瓦斯流量、含量、涌出量、衰减系数
瓦斯流量、含量、涌出量、衰减系数
瓦斯含量、涌出量、抽放量、衰减系数(一）1、单孔瓦斯流量（m3/min）（钻孔瓦斯抽放量）Q=K1.S=KπDL K1------瓦斯涌出速度或强度以（m3/min.m2） D----钻孔直径L-----钻孔长度K1值计算方法 K1=q0e-tq0-----钻孔瓦斯涌出初速度 m3/min.m2－ 钻孔瓦斯流量衰减系数t---时间q0计算方法 q0=aX[0.0004V ad2+0.16] m3/min.m2式中a取0.026X为煤层瓦斯含量V ad煤层挥发分或者：q0=0.59/1440 X钻孔瓦斯涌出衰减系数可以通过实测进行计算而得3、 钻孔抽放时间决定因素①采掘布置允许的抽放时间，要达到抽采掘平衡②瓦斯抽放率。
与瓦斯涌出量有关系，国家有相应规定4、计算瓦斯含量两种方法：①直接法采用钻孔取芯的地质钻孔取煤样方法采用解吸仪进行计算。
②间接法。
利用实测某处瓦斯压力用公式反推瓦斯含量X=×n(t s -t) +（二）第一节：瓦斯含量计算1.1 主要原理是利用瓦斯压力计算瓦斯原始含量瓦斯压力利用和深度的关系公式：P=(2.03-10.13) H (开采垂深及压力系数)计算：开采垂深取550m,，压力系数取2.6通过间接法公式计算得在最低水平时：1#煤的瓦斯含量为：12.29m3/min第二节：区域抽采前的瓦斯含量2.1回采工作面瓦斯涌出量计算：q采＝q1+q2开采层相对瓦斯涌出量q1=K1×K2 ×K3 ×m(W0-W C)/MW0由上式可得；W C残存瓦斯含量由公式计算而得，它与原煤的水分、灰分有直接关系K1和K2和K3由围岩瓦斯涌出、工作面丢煤系数、采区内准备巷道预排瓦斯有关残存瓦斯量为：W C为4.2m3/t （1#）；2.25 m3/t（2#）；2.37m3/t（3#）q1=9.21m3/t邻近层瓦斯：开采1#煤时 2#煤层涌入吨煤瓦斯量为： 3.26m3/t√√开采1#煤层时，3#煤层涌入吨煤瓦斯量为：4.41m3/t开采1#煤层时，围岩涌入瓦斯量为：9.21×15%＝1.38m3/t邻近层总计：q2= 3.26+4.41+1.38＝9.05m3/t累计： q采＝18.26m3/t另外考虑瓦斯涌出不均匀性取回采工作面涌出系数为1.3总相对瓦斯涌出量为：1.3×18.26＝23.74m3/t（与产量大小无关）折合绝对瓦斯涌出量：23.74×910/1440＝15m3/min（与产量大小有直接关系）2.2掘进工作面瓦斯涌出量：（1）掘进煤壁瓦斯涌出量q3=D×V×q0 ×2(√L/V-1)=0.95m3/min（2）落煤瓦斯涌出量q4=S.V.r(W0-W c)＝0.59m3/min绝对瓦斯涌出量总计q掘＝1.54m3/min相对瓦斯涌出量总计1.54×1440/63.2=35.09m3/t(掘进的产量每天推算按63.2T)2.3采区的瓦斯涌出量计算（工作面和2个掘进面）q区=K’(∑q回Ai+1440∑q掘i)/A0此处 K’ 瓦斯采区涌出不均匀系数1.3q回采面相对瓦斯涌出量Ai为采面平均日产量q掘为掘进面瓦斯相对涌出量A0为采区产量.与回采面的日产量相同.经计算二采区相对瓦斯涌出量为 34.03m3/t2.4矿井瓦斯涌出量计算（矿井以一个采区二个掘进面达产）瓦斯除了本身一个采面之外，和两个掘进面之外，另还要考虑其它采区涌入瓦斯q=K’’’’(∑q区Ai)/∑A i矿井相对涌出量为：1.3×(34.3×910)/910=44.24m3/t（考虑其它涌入系数）矿井绝对涌出量：44.24×910/1440=27.96m3/min2.5抽采率的确定：因矿井绝对瓦斯涌出量为27.96m3/min在20－40之间故选择矿井抽采率达到35%为目标。
瓦斯抽采达标评判细则
