GB 50471-2018  煤矿瓦斯抽采工程设计标准(完整正版、清晰无水印)

矿井可采煤层的瓦斯资源量、受采动影响后能够向开 排放的不可采煤层及围岩瓦斯资源量之和。

排放的不可采煤层及围岩瓦 2.1.2矿并可抽瓦斯量 tobedrained 瓦斯资源量中在当前 2.1.3预抽煤层瓦斯 在煤层未受到采动以前 2.1.4抽采卸压瓦斯 抽采受采动影响和经， 2.1.5开采层瓦斯抽采 抽采开采煤层的瓦斯 2.1.6邻近层瓦斯抽采 抽采邻近煤（岩）层瓦其 2.1.7采空区瓦斯抽采 抽采工作面采空区或者 2.1.8地面钻井抽采 在地面向井下煤（岩）层 2.1.9 综合抽采方法 在一个矿并或工作面同 2.1.10穿层钻孔 cros 在岩石巷道或煤层巷道 2.1.11J 顺层钻孔 hole

2.1.2矿并可抽瓦斯量

电网标准规范范本to be drained

2.1.3预抽煤层瓦斯

2.1.4抽采卸压瓦斯

2.1.6邻近层瓦斯抽采

2.1.7采空区瓦斯抽采

2.1.8地面钻井抽采

2.1.9综合抽采方法

煤层巷道内，沿煤层布置的钻

在风巷向开采煤层顶板裂隙带施工的抽采钻孔。

2. 1. 13 高抽巷

布置在回采工作面上部采动影响裂隙带内并采用密闭方式抽 采上邻近层卸压瓦斯或工作面采空区瓦斯的专用巷道

2.1.14瓦斯抽采巷

thegas extraction tunne

2.1.16，煤层透气性系数 gaspermeabilitycoefficient of coal seam 表征煤层对瓦斯流动的阻力、反映瓦斯沿煤层流动难易程度 的系数。

表征煤层对瓦斯流动的阻力、反映瓦斯沿煤层流动难易程度 的系数，

2.1.17钻孔瓦斯流量衰减系

2.1. 18 水力割缝

hydrauliccuttingseam

在钻孔内运用高压水射流对钻孔周边的煤体进行切割，形 定深度的扁平缝槽的措施。

hydraulic cracking

在无自由面的情况下，钻孔内以高压水作为动力使煤 连通的一种措施

2.1.20深孔预裂爆破

在工作面采掘前施工一定深度的钻孔，并在钻孔内装填炸药 等，利用爆破作为动力，使煤体裂隙增大，提高煤层透气性的一种 施。

2.1.21钻孔有效抽采半径

在一定时间内从钻孔内能抽出瓦斯的有效距离。

抽采钻孔孔口或高抽巷巷道口抽采负压大于或等于10kPa 的抽采系统。

2.1.23低负压抽采系统

抽采钻孔孔口或高抽巷巷道口抽采负压小于10kPa的折 统。

2.1. 24 采动影响区

因受到并下煤层开采影响，岩层产生剧烈运动，岩层内裂阴 连通性得到明显提高的区域，简称采动区，具体可分为采 区和采动稳定区。

2.1.25采动活跃区

mining active region

经历煤炭开采过程、岩层剧烈运动和应力调整的区域，岩层连 续两个月沉降位移天于或等于5mm/月的区域

2.1.26采动稳定区

stableregion aftermining

因煤层开采造成的采场围岩内应力重新分布过程已经停止， 岩层连续两个月沉降位移小于5mm/月的区域，包括老采空区和 废弃矿井

2.1. 27 老采空区

已经开采完毕的采区所留下的封闭空间

2.1.28现有采空区

the new goaf

生产采区内已开采区域所留下的封闭空间和正在开采的工作 面后方尚未封闭的空间

A 煤层的煤炭资源量； K一围岩瓦斯储量系数； K，——可采煤层瓦斯资源可抽系数； 不可采煤层瓦斯资源可抽系数：

Kw 围岩瓦斯资源可抽系数； R 矿井瓦斯资源总量； R1 可采煤层瓦斯资源量； R2 受采动影响不可采煤层瓦斯资源量： R3 受采动影响围岩瓦斯资源量： R 矿井可抽瓦斯量； Ric 可采煤层可抽瓦斯量； R2c 不可采煤层可抽瓦斯量； R3c 围岩可抽瓦斯量； W。 煤层的原始瓦斯含量； W 煤层残存瓦斯含量； k1 负压抽采作用系数； k2 煤层瓦斯预计抽采率； k3 煤层瓦斯在井下排放率。

