最新最标准的矿井瓦斯抽采设计手册(编辑修改稿)

最新最标准的矿井瓦斯抽采设计手册(编辑修改稿)内容摘要：

式中 ——— 开采本煤层瓦斯涌出量，； ——— 机械化程度系数。 ——— 瓦斯释放系数，即计算的瓦斯涌出量对煤层瓦斯含量的比例，由图19查。 ——— 煤层瓦斯含量，2） 多煤层条件下回采瓦斯涌出量(1) 有邻近层的回采瓦斯涌出量计算之一：0 qƒ= Kwqc ＋qh＋qs＋ qx (132) 式中 qƒ ——采煤时瓦斯涌出量， m3/t； Kw ——围岩瓦斯系数，； qc ——采出煤中的瓦斯含量，m3/t，其计算公式见式（133）； qh ——开采层由于回采率不高而产生的附加瓦斯涌出量，m3/t，其计算公式见（134） qs、qx ——分别为顶、底板邻近层及不可采夹层泄出的瓦斯量，m3/t，其计算公式见式（135）及（136）。 qc=WhWc (133)式中 Wh ——邻近层的瓦斯含量，m3/t；Wc ——邻近层的残存瓦斯含量，m3/t，可按表71选取。 (134) 式中 b——考虑丢失在井下煤中瓦斯涌出程度系数，～； C——丢煤百分率，%。 (135) (136)式中：L0 ——阶段倾斜长度，米；——阶段煤柱总长度，米；ms ——上邻近层的厚度，米；mx ——下邻近层的厚度，米；m ——开采层的可采厚度，米；bs 、bx ——邻近层向开采层涌出瓦斯程度系数，其计算公式是：、 (137)式中：N——邻近层至开采层的法线距离，米； L——开采工作面长度，米； α——煤层倾角，度；γ——卸压角，度。 γ值也可按下表选取层间相对厚度与卸压角关系N/m层间相对厚度3~1010~3030~80γ值（度）707580bs、bx值也可按下表（经验数据）选取邻近层向开采层瓦斯涌出程度邻近层别间距（米）bsbx上邻近层204070＞1200下邻近层5~102040＞600[例]逢春矿井为急倾斜煤层开采，共计有五层无烟煤，从上往下为11号层，6号层为开采层（保护层），8号层为主要突出层，地质资料提供煤层瓦斯含量值如下表：煤层煤层厚度（m）煤层间距(m)平均瓦斯含量(m3/t)备注6号7号8号9号取11号层资料11号求6号层回采时的瓦斯涌出量是多少。 根据公式 qƒ= Kwqc ＋qh＋qs＋ qx取Kw=查表11，WC=8 m3/t（无烟煤）qc=Wh－Wc=－8= m3/tKwqc== m3/tb=,c=15%各邻近层涌向开采层的瓦斯量qx：7号层向6号层的涌出量取阶段倾斜长度90m，阶段煤柱总长度15m8号层向6号层的涌出量9号层向6号层的涌出量11号层向6号层的涌出量总计6号层回采的瓦斯涌出量为：qƒ= Kwqc ＋q76＋q86＋ q96＋ q116 =+++++= m3/t6号层回采时， m3/t。 (2) 有邻近层的回采瓦斯涌出量计算之二：qƒ= qb ＋qn式中：qƒ ——开采层的瓦斯涌出量，m3/t；qb ——开采层本层瓦斯涌出量，m3/t，其计算公式见（139）。 qn ——邻近层瓦斯涌出量，m3/t，其计算公式见（140）。 （139） （140）式中：Kw——围岩瓦斯涌出系数，；Kd——丢煤损失系数，；C——损失率，%；Kz——掘进回采巷道瓦斯预排系数；其计算见公式（141） （141）L——工作面长度，m；h——掘进预排宽度，无烟煤、贫煤取10m，瘦煤、焦煤取14m；其它煤种取18m；Ks——瓦斯涌出程度系数，（运到地表的煤中还残存一部分瓦斯，这部分残余量约占沼气含量的20%）；m——开采层厚度，m；m0——开采分层厚度，m；Wb——本煤层瓦斯含量，m3/t；mi——邻近煤层厚度，m；bi——邻近煤层瓦斯涌出程度系数，其计算见公式（142） （142）式中：Wi——第i邻近层瓦斯含量，m3/t； Wci——i邻近层残余瓦斯含量，m3/t； Li——i邻近层瓦斯排放带宽度，m；其计算见公式（143）。 （143）式中：Hi——第I煤层与开采层的间距，m； δ——卸压角，（˚），按表119选取；L——回采工作面长度，m；表119 开采层沿倾斜的卸压角煤层倾角（˚）卸压角（˚）最大下沉角δ（˚）δ1δ2δ3δ40808075759010778375758320738775758630699077707040659080706550709080705660729080704870729080723680739078752290758075800卸压角范围见图110。 (3) 中厚、厚煤层分层开采时的回采瓦斯涌出量计算： （144）式中：qƒ——回采瓦斯涌出量，m3/t；Wh——回采的自然分层中煤的瓦斯含量，m3/t；Wc——煤运至地面残余瓦斯含量，m3/t；W1——煤柱内剩余的瓦斯量，m3/t；W2——未采的自然分层中剩余的瓦斯量，m3/t；m——回采的自然分层厚度，m；γ——回采的自然分层煤的容重，t/m3；m1——未采的自然分层厚度，m；γ1——未采的自然分层煤的容重，t/m3；n——围岩中涌出的瓦斯量占采煤中涌出的瓦斯量的比值系数； ； ； ；M——煤柱煤量占采区煤量比，%；Z——采空区残煤占采区煤量比，%；[例] 某矿单一煤层长壁式工作面，煤厚8m，分层采高2m，全部冒落管理顶板，预计瓦斯含量20 m3/t，求回采期间吨煤瓦斯涌出量。 已知：围岩瓦斯涌出系数n =20%；煤中残存瓦斯量Wc=8 m3/t。 煤柱内剩余的瓦斯量W1=12m3/t；未采的自然分层中剩余的瓦斯量W2=10m3/t；煤柱煤量占采区煤量比M=20%；采空区残煤占采区煤量比Z=5%；煤的容重γ=γ1= t/m3。 由公式得： m3/t。 2. 掘进瓦斯涌出量掘进工作面瓦斯涌出量按下式计算：1） 计算式1： （145） （146） （147）式中： qj——掘进工作面瓦斯涌出量，m3/min；qm——掘进煤壁瓦斯涌出量，m3/min；其计算公式见146qL——落煤瓦斯涌出量，m3/min；其计算公式见147n——暴露煤面个数，单巷掘进时n=2；m——煤层厚度，m。 V——平均掘进速度，m/min；qv——煤壁瓦斯涌出初速度，m3/m2min（无实测数据时可参照公式148）取值）； （148）Vr——煤的挥发分，%； Wh——煤层瓦斯含量，m3/t；L0——巷道瓦斯涌出量达到最大稳定值时的巷道长度，m；S——掘进端头见煤面积，m2；γ——煤的容重，t/m3；Wc——煤层残存瓦斯量，m3/t。 [例]淮南潘一矿131煤层普掘工作面，有关参数为：n=m=、 V= m/min、L0=800m、Vr=%、Wh= m3/t、 Wc= m3/t、S=8 m γ= t/m3，求掘进面瓦斯涌出量。 解：。 2） 计算式2：对于单巷： （149）对于双巷： （150）式中 m——煤层厚度，m。 V——巷道的掘进速度，m/d；t——巷道掘进时间，d；b——单巷宽度，m；bb2——分别为双巷主巷和副巷的宽度，m；Wh、WC——分别为煤层的原始瓦斯含量与残余瓦斯含量，m3/t；Vb1——分别为联络巷的掘进速度与宽度，m/d，m；C1——单巷的瓦斯涌出量特性系数，m3/m2C2——双巷的瓦斯涌出量特性系数， m/。 