
2 区域防突措施
2.1矿井概况
已知煤系地层从上到下有煤层A和煤层B，煤层倾角12°，为贫煤；煤层A厚2.6m，煤层B厚2.8m，均具有煤与瓦斯突出危险性。A煤层与B煤层距离为75m，A煤层和B煤层工作面均设计走向长1500m，面长120m，其中A煤层工作面平均瓦斯含量为15m3/t，煤层透气性系数为0.003mD；B煤层工作面平均瓦斯含量为10m3/t，煤层透气性系数为0.1mD。
2.2区域防突措施的选择
《防突规定》第四十五条区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式：
预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。
预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施。
由于A煤层的煤层透气性系数λ=0.003<0.1，在不采取其它增透卸压措施的前提下较难抽放，而B煤层的煤层透气性系数λ=0.01，可以抽采。所以可选B煤层为首采煤层作为保护层，进而对A煤层进行卸压瓦斯抽采，进行消突。
2.3保护层开采的可行性分析
（1）《防突规定》关于保护层选取的要求
《防突规定》第四十六条选择保护层必须遵守下列规定：
①在突出矿井开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出危险煤层，除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采条件的情况外，首先开采保护层。有条件的矿井，也可以将软岩层作为保护层开采；
②当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时，综合比较分析，择优开采保护效
果最好的煤层；
③当矿井中所有煤层都有突出危险时，选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采，但采掘前必须按本规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检验；
④优先选择上保护层。在选择开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。（2）保护层的有效保护范围
①A 煤层与B煤层的煤层倾角为12°，属于缓倾斜煤层。参照表2.2.3.4保护层与被保护层之间的最大保护垂距可得缓倾斜和倾斜煤层的最大保护垂距为＜100m。
B 煤层与A 煤层垂距为H=75m，所以该煤层采用下保护层开采保护有效。
②开采下保护层时，不破坏上被保护层的最小层间距离可参用下列公式确定：当α<60°时，H=KMcosα
当α>60°时，H=KMsin(α/2)
式中：H—允许采用的最小层间距离，m；
M—保护层的开采厚度，m；
α—煤层倾角，度；
K—顶板管理系数，冒落法管理顶板时，K取10充填法管理顶板时，K 取6。
所以当开采B煤层作为下保护层时允许最小层间距离H = 10×2.8×cos12°=27.4m。
A煤层与B煤层距离为75m,大于27.4m。故选取B 作为下保护层不会破坏上被保护层。
（3）综上，选取B煤层作为保护层，既能符合《防突规定》达到消突效果，又能不破坏被保护层A煤层，可行性得证。
2.4保护范围的划定
（1）沿倾斜的保护范围
在被保护层中，沿倾斜方向的保护范围可按卸压角划定，如图2.4.1所示。卸压角的大小与煤层倾角、煤系地层的岩石力学性质等因素有关，但主要取决于煤层倾角，应根据矿井实际考察结果确定其卸压角，也可参考表2.4.2的数据进行划分倾向被保护层工作面的保护范围边界。
图2.4.1保护层工作面沿倾斜方向的保护范围
A —保护层；
B —被保护层；
C —保护边界范围线
表2.4.2保护层沿倾斜方向卸压角
由上，根据B 煤层的倾角12°，工作面长度120m ，假设数值连续变化，76.2可得α1=76.2°α2=83.8°,则沿倾斜的有效保护长度：
煤层倾角α（°） 卸压角δ（°） 1 2 3 4 0 80 80 75 75 10 77 83 75 75 20 73 87 75 75 30 69 90 77 70 40 65 90 80 70 50 70 90 80 70 60 72 90 80 70 70 72 90 80 72 80 73 90 78 75 90
75
80 75
80
L 倾斜=120—（
?tan76.275+ ?
tan83.875
）=93.5m
（2）沿走向的保护范围
若保护层采煤工作面停采时间超过3个月且卸压比较充分，则该保护层采煤工作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、停采线及所留煤柱边缘位置的边界可按卸压角δ5=56°?60°划定。如图2.4.3所示。对于不规则煤柱，按照其最外缘的轮廓划出平直轮廓线，并根据保护层与被保护层之间的间距变化，确定煤柱的影响范围。
图2.4.3保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围
A —保护层；
B —被保护层；
C —煤柱；
D —采空区；
E —保护范围；
F —始采线、采止线
A 煤层和
B 煤层工作面均设计走向长1500m ，为方便计算，取卸压角为60°则沿走向的有效保护长度：
L 走向=1500—2×?
tan6075
=1314.4m
（3）最大保护垂距
保护层与被保护层之间的最大保护垂距可参照表2.4.4选取
表2.4.4保护层与被保护层之间的最大保护垂距
煤层类别
最大保护垂距
上保护层
下保护层 急倾斜煤层 <60 <80 缓倾斜和倾斜煤层
<50
<100
在2.3中得证，选取B 煤层为保护层时保护垂距27.4m~100m 。
（4）A 煤层整个工作面的保护
①下延保护层
根据倾斜远距离下保护层开采同水平被保护层的连续卸压保护，在采用倾斜远距离下保护层开采时，按一定卸压角画出卸压边界，则可以发现同水平标高保护层开采后，同水平被保护层只有浅部一部分煤体处于保护层内，而同水平深部大片煤体未能得到卸压保护，采用保护层开采下延的方法可以很好的解决这一问题。 为全部保护到同水平的被保护煤层，在倾向上必须扩大保护层的开采范围，沿倾向延伸保护层的开采下限，保护层开采的下延深度以保护到同水平被保护的开采下限为准。 保护层下延长度：
L 下延=
?tan1275+?
tan76.275
=371.3m
②扩展保护层边界
走向上只要将 B 煤层保护层向分别两边扩界 L 扩界即可将 A 煤层走向上整个保护起来。 各扩界长度：
L 扩界=
?
tan6075
=43.4m
3 瓦斯抽采方法
3.1煤层B瓦斯抽采设计
B煤层具有突出危险性，且设计B煤层为首采煤层，所以需先采取区域防突措施消除突出危险性，才能进行开采。而B煤层的煤层透气性系数为0.1mD，根据表1.2.1煤层瓦斯抽采难易程度分类，可以对B煤层进行采前瓦斯抽采消除突出危险性。
根据煤层B的基本情况（煤层倾角12°，厚2.8m，具有煤与瓦斯突出危险性，工作面平均瓦斯含量为10m3/t，煤层透气性系数为0.1mD）。采用底板岩巷密集穿层钻孔采前抽采煤巷条带瓦斯进行区域瓦斯抽采。
3.1.1底板岩巷密集穿层钻孔采前抽采煤巷条带瓦斯
底板岩巷密集穿层钻孔煤巷条带预抽可在较短的时间内消除煤巷条带的突出危险性，为尽早进人突出煤层、继续采取顺层钻孔预抽消除工作面突出危险贏得了时间。因此，该方法通常结合工作面顺层钻孔预抽一并采用，具有广泛的造应性，是目前不具备保护层开采条件的突出煤层，区域性瓦斯治理的丰要方法。
3.1.2钻孔布置方法
底板岩巷密集穿层钻孔釆前抽采煤巷条带瓦斯是在工作面煤巷(机巷、切眼、风巷)底板15~25m在右的岩层中，布置地板岩巷，构成全负压通风系统；然后在底板岩巷中每隔―段距离布置一个钻场，在钻场中向工作面煤巷位置及煤巷两边需控制范围(《防突蚬定》对钻孔控制范围的要求)施工网格式密集穿层钻孔，采前抽采煤巷条带瓦斯，力争在较短的时间内区域性消除工作面煤巷及其周围需要控制范围煤体危险性，使之具备煤巷掘进的条件。可见，底板岩巷密集穿层钴孔条带釆前抽采是为工炸面煤巷掘进服务的。
以上的煤巷条带采前抽采方法适应于工作面倾斜上、下均为实体煤的条件。如果工作面的上区段已经回采，即工作面风巷紧邻上区段工作面的采空区，煤体已经经历了较长时间的瓦斯排放，则煤体内形成自消除突出危险区；风巷留设3~5 m 的小煤柱时风巷及其掘进需控制范围处于自消除突出危险区内，可在安全防护措施的保护下进行掘进。这时仅需要在工作面机巷底部岩层内布置一条底板岩巷，然后通过采区边界上山与上区段底板岩巷沟通构成全负压通风系统。
