21.22掘进面相对瓦斯涌出量计算
瓦斯相对涌出量和绝对涌出量
瓦斯相对涌出量和绝对涌出量瓦斯相对涌出量和绝对涌出量引言：在当今的能源生产和消费中，瓦斯是一种重要的非可再生能源。
瓦斯的涌出量是衡量其在能源市场中的重要性和供应能力的关键指标。
在研究和分析瓦斯资源的可持续利用和未来发展方向时，了解瓦斯的相对涌出量和绝对涌出量是至关重要的。
本文将深入探讨瓦斯相对涌出量和绝对涌出量的概念、影响因素以及对能源市场和环境的影响。
一、瓦斯相对涌出量的概念和计算方法瓦斯相对涌出量是指单位矿井或地质区域内产生的瓦斯与所开采的煤矿井或地质区的煤矸石储量之比。
它反映了瓦斯的产出能力相对于可供开采的煤矿资源的丰度。
计算瓦斯相对涌出量涉及到确定煤层瓦斯含量、煤层厚度、采煤率等关键参数。
瓦斯相对涌出量的计算方法可以分为静态和动态两种。
静态方法是通过采煤工作面的采煤进度和瓦斯含量测定来估算瓦斯产量，再与煤矿储量相比较得出相对涌出量。
动态方法则通过监测和分析采掘工作面的瓦斯含量和涌出量，结合采煤工作面的进度，计算得出相对涌出量的变化趋势。
二、瓦斯绝对涌出量的概念和影响因素瓦斯绝对涌出量是指单位时间内瓦斯从地下储层涌出的总量。
它通常以每单位面积或每单位时间的涌出量来衡量。
瓦斯绝对涌出量的水平直接影响着煤矿安全、瓦斯利用以及环境保护等方面。
瓦斯绝对涌出量受多种因素影响，包括煤层瓦斯含量、煤层厚度、矿床地质构造、采矿方法、矿井通风系统以及煤层气逸度等。
这些因素的变化将直接影响到瓦斯绝对涌出量的大小。
高瓦斯含量的煤层、较大厚度的煤层以及受构造影响的煤层通常会导致较高的瓦斯绝对涌出量。
三、瓦斯相对涌出量与绝对涌出量的关系瓦斯相对涌出量和绝对涌出量在研究和评估煤矿安全、瓦斯利用和环境保护等方面扮演着不同的角色。
瓦斯相对涌出量主要用于评估煤矿区域的瓦斯产能，并指导瓦斯抽放和通风设计等工作。
它可以帮助决策者确定煤矿的开采潜力以及瓦斯爆炸和瓦斯灾害的风险程度。
而瓦斯绝对涌出量则更加关注瓦斯从地下储层涌出的总量，它对瓦斯利用和环境保护具有重要意义。
瓦斯涌出量计算
一、掘进工作面瓦斯涌出量计算掘进工作面瓦斯涌出量可以认为由两部份组成。
1、掘进巷道煤壁瓦斯涌出量)12(011-÷⨯⨯⨯=-V L q V D Q式中Q 1-1——掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3/min ；D ——巷道断面内暴露煤面的周边长度，m ，本采区内取2m 0，m 0为煤层厚度； V ——巷道平均掘进速度，m/min; L ——巷道长度，m ；q 0——暴露煤壁初始瓦斯涌出强度，m 3/min.m 2)1302460939902(144063.1859.0)602430(9323.1211-⨯⨯⨯÷⨯÷⨯⨯⨯⨯÷⨯⨯=-Q =0.055 m 3/min2、掘进巷道落煤瓦斯涌出量)(21c X X V S Q -⨯⨯⨯=-ρ式中Q 1-2——掘进巷道落煤瓦斯涌出量，m 3/min ；S ——掘进巷道断面积，m 2；V ——巷道平均掘进速度，m/min ；ρ——煤的密度，t/m 3X ——煤的原始瓦斯含量，m 3/t ；X c ——煤的残存瓦斯含量，m 3/t]5100)68.164.22100(63.18[55.16024309359.721⨯÷---⨯⨯÷÷÷⨯=-Q=0.376 m 3/min综上所述，掘进巷道的瓦斯涌出总量为：Q 1=Q 1-1+Q 1-2=0.055+0.376=0.43 m 3/min二、回采工作面瓦斯涌出量计算1、开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量计算)(032112c X X m m K K K Q -÷⨯⨯⨯=-式中 q 2-1——开采煤层瓦斯涌出量，m 3/t ；K 1——围岩瓦斯涌出系数。
全部陷落法管理顶板时，K 1取1.20 K 2——工作面丢煤瓦斯涌出系数，K 2=1/η，η为工作面采出率。
