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（中册）913

第5篇 矿井瓦斯抽采与煤层气开发利用913

1 煤层气资源及开发921

1.1 煤层气资源921

1.1.1 煤层气资源量921

1.1.2 煤层气资源分布特征922

1.1.3 煤层气资源量计算924

1.2 国内外煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用现状927

1.2.1 国外煤层气（煤矿瓦斯）开发利用状况927

1.2.2 国内煤层气（煤矿瓦斯）开发利用现状928

1.3 煤层气资源开发前景931

1.3.1 煤层气开发效益931

1.3.2 煤层气开发影响因素931

2 煤矿井下瓦斯抽采技术934

2.1 本煤层瓦斯抽采技术934

2.1.1 本煤层瓦斯抽采的可行性934

2.1.2 本煤层瓦斯抽采方法的选择934

2.1.3 钻孔法预抽本煤层瓦斯934

2.1.4 边采（掘）边抽本煤层瓦斯935

2.1.5 深孔预裂控制爆破强化抽瓦斯方法935

2.1.6 水力割裂强化抽采瓦斯技术及其强化抽采工艺设计936

2.1.7 井下水力破裂法抽采瓦斯937

2.1.8 水力空穴法抽采瓦斯938

2.1.9 交叉钻孔抽采本煤层瓦斯技术938

2.2 邻近层卸压瓦斯抽采技术939

2.2.1 邻近层瓦斯抽采参数的确定939

2.2.2 邻近层瓦斯抽采方法940

2.2.3 邻近层瓦斯抽采的效果分析943

2.3 采空区卸压瓦斯抽采技术943

2.4 特殊条件卸压瓦斯抽采技术945

2.5 煤巷掘进工作面瓦斯抽采技术946

3 煤与瓦斯共采947

3.1 卸压开采及关键层理论947

3.1.1 卸压开采覆岩移动及分布形态特征947

3.1.2 主关键层对卸压高度的影响948

3.2 保护层（卸压层）开采950

3.2.1 保护层采动作用的基本规律950

3.2.2 保护层保护范围的确定951

3.2.3 保护层作用机理951

3.2.4 首采保护层的确定原则951

3.2.5 保护层开采应用条件及注意事项952

3.3 保护层的瓦斯治理及开采期间的瓦斯抽采952

3.3.1 保护层区域性预抽瓦斯治理技术952

3.3.2 保护层开采期间的瓦斯抽采953

3.3.3 卸压瓦斯抽采953

3.4 煤与瓦斯共采技术体系954

3.5 煤与瓦斯共采技术模式954

3.5.1 淮南矿区模式954

3.5.2 阳泉矿区模式956

3.5.3 晋城矿区模式958

4 瓦斯抽采系统961

4.1 矿井瓦斯量、可抽瓦斯量、瓦斯抽采率、年抽采量及抽采年限961

4.2 瓦斯抽采系统工程设计的一般规定961

4.3 地面永久瓦斯抽采系统工程设计内容962

4.4 井下移动瓦斯抽采系统962

4.5 抽采管路系统963

4.6 抽采设备及抽采站964

4.7 瓦斯抽采参数的监测、监控965

5 煤层气开发技术966

5.1 煤层气开发井网布置966

5.1.1 国内外煤层气开发井网966

5.1.2 开发井网部署的影响因素966

5.1.3 开发井网的要素与方法967

5.2 煤层气钻井技术970

5.2.1 钻前工程970

5.2.2 钻进970

5.2.3 钻井液974

5.2.4 井控技术975

5.2.5 钻井设计976

5.2.6 欠平衡钻井技术977

5.3 煤层气试井技术977

5.3.1 试井类型977

5.3.2 试井方法的选择979

5.3.3 试井获取的参数980

5.4 煤层气井固井、完井及射孔技术980

5.4.1 煤层气井固井工艺981

5.4.2 煤层气井完井方式及适应性982

5.4.3 煤层气井射孔工艺984

5.5 煤层气增产技术985

5.5.1 压裂增产工艺985

5.5.2 多分支水平井技术及适应性988

5.5.3 气体注入驱替技术991

5.6 煤层气排采工艺993

5.6.1 煤层气排采设备993

5.6.2 排采工艺流程996

5.6.3 排采工作制度与排采控制998

5.6.4 煤层气井生产动态监测监控998

6 煤层气（煤矿瓦斯）的综合利用1001

