瓦斯涌出量的计算.docx
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瓦斯涌出量的计算
1、回采工作面瓦斯涌出量之马矢奏春创作
创作时间：
贰零贰壹年柒月贰叁拾日
回采工作面瓦斯涌出量由开采层（包含围岩）和邻近层两部分组成，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；
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；
1、开采层瓦斯涌出量
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
式中：
q2——邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t；
——邻近层瓦斯排放率，%；
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含两部分，一是流露煤壁涌出瓦斯，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
）
q4=S×V×γ×（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——巷道断面内流露煤壁面周边长度，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；
γ——原煤容重，t/m3；
其余符号意义同前。
3、采区瓦斯涌出量计算
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
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出%或二氧化碳浓度超出1.5%,最高瓦斯浓度和二氧化碳浓度不超出3.0%时，必须采纳平安措施,控制风流排放瓦斯。
（1）矿井+1190m总回风石门中瓦斯浓度超出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出0.8%时或二氧化碳浓度超出1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采纳措施，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%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。
3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出%和二氧化碳浓度不超出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出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
①瓦斯流量测定仪
管道流量丈量仪器有：
孔板流量计、流量计等；
丈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。
②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。
③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、高负压瓦斯采纳器等。
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；
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
15～21
18
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%
5
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%
9
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
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
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%
24～32
28
15
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
7.3.124202工作面瓦斯涌出量预测
表7-3-1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λ
（m2/MPa2·d）
2
3
4
5
6
8
9
10
7.3.1.1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
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X43/t·f；上覆2#煤平均厚度1.0m，原始瓦斯含量X23/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X33/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X53/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X53/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
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
k4——分歧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；
X03/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=
=16.46（m3/t）
（2）邻近煤层相对瓦斯涌出量预计
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；
ηi——第i个邻近煤层瓦斯排放率；
Mi——第i个邻近煤层的煤层厚度；
X0i——第i个邻近煤层原始瓦斯含量，m3/t；
Xci——第i个邻近煤层残存瓦斯含量；
，m3/t；
k7i——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η1=0.80，煤层厚度M1=1.0m，原始瓦斯含量X013/t，预抽率k71=0，残存瓦斯含量Xc13/t；
上邻近层3#煤层瓦斯排放率η2=1.0，煤层厚度M2=1.2m，原始瓦斯含量X02=m3/t，预抽率k72=0，残存瓦斯含量Xc2=3.50m3/t；
下邻近层5#煤层瓦斯排放率η3=0.95，煤层厚度M3=2.42m，原始瓦斯含量X033/t，预抽率k73=0，残存瓦斯含量Xc3=3.64m3/t；
下邻近层6#煤层瓦斯排放率η4=0.80，煤层厚度M4=1.0m，原始瓦斯含量X043/t，预抽率k74=0，残存瓦斯含量Xc4=3.70m3/t。
上邻近层2#煤层相对瓦斯涌出量：
=3.01（m3/t）
上邻近层3#煤层相对瓦斯涌出量：
=5.65（m3/t）
下邻近层5#煤层相对瓦斯涌出量：
=10.09（m3/t）
下邻近层6#煤层相对瓦斯涌出量：
=2.68（m3/t）
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
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
24202工作面绝对瓦斯涌出量为：
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显示了分歧日产量时，24202工作面绝对瓦斯涌出量的变更情况。
表7-3-224202工作面瓦斯涌出量分源法预测结果
日产量
相对瓦斯涌出量m3/t
瓦斯绝对涌出量
m3/min
合计
1000
1500
2000
3000
7.3.1.3瓦斯涌出量预计结果
3333/min。
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