瓦斯涌出量的计算

1 回采工作面瓦斯涌出量 回采工作面瓦斯涌出量由开采层 包括围岩 和邻近层两部份组成 计算 公式如下 q采 q1 q2 式中 q采 回采工作面相对瓦斯涌出量 m3 t q 1 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 1 开采层瓦斯涌出量 q 03211c WW M m KKK 式中 K1 围岩瓦斯涌出系数 K2 回采工作面丢煤涌出系数 其值为回采率的倒数 K3 顺槽掘进预排系数 后退式回采 K3 B 2b B B 回采工作面长度 m b 顺槽瓦斯预排宽度 m m 开采层厚度 m M 工作面采高 m W0 煤层原始瓦斯含量 m3 t Wc 煤层残存瓦斯含量 m3 t 2 邻近层瓦斯涌出量 q 0 1 2ciii n i i WW M m 式中 q2 邻近层相对瓦斯涌出量 m3 t 邻近层瓦斯排放率 i W0i 各邻近层原始瓦斯含量 m3 t Wci 各邻近层残存瓦斯含量 m3 t mi 各邻近层煤厚 m 其余符号意义同前 2 掘进面瓦斯涌出量计算 掘进工作面瓦斯涌出来源包括两部份 一是暴露煤壁涌出瓦斯 二是破落 煤块涌出瓦斯 其涌出量计算公式如下 q掘 q3 q4 q3 D V q0 2 1 V L q4 S V W0 Wc 式中 q掘 掘进面绝对瓦斯涌出量 m3 min q3 掘进巷道煤壁绝对瓦斯涌出量 m3 min q4 掘进巷道落煤绝对瓦斯涌出量 m3 min D 巷道断面内暴露煤壁面周边长度 m V 巷道平均掘进速度 m min L 掘进煤巷长度 m q0 掘进面煤壁瓦斯涌出初速度 m3 m2 min q0 0 026 0 0004 Vr 2 0 16 W0 式中 Vr 掘进煤层原煤挥发份 S 掘进煤巷断面积 m2 原煤容重 t m3 其余符号意义同前 3 采区瓦斯涌出量计算 0 1i1 A 1440K nn i iii qAq q 掘采 区 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 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 i 第 i 个掘进工作面绝对瓦斯涌出量 m3 min Ao 生产采区平均日产量 t 4 矿井瓦斯涌出量 n 1i 0i 1i A K n oiiA q q 区 井 式中 q井 矿井相对瓦斯涌出量 m3 t q区 i 第 i 个生产采区相对瓦斯涌出量 m3 t Aoi 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 风排瓦斯浓度计算风排瓦斯浓度计算 风排瓦斯浓度按下式计算 n 100 q 60 Q 式中 Q 矿井总风量 m3 s q 矿井风排瓦斯量 m3 min n 风排瓦斯浓度 停风区中瓦斯浓度超过 0 8 或二氧化碳浓度超过 1 5 最高瓦斯浓度和二 氧化碳浓度不超过 3 0 时 必须采取安全措施 控制风流排放瓦斯 1 矿井 1190m 总回风石门中瓦斯浓度超过 0 70 必须立即查明原因 进行处理 2 采掘工作面回风巷风流中的瓦斯浓度超过 0 8 时或二氧化碳浓度超 过 1 5 时 必须停止工作 撤出人员 采取措施 进行处理 3 采掘工作面及其它作业地点风流中瓦斯浓度达到 0 8 时 必须停止 作业 爆破地点附近 20m 以内风流中瓦斯浓度达到 1 0 时 严禁爆破 采掘 工作面及其它作业地点风流中 电动机或开关安设地点 20m 以内风流中的瓦斯 浓度达到 1 5 时 必须停止工作 切断电源 撤出人员 进行处理 4 采掘工作面及其它巷道内 体积大于 0 5m3的空间内积聚的瓦斯浓度 达到 2 0 时 附近 20m 内必须停止工作 撤出人员 切断电源 进行处理 5 局部通风机因故停止运转 在恢复通风前 必须首先检查瓦斯浓度 只有停风区中瓦斯浓度不超过 0 8 和二氧化碳浓度不超过 1 5 且在局部通 风机及开关附近 