礦井瓦斯抽放理論與技術

內容提要

本書以煤層瓦斯賦存和流動理論為基礎，系統地闡述了煤礦瓦斯抽放技術和方法，瓦斯抽放中的主要參

數（如瓦斯壓力、瓦斯含量、瓦斯湧出量、煤層透氣性係數），管路及鑽孔中的瓦斯流量的測定和計算，礦井瓦

斯抽放設計，抽放設備選型計算，瓦斯抽放鑽孔及施工，以及礦井瓦斯抽放管理工作。書後附有瓦斯抽放中的

有關材料及設備的參數。

本書可供從事礦井瓦斯工作的現場工程技術人員使用，也可供煤炭工業科研、設計及大專院校師生參

考。

林柏泉 博士，副教授，中國

礦業大學採礦系通風安全教

研室從事教學和科研工作，

1960年5月生於福建省龍岩

市，1982年畢業於福州大學地

礦系，獲學士學位；1986年畢

業於中國礦業大學北京研究

生部，獲碩士學位；1992年畢

業於中國礦業大學，獲博士學

位，曾獲煤炭部科技進步獎、

校級科技進步獎和教學成果

獎多項，在國內外學術刊物和

會議上發表學術論文和教學

法研究論文共計30多篇，主要

研究礦井瓦斯、流體密封技術

和安全技術及工程的相關領

域。

目錄

序

前 言

第一章 煤層瓦斯儲存及其流動

第一節 煤層瓦斯的生成

一、生物化學成氣時期的生成

二、煤化變質作用成氣時期的生成

第二節 煤層瓦斯的賦存狀態

一、煤層瓦斯含量及其計算

二、影響煤層瓦斯含量的主要因素

第三節 瓦斯在煤層和圍岩中的運移及流動

一、瓦斯在煤層中的流動

二、瓦斯在煤層中的流動狀態

三、瓦斯在鄰近煤層和圍岩中的流動

第二章 煤層瓦斯抽放技術及方法

第一節 概 述

一、國內外瓦斯抽放發展及現狀

二、抽放瓦斯的原則及方法

三、抽放方法選擇依據

第二節 本煤層瓦斯抽放

一、本煤層瓦斯流動及湧出特徵

二、本煤層瓦斯抽放方法

第三節 鄰近層瓦斯抽放

一、鄰近層瓦斯流動及湧出特徵

二、鄰近層瓦斯抽放方法

三、鄰近層的選擇原則及抽放參數確定

第四節 採空區瓦斯抽放

一、採空區瓦斯來源及湧出特徵

二、採空區瓦斯抽放方法

三、影響採空區瓦斯抽放的主要參數及分析

第五節 提高瓦斯抽放率的技術途徑

一、改進鑽孔抽放工藝參數

二、提高煤層透氣性

第三章 瓦斯抽放參數的測定及計算

第一節 煤層瓦斯壓力測定

一、煤層瓦斯壓力測定的基本方法

二、膠圈（膠囊）―密封液瓦斯壓力測定技術

第二節 煤層瓦斯含量測定

一、間接測定方法

二、直接測定方法

第三節 瓦斯湧出量的測定和計算

一、統計預測法

二、分源計演演算法

第四節 煤層透氣性的測定及計算

一、煤層透氣性係數的測定方法

二、單向流量法測定煤層透氣性係數

三、徑向流量法測定煤層透氣性係數

四、球向流量法測定煤層透氣性係數

第五節 管路及鑽孔瓦斯流量的測定及計算

一、測定方法

二、節流裝置的基本原理和應用

三、孔板流量計測定法

四、文特利管流量計測定法

五、皮託管測定法

六、風速表測定法

七、熱球式風速計測定法

八、鑽孔瓦斯湧出量的其它測定方法

第六節 瓦斯抽放效率的測定及計算

一、瓦斯抽放率

二、瓦斯抽放有效性係數

三、抽放設計時對瓦斯抽放率的選取

第四章 礦井瓦斯抽放設計及施工

第一節 礦井瓦斯抽放設計

一、瓦斯抽放的必要性和可行性

二、抽放設計所需的基礎資料及參數

三、礦井瓦斯抽放設計的原則及內容

第二節 瓦斯抽放管路及計算

一、瓦斯抽放管路系統

二、瓦斯抽放管徑、管材的選擇及計算

三、瓦斯抽放管路的敷設

四、瓦斯抽放管路的附屬裝置、檢查和管理

第三節 抽放設備及其安全裝置

一、礦井瓦斯抽放泵

二、瓦斯泵站及機房

三、瓦斯抽放管路防爆、防回火安全裝置

四、瓦斯抽放管路系統控制設置

五、放空管與避雷器

第四節 礦井瓦斯抽放設計範例

一、平十礦戊9－10－21130采面瓦斯抽放設計

二、平十礦地面瓦斯抽放系統設計

第五節 瓦斯抽放鑽孔及施工

一、鑽孔施工的設備及工藝

二、鑽孔施工中的常見故障的預防及處理

三、鑽孔施工中的安全措施

四、鑽孔（或巷道）的密封方法

五、鑽孔與管路的連接

第五章 礦井瓦斯抽放管理

第一節 建立專業抽放瓦斯管理隊伍

第二節 建立合理的管理制度

第三節 制訂必要的安全措施及獎懲制度

一、安全措施

二、獎懲制度

附錄

附表1 不同管徑瓦斯流速與流量表

附表2 熱軋無縫鋼管規格

附表3 冷軋（冷拔）無縫鋼管規格

附表4 低壓流體輸送用焊接、鍍鋅焊接鋼管規格

附表5 電焊鋼管規格

附表6 直縫卷焊鋼管參考規格及質量

附表7 螺旋縫自動埋弧焊接鋼管規格

附表8 在0℃和1標準大氣壓條件下不同直徑的百米鋼管空氣阻力

附表9 閥門規格及參考價格

附表10 輸氣膠管規格

附表11 夾布吸水膠管、鎧裝埋線吸水膠管規格

附表12 羅茨鼓風機性能規格表

附表13 R－W系列濕式羅茨真空泵性能表

附表14 離心式鼓風機性能規格表

附表15 葉氏鼓風機性能規格表

附表16 迴轉式鼓風機性能規格表

附表17 水環式真空泵常見故障原因及處理方法

附表18 迴轉式鼓風機常見故障原因及處理方法

附表19 離心式鼓風機故障原因及處理方法

附表20 國產煤礦抽放瓦斯鑽機型號及性能

附表21 歐洲共同體國家旋轉與旋轉衝擊式鑽機型號及性能

附表22 歐洲共同體國家衝擊式鑽機型號及性能

附表23 英國循環水泵型號及性能

附表24 英國FRA一160液壓微型鑽機技術性能

附表25 日本P系列鑽機型號及性能

附表26 原蘇聯煤礦鑽機型號及性能

附表27 原蘇聯清洗鑽孔水泵型號及性能

附表28 鑽孔施工常見故障的預防和處理

附錄一 礦井瓦斯抽放管理規範

附錄二 局部瓦斯抽放系統裝備、管理標準及檢評辦法

參考文獻