月亮田煤矿瓦斯抽放监测
设
计
方
案
重庆梅安森科技股份公司
2010年10月
目录
第一章、概述、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4
一、前言、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4
二、系统建设目标、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4
三、设计原则及依据、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 第二章、方案设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5
一、需求分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5
二、方案设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5 第三章、系统特点、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、11
一、监控中心站、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、11
二、抽放监控分站、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、11
三、管道参数监测、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、12 第四章、系统功能、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、13
一、监控中心站、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、13
二、数据实时监测、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、16 第五章、涡街流量计技术原理及特点、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、18
一、流量监测原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、18
二、各类流量计比较、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、18
三、涡街流量传感器安装技术要求、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、24 第六章、主要设备介绍、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、26
一、KJF86N型监控分站、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、26
二、GF100型涡街流量计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、28
三、GJG100H型红外高浓度甲烷传感器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、31
四、GT500A型一氧化碳传感器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、34
五、KGU13型矿用投入式液位传感器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、37
六、KGT30型矿用设备开停传感器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、38
七、KJ28A型低浓度甲烷传感器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、39
八、GWD100型温度传感器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、40
九、JC1型缺水信号开关、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、41 第七章、设备清单、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、43
第一章概述
一、前言
瓦斯治理的基本思想是“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作方针。在《煤矿安全规程》中对瓦斯抽放系统的监测监控做了如下明确的规定：第一百七十四条，“瓦斯抽放泵站必须设置甲烷传感器，抽放泵输入管路中必须设置甲烷传感器；利用瓦斯时，还应在输出管路中设置甲烷传感器”。第一百七十五条，“瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中应设置流量传感器、温度传感器和压力传感器，利用瓦斯时，还应在输出管路中设置流量传感器、温度传感器和压力传感器”。根据安全规程规定，煤矿瓦斯抽放系统必须做到抽放泵站环境瓦斯监测、抽放流量监测、抽放瓦斯浓度监测、温度监测、管道压力监测，同时也突出说明了建设煤矿瓦斯抽放监控系统的重要性和必要性。