3.1.3基本要求
(1) 钻孔控制范围
《防突规定》对于钻孔控制回采巷道外侧的规定范围是:倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20 m,下帮至少10 m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15 m。因此，底板岩巷穿层钻孔条带采前抽采需要控制工作面煤巷(机巷、风巷、切眼）及其两侧需要控制的煤体。
(2) 钻孔及抽采要求
根据我国煤层及瓦斯赋存的特点，结合煤矿现场钻孔施工的实际，确定穿层钻孔直径为90~120 mm，钻孔间距2~10 m，钻孔间距以煤层顶板为准；钻孔穿透煤层，进入煤层顶板0.5 m；钻孔在煤层内均匀布置，施工完成后钻孔在煤层倾向截面上应呈均匀、规则的网格状布置。穿层钻孔可用水泥砂浆封孔，封孔长度在8m以上，抽采负压在25 kPa以上。
抽采时间以实际抽采情况确定，即将钻孔控制范围内的瓦斯压力或瓦斯含量降至消除突出危险性的临界指标值以下，但通常情况下穿层钻孔采前抽采时间不小于4个月。
3.2煤层A瓦斯抽采设计
煤矿《防突规定》第四十七条规定：开采保护层区域防突措施应当符合下列要求：（一）开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯；
（二）开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层；
（三）正在开采的保护层工作面超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍，并不得小于100m；
（四）开采保护层时，采空区内不得留有煤(岩)柱。特殊情况需留煤(岩)柱时，经煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图应当标出煤(岩)柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作前，首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。
在开采B煤层作为保护层时，需同时抽采A煤层内的瓦斯。虽然A煤层的透气性系数为0.003mD，抽采。但在保护层采动作用下，被保护层的应力下降、膨胀变形及裂隙发育共同促进了煤层透气性系数的显著增加，可实现煤层透气性系数呈百倍至上千倍的增长。被保护层透气性系数的增加促进瓦斯解吸速度和流动速度的加快，使得钻孔瓦斯抽采量显著提高，为倍保护层卸压瓦斯高效抽采提供了条件。
B煤层的采高为2.8m，查表3.2.1不同分带裂隙发育特征及邻近煤层透气性变化可知，被保护层A煤层处在弯曲带内，煤层透气性系数显著提高。
表3.2.1不同分带裂隙发育特征及邻近煤层透气性变化
煤层所处位置裂隙分布裂隙特征
煤层瓦斯
流动特性
影响范围
煤层膨胀
变形
煤层透性
增加倍数
采空区顶
板弯曲带
以顺层裂
隙为主
瓦斯层内
流动活跃
弯曲带上
部直到地
面
>10‰>1000倍断裂带
穿层裂隙
和顺层裂
隙均发育
充分
层内瓦斯
流动活
跃，且具
备流向开
采工作面
的条件
上限为采
高的
12~22倍
垮落带
冒落岩石
堆积，存
瓦斯解
吸，流入
上限为采
高的4~6
在较大的裂隙通道开采工作
面
倍
采空区底
板底鼓裂隙
带
穿层裂隙
和顺层裂
隙发育均
充分
瓦斯流动
活跃，且
具备流向
开采工作
面的条件
下限为
15~25m
>3‰>300倍
底鼓变形
带
以顺层裂
隙为主
瓦斯层内
流动活跃
下限为
50~60m
为将被保护层卸压瓦斯在有效卸压期内抽采出来，降低煤层瓦斯含量，时高瓦斯突出危险煤层转变为低瓦斯无突出危险煤层，扩大保护层的有效垂距。根据不同裂隙带分带内裂隙发育程度的不同，位于各带内的被保护有着不同的裂隙特征，而被保护层的卸压流动与汇集受制于煤层的裂隙发育特征，且考虑到上、下被保护层与保护层的位置关系，查设计采用表3.2.2邻近层卸压瓦斯抽采方法，设计A煤层采用网格式穿层钻孔瓦斯抽采方法。
表3.2.2邻近层卸压瓦斯抽采方法
类型被保护层所处层位抽采方法备注
下保护层顶板层
位
弯曲带
顶板或底板巷道网格式向上穿层钻孔、
地面钻井法可根据
需要选
取一种
方法或
多种方
法组合
使用断裂带
走向高位钻孔法、倾向高位钻孔法、沿
空留巷钻孔或采空区埋管法、走向长钻
法、走向高法、倾向高抽巷法、地面钻
井法
上保护层底板岩层
顶板或底板巷道网格式向上穿层钻孔、
走向高抽巷法及沿空留巷钻孔法
3.2.1网格式穿层钻孔瓦斯抽采
底板岩巷网格式上向穿层钻孔瓦斯抽采方法是最常见的邻近煤层卸压瓦斯抽采方法, 该方法首先需要在被抽采的煤层工作面底板岩层内施工一条或多条岩石巷道，在岩石巷道中每隔一定距离施工钻场，在钻场内施工上向穿层钻孔抽采被保护层卸压瓦斯，如图8-18 所示。
底板岩石巷道沿工作面走向布置在距被保护厚马5 m考性较好的岩层中，在倾向上，底板巷布置在被保护层工作面的中部，但以穿层钻孔不出现下向钻孔为原则。在底板巷道内，垂直于底板巷每隔一定距离施长度为5s饥的瓦斯抽采钻场，在卸压范围内，钻场间距与走向上的穿层钻孔间距相同，钻场断面满足钻场施工要求。每个钻场内的穿层钻孔呈扇形布置,钻孔直径不小f 90 tirni，钻孔间距与被保护层的卸压程度及层间岩层的裂朦发育程度有关，钻孔进人煤层顶板长度不小于0. 5 m。ix#面开切眼、停采线附近等未充分卸压或未卸压区域，应根据煤层的原始瓦斯透气、性系数确定钻孔间距，该区域钻孔间距建议为5?10 m。#所有抽采钻孔必须在保护层开釆前施工结束，封孔后接入瓦斯抽采管?150 ?
3.3未保护区卸压瓦斯抽采设计
4 瓦斯抽采参数
4.1 工作面瓦斯涌出量预测
分源预测法预测煤矿瓦斯涌出量也称瓦斯含量预测煤矿瓦斯涌出量。采用分源预测法的实质是按照煤矿生产过程中瓦斯涌出源的多少，各个瓦斯源涌出瓦斯量的大小，来预计煤矿各个时期（如投产期、达标期、萎缩期等）的瓦斯涌出量。 首采工作面为 B 工作面，该工作面的瓦斯涌出源主要有 B 煤层、邻近层 A 煤层和采空区。采煤工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表示，以 24h 为一个预测圆班，采用式 4-1 进行计算。
Q 采=q 1 +q 2式4-1
式中：Q 采—采煤工作面相对瓦斯涌出量，m 3 /t ； q 1 —开采层相对瓦斯涌出量，m 3 /t ； q 2 —邻近层相对瓦斯涌出量，m 3 /t 。
（1）开采层瓦斯涌出量
由于 B 煤层煤厚为 2.8m ，属于薄及中厚煤层，在不分层开采时，开采层涌出量可由式 4-2 进行计算。
)()(q 03211C W W M m
k k k -????= 式4-2
式中：q —开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ；
K 1—围岩瓦斯涌出系数，K 1 值取值范围为 1.1～1.3；全部陷落法管理顶板，碳质组分较多的围岩，可取 1.3；局部填充法管理顶板取 1.2；全部充填法管理顶板取 1.1；砂质泥岩等致密性围岩取值可偏小。 K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算； K 3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数； m —开采层厚度，m ； M —工作面采高，m ；
W 0—煤层原始瓦斯含量，m 3
/t ； Wc —运出煤矿后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。
首采工作面 B 煤层采用全部陷落法管理顶板，K 1取 1.3；回采率为 80%，因此 K 2为回采率的倒数，K 2=1.25。由于采用长壁后退式回采，因此 K 3可按照式4-3 进行计算。
K 3=（L-2h ）/L 式4-3
式中：L —工作面长度，m ；
h —掘进巷道预排等值宽度，其取值可以按照下表进行选取。
表 4.1 巷道预排瓦斯带宽度值
巷道煤壁暴露时间
T/d 不同煤种巷道预排瓦斯带宽度H/m 无烟煤 瘦煤或焦煤
肥煤、气煤
