煤矿行业--矿井抽放瓦斯设计手册（doc 52页）

设计手册第一节矿井抽放瓦斯设计依据及内容一设计依据煤层赋存条件（煤层和岩层的性质、厚度、倾角、层间距等）矿井瓦斯等级；矿井瓦斯地质图（或瓦斯等值线图）；有关煤层瓦斯基础参数，如煤层瓦斯压力及梯度、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等；矿井瓦斯储量及其分布、矿井及工作面瓦斯来源构成情况；矿井开拓部署、采区布置、采煤方法、通风系统及方式等。二设计内容矿井概况煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及瓦斯、通风状况；瓦斯鉴定参数瓦斯压力、瓦斯含量及分布、煤层透气性系数及钻孔流量衰减系数；瓦斯基础参数计算或预测如瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯储量、瓦斯可抽量及抽放年限；抽放方法钻场钻孔布置及工艺参数；抽放设备抽放泵、管路系统、监测及安全装置；抽放泵站泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它；瓦斯利用可利用量、利用方案、资金概算（属瓦斯利用专篇内容）；技术经济投资概算、完成工期、技术经济分析；设计文件包括设计说明书、设备清册、资金概算、图纸；主要图纸综合地质柱状图；煤层瓦斯地质图（或瓦斯等值线图）；抽放瓦斯方法平、剖面图；抽放管路系统图；抽放瓦斯泵房设备平面布置图；抽放站场地平面布置图；供电系统图。第二节建立瓦斯抽放系统的条件和指标从煤矿安全生产角度而言，建立矿井瓦斯抽放系统主要取决于抽放瓦斯的必要性指标，如瓦斯含量、瓦斯涌出量等，即在保持回采面适宜风速（或允许风速）前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯量；同时取决于抽放瓦斯的可能性指标，如煤层透气性、瓦斯压力、钻孔瓦斯流量衰减系数等。矿井瓦斯抽放管理规范及反风规定指出凡申请建立瓦斯抽放系统的矿井，应同时具备下列4个条件1个采煤工作面的瓦斯涌出量5M3/MIN最小或1个掘进面的瓦斯涌出量3M3/MIN最小；矿井瓦斯涌出量15M3/MIN最小；每1个瓦斯抽放系统的抽放量预定可保持在不小于2M3/MIN最小；瓦斯抽放系统服务在10年以上。上述，项条件指标值是基于在保持回采面适宜风速（20M/S）前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯量，并假定回采面过风断面S50M2,瓦斯涌出不均衡系数取千瓦13。符合这一条件的矿井可遵循上述指标值。然而，在任意条件下，上述指标值不宜套用。在任意取定回采面风速（在规程规定范围内）、回采面断面不确定的情况下，建立瓦斯抽放系统可参照下列指标一回采工作面瓦斯涌出量参考指标1绝对瓦斯涌出量指标（0）回采面绝对瓦斯涌出量指标根据回采面过风断面的大小及回采面风速的取值来确定，即（12）MIN460MINV0SVKWCSQ绝式中Q绝回采面绝对瓦斯涌出量指标，M3/MIN；Q0通风所能稀释的瓦斯涌出量，M3/MIN；C回风流最大瓦斯浓度，取1；KW瓦斯涌出不均衡系数，取13；SMIN回采面最小过风断面，M2；VI回采面风速，M/S。若取工作面适宜风速V20M/S，式（11）则为（12）MIN092SQ绝若取工作面最大风速V40M/S，式（12）则为（13）I841绝为便于设计及管理人员参考和套用指标，可根据回采面的最小过风断面SMIN值，直接在图11中查出回采面考虑抽放的绝对瓦斯涌出量指标值。在回采面过风断面S50M2，取回采面风速V20M/S的情况下，绝对瓦斯涌出量指标值约为50M3/MIN。2相对瓦斯涌出量指标（0相）回采面相对瓦斯涌出量指标表达式为（14）ASVQMIN65KWASINC6140相相式中Q相回采面相对瓦斯涌出量指标，M3/T；Q0相通风所能稀释的瓦斯涌出量，M3/MIN；A工作面产量，T/D；V工作面风速，M/S；其余符号同式（11）。当取适宜风速V20M/S，式（14）变为（15）ASQMIN013相相若取工作面最大风速V40M/S，式（14）则为Q相Q0相2660SMIN/A（16）Q0相随V的取值而成正比关系。按式（14）作曲线如图12。例某1204681820图工作面相对瓦斯涌出量指标图VM/S时）Q2160/A39457/Q8106A图1工作面绝对瓦斯涌出量指标图640M/SV532/1S3245786810923456Q绝ISN6084662048矿一个回采面的产量为1000T/D，采场最小过风断面为SMIN50M2。当根据回采面适宜风速V20M/S配风时，在图12中查得Q绝665M3/T，即当Q绝665M3/T时就应考虑抽放；若按风速V35M/S配风，则T/641520相说明加大风量后，相对瓦斯涌出量指标值可达到1164M3/T。这样，加大工作面风速后，采面的相对量达1164M3/T以上时可考虑抽放。在回采过风断面SMIN50M2、取风速V20M/S，工作面产量为500T/D的情况下，相对瓦斯涌出量指标值为Q0相133M3/T（接近15M3/T）。二。