K 3——采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，K 3按下式确定：K 3=（L-2h ）/L L ——回采工作面长度，m ； H ——巷道预排瓦斯带宽度，m ； m ——煤层厚度，m ； m 0——煤层开采厚度,m ；)510068.164.2210063.18(23.123.1140)152140(97.0120.112⨯---⨯÷⨯÷⨯-⨯÷⨯=-Q =14.43m 3/t2、 回采工作面邻近层瓦斯涌出量计算)(122ic i i ni iX X K m m Q -••=∑=- 式中Q 2-2——回采工作面邻近层瓦斯涌出量，m 3/t m i ——第i 个邻近层的煤厚，m ； m 0——开采煤层的开采厚度，m ；Xi ——第i 个邻近层的瓦斯含量，m 3/t ；X ic ——邻近层的残存瓦斯含量，m 3/t ；K i ——第i 个邻近层受采动影响的瓦斯排放率，用下式计算：K i =1-h i /h p Hi ——第i 个邻近层与开采层之间的垂直距离，m ； Hp ——受开采层采动影响，邻近层能向工作面涌出卸压瓦斯的岩层破坏范围，m 。
瓦斯相对涌出量和绝对涌出量
瓦斯相对涌出量和绝对涌出量瓦斯是一种常见的矿井危险气体，对矿工的生命安全造成了严重威胁。
因此，对于瓦斯的涌出量进行准确的测量和控制至关重要。
在瓦斯涌出量的测量中，相对涌出量和绝对涌出量是两个重要的概念。
一、相对涌出量相对涌出量是指单位时间内单位面积地下煤层所释放的瓦斯体积与该地下煤层总体积之比。
相对涌出量通常用立方米/分钟/平方米（m³/min/m²）表示。
1. 相关影响因素相对涌出量受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：（1）地质条件：不同地质条件下，地下煤层中储存和释放瓦斯的能力不同，因此会导致相对涌出量存在差异。
（2）采掘方式：不同采掘方式下，地下煤层中储存和释放瓦斯的能力也会有所不同，从而影响相对涌出量。
（3）开采阶段：在不同开采阶段，地下煤层中的瓦斯释放量也会发生变化，从而导致相对涌出量的波动。
2. 测量方法相对涌出量的测量通常采用瓦斯抽采法，即通过在地下煤层中设置抽采管道，将地下煤层中的瓦斯抽到地面进行测量。
根据抽采管道内气体流速和压力变化等参数，可以计算出相对涌出量。
二、绝对涌出量绝对涌出量是指单位时间内单位面积地下煤层所释放的总瓦斯体积。
绝对涌出量通常用立方米/分钟/平方米（m³/min/m²）表示。
1. 相关影响因素绝对涌出量与相对涌出量类似，也受到多种因素的影响：（1）地质条件：不同地质条件下，地下煤层中储存和释放瓦斯的能力不同，因此会导致绝对涌出量存在差异。
（2）采掘方式：不同采掘方式下，地下煤层中储存和释放瓦斯的能力也会有所不同，从而影响绝对涌出量。
（3）开采阶段：在不同开采阶段，地下煤层中的瓦斯释放量也会发生变化，从而导致绝对涌出量的波动。
2. 测量方法绝对涌出量的测量通常采用孔隙度法和流速法。
孔隙度法是通过测定地下煤层孔隙度和气体压力等参数，计算出煤层中可储存瓦斯的总体积，从而得到绝对涌出量。
流速法则是通过测定地下煤层中气体流速和压力等参数，计算出单位时间内地下煤层中释放的总瓦斯体积，从而得到绝对涌出量。
掘进工作面风量计算
一、掘进工作面风量计算
独立通风的掘进工作面实际需要的风量应按瓦斯或二氧化碳涌出量、炸药使用量、人数和局部通风机实际吸风量等规定分别计算,并选取其中最大值。
（一）按瓦斯涌出量计算：
Q掘=100qk=100×0.13×1.5=19.5 m3/min
式中：Q掘表示掘进工作面需风量；
q =0.13m3/min；
k表示CH4涌出不均匀和备用风量系数，取：1.5；（二）按炸药使用量计算：
Q掘=25A=24×7.2=180m3/min
式中:A=7.2kg