25 6.5 9.0 11.5 50 7.4 10.5 13.0 100 9.0 12.4 16.0 150 10.5 14.2 18.0 200 11.0 15.4 19.7 250 12.0 16.9 21.5 300
13.0
18.0
23.0
由于巷道平均暴露时间为 200 天，且 B 煤层煤质为瘦煤，所以 h 取 15.4。因
此,K 3=（L-2h ）/L=0.743；
煤层为 2.8m ，一次采全高，因此 m/M=1；W 0为煤层原始瓦斯含量，10m 3 /t ；W c 为运出煤矿后煤的残存瓦斯含量，由于贫煤的挥发分为 10～20 左右， 因此根据下表取 W c =4m 3 /t 。
表 4.2 纯煤的残存瓦斯含量取值
挥发分%
6~8
8~12
12~18
18~26
26~35
35~42
42~56
W C 9~6 6~4 4~3 3~2 2 2 2 综上可得，开采层瓦斯涌出量为 q 1=1.3×1.25×0.743×1×（10-4）=7.24m 3 /t （2）邻近层瓦斯涌出量
邻近层瓦斯涌出量采用式4-4 进行计算
i i
ci M
m W W η??-=∑)(
)q i 02（式4-4 式中：q —邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； m i —第 i 个邻近层煤层厚度，m ； M —工作面采高，m ；
ηi —第 i 个邻近层瓦斯排放率，%；
W 0i —第 i 个邻近层煤层原始瓦斯含量，m 3/t ； W ci —第 i 个邻近层煤层残存瓦斯含量，m 3/t 。
本设计中邻近层只有一个，即为 A 煤层。其高度为 2.6m ，故 m i =2.6m ；M 为工作面采高，即 B 煤层的采高，M=2.8m 。
图5-1 邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线
1-上邻近层；2-缓倾斜煤层下邻近层；3-倾斜、急倾斜煤层下邻近层
由于 A 煤层位于 B 煤层上方，故 A 煤层为上邻近层，与 B 煤层的间距为 75m，=27%。
故根据图中取η
i
W o i 为邻近层 A 煤层原始瓦斯含量，15m 3 /t；
W ci为第i 个邻近层煤层残存瓦斯含量，由表取W ci =4m 3 /t。
综上可得，邻近层瓦斯涌出量为q 2 =2.76m 3/t。
因此，工作面瓦斯涌出量q=q 1 +q 2 =7.24+2.76=10m 3 /t
4.2 瓦斯抽采指标
《强化瓦斯防治十条规定》中指出：“突出矿井必须建立地面永久瓦斯抽采
系统。新建突出矿井必须进行地面钻井预抽，做到先抽后建。必须落实以地面钻井预抽、保护层开采、岩巷穿层钻孔预抽为主的区域治理措施。”因此，在采取保护层开采或者预抽煤层瓦斯之后，需要进行区域措施效果检验，要求采取措施后的最大参与瓦斯压力或残余瓦斯含量降到经实验考查确定的临界值以下。由于没有实测值，所以可以按照残余瓦斯压力0.74MPa 和参与瓦斯含量8m 3 /t 确定。
由于B 工作面预测的瓦斯含量为10m 3 /t，属于突出煤层大于8m 3 /t，因此需
要采取瓦斯抽采方案，使得煤层瓦斯含量降到8m 3 /t 以下，或将煤层瓦斯压力
降到0.74Mpa 以下。由于题目没有给出其他数据用以计算瓦斯压力，本矿井采用煤层瓦斯含量作为抽采指标；要将煤层瓦斯含量降到8m 3 /t 以下，就必须使得煤层瓦斯抽采率达到20%以上。
表 4.3 突出煤层采前井下常用的抽采瓦斯方法及参数建议值
抽采分类抽采方法封孔长度/m 流量（m
3/min-1 ）
负压
/KPa
浓度/%
卸压抽采底板穿层钻孔＞8 10~30 ≥20 40~65
原始煤层预
抽底板岩巷大面积＞8 10~15 ≥20 40~60 底板岩巷预抽煤＞8 5~10 ≥20 40~60
顺层钻孔预抽
＞8(封孔深度）
+2(封孔段长度）
10~15 ≥13 10~30
＞8(封孔深度）
+6(封孔段长度）
10~20 ≥15 30~60
因此，采用底板岩巷大面积穿层钻孔加顺层钻孔预抽两种方法进行瓦斯抽采，使得工作面的瓦斯抽采率达到 20%以上。这样才能够达到区域效果检验的指标，才能够继续进行正常的生产作业。
5 瓦斯抽采管网
5.1瓦斯管路 5.1.1 瓦斯管管径
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。 瓦斯管直径一般采用式计算
R
Q D 1457
.0= 式中 D —瓦斯管内径，m ； Q —瓦斯管中的瓦斯流量m 3/min ；
V —瓦斯管中的瓦斯平均流速，一般取 V=5~15m/s,取10m/s 。
计算：10
301457.0=D =0.25m
5.1.2 瓦斯管管材
瓦斯管材一般选定国家定型产品，如热轧无缝钢管、冷拔无缝钢管和焊接钢管等，也可以采用钢板卷制，壁厚为3~6mm ，并需进行0.2~0.5MPa 的水压试验合格。目前，PE 管也广泛应用于煤矿瓦斯抽采管路中，这种管路具有材质轻、安装方便简捷等特点，强度也能满足要求。建议诸如采空区埋管、抽采系统的主管路选用钢管，干管和支管选用PE 管路。
5.2管路阻力计算 5.2.1 摩擦阻力
抽采管路的摩擦阻力与管路的流量、长度、内径等参数相关，中的管路长度应考虑最不利的情况，如采区内最远的工作面。 抽采管路摩擦阻力计算公式
5
281.9KD
L
Q H γ=摩 式中 H 摩—管路的摩擦阻力计算，pa ； L —管路长度，取2000m ；
瓦斯抽采达标检查、考核、奖惩管理制度 一、总则 （一）煤矿主要领导和分管技术、生产、安全领导必须按瓦斯治理五十条及相关规定要求抓好瓦斯抽采的技术方案制定、现场落实和监督管理；通风安全副总工程师和防突区门负责矿井瓦斯抽采具体业务的落实与监督管理。 （二）矿井瓦斯抽采，必须坚持综合抽采原则，做到“掘抽、采抽、钻抽”平衡。 （三）矿井、水平、采区、采掘工作面设计中应包括瓦斯抽采设计，新井、新采区、新工作面，在投产验收的同时要对瓦斯抽采工程及系统进行验收，不合格不得投产。 （四）将矿井瓦斯抽采计划列入质量标准化管理进行考核，对抽采工作做出成绩的单位和个人要进行表彰和奖励，对完不成抽采计划的单位和个人要给予处罚。 二、矿井瓦斯抽采技术规范 （一）实施条带预抽、网格预抽、煤巷掘进本层预抽、回采本层预抽、保护层回采时对被保护层卸压抽采及采空区抽采等综合抽采。具有突出危险的薄煤层掘进前6个月形成掘进条带预抽，无条带预抽条件的采取本层预抽；具有突出危险的薄煤层回采时必须采取本层预抽，并超前于采面不少于300m，预抽时间不少于4个月；保护层工作面开采时，必须对被保护层瓦斯进行抽采，并超前于保护层采面不少于100m。 （二）钻孔施工
1.必须根据采掘部署及施工条件及时安排施工。 2.突出煤层穿层预抽钻孔必须穿透煤层进入顶板不少于0.5m，石门进入顶板不少于2m；有喷孔的穿层钻孔要诱导喷孔穿透煤层。 3.钻孔施工用钻割（扩）一体化钻头，在保护层或喷孔严重煤层使用水力割缝技术增加煤层透气性。但必须严格控制割（扩）排除煤粉量，并在专门措施中明确规定。 4.在瓦斯喷孔严重地段施工时，钻孔施工前段，必须扩孔不少于1m，孔径100mm，便于安装导流管。 5.抽采钻孔穿煤层前必须安装上导流管，接上瓦斯抽采管，用于钻孔施工过程中瓦斯喷出时抽采瓦斯。 6.钻孔施工期间，必须有验收员或管理人员现场跟班，如实收集填报钻孔施工资料。 （三）钻孔验收 1.由各矿总工组织，瓦斯办、防突、通风、地质等部门参加，竣工资料参加人员必须签字确认。 2.每次钻孔验收不超过150个。 3.钻孔验收标准：钻孔方位角误差不超过±3°, 倾角误差不超过±2°，终孔层位必须符合设计要求，终孔钻头不小于φ75mm 。 4.及时对穿层钻孔的竣工资料进行分析，凡是发现与设计要求不符，要分析是否有地质构造，及时修改钻孔设计参数弥补施工偏差。与分析资料不符的钻孔重点查，防止打假钻影响抽采效果。 5.钻孔施工完毕，形成钻孔竣工验收资料，报瓦斯办、信息中心、各矿总工
采06级课程设计说明书 学校：河北工程大学 学院：资源学院 专业班级：采矿（1）班 姓名：周万存 指导教师：李新旺 设计日期：2010.01.20 目录 第一章：课程设计大纲 (2) 第二章：采区开采范围及地质情况 (3) 第三章：采区工业和可采储量 (6) 第四章：采区巷道布置 (8) 第五章：采煤方法及回采工艺 (14) 第六章：采区生产能力及服务年限 (18) 第七章：采区巷道断面设计 (21) 第八章：采区生产系统及设备 (27) 第九章：采区主要经济技术指标 (35) 第十章：安全措施 (36)