瓦斯抽采达标评判细则前言为在煤炭开采中贯彻执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的方针，加强瓦斯抽采技术管理，保证瓦斯抽采工程的安全，提高瓦斯抽采效果，严格瓦斯抽采达标管理，防止瓦斯事故，保护环境，制定本标准。
本标准以国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局2011年颁布的《煤矿安全规程》、国家安全生产监督管理总局2006-11-02颁布的AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》和《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》为依据，在充分考虑煤矿瓦斯抽采工艺技术特点和目前我国煤矿瓦斯抽采现状的基础上编制而成。
本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录I、附录J为规范性附录。
1 范围本标准规定了建立抽采瓦斯系统的条件及工程设计要求、瓦斯抽采方法、瓦斯抽采管理及职责、瓦斯利用、瓦斯抽采系统的报废程序，以及瓦斯抽采基础参数的测算方法、各类瓦斯抽采方法的抽采率、瓦斯抽采监控系统监测参数的指标和瓦斯抽采工程设计有关计算方法及施工要求。
2规范性引用文件GB50187-1993《工业企业总平面图设计规范》GB50215-2005《煤炭工业矿井设计规范》AQ1026-2006《煤矿瓦斯抽采基本指标》AQ1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》《煤矿安全规程》（2011年版）》《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1 瓦斯抽采采用专用设备和管路把煤层、岩层和采空区中的瓦斯抽出或排出的措施。
3.2 未卸压抽采瓦斯抽采未受采动影响和未经人为松动卸压煤（岩）层的瓦斯，亦称为预抽。
3.3 卸压抽采瓦斯抽采受采动影响和经人为松动卸压煤（岩）层的瓦斯。
3.4 本煤层抽采瓦斯抽采开采煤层的瓦斯。
3.5 邻近层抽采瓦斯抽采受开采层采动影响的上、下煤邻近层（可采煤层、不可采煤层、煤线、岩层）的瓦斯。
3.6 采空区抽采瓦斯抽采现采工作面采空区和老采空区的瓦斯。
前者称现采空区（半封闭式）抽采，后者称老采空区（全封闭式）抽采。
瓦斯抽采系统与基本参数
（1）一个采煤工作面瓦斯涌出量>5m3／min或一个掘进工作面 瓦斯涌出量>3m3／min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的
Байду номын сангаас
（2）矿井绝对瓦斯涌出量Qch4达到以下条件的： ① QCH4 ≥ 40m 3／min； ②矿井年产量1.0~1.5Mt， QCH4 > 30 m3／min ； ③矿井年产量0.6~1.0Mt， QCH4 > 25 m3／min ； ④矿井年产量0.4~0.6Mt， QCH4 > 20 m3／min ； ⑤矿井年产量≦ 0.4Mt ， QCH4 >15 m3／min ; （3) 开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。
一、煤矿瓦斯抽采系统
4、井下管路的布置与安设
2）管路安设 （1）在倾斜巷道中，管路应设防滑卡，28。
以下的斜巷，防滑卡间距一般取15~20m， 斜巷管路下端应按设放渣器。 （2）管路应有一定的坡度，一般≮1％，在 管路最低点应安设放水器。 （3）抽采管路应采取防腐蚀、防漏气、防砸 坏、防带电等措施。
一、煤矿瓦斯抽采系统
1、建立条件
3）建立井下临时抽放系统规定： ……