6.1 民用和工业燃气1001

6.2 煤层气（煤矿瓦斯）发电1002

6.2.1 我国煤层气（煤矿瓦斯）发电现状1003

6.2.2 煤层气（煤矿瓦斯）发电装机形式的选择1003

6.2.3 余热利用与热电冷联供1004

6.3 煤层气（煤矿瓦斯）利用新技术1005

6.3.1 煤层气（煤矿瓦斯）液化1005

6.3.2 煤层气（煤矿瓦斯）用于化工原料1006

6.3.3 低浓度瓦斯的输送和发电利用1007

6.3.4 通风瓦斯（VAM）利用1010

6.4 煤层气（煤矿瓦斯）CDM项目开发1013

6.4.1 煤层气（煤矿瓦斯）CDM项目的识别1014

6.4.2 煤层气（煤矿瓦斯）CDM项目设计1015

6.4.3 煤层气（煤矿瓦斯）CDM项目的国内申请1015

6.4.4 煤层气（煤矿瓦斯）CDM项目的审定1015

6.4.5 煤层气（煤矿瓦斯）CDM项目的注册1015

6.4.6 煤层气（煤矿瓦斯）CDM项目的实施1016

7 煤层气（煤矿瓦斯）抽采的法律法规1018

7.1 瓦斯抽采有关规定1018

7.1.1 基本规定1018

7.1.2 抽采方法选择及专用瓦斯抽放巷道和钻孔的规定1018

7.1.3 瓦斯抽放及其管理的规定1019

7.1.4 有关“瓦斯利用”规定1020

7.1.5 有关“瓦斯抽采指标”的规定1020

7.1.6 其他规定1020

7.2 煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的管理规定及鼓励优惠政策1020

7.2.1 宏观政策1020

7.2.2 管理政策1021

7.2.3 补助及税收优惠政策1021

7.2.4 其他政策1022

附录1023

附录A 瓦斯抽采基础参数测算1023

附录B 瓦斯抽采方法类别及抽采率1025

附录C 瓦斯抽采参数监控系统1026

附录D 瓦斯抽采工程设计1027

第6篇 矿井通风1031

1 矿井通风基础1031

1.1 矿井空气1031

1.1.1 矿内空气的主要成分1031

1.1.2 矿内空气中有毒有害气体1032

1.1.3 矿井气候1034

1.2 矿井风流能量及能量方程1037

1.2.1 风流能量1037

1.2.2 通风能量方程1038

1.3 通风阻力1039

1.3.1 风流的流动状态1039

1.3.2 摩擦阻力1040

1.3.3 局部阻力1046

1.3.4 通风阻力定律和特性1047

1.3.5 通风阻力测定1051

1.4 通风网络风量分配与调节1052

1.4.1 通风网络风量分配1052

1.4.2 通风网络风量调节1059

2 通风动力1064

2.1 机械通风1064

2.1.1 抽出式通风1064

2.1.2 压入式通风1065

2.1.3 抽压混合式通风1065

2.2 通风机的类型1066

2.2.1 离心式通风机1066

2.2.2 轴流式通风机1068

2.2.3 对旋式通风机1071

2.2.4 离心式与轴流式通风机的比较1072

2.3 主要通风机技术管理及安全措施1073

2.3.1 矿井主要通风机性能测定1073

2.3.2 矿井主要通风机安全规定及措施1076

3 矿井通风系统1078

3.1 生产矿井通风系统1078

3.1.1 中央式通风系统1078

3.1.2 对角式通风系统1079

3.1.3 区域式通风系统1080

3.1.4 混合式通风系统1081

3.2 立井井筒施工通风系统1081

3.3 矿井反风1083

3.3.1 矿井反风技术及适用条件1083

3.3.2 矿井反风装置及反风方式1084

3.3.3 矿井反风演习方案1086

3.4 矿井通风系统设计1096

3.4.1 矿井通风系统的拟定1097

3.4.2 矿井风量的计算和分配1097

3.4.3 矿井通风阻力计算1105

3.4.4 矿井通风设备选型1106

4 采区及工作面通风系统1113

4.1 采区通风系统1113

4.1.1 采区通风的基本要求1113

4.1.2 两条上山通风1115

4.1.3 三条上山通风1115

4.1.4 多条上山通风1115

