第七章矿井瓦斯涌出量预测

1、第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.1 7.1 瓦斯涌出量预测的意义瓦斯涌出量预测的意义 确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可少的基础参数。少的基础参数。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.1 7.1 瓦斯涌出量预测的意义瓦斯涌出量预测的意义 确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小，为采区

2、和工作面通风提供瓦斯涌出方面的涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可少的基础参数。少的基础参数。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.1 7.1 瓦斯涌出量预测的意义瓦斯涌出量预测的意义 确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可少的基础参数。少

3、的基础参数。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.1 7.1 瓦斯涌出量预测的意义瓦斯涌出量预测的意义 确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可少的基础参数。少的基础参数。进入进入1010月份以来，全国煤矿接连发生了月份以来，全国煤矿接连发生了6 6起重大事故、死亡起重大事故、死亡101101人，其中近日连续人，其中近日连续发生了发生了2 2起重大事故。

4、起重大事故。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.1 7.1 瓦斯涌出量预测的意义瓦斯涌出量预测的意义 确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可少的基础参数。少的基础参数。1010月月2929日，湖南省衡阳市霞流冲煤矿发生重大瓦斯爆炸事故，造成日，湖南省衡阳市霞流冲煤矿发生重大瓦斯爆炸事故，造成2929人死亡。人死亡。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.1 7

5、.1 瓦斯涌出量预测的意义瓦斯涌出量预测的意义 确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可少的基础参数。少的基础参数。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.1 7.1 瓦斯涌出量预测的意义瓦斯涌出量预测的意义 确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的涌出量

6、的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可少的基础参数。少的基础参数。进入进入1010月份以来，全国煤矿接连发生了月份以来，全国煤矿接连发生了6 6起重大事故、死亡起重大事故、死亡101101人，其中近日连续人，其中近日连续发生了发生了2 2起重大事故。起重大事故。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.1 瓦斯涌出量预测意义瓦斯涌出量预测意义7.2 瓦斯涌出来源瓦斯涌出来源7.3 瓦斯涌出方式瓦斯涌出方式7.4 影响瓦斯涌出量主要因素影响瓦斯涌出量主要因素7.5 瓦斯涌出量预测方法瓦斯涌出量预测方法第

7、七章 矿井瓦斯涌出量预测7.1 7.1 瓦斯涌出量预测的意义瓦斯涌出量预测的意义 确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的涌出量的大小，为采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可基础数据，是矿井通风设计、瓦斯抽放、瓦斯管理必不可少的基础参数。少的基础参数。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.2 7.2 瓦斯涌出来源瓦斯涌出来源 1. 1. 按空间分布按空间分布 2. 2. 按瓦斯涌出源按瓦斯涌出源 v掘进区瓦斯掘进区瓦斯v回采区瓦斯回采区瓦斯v采空区瓦斯采

8、空区瓦斯v本煤层瓦斯本煤层瓦斯v邻近煤层和围岩中瓦斯邻近煤层和围岩中瓦斯第七章 矿井瓦斯涌出量预测 第七章 矿井瓦斯涌出量预测 第七章 矿井瓦斯涌出量预测 第七章 矿井瓦斯涌出量预测 第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.3 7.3 瓦斯涌出方式瓦斯涌出方式矿井瓦斯涌出方式矿井瓦斯涌出方式特除涌出特除涌出一般涌出一般涌出煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出瓦斯喷出瓦斯喷出 由 采 落 煤 炭 和 煤由 采 落 煤 炭 和 煤层 、 岩 层 的 新 鲜 暴 露层 、 岩 层 的 新 鲜 暴 露面，通过孔隙、裂隙，面，通过孔隙、裂隙，缓慢、长时间的涌出。缓慢、长时间的涌出。 采掘时，在极短的时间采掘时，在极短的时间内

9、，瓦斯从煤体、围岩内突内，瓦斯从煤体、围岩内突然、大量的涌出，有时还伴然、大量的涌出，有时还伴有煤粉、煤块和岩石等。有煤粉、煤块和岩石等。 瓦斯瓦斯(CO2)喷出从喷出从煤体或岩体裂隙、煤体或岩体裂隙、孔洞或炮眼中大量孔洞或炮眼中大量瓦斯瓦斯(CO2)异常涌异常涌出的现象。出的现象。在在20m巷道范围内巷道范围内,涌出涌出瓦 斯 量瓦 斯 量 1 . 0 m3/min,且持续时且持续时间在间在8h以上时，以上时，该采掘区即定为瓦该采掘区即定为瓦斯斯(CO2)喷出危险喷出危险区域。区域。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.4 7.4 影响瓦斯涌出量主要因素影响瓦斯涌出量主要因素煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量