重庆梅安森科技股份有限公司专门从事煤矿安全生产监控设备和煤矿自动化控制研发生产的企业，具有很强的产品研发能力，特别是在煤矿安全监测仪器仪表、自动控制系统、各类传感器、断电控制器、计算机软件及监控系统等方面有雄厚的技术实力。强大的技术研发实力作为支撑，本公司的系统具有很高的市场占有率。如本次项目涉及的瓦斯抽放监控系统在山西的晋煤集团寺河煤矿一号井、寺河煤矿二号井、潞安集团高河煤矿、西山煤电屯兰煤矿等成功的应用，反响良好。随着监测技术的不断发展，重庆梅安森科技股份有限公司还在不断的研制开发新产品或已有产品的升级换代。
二、系统建设目标
系统的建设本着“实用、可靠、先进、经济”的指导思想，根据煤矿安全监控及瓦斯抽放监测监控的技术要求，建立完善的瓦斯管路参数监测系统，为煤矿生产节约成本、强化生产安全管理、提高工作效率。
三、设计原则及依据
KJ73N型煤矿安全监控系统及瓦斯抽放管路监测子系统，在设计过程中始终遵循最新的国家行业标准及相关的性能要求，具备高可靠性、先进性、实用性、可扩展性及开放性原则，以满足高产、高效的现代化矿井对监控信息有效获得的需要。设计依据为：
《煤矿安全规程》2010
《煤矿监控系统总体设计规范》
《煤矿监控系统中心站软件开发规范》
《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》
《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》
《KJ73N型煤矿安全监控系统产品企业标准》
《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201-2006）
《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029-2007)
《煤矿安全监控系统软件通用技术要求》(MT/T1008-2006)规定。
《煤矿瓦斯抽放规范》AQ1027-2007
《矿井抽放瓦斯工程设计规范》
第二章方案设计
一、需求分析
月亮田煤矿需要建设瓦斯抽放监测系统，系统主要是实现瓦斯抽放过程中管道参数监测、泵站环境参数监测和设备运行参数监测，我们采用KJ73N型瓦斯抽放监测系统来实现上述功能。
二、方案设计
瓦斯抽放监测监控系统由系统中心站、监控分站、抽放泵站管道参数监测、抽放泵站环境参数监测、抽放泵站工况参数监测。
1、月亮田煤矿设计方案
1）、系统中心站
本瓦斯抽放监测监控系统采用KJ73N型瓦斯抽放监控系统。系统中心站配置按照国家安全规程标准配置。
中心站包含软件和硬件部分。
软件部分：配置一套KJ73N型煤矿瓦斯抽放监控系统软件，自带双击热备、热切换功能。
硬件部分：包含监控主机、地面数据传输接口、UPS电源、打印机等设备。
中心站设备结构如下：
监控主机：
监控主机采用双机热备方式配置，为了满足系统的运行需求，监
控主机配置采用研华IPC-610L\CORE双核E5300 2.6G\2GB\320GB\19寸LCD工控机，主备机通过网线连接，采用“心跳”监测，正常情况下主机工作，备机时刻监测主机的工作状态，当主机工作异常，备机立即投入监测。保证监控的连续和数据的不丢失。
打印机：
满足日常监测报表等文件的打印，配备一台激光A4打印机，型号为HP 1008。
UPS：
按照国家安全标准AQ1029-2007的规定，监控系统必须具备停电后两小时的备用电源。本方案中配置UPS为2KVA/2h。
本系统采用光纤传输方式，配备一般兼本安型数据接口KJJ55N 一台，带光纤接口。
瓦斯抽放监测系统投标文件
重庆梅安森科技股份有限公司编制
8 3）、系统整体结构
地面抽放泵站的监测为通过中心站 + KJF86N（16）型监控大分站的监控方式。中心站收集各点的瓦斯抽放浓度、管道负压、管道温度、抽放流量、管道一氧化碳浓度、管道二氧化碳、管道中乙炔豁然环境参数等，并就地计算显示抽放混合流量、纯流量等。
KJF86N（16）监控分站作为管道、抽放泵站环境、工况参数检测主设备。
1）、对抽放主管路的各参数进行检测，包括如下：
抽放主管路的管道流量；
管路的管道负压；
管道温度；
管道瓦斯浓度；
抽放管路CO浓度；
管道二氧化碳；
管道乙炔；
根据传感器检测的参数由检测装置自动计算出瞬时工况混合流量、工况纯瓦斯流量、标况纯瓦斯流量以及累计流量；
检测装置通过独立显示屏就地显示所有测量参数，每个测量参数独立实时显示；
2）对抽放泵的运行参数实施监测，包括如下：
抽放泵站的电流电压、开停状态；
抽放泵站的供水状态和水温；
当出现非正常状态时，系统给出告警，并自动切断抽放泵站的电源；
3）对抽放泵环境状况实施监测：
抽放泵站环境瓦斯浓度；
循环水池水温水位；
4）在地面设置监控主机，实现数据的集中显示和上传矿调度中心。
4）、设备配置
a、中心站
为实现监控中心数据处理和现实，实现双机热备，断电运行两小时以上，并
且监控数据能打印，配置如下：
研华工控机2台
HP1008打印机1台
KJ55N数据接口（带光口）
山特UPS 1套
b、抽放管路参数监测
每条抽放监测管道设计安装一套管道参数监控传感器，实现对瓦斯抽放管道的实时计量。每条管路包含监测传感器设备如下：
GF100-35型涡街流量传感器6台；
GF100-50型涡街流量传感器1台；
KJ27A型管道红外高浓度甲烷传感器7台；
GP100（管道用）型压力传感器7台；
GWD100（管道用）型温度传感器7台；
GT500A管道型CO传感器7台。
BF2-GGMD20管道二氧化碳传感器7台
管道乙炔传感器7台
c、抽放泵站工况参数监测
每台抽放真空泵配置JC1型缺水信号传感器，检测真空泵供水状态；
KGT30型设备开停传感器，用于监测泵的开停状态；
d、泵房环境监测
KJ28A型低浓度甲烷传感器4台，用于泵房环境监测；
KGU13型矿用投入式液位传感器和GWD100型温度传感器各2台，用于水仓水位及水温的监测。
GWD100型电机温度和泵的轴温各8台。
第三章系统特点
一、监控中心站