第一章课程设计大纲 一、实践课程的性质、目的与任务 采矿工程专业课程设计是采矿工程专业学生一项实践性的教学环节。是在“矿山压力及其控制”、“井巷工程”、“采煤方法”、“矿井设计”等课程的理论教学和生产实习的基础上，通过采区设计把理论知识融会贯通于实践的综合性的教学过程。 通过采区设计要达到下列目的： 1.系统地灵活运用和巩固所学的理论知识； 2.掌握采区开采设计的步骤和方法； 3.提高和培养学生文字编写、绘图、计算和分析问题、解决问题的能力。 本课程设计的主要任务是： 1.编写采区设计说明书一份（30～50页）； 2.设计图纸部分： ①采区巷道布置平、剖面图（平面图1：2000，剖面图1：1000）； ②工作面布置图（平面图1：100或1：200，剖面图1：100或1：50），其中附工作面循环作业图表、工作面技术经济指标表及工人出勤表； 二、课程设计的基本要求 1.加深对采矿工程专业所学理论的认识和理解，提高对就业岗位的感性认识； 2.使学生在课程设计过程中，独立完成教学要求，提高设计工作能力； 3.使学生能熟练采区设计内容级步骤，提高和培养学生文字编写、绘图、计算和分析问题、解决问题的能力。 第二章采区开采范围及地质情况 一. 采区的位置及开采范围 本采区位于河北某矿4采区（二水平），走向长度2125m，倾向长度1150m/cos13°=1185m。煤层面积2518125m2. 二. 采区地质 1、地质构造： 本井田储量丰富、地质构造中等，井田为单斜构造，以断裂构造为主。矿井地质构造简单。地层走向为34 o，倾向向东南倾斜，倾角10o—15o。其特点是断层少，褶曲起伏变化较小，对开采影响不大；对矿井开采，尤其是初期开采影响很小。 2、煤层 本井田共有3个煤层，煤层总厚17.44m，含煤系数为8.7%。不稳定的煤层为10、11、12号煤层，详见可采煤层特征表。 表1
前言 1、概况 白坪煤业公司隶属于郑州煤电股份有限公司，属国有企业。矿井设计生产能力180万吨/年，核定生产能力180万吨/年。主要开采二1煤层，随着矿井向深部资源的开采，煤层瓦斯压力及瓦斯含量较大不断增加，矿井瓦斯涌出量也呈现逐渐增大的趋势，瓦斯问题已对安全生产构成威胁，仅靠通风无法解决回采工作面的瓦斯问题。 针对白坪煤业公司瓦斯地质条件复杂的特点，为实现抽采达标，确保矿井安全、高效生产，特编制白坪煤业公司抽采达标工艺方案设计。通过对本煤层、邻近层及采空区瓦斯进行综合抽采，降低工作面回风流及上隅角瓦斯涌出量，确保矿井安全生产。 2、任务来源 根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第四章第十八条，通过对矿井通风瓦斯资料的收集、现场调研、实地考察及对矿井生产实际情况进行分析和方案比较，编制抽采达标工艺方案设计。 3、设计的主要依据 编制本设计方案的依据主要有：
(1)煤矿安全规程》 (2)《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》 (3)《矿井抽采瓦斯管理规范》 (4)《煤矿瓦斯抽采基本指标》 (5)《矿井抽采瓦斯工程设计规范》 (6)《防治煤与瓦斯突出规定》 (7)“三软”突出煤层顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突技术标准 (8)“三软”突出煤层掘进工作面综合防突措施执行细则 (9)白坪煤业公司生产、通风、瓦斯、地质等相关资料。 4、设计指导思想 (1)在符合有关规程、规范及设计标准且满足使用的前提下，尽可能降低成本，节省工程投资； (2)尽量利用原有的巷道，减少工程施工和开拓费用； (3)设备、管材选型留有余地，能满足矿井达到设计能力时抽采瓦斯量的需求； (4)采用的工艺技术具有先进性，且符合矿井实际。 5、设计主要内容 (1)白坪煤业公司瓦斯赋存情况、抽采瓦斯的可行性及必要性、抽采瓦斯方法的确定、抽采瓦斯量预计等； (2)瓦斯抽采管网、抽采瓦斯钻场与钻孔参数设计；
煤矿瓦斯抽采达标暂行规定 第一章总则 第一条为实现煤矿瓦斯抽采达标，根据《煤矿安全监察条例》等法规、规程，制定本规定。 第二条煤矿瓦斯抽采以及对煤矿瓦斯抽采达标工作的监督检查适用本规定。 第三条按照本规定应当进行瓦斯抽采的煤层必须先抽采瓦斯；抽采效果达到标准要求后方可安排采掘作业。 第四条煤矿瓦斯抽采应当坚持“应抽尽抽、多措并举、抽掘采平衡”的原则。 瓦斯抽采系统应当确保工程超前、能力充足、设施完备、计量准确；瓦斯抽采管理应当确保机构健全、制度完善、执行到位、监督有效。 煤矿应当加强抽采瓦斯的利用，有效控制向大气排放瓦斯。 第五条应当抽采瓦斯的煤矿企业应当落实瓦斯抽采主体责任，推进瓦斯抽采达标工作。 第六条各级地方煤矿安全监管部门和各驻地煤矿安全监察机构（以下统称煤矿安全监管监察部门）对辖区内煤矿瓦斯抽采达标工作实施监管监察，对瓦斯抽采未达标的矿井根据本规定要求实施处罚。
第二章一般规定 第七条有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采，并实现抽采达标： （一）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的； （二）一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min或者一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min的； （三）矿井绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3/min的； （四）矿井年产量为1.0～1.5Mt，其绝对瓦斯涌出量大于30m3/min的； （五）矿井年产量为0.6～1.0Mt，其绝对瓦斯涌出量大于25m3/min的； （六）矿井年产量为0.4～0.6Mt，其绝对瓦斯涌出量大于20m3/min的； （七）矿井年产量等于或小于0.4Mt，其绝对瓦斯涌出量大于15m3/min的。 第八条煤矿企业主要负责人为所在单位瓦斯抽采的第一责任人，负责组织落实瓦斯抽采工作所需的人力、财力和物力，制定瓦斯抽采达标工作各项制度，明确相关部门和人员的责、权、利，确保各项措施落实到位和瓦斯抽采达标。 煤矿企业、矿井的总工程师或者技术负责人（以下统称技术负责人）对瓦斯抽采工作负技术责任，负责组织编制、审批、检查瓦斯抽采规划、计划、设计、安全技术措施和抽采达标评判报告等；煤矿企业、矿井的分管负责人负责分管范围内瓦斯抽采工作的组织和落实。
煤矿瓦斯抽采达标评判细则 第一节总则 抽采瓦斯矿井应当对瓦斯抽采的基础条件和抽采效果进行评判。在基础条件满足瓦斯先抽后采要求的基础上，再对抽采效果是否达标进行评判。 工作面采掘作业前，应当编制瓦斯抽采达标评判报告，并由矿井技术负责人和主要负责人批准，瓦斯抽采达标后方可进行采掘作业。 第二节煤矿瓦斯抽采基础条件评判细则 一、未按《煤矿瓦斯抽采暂行规定》要求建立瓦斯抽采系统，或者瓦斯抽采系统没有正常、连续运行的，则为抽采基础条件不达标。 （一）凡符合下列情况之一的矿井，而未建立地面永久瓦斯抽采系统或井下临时瓦斯抽采系统进行瓦斯抽采的，判定为抽采基础条件不达标。 1、开采具有煤与瓦斯突出危险煤层的； 2、一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3 /min或一个掘进工作面绝对瓦斯出量大于3m3 /min。 3、矿井绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3 /min； 4、矿井年产量为1.0Mt～1.5Mt的矿井，绝对瓦斯涌出量大于30 m3 /min； 5、矿井年产量0.6Mt～1.0Mt的矿井，绝对瓦斯涌出量大于25m3 /min； 6、矿井年产量0.4Mt～1.0Mt的矿井，绝对瓦斯涌出量大于25 m3
/min； 7、矿井年产量等于或小于0.4Mt的矿井，绝对瓦斯涌出量大于大于15 m3 /min。 8、虽不符合以上条件，但使用通风方法解决瓦斯问题不合理的。 （二）同时具有煤层瓦斯预抽和采空区瓦斯抽采方式的矿井，还应根据需要分别建立高、低负压抽采瓦斯系统。 （三）瓦斯抽采系统未保证正常、连续的运行，未建立相关措施、记录的，则判定为抽采基础条件不达标。 1、保证瓦斯抽采系统正常、连续运行的相关措施 （1）、瓦斯抽采泵供电措施； （2）、瓦斯抽采泵安装、检修、维护措施； （3）、瓦斯抽采泵停、开泵措施； （4）、管路系统安装、检查、维护措施； （5）、瓦斯抽采泵及管路系统检测、监控措施； （6）、瓦斯抽采泵房安全防火措施等。 2、瓦斯抽采系统的相关记录 （1）、瓦斯抽采泵站外来人员登记记录； （2）、瓦斯抽采泵运行、检修、维护记录； （3）、抽采参数测定、检验记录； （4）、瓦斯抽采泵站司机交接班记录； （5）、瓦斯抽采泵停、开泵联系、汇报记录； （6）、瓦斯抽采泵站系统巡回检查记录；