10、矿井瓦斯涌出量主要影响因素矿井瓦斯涌出量主要影响因素采煤方法采煤方法开采顺序开采顺序 厚煤层分层开采时，首分层瓦斯涌出量最大，最后一个分层瓦斯涌出量最小。 开采规模越大，矿井的绝对瓦斯涌出量也就越大；但就矿井的相对瓦斯涌出量来说，情况比较复杂。 是决定因素。瓦斯含量越高，矿井相对瓦斯涌出量就越大。 陷落法比充填法工作面的瓦斯涌出量大。 采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越大，因为丢煤中所含瓦斯的绝大部分仍要涌入巷道。 顶板管理方法顶板管理方法生产工序生产工序通风压力通风压力大气压力变化大气压力变化 负压通风，风压越高瓦斯涌出量越大；正压通风，风压越高瓦斯涌出量越小。 地面大气压的变化对对采空区

11、瓦斯涌出有较大的影响。 落煤时瓦斯涌出量大于其它工序。开采规模开采规模 一般采空区存有大量瓦斯，未封闭或封闭不严，采空区瓦斯大量涌出，矿井瓦斯涌出量增大。采空区管理方式采空区管理方式第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.5 7.5 瓦斯涌出量预测方法瓦斯涌出量预测方法1.1.矿山统计法矿山统计法2.2.根据煤层瓦斯含量进行预测的分源预测法根据煤层瓦斯含量进行预测的分源预测法3.3.以数量化理论为基础的瓦斯地质数学模型法以数量化理论为基础的瓦斯地质数学模型法第七章 矿井瓦斯涌出量预测 矿山统计法的实质是根据对本井或邻近矿井实际矿山统计法的实质是根据对本井或邻近矿井实际瓦斯涌出量资料的统计分析得出的矿井瓦

12、斯涌出量随瓦斯涌出量资料的统计分析得出的矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的规律，来推算新井或延深水平的瓦斯开采深度变化的规律，来推算新井或延深水平的瓦斯涌出量。涌出量。7.5.1 7.5.1 矿山统计法矿山统计法第七章 矿井瓦斯涌出量预测1.1.基本公式基本公式 开采实践表明，在一定深度范围内，矿井相对瓦斯涌出开采实践表明，在一定深度范围内，矿井相对瓦斯涌出量与开采深度呈如下线性关系：量与开采深度呈如下线性关系： (1)(1)瓦斯梯度法瓦斯梯度法1212qqHHaq0q1q2qHH2H1H0式中式中 H1、H2瓦斯风化带以下两次测定涌出量的深度，瓦斯风化带以下两次测定涌出量的深度，m，H2H1；

13、q1、q2对应于对应于H1、H2的相对瓦斯涌出量，的相对瓦斯涌出量，m3/t。8 矿井瓦斯涌出量预测铜川矿区王家河井田分区段瓦斯量与开采深度的关系 第七章 矿井瓦斯涌出量预测北票矿区台吉矿深部瓦斯预测北票矿区台吉矿深部瓦斯预测第七章 矿井瓦斯涌出量预测 利用求得的瓦斯梯度，可对深部的瓦斯涌出量进行预测：利用求得的瓦斯梯度，可对深部的瓦斯涌出量进行预测：11HHaqq11HHqqa式中式中 q待求深度的相对瓦斯涌出量，待求深度的相对瓦斯涌出量，m3/t； H对应于对应于q的深度，的深度，m。第七章 矿井瓦斯涌出量预测(2)(2)一元回归法一元回归法 如果已采区域内有比较多的瓦斯涌出量实测数据，采