邻近层瓦斯涌出量参考指标1邻近层绝对瓦斯涌出量参考指标（Q0邻）是否有必要实行邻近层瓦斯抽放，主要取决于邻近层与开采层的瓦斯涌出量之和是否超过了通风所能稀排的最大瓦斯量。即（18）本本邻邻QSMINV4606MINQ0QKWCSV式中Q邻邻近层向开采层瓦斯涌出量指标，M3/MIN；Q0邻回采面通风所能稀释的瓦斯涌出量，M3/MIN；C回风流最大瓦斯浓度，取1；KW瓦斯涌出不均衡系数，取13；SMIN开采层采面最小过风断面，M2；VI回采面风速，M/S。Q本开采层本层瓦斯涌出量（或经本煤层抽放后的瓦斯）；将式18绘成曲线如图13。根据SMIN值、Q本值即可在图中查出相应的指标值Q0邻。例某开采层采面本层瓦斯涌出量为15M3/MIN，采场过风断面SMIN30M2，风速V20M/S，从图13中可查得邻近层向开采层允许涌入的瓦斯量为126M3/MIN。因此，当邻近层向开采层瓦斯涌出量超过126M3/MIN，即可考虑对邻近层抽放瓦斯。若取任意风速V，则在图13中查的Q0邻值基础上再乘以V/2，即得Q0邻。在回采面过风断面S50M2，工作面产量为500T/D，取风速V20M/S的情况下，在邻近层向开采层瓦斯涌出量15M3/MIN，即应考虑对邻近层抽放瓦斯。2邻近层向开采层涌出量占工作面回风总瓦斯量的百分比指标（P）（19）10IN46010SVQP本邻上式的图示见图14，符号意义见式（11）及（18）。图13邻近层向开采层瓦斯涌出量指标图Q邻0邻92SMIN本（取V/S）700IN254Q本（M/）60相（M3/）（）813425678Q本PO1092SMIN图邻近层瓦斯涌出量百分比指标图VM/S时）0Q本（IN）0（）根据有关以知条件即可在图中查出相应的邻近层向开采层涌出量占工作面回风总瓦斯量的百分比指标PO。在矿井条件符合上述“1”的情况下，该指标值为PO30。是否实行邻近层抽放，还应考虑是否有一定的邻近层抽放量。若邻近层的瓦斯抽放量10可以抽放00030051001较难抽放00530Y010009007006009表116A、B、C系数系数挥发分VRABC30016831577003689350160314634036644001537137030363945014821292203614500143512250035885501393116650356360013561116603538650132310684035137001293102670348875012659888034638001240954203437850121692240341290011958928033879501174865203362100011558395033371100112079290328612001083751403236130010597143031861400103268030313615001008649403085160009856212030351700096359490298518000942570002934190009235470028842000090452550283421000886505202783220027332300268324002632250025822600253227002481280024312900238130002330310022803200223033002179340021293500207936002029370019783800192839001878400018274100177742001727430016764400162645001576四瓦斯储量计算矿井瓦斯储量，是指井田开发过程中，受采动影响能够排放瓦斯的煤层（包括不可采煤层）所储存的瓦斯量。WW1W2W3（127）式中W矿井瓦斯储量，MM3；W1矿井可采煤层瓦斯储量，MM3；128NIIWA1A1I矿井I可采煤层的地质储量，MT；W1I矿井I可采煤层的瓦斯含量，M3/T；W2受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量，MM3；129NII122A2I受采动影响后能够向开采空间排放的I不可采煤层的地质储量，MT；W2I受采动影响后能够向开采空间排放的I不可采煤层的瓦斯含量，M3/T；W3受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量，MM3，实测或按下式计算W3K（W1W2）（130）式中K围岩瓦斯储量系数，一般取K005020。如果要计算某区域（水平、采区、工作面等）的瓦斯储量，方法同上，但要将A1I、A2I、W1I、W2I变为所计算区域的煤层储量和煤层瓦斯含量。五瓦斯涌出量计算瓦斯涌出量是指在生产过程中，矿井或采区涌出的瓦斯数量，主要由回采、掘进、采空区三部分瓦斯组成。一）回采、掘进及采空区瓦斯涌出量1回采瓦斯涌出量1）开采单一煤层时的回采瓦斯涌出量计算（不考虑邻近层的瓦斯涌出量）131HPFWKQ式中开采本煤层瓦斯涌出量，；FQTM/3机械化程度系数，联合采煤机和风镐采煤时等于10，截煤机掏槽落煤等于12。瓦斯释放系数，即计算的瓦斯涌出量对煤层瓦斯含量的比例，由图19查。