2.2.2瓦斯抽采系统规模的矿

Q2 瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量； Q3 通风要求的瓦斯抽采量； Qbc 工作面回采期间本煤层预抽量： Q 采掘期间瓦斯抽采量； Qh 预抽煤层区段或工作面回采区域瓦斯量； Q 预抽煤巷条带瓦斯量； Qk 采空区抽采瓦斯量； QIk 老采空区瓦斯抽采量： Qp 通风所能充许的绝对瓦斯涌出量； Q 预抽石门揭煤区域瓦斯量； Q 采掘前预抽瓦斯量： Qye 工作面回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量； Qk 现有采空区瓦斯抽米量； S 钻孔有效控制面积； WI 预抽达标瓦斯含量； mj 邻近层煤厚； q 穿层钻孔煤孔段或顺层钻孔百米钻孔平均抽采量； t 预抽时间； Y 煤的视密度； 7 邻近层瓦斯排放率； 矿井瓦斯抽采率 ”

2.2.3抽采管路及摩擦阻力

H 阻力损失； L 管路长度； P 管道内气体的绝对压力； P。 标准大气压力； Pd 管路最大工作压力； Qo 标准状态下的混合瓦斯流量； Q. 管路内混合瓦斯流量：

T 管路中的气体温度为t时的绝对温 T。 标准状态下的绝对温度； V 经济流速； d 管路内径； 0 管路壁厚； [a] 容许压力； Vo 标准状态下的混合瓦斯运动黏度 P 管道内混合瓦斯密度； 管路内壁的当量绝对粗糙度

工作泵台数； n 抽采泵人口的气体温度； n. 泵的机械效率

3矿井瓦斯资源量及抽采量

3.1.1矿并瓦斯资源量应按下列公式计算：

3.1.1矿并瓦斯资源量应按下列公式计算

3.1矿并瓦斯资源量及可抽量

。1矿并瓦斯资源量及可抽量

R=R十R2R3 R, = ZA, XWoi R =ZA,XWoj R,=KX(R +R,)

R 可采煤层瓦斯资源量（Mm3）； R2 受采动影响不可采煤层瓦斯资源量（Mm）； R3 受采动影响围岩瓦斯资源量（Mm3）； A 煤层的煤炭资源量（Mt）； W。 煤层的原始瓦斯含量（m3/t）： K 围岩瓦斯储量系数，可取0.05～0.20，当围岩溶洞 裂隙中瓦斯量较小或未编号煤线数量少且厚度很薄 时，可取小值，否则应取大值。 1.2矿井可抽瓦斯量可按下列公式计算：

矿井可抽瓦斯量（Mm）； 可采煤层可抽瓦斯量（Mm）： 不可采煤层可抽瓦斯量（Mm3）； 围岩可抽瓦斯量（Mm）； 可采煤层瓦斯资源可抽系数； 不可采煤层瓦斯资源可抽系数； 围岩瓦斯资源可抽系数，可取0.3～0.4； 负压抽采作用系数，可取1.2； 煤层瓦斯预计可达到的抽采率（%）： 煤层瓦斯在井下排放率（%）； 煤层残存瓦斯含量（m/t）

3.1.3采用地面钻井抽采采动稳定区瓦斯时，采动稳定区瓦斯资

3.2矿井瓦斯涌出量及抽采量

3.2.1矿井瓦斯涌出量应按现行行业标准《矿井瓦斯涌出量预测 方法》AQ1018进行预测。 3.2.2应根据采区接替、煤层开采顺序、采掘工作面接替计划分 别预测投产或达产时瓦斯涌出量以及抽采系统服务时间和范围内 最大瓦斯涌出量。