14、如果已采区域内有比较多的瓦斯涌出量实测数据，采用回归分析方法建立瓦斯涌出量对深度的一元线性回归方用回归分析方法建立瓦斯涌出量对深度的一元线性回归方程，可得到更高的预测精度。程，可得到更高的预测精度。瓦斯涌出量实测数据瓦斯涌出量实测数据单元单元编号编号开采深度开采深度H（m）相对瓦斯涌出量相对瓦斯涌出量q(m3/t)11805.823208.6n42011.9第七章 矿井瓦斯涌出量预测 回归方程回归方程Hq01 qbb H图2-1 一元回归法01qbb H11112211()()/() /nnniiiiinniiH qHqnbHHnHbqb10第七章 矿井瓦斯涌出量预测2. 瓦斯测定资料统计分析

15、瓦斯测定资料统计分析nACQqniii14 .14niiniiicAAHH11式中：式中：q采区或工作面瓦斯涌出量的月平均值采区或工作面瓦斯涌出量的月平均值,m3/t;Qi 月内每次测得的回风量月内每次测得的回风量(m3/min);Ci 回风流中瓦斯浓度回风流中瓦斯浓度(%)；n 为统计月份的测定次数；为统计月份的测定次数；A为统计月平均日产量，为统计月平均日产量，t/d ；Hc为全矿井加权平均开采深度为全矿井加权平均开采深度(m)；Hi,Ai鉴定月份第鉴定月份第i采区的采深采区的采深(m)和产量和产量(t)。第七章 矿井瓦斯涌出量预测3.3.使用条件使用条件 生产矿井的生产矿井的延深水平延深

16、水平、生产水平的、生产水平的新采区新采区与生产矿井邻与生产矿井邻近的近的新矿井新矿井，在应用中必须保证预测区的开采技术条件、地质，在应用中必须保证预测区的开采技术条件、地质条件与生产区相同或类似。条件与生产区相同或类似。 应用统计预测法时的外推范围一般沿垂深不超过应用统计预测法时的外推范围一般沿垂深不超过80200m，沿煤层倾斜方向不超过沿煤层倾斜方向不超过600m。某些矿井相对瓦斯涌出量与开采深度之间并不呈线性关某些矿井相对瓦斯涌出量与开采深度之间并不呈线性关系，即系，即a值不是常数，此时，应首先根据实际资料确定值不是常数，此时，应首先根据实际资料确定a值随开值随开采深度的变化规律。采深度的

17、变化规律。第七章 矿井瓦斯涌出量预测3.3.使用条件使用条件 工作面从开切眼形成到第一次放顶期间，由于瓦斯涌出工作面从开切眼形成到第一次放顶期间，由于瓦斯涌出尚未达正常状态，在该段时间内的测定数据不能在统计分析中尚未达正常状态，在该段时间内的测定数据不能在统计分析中应用；应用； 在采煤不正常的情况下测得的瓦斯涌出量，以及地质变在采煤不正常的情况下测得的瓦斯涌出量，以及地质变化带采区瓦斯涌出量变化很大的情况下测得的瓦斯涌出量，均化带采区瓦斯涌出量变化很大的情况下测得的瓦斯涌出量，均不能在统计分析中应用。不能在统计分析中应用。 在实施瓦斯抽放的采区和工作面，还应考虑抽放瓦斯的在实施瓦斯抽放的采区和

18、工作面，还应考虑抽放瓦斯的影响。影响。第七章 矿井瓦斯涌出量预测 井下涌出瓦斯的地点即为瓦斯涌出源。瓦斯涌出源的井下涌出瓦斯的地点即为瓦斯涌出源。瓦斯涌出源的多少、各涌出源涌出瓦斯量的大小直接决定着矿井瓦斯涌多少、各涌出源涌出瓦斯量的大小直接决定着矿井瓦斯涌出量的大小。出量的大小。 应用分源预测法预测矿井瓦斯涌出量，是以煤层瓦斯应用分源预测法预测矿井瓦斯涌出量，是以煤层瓦斯含量、煤层开采技术条件为基础，根据各基本瓦斯涌出源含量、煤层开采技术条件为基础，根据各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律，计算的瓦斯涌出规律，计算回采工作面回采工作面、掘进工作面掘进工作面、采区采区及及矿井矿井瓦斯涌出量。瓦斯涌出