（三）按人数计算：
Q掘 =4N=24m3/min
式中：N=6人
（四）按局部通风机吸入量计算：（选用FBDY№4.5 2×5.5，）煤巷掘进：Q掘＝Q扇×I i+60×0.25S
式中：Q扇－最大额定风量为240m3/min；取240m3/min。
I i－掘进工作面同时通风的局部通风机台数；
S净表示局部通风机安装地点距回风口巷道净断面积
煤巷掘进：Q掘＝Q扇×I i+60×0.25S
＝240×1+60×0.25×5.6
＝324（m3/min），
（五）确定需要风的配风量：
Q掘=324m3/min。
掘进工作面实际需要风量计算
掘进工作面实际需要风量计算掘进工作面实际需要风量计算第七十七条每个掘进工作面需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、一次爆破使用的最大炸药量、同时工作的最多人数、局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，取其中最大值。
（一）按瓦斯涌出量计算Q掘i＝100qhgiXKhgi，m3/min式中：Q掘i—第i个掘进工作面实际需风量，m3/min；qhgi—第i个掘进工作面瓦斯绝对涌出量，m3/min；瓦斯绝对涌出量超过3m3/min的掘进工作面，必须进行瓦斯抽放，抽放瓦斯量在风量分配中扣除计算；100—按掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1%的换算系数。
Khgi—掘进工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，根据实际观测的结果确定,在正常生产条件下连续观测一个月，日最大和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值；一般可取1.5～2.0。
（二）按照二氧化碳涌出量计算Q掘i＝67qhciXKhcim3/minQ掘i—第i个掘进工作面实际需风量，m3/min；qhci—第i个掘进工作面回风巷风流中的平均绝对二氧化碳涌出量，m3/min；Khci—第i个掘进工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，须在正常进尺条件下连续观测一个月，日最大和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值；67—按掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不应超过 1.5%的换算系数。
（三）按一次爆破使用的最大炸药量计算1、一级煤矿许用炸药Q掘i≥25Aim3/min2、二、三级煤矿许用炸药Q掘i≥10Aim3/min式中：Ai—第i个掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg25—每kg一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；10—每kg二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min；（四）按人数计算Q掘i=4XNim3/min式中：Ni—第i个掘进工作面同时工作最多人数，人。
（五）按局部通风机的实际吸风量计算按上述四种方法分别计算后，取其最大值为该工作面的实际需风量。
根据需风量选择相应型号的局部通风机。
掘进工作面需风量计算
一、掘进工作面需风量计算1、按照瓦斯涌出量计算Q掘=100×q×K=100×1.63×1.6=260.8m3/min式中Q掘—掘进工作面需风量，m3/min；q—掘进工作面回风流中瓦斯的绝对涌出量,根据2012年矿井瓦斯等级鉴定报告得知，矿井掘进工作面瓦斯绝对涌出量为1.63m3/min；K—掘进工作面瓦斯涌出不均匀系数，一般取1.5—2.0，根据经验值取1.6。