KJ73N型瓦斯抽放监控系统中心站自带组态软件功能，界面美观，功能丰富，操作简单、方便。
屏幕上可连续实时显示监测参数实时值、累计值及设备工作状态，能实时统计、分析处理、存储时、日、月、年报表，供用户查询打印，具有超限
报警和设备异常的实时信息窗提示。
监测图页静态和动态编辑作图对用户开放，支持多种图形格式。
屏幕显示为页面式，图形文本兼容，每页显示的信息可由用户自行定义编制，直至屏幕显示满为止，显示页可随意调出，对图中的设备、名称、安
置地点、图标定义、实现功能强大的模拟动画显示。
系统中心站与本地网络终端以局域网方式联网运行, 使网上所有终端在使用权限范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表，
网络通信协议支持TCP/IP、NETBIOS。
系统具有很强的自检诊断功能, 能及时发现系统自身配置设备事故，并在屏幕上以文本或图形方式直观显示，同时发出报警，并指出故障位置和原
因。还能在屏幕实时弹出信息窗，供维护人员查询打印，并将其记入运行
报告文件。
系统软件设有多级口令保护,只有授权人员才能登录操作,有效防止了对系统数据的损坏和病毒感染。软件运行可靠性高,死机率远远小于《煤矿监控
系统中心站软件开发规范》规定的标准:1次/800小时。
二、抽放监控分站
抽放监控分站主要应用于井下抽放管道的抽放参数监测，对抽放管道中瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度、抽放流量的实时监测。
本抽放监控分站具备监测参数实时显示功能。且通过对管道五参数的监测，就地实时计算出抽放工况流量、标况流量、纯流量、累积量上传至监控中心站。分站就地计算使得监控实时性强、准确度高、传输速度快等特点。
三、管道参数监测
目前国内瓦斯抽放监测主要存在两个问题：其一管道气体流量的监测，其二是管道瓦斯浓度的测量。
KJ73N型瓦斯抽放监控系统对管道流量监测采用GF100型涡街流量传感器，使用先进的涡街原理对管道内气体进行线性连续监测。配合等流变径喷嘴，
即满足了煤矿瓦斯抽放大管径、低流速、高杂质气体监测的要求不仅克服
了传统测量方法中压力损失大、维护工作复杂的缺点，并且测量精度高，
误差为2.5级，配合等流变径喷嘴可达1.5级。
KJ73N瓦斯抽放监测监控系统中的管道瓦斯传感器采用GJG100H型红外高浓度甲烷传感器，使用进口红外甲烷检测元件，无H2S中毒等现象，配备
专用管道气水分离器，有效的去除了气体中的水分，从而准确地测量出气
体中的瓦斯浓度(相对误差≤±5%),同时解决了免拆卸标校传感器的难题。
第四章系统功能
一、监控中心站
监控中心站软件直观的现实瓦斯抽放监控系统监测值，控制状态。
系统监控界面图如下：
1.监控中心站自带组态软件，监控界面直观。
2.系统监控主机全面预装Windows server 2008 COEM 标准版操作系统和最新
版的瓦斯计量监控软件，界面美观，功能丰富，操作简单、方便。
3.屏幕上可连续实时显示监测参数实时值、累计值及设备工作状态，能实时统
计、分析处理、存储日、旬、月报表，供用户查询打印，具有超限报警和设
备异常的实时信息窗提示。
4.监测图页静态和动态编辑作图对用户开放，支持多种图形格式，鼠标和键盘
均可操作。全面记录各测点参数以及历史信息的查询，能打印每小时、每天、
每月、每年各测点的记录。
5.屏幕显示为页面式，图形文本兼容，每页显示的信息可由用户自行定义编制，
直至屏幕显示满为止，显示页可随意调出，对图中的设备、名称、安置地点、图标定义、实现功能强大的模拟动画显示。
6.系统中心站与本地网络终端以局域网方式联网运行, 使网上所有终端在使
用权限范围内都能共享监测信息和系统综合分析信息、查询各类数据报表，网络通信协议支持TCP/IP、NETBIOS。
7.中心站能连续集中监测计量，实时采集、处理、存储各测点的监测参数，并
能同时处理256台以上的分站监测信息。
8.系统对采集到的数据进行实时分析处理，以数值形式进行存储，并形成相应
的历史统计数据, 系统可存储十年以上的历史数据，供有关人员随时查阅和打印。
9.系统具有很强的自检诊断功能, 能及时发现系统自身配置设备事故，并在屏
幕上以文本或图形方式直观显示，同时发出报警，并指出故障位置和原因。
还能在屏幕实时弹出信息窗，供维护人员查询打印，并将其记入运行报告文件。
10.系统具有良好的开发性和扩展性，集成方式灵活,用户可根据实际需要进行
扩展、调整组合。
11.系统组态方式灵活,中心站对分站可采用主从队列两种扫描方式,操作员按
照需要对各分站安排不同的采样周期,实现对重点分站加以监控。
12.KJ73N软件具有很强的作图能力,并提供有相应的图形库,操作员可在不间
断监测的同时,容易地实现联机并完成图形编辑、绘制和修改。
13.系统软件设有多级口令保护,只有授权人员才能登录操作,有效防止了对系
统数据的损坏和病毒感染。软件运行可靠性高,死机率远远小于《煤矿监控系统中心站软件开发规范》规定的标准:1次/800小时。
14.系统具有很好的开放性，可作为子系统与矿现有的煤矿安全监控系统联网运
行，在中心站机房也能显示处理瓦斯抽放参数。
15.系统的各类监测参数及累计量可直接送入LED大屏显示系统。
16.当检测信号出现超限告警、断电或状态变动等异常情况时，系统能够发出语
音告警，提示异常状况发生的地点及类型。
17.系统支持短信告警等多种告警方式。
18.系统具有数据分析和处理能力，在发生超限时，自动根据规则生成措施提示，
指导操作人员即时处理。
19.能对监测数据进行汇总，生成统计报表和进行趋势分析等，并以动态图形、
曲线、表格等方式输出显示，支持多点同屏显示。
20.能打印各种数据报表，支持自定义报表格式。
21.系统软件提供方便、丰富的作图功能，且支持矢量图，能实现无级缩放、漫