19、量。7.5.2 7.5.2 分源预测法分源预测法第七章 矿井瓦斯涌出量预测1.1.瓦斯涌出的源瓦斯涌出的源第七章 矿井瓦斯涌出量预测2.2.预测所需资料预测所需资料 各各煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量测定资料、瓦斯含量等值线图以及瓦斯测定资料、瓦斯含量等值线图以及瓦斯风化带深度；风化带深度； 地层剖面和柱状图地层剖面和柱状图，图上应标明各煤层和煤夹层的厚度、，图上应标明各煤层和煤夹层的厚度、层间距离和岩性；层间距离和岩性； 煤的工业分析指标煤的工业分析指标（灰分、水分、挥发分和密度）和煤（灰分、水分、挥发分和密度）和煤质牌号；质牌号； 开拓和开采系统图开拓和开采系统图，应有煤层开采顺序、采煤方法、通

20、，应有煤层开采顺序、采煤方法、通风方式等。风方式等。第七章 矿井瓦斯涌出量预测3.3.计算方法计算方法 （1 1）开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量）开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量 薄及中厚煤层不分层开采时按下式计算薄及中厚煤层不分层开采时按下式计算： 10103211XXmmkkkqq1开采煤层（包括围岩）相对瓦斯涌出量，开采煤层（包括围岩）相对瓦斯涌出量，m3/t；k1围岩瓦斯涌出系数。其值取决于回采工作面顶板管理方法；局部充填法围岩瓦斯涌出系数。其值取决于回采工作面顶板管理方法；局部充填法时，时，k1=1.15；全部充填法管理顶板时，；全部充填法管理顶板时，k11.10；k2工作面丢煤瓦斯涌

21、出系数，其值为工作面回采率的倒数；工作面丢煤瓦斯涌出系数，其值为工作面回采率的倒数；k3准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数；准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数；m0煤层厚度（夹矸层按层厚煤层厚度（夹矸层按层厚1/2计算），计算），m；m1 开采层厚度，开采层厚度，m；X0煤层原始瓦斯含量，煤层原始瓦斯含量，m3/t；X1煤的残存瓦斯含量，煤的残存瓦斯含量，m3/t，与煤质和原始瓦斯含量有关，需实测；如无，与煤质和原始瓦斯含量有关，需实测；如无实测数据可查相关表格。实测数据可查相关表格。第七章 矿井瓦斯涌出量预测l 系数系数k3确定确定采用长壁后退式回采时：采用长壁后退式回采

22、时：32LhkL采用长壁前进式回采时，如上部相邻工作面已采，采用长壁前进式回采时，如上部相邻工作面已采，则则k k3 3=1=1；如上部相邻工作面未采，按下式计算：；如上部相邻工作面未采，按下式计算：L回采工作面长度，回采工作面长度，m；h巷道预排瓦斯等值宽度，巷道预排瓦斯等值宽度，m。3222LhbkLbb巷道长度，巷道长度，m；- -第七章 矿井瓦斯涌出量预测巷道煤壁暴露巷道煤壁暴露时间时间(d)不同煤种巷道预排瓦斯等值宽度（不同煤种巷道预排瓦斯等值宽度（m）无烟煤无烟煤瘦煤瘦煤焦煤焦煤肥煤肥煤气煤气煤长焰煤长焰煤256.59.09.011.511.511.5507.410.510.513

23、.013.013.01009.012.412.416.016.016.016010.514.214.218.018.018.020011.015.415.419.719.719.725012.016.916.921.521.521.530013.018.018.023.023.023.0l 巷道预排瓦斯等值宽度巷道预排瓦斯等值宽度h 确定确定第七章 矿井瓦斯涌出量预测l 运至地表时煤中残存瓦斯含量运至地表时煤中残存瓦斯含量煤的挥发份含量煤的挥发份含量Vdaf(%)688121281826263535424250纯煤残存瓦斯含量纯煤残存瓦斯含量X1( m3/t)96644332222 表中残存瓦

24、斯含量的单位为每一吨纯煤表中残存瓦斯含量的单位为每一吨纯煤( (即无灰干燥煤即无灰干燥煤) )的瓦斯的瓦斯体积，在应用开采煤层相对瓦斯涌出量计算公式时，应按下式换算体积，在应用开采煤层相对瓦斯涌出量计算公式时，应按下式换算为原煤残存瓦斯含量：为原煤残存瓦斯含量： 11100100adadAMxx式中式中x1表中查出的纯煤残存瓦斯含量，表中查出的纯煤残存瓦斯含量，m3/t；Aad原煤中灰分含量，原煤中灰分含量，%；Mad原煤中水分含量，原煤中水分含量，%。 第七章 矿井瓦斯涌出量预测 厚煤层分层开采时按下式计算厚煤层分层开采时按下式计算：112301fiqkkkkXX式中式中kfi取决于煤层分层

