遵义县马蹄煤矿瓦斯涌出量计算

遵义县马蹄煤矿瓦斯涌出量计算
贵州甲盛龙集团矿业投资有限公司
二○一四年九月二十五日
一、瓦斯资源分析
1、该矿井瓦斯赋存状况
瓦斯在煤体中存在的状态有二种：一种叫游离状态，一种叫吸附状态。

在天然条件下，煤体中以吸附状态贮存的瓦斯约占80-90%，以游离状态贮存的占10-20%，总体来说，瓦斯绝大部份是以吸附状态存在的。

2、煤层瓦斯含量
矿井目前开采11采区，11采区瓦斯含量进行预测。

采用《采矿设计手册》煤层瓦斯含量经验公式一计算煤层瓦斯含量：
式中：
W x----在P、t条件下的吸附瓦斯含量，m3/t；
W Y----在P、t条件下的游离瓦斯含量，m3/t；
A f----煤层灰分；
W f----煤层水分；
r
V----煤层挥发分；
P----根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室于2010年5月提交的《贵州省遵义县马路蹄煤矿C4、C6、C9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，C4、C6、C9煤层在+774m水平以上没有突出危险性。

C4煤层相对瓦斯压力为0.38MPa；C6煤层相对瓦斯压力为0.20MPa；C9煤层相对瓦斯压力为0.20MPa。

测压位置见下图。

本次针对11采区，11采区最低开采标高为+776m，故煤层瓦斯压力利用鉴定报告值。

f n----煤的孔隙率，查表取8%；
e n----温度系数，e为自然对数底，n=0.02t/(0.993+0.007P)；
a----2.4+0.21r V；
b----1-0.004r V；
K Y－相对于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数，取1.02；
γ----煤的容重；
t----温度，22C°；
表1-1-1 煤层瓦斯参数计算结果表
二、矿井瓦斯等级
1、瓦斯等级鉴定结果
根据贵州省能源局文件（黔能源发[2010]701号）《关于遵义市工业和能源委员会《关于呈报2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复》，马蹄煤矿瓦斯绝对涌出量为 1.23 m3/min，二氧化碳绝对涌出量为0.28m3/min，矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。

2、煤层煤与瓦斯突出危险性
根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室于2010年5月提交的《贵州省遵义县马路蹄煤矿C4、C6、C9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，C4、C6、C9煤层在+774m水平以上没有突出危险性，其它区域未鉴定。

根据贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件“黔安监管办字[2007]345号《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》”，该矿处于煤与瓦斯突出危险区。

根据矿井开拓布局，11采区位于+776m标高以上，因此，11采区按无突出危险区设计和管理，建议矿井今后及时做煤与瓦斯突出危险性鉴定，并根据鉴定结果管理矿井。

三、瓦斯涌出量计算
矿井目前布置11采区开拓、回采及其它巷道,根据《矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ1018－2006）》标准。

(1) 回采工作面相对瓦斯涌出量计算：
Q采＝Q1+Q2
式中：
Q采—回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t；
Q1—开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；
Q2—邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t；
①开采层相对瓦斯涌出量计算
矿井开采的煤层为中厚煤层，一次采全高，按照AQ1018-2006标准附录A按下式计算：
Q1＝K1×K2×K3×（W o—Wc）m /M
式中：
Q1—开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量，m3/t；
K1—围岩瓦斯涌出系数；
K2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，K2=1／η，η为工作面回采率；
K3—分区内准备巷道预排瓦斯对开采层煤体瓦斯涌出的影响系数。

采用长壁后退式回采时，K3按下式确定：K3＝（L-2h）/L；
L—工作面长度，m；
h—巷道瓦斯排放带宽度，m；
W o—煤的原始瓦斯含量，m3/t；
W c—煤的残存瓦斯含量，m3/t。

根据AQ1018-2006附录C.1计算。

C4、C6、C9煤层瓦斯含量＜10m³/t，Wc=10.385e-7.207/wo。

故各煤层残存瓦斯含量计算见下表：
式中：
q2——邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t。

m i——第i个邻近层煤层厚度，m。

M——工作面采高，m。

ηi——第i个邻近层瓦斯排放率，%,参照AQ1018-2006标准附录D 选取。

采煤工作面瓦斯涌出量以及临近层瓦斯涌出量情况回见表3-1-2。

（2）掘进工作面瓦斯涌出量预测
q掘＝ D×v×q o×(2-1)+S×v×γ×(Wo-Wc)
式中：
q掘—掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；
D—巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m；对于薄及中厚煤层取2m；
V—巷道平均掘进速度，0.0028m/min；
L—巷道长度，m；
q o—煤壁瓦斯涌出强度，（m2/min），q o＝0.026[0.0004(Vr)2+0.16]×W o；
Vr—煤中挥发分含量，％；
S—掘进巷道煤断面积，m2；
W0—煤层瓦斯原始含量，m3/t；
W C—煤层残存瓦斯含量，m3/t；
γ—煤的密度，t/m3；
单个掘进工作面瓦斯涌出量计算见表3-1-3。

（3）采区瓦斯涌出量
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，取1.25；
q采i—第i个回采工作面相对瓦斯涌出量,m3/t；
A i—第i个回采工作面的日产量，t；
q掘—第i个掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3/min；
A0—生产采区平均日产量，t；
矿井开采时，生产采区瓦斯涌出量计算见表1-1-4。

（4）矿井瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出量按下式计算：
式中：
q井—矿井相对瓦斯涌出量，m3/t；
q区—第i个生产采区相对瓦斯涌出量， m3/t；
A0i—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，查表取。

矿井瓦斯涌出量计算见表1-1-5。

（5）瓦斯涌出不均衡系数
回采工作面或掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数取K n=1.2-1.5或实际计算值，取1.25，矿井或采区瓦斯涌出不均衡系数取K n=1.1-1.3或实际计算值，取1.25。

1-1-2 回采工作面及临近层瓦斯涌出量表。