矿井瓦斯灾害防治与利用-课程设计 1、矿井概况和煤层赋存条件 1.1、矿井概况 矿井位于平原地区，地面标高+150m ，井田走向长4.0km ，倾斜长1.8km ，井田上界-100m ，下界-860m ，两翼以断层为界。可采储量60000万吨，井型为年产90万吨，服务年限67年。井田采用立井多水平上山开拓方式，分区式通风。第一水平回风水平-100m ，运输水平-260m ，水平服务年限14年。矿井开拓系统见图1、图2所示。水平运输大巷及采区集中上山布置在煤层地板石灰岩层内，每翼一个采区，采区走向长度2000m （采区每翼长度1000m ）。 1.2、煤层赋存条件 井田内煤层赋存稳定，有可采煤层三层，自上而下分别是k11(3.0m)K10(1.5m)K9(3.2m)，煤层地层柱状图见图3，经上级批准K11、K9煤层有煤与瓦斯突出。煤层倾角20。。 2、抽放瓦斯设计的基础参数 经测定第一水平回风水平（-100）各煤层的瓦斯压力1.5MPa ，运输水平（-260）为3.1MPa(绝对压力)。煤层温度20°C ，煤的真比重1.43，假比重1.3。在30°条件下煤样的吸附常数为a=21.5m3/t ，b=1.1MPa ，煤的工业分析，挥发分V=21.5%，灰分A=16.5%，水分W=1.5%；运出采区煤样残留瓦斯压力0.1MPa （绝对压力），煤柱残留瓦斯压力0.5MPa （绝对压力）。K10 瓦斯参数特性表 2.1、瓦斯含量 X y ＝VpT 0/(Tp 0ξ)（2-1） 式中V ——单位重量煤的孔隙容积，m 3/t ； p ——瓦斯压力，Mpa ； T 0、p 0——标准状况下的绝对温度(273K)与压力(0.101325MPa)； T ——瓦斯的绝对温度，T ＝273+t ，t 瓦斯的摄氏温度(℃)； ξ——瓦斯压缩系数，； X y ——煤的游离瓦斯含量，m 3(标准状况下)／t(煤) 根据所给数据，得: P=(1.5+3.1)/2=2.3 V=1/1.3×[（1.43-1.3）/1.43]=0.07m 3/t ，ξ取1.04 所以，X y =0.07×2.3×273/(293×0.101325×1.04)=1.424m 3/t 100 10031.0111)(0W A W e bp abp x t t n x --++= -（2-2） 式中 t 0——实验室测定煤的吸附常数时的试验温度，℃。
《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》于2011年10月16日由国家安全生产监督管理总局、国家发展和改革委员会、国家能源局、国家煤矿安全监察局以安监总煤装〔2011〕163号印发。该《办法》分总则、一般规定、瓦斯抽采系统、抽采方法及工艺、抽采达标评判、抽采达标责任、附则7章39条，自2012年3月1日起施行。 目录 编辑本段
各产煤省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团煤炭行业管理、煤矿安全监管部门，各省级煤矿安全监察机构，司法部直属煤矿管理局，有关中央企业： 为进一步推进煤矿瓦斯先抽后采、综合治理，强化和规范煤矿瓦斯抽采，实现煤矿瓦斯抽采达标，国家发展改革委、国家安全监管总局、国家能源局、国家煤矿安监局组织制定了《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》，现印发给你们，请遵照执行。 附件：煤矿瓦斯抽采达标暂行规定 国家安全生产监督管理总局国家发展和改革委员会国家能源局国家煤矿安全监察局 二Ο一一年十月十六日 煤矿瓦斯抽采达标暂行规定 编辑本段第一章总则 第一条为实现煤矿瓦斯抽采达标，根据《煤矿安全监察条例》等法规、规程，制定本规定。 第二条煤矿瓦斯抽采以及对煤矿瓦斯抽采达标工作的监督检查适用本规定。 第三条按照本规定应当进行瓦斯抽采的煤层必须先抽采瓦斯；抽采效果达到标准要求后方可安排采掘作业。
第四条煤矿瓦斯抽采应当坚持“应抽尽抽、多措并举、抽掘采平衡”的原则。 瓦斯抽采系统应当确保工程超前、能力充足、设施完备、计量准确；瓦斯抽采管理应当确保机构健全、制度完善、执行到位、监督有效。 煤矿应当加强抽采瓦斯的利用，有效控制向大气排放瓦斯。 第五条应当抽采瓦斯的煤矿企业应当落实瓦斯抽采主体责任，推进瓦斯抽采达标工作。 第六条各级地方煤矿安全监管部门和各驻地煤矿安全监察机构（以下统称煤矿安全监管监察部门）对辖区内煤矿瓦斯抽采达标工作实施监管监察，对瓦斯抽采未达标的矿井根据本规定要求实施处罚。 编辑本段第二章一般规定 第七条有下列情况之一的矿井必须进行瓦斯抽采，并实现抽采达标： （一）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的； （二）一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min 或者一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min的； （三）矿井绝对瓦斯涌出量大于或等于40m3/min的；
（如果确实搜集不到资料,可参考这个课程设计,但必须按自己地学号计算,完全照抄不及格）（只有封面可以打印,按这个格式,填上班级、后再打印,其它必须手写） 山西煤炭职工联合大学 课程设计 （说明书） 题目：号煤层十三采区设计水平15二矿390 专业班级：2010（业余） 学生姓名： 指导教师：张世登 二○一一年十二月三十日 目录
第一章矿井简况与采区地质特征2 第一节矿井简况2 第二节采区地质特征5 第二章采区储量、生产能力及服务年限7 第一节采区储量7 第二节采区生产能力及服务年限7 第三章采煤方法及采区巷道布置9 第一节采煤方法地选择9 第二节采区巷道布置9 第四章回采工艺设计13 第一节回采工艺过程13 第二节循环工作组织15 参考文献18 致谢19 第一章矿井简况与采区地质特征 第一节矿井简况 一、井田位置与境界 二矿井田位于阳泉矿区东南部,东距阳泉市约5km,其地理坐标为东经113°25′17″～113°33′07″,北纬37°46′44″～37°52′19″. 井田东部为大阳泉井田,西部为西上庄井田,南部与五矿井田相邻,北
部以石太铁路为界,隔桃河与三矿、四矿相望,井田走向长约8km,倾向长约7.8km,2. 62.4186km面积为二、矿井生产能力与服务年限 矿井设计按年工作日按300d计算,每天净提升时间14h,确定二矿设计生产能力为4.35Mt/a. 2005年山西省煤炭工业局以晋煤规发[2005]256号文下发《关于2005年省属煤炭集团公司及地方国有煤炭企业部分生产矿井生产能力核定地批复》,批准国阳二矿地核定能力为7.2Mt/a. 根据2005年底储量估算结果：保有地质储量821.54 Mt,期末可采储量473.91 Mt.按设计生产能力4.35Mt/a,可采储量473.684Mt,取储量备用系数１.4,矿井服务年限为78年.按核定生产能力7.2Mt/a,储量备用系数采用1.4,矿井服务年限为47a. 三、矿井开拓部署 在井田地北部建立工业广场,采用主斜井-副立井-石门大巷开拓方式.现分别为：,个14使用主要井筒． 主斜井（2个）：东、西主斜井分别装备钢绳芯胶带提升机、钢丝绳牵引胶带输送机,担负矿井主提升任务； 副立井（2个）：装备落地式多绳磨擦轮提升机,担负矿井辅助提升任务；材料斜井（1个）：任液压支架等大型材料地提升任务； 专用进风井（4个）：桑掌进风井、南山进风井、龙门进风井、1#进风井； 回风井5个：南山回风立井、桑掌回风立井、大南沟回风井(由一号
XX集团XX公司XX煤矿XX采煤工作面抽采达标评判报告 矿长： 总工程师： 生产矿长： 安全矿长： 采煤副总： 地测副总： 通风副总： 通风区工程师： 安检科工程师： 采区工程师：
龙煤集团鹤岗分公司兴山煤矿 2014年12月
