矿井瓦斯防治课程设计汇总.docx
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矿井瓦斯防治课程设计汇总
河南理工大学
矿井瓦斯防治删计
姓名:
学号:
指导教师：
一矿井基本情况3
二瓦斯涌出量预测4
三数据汇总10
四矿井瓦斯等级鉴定10
矿井瓦斯涌出量预测
一矿井基本情况
已知某矿煤系地层从上到下有2号煤层、3号煤层，煤层倾角均为12°。
煤质为瘦煤，
挥发分分别为17.19%和16.45%。
2号煤层厚2.6m，平均瓦斯含量为12m3/t°3号煤层厚2.8m，预测的瓦斯含量等值线如图1所示。
两个煤层之间距离为45m。
该矿首先采用上山开采3
号煤层，共布置一个采区。
目前采区内布置有1个回采工作面（101工作面）、一个准备工
作面（102工作面）和2个掘进工作面（106回风顺槽和进风顺槽）。
101-105工作面设计长度均为150m，走向长度为1200m。
掘进巷道的长度均为1200m，巷道断面积为12m2。
掘
进工作面月进尺250m。
回采工作面的日产量按3000t算，h----巷道瓦斯预排等值宽度，m，
按巷道平均暴露200天考虑
工作面采用走向长壁后退式采煤法，顶板管理采用全部垮落法。
试预测该矿井最大瓦斯涌出量，并判断该矿井的瓦斯等级。
采区轨道运顺上山
104工作面
105工作面
材库
中央水泵房中央变电所-780m轨道大巷
_—
主水仓
二瓦斯涌出量预测
由于要求计算最大瓦斯涌出量，所以采煤工作面选择105工作面，掘进工作面选取106,煤层原始瓦斯含量为14m3/t计算
预测瓦斯涌出量的计算公式如下：
1、开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量计算公式：
6=K[K；K^m：
（W-cWc）（3.1）
式中：
q1开采层相对瓦斯涌出量，m3/1;
K1――围岩瓦斯涌出系数；K1值选取范围为1.1〜1.3;由于该矿采用全部陷落法管理顶板，K1取值可为1.2;
K2工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算，该矿为1.05;
K3――采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，采用长壁后退
式回采时，系数k3按下式确定：
L-2h
式中：
L—回采工作面长度，为150m；
h—巷道瓦斯预排等值宽度，m，
按巷道平均暴露200天考虑，煤质为瘦煤，根据查表4-2可知取h=15.4m；
计算得:
m开采层厚度，2.8m；
M工作面采高，2.8m；
W0—煤层原始瓦斯含量，12m3/t；
Wc—煤的残存瓦斯含量，对于瓦斯含量〉10m3/t.r的高变质煤的Wc按式
（3.2）计算
（3.2）
式中：
Wc煤层残存瓦斯含量，m3/t.r；
Wo煤层原始瓦斯含量，m3/t.r。
计算可得:
综上计算得:
28
Wc）=1.21.050.795（12-0.00055）=12.02m3/t
2.8
2、邻近层瓦斯涌出量
_nmi
q2二（W0i_WCi）ni（3.3）
VM
式中：
q2—邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t;
mi—第i个邻近层煤层厚度，2.6m；
M—回采工作面采高，为2.6m；
n—第i邻近层瓦斯排放率，％；
W0i—第i邻近层煤层原始瓦斯含量，12m3/t;
Wi—第i邻近层煤层残存瓦斯含量，参照开采层选取0.000627m3/t。
开采101号煤层时的邻近层的煤层厚度、与101号煤层间的距离及其瓦斯排放率见表3.2;邻近煤层瓦斯排放率与层间距的关系曲线见图3.1。
表3.2开采4-1号煤层时邻近煤层厚度、距离及瓦斯排放率表
邻近层
上邻近层
邻近层
2号煤
平均厚度（m）
2.6
煤层距离（m）
45
排放率（％）
50
排放率
1-上邻近层2-缓倾斜煤层下邻近层3-倾斜、急倾斜煤层下邻近层
图3.1邻近煤层瓦斯排放率与层间距的关系曲线
计算可得邻近层瓦斯涌出量：
q2=（Wo—Wc）>26>0.5=6.00m3/t
2.6
（3.4）
3、回采工作面瓦斯涌出量：
q采=q+q2
式中：
q采一回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t
3
q采=q-iq2=12.02+6=18.02m/t
由以上计算可得：
矿井达产时回采工作面吨煤瓦斯涌出量为18.02m3/t。
4、掘进巷道煤壁瓦斯涌出量
q^Dvq（2丄-1）
Yv
（3.5）
式中：
q3—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；
D—巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m；对于薄及中厚煤层，D=2mo,
mo为开采层厚度2.6m
v—巷道平均掘进速度，取值250/（30*24*60）=0.00579m/min；
L—巷道长度，取1200m
q0—煤壁瓦斯涌出强度，按下式计算得0.06m3/（m2min）；
r2
q。
=0.026[0.0004（V）2+0.16]W0；
（3.6）
其中：
V—煤中挥发份含量，%，取=16.45%；
W0—煤层原始瓦斯含量，12m3/t。
计算可得掘进巷道煤壁瓦斯涌出量：
q3=5.2为.00579>0.061200-1）=1.369m3/min
V0.00579
即：
掘进巷道煤壁瓦斯涌出量为1.369m3/min。
