遵义县马蹄煤矿瓦斯涌出量计算.doc

遵义县马蹄煤矿瓦斯涌出量计算贵州甲盛龙集团矿业投资有限公司二一四年九月二十五日一、瓦斯资源分析1、该矿井瓦斯赋存状况瓦斯在煤体中存在的状态有二种：一种叫游离状态，一种叫吸附状态。在天然条件下，煤体中以吸附状态贮存的瓦斯约占80-90%，以游离状态贮存的占10-20%，总体来说，瓦斯绝大部份是以吸附状态存在的。2、煤层瓦斯含量矿井目前开采11采区，11采区瓦斯含量进行预测。采用采矿设计手册煤层瓦斯含量经验公式一计算煤层瓦斯含量：式中：Wx-在P、t条件下的吸附瓦斯含量，m3/t；WY-在P、t条件下的游离瓦斯含量，m3/t；Af-煤层灰分；Wf-煤层水分；-煤层挥发分；P-根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室于2010年5月提交的贵州省遵义县马路蹄煤矿C4、C6、C9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，C4、C6、C9煤层在+774m水平以上没有突出危险性。C4煤层相对瓦斯压力为0.38MPa；C6煤层相对瓦斯压力为0.20MPa；C9煤层相对瓦斯压力为0.20MPa。测压位置见下图。本次针对11采区，11采区最低开采标高为+776m，故煤层瓦斯压力利用鉴定报告值。fn-煤的孔隙率，查表取8%；en-温度系数，e为自然对数底，n=0.02t/(0.993+0.007P)；a-2.4+0.21；b-1-0.004；KY相对于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数，取1.02；-煤的容重；t-温度，22C；表1-1-1 煤层瓦斯参数计算结果表煤层Af()Wf()Vr()fn()KYt(C)(t/m3)abP(MPa)en瓦斯含量(m3/t)C413.461.126.4281.02221.423.750.970.381.567.54C613.312.545.6481.02221.53.580.980.201.566.43C913.372.615.7681.02221.53.610.980.201.566.29二、矿井瓦斯等级1、瓦斯等级鉴定结果根据贵州省能源局文件（黔能源发2010701号）关于遵义市工业和能源委员会关于呈报2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果的报告的批复，马蹄煤矿瓦斯绝对涌出量为1.23 m3/min，二氧化碳绝对涌出量为0.28m3/min，矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。2、煤层煤与瓦斯突出危险性根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室于2010年5月提交的贵州省遵义县马路蹄煤矿C4、C6、C9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，C4、C6、C9煤层在+774m水平以上没有突出危险性，其它区域未鉴定。根据贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件“黔安监管办字2007345号关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见”，该矿处于煤与瓦斯突出危险区。根据矿井开拓布局，11采区位于+776m标高以上，因此， 11采区按无突出危险区设计和管理，建议矿井今后及时做煤与瓦斯突出危险性鉴定，并根据鉴定结果管理矿井。三、瓦斯涌出量计算矿井目前布置11采区开拓、回采及其它巷道,根据矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）标准。(1) 回采工作面相对瓦斯涌出量计算：Q采Q1+Q2式中：Q采 回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t；Q1开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；Q2邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t；开采层相对瓦斯涌出量计算矿井开采的煤层为中厚煤层，一次采全高，按照AQ1018-2006标准附录A按下式计算：Q1K1K2K3（WoWc）m /M式中：Q1开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量，m3/t；K1围岩瓦斯涌出系数；K2工作面丢煤瓦斯涌出系数，K2=1，为工作面回采率；K3分区内准备巷道预排瓦斯对开采层煤体瓦斯涌出的影响系数。采用长壁后退式回采时，K3按下式确定：K3（L-2h）/L；L工作面长度，m；h巷道瓦斯排放带宽度，m；Wo煤的原始瓦斯含量，m3/t；Wc煤的残存瓦斯含量，m3/t。根据AQ1018-2006附录C.1计算。C4、C6、C9煤层瓦斯含量10m/t，Wc=10.385e-7.207/wo。故各煤层残存瓦斯含量计算见下表：煤层AaMdWc（m/t.r）w（m/t）C413.461.124.81C613.312.543.39C913.372.613.30邻近层相对瓦斯涌出量计算式中：q2邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t。mi第i个邻近层煤层厚度，m。M工作面采高，m。i第i个邻近层瓦斯排放率，%,参照AQ1018-2006标准附录D选取。采煤工作面瓦斯涌出量以及临近层瓦斯涌出量情况回见表3-1-2。（2）掘进工作面瓦斯涌出量预测q掘 Dvqo(2-1)+Sv(Wo-Wc)式中：q掘掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；D巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m；对于薄及中厚煤层取2m；V巷道平均掘进速度，0.0028m/min；L巷道长度，m；qo煤壁瓦斯涌出强度，（m2/min），qo0.0260.0004(Vr)2+0.16Wo；Vr煤中挥发分含量，；S掘进巷道煤断面积，m2；W0煤层瓦斯原始含量，m3/t；WC煤层残存瓦斯含量，m3/t；煤的密度，t/m3；单个掘进工作面瓦斯涌出量计算见表3-1-3。（3）采区瓦斯涌出量式中：q区生产采区相对瓦斯涌出量，m3/t；K生产采区内采空区瓦斯涌出系数，取1.25；q采i第i个回采工作面相对瓦斯涌出量,m3/t；Ai第i个回采工作面的日产量，t；q掘第i个掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；A0生产采区平均日产量，t；矿井开采时，生产采区瓦斯涌出量计算见表1-1-4。（4）矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量按下式计算：式中：q井矿井相对瓦斯涌出量，m3/t；q区第i个生产采区相对瓦斯涌出量， m3/t；A0i第i个生产采区平均日产量， t；K已采采空区瓦斯涌出系数，查表取。矿井瓦斯涌出量计算见表1-1-5。（5）瓦斯涌出不均衡系数回采工作面或掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数取Kn=1.2-1.5或实际计算值，取1.25，矿井或采区瓦斯涌出不均衡系数取Kn=1.1-1.3或实际计算值，取1.25。1-1-2 回采工作面及临近层瓦斯涌出量表煤层编号K1K2K3与开采层间距(m)%煤层厚度(m)采高(m)煤层瓦斯含量w0(m3/t)残存瓦斯含量wc(m3/t)相对涌出量(m3/t)开采层C41.31.050.731.81.87.544.816.90邻近层C66.4751.56.433.392.28C913.2581.56.293.301.73合计10.92表1-1-3 单个掘进瓦斯涌出量计算表煤层Vr(%)(t/m3)s(m2)煤厚D(m)V(m/min)L(m)q0(m3/m2)W0(m3/t)WC(m3/t)Q(m3/min)C46.421.426.301.83.70.00282000.067.544.810.35C65.641.56.301.53.70.00282000.036.433.390.16C95.761.56.301.53.70.00282000.036.293.300.16表1-1-4 生产采区瓦斯涌出量计算表煤层采面瓦斯涌出量(m3/t)掘进瓦斯涌出量(m3/min)工作面产量(t)采区产量(t)采空区涌出系数K采区相对瓦斯涌