游等功能，任意放大图形不会失真等。
22.系统提供了丰富的动态图标，使模拟图显示更直观、画面丰富。
23.系统软件提供多种传感器配置模板，通过选择预置的传感器类型即可实现传
感器各种参数的自动设置。如不同安装地点的甲烷传感器报警点、断电点等，均可有模板自动生成，减少手工设置出错概率。且用户可根据需要自行建立配置模板。
24.系统在数据存储方面采用密采及5分钟数据双存储技术，为数据分析提供详
尽准确的一手资料。同时，由于密采数据的存储采用的是变值变态存储技术，使存储效率大大提高，历史数据查询的速度也非常快速。
?系统采用了三级数据保护技术：
?传感器“黑匣子”数据存储保护，我公司所有模拟量传感器均能自动
存储24小时监测数据。
?KJF86N系列分站均内置超大容量“铁电”存储器，可存储所有传感器
端口8小时的监测数据。
25.中心站双机数据自动备份技术。
26.存储器件采用可无限次数读写的铁电存储器，与目前采用EEPROM或FLASH
作为存储器的分站，只能写千余次的寿命相比，数据存储的可靠性大大提高。
27.系统具有良好的开发性和扩展性，集成方式灵活,用户可根据实际需要进行
扩展。可扩展接入诸如瓦斯抽放、工业电视、电网监测、人员信息等多个子
系统,形成一套集安全监控、生产调度管理、局矿办公自动化网络于一体的
计算机监控网络综合系统。有广域网接口，易于形成互联网络。
28.系统组态方式灵活,监控主机对分站采用主从队列两种扫描方式,操作员按
照需要对各分站安排不同的采样周期,实现对重点分站加以监控。
29.系统具有软件自监视功能和软件软件容错功能。系统应具有实时多任务功
能，能实时传输、处理、存储和显示信息，并根据要求实时控制，能周期地
循环运行而不中断。
二、实时监测
1.管道参数监测
对井上下抽采管道内气体的流量、温度、压力、甲烷浓度、一氧化碳浓度等进行连续监测。自动计算管道标况瓦斯混合量及累计量、标况瓦斯纯量及累计量，并能自动记录、查询、打印各类数据和报表。采用流量传感器、传感器等监测管道参数。当监测点数据超过设定报警值时，及时发出声光警报信号。
2.环境参数监测
对瓦斯泵房和管道走廊的环境瓦斯浓度、环境温度等进行连续监测。采用甲烷浓度传感器、温度传感器等监测泵房、管道走廊环境参数。当监测点甲烷浓度、温度超过设定报警值时，及时发出声光警报信号。
3.工况参数监测
对真空泵轴温、电机轴温、真空泵开停状态、阀门开闭状态、防爆安全装置压差等进行连续监测。采用温度传感器、开停传感器、压力传感器等监测抽采泵工作参数。当监测点数据超过设定报警值时，及时发出声光警报信号。
4.供水参数监测
对真空泵供水状态、热水池水位、水温、冷却水池水位、水温等进行连续监测。
采用供水传感器、压力传感器、液位传感器、温度传感器等监测真空泵的供水状态。
当监测点数据超过设定报警值时，及时发出声光警报信号。
5.供电参数监测
对真空泵供电电压、电流、功率、功率因数等进行连续监测。当监测点数据超
过设定报警值时，及时发出声光警报信号。
第五章、涡街流量计技术原理及特点
一、流量监测原理
瓦斯抽放管道内的负压、浓度、温度和流量是评价瓦斯抽放效果及安全性能的基本参数。目前国内测量瓦斯抽放管道流量比较先进的是涡街测量法，利用单片机通过以下公式运算得到每分钟抽放的混合流量、瓦斯纯流量及累积流量，同时在运算中将温度、压力、浓度等因素考虑在内，对涡街流量传感器测量的工况流量进行修正补偿以得到所测管道的标况流量值。具体计算公式可分为：
Q工=V*60*π*D*D，
Q工={0.101325*(273.15+T工)/(0.101325+P工)*293.15}*Q标，
式中：Q工——工况条件下管道混合气体流量（m3/min）
Q 标——标况条件下管道混合气体流量（m3/min）
V——管道中气体平均流速（m/s）
D——管道内半径
P工——工况条件下工作压力（MPa）、
T工——工况条件下的气体温度（℃）。
本设计所选用的等流变径涡街流量传感器测量的工况流量在不同测量环境下的修正补偿公式为：
Q=Kj*D*D*δx*δt*δp*△hj的平方根
式中：Q ——管道混合气体流量
Kj——涡街流量系数
D——管道内径
△hj——等流变径系数
δx——瓦斯气体质量校正系数
δt ——温度校正系数
δp——压力校正系数。
二、各类流量计比较
瓦斯抽放监控系统主要是实时监测瓦斯、流量、温度、负压等参数。用以测量管路中流体流量（单位时间内通过的流体体积）的测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也
很多。迄今为止，可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于至今还没找到一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表。这些流量仪表，每种都有它特定的适用性，也都有它的局限性。
我们一般将各种流量测量仪表分为容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、流体振荡流量计中的涡街流量计、质量流量计和插入式流量计、探针式流量计等类型。
在煤矿瓦斯抽放管路流量监测中，根据瓦斯抽放管路中气体高湿度、高杂质、高负压和低流速的特点，一般采用孔板流量计、涡街流量计和最近开始应用的V 锥流量计。从应用效果来看，涡街流量计由于其固有的特点，具有测量精度高、稳定性好、压损最小等优点，最适合在瓦斯抽放管路中做流量监测。
以下分别对三种流量计的原理和特点做一个简单的对比。
孔板、涡街和V 锥流量计比较
孔板、涡街和V 锥流量计的原理
孔板流量计
孔板流量计是差压式流量计中的一种，是根据安装于管
道中流量检测件产生的差压、已知的流体条件和检测件与管
道的几何尺寸来计算流量的仪表。
孔板流量计的工作原理为：充满管道的流体，当它们流