10m 以内风流中的瓦斯浓度不超过 0 5 时 方可人工开启局 部通风机 恢复正常通风 3 检测仪器仪表的配备 瓦斯流量测定仪 管道流量测量仪器有 孔板流量计 流量计等 测量钻孔瓦斯涌出量的仪器有 U 型玻璃管流量计 容积式气体流量计等 抽采管路压力测定仪器 U 型管压差计 单管汞柱压差计 气压计等 瓦斯浓度检测仪器 光学瓦斯检定器 热导式检测定器 国产瓦斯检定器及校正仪 高负压瓦 斯采取器等 突水系数计算公式 T P M 式中 T 突水系数 MPa m p 底板隔水层承受的水头压力 MPa M 底板隔水层厚度 m 本公式主要适用于回采和掘进工作面 如果底板隔水层实际厚度小于计算值 时 就不安全 就全国实际资料来看 底板受构造破坏的块段突水系数一般不 大于 0 06MPa 正常块段不大于 0 1MPa 经计算得出 15 号煤层的最低开采标高为 735m 14 号层最低开采标高为 568m 13 号层最低开采标高为 476m 9 号层最低开采标高为 109m 5 号层 最低开采标高为 66m 而 2 号层最低开采标高可到 41m 可采煤层特征一览表 煤层 号 层间距 m 两极值 均值 煤层厚度 m 两极值 均值 顶 底板岩性煤层结构 煤层稳定 性 2 0 76 1 25 0 89 顶板 粉砂质泥 岩 少数泥岩 底板 粘土岩 简单 全区可采 稳定可采 率 100 15 21 18 5 0 28 1 20 0 84 顶板 泥岩及粉 砂 质泥岩 底板 粘土岩 简单 大部可采 稳定性较 差 可采 率 86 5 5 14 0 7 95 9 1 19 1 58 1 39 顶板 黑色泥岩 底板 粘土岩 简单 全区可采 稳定 可 采率 100 47 80 50 70 13 0 79 1 68 1 24 直接顶板 泥岩 间接顶板 灰岩 底板 粘土岩 结构较复 杂 多数 含一层 粘土岩夹矸 全区可采 稳定可采 率 100 13 19 15 16 14 0 81 1 67 1 24 顶板 灰岩 泥 岩 粉砂岩 底板 泥质粉砂 岩 一般不含夹 矸 少数点 含 1 至 2 层 粘土岩夹矸 全区可采 稳定 可 采率 100 15 24 32 28 1 42 4 96 1 69 顶板 页岩 底板 铝土质粘 土 岩 结构较复杂 少数点含 1 2 层粘土 岩夹矸 全区可采 稳定 可 采率 100 7 3 瓦斯综合治理分析瓦斯综合治理分析 7 3 1 24202 工作面瓦斯涌出量预测工作面瓦斯涌出量预测 表表 7 3 1 各煤层瓦斯参数表各煤层瓦斯参数表 煤层编号 瓦斯压力 MPa 瓦斯含量 m3 t f 残存瓦斯量 m3 t f 煤层透气性系数 m2 MPa2 d 20 9210 653 412 12 2 17 31 0812 553 501 78 1 89 41 5010 893 543 524 3 785 51 4012 083 641 99 2 23 61 7010 153 702 87 2 99 82 0113 523 722 65 2 75 92 2217 013 752 33 2 55 102 3812 633 772 39 2 59 7 3 1 1 瓦斯参数瓦斯参数 沙曲煤矿各煤层瓦斯参数见表 7 3 1 7 3 1 2 瓦斯涌出量预计瓦斯涌出量预计 1 瓦斯来源分析 根据工作面邻近钻孔资料分析 该块段的 4 煤层为突出煤层 上覆 2 和 3 煤层为可采薄煤层 下伏 5 煤层为突出煤层 工作面 4 煤层平均厚度 2 56m 原始瓦斯含量 X4 10 89m3 t f 上覆 2 煤平均厚度 1 0m 原始瓦斯含量 X2 10 65m3 t f 距 4 煤层平均层间距为 16m 上覆 3 煤平均厚度 1 2m 原始 瓦斯含量 X3 12 55m3 t f 距 4 煤层平均层间距为 1 3m 下伏 5 煤平均厚度 2 42m 原始瓦斯含量 X5 12 08m3 t f 距 4 煤层平均层间距为 5 56m 下伏 6 煤平均厚度 1 0m 原始瓦斯含量 