PK煤层瓦斯含量，HW/3TVR图19瓦斯放出计算系数值曲线2）多煤层条件下回采瓦斯涌出量1有邻近层的回采瓦斯涌出量计算之一0QKWQCQHQSQX132式中Q采煤时瓦斯涌出量，M3/T；KW围岩瓦斯系数，一般取12；QC采出煤中的瓦斯含量，M3/T，其计算公式见式（133）；QH开采层由于回采率不高而产生的附加瓦斯涌出量，M3/T，其计算公式见（134）QS、QX分别为顶、底板邻近层及不可采夹层泄出的瓦斯量，M3/T，其计算公式见式（135）及（136）。QCWHWC133式中WH邻近层的瓦斯含量，M3/T；WC邻近层的残存瓦斯含量，M3/T，可按表71选取。134HHWCBQ10式中B考虑丢失在井下煤中瓦斯涌出程度系数，取0608；C丢煤百分率，。1350CHSSMLQ136CXXB式中L0阶段倾斜长度，米；阶段煤柱总长度，米；HMS上邻近层的厚度，米；MX下邻近层的厚度，米；M开采层的可采厚度，米；BS、BX邻近层向开采层涌出瓦斯程度系数，其计算公式是、137SSIN1SICO1LNBX式中N邻近层至开采层的法线距离，米；L开采工作面长度，米；煤层倾角，度；卸压角，度。值也可按下表选取层间相对厚度与卸压角关系N/M层间相对厚度31010303080值（度）707580BS、BX值也可按下表（经验数据）选取邻近层向开采层瓦斯涌出程度邻近层别间距（米）BSBX上邻近层204070120100700350下邻近层510204060100450100例逢春矿井为急倾斜煤层开采，共计有五层无烟煤，从上往下为6、7、8、9、11号层，6号层为开采层（保护层），8号层为主要突出层，地质资料提供煤层瓦斯含量值如下表煤层煤层厚度（M）煤层间距M平均瓦斯含量M3/T备注6号10214837号07718138号32320469号0631821取11号层资料11号06361076932119071821求6号层回采时的瓦斯涌出量是多少根据公式QKWQCQHQSQX取KW12查表11，WC8M3/T（无烟煤）QCWHWC14838683M3/TKWQC1268382M3/TB07,C15TMBHS/8314510710各邻近层涌向开采层的瓦斯量QX7号层向6号层的涌出量取阶段倾斜长度90M，阶段煤柱总长度15MTQ/29830217593678号层向6号层的涌出量TM/746339号层向6号层的涌出量TQ/821502150311号层向6号层的涌出量T/53931总计6号层回采的瓦斯涌出量为QKWQCQ76Q86Q96Q116821839223734154783M3/T6号层回采时，瓦斯涌出量为4783M3/T。2有邻近层的回采瓦斯涌出量计算之二QQBQN式中Q开采层的瓦斯涌出量，M3/T；QB开采层本层瓦斯涌出量，M3/T，其计算公式见（139）。QN邻近层瓦斯涌出量，M3/T，其计算公式见（140）。（139）HSZDWBWMKQ0（140）ISIN0式中KW围岩瓦斯涌出系数，一般取12；KD丢煤损失系数，；CD1C损失率，；KZ掘进回采巷道瓦斯预排系数；其计算见公式（141）（141）LHKZ2L工作面长度，M；H掘进预排宽度，无烟煤、贫煤取10M，瘦煤、焦煤取14M；其它煤种取18M；KS瓦斯涌出程度系数，一般取08（运到地表的煤中还残存一部分瓦斯，这部分残余量约占沼气含量的20）；M开采层厚度，M；M0开采分层厚度，M；WB本煤层瓦斯含量，M3/T；MI邻近煤层厚度，M；BI邻近煤层瓦斯涌出程度系数，其计算见公式（142）（142）LWBIICI式中WI第I邻近层瓦斯含量，M3/T；WCII邻近层残余瓦斯含量，M3/T；LII邻近层瓦斯排放带宽度，M；其计算见公式（143）。（143）TGHII2式中HI第I煤层与开采层的间距，M；卸压角，（），按表119选取；L回采工作面长度，M；表119开采层沿倾斜的卸压角卸压角（）煤层倾角（）1234最大下沉角（）0808075759010778375758320738775758630699077707040659080706550709080705660729080704870729080723680739078752290758075800卸压角范围见图110。图10沿倾斜卸压角示意图开采层3243中厚、厚煤层分层开采时的回采瓦斯涌出量计算（144）111ZBHCHFWZMMWNQ式中Q回采瓦斯涌出量，M3/T；WH回采的自然分层中煤的瓦斯含量，M3/T；WC煤运至地面残余瓦斯含量，M3/T；W1煤柱内剩余的瓦斯量，M3/T；W2未采的自然分层中剩余的瓦斯量，M3/T；M回采的自然分层厚度，M；回采的自然分层煤的容重，T/M3；M1未采的自然分层厚度，M；1未采的自然分层煤的容重，T/M3；N围岩中涌出的瓦斯量占采煤中涌出的瓦斯量的比值系数；全部充填管理顶板时取01；局部充填管理顶板时取015；全部冒落管理顶板时取02；M煤柱煤量占采区煤量比，；Z采空区残煤占采区煤量比，；例某矿单一煤层长壁式工作面，煤厚8M，分层采高2M，全部冒落管理顶板，预计瓦斯含量20M3/T，求回采期间吨煤瓦斯涌出量已知围岩瓦斯涌出系数N20；煤中残存瓦斯量WC8M3/T煤柱内剩余的瓦斯量W112M3/T；未采的自然分层中剩余的瓦斯量W210M3/T；煤柱煤量占采区煤量比M20；采空区残煤占采区煤量比Z5；煤的容重114T/M3。由公式得TMQF/759102120416803则该工作面预计瓦斯涌出量为597M3/T。