（3）抽出的瓦斯排入回风巷时，在排瓦斯管 路出口必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。栅 栏设置的位置是上风侧距管路出口5m、下 风侧距管路出口30m，两栅栏间禁止任何作 业。
一、煤矿瓦斯抽采系统
1、建立条件
3）建立井下临时抽放系统规定： …… (4）在下风侧栅栏外必须设甲烷断电仪或矿井安全 监控系统的甲烷传感器，巷道风流中瓦斯浓度超 限时，实现报警、断电，并进行处理。 (5）井下移动泵站必须实行“专用变压器、专用开 关和专用线路”供电。
一、煤矿瓦斯抽采系统
1、建立条件
煤层瓦斯基本参数测定与计算
煤层瓦斯抽采基本参数测定与计算
3、煤层瓦斯含量测定与计算
3）煤层瓦斯含量测定： （2）井下解吸法
■现行原则 《煤层瓦斯含量井下直接测定措施》（GB/T23250-2023）
■ 技术原理 和地勘时期瓦斯含量测定措施原理一样，采用解吸法。在 井下
测定瓦斯解吸量和解吸速度，计算损失量，在地面继续测定解吸 量和粉碎后瓦斯解吸量，测定或计算常压可解吸量（近视于残余 量）。四者之和就是煤层瓦斯含量。
边界煤层瓦斯压力一般为0.25~0.3MPa， ②煤层瓦斯压力随深度而增长。根据北票、南桐、天
府、鸡西等矿井统计，每100m垂深，瓦斯压力约 增长0.06~0.16MPa。 ③煤层连续稳定同一深度旳瓦斯压力基本相同。如中 梁山煤矿K1煤层在垂深378m水平沿走向128m范 围内，实测瓦斯压力均在2.8MPa左右。 ④地质构造带煤层瓦斯压力可能异常。
煤层瓦斯抽采基本参数测定与计算
4、煤层透气性系数测
定与计算
P2
★煤层透气性系数是衡量煤层 透气性大小旳指标。 ★物理意义是在1m3煤体旳两 侧，压力平方差为1MPa2时， 经过1m长度旳煤体，在1m2煤 面积上每天流过旳瓦斯量。 ★煤层透气性系数在不同地点 相差很大。在集中应力带，煤 层透气性可降低二分之一或更 多；而在卸压带，则可增长几 十倍到几万倍。
0.2
1.1
482
2.96
12
520
3.63
0.6
780
4.9
煤层瓦斯抽采基本参数测定与计算
2．瓦斯压力测定与计算
2）瓦斯压力旳测定
煤层瓦斯压力测定措施有直接测定法和间接测定法2类。
直接测定法分为打钻、封孔、测压3个环节。其关键旳是严
密封闭钻孔，微量旳漏气将造成测得瓦斯压力值大大不大于 真实旳瓦斯压力值。 • 老式旳测定措施是在岩石巷道中向煤层打钻孔，然后用不同 材料封堵孔口，最终安设测压表测压。近年中国研制了新封 孔材料和措施，很好地处理了煤层中旳钻孔封孔不严旳难题， 因而目前也可在煤层中打钻测压。 • 封孔旳措施有人工填料封孔、机械压入填料封孔、胶圈封孔、 胶囊密封液封孔和三相泡沫密封煤层钻孔等。只要封孔严密， 直接测定法能测出精确旳瓦斯压力值，应用普遍。
煤层瓦斯含量的测定依据
煤层瓦斯含量的测定依据1矿井概况唐口矿井位于山东省济宁市西郊 , 济宁地堑西侧北部。
东界为济宁断层 , 西界为嘉祥断层, 由此构成本区的地堑构造。
区内次级构造以南北向、北向断层为主 , 局部因受南北二侧东西向构造带控制, 也存有少量东西向断层。
区内则以北东向断层居多。
本井田含煤地层为二迭系山西组和上石炭统太原组, 主要可采煤层 3 (3 上 , 3 下 ), 16, 17, 平均总厚 9.76m。
目前开采 3 上煤层 , 位于山西组中部 ,属低灰、特低硫、特低磷、高熔～难熔融灰, 结焦性能好的气煤。
2煤层瓦斯参数测定2.1 3 上煤层瓦斯含量测定根据唐口煤矿现有条件, 采用直接法对煤层的原始瓦斯含量进行测定。
分别在西部胶带运输巷迎头、北部胶带运输大巷迎头、 2303轨道巷迎头、2301外切眼迎头 4个地点 , 共采集 4个煤样进行瓦斯含量测定。
通过现场煤样瓦斯解吸的测定和图解法对煤样损失量的计算, 得出煤样解吸瓦斯,煤样残存瓦斯含量测定在实验室进行 , 包括煤样粉碎前常温脱气、煤样粉碎前加热脱气和煤样粉碎后加热脱气 3个过程, 三者之和为煤样残存瓦斯量。