XX采煤工作面 抽采达标评判报告 为扎实推进“通风可靠，抽采达标，监控有效，管理到位”瓦斯综合治理体系的建设，全面提升矿井瓦斯治理水平，有效防和遏制瓦斯事故。为保证XX采煤工作面安全生产，科学有效治理矿井瓦斯，根据《防治煤与瓦斯突出规定》和《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求，依据煤科院提供的《瓦斯抽采基本指标》、XX矿抽采达标竣工验收资料和瓦斯抽采专职人员测定资料，特编制XX采煤工作面瓦斯抽采达标评判报告。 一、XX采煤工作面基本概况： 1、该区为XX采面，平均倾斜长X米，走向长X米，本区煤层结构较复杂，平均煤厚Xm,煤层倾角平均为X°。煤层直接顶板情况，老顶情况，底板情况，煤层情况，煤岩类型情况。 2、本煤层经煤炭科研所鉴定为非突出危险煤层，该煤层单项指标没有全部达到或超过临界指标，因此该煤层不是突出煤层。根据本矿已采过X层和其它煤层均无冲击地压的现象。 3、本矿是煤与瓦斯突矿井，随着矿井的延深、加之地质构造复杂，瓦斯积聚可能性增大，根据《防治煤与瓦斯突出规定》第六条要求，做到多措并举，可保必保，应抽必抽，结合本区实际情况，开采前对该区进行瓦斯抽采，开采期间做好探放瓦斯工作。本区开采期间预计绝对瓦斯涌出量为Xm3/min，相对瓦斯量为：Xm3/T。 4、该X号煤层瓦斯含量Xm3/T，瓦斯压力XMpa，根据鉴定结果该煤层不是煤与瓦斯突出煤层。
郊区三元南耀小常煤业 矿井瓦斯抽采达标能力核定报告 批准： 审核： 编写： 通风科 2016年10
郊区三元南耀小常煤业 矿井瓦斯抽采达标能力核定报告 第一章矿井概况及瓦斯赋存情况 一、矿井概况 郊区三元南耀小常煤业（以下称小常煤业）为地方国有企业。位于市郊区侯北庄镇，行政区划属市郊区。根据《煤矿生产能力核定标准》要求，煤矿各主要生产系统及环节其能力应当满足煤矿核定生产能力的需要，以煤矿最薄弱的生产系统能力为最终的核定生产能力。按照实事求是、保障安全、有效利用的原则，结合标准档次，就近下靠。根据省煤炭工业厅《关于郊区三元南耀小常煤业核定生产能力的批复》（晋煤行发〔2013〕1862号）文件，该矿井核定生产能力为210万t/a。 根据省煤炭工业厅文件晋煤瓦发〔2012〕1239号文件《关于郊区三元南耀小常煤业3号煤层矿井瓦斯涌出量预测的批复》，小常煤业以180万t/a 产量开采3号煤层时，矿井最大相对瓦斯涌出量为19.99m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为75.74m3/min，批复结论为高瓦斯矿井。 二、矿井开拓及开采 矿井为立井开拓。井田共有三个井筒：主立井、副立井、回风立井。 主立井，井口坐标X=4011157.81，Y=19681399.57，Z=922.09。净直径5m，净断面19.625m2，混凝土浇筑，垂深320m。担负全矿井的提煤、回风任务，井筒设梯子间。为矿井一个安全出口。 副立井：X=4011217.10、Y=19681367.97、Z=922.38。井筒净直径5.5m，净断面23.746m2，混凝土浇筑，垂深342.78m。担负全矿井矸石提升和升降
瓦斯抽放设计 编制 审核 科长 总工程师 xxxxx通风科
目录 1 绪论 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 设计的指导思想 (3) 1.3 抽采效果预计 (3) 2 井田概况 (3) 2.1 交通位置 (3) 2.2 地形地貌 (3) 2.3 地表水 (4) 3 矿井瓦斯赋存 (4) 3.1 煤层瓦斯基本参数 (4) 3.2 采区瓦斯储量 (5) 4 瓦斯抽放的必要性和可行性论证 (8) 4.1 瓦斯抽放的必要性 (8) 4.2 瓦斯抽放的可行性 (14) 5 抽放方法 (15) 5.选择瓦斯抽采方法的依据 (15) 5.2 采区瓦斯来源分析 (15) 5.3 抽放方法选择 (16) 5.4 钻孔及钻场布置及封孔方法 (16) 6 瓦斯抽放管路系统及设备选型 (19) 6.1 抽放管路选型及阻力计算 (19) 6.2 瓦斯抽放泵选型 (25) 6.3 辅助设备 (25) 7 瓦斯抽采参数检测与监测 (26) 7.1 瓦斯抽采参数检测 (26) 7.2 地面抽采泵房监测监控 (26) 7.3 抽采泵断电控制 (28)
1 绪论 1.1 概述 地理位置：xxxxx公司xxxxx为xxx煤炭产业集团下属xxxxxx（集团）有限责任公司所属二级单位，具有独立采矿权人的国有煤炭生产企业。 生产能力：xxxxx矿井以生产原煤为主，矿井于1988年12月正式投产，设计生产能力30万吨/年，并于2005年经xxx省经济贸易委员会以xxx函[2005]734号文《xxx省经济贸易委员会关于xxx（集团）xxx煤矿和xxxxx生产能力核定的批复》之中审批，xxxxx矿井综合生产能力核定为50万吨/年。 井田地处xxx煤田北部，北与xxx田相联，南与xxx井田相接，南北走向长7.8km，东西宽3.5km。井田所处构造部位属新华夏系xxx沉降带川东褶皱带的背斜北段，井田断层裂隙发育，采区主要开采煤层受F35、F38等大断层和背斜轴的影响和破坏。上以+400m标高为界，下以-200m标高为界。 煤系地层属三迭系须家河组（T3xj），可采和局部可采煤层共有9层，其中连、外连为井田主采煤层。煤层均为低硫、特低磷的1/3焦煤。 井田煤系地层为陆相沉积，岩性变化大，含煤层数多，加上古河流冲蚀，稳定性差；煤系地层的沉积环境具有明显的冲积旋回征，旋回下部为河道滞留及边滩沉积，与下伏岩石冲刷接触，旋回上部为泛滥平原沉积。至2005年末，矿井煤层地质储量（A+B+C+D）为1265.7万吨，工业储量（A+B+C）为1181.8万吨，其中高级储量（A+B）为569.9万吨，可采储量为844.2万吨。服务年限20年。 xxxxx水文地质类型属简单类型。矿区基本以背斜所形成的山脊为地表分水岭，分水岭东、西两侧横向溪沟发育。东侧溪沟分布稀少，汇集了分水岭以东泉水及井水和斯耳子沟、夏家沟、家湾等地表溪沟水，并汇入明月江。西侧溪沟分布较密集，汇集了分水岭以西泉水及井水和王家沟、龙沟、汪家沟、代家湾、黑子沟、廖家沟等地表溪沟，并汇入铜堡河，最后均汇入洲河。
采区设计（矿井通风系统）课程设计任务书 1、设计依据 给定矿井开拓系统和某一采区区域范围及煤层地板等高线图，矿井概况及生产情况，以及采区生产能力（产量）、瓦斯涌出量等条件，进行采区巷道布置及采区通风系统设计。 设计题目及资料来源 由具体指导老师确定。 2、设计内容 1）采区设计：采区巷道布置（采区上下山、主要进回风、运输巷道），回采巷道布置，回采工作面布置，明确巷道之间的联接关系；简单进行采煤方法、回采工艺设计； 2）采区（或矿井）通风系统设计：采区通风系统确定（要有相应的通风构筑物）、用风地点风量计算与分配（采用由内向外四算一校核的方法），计算采区巷道通风阻力。进行简单的矿井通风系统设计（通风机选型和工况点分析）。 3）安全工程设计【推荐选作】：瓦斯抽采设计、防灭火灌浆设计、注氮气设计、阻化剂设计等。 3、设计要求 完成采区通风系统设计说明书一份，采区巷道布置图，矿井（采区）通风系统图、网络图。（说明书和图纸格式按照学校毕业设计要求的格式完成） 4、提交材料 采区设计及通风系统设计说明书，采区巷道布置图，矿井（采区）通风系统图、通风网络图。（包括草稿、电子文档） 5、指导要求 设计主要分为两个内容：采区巷道布置和矿井（采区）通风设计。 本着今后实施“课程设计进行简单矿井通风设计，毕业设计进行有针对性的老矿井改造通风设计和侧重安全系统设计，加强学生能力培养”的教学计划改革探索，也为适应当前煤矿集约化开采体系的需求，使学生尽早熟悉矿井通风设计的方法，及时消化《矿井通风与空气调节》课中的矿井通风设计内容，本次设计可根据学生情况可适当要求进行简单的矿井通风系统设计（通风机选型和工况点分析）； 在制定设计题目时，原始CAD图纸给出水平大巷、井底车场及主要硐室等矿井开拓布置
采空区埋管抽放设计 秦源煤矿瓦斯治项目理课题组 2010年1月10日
目录 1 概述 (1) 2 采空区瓦斯抽采概况 (1) 3 采空区埋管抽放瓦斯技术原理 (3) 4 瓦斯抽采技术方案 (3) 5 瓦斯抽采工艺参数 (5) 6 瓦斯抽放站布置 (7) 6.1瓦斯抽放站设置规定 (7) 6.2瓦斯抽放站布置 (8) 7 工作面防火设计 (9) 7.1采空区防灭火设计 (9) 7.2管理制度 (11) 8 工作面监控设计 (11)