经管道内的节流装置时，流束将在节流装置的节流件处形成
局部收缩，从而使流速增加，静压力低，于是在节流件前后
便产生了压力降，即压差，介质流动的流量越大，在节流件
前后产生的压差就越大，所以可以通过测量压差来衡量流体
流量的大小。这种测量方法是以能量守衡定律和流动连续性
定律为基准的。
孔板节流装置是标准节流件，相关国家标准有：
1）国家标准GB2624-81;流量测量节流装置的设计安装和使用；
2）国际标准ISO5167国际标准组织规定的各种节流装置；
3）化工部标准GJ516-87-HK06。
二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。
孔板流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。近年来，由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。
孔板流量计的优缺点：
【优点】
1）标准节流件是全世界通用的，并得到了国际标准组织的认可，无需实流校准，即可投用，在流量计中亦是唯一的。
2）结构易于复制，简单、牢固、性能稳定可靠；
3）应用范围广，包括全部单相流体（液、气、蒸汽）、部分混相流，一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆有产品。
【缺点】
1）测量的重复性、精确度在流量计中属于中等水平，由于众多因素的影响错综复杂，精确度难于提高。
2）范围度窄，由于流量系数与雷诺数有关,一般范围度仅3∶1～4∶1。
3）有较长的直管段长度要求，一般难于满足。尤其对较大管径，问题更加突出；
4）压力损失大，通常为维持一台孔板流量计正常运行，
需要附加动力克服孔板的压力损失，该附加耗电量产生的附
加运行费用是很高的。
5）孔板以内孔锐角线来保证精度，因此对腐蚀、磨损、
结垢、脏污敏感，长期使用精度难以保证，需每年拆下强检
一次。
等流变径涡街流量计
涡街流量计属于流体振荡流量计，是属于最年轻的一类流量计，但其发展迅速，目前已成为通用的一类流量计。它的工作原理是：在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，
这种旋涡称为
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；
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
前言 何家冲煤矿位于赫章县妈姑镇境内。根据贵州省煤炭管理局等六厅局单位联合下发文件《关于毕节地区八县（市）煤矿整合、调整布局方案的批复意见》（黔煤办字〔2006〕97号），原赫章县妈姑镇何家冲煤矿、光明煤矿、顺达煤矿整合为一个矿井。由于顺达煤矿床地质条件复杂，经省、地两级主管部门的论证、审核，同意对赫章县妈姑镇煤矿的整合重新进行调整。2007年7月4日，根据贵州省人民政府文件《省人民政府关于毕节地区毕节市等八县（市）煤矿整合和调整布局方案的批复》（黔府函办字〔2007〕105号文），原赫章县妈姑镇何家冲煤矿、光明煤矿整合为赫章县妈姑镇何家冲煤矿，整合后矿井生产能力为9万t/a。 之后该矿进行扩界申请，并于2009年3月4日贵州省国土资源厅下发《关于领取赫章县妈姑镇何家冲煤矿(扩能、扩界)的通知》（黔国土资矿证字〔2009〕163号）。2009年3月，贵州省国土资源厅下发的赫章县妈姑镇何家冲煤矿《采矿许可证》（编号为：5200000920144）；矿区范围0.833km2，开采深度：+2120m～+1700m。生产规模15万t/a。 变更规模后，受业主委托，贵州硕翊矿山科技有限责任公司于2010年11月编制完成了《赫章县妈姑镇何家冲煤矿开采方案设计(变更) 》，设计生产能力为15万t/a。经评审后，贵州省煤矿设计研究院专家咨询意见，文号：贵煤设咨[2010]91号；尚未进行批复。根据政策要求及最新提供的《赫章县妈姑镇何家冲煤矿生产地质报告》，2010年12月由贵州省煤矿设计研究院编制的变更至30万吨/年《开采设计方案》，于2011年1月24日批复，文号：黔能源煤炭[2011]52号。 根据国家对煤矿安全生产提出的“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，《煤矿安全规程》等相关法规，也对高瓦斯、突出矿井的瓦斯抽放提出了明确的要求。根据该矿现状及以上精神，我设计院受业主委托，特编制何家冲煤矿矿井瓦斯抽放设计。 本次设计主要立足于解决安全问题。
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，℃。
瓦斯抽采管理制度 （一）为加强瓦斯抽采管理，确保抽采达标，根据《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法（试行）》通风专业工作要求中“完善各项管理制度”以及基本要求中“有 完善的煤矿通风、瓦斯防治、综合防尘、防灭火和安全监控等专业管理制度”的规定，制定本制度。 （二）瓦斯治理抽采工程应执行“三同时”制度，即瓦斯治理抽采工程要与采掘工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。（三）达到抽采条件的煤矿，地面永久抽采瓦斯系统设计、施工，由有相关资质的单位实施。工作面抽采瓦斯系统设计方案由煤矿总工程师负责组织编制。 （四）煤矿必须建立健全抽采瓦斯岗位责任制、抽采工程质量验收、检查和抽采工程考核指标体系等有关管理制度。 （五）抽采瓦斯设施应符合《煤矿安全规程》（2016）第182、183、184 条要求。（六）井上下瓦斯泵房（站）必须有专人值班，有直通调度室的电话。运行和备用 瓦斯泵每月至少切换1 次。瓦斯泵停止运转，必须向调度室报告。（七）抽采瓦斯系统因检修、管路维护和切换、闭锁实验等原因有计划停运时，必须提前制定专项安全技术措施。 （八）瓦斯抽采必须纳入生产接续计划，根据抽采接续计划制定生产接续计划。瓦斯抽采不达标的，不得组织采掘作业。