斯量与残存瓦斯量之和 , 如表 3。
平均为 2.12m3/t。
2.2 3 上煤层瓦斯压力测定及透气性系数计算 2.2.1 3 上煤层瓦斯压力测定煤层瓦斯压力测定与煤层透气性系数测定计算, 在西部风大巷和辅助运输石门 (2)内各选择 1个测点。
2.2.2透气性系数计算煤层透气性系数是衡量煤层中瓦斯流动难易程度的重要指标, 是评价煤层瓦斯能否实行预抽的基本参数。
通过测定煤层瓦斯径向不稳定流量来计算煤层透气性系数。
将有关数据代入径向不稳定流量计算煤层透气性系数公式 , 算得 3 上煤层透气性系数为0.1675(MPa)。
2.2.3 3 上煤层钻孔瓦斯流量衰减系数测定根据煤层瓦斯流动理论分析, 煤层钻孔的瓦斯涌出量随着时间的延长呈衰减变化。
钻孔瓦斯流量衰减系数是评价煤层瓦斯预抽难易程度的一个重要指标。
瓦斯相关名词解释
瓦斯相关名词解释
式中：q——在给定温度下，瓦斯压力为p时，单位质量煤体的表面吸附的瓦斯体积， m3 /t或mL/g； p——吸附平衡是的瓦斯压力MPa； a，b——吸附常数。a为在给定温度的饱和吸附瓦斯量或最大极限吸附量，即 a=qmax，m3 /t或mL/g，据实际测定，一般为14～55 m3 /t。b为朗缪尔常数， MPa-1，一般为0.5～5.0 MPa-1，1/b是当q/ qmax=1/2时的压力。 吸附常数的值取决于煤体内碳、水分和灰分的含量以及吸附气体的种类和温度。
44
瓦斯相关名词解释
五、煤层透气性 煤是一种多孔介质，在一定压力梯度下，气体和液体可以在煤体内流动。煤 层通气性反映了煤层中流体的流动能力。透气性越大，瓦斯在煤层中流动越 容易。煤层的透气性是很低的，瓦斯在煤层中的流速也很小，每天仅几厘米 到几米。
55
瓦斯相关名词解释
六、瓦斯吸附常数a、b 成煤过程中生成的瓦斯以游离和吸附这两种不同的状态存在于煤体中，通常称 为游离瓦斯和吸附瓦斯。 吸附状态的瓦斯主要吸附在煤的微孔表面上（吸着瓦斯）和煤的微粒结构内部 （吸收瓦斯）。描述吸附等温线最常用的数学关系式，是朗格缪尔于1916年导 出的单分子层吸附方程，即：
瓦斯相关名词解释
一、煤层瓦斯含量 是指单位质量或体积的煤层中在一定温度和压力条件下所含有的瓦斯量， 及游离瓦斯和吸附瓦斯的总和，以m3 /m3（煤）或m3 /t（煤）表示。煤 层瓦斯含量是计算瓦斯储存量与瓦斯涌出量的基础，也是预测煤与瓦斯突 出危险性的重要参数之一。
1
瓦斯相关名词解释
二、钻孔瓦斯流量衰减系数 是钻孔瓦斯流量随时间延续呈衰减变化关系的系数，是表征钻孔自然瓦 斯涌出特征的重要参数，是评价预抽煤层瓦斯难易的重要指标之一。
矿井瓦斯
名词解释瓦斯含量：单位质量煤中所含瓦斯体积残余瓦斯含量：当煤层受到采动等因素的影响或瓦斯抽采后，煤层中剩余瓦斯含量瓦斯压力：是指煤层孔隙中所含游离瓦斯呈现的压力，即瓦斯作用于孔隙壁的压力残余瓦斯压力：煤层受采动、瓦斯抽采及认为鞋亚后残存的瓦斯压力。
煤的孔隙率：煤的总孔隙体积占相应煤的体积的百分比挥发分：煤样在规定条件下隔绝空气加热，煤中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态（此时为蒸汽状态）和气态产物，这些产物称为挥发物。