1 概述 采空区的瓦斯涌出是回采工作面瓦斯来源的重要组成部分，一般它占总涌出量的20～80%，控制和管理好这部分瓦斯涌出，对保证工作面的安全生产具有重要意义。图1为采用后退式U型通风方式工作面采空区流场和瓦斯浓度分布的一组模拟试验结果，从图中可以看出，由于沿工作面进入采空区的风流携带采空区的瓦斯大部分从上隅角附近返回工作面，致使上隅角附近的瓦斯浓度较高。当回风巷风流中的瓦斯浓度达到0.5～0.6%时，在工作面的上隅角就可能出现瓦斯浓度超限现象（瓦斯浓度大于1.0%）；若风巷回风流中的瓦斯浓度进一步升高，在工作面上隅角的瓦斯超限值也进一步增多，同时超限区域也将扩大。这样，工作面上隅角就成为重大瓦斯灾害隐患和瓦斯事故的高发区域，它严重威胁着整个工作面甚至采空区的安全、限制了回采工作面的产量、机电装备能力的发挥和经济效益的改善。近年来，由此引发的恶性瓦斯爆炸事故增多，教训极为深刻，引起人们对采空区瓦斯治理的高度重视，并被列为急待解决的煤矿安全问题之一。 图1 U型通风方式采空区风流及瓦斯浓度分布 (a)—流场分布；(b)—瓦斯浓度分布 2 采空区瓦斯抽采概况 采空区的瓦斯来源主要有：在采空区遗留未回收的煤体所含的瓦斯和上、下邻近煤（岩）层、围岩受采动影响涌出的卸压瓦斯。卸压瓦斯在采空区的分布主要受两类因素影响：①地质与采动因素，由于各含瓦斯煤（岩）层的瓦斯含量不同，它们距开采层距离以及层间岩性和结构等也不同，它们所受采动影响（变形、破坏、卸压）的剧烈程度和滞后时间就不同，卸压瓦斯涌入采空区时落后于工作面的距离、时间、涌出强度大小和变化规律也不同；②通风与阻力因素，采空区
郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿瓦斯抽采2012年度实施计划 新丰煤矿 二○一二年二月
新丰煤矿瓦斯抽采年度实施计划 根据《煤矿抽采达标暂行规定》和《防治煤与瓦斯突出规定》等规定和上级文件精神要求，在瓦斯抽采方面落实“应抽尽抽，多措并举，抽掘采平衡”的原则，矿井强力推进以开采解放层抽采卸压瓦斯、底板岩石穿层钻孔抽放瓦斯为主的区域防突治理工程。结合矿井实际情况，特编制《新丰煤矿瓦斯抽采达标年度实施计划》，通过两年内的不懈努力，逐步实现“抽、掘、采”平衡良性循环的局面，搞好矿井“一通三防”系统工程，提高瓦斯管理水平，从而杜绝瓦斯事故的发生。 一、矿井概况 1.矿井基本情况 郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿位于登封市大金店镇陈楼村，属单独保留矿井，“六证”齐全，矿井核定生产能力35万t/a，改扩建生产能力60万t/a。矿井现保有储量3710.20万吨，可采储量1891.47万吨，剩余服务年限24.3年。矿井±0m水平以深为改扩建区域，矿井改扩建工程预计今年底可以完工，进入验收程序；±0m水平以浅为生产区域，主采二1煤层的复采煤层。±0m水平以深以主采一3、一5煤层做为二1煤层的解放层。 煤层情况：二1煤层平均厚度4.6m，煤层倾角平均28°，属三类不易自燃煤层，煤尘有爆炸危险性，爆炸指数16.39%，二1 煤层有煤与瓦斯突出危险；一3煤层平均厚度0.8m，煤层倾角平均28°，为三类不自燃煤层，煤尘爆炸性指数为15.55%；一5煤层厚度0.8m，中部有0.4厚夹矸。一3、一5煤层均鉴定为无突出危险煤层。 2.矿井通风及瓦斯涌出量情况 根据矿井采掘布置方式和煤层赋存条件，矿井通风方式采用分区抽出式通风，其中主井、七井进风，东风井、回风斜井和一三回风井回风。
瓦斯抽采达标自评价体系 瓦斯抽采达标自评价体系 第一节管理办法 1、矿井必须配备专业技术人员，负责瓦斯抽放日常管理，总结分析瓦斯抽放效果，研究改进抽放技术，组织新技术推广等。 2、必须建立专门的瓦斯抽放队伍，负责打钻、管路安装回收等工程的施工和瓦斯抽采参数测定等工作。 3、必须建立健全岗位责任制、抽放钻孔及浓度管理规定、钻孔封孔验收监督管理规定、抽采工序具体考核管理制度。 4、矿井必须有下列图纸和技术资料： A)图纸： 1)瓦斯抽放系统图; 2)泵站平面与管网(包括阀门、安全装备、检测仪表、放水器等)布置图; 3)抽放钻场及钻孔布置图; 4)泵站供电系统图。 B)记录： 1)抽放工程和钻孔施工记录; 2)抽放参数测定记录; 3)泵房值班记录。 C)报表： 1)抽放工程年、季、月报表;
2)抽放量年、季、月、旬报表。 D)台账： 1)抽放设备管理台账; 2)抽放工程管理台账; 3)瓦斯抽放系统和抽采参数、抽放量管理台账。 E)报告： 1)矿井和采区抽采工程设计文件及竣工报告; 2)瓦斯抽采总结与分析报告。 5、加强对瓦斯抽采参数(抽采量、瓦斯浓度、负压、温度、流量等)的监测，发现问题时，及时处理。 6、严格瓦斯抽采工程施工质量，所有瓦斯抽放工程都须按质量标准进行验收，不符合设计标准的应重新施工直到合格为止。 第二节实施细则 1、突出煤层所有采掘工作面(包括石门揭煤)在采掘作业前必须测定煤体原始吨煤瓦斯含量、煤层的瓦斯压力等参数。 2、各类抽采钻孔的设计必须严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》及相关技术规范的要求，做到合理、可靠。 3、抽采钻孔必须严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》的要求进行设计，并严格按照设计参数来施工，做到均匀布置，并认真记录实际施工参数，并反演钻孔实际控制范围，未达到设计要求的必须重新补打。实施过程中如遇煤层赋存条件变化较大或巷道设计发生变化时，应当依
矿井瓦斯抽采设计 一、矿井概况 1、矿井位置及资源储量 地方永安煤业位于禹州市文殊镇南村，由原文殊镇顺利煤矿和兴发煤矿两个煤矿整合而成。系股份制企业，隶属于省煤层气开发利用。为“四证”齐全矿井。 矿井开采二1煤层，资源储量526.61万吨，累计动用资源储量74.22万吨，保有资源储量452.39万吨，可采储量206.46万吨。设计生产能力21万吨/年。 2、矿井瓦斯等级 根据省工业和信息化厅《关于省煤层气公司所属煤矿2010年度矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定结果的批复》（豫工信煤〔2010〕200号），永安煤业相对瓦斯涌出量为12.66m3/t，绝对瓦斯涌出量8.12m3/min，矿井为高瓦斯矿井。 3、煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性 根据《国家安全生产矿山机械检测检验中心》于2009年10月26日所做的煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性鉴定：永安煤业有煤尘爆炸性。二1煤层为Ⅲ类，即不易自燃煤层。
4、矿井开拓 矿井采用“三立井单水平上下山”开拓方式。其中主立井承担提升煤炭，辅助进风任务;副井承担提升人员、升降物料及主进风等任务;回风立井作为矿井专用回风井。 矿井开拓水平为-134m，全矿划分为11采区和12采区，其中11采区为上山采区，12采区为下山采区（因瓦斯高，治理难度大，予以密闭）。11采区为矿井首采区，老副井煤柱工作面目前为隐患整改工作面。 5、瓦斯参数测定情况 为合理开采11采区，地方永安煤业首先于2015年8月委托中国矿业大学对11采区-100m标高已浅二1煤层瓦斯含量及瓦斯压力进行测定，编制了《地方永安煤业11采区-100m标高已浅二1煤层瓦斯含量及瓦斯压力测定报告》，结果如下：二1煤层瓦斯含量为3.67～4.35m3/t，平均值为4.02 m3/t；瓦斯压力为0.075～0.090MPa，平均值为0.083 MPa。两个指标均小于“双六”，符合《强化煤矿瓦斯防治十条规定》。 其次，于2017年9月地方永安煤业委托中国矿业大学对11采区二1煤层顺层钻孔抽采半径进行测定，编制了《地方永安煤业11采区二1煤层顺层钻孔抽采半径测定报告》，结果如下： 1、当抽采40天,顺层钻孔抽采半径为1.0m,钻孔间距2m;
1.1设计依据 1.1.1矿井概况 矿井位于平原地区，井田长7200米，双翼开采，每翼长3600米。设计年产量60万吨，矿井第一水平服务年限为23年。矿井采用竖井主要石门开拓，在煤层底板开围岩平巷，已拟定采用两翼对角式通风，两区中央上部边界开回风井，每个采区共有上层工作面2个，下层工作面2个，工作日产量均为500吨，全矿同时有4个工作面生产即能满足要求。备用工作面2个。井下同时工作的最多人数为380人。该矿为单一煤层，煤层厚4m，倾角25°，低瓦斯矿井，相对瓦斯涌出量为3.06m3 /t，煤尘有爆炸危险性。 1.1.2井巷尺寸及支护情况 井巷尺寸及支护情况表 2.1矿井及采区通风系统 2.1.1矿井通风系统的基本要求