（九）抽采单位必须定期对抽采系统、钻场、钻孔进行检查，发现问题，立即处理，并有检查记录。 （十）瓦斯抽采计量装置管理 1. 计量装置安装 （1）地面永久及井下移动瓦斯抽放泵站、井下干管、抽采支管、井巷揭煤工作面、底（顶）板穿层预抽钻场、评价单元等，必须安设抽采计量装置。 地面及井下移动瓦斯抽放泵站、井巷揭煤工作面、底（顶）板穿层预抽钻场、评价单元必须同时安装自动计量装置，其他地点可安装孔板流量计。 （2）所安装的抽采计量装置必须能测定抽放流量、浓度、负压、温度、压力等参数。（3）所有自动计量数据必须全部连入矿井安全监测监控系统。 （4）采用自动计量装置进行计量的，所有自动计量数据必须换算成标准大气压下的流量（大气压为101.325kPa, 温度为20℃）。 2. 计量装置管理 （1）煤矿必须结合实际制定和完善矿井瓦斯抽采计量管理制度。（2）加强计量装置的现场管理。建立抽采计量装置日巡检制度，每天必须安排专人对井下抽采自动计量装置巡回检查不少于一次，自动计量装置积存污物必须及时拆卸清理；每个钻场、钻孔实行编号挂牌管理，牌板必须填写设备规格、流量参数、维护单位、维护人员和巡检时间等。 （3）煤矿按规定对自动计量仪器每15 天调校一次，并建立调校台账。
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;
（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
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
第十三章瓦斯抽采及利用方案 第一节瓦斯抽采 一、矿井瓦斯灾害程度及抽采的必要性 （一）矿井瓦斯灾害程度 根据勘探地质报告及Ι 煤层瓦斯含量等值线示意图，矿井可采煤层为 1 Ι1煤层，Ι1煤层瓦斯含量一般13~19 ml/g·r，在钻孔N21-3局部瓦斯含量大于19 ml/g·r。本矿井Ι 煤层瓦斯含量普遍偏高，瓦斯成分以沼气为 1 主。 经预测，矿井绝对瓦斯涌出量47.35m3/min，相对瓦斯涌出量46.79m3/t，Ι1工作面绝对瓦斯涌出量20.48m3/min，相对瓦斯涌出量22.27m3/t，本矿井瓦斯涌出量较大。 煤层煤与瓦斯突出危险性较本矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计，Ι 1 大。 （二）瓦斯抽放的必要性 从以下几个方面来分析本矿井瓦斯抽采的必要性。 1、从煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量的大小来看 根据勘探地质报告，煤层瓦斯含量大，经预测，+50m水平矿井最大绝 煤层工作对瓦斯涌出量为47.35m3/min，相对瓦斯涌出量为46.79m3/t，Ι 1 面最大绝对瓦斯涌出量为20.48m3/min，相对瓦斯涌出量为22.27m3/t。按《煤矿安全规程》第145条规定，本矿井必须建立瓦斯抽采系统。 2、从工作面需风量和最大通过风量来看 本矿井Ι 煤层为中厚煤层，工作面采高1.91m，有效过风断面不大，工 1
作面稀释瓦斯所需风量大于工作面的实际通过能力，如不考虑本煤层预抽和采空区抽放，难以保证工作面瓦斯不超限。因此，为保证安全生产，确保保护层工作顺利推进，必须抽放。 3、从防突的角度 本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计，煤层瓦斯含量普遍较高，Ι 1煤层煤与瓦斯突出危险性大，在开采Ι1煤层前先预抽本煤层瓦斯，解除Ι 1煤层的煤与瓦斯突出的潜在威胁，同时可以有效地解决Ι1煤层开采时采掘工作面 及回风巷等处瓦斯浓度超限问题，降低瓦斯爆炸的风险，因此从井下安全的角度考虑，也有必要进行瓦斯抽采。 4、从资源利用和环保的角度看 据初步估算，本井田的瓦斯储量约821Mm 3，可抽瓦斯量约410.5Mm 3 ，矿井瓦斯资源非常丰富。抽出的瓦斯是一种优质、清洁、高效的能源，用途较广。同时又减少矿井瓦斯排放量，减轻温室效应，达到保护矿区环境的目的。因此，从资源利用和环保的角度看也有必要进行瓦斯抽采。 二、煤层瓦斯抽采基本参数 （一）煤层瓦斯含量 在本井田范围内对Ι1煤层钻孔中采瓦斯样12 件，瓦斯压力测试6 层次， 对3 层次煤芯样进行瓦斯突出参数测试。区内背斜轴部及东翼瓦斯含量高，西翼瓦斯含量较低。根据地质报告提供的Ι1煤层瓦斯含量等值线示意图， 瓦斯含量一般为13～19 m 3/t 。 测得煤层瓦斯含量普遍较高，瓦斯自然成分中以沼气为主，其次为H 2、N 2、C 2～ C 6、CO 2所占百分比很小。 井田位于华蓥山背斜北端，是井田的主体构造，东翼地层倾角在15～45°，西翼地层倾角在10～50°。区内未发现有次级小褶曲，地表未见断层，