2掘进瓦斯涌出量掘进工作面瓦斯涌出量按下式计算1）计算式1（145）LJQ（146）1/20VVNQVM（147）CHLWS式中QJ掘进工作面瓦斯涌出量，M3/MIN；QM掘进煤壁瓦斯涌出量，M3/MIN；其计算公式见146QL落煤瓦斯涌出量，M3/MIN；其计算公式见147N暴露煤面个数，单巷掘进时N2；M煤层厚度，MV平均掘进速度，M/MIN；QV煤壁瓦斯涌出初速度，M3/M2MIN（无实测数据时可参照公式148）取值）；（148）HRVWVQ160406VR煤的挥发分，；WH煤层瓦斯含量，M3/T；L0巷道瓦斯涌出量达到最大稳定值时的巷道长度，M；S掘进端头见煤面积，M2；煤的容重，T/M3；WC煤层残存瓦斯量，M3/T。例淮南潘一矿131煤层普掘工作面，有关参数为N2、M497M、V000347M/MIN、L0800M、VR3867、WH818M3/T、WC35M3/T、S8M2、14T/M3，求掘进面瓦斯涌出量解1/20VLQNQVMMIN/32510347/82160479HRVWVQ062I/183CHLSMIN/80531473MIN/0825QLJ则该煤层掘进工作面预计瓦斯涌出量为550M3/MIN。2）计算式2对于单巷（149）4501CHJWBVTC对于双巷（150）81212BVQ式中M煤层厚度，MV巷道的掘进速度，M/D；T巷道掘进时间，D；B单巷宽度，M；B1、B2分别为双巷主巷和副巷的宽度，M；WH、WC分别为煤层的原始瓦斯含量与残余瓦斯含量，M3/T；V1、B1分别为联络巷的掘进速度与宽度，M/D，M；C1单巷的瓦斯涌出量特性系数，M3/M2D05或M/D05C2双巷的瓦斯涌出量特性系数，M/D05QJ单巷或双巷掘进工作面瓦斯涌出量，M3/D；煤壁暴露面的瓦斯涌出随着暴露时间的延长而逐减，当达到一定时间T1时，它就接近于零，这个时间T1定义为排放瓦斯极限期，一般为612个月，当巷道掘进时间TT1时，则单巷（151）5014TVCQJ双巷（152）28如果巷道在掘进中有停掘期，则应分段计算，以上计算适用于巷道周围瓦斯地质条件相同，煤厚不超过巷高两倍和掘进速度变化不大的条件下。瓦斯涌出特性系数可以按下列方法直接从掘进巷道中测得。在图111所示断面三处，同时测定巷道风流中的瓦斯平均浓度与风量，进而算出瓦斯涌出量，即求得QJ、QJ、QJ，然后求出瓦斯涌出特性系数的平均值作为该巷的C值。QJQJ（153）421TMVCQJQJ（154）3式中QJ、QJ、QJ已测得，T1、T2、T3为各测点的暴露时间和M、V等均为已知，未知数C1即可解出，C2的求法类似可求出。3采空区瓦斯涌出量采空区瓦斯涌出量可参照下式计算（155）JCKQK式中QK采空区瓦斯涌出量，M3/TK采空区瓦斯涌出系数，一般为015025；QC采出煤的瓦斯涌出量，M3/T；QJ掘进煤的瓦斯涌出量，M3/T。（二）采区瓦斯涌出量采区瓦斯涌出量由下式计算（156）AQKJFA式中QA采区瓦斯涌出量，M3/TQF采区采煤工作面瓦斯涌出量总和，M3/DQJ采区掘进工作面瓦斯涌出量总和，M3/DQK采区采空区瓦斯涌出量，M3/DA采区日产煤量，T/D。A采区日产煤量，T/D（三）矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量可采用矿山统计法或根据前述煤层瓦斯含量计算确定。1矿山统计法1）线性方程计算法根据矿井不同生产水平的实测相对瓦斯涌出量，用作图或数理统计分别找出矿井及采区，回采工作面的瓦斯涌出量与开采深度的函数关系，通常可用线性方程表示QHAHB157式中QH瓦斯涌出量，M3/T；A、B常数；H矿井、采区或回采工作面的平均采深，M。2）统计法当矿井的风量比较均衡正常时，其平均瓦斯涌出量的计算为（1）月平均瓦斯涌出量（158）NACQCQTQNK14021式中QK矿井月平均瓦斯涌出量，M3/TT该月中的天数，DQ1N进行测风时的回风量，M3/MINN测定次数A采煤量，T/月（2）某一时期的瓦斯涌出量在某一时期内平均瓦斯涌出量，如年、月测定的结果（159）NKAQQA21式中QK某一段时间内，矿井的平均瓦斯涌出量，M3/T；Q1N按月计算的矿井瓦斯涌出量，M3/T；A1N按月计算的采煤量，T/月。（3）根据瓦斯梯度计算（160）20AHQ式中QH深度的瓦斯涌出量,M3/T；H开采深度，M；H0瓦斯风化带深度，M；A瓦斯梯度数，M3/TM。瓦斯梯度按下式计算（161）NHQ0式中Q0瓦斯风化带内瓦斯涌出量，一般取Q02M3/T或查表；N梯度指数，在现代开采条件下等于1；其余符号意义同前。按上式可求出不同深度的瓦斯涌出量，但应注意以下三个问题A开采方法的变化影响瓦斯涌出量，因此开采方法不变时统计法比较容易做，在有变化时，预测深部瓦斯要做适当修正。B当地质条件没有大变化时，统计法可以比较切合实际的估算深部瓦斯大小，如果有较大的断层、褶曲，就不宜应用。C根据已有理论及其他煤田的实际资料表明，瓦斯不是随着开采的延深而无限增加，因此应用时应注意梯度指数的变化。2计算法按前述公式根据煤层瓦斯含量计算出回采、掘进工作面及采空区瓦斯涌出量后，按下式计算矿井瓦斯涌出量（162）21NQKJNIAQK式中矿井瓦斯涌出量，；KTM/3各采区瓦斯涌出量的总和，；IAT/3矿井开拓巷道掘进瓦斯涌出量总和。