煤矿瓦斯抽采基本要求编制说明

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煤矿瓦斯抽采基本要求

编制说明

煤矿瓦斯抽采基本要求编制说明

我国95％以上的煤炭为井工开采。国有煤矿中，约50％的矿井为高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井，开采深度大，地质条件复杂，煤层瓦斯压力、含量高，煤层透气性低，瓦斯已经成为煤矿重特大事故发生的主要根源；瓦斯还是很强的温室气体（约为CO2的21倍），排入大气中会促使地球表面变暖，导致许多自然灾害的发生。另一方面，瓦斯又是高发热量的洁净能源和优质化工原料，是社会发展急需的优质资源。因此，国家把瓦斯抽采工程视为生命工程和资源工程。为了提高我国煤矿瓦斯抽采水平，贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，有效遏制煤矿瓦斯重特大事故发生，充分利用资源，保护生态环境。根据《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》（国务院令第446号）、国务院办公厅关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见(国办发{2006}47号)、关于促进煤炭工业健康发展的若干意见（国发{2005}18号）、关于进一步加强安全生产工作的决定（国发{2004}2号）等文件精神,国家煤矿安全监察局提出并组织本标准的编写提纲。参加本标准编写及审核的单位有：煤炭科学研究总院重庆分院、煤炭科学研究总院抚顺分院、煤炭科学研究总院安全研究所、中国矿业大学（徐州）、河南理工大学，阳泉、晋城、鹤岗、淮南、淮北、涟邵、郑州、芙蓉、盘江、铜川矿业集团公司等。 1 范围

本标准本着“促进煤矿安全生产、技术经济合理和便于监管”的原则，规定了煤矿瓦斯抽采应达到的指标及其测算方法。部分技术指标高于国家煤矿安全监察局2005年1月1日施行的《煤矿安全规程》、中华人民共和国原煤炭工业部制定的《防治煤与瓦斯突出细则》（1995年版）推荐的指标。

2 规范性引用文件

本标准规范性引用了3个行业标准，其中的MT/T638 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法和MT/T 77 煤层气测定方法（解吸法）还不完全适用于本标准。目前，3个行业标准都在研究、修订过程中。3个行业标准的修订都应适用于本标准，所以本标准采用了不注日期的引用方式。建议在本标准实施前完成3个引用标准的修订。

3 应达到的指标

3．1我国煤矿分布较为广泛，煤层赋存条件和开采条件差异较大。因此，对矿井采前抽采瓦斯应达到的指标，采用吨煤储量钻孔工程量、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力、采煤工作面瓦斯抽采率、煤层可解吸瓦斯量、矿井瓦斯抽采率等多项指标加以控制。考虑到必须促进瓦斯抽采、鼓励瓦斯利用，结合现有生产矿井通过努力能够达到的水平，以此为原则确定相关指标的规定值。

3．2突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa（表压）以下。依据如下：

（1）根据《防治煤与瓦斯突出细则》第26条的规定，当煤层瓦斯压力小于0.74MPa时，煤层无突出危险性。

（2）根据原苏联和我国突出矿井的统计资料分析，在煤层可燃基瓦斯含量小于10m3/t时，基本上没有发生过突出，可燃基瓦斯含量指标换算成原煤瓦斯含量，近似为8m3/t。原西德和澳大利亚开采煤层煤质较坚硬，统计资料表明，煤层可解吸瓦斯含量小于9m3/t时，基本上没有发生过突出。但这些国家实际执行过程中普遍都将可解吸瓦斯含量降低到6m3/t左右。

（3）根据我国突出矿井的统计资料分析，按最小突出压力0.74MPa计算，煤层的平均瓦斯含量为8m3/t左右。

3．3 采煤工作面抽采指标采用抽采率或回采前煤的可解吸瓦斯量指标是根据煤层群开采、单一煤层开采瓦斯涌出特征提出的。煤层群开采必须符合表1要求，

单一煤层开采必须符合表1或表2要求。具体指标如表1、表2所示。指标大小兼顾了瓦斯抽采技术能够达到的可能性和工作面能够承受的风排瓦斯量。

表1 采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标

表2 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标

3．4 矿井瓦斯抽采率、采煤工作面瓦斯抽采率、采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量与工作面产量、瓦斯涌出量、矿井瓦斯涌出量有关。对于大型及特大型矿

井，由于产量大，矿井瓦斯涌出量也较大，采用通风方法将难以解决瓦斯超限问题，必须加大瓦斯抽采的力度。

4 测量与计算方法

4．1 本标准规定了2种测定煤层瓦斯含量、压力的方法，可任选其中之一。但由于在抽采瓦斯区域，要按MT/T638规定准确测定煤层的残余瓦斯压力难度较大，因此，建议优先采用按MT/T 77规定测定瓦斯含量，实验室测定相关参数，计算瓦斯压力的方法。 4．2 可解吸瓦斯量的测算