挥发物占煤样质量的分数成为挥发分产率或简称为挥发分挥发分与煤变质程度的关系：,煤化程度越低,挥发分越高,随着煤化程度加深,挥发分逐渐降低吸附等温线：指在某一固定温度下，煤的吸附瓦斯量随瓦斯压力变化的曲线煤的吸附饱和度：吸附瓦斯量与煤极限吸附瓦斯量之比瓦斯绝对涌出量：单位时间从煤层和岩层以及采落的煤（岩）体所涌出出的瓦斯体积，单位为m3/d或m3/min：相对瓦斯涌出量：矿井正常生产条件下，平均日产一吨煤所涌出的瓦斯量煤的透气性：煤层透气性表征煤层对瓦斯流动的阻力，它反映着瓦斯沿煤层流动的难易程度，通常用透气性系数表示煤的透气性系数物理意义：常用的单位为㎡/MPa2.d，其物理意义是在1m长的煤体上，当压力平方差为1 MPa2时，通过1㎡煤体的断面，1昼夜流过的瓦斯量(m3)钻孔流量衰减系数：是表示钻孔瓦斯流量随时间延长呈衰减变化的系数矿井(采区)抽采率：指矿井(采区)的抽出瓦斯量占其风排瓦斯量与抽采瓦斯量之和的百分比预抽：是在开采煤层采掘之前，预先抽采煤体中的瓦斯的方式，属于未卸压煤层的瓦斯抽采；是通过巷道或钻孔抽采未受采动影响或未经人为松动卸压的煤层中瓦斯的方法。
边采(掘)边抽：是在未经预抽、或虽经预抽尚未达到最佳效果，包括抽采钻孔数量不够和预抽时间不足等原因致使采掘过程中瓦斯涌出量仍然很大的情况下，在采掘工作进行过程中同时进行抽采瓦斯工作的抽采方式强化抽采：是针对一些透气性极低、采用常规的预抽方式尚难奏效的煤层而采取的抽采方式钻孔的有效抽采半径：是指在规定的抽采时间内钻孔抽采瓦斯的有效影响范围，其范围之大小与煤质、瓦斯等因素有关，应从实际抽采中测定其他影响煤层瓦斯含量的因素：煤田地质史、煤层围岩性质、煤的变质程度、地质构造、煤层埋藏深度、水文地质条件、煤层露头影响煤的透气性(渗透性)的因素：煤的孔隙结构、煤的裂隙、地应力、煤的水分煤层瓦斯赋存状态及其影响因素：（1）游离状态（也称自由状态），这种瓦斯以完全自由的气体状态存在于煤体或围岩的较大裂缝、孔隙或空洞之中。
融安煤矿煤层瓦斯基础参数测定(完成)
云南省镇雄县融安煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告中国矿业大学云南方圆中正工贸有限公司二〇一〇年四月项目完成单位：中国矿业大学云南方圆中正工贸有限公司项目负责人：杨胜强中国矿业大学教授博导李一波198煤田地质勘探队瓦斯治理院院长工作人员：王东江中国矿业大学讲师胡新成中国矿业大学讲师周秀红中国矿业大学讲师孙祺中国矿业大学讲师肖化金中国矿业大学讲师尹新辉198煤田地质勘探队瓦斯治理院副院长邓小松198煤田地质勘探队工程师赵仁兴198煤田地质勘探队工程师李继奇198煤田地质勘探队工程师瓦斯是煤矿的主要自然灾害之一，长期以来严重威胁着煤矿的安全生产和影响着矿井的经济效益。
瓦斯赋存、瓦斯涌出及其防治技术的研究一直是我国煤矿，特别是高突瓦斯矿井的研究课题。
近几年来，少数低瓦斯矿井由于瓦斯规律不明，对突发的局部瓦斯异常涌出常疏于防范，连续发生重大瓦斯事故，给国家和人民的生命财产造成巨大损失；因此，瓦斯研究工作日益受到人们的重视。
融安煤矿位于云南省镇雄县境内，C5b、C6a煤层为融安煤矿的主采煤层，该矿原设计矿井生产能力为15万吨/年，现欲把矿井生产能力扩建为30万吨/年，因此需要了解C5b、C6a煤层的瓦斯基础参数，C5b、C6a煤层瓦斯参数的测定是否准确决定着融安煤矿今后的生产安全状况，决定着融安煤矿各种通风安全设备和设施的投资是否合理，因此，为保证将来采掘工作面的安全生产，确定主采煤层的煤与瓦斯突出危险性、瓦斯的最终来源，找出融安煤矿主采煤层的瓦斯赋存、运移和涌出规律，必须进行C5b、C6a煤层瓦斯基础参数的测定与分析工作。
另外，融安煤矿的煤层瓦斯基础参数和瓦斯涌出状况的测定，为进一步摸清该矿的原始瓦斯含量、瓦斯分布情况及突出危险性，同时也可为今后制定切实可行的瓦斯防治措施提供理论依据。
本报告首先叙述融安煤矿的生产地质概况、然后在学习瓦斯有关理论的基础上，针对融安煤矿C5b、C6a煤层的具体情况，把C5b、C6a煤层的瓦斯基础参数测定分为现场瓦斯参数测定和实验室瓦斯参数测定两部分。
瓦斯区域治理三年规划