25、数量和顺序的分层开采瓦斯涌取决于煤层分层数量和顺序的分层开采瓦斯涌出系数，出系数，kfi可按下表选取可按下表选取。两分层开采两分层开采分三层开采分三层开采分四三分层开采分四三分层开采kf1kf2kf1kf2kf3kf1kf2kf3kf41.5040.4961.8200.6920.4881.801.030.700.47厚煤层分层开采瓦斯涌出系数厚煤层分层开采瓦斯涌出系数kf第七章 矿井瓦斯涌出量预测(2) (2) 邻近层瓦斯涌出量邻近层瓦斯涌出量2011()(1)niiiiipmhqxxmh式中式中 q2邻近煤层相对瓦斯涌出量，邻近煤层相对瓦斯涌出量， m3/t； n 邻近层数目；邻近层数目；

26、mi第第i 邻近层厚度，邻近层厚度，m； m开采层采高，开采层采高，m；x0i第第i 邻近层瓦斯含量，邻近层瓦斯含量，m3/t；x1i第第i 邻近层残存瓦斯含量，邻近层残存瓦斯含量，m3/t；hi第第i 邻近层与开采层的层间距，邻近层与开采层的层间距，m；hp采动后煤层顶底板岩石受到影响的范围，采动后煤层顶底板岩石受到影响的范围，m。第七章 矿井瓦斯涌出量预测l 顶板影响范围确定顶板影响范围确定顶板的影响范围按下式计算：顶板的影响范围按下式计算：hp=Zkm(1.2+cos) 式中式中 煤层倾角，度；煤层倾角，度； m开采层采高，开采层采高，m； Zk与顶板管理方法有关的系数。采高与顶板管理方

27、法有关的系数。采高2.5 m，全部陷落法管理顶板时全部陷落法管理顶板时, Zk=60; 局部充填法局部充填法, Zk=45；全部充填法全部充填法: Zk=25。第七章 矿井瓦斯涌出量预测l 底板影响范围确定底板影响范围确定倾斜或缓倾斜煤层倾斜或缓倾斜煤层: hp=35-60m;急倾斜煤层：急倾斜煤层：hp=Zkm(1.2-cos) 第七章 矿井瓦斯涌出量预测l 底板影响范围确定底板影响范围确定1 1上邻近层；上邻近层；2 2缓倾斜煤层下邻缓倾斜煤层下邻近层；近层；3 3倾斜、急倾斜煤倾斜、急倾斜煤层下邻近层；层下邻近层；第七章 矿井瓦斯涌出量预测l 邻近层受采动影响瓦斯排放率邻近层受采动影响瓦

28、斯排放率ki1iiphkh 当采高小于当采高小于4.5m时：按上式计算排放率；时：按上式计算排放率；当邻近层位于冒落带时，当邻近层位于冒落带时，ki=1；当采高大于当采高大于4.5m时，按下式计算时，按下式计算ki；1000.4784.04mLmiiihhkMLM工作面采高， ；工作面长度， ；M工作面采高，工作面采高，m；L工作面长度，工作面长度，m。第七章 矿井瓦斯涌出量预测(3)(3)掘进巷道煤壁瓦斯涌出量掘进巷道煤壁瓦斯涌出量300(2/1)qn m V qL V 式中式中 q3 掘进巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，掘进巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m3/min； n 暴露煤壁个数；暴露煤壁个数；

29、m0 煤层厚度，煤层厚度，m； V 平均掘进速度，平均掘进速度，m/min； L 巷道掘进长度，巷道掘进长度，m。 第七章 矿井瓦斯涌出量预测(3)(3)掘进巷道煤壁瓦斯涌出量掘进巷道煤壁瓦斯涌出量300(2/1)qn m V qL V q0 煤壁瓦斯涌出初始强度，煤壁瓦斯涌出初始强度，m3/(m2min)，可用经验公，可用经验公式推算：式推算：2000.0260.0004()0.16dafqxV式中式中 Vdaf挥发分含量，挥发分含量，%；x0煤层原始瓦斯含量，煤层原始瓦斯含量，m3/t。第七章 矿井瓦斯涌出量预测(4)(4)掘进落煤瓦斯涌出掘进落煤瓦斯涌出401()qSXX 式中式中 q4