2305工作面回采瓦斯抽采设计 2305工作面正在安装，预计2018年8月开始正式回采。根据2303工作面回采期间瓦斯涌出量统计，瓦斯绝对涌出量1.69m3/min～16.86 m3/min，相对涌出量 1.40m3/t～3.28m3/t(见2303工作面回采瓦斯情况分析图>。 2305工作面按平均日产10000吨<每日均产吨，富裕系数1.2）计算，回采期间瓦斯绝对涌出量在 2.72m3/min～15.97m3/min,平均瓦斯绝对瓦斯量9.35m3/min。因此工作面回采需要投入瓦斯抽采系统，采取瓦斯抽采措施，保证工作面安全生产。 一、2305工作面概括 2305工作面开采煤层为下二迭统山西组下部的3#煤. 1、地质情况 2305工作面东高西低，东西高差85m，煤层展布基本呈单斜构造，单斜产状为倾向225——255°、倾角2—8°。 另外，2303运巷揭露两条小型正断层，可能会延伸到2305工作面内，影响工作面掘进和回采。F1正断层西距23排水进风巷130m，产状为：倾向120°、倾角60°、落差H=0.7m；F2正断层西距23排水进风巷525m，产状为：倾向319°、倾角60°、落差H=0.2m。施工前需作好过断层准备并且施工中加强支护。 根据三维地震勘探结果显示：工作面西部发育一陷落柱X8，长轴方向为南北向，长约116m，东西向长约98m。掘进中需要进一步探明X8陷落柱准确边界。
老顶：灰色，以石英为主，含云母，夹泥岩，平均厚度 2.8 m。 直接顶: 黑色，质均，含植物化石，断口不平坦,泥岩,平均厚度3.7m。 底板:泥岩，黑色块状，致密质均。平均厚度6.4m。 2、工作面位置及四邻关系 2305工作面位于23采区南部，东面为23采区大巷，西面为我矿与常村矿井田边界，北面为正在回采的2303工作面，南面为未采区。 23排水进<回）风巷延伸段：位于23采区西部，东面为2305工作面<未采），西面为常村矿井田边界。 3、工作面参数及储量 2305工作面走向长度181.7m，倾向长度1466m，停采线距23皮带巷中53m，理论可采长度 1413 m，煤层平均厚度为6.2m，可采储量210万t。设计可采长度891M，设计可采储量1302891吨。 4、工作面通风系统 2305工作面采用“U+L”型通风系统，即新鲜风流从地面→新进风井→23皮带巷→2305运巷→2305工作面→2305风巷<2305瓦斯巷）→23集中回风巷→新回风巷 5、工作面瓦斯、煤尘情况 2009年矿井瓦斯等级鉴定表明：23采区瓦斯绝对涌出量为10.34m3/min，相对涌出量为 2.4m3/t，瓦斯涌出相对较高；煤尘具有爆炸性，火焰长度20mm。煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，自燃倾向性为不易自燃。
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
煤矿瓦斯抽放停采方案及 风排瓦斯安全技术措施Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as to coord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.
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煤矿瓦斯抽放停采方案及风排瓦斯 安全技术措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 根据山西焦煤函【2012】372号文件《关于抓好低浓度瓦斯抽采输送安全的工作安排》及霍煤电通字【2013 1 10号 文件《关于加强瓦斯抽采系统管理工作》通知的安排，我矿特制定瓦斯抽采停运方案及风排瓦斯安全技术措施，具体方案及措施制定如下： 一、矿井瓦斯涌出情况 1、20xx年度矿井瓦斯等级鉴定情况： 根据山西省煤炭工业厅下发的晋煤瓦发【2012 1 68号文件《关于山西焦煤集团有限公司20xx年度矿井瓦斯等级 鉴定结果的批复》，我矿井绝对瓦斯涌出量为2.99m3/min , 相对瓦斯涌出量为0.53m3/t，二氧化碳绝对涌出量为4.86 m3/min ，相对涌出量为0.85m3/t，鉴定结果为低瓦斯矿井。 2、目前采掘工作面瓦斯涌出量情况： 目前我矿井下共布置有一个综采工作面，七个掘进工作面。掘进工作面有一个炮掘工作面，六个综掘工作面。目前2-112回采工作面回
山西晋煤集团阳城晋圣润东煤业有限公司矿井兼并重组整合项目瓦斯抽采泵站 设 备 安 装 施 工 组 织 设 计
浙江中矿建设集团有限公司
编制说明 一、本施工组织设计编制依据： 1、瓦斯抽采系统设备安装施工合同 2、《煤炭工业建设工程质量技术资料管理规定》 3、《煤炭工业煤矿井巷工程、建筑安装工程单位工程质量保证资料及办法》 4、GB/T19001-2000 IS09001：2000标准 5、AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》国家标准 6、《煤矿安装工程质量检验评定标准》MT500-95上、下册 7、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002） 8、《钢结构施工质量验收规范》（GB50205-2001） 9、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001） 10、《煤矿建设安全规定》（1997年版） 11、《煤矿安全规程》2010版 二、本施工组织设计本着方案合理、安全、可靠、操作性强的指导思想，以确保施工安全、质量、工期。
目录 工程概述 (3) 开工前准备工作 (3) 基础尺寸验收及基准挂设 (4) 设备材料的进场验收 (4) 施工工序 (5) 具体施工方法 (5) 质量标准 (15) 安全措施 (16) 劳动力组织及工期安排 (18) 安全保障体系及工期安排 (18)
文明施工 (21) 降低工程造价的措施 (23) 一、工程概述 本工程为山西晋煤集团阳城晋圣润东煤业有限公司矿井兼并重组整合项目瓦斯抽采泵站设备安装。本工程包括以下安装内容：1、地面管路安装： （1）地面管路安装工程，管路选用螺旋焊缝钢管和无缝钢管。 2、地面机房设备安装； （1）安装2BEC72型水环式真空泵2台，2BEC62型水环式真空泵2
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。