瓦斯区域治理三年规划根据矿井三年采掘接替情况，在完善矿井各系统的同时，采用强力推进以深孔抽放为主的区域治理工程，确保通过三年区域瓦斯治理，真正实现“不掘突出头、不采突出面”，使我矿煤巷掘进不受瓦斯制约、单进大幅提高;解放层回采前能充分消突，安全顺利回采。
逐步实现“采、掘、抽”良性循环的局面，并使矿井年产量稳步达到设计能力(15万吨)。
一、矿井概况1.矿井基本情况纳雍县勺窝乡雍和煤业位于纳雍县城西南的勺窝乡，直距约24千米，行政区划属勺窝乡管辖;矿区总体为—单斜构造产出，地层走向北西东南向;矿山距水城至纳雍的213省道13km，距县城28km，距川滇铁路滥坝火车站62km,距纳雍火电厂32km。
交通较为方便。
原纳雍县四通煤矿为2010年3月永贵全资整合矿井，2010年7月注册成为贵州雍和煤业有限公司。
矿井2009年鉴定为低瓦斯矿井，2010年鉴定为高瓦斯突出矿井,可采煤层十层，解放煤层为3#煤层，根据贵州煤田地质局实验室2005年4月26号提交的鉴定报告，3#、4#煤层为容易自燃煤层，其它为不自燃煤层，3#、4#煤层为煤尘具有爆炸性，其它煤层煤尘为无爆炸性。
矿井核定生产能力15万吨，可采储量421万吨，服务年限21年。
矿井开拓方式为暗斜井多水平上、下山开拓，现为新建矿井，2010年7月21日联合试运转批复，2010年10月29日省安监局同意《安全生产许可证》。
井田南北走向长0.64—0.88km，东西倾向宽2.01—2.15km，井田面积1.721km2。
所采煤层为3#煤层。
采煤方法为倾斜长壁顶板全部垮落法开采。
3#煤煤层结构复杂，煤层厚度1.5—2.0m，一般在1.8m,局部1.6—3.8m,偶发育一层0.2m夹矸，为黑色泥岩或砂质泥岩。
1907年---2010年3月本矿一直为一贵州籍个体老板所属，2007年煤炭地质局对该矿鉴定为低瓦斯矿井,2009年9月在掘进主井延伸巷时，距主井底150米处石门揭煤时，发生了第一次煤与瓦斯突出事故。
瓦斯基础参数测定
1.煤层基础参数现场测定实验方案1.1煤层瓦斯压力1.1.1测试原理直接测定法是用钻机由岩层巷道或煤层巷道向预定测量瓦斯地点打一钻孔，然后在钻孔中放置测压装置、再将钻孔严密封闭堵塞并将压力表和测压装置相连来测出瓦斯压力。
如果在测定中能保证钻孔封闭严密不漏气，则压力表显示的数值即为测点的实际瓦斯压力，直接测定法的关键是封闭钻孔的质量。
根据封孔原理的不同，一般将封孔方法分为被动式与主动式。
本次采用主动式封孔技术。
主动式封孔测压其基本原理是：固体封液体、液体封气体，即采用液体作为封孔介质，以解决固体物不能严密封闭钻孔周边裂隙孔道的困难，并保持封孔液体的压力在测定过程中始终大于瓦斯压力，粘液在压力作用下渗入钻孔周边裂隙，杜绝瓦斯的泄漏；为了维持封孔液体的压力和防止液体向钻孔内渗透，在封孔液体段的两端用固体封闭钻孔，形成用固体封液体、用液体封气体的封孔系统。
实践表明：在石灰岩、砂岩和页岩岩层的钻孔中，均能严密封闭钻孔，准确测得煤层的瓦斯压力。
经过几十年的发展，目前主动式瓦斯测压封孔装置主要有：普通胶圈－压力粘液封孔测压仪、可变形胶圈－压力粘液封孔测压仪、胶囊－压力粘液封孔测压仪、胶圈（囊）－三相泡沫密封液测压仪等。
MWYZ系列化主动式煤层瓦斯压力测定仪主要由钢丝胶囊、护管和连接罐、尼龙压力管（瓦斯管、胶囊液管和压力粘液管）、储能罐和压力粘液罐、手动试压泵、粘液封孔材料以及测压仪表等配件组成。
1.1.2测定仪器测试仪器选用华北科技学院研发的MWYZ－IV型和MWYZ－III型主动式煤层瓦斯压力测定仪各一套。
具体技术参数如表1.1所示。