（岩石巷道），；KJQ0KJQTM/3采区数量；1N同时掘进的矿井开拓巷道掘进工作面数量。2六煤层透气性系数煤层透气性系数是煤层瓦斯流动难易程度的标志，煤层透气性系数的测算方法有径向稳定流动测算法和径向不稳定流动测算法等。1径向稳定流动测算法1）测定方法在石门见煤前，先打两个钻孔、测定瓦斯压力，待压力平衡后，在中间打一个1M2排瓦斯钻孔。因钻孔涌出瓦斯使钻孔与测压钻孔、之间造成瓦斯压力变化，并测得钻MCCC12孔瓦斯流量，将测得的数据代入下式计算透气性系数。此法简便，用于煤层透气性较大，打完排0Q放孔后即可明显看出、变化，不适于透气性较小的煤层。1P22）计算公式（163）LN210YCPMCQ式中透气性系数，；DMA/测压孔距排放孔的距离，；1排放孔半径，；C当大气压等于0101325时的钻孔流量，；0Q1TDM/3煤层厚度，；排放钻孔瓦斯压力，；YPPAPY0325测压孔绝对瓦斯压力，；1系数，。C31643）实例。抚顺龙凤矿460M水平10钻场测定煤层透气性系数，95M,1,05C0101325MPA。将YPDQMMAPMPAP/29,06,0257,02564321上述数值代入式163，得MPAMQYC2223210/8140547106LN9LN同理算出取均值。/782DPAD2/6/2径向不稳定流动测算法；1）测定方法（1）从岩石巷道向煤层打钻孔，记录钻孔方位角、仰角和钻孔在煤层中的长度、钻孔进入煤层和打完煤层的时间，取平均值作为打钻时钻孔开始排放瓦斯时间（年、月、日、时、分）。（2）封孔测定瓦斯压力，上表前要测定钻孔瓦斯流量，记录流量和测定流量时的时间（年、月、日、时、分）。（3）上升到煤层真实压力或压力稳定后，卸下压力表排放瓦斯，测定钻孔瓦斯流量，记录每次瓦斯流量和测定时间。煤层透气性系数测定方法如图112所示2）计算公式（164）BAFY0式中流量准数，无因次，其计算公式（165）Y时间准数，无因次，其计算公式（167）0F、系数，无因次，见表120AB（165）210PQY式中在排放时间为时钻孔壁单位面积的瓦斯流量（即比流量），其计算公式QTDM23/（166）钻孔半径，1M透气性系数，；DMPA2/煤层原始绝对瓦斯压力（表压力值），0PPA钻孔内瓦斯压力，1P1035（166）LQQT2式中在时间时的钻孔瓦斯流量，TQTDM/3钻孔长度，一般等于煤厚，L（167）215004TPF式中开始排放瓦斯到测量瓦斯比流量的时间间隔，TQD煤层瓦斯含量系数，其中为瓦斯含量，单位，为瓦斯压,/PWHH3/MP力，单位MPA由于流量准数随时间准数变化，难以用一个简单公式表达，所以采用分段表达方法，有关透气性系数的计算及参数见表120。表120透气性系数的计算及参数公式0F计算公式B参数BF0102111010102102103103105105107410791374125639418BABA110930588051203440380280200120100065215014ARTPBQAAYBF03）计算步骤（1）根据测定所得参数，计算出A、B值。（2）一般选择计算公式进行试算（时间时，可先用110公式；时间在1以上时，DT0D可先用102103公式作第一次试算）。0F（3）把求出的值代入中，校验值是否在选用公式的范围内。如不在所选公式范00F0F围，则根据计算出的值，另选公式计算，直到符合所选公式的范围为止。4）实例。已知,/53,0,/194,5415030DMQMPAMMPAT。求DTML1,5解4251215032221210690943473/104635TPBQADMLQT由于时间较长，选择103105。FDMPAMBA221/873检验0在103105范围内，公式应用正确。故。0F09七百米钻孔瓦斯流量衰减系数百米钻孔流量衰减系数，是衡量煤层预抽瓦斯难易程度的一种指标，它反映不受采动影响条件下，煤层内钻孔瓦斯流量随时间呈衰减变化的特性。1测量方法选择有代表性、未受采动影响的煤层区域，向煤层打直径75MM的钻孔，测出其初始瓦斯流量经过时,0Q间以上）后，测其流量即可。DT10Q2计算公式根据钻孔瓦斯流量衰减变化的关系ATE0（168）TQLN0式中百米钻孔瓦斯流量衰减系数；百米钻孔初始瓦斯流量，；0QM10I/3经过时间的百米钻孔瓦斯流量，；TN、为、的自然对数；LN0Q时间，TD八瓦斯抽放率和可抽量计算（一）瓦斯抽放率瓦斯抽放率是指矿井、采区或工作面的瓦斯抽放量占相应瓦斯涌出量或瓦斯储量的百分比，前者在生产实践中应用广泛更具有实际意义，它是衡量矿井、采区或工作面瓦斯抽放效果效果的主要标志。瓦斯抽放率的计算见表121表121瓦斯抽放率计算公式计算公式符号注释矿井（采区）瓦斯抽放率ZKQ10矿井（采区）瓦斯抽放率，；K矿井（采区）瓦斯抽放量，；AMM/3矿井（采区）总回风绝对瓦斯涌出量，Z/3单一煤层工作面瓦斯抽放率FGDQ单一煤层工作面（本煤层）瓦斯抽放率，；D工作面瓦斯抽放量，GQIN/3工作面回风顺槽回风流中瓦斯量，FIN/3工作面（有邻近层）瓦斯抽放率GLN10工作面（有邻近层）瓦斯抽放率，；N邻近层瓦斯抽放量，MI/3工作面回风顺槽回风流中瓦斯量，GLQI/3（二）可抽量计算1单一煤层（169）BWCNCH10式中每吨煤瓦斯可抽量，N/3TM丢煤百分率，；C解吸瓦斯系数，一般取1；B煤层瓦斯含量，HW/3T煤层残存瓦斯含量，。