X5 10 15m3 t f 距 5 煤层平均层间距为 14m 因此 工作面瓦斯主要来源为本煤层瓦斯和 3 煤层卸压瓦斯及下部 5 煤层 瓦斯 1 本煤层相对瓦斯涌出量预计本煤层相对瓦斯涌出量预计 054321c XX m M kkkkkq 本 式中 q本 本煤层相对瓦斯涌出量 m3 t k1 围岩瓦斯涌出系数 取 1 2 k2 工作面残煤瓦斯涌出系数 为回采率的倒数 取 1 05 k3 掘进工作面预排瓦斯影响系数 取值 0 89 k3 L xb L 210 2 12 210 0 89 k4 不同通风方式的瓦斯涌出系数 U 形通风方式取值 1 0 Y 型通 风取值 1 3 1 5 本处取 1 5 k5 本煤层抽采瓦斯影响系数 取值 1 3 M 本煤层厚度 为 2 56m m 本煤层回采厚度 为 2 5m X0 本煤层原始瓦斯含量 取值 10 89m3 t Xc 本煤层残存瓦斯含量 取值 3 54 m3 t 计算得本煤层相对瓦斯涌出量 q本 1 2 1 05 0 89 1 5 1 3 2 56 10 89 3 54 2 5 16 46 m3 t 2 邻近煤层相对瓦斯涌出量预计邻近煤层相对瓦斯涌出量预计 n i iicii i i XkXX m M kq 1 0706 邻 式中 q邻 邻近煤层相对瓦斯涌出量 m3 t k6 邻近煤层抽采瓦斯综合影响系数 取 1 3 i 第 i 个邻近煤层瓦斯排放率 M i 第 i 个邻近煤层的煤层厚度 X0 i 第 i 个邻近煤层原始瓦斯含量 m3 t Xc i 第 i 个邻近煤层残存瓦斯含量 m3 t iiici XkX 07 1 1 k7 i 第 i 个邻近煤层的瓦斯预抽率 上邻近层 2 煤层瓦斯排放率 1 0 80 煤层厚度 M1 1 0m 原始瓦斯含量 X01 10 65m3 t 预抽率 k71 0 残存瓦斯含量 Xc1 3 41m3 t 上邻近层 3 煤层瓦斯排放率 2 1 0 煤层厚度 M2 1 2m 原始瓦斯含量 X02 12 55m3 t 预抽率 k72 0 残存瓦斯含量 Xc2 3 50 m3 t 下邻近层 5 煤层瓦斯排放率 3 0 95 煤层厚度 M3 2 42m 原始瓦斯含量 X03 12 08m3 t 预抽率 k73 0 残存瓦斯含量 Xc3 3 64 m3 t 下邻近层 6 煤层瓦斯排放率 4 0 80 煤层厚度 M4 1 0m 原始瓦斯含量 X04 10 15m3 t 预抽率 k74 0 残存瓦斯含量 Xc4 3 70 m3 t 上邻近层 2 煤层相对瓦斯涌出量 3 01 m3 t 41 3 65 10 5 2 0 1 80 0 3 1 1 邻 q 上邻近层 3 煤层相对瓦斯涌出量 5 65 m3 t 50 355 12 5 2 2 1 0 13 1 2 邻 q 下邻近层 5 煤层相对瓦斯涌出量 10 09 m3 t 64 3 08 12 5 2 42 2 95 0 3 1 3 邻 q 下邻近层 6 煤层相对瓦斯涌出量 2 68 m3 t 70 315 10 5 2 0 1 80 03 1 4 邻 q 邻近层煤层相对瓦斯涌出量 q邻 q邻 1 q邻 2 q邻 3 q邻 4 3 01 5 65 10 09 2 68 21 43 m3 t 3 24202 采面相对瓦斯涌出量采面相对瓦斯涌出量 q采 q本 q邻 16 46 21 43 37 89 m3 t 其中 本煤层瓦斯涌出占 43 邻近层瓦斯涌出占 57 4 24202 采面绝对瓦斯涌出量采面绝对瓦斯涌出量 24202 工作面绝对瓦斯涌出量为 6024 Aq Qq 采 其中 Qq 预计工作面绝对瓦斯涌出量 m3 min q采 回采工作面相对瓦斯涌出量 m3 t A 工作面设计日产 表 7 3 2 显示了不同日产量时 24202 工作面绝对瓦斯涌出量的变化情况 表表 7 3 2 24202 工作面瓦斯涌出量分源法预测结果工作面瓦斯涌出量分源法预测结果 相对瓦斯涌出量 m3 t 日产量 本 q 邻 q 合计 瓦斯