Q=Q十Q十Qk Q,=ZQ+ZQ,+ZQ 365X1440Xt Qj= q,X Lk 365X1440Xt

330 X 1440

Qk=ZQx+ZQik

标瓦斯含量按煤层始突深度处的瓦斯含量取值，没 有考察出煤层始突深度处的煤层瓦斯含量时，按 8m/t取值；对瓦斯涌出量主要来自本煤层的采煤 工作面，预抽达标时可解吸瓦斯含量按表3.2.3取 值，对于瓦斯涌出量主要来自突出煤层的采煤工作 面，预抽达标瓦斯含量应同时满足上述两项要求： t一预抽时间（a）； Lm/(min·hm)]; Lk 穿层钻孔煤孔段总长度或顺层钻孔总长度（hm）； S 一 钻孔有效控制面积（m）； Qbe 工作面回采期间本煤层预抽量（m/min）； Qye一一工作面回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量 (m/min); K 工作面回采期间本煤层预抽量与预抽期间抽采量 之比，可取0.3~0.5； L3 回米工作面宽度（m）； L 回采工作面年推进度长度（m）； m; 邻近层煤厚（m）； ", 邻近层瓦斯排放率（%）： K一 邻近层卸压瓦斯抽采率（%），当采用穿层钻孔抽采 时，根据布置穿层钻孔数量、钻孔终孔间距和钻孔 控制卸压区域范围，取邻近层瓦斯涌出量的20%～ 80%，采用高抽巷抽采、高位钻孔抽采时，取邻近层 瓦斯涌出量的20%60%； Qxk一一现有采空区瓦斯抽采量（m/min），生产矿井通过现 场实际考察实测取值，新建矿并可参考类似矿井取 值，也可取预抽、卸压抽后工作面剩余瓦斯出量 的20%～60%，以邻近层瓦斯涌出为主时取大值

以本煤层瓦斯涌出为主时取小值，并用风量验算回 采工作面瓦斯浓度是否超限； QIk一 老采空区瓦斯抽采量，通过考察实测或参考类似矿 井取值，如无考察实测资料，可取回采工作面采空 区瓦斯抽采量的30%～50%

表3.2.3预抽达标时可解吸瓦斯

式中：Q2 抽采达标要求的瓦斯抽采量（m/min）； Q一绝对瓦斯涌出量（m/min)； 矿井瓦斯抽采率（%），按表3.2.4选取

表3.2.4矿井瓦斯抽采率

FXC Qp 100XK.

中： Q3 通风要求的瓦斯抽采量（m/min）； Qp 通风所能允许的绝对瓦斯涌出量（m3/min）； F 设计供风量（m/min）： C 矿井或采区总回风巷允许瓦斯浓度（%）； K 矿并供风备用系数,取1.15~1.25

3.2.6瓦斯抽采系统设计能力应分别大于瓦斯抽采达机

满足通风要求的瓦斯抽采量，并不应天于预计可达到的瓦斯抽 采量。

4.1.1瓦斯涌出来源多、涌出量大、瓦斯灾害严重、开采强度大的 矿井，应采用综合抽采方法进行瓦斯抽采。 4.1.2矿井区域防突措施采取的抽采方式和钻孔控制范围应符 合现行《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求。 4.1.3开采保护层时，应同时抽采被保护层和邻近层卸压瓦斯，

矿井，应采用综合抽采方法进行瓦斯抽采。

4.2.1预抽煤层瓦斯方式应根据煤层突出危险性、抽采时间和抽 采目的等因素确定，并应符合下列规定： 1突出煤层宜设置瓦斯抽采巷，并应布置穿层钻孔预抽煤巷 条带及工作面区域的瓦斯： 2非突出煤层宜采用顺层钻孔预抽； 3厚及中厚稳定煤层可采用大直径、长钻孔等预抽。 4.2.2较难抽采的煤层，可选用水力割缝、水力压裂、松动爆破 深孔预裂爆破、高压水射流扩孔等方法增加煤层透气性。煤层抽 采难易程度可按本标准附录A划分。

1宜利用顶、底板瓦斯抽采巷布置穿层钻孔抽采； 2根据上邻近层瓦斯涌出情况可采用高抽巷、高位钻 平长钻孔等方式抽采。

4.2.5储存有瓦斯的溶洞、裂隙带，影响采掘时应预先抽采瓦斯。

4.2.6瓦斯抽采巷和高抽巷层位选择应符合下列规定： 1有利于长时间、大范围实施瓦斯抽采； 2便于巷道安全掘进，与突出危险煤层的安全距离应符合现 行《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求。 4.2.7抽采钻场布置应符合下列规定： 1宜布置在围岩地质条件稳定区域； 2宜利用现有的开拓、准备和回采巷道布置； 钻场尺寸应满足钻孔施工、封孔等需要。 4.2.8抽采钻孔设计应符合下列规定： 1 钻孔参数应满足抽采效果要求； 2 钻孔直径应根据煤层硬度、突出危险性和地应力等确定； 3钻孔间距应根据煤层透气性系数、抽采时间和钻孔有效抽 采半径确定。 4.2.9封孔材料选择应符合下列规定： 1应满足密封性能好、操作简单、封孔速度快、造价低的 要求； 2可选用水泥砂浆、膨胀水泥等充填材料，亦可选用聚氨酯 马丽散等新型发泡材料。 4.2.10封孔长度应根据孔口段围岩裂隙发育程度、封孔材料、孔 口负压等因素确定，并应符合下列规定： 1穿层预抽钻孔封孔段长度不应小于5m，顺层钻孔的封孔 段长度不应小于8m； 2抽采卸压瓦斯钻孔封孔段长度应满足抽采浓度要求并不 应小于7m。