30、掘进落煤绝对瓦斯涌出量，掘进落煤绝对瓦斯涌出量，m3/min； S掘进巷道断面积，掘进巷道断面积，m2； V巷道平均掘进速度，巷道平均掘进速度，m/min； 煤的容重，煤的容重，t/m3。 X0 煤层原始瓦斯含量，煤层原始瓦斯含量， m3/t； X1 煤层残存瓦斯含量，煤层残存瓦斯含量， m3/t。第七章 矿井瓦斯涌出量预测(5)(5)回采工作面相对瓦斯涌出量回采工作面相对瓦斯涌出量512qqq(6)(6)掘进工作面绝对瓦斯涌出量掘进工作面绝对瓦斯涌出量634qqq第七章 矿井瓦斯涌出量预测(7)(7)生产采区相对瓦斯涌出量生产采区相对瓦斯涌出量式中式中 q7 生产采区相对瓦斯涌出量，生产采区

31、相对瓦斯涌出量，m3/t； k 生产采区内采空区瓦斯涌出系数，生产采区内采空区瓦斯涌出系数，1.151.25； n 采区内回采工作面个数；采区内回采工作面个数； q5i 第第i回采面开采层相对瓦斯涌出量，回采面开采层相对瓦斯涌出量，m3/t； Ai 第第i回采面平均日产煤量，回采面平均日产煤量，t； m 采区内掘进巷道条数；采区内掘进巷道条数； q6j 第第j掘进巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，掘进巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m3/min； A0 采区平均日产煤量，采区平均日产煤量，t。561170(1440)nniijijkqAqqA第七章 矿井瓦斯涌出量预测(8)(8)矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量11

32、() /nnciciciiiqkqAA矿式中式中 q矿矿 矿井相对瓦斯涌出量，矿井相对瓦斯涌出量，m3/t； k 已采采区采空区瓦斯涌出系数，已采采区采空区瓦斯涌出系数，1.101.25； n 生产采区个数；生产采区个数； qci 第第i 生产采区相对瓦斯涌出量，生产采区相对瓦斯涌出量，m3/t； Aci 第第i 生产采区平均日产煤量，生产采区平均日产煤量，t；第七章 矿井瓦斯涌出量预测采空区瓦斯涌出系数采空区瓦斯涌出系数K、K”采空区瓦斯涌出系采空区瓦斯涌出系数数煤层属性煤层属性取值范围取值范围取值原则取值原则生产采生产采区区K单一煤层单一煤层1.201.35A)对通风管理水平较高，开采煤对

33、通风管理水平较高，开采煤层厚度适中，丢煤较少，煤层层数层厚度适中，丢煤较少，煤层层数较少的矿井（或采区）应取下限值。较少的矿井（或采区）应取下限值。B)对通风管理水平较差，开采中对通风管理水平较差，开采中厚以上煤层且煤层层数较多的矿井厚以上煤层且煤层层数较多的矿井或采区，应取上限值。或采区，应取上限值。近距离群煤近距离群煤层层1.251.45已采采已采采区区K”单一煤层单一煤层1.151.25近距离群煤近距离群煤层层1.251.45第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.5.3 7.5.3 现有预测方法讨论现有预测方法讨论 由于矿山统计法仅考虑瓦斯涌出量与由于矿山统计法仅考虑瓦斯涌出量与开采深度开采深度

34、一个因一个因素之间的关系，故其素之间的关系，故其适用范围受到一定的限制适用范围受到一定的限制。对于地质。对于地质条件简单的矿井，条件简单的矿井，瓦斯涌出量的变化主要受开采深度的影瓦斯涌出量的变化主要受开采深度的影响，预测结果可以满足生产要求响，预测结果可以满足生产要求。而在很多生产矿井，由。而在很多生产矿井，由于矿井地质条件的变化，瓦斯涌出量除了与开采深度有关于矿井地质条件的变化，瓦斯涌出量除了与开采深度有关以外，与其它地质因素也存在较密切的关系。在这种情况以外，与其它地质因素也存在较密切的关系。在这种情况下，只考虑开采深度的预测方法将难以达到生产要求的预下，只考虑开采深度的预测方法将难以达到