表1.1 测压仪参数表1.1.3测点布置为了最大限度反应原始状态下的瓦斯压力，选择测压地点时可参考以下原则：1）目标煤层周围无采空区，尽量选取在最近几年新开拓的岩石巷道；2）瓦斯压力测量地点一般选择在岩石比较完整，周边地质结构单一的岩巷中进行；测压钻孔及其见煤点应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围，测压煤层周围岩石致密完整、无破碎带；3）煤层50m范围内无断层和大的裂隙；岩层无淋水，岩柱（垂高）至少大于10m；4）同一地点测压应打两个测压钻孔，钻孔口距离应在其相互影响范围外，其见煤点的距离除石门测压外应不小于20 m。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
瓦斯含量、涌出量、抽放量、衰减系数
(一）
1、单孔瓦斯流量（m 3/min ）（钻孔瓦斯抽放量）
Q=K 1.S=K πDL K 1------瓦斯涌出速度或强度以（m 3/min.m 2）
D----钻孔直径
L-----钻孔长度
K 1值计算方法 K 1=q 0e -αt
q 0-----钻孔瓦斯涌出初速度 m 3/min.m 2
α－ 钻孔瓦斯流量衰减系数
t---时间
q 0计算方法 q 0=aX[0.0004V ad 2+0.16] m 3/min.m 2
式中a 取0.026
X 为煤层瓦斯含量
V ad 煤层挥发分
或者：q 0=0.59/1440 X
钻孔瓦斯涌出衰减系数
可以通过实测进行计算而得
3、钻孔抽放时间决定因素
①采掘布置允许的抽放时间，要达到抽采掘平衡
②瓦斯抽放率。
与瓦斯涌出量有关系，国家有相应规定
4、计算瓦斯含量两种方法：①直接法 采用钻孔取芯的地质钻孔取煤样方法采用解 吸仪进行计算。
②间接法。
利用实测某处瓦斯压力用公式反推瓦斯含量
X=bp 1abp +×e 31.011W
+n(t s -t) +k 10KP
（二）
第一节：瓦斯含量计算
1.1 主要原理是利用瓦斯压力计算瓦斯原始含量
瓦斯压力利用和深度的关系公式：P=(2.03-10.13) H (开采垂深及压力系数) 计算： 开采垂深取550m,，压力系数取2.6
通过间接法公式计算得在最低水平时：1#煤的瓦斯含量为：12.29m 3/min
第二节：区域抽采前的瓦斯含量
2.1回采工作面瓦斯涌出量计算：
q 采＝q 1+q 2
开采层相对瓦斯涌出量q 1=K 1 ×K 2 ×K 3 ×m(W 0-W C )/M
W0由上式可得；
W C残存瓦斯含量由公式计算而得，它与原煤的水分、灰分有直接关系
K1和K2和K3由围岩瓦斯涌出、工作面丢煤系数、采区内准备巷道预排瓦斯有关
残存瓦斯量为：W C为4.2m3/t （1#）；2.25 m3/t（2#）；2.37 m3/t（3#）
q1=9.21m3/t
邻近层瓦斯：开采1#煤时2#煤层涌入吨煤瓦斯量为： 3.26m3/t√√
开采1#煤层时，3#煤层涌入吨煤瓦斯量为：4.41m3/t
开采1#煤层时，围岩涌入瓦斯量为：9.21×15%＝1.38m3/t
邻近层总计：q2= 3.26+4.41+1.38＝9.05m3/t
累计：q采＝18.26m3/t
另外考虑瓦斯涌出不均匀性取回采工作面涌出系数为1.3
总相对瓦斯涌出量为：1.3×18.26＝23.74m3/t（与产量大小无关）
折合绝对瓦斯涌出量：23.74×910/1440＝15m3/min（与产量大小有直接关系）2.2掘进工作面瓦斯涌出量：
（1）掘进煤壁瓦斯涌出量q3=D×V×q0 ×2(√L/V-1)=0.95m3/min
（2）落煤瓦斯涌出量q4=S.V.r(W0-W c)＝0.59m3/min
绝对瓦斯涌出量总计q掘＝1.54m3/min
相对瓦斯涌出量总计1.54×1440/63.2=35.09m3/t(掘进的产量每天推算按63.2T)
2.3采区的瓦斯涌出量计算（工作面和2个掘进面）
q区=K’(∑q回Ai+1440∑q掘i)/A0
此处K’瓦斯采区涌出不均匀系数1.3
q回采面相对瓦斯涌出量
Ai为采面平均日产量
q掘为掘进面瓦斯相对涌出量
A0为采区产量.与回采面的日产量相同.