C2多煤层1）对陷落的顶板邻近层（170）HCPWMBCN102）对不陷落的顶板邻近层（171）CHC3）对下邻近层（172）109CHCMBCN式中陷落邻近层的瓦斯放出系数，对距开采层15倍开采层厚度的邻近层取08，距开采层PB1530倍开采层厚度的邻近层取09；邻近层的厚度，CM开采层的厚度，不陷落的邻近层的瓦斯放出系数，在实际计算时值取09。B应当指出，如果矿山地质条件和矿山技术条件发生变化，确定邻近层瓦斯可抽量用这种方法在实际计算中可能产生较大误差，因此，必须附加一修正值，见表122。表122瓦斯可抽量修正值上邻近层下邻近层煤层倾角（）开采层至邻近层距离与开采层厚度之比20以下204040以上20以下204040以上1006070304010220020305060405030530030503040204060705084004060405060405060750050,7050606030660060806070870070806070880070807089007080710008070811008第四节抽放瓦斯系统一选择抽放瓦斯系统的一般原则（一）系统分类目前，我国抽放瓦斯系统一般分为地面钻孔抽放系统、矿井集中抽放系统和井下临时抽放系统三类。（二）选择原则选择抽放瓦斯系统，主要根据煤层赋存、地形条件、总体规划状况，矿井瓦斯涌出特点和采煤方法等因素综合分析确定。抽放瓦斯系统的选择基本原则为（1）若煤层赋存较浅（800M），煤层较厚，或煤层层数较多，层间距较近，且首采层以为中、下部煤层，地面又较平坦，可采用地面钻孔抽放系统。（2）若煤层透气性较低，地面地形条件复杂，不适宜采用地面钻孔抽放，则应设立矿井集中抽放系统。（3）不具备建立全矿井抽放瓦斯系统的矿井，个别区域瓦斯涌出量达到场35M3/MIN，或采用加大风量稀释瓦斯不经济时（如采掘工作面、岩石裂隙带、溶洞等），可采用局部抽放措施。在选择管路系统时，应根据抽放层位或钻场的分布、地面地形或井下巷道布置、利用瓦斯的要求，以及发展规划等状况，全盘考虑，避免和减少以后在主干系统上频繁改动。瓦斯管路系统的选择是地面或矿井瓦斯抽放工作中的一项重要环节，选择是否合理，不仅直接影响着抽放费用和日常的检查、修理和维护等工作，而且影响着整个矿井的安全生产。二井下临时抽放系统井下临时抽放系统主要针对个别地点瓦斯涌出较大而采取的局部抽放措施，其设备一般选用YD和YWB系列煤矿井移动式瓦斯抽放泵，其适用条件和特点为（一）适用条件（1）局部瓦斯涌出量大或局部煤与瓦斯突出矿井；（2）需抽放瓦斯的地方中小煤矿；（3）采空区抽放、预抽、边采边抽及新区试抽放、瓦斯卸压抽放等。（二）系统特点（1）投资少，可有效地解决井下个别地点瓦斯涌出量较大的矛盾；（2）抽入设备少，系统简单、抽放泵体积小、移动方便、用途较广泛；YD系列煤矿井下移动式瓦斯抽放泵具有瓦斯浓度检测，超限报警断电，抽放量数码显示等功能（该设备有关技术参数见表123。表123YD系列移动式瓦斯抽放泵型号YDYDYDYD水封压力MPA015耗水量L/MIN30358080最大抽气量M3/MIN4575156202极限真空度KPA81818181电机功率KW11153037电压V380/660外形尺寸M2105132105132713214627132146生产厂家煤炭科学研究总院瓦斯安全研究所备注该系列产品被列为煤炭部100项技术推广项目表124YWB系列智能式瓦斯抽放移动泵型号YWB5YWB7YWB15YWB20YWB25YWB30YWB40YWB60水封压力MPA0204耗水量L/MIN306070808090100150最大抽气量M3/MIN576156202253324260绝对压力KPA667669933933146766714671467电机功率KW1115303737557590电压V380/660外形尺寸M171212291331553913716542137165生产厂家煤炭科学研究总院重庆分院备注YWB系列智能瓦斯抽放移动泵主要包括SK水环式真空泵、参数（抽放量、抽放负压、抽放浓度、环境瓦斯浓度、泵的运行状态参数和供水参数等）监测、安全控制等三大部分。该泵具有可移动、易安装、易操作、运行安全可靠和勿需专人值守等特点。该泵有关技术参数见表124。三矿井集中抽放系统（一）适用条件当矿井瓦斯涌出量大，采用地面钻孔抽放瓦斯不经济，采用井下临时抽放方式不能有效解决瓦斯超限问题，则应建立矿井集中抽放系统。（二）系统特点矿井集中抽放瓦斯系统，是解决井下风流中瓦斯浓度高的有效措施。它是在地面设置抽放泵房，由抽放泵房到井下，敷设主管、干管、分管（或支管）至钻场钻孔，并设置相应附属设施所组成的专用管道系统，将采、掘工作面、采空区等地的瓦斯抽排至地面。其特点是能较有效地抽出部分或大部分煤层解吸瓦斯，减轻矿井通风负担，且抽出的瓦斯浓度较高，是优质的工业或民用能源。全国约98的抽放瓦斯矿井采用建立矿井集中抽放系统抽放瓦斯。四地面钻孔抽放系统（略）第五节抽放瓦斯方法及钻场布置一抽放方法分类按抽放瓦斯来源分类可分为开采层抽放、邻近层抽放和围岩抽放三类；抽放瓦斯方法可分为开采层未卸压抽放、开采层卸压抽放、邻近层抽放和围岩瓦斯抽放法四种；按抽放工艺（或钻孔布置）可分为多种抽放方式，瓦斯抽放类型、方法、方式、适用条件见表133。