煤的可解吸瓦斯量目前有3种测算方法

（1）测定煤层瓦斯含量，按式（1）减去煤的残存瓦斯含量，即：

WjWWcr

100Ad

Mad

（1）

100

式中 Wj──煤的可解吸瓦斯量，m3/t；

W──煤的瓦斯含量，m3/t；

Wcr──煤的可燃基残存瓦斯含量，按表（3）取值；

表3 煤的残存瓦斯含量

d Mad──煤的水分，%；

（2）测定煤层瓦斯含量，按式（2）减去煤的残存瓦斯含量，即：

WjWWc （2）

式中 Wc──煤的残存瓦斯含量，m3/t，按式（3）计算；

Wc

0.1ab100AdMad1π

 （3） 10.1b10010.31Madγ

a,b──吸附常数；

──煤的孔隙率，m3/m3；

──煤的容重(假比重)，t/m3。

（3）直接测定煤的可解吸瓦斯量。

方法（1）中表3 数据来自前苏联的统计数据，取值范围较大，相应的不

确定度大；方法（3）直接测定煤的可解吸瓦斯量的方法属国家“十五”科技攻关成果，目前还没有形成标准。所以本标准采用方法（2）。根据煤炭科学研究总院重庆分院原有的实验数据，按式（3）计算的各矿煤的残存瓦斯含量如表4所示。标准执行过程中，应根据具体煤层取样测定a、b吸附常数，测定煤的灰分（Ad）、水分（Mad）、挥发份（Vdaf）、孔隙率（）、容重(假比重)（）等指标，然后按式（3）计算的具体煤层的残存瓦斯含量。

表 4 各矿煤的残存瓦斯含量

4．3 将地面钻井抽采、井下移动抽采瓦斯全部计入矿井瓦斯抽采量是鼓励矿井采取多种方法综合抽采瓦斯。

4．4 目前绝大多数煤矿企业在瓦斯监测监控系统中，采掘工作回风流瓦斯探头报警浓度设定为0.8,部分企业还设定为0.5，因此，为提高安全可靠性，保证煤矿安全生产，将采掘工作面回风流瓦斯报警浓度设为0.8。 5 建议将本标准按强制性标准颁布。

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煤矿瓦斯抽采基本要求编制说明

我国95％以上的煤炭为井工开采。国有煤矿中，约50％的矿井为高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井，开采深度大，地质条件复杂，煤层瓦斯压力、含量高，煤层透气性低，瓦斯已经成为煤矿重特大事故发生的主要根源；瓦斯还是很强的温室气体（约为CO2的21倍），排入大气中会促使地球表面变暖，导致许多自然灾害的发生。另一方面，瓦斯又是高发热量的洁净能源和优质化工原料，是社会发展急需的优质资源。因此，国家把瓦斯抽采工程视为生命工程和资源工程。为了提高我国煤矿瓦斯抽采水平，贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，有效遏制煤矿瓦斯重特大事故发生，充分利用资源，保护生态环境。根据《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》（国务院令第446号）、国务院办公厅关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见(国办发{2006}47号)、关于促进煤炭工业健康发展的若干意见（国发{2005}18号）、关于进一步加强安全生产工作的决定（国发{2004}2号）等文件精神,国家煤矿安全监察局提出并组织本标准的编写提纲。参加本标准编写及审核的单位有：煤炭科学研究总院重庆分院、煤炭科学研究总院抚顺分院、煤炭科学研究总院安全研究所、中国矿业大学（徐州）、河南理工大学，阳泉、晋城、鹤岗、淮南、淮北、涟邵、郑州、芙蓉、盘江、铜川矿业集团公司等。 1 范围

本标准本着“促进煤矿安全生产、技术经济合理和便于监管”的原则，规定了煤矿瓦斯抽采应达到的指标及其测算方法。部分技术指标高于国家煤矿安全监察局2005年1月1日施行的《煤矿安全规程》、中华人民共和国原煤炭工业部制定的《防治煤与瓦斯突出细则》（1995年版）推荐的指标。

2 规范性引用文件

本标准规范性引用了3个行业标准，其中的MT/T638 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法和MT/T 77 煤层气测定方法（解吸法）还不完全适用于本标准。目前，3个行业标准都在研究、修订过程中。3个行业标准的修订都应适用于本标准，所以本标准采用了不注日期的引用方式。建议在本标准实施前完成3个引用标准的修订。

