瓦斯涌出量的计算

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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。

局部通风风量计算

局部通风风量计算

局部通风风量计算掘进工作面实际需要风量,按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气温、风速、人数以及局部通风机的实际吸入风量等规定分别进行计算,然后取其中最大值。

一、风量计算1、按照瓦斯涌出量计算:Q掘= 100×q掘× K CH4 m3/minQ掘= 100×0.2×1.6 = 32 m3/min式中:q掘—掘进工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量,m3/min;取0.2K CH4—掘进工作面瓦斯涌出不均衡备用风量系数,正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对瓦斯涌出量和月平均日绝对瓦斯涌出量的比值;取1.6.100——掘进工作面回风流中瓦斯的浓度不能超过1%的换算系数。

2、按照二氧化碳涌出量计算:Q掘=67×q掘×KCO2 m3/minQ掘=67×0.2×1.6=30 m3/min式中:q掘—掘进工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量,m3/min;取0.2K CO2—掘进工作面二氧化碳涌出不均衡备用风量系数,正常生产条件下,连续观测1个月,日最大绝对二氧化碳涌出量和月平均日绝对二氧化碳涌出量的比值;取1.667—掘进工作面回风流中二氧化碳的浓度不能超过1.5%的换算系数。

3、按炸药量计算(炮掘工作面采用硝酸氨炸药时计算,其它炸药不予计算):1) Q掘≥25×A m3/minQ掘≥25×15= 375 m3/min式中:A—掘进工作面一次爆破所用的最大炸药量,选取15kg。

25—每千克一级煤矿许用炸药需风量,m3/min•kg;2)掘进工作面炸药消耗量吹散炮烟进行风量计算?Q=7.8/t ×{A(SI)2}1/3=7.8/20 ×{35(18.2×300)2}1/3=336(m3/min)式中:Q—吹散炮烟所需要的风量m3/mint—吹散炮烟所需要的时间20minA—炸药量,取35Kg ?S—掘进断面,取18.2m2I—稀释炮烟长度,取300m4、按工作面人员数量计算:Q掘≥4×N m3/minQ=4×20=80 m3/min式中:N—掘进工作面同时工作的最多人数,取20人;4—每人需风量,m3/min•人5、按掘进工作面风流温度进行计算Q W=60×Uw×S×Kw m3/min;Q W=60×0.5×60×15.5×0.9=418 m3/min;式中:Q W—掘进工作面风量,m3/min ;Uw×—某t℃下,为创造良好的气候条件而得的最佳风速,取.0.5 m/sSw—掘进工作面平均过流断面,取15.5 m2;Kw—掘进工作面长度校正系数,取0.9经过计算,掘进工作面选取上述最大风量,取418 m3/min;二、风量验算,按风速进行验算:煤巷掘进工作面最低风速验算:Q煤掘= 418 ≥ 0.25×60×S掘m3/minQ煤掘≥0.25×60×15.5= 233 m3/min煤巷掘进工作面最高风速验算:Q煤掘= 418 ≤ 4×60×S掘m3/minQ煤掘=418 ≤ 4×60×15.5 = 3720 m3/min经验算Q煤掘= 418 ≥ 233 m3/min ;Q煤掘= 418 ≤ 3720 m3/min 符合《规程》规定。

