瓦斯課程設(shè)計---礦井瓦斯抽采系統(tǒng)管路選擇及阻力計算

1、<p>　　《礦井瓦斯防治技術(shù)》課程設(shè)計</p><p>　　題目：礦井瓦斯抽采系統(tǒng)管路選擇及阻力計算</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)計的目的和意義 </p><p>　　目的：了解煤礦瓦斯災(zāi)害特征及機理。</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)計及工程管理。</p><p>　　提高和培養(yǎng)學生文字編寫、計算機應(yīng)用的能力。</p><p>　　意義:《瓦斯災(zāi)害防治》課程設(shè)計是我們學習該課程結(jié)束

10、后進行的一項實踐環(huán)節(jié)，是課程體系的主要組成部分。其目的是通過課程設(shè)計使我們加深對《瓦斯災(zāi)害防治》，《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》和其它相關(guān)課程所學專業(yè)理論知識的理解，了解瓦斯基礎(chǔ)理論知識，綜合應(yīng)用理論解決實際問題，培養(yǎng)我們計算、繪圖和設(shè)計能力，及解決實際問題的操作能力，為畢業(yè)設(shè)計以及畢業(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》（AQ1026-2006）；</p><p>　　4）《煤礦瓦斯抽放工程設(shè)計規(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)。</p><p>　　采區(qū)內(nèi)布置有1個回采工作面、1

13、個準備工作面和3個掘進工作面，如圖所示。回采工作面在上、下順槽分別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順層鉆孔預(yù)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(yù)抽煤巷條帶區(qū)域瓦斯，掘進期間巷幫鉆孔邊掘邊抽。</p><p>　　已知各段巷道的長度為：</p><p>　　請依據(jù)《AQ 1027-2006 礦井瓦斯抽放規(guī)范》判

14、斷13號煤層抽放難易程度，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：標準抽放管路內(nèi)徑規(guī)格</p><p>　　二、13號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)。</p><p>　　對照煤層瓦斯抽放難易程度表13號

16、煤層的抽放難易程度為：可以抽放</p><p>　　對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、采用分層開采的厚煤層?？衫孟炔煞謱拥男秹鹤饔贸榉艁聿煞謱拥耐咚埂?lt;/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、松動爆破、深孔控制頂裂爆破等方法強化抽放。煤與瓦斯突出危險嚴重煤層，應(yīng)選擇穿層網(wǎng)格布孔方式。</p><p>　　4、煤巷掘進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，當多趟管路混合時其濃度，按總純流量和總混合流量計算混合濃度。</p><p><b>　　計算結(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>　　資料查的標準抽放管路內(nèi)徑規(guī)格如下表：</p><p>　　對于計算值要根據(jù)標準抽放管路內(nèi)徑規(guī)格選取合理的管路內(nèi)徑</p><p>　　由以上計算結(jié)果如下： </p><p>　　五、管路摩擦阻力計算&

21、lt;/p><p>　　計算直管摩擦阻力，可按下式計算：</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)，見表D.1;</p><p>　　v——混合瓦斯對空氣的相對，見表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氣壓時的v 值</p><p>　　管路摩擦主要阻力損失計算如下:</p><p>　　局部阻力一般按摩擦阻力的10%～20%。管路系統(tǒng)長，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)計算如下：</p><p&g