35、生产要求的预测精度。测精度。第七章 矿井瓦斯涌出量预测 经过近二、三十年不断的研究发展，目前已基本上达到实经过近二、三十年不断的研究发展，目前已基本上达到实用化阶段。在实际应用中还存在的问题是：用化阶段。在实际应用中还存在的问题是： （1 1）由于瓦斯含量法依靠煤层瓦斯含量测定值的可靠性和）由于瓦斯含量法依靠煤层瓦斯含量测定值的可靠性和含量点的分布及密度。如果预测区内只有很少或没有的瓦斯含含量点的分布及密度。如果预测区内只有很少或没有的瓦斯含量测定点（这种情况在地方煤矿是比较普遍的），那么第一步量测定点（这种情况在地方煤矿是比较普遍的），那么第一步的瓦斯含量预测就不可靠，由此而进行的瓦斯涌出量

36、预测，其的瓦斯含量预测就不可靠，由此而进行的瓦斯涌出量预测，其精度将难以保证。精度将难以保证。 （2 2）国内外这类预测方法有近十种，各种方法所考虑的影）国内外这类预测方法有近十种，各种方法所考虑的影响因素、物理模型不不同，形成了不同的计算公式。对同一矿响因素、物理模型不不同，形成了不同的计算公式。对同一矿井采用不同的瓦斯含量法，其预测结果相差较大。井采用不同的瓦斯含量法，其预测结果相差较大。第七章 矿井瓦斯涌出量预测7.5.4 7.5.4 瓦斯地质数学模型法瓦斯地质数学模型法 通过瓦斯地质规律研究，分析瓦斯涌出量的变化规律，筛通过瓦斯地质规律研究，分析瓦斯涌出量的变化规律，筛选影响瓦斯涌出量

37、变化的选影响瓦斯涌出量变化的主要地质因素主要地质因素；在此基础上，根据矿；在此基础上，根据矿井已采地区的瓦斯涌出量井已采地区的瓦斯涌出量实测资料和相关的地质资料实测资料和相关的地质资料，综合考，综合考虑包括虑包括开采深度开采深度在内的多种影响因素，采用一定的数学方法，在内的多种影响因素，采用一定的数学方法，建立预测瓦斯涌出量的建立预测瓦斯涌出量的多变量数学模型多变量数学模型（预测方程）；利用所（预测方程）；利用所建立的数学模型，对矿井未采区域的瓦斯涌出量进行预测。建立的数学模型，对矿井未采区域的瓦斯涌出量进行预测。l基本原理基本原理第七章 矿井瓦斯涌出量预测 瓦斯地质数学模型法采用瓦斯地质数学

38、模型法采用数量化理论数量化理论作为建模工具。数作为建模工具。数理化理论理化理论是数量化理论的方法之一，用于解决从定性的或兼是数量化理论的方法之一，用于解决从定性的或兼有定量的自变量出发对因变量的预测问题。有定量的自变量出发对因变量的预测问题。 在瓦斯地质相关因素定量分析中，某些地质因素难以定量在瓦斯地质相关因素定量分析中，某些地质因素难以定量化，如煤层的顶、底板岩性，只是某种属性的描述，而没有量化，如煤层的顶、底板岩性，只是某种属性的描述，而没有量的概念，这类变量称为的概念，这类变量称为定性变量定性变量。某些定性变量有时是影响瓦。某些定性变量有时是影响瓦斯涌出量变化的主要因素。另外，在实际应用

39、中如果某些定量斯涌出量变化的主要因素。另外，在实际应用中如果某些定量变量对瓦斯涌出的变量对瓦斯涌出的影响是趋势性影响是趋势性的，将其转化为定性变量参加的，将其转化为定性变量参加建立数学模型可能会得到更好的预测效果。建立数学模型可能会得到更好的预测效果。l理论基础理论基础第七章 矿井瓦斯涌出量预测 (1)(1)分析影响瓦斯涌出的因素分析影响瓦斯涌出的因素l预测方法及步骤预测方法及步骤瓦斯涌出的影响因素瓦斯涌出的影响因素地质因素地质因素开采因素开采因素煤煤 层层 围围 岩岩煤层组合特征煤层组合特征煤的变质程度煤的变质程度煤厚及其变化煤厚及其变化地地 质质 构构 造造水文地质条件水文地质条件岩岩 浆浆 侵侵 入入煤层埋