qj——单巷或双巷掘进工作面瓦斯涌出量，m3/d；煤壁暴露面的瓦斯涌出随着暴露时间的延长而逐减，当达到一定时间t1时，它就接近于零，这个时间T1定义为排放瓦斯极限期，一般为6～12个月，当巷道掘进时间tT1时，则单巷 （151）双巷 （152）如果巷道在掘进中有停掘期，则应分段计算，以上计算适用于巷道周围瓦斯地质条件相同，煤厚不超过巷高两倍和掘进速度变化不大的条件下。 瓦斯涌出特性系数可以按下列方法直接从掘进巷道中测得。 在图111所示断面①②③三处，同时测定巷道风流中的瓦斯平均浓度与风量，进而算出瓦斯涌出量，即求得qj①、qj②、qj③，然后求出瓦斯涌出特性系数的平均值作为该巷的C值。 qj①qj② （153）qj②qj③ （154）式中qj①、qj②、qj③已测得，ttt3为各测点的暴露时间和m、v等均为已知，未知数C1即可解出，C2的求法类似可求出。 3. 采空区瓦斯涌出量采空区瓦斯涌出量可参照下式计算： （155）式中： qk——采空区瓦斯涌出量，m3/tK——采空区瓦斯涌出系数，～；qc——采出煤的瓦斯涌出量，m3/t；qj——掘进煤的瓦斯涌出量，m3/t。 （二） 采区瓦斯涌出量采区瓦斯涌出量由下式计算： （156）式中 qa——采区瓦斯涌出量，m3/tΣqf——采区采煤工作面瓦斯涌出量总和，m3/dΣqj——采区掘进工作面瓦斯涌出量总和，m3/dqk——采区采空区瓦斯涌出量，m3/d。 A——采区日产煤量，t/d。 A——采区日产煤量，t/d（三） 矿井瓦斯涌出量矿井瓦斯涌出量可采用矿山统计法或根据前述煤层瓦斯含量计算确定。 1. 矿山统计法1） 线性方程计算法根据矿井不同生产水平的实测相对瓦斯涌出量，用作图或数理统计分别找出矿井及采区，回采工作面的瓦斯涌出量与开采深度的函数关系，通常可用线性方程表示：qh=aH+b (157)式中 qh ——瓦斯涌出量，m3/t；a、b——常数；H——矿井、采区或回采工作面的平均采深，m。 2） 统计法当矿井的风量比较均衡正常时，其平均瓦斯涌出量的计算为：（1） 月平均瓦斯涌出量： （158）式中qk——矿井月平均瓦斯涌出量，m3/t。 T——该月中的天数，dQ1~n——进行测风时的回风量，m3/minn——测定次数A——采煤量，t/月（2）某一时期的瓦斯涌出量在某一时期内平均瓦斯涌出量，如年、月测定的结果： （159）式中qk——某一段时间内，矿井的平均瓦斯涌出量，m3/t； q1~n——按月计算的矿井瓦斯涌出量，m3/t； A1~n——按月计算的采煤量，t/月。 （3）根据瓦斯梯度计算 （160）式中 q——H深度的瓦斯涌出量, m3/t； H——开采深度，m； H0——瓦斯风化带深度，m；　a——瓦斯梯度数，m3/tm。 瓦斯梯度按下式计算：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1－61）式中 q0——瓦斯风化带内瓦斯涌出量，一般取q0=2 m3/t或查表； n——梯度指数，在现代开采条件下等于1； 其余符号意义同前。 按上式可求出不同深度的瓦斯涌出量，但应注意以下三个问题：，因此开采方法不变时统计法比较容易做，在有变化时，预测深部瓦斯要做适当修正。 ，统计法可以比较切合实际的估算深部瓦斯大小，如果有较大的断层、褶曲，就不宜应用。 ，瓦斯不是随着开采的延深而无限增加，因此应用时应注意梯度指数的变化。 按前述公式根据煤层瓦斯含量计算出回采、掘进工作面及采空区瓦斯涌出量后，按下式计算矿井瓦斯涌出量： （162）式中。