经计算二采区相对瓦斯涌出量为34.03m3/t
2.4矿井瓦斯涌出量计算（矿井以一个采区二个掘进面达产）
瓦斯除了本身一个采面之外，和两个掘进面之外，另还要考虑其它采区涌入瓦斯
q=K’’’’(∑q区Ai)/∑A i
矿井相对涌出量为：1.3×(34.3×910)/910=44.24m3/t（考虑其它涌入系数）
矿井绝对涌出量：44.24×910/1440=27.96m3/min
2.5抽采率的确定：
因矿井绝对瓦斯涌出量为27.96m3/min在20－40之间故选择矿井抽采率达到35%为目标。
M1煤层抽采后瓦斯含量为12.29×（1－35%）＝7.99m3/t（达到了消突目的）
第三节区域抽采后矿井的瓦斯涌出量
3.1区域预抽后工作面瓦斯涌出量
开采层相对瓦斯涌出量
q1=1.3×1.03×0.85×1.12/1.12×(7.99-4.20)=4.31m3/t
邻近层相对瓦斯涌出量
q2-1=2.64m3/t q3-1=3.54m3/t 邻近层4.31×15%＝0.65m3/t 累计6.83m3/t
3.26
4.41 0.65 8.32？
q采＝4.31+6.83＝11.14m3/t考虑涌入不均衡性取1.3系数得
工作面在预抽后相对瓦斯涌出量为：14.48m3/t；
绝对涌出量为：9.15 m3/min
3.2 区域预抽后掘进面瓦斯涌出量
q3= m3/min q4= m3/min
绝对涌出量：q掘＝0.75m3/min
相对涌出量：q掘＝0.75×1440/63.2 t =17.09m3/t (掘进的产量每天推算按63.2T)
3.3 区域预抽后采区瓦斯涌出量计算
q区=1.3×(14.48×910+1440×0.75×2)÷910=21.919m3/t
3.4区域预抽后矿井的瓦斯涌出量
相对涌出量：q井=21.91×910/910×1.3=28.48m3/t
绝对涌出量：q=28.48×910/1440=18m3/min
第四节：高负压抽采量、低负压抽采量确定
4.1高负压抽采量：由于只是对1# 煤层抽采，2#和3#未进行抽采，故抽放前后邻近层的瓦斯涌出量未变，只是本煤层的瓦斯量发生变化，故区域预抽前矿井的绝对瓦斯涌出量－区域预抽后矿井的绝对瓦斯涌出量就是高负压（本煤层预抽量）抽采量27.96－18＝9.96 m3/min，抽采率为9.96÷27.96＝3
5.62% ，风排64.38%
8.32
4.2低负压抽采量：采空区的抽采量主要抽采邻近层的瓦斯量8.88m3/t折算绝对瓦斯涌出量
5.61m3/min
4.3矿井瓦斯抽采率：（9.96+
5.61）÷27.96＝55.68% （是否过高，因为低负压有一部分是
．．．．．．．．．．．．．．．
风排的？）
．．．．．
4.4矿井高低负压系统的技术参数
高负压：抽采量为9.96m3/min 出口压力为5Kpa 孔口负压为15Kpa 另加中间管道阻力低负压：抽采量为5.61m3/min 出口压力为5Kpa 孔口负压为5kpa 另加中间管道阻力按国家规定高负压瓦斯浓度不低于35%，低负压瓦斯浓度不低于15%
第五节抽放管路系统的计算
5.1 管径的计算
D=0.1457√KQ/V
高负压：K取1.5，
Q取混合量9.96/35%=42.69m3/min
V取经济流速10m/s
得：高负压主管＝0.3011m
低负压主管＝0.345m(低负压主管流量为56.1，其它一样)，考虑高低负压留有一定余量取300mm主管
关于高负压和低负压主管流量、浓度、经济流速取值的说明：
根据《煤矿瓦斯抽放规定》对于高负压瓦斯抽放其瓦斯浓度必须达到30%以上，故取值
35%。
对于低负压必须达到15%，故取值15%。
其原因是因为高负压钻孔瓦斯是浓度较高的瓦斯，如果瓦斯浓度过低，则说明钻孔的封孔质量和管道气密性不好，存在漏气，抽放的空气量大，故瓦斯浓度低，同时流量大，负压低，抽放效果不好；
瓦斯泵的流量和矿井的瓦斯涌出量不相匹配，必然导致抽放的大部分是空气，瓦斯浓度降低，这就是为什么常常瓦斯泵主管高负压浓度达不到要求的另一介原因；
若瓦斯泵的气密性较好，则孔口真空度过高，而不是瓦斯泵的进口处的真空度过高。
孔口真空度越高，负压越大，抽放效果越好。
高低负压支管选择：采取同样计算公式，但是瓦斯纯量不一样，高负压支管（采面和掘进迎头）选择取支管瓦斯纯量为最大值的55%计算得0。
224m；低负压抽放（主要是采空区上隅角及采空区密闭）选取为62%，计算得0。
273m。
高负压支管流量：浓度仍为35%，流速仍为10，纯流量为5。
5 ，则流量为23.6m3/min 低负压支管流量：浓度仍为15%，流速仍为10，纯流量为3。
5，则流量为35m3/min 关于公式中的k值说明：1、瓦斯涌出量不均匀，作为不均匀系数。
2、瓦斯浓度低达不到要求取值进行调节。
二、抽放阻力的计算：
①管道阻力损失按下列公式计算：H=9.81（LQ2∆/K0 D5）
计算高负压抽放管道阻力损失
计算低负压抽放管道阻力损失
②局部阻力损失：按管道阻力损失的20%计得高负压和低负压管道阻力
③总阻力计算结果为上述两者之和。