1有利于长时间、大范围实施瓦斯抽采； 2便于巷道安全掘进，与突出危险煤层的安全距离应符合现 行《防治煤与瓦斯突出规定》的相关要求

4.2.7抽采钻场布置应符合下列规定：

4.2.9封孔材料选择应符合下列规定：

1应满足密封性能好、操作简单、封孔速度快、造价低的 要求； 2可选用水泥砂浆、膨胀水泥等充填材料，亦可选用聚氨酯 马丽散等新型发泡材料。 4.2.10封孔长度应根据孔口段围岩裂隙发育程度、封孔材料、孔 口负压等因素确定，并应符合下列规定

4.2.10封孔长度应根据孔口段围岩裂隙发育程度、封孔材料孔

1穿层预抽钻孔封孔段长度不应小于5m，顺层钻孔的封孔 段长度不应小于8m； 2抽采卸压瓦斯钻孔封孔段长度应满足抽采浓度要求并不 应小于7m。

1有突出危险煤层的新建矿井必须先抽后建；矿并建设开工 前，应对首采区突出煤层进行地面钻井预抽瓦斯，且预抽率应达到 30%以上； 2应根据地形、储气层条件等选择井型；生产矿井近期开采 区域预抽，宜采用直立井； 3应符合煤层气开采相关标准的要求。

4.3.2具备下列条件之一的矿井，可采用地面钻井抽采采动区

采用二开或三开，在保证安全的前提下，应简化并身结构。

1表土段表层套管下端应深入基岩20m~35m； 2进入采动裂隙带及煤层段的生产套管应采用筛管，管 不固定，并应设防止断管的防护装置。

4.3.6地面抽气管应采用波纹金属软管与生产套管井口装

接，并应在井口安装压力表、流量计、瓦斯浓度检测孔、低压 放水装置、放空管、避雷针、防爆器等装置

4.3.7地面钻并抽采管路的选型和敷设应符合本标准第5.2

的要求，抽采设备的选型应符合本标准第5.3节的要求

5.1.1突出矿井必须建立地面永久瓦斯抽采系统。有下列情况 之一的矿井，必须建立地面永久瓦斯抽采系统或井下移动瓦斯抽 采系统： 1任一采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m/min或任一掘进 工作面瓦斯涌出量大于3m/min，且用通风方法解决瓦斯问题不 合理的。 2矿井绝对瓦斯涌出量达到下列条件的： 1）大于或等于40m/min； 2）年产量1.0Mt~1.5Mt的矿井，大于30m/min； 3）年产量0.6Mt~1.0Mt的矿井，大于25m/min； 4）年产量0.4Mt~0.6Mt的矿井，大于20m/min； 5）年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m/min。 .1.2同时采用预抽煤层瓦斯和抽采采空区瓦斯两种抽采方法 矿并，应分别建立高、低负压抽采系统。 .1.3瓦斯抽采泵站宜采用集中建站方式，当有下列情况之一 寸，可采用分散建站方式： 1分区开拓或分期建设的大型矿井，集中建站技术经济不 合理； 2矿井瓦斯抽采量较大且瓦斯利用点分散； 3一套瓦斯抽采系统难以满足抽采要求。

5.1.1突出矿井必须建立地面永久瓦斯抽采系统。有下列情况

并下瓦斯抽采管路敷设应符合下列规定：

并下瓦斯抽采管路敷设应符合下列规定

1主干管应根据矿井开拓部署、巷道布置、抽采地点分布、瓦 斯利用要求以及采区接替等因素确定敷设路径； 2主管宜从专用管道井并或回风并出地表，并下主、十管宜敷 设在回风巷内； 3主干管宜敷设在车辆不经常通过的巷道中，若必须敷设在 辅助运输巷道内时，应采取必要的安全防护措施； 4管路敷设应便于管路运输、安装、维修和日常检查。 5.2.2抽采管路管径应根据主管、干管、支管中不同的瓦斯流量 按下式分别计算：

Qi d=0.1457 V

式中：d 管路内径（m）； Q一 标准状态下管路内混合瓦斯流量（m/min）：按各类 管路使用年限或服务区域内的最大值，再考虑1.2～ 1.8的富裕系数确定； V一经济流速（m/s），可取5m/s~12m/s。 5.2.3 管壁厚度计算应符合下列规定： 当采用负压抽采时，应采用刚性管材。 2当采用正压输送时，管材壁厚应符合下列规定： 1）采用聚乙烯类管材时，壁厚应按公称压力选择。 2）采用金属管材时，壁厚可按下式计算：