表133瓦斯抽放类型、方法、适用条件抽放分类抽放方式适用条件工作面抽放率岩巷揭煤和煤巷掘进预抽由岩巷向煤层大穿层钻孔；煤巷工作面打超前钻孔高突出危险煤层、高瓦斯煤层10301030由开采层机巷、风巷或煤门等打上向、下向顺层钻孔由预抽时间的高瓦斯煤层、突出危险煤层1030由岩巷、石门、邻近层煤巷等向开采层打穿层钻孔属“勉强抽放煤层”10，个别超过50地面钻孔高瓦斯“容易抽放”煤层，埋深较浅10未卸压抽放采区大面积预抽密封开采层巷道高瓦斯“容易抽放”厚煤层10边掘边抽由煤巷两侧或岩巷向煤层周围打防护钻孔高瓦斯煤层、突出煤层10由开采层机巷、风巷等向工作面前方卸压区打钻高瓦斯煤层1020边采边抽由岩巷、煤门等向开采分层的上部或下部未采分层打穿层或顺层钻孔高瓦斯煤层1020开采层抽放卸压抽放水力割缝、松动爆破水力压裂（预抽）由开采层机巷、风巷等打顺层钻孔；由岩巷或地面打钻孔高瓦斯“难以抽放”煤层203030由开采层机巷、风巷、中巷等向邻近层打钻3060由开采层机巷、风巷、中巷等向采空区方向打斜交钻孔3060由煤门打沿邻近层钻孔邻近层瓦斯涌出量大、影响开采层安全时3060在邻近层掘汇集瓦斯巷道邻近层瓦斯涌出量大、钻孔的通过能力满足不了抽放要求时3060邻近层抽放卸压抽放开采层工作面推过后抽放上、下邻近层瓦斯从地面打钻孔地面打钻优于井下时1540密封采空区插管抽放15采空区抽放开采层工作面推过后抽放采空区瓦斯现采采空区设密闭墙或采空区打钻抽放无自燃危险或采用防火措施时15综合抽放多种抽放方式相组合采用单一的抽放方式效果较差时，应采用该种抽放方式4080围岩瓦斯抽放由岩巷两侧或正前方向溶洞或裂隙带打钻、密闭岩石巷道抽放、封堵岩巷喷瓦斯区并插管抽放围岩有瓦斯喷出危险，瓦斯涌出量大或有溶洞，裂隙带储存高压瓦斯时二抽放方法选择（一）抽放方法选择原则矿井瓦斯抽放的类型和方法，可按下列因素考虑确定（1）为提高瓦斯抽放率，宜选用多种抽放方法相结合的综合抽放方法。（2）当井下采掘工作所遇到的瓦斯主要来自开采层本身，只有抽放开采层本身的瓦斯才能解决问题时，应采用开采层晚上瓦斯抽放。（3）煤层群条件下首采层开采时，来自邻近层的瓦斯占有很大比例威胁工作面安全生产，应采用邻近层瓦斯抽放。（4）工作面后方采空区瓦斯涌出量大，危害工作面安全生产或老采空区瓦斯积存量大，向邻近的回采工作面涌出瓦斯量多以及增大采区和矿井总排瓦斯量，应采取采空区瓦斯抽放。（5）对于瓦斯含量大的煤层，在煤巷掘进时，难以用加大风量稀释瓦斯，可在掘进工作开始前对煤层进行大面积预抽或采取边掘边抽的方法加以解决。（6）对于煤层透气性较低，采用预抽方法不易直接抽出瓦斯，掘进时瓦斯涌出量不很大而回采时有大量瓦斯涌出的煤层，可采用边采边抽或采用水力割缝、松动爆破和水力压裂煤体注酸等措施人为卸压后抽放瓦斯的方法。（7）若煤层赋存较浅（一般600M以内），煤层较厚，或煤层层数较多，煤层瓦斯含量较高，地面施工钻孔条件较好，可采用地面钻孔抽放。（8）若围岩瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂缝带储存有高压瓦斯并喷出时，应采取围岩瓦斯抽放措施。（二）抽放方法选择1开采层抽放开采层瓦斯抽放分未卸压抽放法，采（掘）卸压抽放和人为卸压抽放法。1）开采层未卸压抽放法。开采层未卸压抽放法适用于透气性较高的煤层，煤层透气性系数一般要求大于01M2/MPA2D。开采层未卸压抽放法的布孔方式一般可分为穿层式和沿层式两种，其优点分别为（1）穿层钻孔A由于钻孔正交或斜交煤层，穿透了煤层的全部分层接触面，而沿这些接触面方向的透气性较垂直于这些层理和接触面方向的透气性为高，所以在煤层孔长相同的条件下，穿层钻孔抽出的瓦斯大于沿层钻孔抽出的瓦斯量。B可以利用开拓巷道提前打钻孔，赢得充分的抽放时间，对由突出危险的煤层，可以避免石门揭煤和掘进煤巷时采用其它麻烦得局部防突出措施。C一般在岩石中开孔，封孔较可靠。（2）沿层钻孔A钻孔揭露煤层的面积大。B在煤层中打钻通常速度较快、成本低。因此，采用未卸压抽放法抽放薄及中厚煤层瓦斯时，一般优先考虑沿层布孔的方式。当煤层特厚或煤层突出危险性较大时，可打穿层钻孔。2）开采层采（掘）卸压法。该方法除靠煤层天然透气性外，主要靠采（掘）工作或人为采取措施，对周围煤体的卸压作用来实现抽放瓦斯得目的。该抽放方法得主要特点是（1）在薄及中厚煤层条件下，鉴于采掘工作对开采层本身的卸压范围较小，且卸压区得位置随采掘工作面推进而变化，所以同时起作用的抽放瓦斯孔数少，且钻孔服务期短。（2）在分层开采厚煤层条件下，向开采分层上下各未采分层打钻抽瓦斯时，由于煤体充分卸压松动，在其中产生大量裂隙，且大面积与采空区相连，为此，只有在煤层厚度特别大（1020M）时，该效果才会较好。（3）开采层采（掘）卸压抽放瓦斯，因卸压范围小，抽放时短，可作为辅助抽放方法应用。在特厚煤层条件下，利用该法可取得较好的效果。（4）人为卸压抽放，单一低透气性高瓦斯含量煤层的瓦斯抽放是煤矿瓦斯抽放的最困难问题，人工卸压抽放瓦斯法的基本原则为A从煤层中提取部分物质，形成空洞使煤体卸压、扩大原有裂隙，并产生新裂隙以提高煤体透气性。B在有自由面得情况下，使煤体膨胀、变形，以提高煤层的透气性。