瓦斯涌出量的计算

1、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=qi+q2式中：q采 回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t ;q i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qi Ki K2 K3 (Wo-Wc) M式中：Ki围岩瓦斯涌出系数；K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回采工彳面长度，m；b 顺槽瓦斯预排宽度，mm 开采层厚度，m1M 工作面采高，m1W-煤层原始瓦斯含量，m3/t ;W煤层残存瓦斯含量，m3/t 0

2、2、邻近层瓦斯涌出量n miq2-7 i (Woi Wci)i 1 M式中：q2邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t ;i邻近层瓦斯排放率，%W各邻近层原始瓦斯含量，m3/t ;W各邻近层残存瓦斯含量，m3/t ;m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是暴露煤壁涌出瓦斯，二是破落煤掘进工作面瓦斯涌出来源包括两部份, 块涌出瓦斯，其涌出量计算公式如下：q 掘=43+。L q3=DX VX q 0X（2 匕 1） q4=SXVX T X (Wo-WC)式中：q掘掘进面绝对瓦斯涌出量，m3/min ；q3掘进巷道煤壁2对瓦斯涌出量，mVmin ；q4掘进巷道落煤2对瓦斯涌出量，mVm

3、in ；d巷道断面内暴露煤壁面周边长度，mV巷道平均掘进速度，m/min；L掘进煤巷长度，m；qo掘进面煤壁瓦斯涌出初速度，m3/ (mb min)； qo=O.O26 0.0004 X(vj2+0.16 XWo式中：V掘进煤层原煤挥发份，s掘进煤巷断面积，m；-原煤容重，t/m3；其余符号意义同前。3、采区瓦斯涌出量计算nKq 采iAi 1n1440 q掘ii 1A0式中：q区生产采区相又t瓦斯涌出量，nm/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，nm/t ；A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，mVmin

4、；A生产采区平均日产量，t;4、矿井瓦斯涌出量K”q区 i Aoii 1q井nA 0i i 1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 x q / (60XQ)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

5、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

6、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

7、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

8、21521180.761.250.89顶板：粉砂质泥岩 少数泥岩 底板：粘土岩简单全区口米， 稳定可采率100%50.281.200.84顶板：泥岩及粉砂 质泥岩底板：粘土岩简单大部口米， 稳定性较 差，可采率 86%5.514.07.9591.191.581.39顶板：黑色泥岩底板：粘土岩简单全区可米， 稳定、可采 率 100%47805070130.791.681.24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什全区可米， 稳定可采 率10081 1.671.24顶板：灰岩、泥岩 粉砂岩 底板：泥质粉砂岩一般不含夹 什，少数点 含1

9、至2层 粘土岩夹什全区可米， 稳定，可采 率 100%243228151.424.961.69顶板：页岩底板：铝土质粘土 岩结构较复 杂，少数点 含12层粘 土岩夹什全区口米， 稳定，可采率 100%7.3瓦斯综合治理分析7.3.1 24202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)煤层透气性系数入(m2/MPa2 d)20.9210.653.412.12 2.1731.0812.553.501.78 1.8941.5010.893.543.5243.78551.4012.083.641.99 2.2361.

10、7010.153.702.87 2.9982.0113.523.722.65 2.7592.2217.013.752.33 2.55102.3812.633.772.39 2.597.3.1.1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

11、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/tf；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q本kl卜2卜3卜4卜5 "一(X 0 X c)m式中q本本煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；ki 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

12、作面预排瓦斯影响系数，取值0.89;k3= (L-xb)/L=(210-2*12)/210=0.89k4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1.31.5;本处取15k5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；Xo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 M.05 )0.89 X.5 X.3 >2.56 410.89-3.54) 2$=16.46 (m3/t)(2)邻近煤层相对瓦斯涌出量预计n Miq邻k6i

13、 "(X 0i X cik7i X0i )? 1 m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;刀一一第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；Xo 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；Xci (1 i)(1 k7i)Xoi, m3/t；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X0i=10.65m3/t,预抽率 k7i=0,残存瓦斯含量 Xci=3.41m3/t;上邻近层3#煤层瓦斯排放率印=1.0,煤层厚

14、度 M2=1.2m,原始瓦斯含量Xo2=12.55m3/t,预抽率 k72=0,残存瓦斯含量 Xc2=3.50 m3/t;下邻近层5#煤层瓦斯排放率邛=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74 =0.80,煤层厚度 M4=1.0m,原始瓦斯含量 Xo4=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:一一- 1.0 -.、。q邻11.3 0.80 春 (10.65 3.41) =3.01(m3/t)上邻

15、近层3#煤层相对瓦斯涌出量:一一 1.2 -。q邻2 1.3 1.0 春 (12.55 3.50) =5.65(m3/t)下邻近层5#煤层相对瓦斯涌出量:2.42.q邻3 1.3 0.95(12.08 3.64)=10.09(m3/t)下邻近层6#煤层相对瓦斯涌出量:一一一 1.0 一 _ °q邻4 1.3 0.80 一 (10.15 3.70) =2.68(m3/t)2.5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(m/t)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%。24202采面绝对瓦斯涌出量24202工作面绝对瓦斯涌出量为:q采 A24 60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7-3-2 24202工作面瓦斯涌出量分源法预测结果日r#m3/t瓦