瓦斯涌出量的计算Word文件下载.docx
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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=q3+cμ
q3=D×
V×
qo×
(2
-1)
q4=S×
Y×
(W0—W)
q掘掘进面绝对瓦斯涌出量,mVmin;
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,mι∕min;
D――巷道断面内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
qo掘进面煤壁瓦斯涌出初速度,m/(m∙min);
q°
=0.026[0.0004×
(Vr)2+0.16]×
Wo
V——掘进煤层原煤挥发份,%
S――掘进煤巷断面积,m;
Y原煤容重,t/m3;
3、采区瓦斯涌出量计算
KΣq采iA+1440∑q掘i
Ii=Ii=1J
A0
q区——生产采区相对瓦斯涌出量,m/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,πVt;
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,πVmin;
A――生产采区平均日产量,t;
4、矿井瓦斯涌出量
fn、
K"
∑q区iAoiIq2J
q井-n
为Aoi
q井矿井相对瓦斯涌出量,m/t;
qEi第i个生产采区相对瓦斯涌出量,m⅛t;
Ai――第i个生产采区平均日产量,t;
――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×
qZ(60×
Q
Q矿井总风量,ImZS;
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
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
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号层最低开米标咼为+66m,而2号层最低开米标咼可到-41m。
可米煤层特征一览表
煤层号
层间距
(m)两极值均值
煤层厚度
顶、底板岩性
煤层结构
煤层稳定性
2
15〜21
18
0.76〜1.25
0.89
顶板:
粉砂质泥岩少数泥岩
底板:
粘土岩
简单
全区可米,稳定可采率
100%
5
0.28〜1.20
泥岩及粉砂质泥岩
大部可米,稳定性较
5.5〜14.0
0.84
差,可米率
86%
9
7.95
1.19〜1.58
黑色泥岩
全区可米,稳定、可米
率100%
47〜80
1.39
50〜70
0.79〜1.68
直接顶板:
泥岩间接顶板:
灰岩
结构较复
13
13〜19
15〜16
1.24
杂,多数
含一层
粘土岩夹矸
14
0.81〜1.67
灰岩、泥岩粉砂岩
一般不含夹矸,少数点
全区可米,稳定,可米
24〜32
泥质粉砂岩
含1至2层粘土岩夹矸
15
28
1.42〜4.96
1.69
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
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
3
(m/tf)∙
残存瓦斯量
煤层透气性系数λ
22(m/MPad)
0.92
10.65
3.41
2.12〜2.17
1.08
12.55
3.50
1.78〜1.89
4
1.50
10.89
3.54
3.524〜3.785
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
2.22
17.01
3.75
2.33〜2.55
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
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∕tf•上覆2#煤平均厚度1.0m,原始瓦斯含量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=12.55m3∕tf,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∕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=kι∙2∙3∙4∙5∙(XO-XC)
m
式中q本——本煤层相对瓦斯涌出量,m3∕t;
kι――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.O5;
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1.3~1.5;
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;
X0――本煤层原始瓦斯含量,取值10.89m/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×
.05×
.89×
.5×
.3×
.56×
10.89-3.54)2÷
=16.46(m/t)
(2)邻近煤层相对瓦斯涌出量预计
nMi
q邻=k^iJ(X0^Xci-k7iX°
i)
2m
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;
η――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;
Xci珂1-i)(1-k7i)X°
i,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η=0.80,煤层厚度M1=1.0m,原始瓦斯含量
Xoι=1O.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η=1.0,煤层厚度M2=1.2m,原始瓦斯含量
Xo2=12.55m3∕t,预抽率k72=O,残存瓦斯含量Xc2=3.50m3∕t;
下邻近层5#煤层瓦斯排放率TP=0.95,煤层厚度M3=2.42m,原始瓦斯含量Xo3=12.O8m3∕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η=0.80,煤层厚度M4=1.0m,原始瓦斯含量
33
X04=10.15m∕t,预抽率k74=0,残存瓦斯含量Xc4=3.70m∕t。
上邻近层2#煤层相对瓦斯涌出量:
1.03q邻1=1.30.80(10.65-3.41)=3.01(m3∕t)
2.5
上邻近层3#煤层相对瓦斯涌出量:
下邻近层5#煤层相对瓦斯涌出量:
下邻近层6#煤层相对瓦斯涌出量:
q邻4=1.30.80元(10.15-3.70)=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(m∕t)
⑶24202采面相对瓦斯涌出量
q采=q本+q邻=16.46+21.43=37.89(m∕t)
其中,本煤层瓦斯涌出占43%,邻近层瓦斯涌出占57%。
⑷24202采面绝对瓦斯涌出量
24202工作面绝对瓦斯涌出量为:
2460
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7-3-224202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
q本
q邻
合计
1000
16.46
21.43
37.89
26.31
1500
39.47
2000
52.63
3000
78.94
7.3.1.3瓦斯涌出量预计结果
根据以上计算结果,预计24202采煤工作面瓦斯相对涌出量为37.89m3∕t,
工作面日产1500t∕d时的绝对瓦斯涌出量为39.47m3∕min,工作面日产2000t∕d时
的绝对瓦斯涌出量为52.63m3∕min,工作面日产3000t∕d时的绝对瓦斯涌出量为
78.94m∕min。