3 应达到的指标

3．1我国煤矿分布较为广泛，煤层赋存条件和开采条件差异较大。因此，对矿井采前抽采瓦斯应达到的指标，采用吨煤储量钻孔工程量、煤层瓦斯含量、煤层瓦斯压力、采煤工作面瓦斯抽采率、煤层可解吸瓦斯量、矿井瓦斯抽采率等多项指标加以控制。考虑到必须促进瓦斯抽采、鼓励瓦斯利用，结合现有生产矿井通过努力能够达到的水平，以此为原则确定相关指标的规定值。

3．2突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa（表压）以下。依据如下：

（1）根据《防治煤与瓦斯突出细则》第26条的规定，当煤层瓦斯压力小于0.74MPa时，煤层无突出危险性。

（2）根据原苏联和我国突出矿井的统计资料分析，在煤层可燃基瓦斯含量小于10m3/t时，基本上没有发生过突出，可燃基瓦斯含量指标换算成原煤瓦斯含量，近似为8m3/t。原西德和澳大利亚开采煤层煤质较坚硬，统计资料表明，煤层可解吸瓦斯含量小于9m3/t时，基本上没有发生过突出。但这些国家实际执行过程中普遍都将可解吸瓦斯含量降低到6m3/t左右。

（3）根据我国突出矿井的统计资料分析，按最小突出压力0.74MPa计算，煤层的平均瓦斯含量为8m3/t左右。

3．3 采煤工作面抽采指标采用抽采率或回采前煤的可解吸瓦斯量指标是根据煤层群开采、单一煤层开采瓦斯涌出特征提出的。煤层群开采必须符合表1要求，

单一煤层开采必须符合表1或表2要求。具体指标如表1、表2所示。指标大小兼顾了瓦斯抽采技术能够达到的可能性和工作面能够承受的风排瓦斯量。

表1 采煤工作面瓦斯抽采率应达到的指标

表2 采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标

3．4 矿井瓦斯抽采率、采煤工作面瓦斯抽采率、采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量与工作面产量、瓦斯涌出量、矿井瓦斯涌出量有关。对于大型及特大型矿

井，由于产量大，矿井瓦斯涌出量也较大，采用通风方法将难以解决瓦斯超限问题，必须加大瓦斯抽采的力度。

4 测量与计算方法

4．1 本标准规定了2种测定煤层瓦斯含量、压力的方法，可任选其中之一。但由于在抽采瓦斯区域，要按MT/T638规定准确测定煤层的残余瓦斯压力难度较大，因此，建议优先采用按MT/T 77规定测定瓦斯含量，实验室测定相关参数，计算瓦斯压力的方法。 4．2 可解吸瓦斯量的测算

煤的可解吸瓦斯量目前有3种测算方法

（1）测定煤层瓦斯含量，按式（1）减去煤的残存瓦斯含量，即：

WjWWcr

100Ad

Mad

（1）

100

式中 Wj──煤的可解吸瓦斯量，m3/t；

W──煤的瓦斯含量，m3/t；

Wcr──煤的可燃基残存瓦斯含量，按表（3）取值；

表3 煤的残存瓦斯含量

d Mad──煤的水分，%；

（2）测定煤层瓦斯含量，按式（2）减去煤的残存瓦斯含量，即：

WjWWc （2）

式中 Wc──煤的残存瓦斯含量，m3/t，按式（3）计算；

Wc

0.1ab100AdMad1π

 （3） 10.1b10010.31Madγ

a,b──吸附常数；

──煤的孔隙率，m3/m3；

──煤的容重(假比重)，t/m3。

（3）直接测定煤的可解吸瓦斯量。

方法（1）中表3 数据来自前苏联的统计数据，取值范围较大，相应的不

确定度大；方法（3）直接测定煤的可解吸瓦斯量的方法属国家“十五”科技攻关成果，目前还没有形成标准。所以本标准采用方法（2）。根据煤炭科学研究总院重庆分院原有的实验数据，按式（3）计算的各矿煤的残存瓦斯含量如表4所示。标准执行过程中，应根据具体煤层取样测定a、b吸附常数，测定煤的灰分（Ad）、水分（Mad）、挥发份（Vdaf）、孔隙率（）、容重(假比重)（）等指标，然后按式（3）计算的具体煤层的残存瓦斯含量。

表 4 各矿煤的残存瓦斯含量

4．3 将地面钻井抽采、井下移动抽采瓦斯全部计入矿井瓦斯抽采量是鼓励矿井采取多种方法综合抽采瓦斯。

4．4 目前绝大多数煤矿企业在瓦斯监测监控系统中，采掘工作回风流瓦斯探头报警浓度设定为0.8,部分企业还设定为0.5，因此，为提高安全可靠性，保证煤矿安全生产，将采掘工作面回风流瓦斯报警浓度设为0.8。 5 建议将本标准按强制性标准颁布。