4.1.5 下山采区通风1115

4.1.6 近距离煤层采区通风1116

4.1.7 倾斜长壁采煤法采区通风1118

4.2 采煤工作面通风方式1120

4.2.1 U型通风方式1120

4.2.2 W型通风方式1120

4.2.3 Y型通风方式1121

4.2.4 U+L型通风方式1121

4.2.5 Z型通风方式1122

4.3 通风构筑物1122

4.3.1 风门1122

4.3.2 密闭1123

4.3.3 风桥1124

4.3.4 通风设施的可靠性1126

4.4 提高矿井有效风量1126

5 局部通风1127

5.1 局部通风方法1127

5.1.1 压入式通风1127

5.1.2 抽出式通风1127

5.1.3 压入式和抽出式通风的比较1127

5.1.4 混合式通风1128

5.2 长距离掘进通风1130

5.3 局部通风装备1132

5.3.1 局部通风机1132

5.3.2 风筒1134

5.4 局部通风技术管理及安全措施1134

5.4.1 局部通风技术管理1134

5.4.2 局部通风安全措施1136

第7篇 矿井提升与运输1141

1 矿井提升与运输系统1141

1.1 矿井提升分类1141

1.2 矿井运输的分类与应用1141

1.3 矿井提升与运输设备发展概况1144

2 矿井提升技术及装备1146

2.1 矿井提升机结构及选型1146

2.1.1 缠绕式提升机1146

2.1.2 摩擦式提升机1153

2.1.3 提升机参数计算及设备选型1160

2.2 提升容器及辅助装置1164

2.2.1 箕斗1164

2.2.2 罐笼1170

2.2.3 提升容器的附属设备1173

2.2.4 罐笼防坠器1178

2.2.5 箕斗装载设备1179

2.2.6 箕斗卸载设备1182

2.2.7 罐笼承接装置1184

2.2.8 安全门及推车装置1185

2.3 提升钢丝绳的选型计算1187

2.3.1 提升钢丝绳的结构与分类1187

2.3.2 提升钢丝绳选型1190

2.3.3 提升钢丝绳的检查和检验1197

2.4 提升系统的空间布局设计1199

2.4.1 落地缠绕式提升机与井筒位置计算1199

2.4.2 塔式多绳摩擦提升机的空间布局设计1202

2.5 矿井提升机制动系统1202

2.5.1 盘式制动器1204

2.5.2 盘式制动器液压站1205

2.5.3 制动装置参数的计算1211

2.6 矿井提升控制系统1213

2.6.1 提升机的电力拖动分类和选择1213

2.6.2 提升机直流拖动控制1217

2.6.3 提升机交流拖动控制1220

2.6.4 提升机的综合自动化控制1228

2.7 提升机技术性能测试1229

2.7.1 机电控制系统测试1230

2.7.2 制动系统测试1231

2.7.3 井筒井架系统检测1232

2.8 矿井提升安全设备1233

2.8.1 过卷过放缓冲装置1233

2.8.2 制动器失效保护装置1235

2.8.3 摩擦提升滑动监控装置1236

2.8.4 提升载荷在线监测装置1236

2.8.5 提升状态监护装置1236

2.8.6 钢丝绳探伤检测装置1237

2.9 矿井提升能力增大改造途径1238

2.9.1 提高一次提升量1238

2.9.2 缩短一次提升循环时间1238

3 矿井运输技术与装备1240

3.1 矿井运输方式选择1240

3.1.1 主运输方式选择1240

3.1.2 辅助运输方式选择1241

3.2 矿井主要运输方式及设备1241

3.2.1 采区主要运输方式及设备1241

3.2.2 大巷主要运输方式及设备1254

3.3 辅助运输方式及设备1256

3.3.1 轨道运输1256

3.3.2 绞车运输1269

3.3.3 架空运输1277

3.3.4 无轨辅助运输1282

3.4 矿井运输设备的安全保护装置1292

3.4.1 刮板输送机的软启动设备1292

3.4.2 带式输送机的软启动设备1295

3.4.3 带式输送机的安全保护装置1301

3.5 矿井运输系统改造与优化1305

3.5.1 运输方式的选择依据1305

3.5.2 运输系统技术装备的优化配置1306