三、红层区隧道瓦斯涌出量估算方法和判别标准

三、红层区隧道瓦斯涌出量估算方法和判别标准

红层区隧道瓦斯涌出量的估算方法和判别标准如下:
估算方法
红层区隧道瓦斯涌出量的估算方法比较复杂,需要根据实际情况采取不同的技术手段进行。

一般来说,可以采用以下几种方法进行估算:
(1)理论计算法:根据瓦斯生成量、渗透系数、孔隙度等参数,通过数学模型计算得到瓦斯涌出量。

(2)现场测量法:通过在隧道周围设置监测点、使用瓦斯检测仪等设备,在现场对瓦斯涌出量进行实时监测和测量。

(3)实验模拟法:通过在实验室中建立类似于隧道环境的瓦斯涌出模型,模拟瓦斯涌出过程,进而估算隧道瓦斯涌出量。

判别标准
在估算红层区隧道瓦斯涌出量的同时,还需要制定相应的判别标准,以便对瓦斯涌出的危险程度进行评估和控制。

一般来说,判别标准主要有以下几个方面:
(1)瓦斯涌出量的大小:瓦斯涌出量的大小是判断瓦斯危险程度的重要指标,常用的标准包括每秒钟涌出量、每小时涌出量等。

(2)瓦斯浓度的大小:瓦斯浓度也是评估瓦斯危险程度的重要因素,通常可根据相关规定和标准进行判定。

一般来说,瓦斯浓度超过0.2%就会产生爆炸危险。

(3)瓦斯来源的稳定性:对于红层区隧道而言,瓦斯来源的稳定性也是一个非常重要的判别因素,通过分析瓦斯来源的特点和地质情况,可以判断瓦斯涌出是否具有持续性和稳定性,进而采取相应的防治措施。

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。

绝对瓦斯涌出量

绝对瓦斯涌出量

11011工作面绝对瓦斯涌出量
根据瓦斯监测监控系统和瓦检员掘进期间瓦斯浓度最大值测定11011上付巷浓度为0.05%,11011下付巷浓度为0.05%;
贯通前11011上、下付巷实际测风结果:11011上付巷风量:520 m3/min,11011下付巷风量:508 m3/min。

根据绝对瓦斯涌出量公式:Q绝= Q风量×C瓦斯浓度
11011上付巷绝对瓦斯涌出量=Q(11011上付巷风量)×C(11011上付巷
3/min=0.133 m3/min;
瓦斯浓度)= 265×0.05%m
11011下付巷绝对瓦斯涌出量= Q(11011下付巷风量)×C(11011下付巷
3/min=0.128 m3/min;
瓦斯浓度)= 255×0.05%m
11011掘进工作面绝对瓦斯涌出量= Q绝11011上付巷+ Q 绝11011
3/min。

下付巷=0.133+0.128=0.261 m
贯通后,11011上付巷(回风)风量为520 m3/min,瓦斯浓度最大值为0.05%,根据公式Q绝=520×0.05%=0.26 m3/min;
综上所述:11011工作面绝对瓦斯涌出量= 0.26m3/min。

绝对瓦斯涌出量名词解释

绝对瓦斯涌出量名词解释绝对瓦斯涌出量是煤矿安全管理的重要参数。

它是指单位时间、单位面积、单位体积空间内的绝对瓦斯涌出量,是煤矿企业区域内各采掘作业地点的瓦斯涌出量的总和。

通常以立方米、立方分米、立方米/小时、立方米/时、立方米/分、立方米/秒等为单位进行计算。

如果用可燃体计算时则用每升可燃体的绝对瓦斯涌出量( mg/m3)来表示,即mg/m3=k/v,其中k表示煤的发热量, m表示煤的容重, v表示瓦斯涌出量,瓦斯涌出量单位是立方米/分或立方米/小时。

绝对瓦斯涌出量的意义在于表示煤矿井下一定时间内绝对瓦斯涌出量的总和。

因为在生产过程中各地点所测定的瓦斯含量是不同的,所以一般只计算瞬间瓦斯涌出量,而绝对瓦斯涌出量的大小可反映一个地点的绝对瓦斯涌出量的多少。

计算公式如下:绝对瓦斯涌出量=100%基础风速时抽采井巷内的绝对瓦斯涌出量+20%基础风速时抽采非采掘工作面上隅角或其他有瓦斯积聚危险处的绝对瓦斯涌出量+ 20%基础风速时抽采局部瓦斯抽放孔或其他有瓦斯积聚危险处的绝对瓦斯涌出量+抽放量在5米/秒以上的区域内的绝对瓦斯涌出量。

那么什么是绝对瓦斯涌出量呢?简单地说,绝对瓦斯涌出量就是一个地点的所有风流中,瓦斯涌出量的总和。

这样,你们明白了吧!绝对瓦斯涌出量的计算,要知道瓦斯的涌出量应该是随着瓦斯浓度和风流的速度改变而改变的,这时就要用到风速系数,由此可见绝对瓦斯涌出量也跟当地的气候状况相关。