5、掘进落煤的瓦斯涌出量
q4=S・v•y（W0-Wc）（3.7）
式中：
q4—掘进巷道落煤瓦斯涌出量，m3/min；
S—掘进巷道断面积，取S=12m2；
v—巷道平均掘进速度，v=0.00579m/min；
Y—煤的密度，尸1.44t/m3;
Wo—煤层瓦斯含量，12m3/t；
Wc—煤的残存瓦斯含量，0.000627点八。
计算可得掘进落煤的瓦斯涌出量：
q4=12X）.000579X.44（12-0.000627）=0.12m3/min。
即：
掘进工作面落煤瓦斯涌出量为0.12m3/min。
&掘进工作面瓦斯涌出量
（3.8）
掘进工作面瓦斯涌出量包括煤壁瓦斯涌出和落煤瓦斯涌出两部分，由下式计
q屈=qa+q4
式中：
q掘—掘进工作面瓦斯涌出量，m3/min。
3
q掘=1.369+0.12=1.489m/min
因为包含两个掘进巷道即：
1.489X2=2.98掘进巷道每分钟瓦斯涌出量为
3
2.98m/min。
7、生产采区瓦斯涌出量
生产采区瓦斯涌出量是采区内所有回采工作面、掘进工作面及采空区瓦斯涌出量之和。
其计算公式:
nn
K（'q采jA+1440q掘J
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，查AQ1018-2006附录表D.4，取值
范围在1.25~1.45之间，本次取k/=1.35;
4采匚一第i回采工作面相对瓦斯涌出量，为18.02m3/t;
A—第i回采工作面的日产量，为3000t;
q掘i—第i掘进工作面绝对瓦斯涌出量，为2.98m3/min；
Ao—生产采区平均日产量，为3000t。
计算可得，生产采区瓦斯涌出量：
nn
/
K（占q采小+1440斗q掘J依机18.02x3000+14407.98）
q区=26.25
A3000
由以上计算可得，生产采区的瓦斯涌出量为26.25m3/t。
故此时的矿井全部涌出量为生产采区涌出量，即：
3
q井=26.25m/t；
9、计算矿井与采掘工作面绝对瓦斯涌出量
矿井相对瓦斯涌出量预测值为26.25m3/t，回采工作面相对瓦斯涌出量预测
值为18.02m3/t，根据下式换算矿井和回采工作面的绝对瓦斯涌出量：
q绝=4相A年"3301440
式中：
q绝一绝对瓦斯涌出量，m3/min;
q相—相对瓦斯涌出量，m3/t;
A年—年产量，to
矿井绝对瓦斯涌出量：
3
26.251095000330=60.49m/min
回采工作面绝对瓦斯涌出量：
3
4回=18.021095000"330"1440=41.52m/min;
掘进工作面绝对瓦斯涌出量：
3
q掘=1.4892=2.98m/min;
采空区绝对瓦斯涌出量为：
3
4空=q井一q回一q掘=15.99m/min。
三数据汇总
开采层相对瓦斯涌出量：
12.02m3/t
邻近层相对瓦斯涌出量：
6m3/t
回采工作面吨煤瓦斯涌出量为18.02m3/t
生产采区的瓦斯涌出量为26.25m3/t。
矿井绝对瓦斯涌出量：
60.49m3/min
3
回采工作面绝对瓦斯涌出量：
41.52m/min
掘进工作面绝对瓦斯涌出量：
2.98m3/min
采空区绝对瓦斯涌出量为：
15.99m3/min
四矿井瓦斯等级鉴定
根据《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》第七条矿井瓦斯等级划分为：
煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井（以下简称突出矿井），高瓦斯矿井，瓦斯矿井。
第八条具备下列情形之一的矿井为突出矿井：
（一）发生过煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出的；
（二）经鉴定具有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤（岩）层的；
（三）依照有关规定有按照突出管理的煤层，但在规定期限内未完成突出危险性鉴定的。
第九条具备下列情形之一的矿井为高瓦斯矿井：
（一）矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t；
（二）矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min;
（三）矿井任一掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min；
（四）矿井任一采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min。
第十条同时满足下列条件的矿井为瓦斯矿井：
（一）矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t；
（二）矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min;
（三）矿井各掘进工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于3m3/min;
（四）矿井各采煤工作面绝对瓦斯涌出量均小于或等于5m3/min
该煤矿矿井最大绝对瓦斯涌出量60.49m3/min，最大相对瓦斯涌出量
26.25m3/t;对照《煤矿瓦斯等级鉴定暂行办法》第九条规定，该矿井属于高瓦斯矿井。
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