C在煤体无自由面得情况下，改善煤中裂隙得分布情况，使煤体中产生透气性良好得贯通裂隙，以提高整个煤层的透气性。按上述原则，国内外所采用的措施为A水力压裂在钻孔揭穿煤层处注入携带支撑剂（一般为石英砂）的高压水，在一定时间后瞬时卸压，如此反复卸压，使煤体在一定范围内形成无数微小裂隙，并由支撑剂支撑其微裂缝而增大煤层透气性。B水力割缝利用高压水流射向煤体，掏出部分煤炭，形成卸压裂隙以提高抽放效果。C高压水射流扩孔采用高压水射流，扩大预抽钻孔的直径，增加煤层暴露面积，增大钻孔卸压范围，降低地应力，提高低透气煤层的抽放效果。D松动爆破在钻孔见煤层段装入炸药引爆，使之扩大孔径和使煤体部分膨胀变形增大透气性。E煤体物化处理一般用酸来溶解煤杂质中的碳酸盐，以提高煤层的透气性。开采层瓦斯抽放方法及钻孔布置方式、适用条件见表134。表134开采层抽放瓦斯方法及钻孔布置方式抽放类型抽放方法及布孔方式图示有关参数适用条件及评述底板专用瓦斯抽放巷预抽在底板开掘专用抽放巷，设钻场向煤层打钻，进行密集网格钻孔预抽钻孔抽放巷钻孔施工简便、易封孔，钻场设于岩巷，避免了预抽时揭穿突出煤层，系统可靠，抽放时间长、抽放与生产干扰小。但岩巷工程量大，适用于煤层具有一定透气性，突出较严重，有一定倾角的中厚、厚煤层，并在开拓开采布置上有可容许的预抽时间，这是一种应用广泛的有效抽放方法。（1）由石门向煤层打穿层钻孔抽放，预抽一定时间后继续掘进揭煤钻孔石门1孔距根据煤层透气性系数及抽放影响半径来定，宜采用密集钻孔，布孔方式可采用“三花孔”；2孔口负压1600046600PA为宜，可根据煤层透气性及瓦斯压力等加以调整；3预抽时间一般为24年；4封孔可用水泥砂浆或膨胀水泥，封孔深24M即可利用石门设置钻场，施工较安全、简便。预抽阶段可免于穿突出煤层，系统可靠，工程量较小，但抽放与生产有一定干扰，难以保证足够的预抽时间，适用于具有一定透气性，有一定倾角的中厚、厚煤层，并要求生产接替不十分紧张，可为石门揭煤创造安全条件岩巷揭煤与煤巷掘进抽放（2）由煤巷工作面打超前钻孔抽放，预抽一定时间后继续掘进钻孔煤巷1孔距每隔10M左右向煤层打钻；2孔口负压约1060013300PA；3预抽时间一般不小于6个月；4封孔膨胀水泥或聚胺脂，封孔深度8M左右在掘进回采巷道的同时，给出一定时间对煤体进行预抽可在一定程度上解决掘进及回采中得瓦斯问题。但掘、采、抽干扰大，矛盾多，打钻及封孔施工困难，在生产接替不紧张，预抽不充分的情况下可以采用。巷道预抽预先掘出回采巷道加以密闭，然后进行预抽密闭抽放巷密闭巷顺槽回采面1煤巷间距取2040M2孔口负压约650010000PA；3抽放时间一般不小于6个月；4密闭设2道密闭煤巷暴露面积大，抽放效果较好，但需预掘回采巷道，工程量大，维护困难，掘进瓦斯没有解决，仅适用于一些顶底板条件好，突出不严重，需临时解决瓦斯问题的工作面未卸压抽放未卸压抽放顺层钻孔预抽由煤门或联络眼钻场向煤层打顺层钻孔进行预抽，对于特厚煤层可实现卸压抽及采空区抽431顺层钻孔；上分层；下分层；煤门或联络巷1孔底间距2030M，扇形孔；2孔口负压预抽阶段1300020000PA；采上分层后可降为530010000PA；3抽放时间预抽阶段6个月，并贯穿上分层开采的始终进行卸压抽；4封孔聚胺脂或膨胀水泥，封深710M适用于有一定倾角，突出不严重的厚及特厚煤层，特别对分层开采的特厚煤层，可实现采前预抽、边采边抽及抽上分层的采空区瓦斯，抽放时间长，效果好，但需揭煤，掘进瓦斯难以解决，钻空及封孔施工困难，系统可靠性差，当采过上分层后，抽放浓度会大大降低边掘边抽由煤巷两侧每隔一定距离掘一钻场，向掘进方向打钻孔抽放钻孔钻孔煤巷1抽放间距4060M，孔长4565M；2孔口负压根据巷道高度及钻孔与巷道间平行距离确定，587050400PA3封孔膨胀水泥，封深79M利用煤巷掘进动压边掘边抽，可基本解决掘进瓦斯问题，但打钻及封孔工艺要求较高，系统可靠性较低，适用于厚及特厚煤层预抽不充分，解决局部煤巷掘进瓦斯问题开采层瓦斯抽放开采层瓦斯抽放采动卸压抽边采边抽由运输或回风顺槽向煤层打钻，随着回采面的推进，可起到预抽及采动卸压抽的作用2钻孔；回风巷；3顺槽1孔距1020M2孔口负压670010700PA3抽放时间随工作面推进逐一报废；4封孔可用膨胀水泥，封深58M利用回采动压增加煤的透气性，可大大提高抽放效果，但打钻及封孔较困难，抽放时间受限，适用于局部瓦斯大，时间紧，用预抽不能满足要求或预抽不充分的回采面开采层由石门或底板岩巷向开采层下部未采分层打钻抽放（可实现预抽和卸压抽的结合）1钻孔；2上分层顺槽；3石门1孔底；打至离上分层底板12M处；2孔口负压预抽阶段1330020000PA；采上分层后可降为40006700PA；3抽放时间保证一定预抽时间，直至上分层采完4封孔水泥砂浆或膨胀水泥，封深35M可实现预抽、边采边抽和上分层采空区的抽放，时间长，效果好、系统可靠。但终孔位置难以掌握，采过上分层后抽放浓度可能急剧下降，适用于透气性较低，有一定倾角的分层开采特厚煤层（煤厚1020M以上）边采边抽由煤门或联络眼钻场向开采层上（下）部尚未开采的分层打顺层钻孔抽放I剖面钻孔；上分层工作面；顺槽；煤门或联络眼；5未采的下分层1钻孔扇形孔，孔底间距1015M,每个钻场2030个孔，沿上下分层打钻；2孔口负压预抽1070016000PA；卸压4000