绝对瓦斯涌出量也叫做瓦斯绝对涌出量,或者叫做绝对瓦斯涌出浓度,是指在某一时刻,地点或空间里的瓦斯绝对涌出量。

它是在规定条件下,由给定的装置在任意时间采集的样品中瓦斯的最大体积流量与给定时间内的瓦斯涌出量[gPARAGRAPH3]的比值。

因此,绝对瓦斯涌出量是指以样品的瓦斯涌出速率为基准所得到的单位时间内样品中瓦斯体积流量的最大值。

即:绝对瓦斯涌出量( g/m3)=Simn/t。

其中Simn表示单位时间内的瓦斯体积流量, t表示时间,取样时间一般取t=30分钟,然后换算成g/m3。

瓦斯涌出量的表示方法(一)

瓦斯涌出量的表示方法(一)瓦斯涌出量的表示方法1. 什么是瓦斯涌出量?瓦斯涌出量是指在矿井或其他地下工作场所中,由煤矿瓦斯或其它可燃气体通过通风系统排放出来的气体的数量。

瓦斯涌出量的准确表示对于工作场所的安全管理至关重要。

2. 表示方法体积法瓦斯涌出量最常见的表示方法之一是体积法,即以每分钟涌出的气体体积表示。

体积法的单位通常是立方米/分钟,简写为m³/min。

这种表示方法适用于连续涌出的气体,可以直接通过流量计来测量。

百分比法另一种常见的表示方法是百分比法,即以瓦斯涌出量占总通风量的百分比表示。

这种表示方法适用于在总通风量已知的情况下,通过瓦斯含量测量仪器来计算涌出量的百分比。

频次法频次法是一种相对简单但有效的表示方法,它以瓦斯涌出的次数来表示。

例如,可以以每小时涌出次数或每天涌出次数来进行表示。

这种方法在提醒人们注意频繁涌出的情况时很有用。

累计法累计法是一种基于时间的表示方法,它以瓦斯涌出的累计量来进行表示。

可以以每小时、每天或者每月的累计涌出量来衡量。

这种方法对于掌握长时间内瓦斯涌出的趋势非常有帮助。

3. 如何选择合适的表示方法?选择合适的瓦斯涌出量表示方法应综合考虑以下因素:瓦斯涌出模式根据瓦斯涌出的模式,如果是连续涌出,体积法是一个较好的选择。

如果是间断涌出,则可以选择频次法或累计法。

测量工具和设备的可用性根据实际情况,需要考虑测量工具和设备的可用性。

如果没有合适的流量计或测量仪器,可以选择其他更容易获取数据的方法,如百分比法或频次法。

数据记录和分析需求不同的表示方法提供不同的数据记录和分析需求。

如果需要对瓦斯涌出趋势进行长时间的分析,累计法可能是更合适的选择。

如果只是简单地了解瓦斯涌出的频繁程度,频次法可能足够。

综上所述,选择合适的瓦斯涌出量表示方法应根据实际情况综合考虑瓦斯涌出模式、测量工具和设备的可用性以及数据记录和分析需求。

不同的方法在不同的情境下都有其优劣之处,需要合理选择。

瓦斯涌出量的计算

1、回采工作面瓦斯涌出量回采工作面瓦斯涌出量由开采层(包括围岩)和邻近层两部份组成,计算公式如下:q 采=q/q2式中:q采一一回采工作面相对瓦斯涌出量,m3/t;q 1——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、开采层瓦斯涌出量q = K义K义K义—义(W—W ) 1 1 2 3 M0 c式中:K1——围岩瓦斯涌出系数;K——回采工作面丢煤涌出系数,其值为回采率的倒数; 2K3——顺槽掘进预排系数,后退式回采,K3= (B-2b) / B;B ——回采工作面长度,m;b ——顺槽瓦斯预排宽度,m;m——开采层厚度,m;M——工作面采高,m;W0——煤层原始瓦斯含量,m3/t;W c——煤层残存瓦斯含量,m3/t。