瓦斯抽采达标管理制度 （一）瓦斯抽采管理制度 1、经矿井瓦斯涌出量预测或者矿井瓦斯等级鉴定、评估符合应当进行瓦斯抽采条件的新建、技改和资源整合矿井，其矿井初步设计必须包括瓦斯抽采工程设计内容。 矿井瓦斯抽采工程设计应当与矿井开采设计同步进行；分期建设、分期投产的矿井，其瓦斯抽采工程必须一次设计，并满足分期建设过程中瓦斯抽采达标的要求。 2、煤与瓦斯突出矿井和高瓦斯矿井必须建立地面固定抽采瓦斯系统，其他应当抽采瓦斯的矿井可以建立井下临时抽采瓦斯系统；同时具有煤层瓦斯预抽和采空区瓦斯抽采方式的矿井，根据需要分别建立高、低负压抽采瓦斯系统。 3、地面瓦斯泵站要求做到： ⑴地面泵房必须采用不燃性材料建筑，要有围墙保护。其距矿井进、回风井口和主要建筑物不得小于50m，并必须有防雷电、防火灾、防冻、防洪涝等设施。 ⑵地面泵房和泵房周围20m范围内，禁止堆积易燃物和有明火。抽瓦斯泵站放空管的高度应超过泵房房顶不小于3m，放空管管径应不小于泵站进、排气口管径。 ⑶应选用水环泵抽采瓦斯，抽采瓦斯设施符合《煤矿安全规程》、《煤矿瓦斯抽放规范》要求。抽采瓦斯泵及其附属设备应至少有一套同等能力的备用。 ⑷抽采泵要有双回供电线路。泵房内电气设备，照明和其它电气、
检测仪表均必须采用矿用防爆型。 ⑸泵房必须有直通矿调度室的电话。 ⑹泵站附近进气管道系统必须设置放水器及防爆炸、防回火、防回气等安全装置，应设置采样孔、阀门等附属装置。 ⑺泵站给排水应符合如下规定：泵站要建有供水系统。泵房设备冷却水宜采用闭路循环，水池容量、给水管路、水量及水质（对硬度较大的冷却水应进行软化处理）必须满足瓦斯抽采泵安全连续运行的需要；泵站内不单独设置消防水池的，冷却循环水池容积应考虑消防用水的需要。 ⑻泵房必须有专人值班，每小时测定一次抽放参数，做好记录。当瓦斯泵停止运转时，必须立即向矿调度室报告。进行瓦斯利用的，恢复瓦斯泵运转前，必须通知使用瓦斯的单位，取得同意后，方可供应瓦斯。 ⑼抽采瓦斯泵必须保证连续运转，特殊情况需要停泵时必须经矿技术负责人批准。 ⑽抽采瓦斯泵实行挂牌管理，写明运行、完好、待修。 ⑾瓦斯泵站属要害部门，必须执行进出登记制度，闲人免进。值班人员有权阻止无关人员进入泵站，值班司机必须持证上岗。 4、临时瓦斯抽采泵站系统要求做到： ⑴建立临时瓦斯抽采泵站系统，必须编制专门设计及安全技术措施，并经矿技术负责人批准。 ⑵临时瓦斯抽采系统设计，符合《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》
KJ30瓦斯抽放监控系统设计方案 1.需求分析 瓦斯抽放监控系统的建设，是提供煤矿瓦斯综合治理，实现煤矿安全生产的基础系统之一。为保证瓦斯抽采系统可靠运行，加快煤矿瓦斯抽采利用，促进煤矿安全生产形势稳定好转，为创建安全、高效、现代化矿井提供技术支撑。通过了解瓦斯抽采系统运行动态、从而更加有效管理及优化瓦斯抽采系统。 1.1系统需求 本工程瓦斯抽放监控系统的设计须具有以下功能： 1)井下瓦斯抽采泵站监测监控系统接入矿井现有的瓦斯监控系统； 2)瓦斯抽放监控系统的各项数据和信息资源与矿井瓦斯监控系统共享； 3)实现泵站各项工况参数的在线监测； 1.2工程建设需求 本工程建设时，由于瓦斯抽放监控系统接入矿井KJ90NA瓦斯监控系统，所以不再增加监控主机及相关辅助设备，只需增加监控终端。 2设计原则及依据 2.1设计原则 在对瓦斯抽放监控系统的设计过程中，我们充分考虑了用户实际应用的需求，使用目前成熟、稳定且先进的技术，来整体规划和设计系统方案结构。系统将遵循以下原则： 1、先进性 系统既要采用先进、成熟的气体流量和瓦斯浓度检测技术，确保设备满足应用的需求，又要注意结构、设备等的相对成熟度。要求采用的设备、技术不但能
反映业界的先进水平，而且具有一定的前瞻性，在未来若干年能占主导地位。 2、实时性 由于瓦斯抽放对于煤矿安全生产的重要性。因此，在设计上应保证系统对瓦斯抽放工况监测参数的实时数据处理能力。 3、高可靠性 实时监控的不可间断性决定了在系统设计中必须考虑提高设备运行的可靠性；因此，在系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性。 4、灵活性 整个系统必须满足便于安装、便于管理、便于维护、便于使用的要求。 5、经济性 在一定的资金资源下，尽量有效地利用，以适当的投入，建立一个尽可能高水平的、完善的瓦斯抽采监控系统。所有设备的选型配置和采购订货，坚持性能价格比最优的原则，同时兼顾供货商的资信度和维修服务能力。 2.2设计依据 完善的设计方案要有坚实的设计依据和基础，本次瓦斯抽放监控系统的建设研究院严格遵循以下煤矿行业相关设计规及标准进行本方案的设计：?《煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）》 ?《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规》(AQ1029-2007) ?《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》 ?《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》 ?《煤矿安全规程（2010版）》 ?《煤矿安全质量标准化标准》 ?《煤矿瓦斯抽放规（AQ1027-2006）》 ?《KJ30型瓦斯抽放监控系统产品企业标准》 ?《煤矿安全监控系统软件通用技术要求 (MT/T1008-2006) 》 ?《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》
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