3.6 矿井运输设备的常见故障与预防措施1306

3.6.1 刮板输送机的常见故障与预防措施1306

3.6.2 带式输送机的常见故障与预防措施1308

3.6.3 机车运输的常见故障与预防措施1309

附录1311

附录A 提升系统相关标准及规范1311

附录B 运输系统相关标准及规范1313

第8篇 矿井供电、排水、压气1321

1 矿井供电1321

1.1 矿井供电系统1321

1.1.1 供电电源及供电电压1321

1.1.2 负荷分级及供电要求1322

1.1.3 变电所常用主接线形式1323

1.1.4 中性点接地方式1325

1.1.5 节能与降耗1329

1.1.6 电网监控系统1331

1.1.7 数字化变电站1334

1.2 矿井供电常用计算1337

1.2.1 负荷计算1337

1.2.2 短路计算1346

1.2.3 电容电流估算1378

1.3 矿井地面供电1380

1.3.1 地面供电系统1380

1.3.2 地面供电设备1383

1.3.3 继电保护1465

1.3.4 自动装置1486

1.3.5 无功补偿与谐波治理1489

1.3.6 电容电流危害与治理1506

1.3.7 过电压及其防护1509

1.4 矿井井下供电1545

1.4.1 井下供电系统1545

1.4.2 井下供电设备1557

1.4.3 井下继电保护1579

1.4.4 井下保护设备功能要求1587

1.4.5 保护接地1588

1.4.6 三专两闭锁1593

1.4.7 杂散电流的危害与防治1594

附录A 矿井供电标准及规范1597

附录B 特殊环境条件下的修正1599

2 矿井排水1604

2.1 矿井排水技术与设备1604

2.1.1 井下涌水1604

2.1.2 井下排水系统1605

2.1.3 矿井排水方式1606

2.1.4 矿井排水设备1606

2.1.5 国内外矿井排水设备对比1611

2.2 矿井排水设备运行工况1611

2.2.1 排水管路及其特性1611

2.2.2 水泵实际特性及工况1613

2.2.3 水泵正常工作及工况点1614

2.2.4 水泵联合运行1614

2.2.5 泵的调节1616

2.2.6 矿井排水系统的工作（启动与停止）1620

2.2.7 矿井排水系统维护1623

2.2.8 常见故障及处理方法1624

2.2.9 矿井排水系统测试1626

2.2.10 矿井排水的信息化管理1633

2.3 矿井排水系统的设计1636

2.3.1 矿井排水方案1636

2.3.2 水泵的选择设计1636

2.3.3 管路的选择设计1638

2.3.4 排水设备工况点的确定及校核计算1639

2.3.5 矿井排水设施的设计1641

2.3.6 矿井排水系统设计案例1641

3 矿井压气1647

3.1 空压机类型、技术参数和工作原理1647

3.1.1 空压机的分类1647

3.1.2 空压机的主要技术参数1649

3.1.3 容积式压缩机的工作原理1651

3.1.4 螺杆式压缩机1653

3.1.5 煤矿常用空压机1659

3.1.6 离心式空压机1662

3.1.7 空压机的优缺点比较1662

3.1.8 空压机的选型及配置1662

3.2 空压机的调节及维护1663

3.2.1 排气量的调节1663

3.2.2 压缩机的维护保养1664

3.2.3 活塞式空压机常见故障及其处理方法1666

3.2.4 螺杆式空压机常见故障及其处理方法1669

3.3 空气压缩机安全检测检验1671

3.3.1 空气压缩机安全检测检验的主要技术依据1672

3.3.2 空气压缩机的排气量测量1672

3.3.3 空气压缩机的性能试验1674

3.3.4 噪声的测量1675

3.3.5 振动的测量1676

3.4 空压机的监测监控1679

3.4.1 压缩机控制系统1680

3.4.2 螺杆式空压机的监测监控与故障诊断1680

3.4.3 往复压缩机的状态监测与故障诊断1681

3.5 压气系统及设备选型计算1683

3.5.1 压气系统1683

3.5.2 压气设备选型1684

3.5.3 压气自救系统设计1692