2、按工作面同时工作的最多人数计算Q掘=4N=4×30=120m3/min式中Q掘—掘进工作面需风量，m3/min；4—每人每分钟供给的最低风量，m3/min；N—工作面同时工作的最多人数，按30人计算。
3、按最佳排尘风速计算Q掘=60×V×S=60×0.4×17.28=415m3/min式中Q掘—掘进工作面需风量，m3/min；V—掘进工作面最佳排尘风速，一般取0.4-0.7m/s，根据现场实际经验，取0.4m/s；S—巷道掘进断面面积，取17.28m2。
4、冲淡无轨胶轮车尾气实际需要风量计算Q掘=4×[P1+0.75×P2+Σ(n-2)×0.5×P n]=4×[60+0.75×60]=420m3/min。
式中Q掘—掘进工作面需风量，m3/min；4—柴油机车稀释尾气需要的风量，m3/min；P n—柴油机车功率，Kw;由于无轨胶轮车功能、型号不一样，功率也有所不同，按平均功率60KW计算;n—同时工作柴油机车数量，根据井下实际情况，n取2；二、风速验算根据以上计算结果，工作面风量取最大值420m3/min。
按照掘进工作面最低风速验算Q掘=420m3/min＞V min×S×60=0.25×17.28×60=259.2m3/min按照掘进工作面最高风速验算Q掘=420m3/min＜V max×S×60=4×17.28×60=4147.2m3/min 式中Q掘—掘进工作面需风量，m3/min；V min—煤巷掘进工作面最低允许风速，m/s；V max—煤巷掘进工作面最高允许风速，m/s；S—巷道掘进断面面积，取17.28m2。
相对瓦斯涌出量计算公式
相对瓦斯涌出量计算公式相对瓦斯涌出量是指在矿井正常生产条件下，平均每采 1 吨煤所涌出的瓦斯量。
它的计算公式为：相对瓦斯涌出量 = 一定时期内矿井瓦斯涌出总量 / 同一时期内的煤炭产量。
咱就说啊，这公式看着简单，可在实际应用中那可得特别谨慎。
我想起之前去一个煤矿调研的时候，那可真是长了不少见识。
当时我们到了井下，那个环境，真是又黑又潮湿。
采煤工人师傅们在那里辛勤工作，让我特别敬佩。
我们在那就是为了研究瓦斯涌出的情况。
我就跟着技术人员到处查看各种监测设备的数据。
那设备上的数字不停地跳动，看得我眼花缭乱。
技术人员却能特别熟练地记录和分析。
他们跟我讲，计算相对瓦斯涌出量可太重要了。
如果算得不准确，那对于煤矿的安全生产可是巨大的隐患。
就好比有一次，他们在计算的时候，因为一个数据采集的小失误，导致相对瓦斯涌出量的计算结果偏差了不少。
这可把大家紧张坏了，赶紧重新仔细排查，才找到了问题所在，及时纠正了错误。
所以啊，在计算相对瓦斯涌出量的时候，每一个数据都得认真对待。
比如瓦斯涌出总量的测定，这可不是随便测测就行的。
得用专业的仪器，还得保证仪器的准确性和稳定性。
而且煤炭产量的统计也不能马虎，少算一吨或者多算一吨，那相对瓦斯涌出量的结果就差之千里了。
再说说这公式里的各个元素。
矿井瓦斯涌出总量，这可不是个小数目，它包括了采煤、掘进、通风等各个环节涌出的瓦斯量。
要把这些都准确地加起来，那可得下一番功夫。
还有煤炭产量，这得把各个采煤面的产量都统计清楚，不能有遗漏。
而且还得考虑到煤的质量、含水量等因素，不然也会影响计算结果。
总之，相对瓦斯涌出量的计算公式虽然简单，但是背后的工作可一点都不简单。
每一个环节都需要严谨、认真，才能保证计算结果的准确，从而保障煤矿的安全生产，让工人们能安心工作，让咱们的能源供应能稳定可靠。
这可真是一点都不能马虎啊！。
掘进工作面瓦斯涌出量计算
掘进工作面瓦斯涌出量计算参考《采矿工程设计手册》3355页公式计算。