式中： 管路壁厚（mm）； Pd 管路最大工作压力（MPa） d 管路内径（mm）； ［] 容许压力（MPa），可取屈服极限强度的60%；缺少此 值时，铸铁管可取20MPa，焊接钢管可取60MPa，无 缝钢管可取80MPa。

5.2.4抽采管路管材宜选用金属管材。若选用非金

5.2.4抽采管路管材宜选用金属管材。若选用非金属管材，必须 具有煤矿许用合格证、煤安标志（MA）和由质检部门出具的抗静 电、抗冲击、耐腐蚀、阻燃等鉴定资料。

具有煤矿许用合格证、煤安标志（MA）和由质检部门出具的抗静 电、抗冲击、耐腐蚀、阻燃等鉴定资料

擦阻力可按下列公式计算：

2 +192.2 Voa LoQPo H=69X105 Q： d5 PT

T=273+t T。=273+20

5.2.6管路局部阻力可取摩擦阻力的

1抽采管路应具有良好的气密性、足够的机械强度，并应采 取防腐蚀、防漏气、防砸坏、防静电等措施，通往井下的金属管路应 采取防雷接地措施； 2在沿巷道底板敷设管路时，应采用高度0.3m以上的支撑 敦，并应保证每节管子下面有两个支撑墩； 3在倾斜巷道中敷设管路时，应采取防滑措施； 4管路应平直敷设，并应避免急转弯或折返，减少弯头数目； 管路应保持一定的坡度，其坡度应根据巷道的坡度确定，并不宜小 于1%0； 5当管路敷设在辅助运输巷内时，应将管路牢固地悬挂或架 在支架上，并应保证运输设备正常通过；在人行道侧，管路架设高 度不应小于1.8m，管件的外缘距巷道壁不宜小于0.1m； 6下敷设管路应采用法兰盘或快速接头连接； 7管路安装后应按规定进行气密性检验，并应符合有关规范 要求； 8当采用专用管道井敷设管路时，专用管道并的直径应大于 管道外形尺寸200mm； 9抽采管路不应与电缆敷设在巷道的同一侧； 10抽采管路与其他管道敷设在同一巷道内时，应采用不同 颜色或标志进行区分。 5.2.8 地面管道布置及敷设应符合下列规定： 1 应采用架空或直埋方式； 2 应避免布置在车辆通行频繁的主十道旁； 3 主、干管应与城市及矿区的发展规划和建筑布置相结合； 4管道与地上、下建（构）筑物及设施的间距，应符合现行国 家标准《工业企业总平面设计规范》GB50187的有关规定； 5管道不得从地下穿过房屋或其他建（构）筑物，也不宜穿过 其他管网，当必须穿过其他管网时，应按有关规定采取措施

5.2.9抽采管路附属装置及设施应符合下列规定：

1主管、干管、支管、钻场连接处应装设瓦斯计量装置； 2钻场、管道垂直拐弯、低洼、温度突变处应设置放水器，间 距取500m~800m，最大不超过1000m； 3在管路的适当部位应设置除渣装置： 4管路分岔处应设置控制阀门，并宜选择自动手动两用阀 规格应与安装地点的管径相匹配； 5地面主管直埋时，阀门应设置在观察井内；观察井应位于 地表以下，并应采用不燃性材料砌成，且不应透水； 6抽采钻孔连接管宜设抽采负压和瓦斯浓度检测孔，并宜安 设控制阀门。

H,=(H.+H)XK

建筑施工图集H.=hm十h十hkf H. = hem +hi +hez

式中：H， 抽采系统压力（Pa）； 抽采系统服务年限内入口侧负压段最大阻力损失 (Pa); H. 抽采设备出口侧正压段管路阻力损失（Pa）； Kx 抽采系统压力富余系数，可取1.2~1.8； hrm 入口侧负压段管路最大摩擦阻力（Pa）； hij 入口侧负压段管路局部阻力（Pa）； hkf 井下抽采钻孔的设计孔口负压（Pa）； hem 出口侧正压段管路最大摩擦阻力（Pa）： hci 出口侧正压段管路局部阻力（Pa）； hcz 出口侧正压段出口压力（Pa）；出口进入瓦斯储气罐 可取3.5kPa~5.0kPa

5.3.2抽采泵工况压力应按

由采泵工况压力应按下式计算

地铁标准规范范本式中：Pg 抽采泵工况压力（Pa）； P. 抽采泵站的大气压力（Pa

5.3.3标准状态下抽采系统流量应按下式计

Q,= C,Xn Qs X K,