一般情况下矿井通风系统，都要符合投产较快、出煤较多、安全可靠、技术经济标合理等总原则。具体地说要适应以下基本要求： 1）每个矿井，特别是地震区、多雷区的矿井至少要有两个通地面的安全出口，个出口之间距离不得小于30m； 2）进风井口，要有利于防洪，不受粉尘、污风炼焦气体矸石燃烧气体等有毒气体的侵入； 3）采用多台分区主扇通风时，为了保持联合运转的稳定性，总进风道的断面不宜过小，尽可能减少公共风路的风阻；各分区主扇的回风流中央主扇和每一翼的主扇的回风流都必须严格隔开； 4）所有矿井都要采用机械通风主扇和分区扇必须安装在地面； 5）北方矿井，井口要有供暖设备； 6）总回风巷不得作为主要人行道； 7）工业广场不允许受扇风机噪音的干扰； 8）装有皮带机的井筒不允许兼作回风井； 9）装有箕斗的井筒不允许兼作进风井； 10）可以独立通风的矿井，采区尽可能独立通风； 11）通风系统要为防瓦斯、火、水、尘及降温创造条件；通风系统要有利于深水平延伸或后期通风系统的发展变化； 12）要注意降低通风费用。 2.1.2矿井通风类型的确定 一般情况下，矿井主要有五种通风类型（图中主扇工作方法暂且按抽出式）：中央并列式（图2—1）、中央分列式（图2—2）、两翼对角式（图2—3）、分区对角式（图2—4）和混合式通风。
xxx掘进工作面瓦斯抽采施工设计 一、编制目的 为了确保我矿安全生产及职工的生命安全，依据《煤矿安全规程》和《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》等相关规定，结合矿井实际情况，特编制了1124工作面运输巷掘进工作面瓦斯抽采施工设计。二、瓦斯防治的必要性 煤矿瓦斯事故是制约煤炭企业安全发展和可持续发展、影响地区和社会安全稳定好转的突出问题，煤矿必须认识瓦斯防治的重要性和必要性。 我矿为高瓦斯矿井，地质构造不发育，但随着开采深度和开采范围增大，瓦斯涌出有逐渐增高的趋势，势必会制约矿井安全生产，为此，加大我矿瓦斯防治力度不但必要，而且势在必行。 为切实搞好瓦斯综合防治，必须严格贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针和“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位、排除隐患、综合利用”的瓦斯防治二十四字工作体系，紧紧抓住矿井通风系统、抽采抽放、监测监控、现场管理四个关键环节，根据我矿的安全生产条件及危害因素分析,采取行之有效的针对措施，坚持标本兼治、重在治本，进一步完善瓦斯防治机构，落实瓦斯防治管理制度，提高装备水平和提高矿井防治瓦斯灾害能力，建立健全稳定可靠的矿井通风系统，科学合理的瓦斯抽采体系，有效实用的监测监控网络和严格规范的现场管理制度，树立矿井瓦斯事故是可控、可防、可治的思想。因此，要以更大的决心、更强的力度、更严的态度、更扎实的措施，锲而不舍地打好瓦斯防治攻坚战。 三、编写依据 1、《煤矿安全规程》 2、《防治煤与瓦斯突出规定》
3、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》 4、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006） 5、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006） 四、工作面煤层、瓦斯、地质构造等基本情况 1、工作面布置情况 1124工作面运输巷布置在+838m水平一带区，其巷道呈东西走向，其总长度445m，1124工作面运输巷的+850m运输巷以上220m已于2016年度6月掘进完毕，现已形成全风压通风。剩下445m（+850m 运输巷至+748m上下连回风巷段）未掘进。该巷北面为1124a工作面回风巷；东面为+748m水平回风巷，南面距1123a工作面运输巷,西面有荥经县杨湾煤业鱼泉杨湾煤厂（现已关闭），该煤厂的井下涌水通过采空区巷道流入我矿+878m排水巷，不存在水害威胁。 2、工作面瓦斯地质特征 根据2014年9月9日四川省煤炭产品质量监督检验站提供的《检测报告》，矿井开采的上下连煤尘无煤尘爆炸危险性，煤层自燃倾向性等级为Ⅲ类，属不易自燃煤层。 根据雅市安监[2017]12号文件《雅安市安全生产监督管理局关于2016年度雅安市煤矿瓦斯等级鉴定结果的通知》，本矿井绝对涌出量21.236m3/min；相对瓦斯涌出量59.07 m3/t。相邻掘进面实测瓦斯风量120m3/min，瓦斯浓度为0.54%，绝对瓦斯涌出量为0.648m3/min。 3、工作面煤层情况及顶底板岩性概况 直接顶厚为1.5--2m砂质泥岩，之上为1--1.5m的泥质页岩，老顶为1--1.3m细粒砂岩。直接底板为砂质泥岩厚4.8--5.5m。煤层及其顶底板结构如下：
重庆三峡学院 《传感器与检测技术》课程 设计报告 题目瓦斯报警器 院系: 机械工程学院 专业: 机械设计制造及其自动化 年级: 2009级机械2班 学生姓名: 贠鹏 学生学号: 200907024212 指导教师: 吴光杰职称教授 完成课程设计（论文）时间2011 年12 月
目录 摘要................................................ 错误！未定义书签。关键词 (1) 1 引言.............................................. 错误！未定义书签。 1.1半导体气敏传感器 (1) 1.1.1半导体气敏原件的特性参数 (1) 1.1.2烧结型SnO2气敏元件 (2) 2 气敏传感器原理 (2) 3瓦斯报警器 (2) 3.1瓦斯的成分 (2) 3.2瓦斯报警器的电路及原理说明 (2) 3.2.1元器件的选择与制作 (3) 3.2.2 MQ-25气敏传感器性能参数介绍 (4) 3.3瓦斯报警器的实物制作 (4) 3.3.1瓦斯报警器零部件的购买 (5) 3.3.2瓦斯报警器的焊接 (5) 4.结论 (6)
半导体气敏传感器检测技术 重庆三峡学院机械工程学院机械设计制造及其自动化09级 摘要半导体气敏传感器在煤矿瓦斯，家用煤气检测环境中的重要作用 关键词气敏传感器瓦斯报警器 1、引言 气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂（R11、R12）的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。 它将气体种类及其与浓度有关的信息转换成电信号，根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息，从而可以进行检测、监控、报警；还可以通过接口电路与计算机组成自动检测、控制和报警系统。 1.1半导体气敏传感器 气体敏感元件，大多是以金属氧化物半导体为基础材料。当被测气体在该半导体表面吸附后，引起其电学特性(例如电导率)发生变化。目前流行的定性模型是：原子价控制模型、表面电荷层模型、晶粒间界势垒模型。 1.1.1半导体气敏元件的特性参数 （1）气敏元件的电阻值将电阻型气敏元件在常温下洁净空气中的电阻值，称为气敏元件(电阻型)的固有电阻值，表示为Ｒａ。一般其固有电阻值在(103～105)Ω范围。测定固有电阻值Ｒａ时, 要求必须在洁净空气环境中进行。由于经济地理环境的差异，各地区空气中含有的气体成分差别较大，即使对于同一气敏元件，在温度相同的条件下，在不同地区进行测定，其固有电阻值也都将出现差别。因此，必须在洁净的空气环境中进行测量。（2）气敏元件的灵敏度是表征气敏元件对于被测气体的敏感程度的指标。它表示气体敏感元件的电参量（如电阻型气敏元件的电阻值）与被测气体浓度之间的依从关系。表示方法有三种（a）电阻比灵敏度K （b）气体分离度RC1—气敏元件在浓度为Cc的被测气体中的阻值：RＣ2—气敏元件在浓度为C2的被测气体中的阻值。通常，C1＞C2。（c）输出电压比灵敏度KV Va:气敏元件在洁净空气中工作时，负载电阻上的电压输出；Vg:气敏元件在规定浓度被测气体中工作时，负载电阻的电压输出（3）气敏元件的分辨率表示气敏元件对被测气体的识别（选择）以及对干扰气体的抑制能力。气敏元件分辨率S表示为Va—气敏元件在洁净空气中工作时，负载电阻上的输出电压；Vg—气敏元件在规定浓度被测气体中工作时，负载电阻上的电压Vgi—气敏元件在i种气体浓度为规定值中工作时，负载电阻的电压（4）气敏元件的响应时间表示在工作温度下，气敏元件对被测气体的响应速度。一般从气敏元件与一定浓度的被测气体接触时开始计时，直到气敏元件的阻值达到在此浓度下的稳定电阻值的63％时为止，所需时间称为气敏元件在此浓度下的被测气体