瓦斯涌出量的计算.docx
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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
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
3
式中:
q采——回采工作面相对瓦斯涌出量,m/t;
3
q1——开采层相对瓦斯涌出量,m/t;
3
q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m/t;
1、开采层瓦斯涌出量
m
q1K1K2K3(W0-Wc)
M
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;
3
W0——煤层原始瓦斯含量,m/t;
3
Wc——煤层残存瓦斯含量,m/t。
2、邻近层瓦斯涌出量
n
mi
(W0i
Wci)
q2
i
i1
M
3
式中:
q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m/t;
i——邻近层瓦斯排放率,%;
3
W0i——各邻近层原始瓦斯含量,m/t;
3
Wci——各邻近层残存瓦斯含量,m/t;
mi——各邻近层煤厚,m;
.
.
.z
.
...
..
.
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
L
q3=D×V×q0×(21)
V
q4=S×V×γ×(W0-Wc)
3
式中:
q掘——掘进面绝对瓦斯涌出量,m/min;
3
q3——掘进巷道煤壁绝对瓦斯涌出量,m/min;
3
q4——掘进巷道落煤绝对瓦斯涌出量,m/min;
D——巷道断面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,
3
2
m/
(m·min);
q0=0.026[0.0004
×(Vr)2+0.16]
×W0
式中:
Vr——掘进煤层原煤挥发份,%
2
S——掘进煤巷断面积,m;
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
K‘
n
n
q采iAi
1440
q掘i
q区
i1
i
1
A0
式中:
q区——生产采区相对瓦斯涌出量,
3
;
m/t
K′——生产采区采空区瓦斯涌出系数;
3
q采i——第i个回采工作面相对瓦斯涌出量,m/t;
.
.
.z
.
...
..
.
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,
3
m/min;
o
A
——生产采区平均日产量,t;
4、矿井瓦斯涌出量
n
K"q区iAoi
i1
q井n
A0i
i1
3
式中:
q井——矿井相对瓦斯涌出量,m/t;
3
q区i——第i个生产采区相对瓦斯涌出量,m/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)
3
式中:
Q——矿井总风量,m/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,体积大于0.5m3的空间积聚的瓦斯浓度达到
.
.
.z
.
...
..
.
2.0%时,附近20m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
①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。
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。
.
.
.z
.
...
..
.
可采煤层特征一览表
层间距
煤层厚度
煤层
(m)
(m)
顶、底板岩性
号
两极值
两极值
均值
均值
顶板:
粉砂质泥岩
2
15~21
0.76~1.25
少数泥岩
18
0.89
底板:
粘土岩
0.28~1.20
顶板:
泥岩及粉砂
5
质泥岩
0.84
底板:
粘土岩
5.5~14.0
煤层结构
简单
简单
煤层稳定
性
全区可采,
稳定可采
率
100%
大部可采,
稳定性较
差,可采率
86%
7.95
9
47~80
50~70
1313~19
15~16
14
24~32
顶板:
黑色泥岩
1.19~1.58
1.39底板:
粘土岩
直接顶板:
泥岩0.79~1.68间接顶板:
灰岩
1.24底板:
粘土岩
顶板:
灰岩、泥岩
0.81~1.67粉砂岩
1.24底板:
泥质粉砂岩
简单
结构较复
杂,多数
含一层
粘土岩夹矸一般不含夹矸,少数点
含1至2层粘土岩夹矸
全区可采,
稳定、可采
率100%
全区可采,
稳定可采
率
100%
全区可采,
稳定,可采
率100%
.
.
.z
.
...
..
.
28
顶板:
页岩
结构较复
全区可采,
1.42~4.96
底板:
铝土质粘土
杂,少数点
稳定,可采
15
岩
含1~2层粘
率100%
1.69
土岩夹矸
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
瓦斯含量
残存瓦斯量
煤层透气性系数λ
(MPa)
(m3/tf)·
(m3/tf)·
(m2/MPa2·d)
2
0.92
10.65
3.41
2.12~2.17
3
1.08
12.55
3.50
1.78~1.89
4
1.50
10.89
3.54
~
3.785
3.524
5
1.40
12.08
3.64
1.99~2.23
6
1.70
10.15
3.70
2.87~2.99
8
2.01
13.52
3.72
2.65~2.75
9
2.22
17.01
3.75
~
2.55
2.33
10
2.38
12.63
3.77
2.39~2.59
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
.
.
.z
.
...
..
.
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
3·;上覆
#煤平均厚度1.0m,原始瓦斯含量
=10.89m/tf
2
X2=10.65m3/tf·,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
3·,距
#煤层平均层间距为1.3m;下伏5#煤平均厚度2.42m,
=12.55m/tf
4
原始瓦斯含量X5
3
·,距
#煤层平均层间距为5.56m;下伏6#煤平均厚
=12.08m/tf
4
度1.0m,原始瓦斯含量X5=10.15m3/tf·,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
M
Xc)
k1·k2·k3·k4·k5·(X0
m
式中q本——本煤层相对瓦斯涌出量,m3/t;
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.
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