计算式一：q j=q m+q Lq m=n〃m〃V〃q V(21L)/0Vq L=s〃v〃γ（W h-W c）式中 q j—掘进工作面瓦斯涌出量，m3/min;q m--掘进煤壁瓦斯涌出量，m3/min;q L—落煤瓦斯涌出量，m3/min;n—暴露煤面个数，单巷掘进时n=2;v—平均掘进速度，m/min;q V—煤壁瓦斯涌出初速度，m3/min（参照公式q V=0.026[0.0004(v r)2+0.16]〃W h取值）；v r—煤的挥发分，%；W h—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，㎡；γ—煤的容重，t/m3;W c—煤层残存瓦斯量，m3/t。
计算式二：对于单巷 q j=4mυc1t0.5+bmυ(w h-w c)对于双巷 q j=8mυc2t0.5+m (w h-w c)[ υ（b1+b2）+υ1b1]式中 m—煤层厚度，m；υ-巷道的掘进速度，m/d;t—巷道掘进时间，d;b—单巷宽度，m；b1、b2 --分别为双巷主巷与副巷的宽度，m；w h、w c—分别为煤层的原始瓦斯含量与残余瓦斯含量，m3/t；υ1、b1 --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/m2〃d0.5或m/d0.5；c2—双巷的瓦斯涌出量特性系数， m/d0.5；q j—单巷或双巷掘进工作面瓦斯涌出量，m3/d.瓦斯涌出特性系数计算方法：实测工作面掘进头③、中部②、开口处①的瓦斯涌出量q j、各测点的暴露时间m和巷道掘进速度υ，利用下式进行计算：q j①- q j②=4mυc1（1t-2t）q j②- q j③=4mυc1（2t-3t）。
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三水平中部18#层右一段（2201、2202）掘进队观测记录
1、掘进时瓦斯绝对涌出量：
0.3%×800=2.4m3/min
风流中每天的排出量
2.4×60×24=3456m3/天
抽放管道内每天的排出量
2.3×60×24=3312m3/天
场子内每天的排出的总量
3456+3312=6768m3/天
2、每天一共进道量
4.5×2=9m.
每天一共进道的体积
9×13=117m3³
每天一共出的煤量
117×1.4=163.8吨/天
3、三水平中部区18#右一段瓦斯相对涌出量
6768 m3/天÷163.8吨/天=41.31m3/吨
4、根据采煤期间绝对涌出量的20%——40%和掘进平均日出煤量计算得
41.31×30%=12.39 m3/吨
需要预抽
工作面所需风量计算抽采率为40%
Q
采=100×q
采
×KCH
4
(m3/min) =100×(2.4+2.3)×60%×1.2 ＝338.4m3/min
Q
采
---回采工作面风量(m3/min)
q
采
----回采工作面回风流中瓦斯（或二氧化碳）的平均绝对涌出量m3/min（风排2.82 m3/min）
KCH
4
——瓦斯涌出不均衡通风系数
按工作面温度选择适宜的风速进行计算
K
温
－－回采工作面温度与对应风速调整系数
Q
采=60×V
采
×S
采
(m3/min)
Q
采
=60×1×13=780 m3/min
式中：V
采
—采煤工作面风速m/S
S
采
—采煤工作面的平均断面积
3、按回采工作面同时作业人数计算风量：
每人供风≮4 m3/min
> 4N(m3/min)
Q
采
Q=4×70=280m3/min
N—工作面最多人数
4、按同时爆炸的炸药量计算风量：
每千克炸药供风≮25 m3/min(硝酸铵炸药)
Q
> 25A(m3/min)
采
= 25×0.9=22.5 m3/min
Q
采
A—一次爆破炸药最大用量kg
最大值，5、按风速进行验算：根据以上计算结果：取Q
采
决定风
量为780 m3/min
60×0.25S< Q
<60×4S(m3/min)
采
60×0.25×5.94<780 m3/min<60×4×5.94
81.9m3/min<780 m3/min<1425m3/min
经风速校核风量选择合理
选择风量
采煤工作面的需要风量为780m3/min，并符合风速要求。