2、邻近层瓦斯涌出量nM m ,、q =工♦义”义(W一W ) 2 M i0 i cii=1式中:q2——邻近层相对瓦斯涌出量,m3/t;七一一邻近层瓦斯排放率,%;W0i——各邻近层原始瓦斯含量,m3/t;W ci——各邻近层残存瓦斯含量,m3/t;m i——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掘进工作面瓦斯涌出来源包括两部份,一是暴露煤壁涌出瓦斯,二是破落煤 块涌出瓦斯,其涌出量计算公式如下:q 掘F3Rq 3=DXVXq Q X (2^!—-1) q 4=SXVXyX (W o -W )式中:q 掘一一掘进面绝对瓦斯涌出量,m 3/min ;q 3——掘进巷道煤壁绝对瓦斯涌出量,m 3/min ; q 4——掘进巷道落煤绝对瓦斯涌出量,m 3/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 ;q o ——掘进面煤壁瓦斯涌出初速度,m 3/ (m 2-min );q 0=0.026 [ 0.0004X (V r )2+0.16 ] XW 0 式中:V r ——掘进煤层原煤挥发份,%S ——掘进煤巷断面积,m 2; Y ——原煤容重,t/m 3; 其余符号意义同前。

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(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 -αtq 0-----钻孔瓦斯涌出初速度 m 3/min.m 2α- 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0.026X 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 )/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#);2.37 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1.3q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。

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1、回采工作面瓦斯涌出量回采工作面瓦斯涌出量由开采层(包括围岩)和邻近层两部份组成,计算公式如下:q 采=q1+q2式中:q采-回米工作面相对瓦斯涌出量,m/t ;Tr- VF- f≡中⅛m/t ;q 1开采层相对瓦斯涌出量,q2邻近层相对瓦斯涌出量,m/t ;1、开采层瓦斯涌出量q1=K1K2K3m(W0-W C)M式中:K1――围岩瓦斯涌出系数;K2――回采工作面丢煤涌出系数,其值为回采率的倒数;K3――顺槽掘进预排系数,后退式回采,K3= (B-2b) / B ;B ――回采工作面长度,mb——顺槽瓦斯预排宽度,mm—开采层厚度,mM—工作面采高,mW—煤层原始瓦斯含量,m/t ;W 煤层残存瓦斯含量,m/t O2、邻近层瓦斯涌出量n m∙q2 L i (W oi -W Ci)y M式中:q2—邻近层相对瓦斯涌出量,m/t;i――邻近层瓦斯排放率,%W—各邻近层原始瓦斯含量,m/t ;W—各邻近层残存瓦斯含量,m/t ;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=q 3+c μq 4=S × V × Y × (W 0 — W)式中:q 掘 ---掘进面绝对瓦斯涌出量,mVmin ;q 3 掘进巷道煤壁绝对瓦斯涌出量,m 3∕min ; q 4 掘进巷道落煤绝对瓦斯涌出量,m ι∕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/mi n ; L --- 掘进煤巷长度,m q o 掘进面煤壁瓦斯涌出初速度,m/ (m ∙ min );q °=0.026 [ 0.0004 × (V r)2+0.16 ] ×W o式中: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/m 3;其余符号意义同前。

3、采区瓦斯涌出量计算K Σ q 采 i A +1440∑ q 掘 iIi=Ii=1JA 0式中: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q 3=D × V ×q o × (2-1)是暴露煤壁涌出瓦斯, 二是破落煤f n、K" ∑ q区i A oi I q2Jq井- n为A oi式中:q井矿井相对瓦斯涌出量,m/t ;q Ei -------- 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 ;K"――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 ×q Z (60 ×Q式中: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式中: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。

7.3瓦斯综合治理分析7.3.1 24202工作面瓦斯涌出量预测各煤层瓦斯参数表表7-7.3.1.2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∕t f •上覆2#煤平均厚度1.0m,原始瓦斯含量X2=10.65m3∕t f;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∕t f,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∕t f;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 ∙(X O- X C)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=0.89k4――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;3X0――本煤层原始瓦斯含量,取值10.89m/t ;X C――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÷3=16.46 (m /t)(2)邻近煤层相对瓦斯涌出量预计n Miq 邻=k^ i J (X0^X ci-k7i X°i)2 m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;M i ――第i个邻近煤层的煤层厚度;X0 i ――第i个邻近煤层原始瓦斯含量,m3∕t ;X C i ――第i个邻近煤层残存瓦斯含量;X ci 珂1 - i)(1-k7i)X°i,m3∕t;k7 i――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24 60X o ι=1O.65m 3∕t ,预抽率 k 7i =0,残存瓦斯含量 X ci =3.41m 3∕t ;上邻近层3#煤层瓦斯排放率 η =1.0,煤层厚度 M 2=1.2m ,原始瓦斯含量X o2=12.55m 3∕t ,预抽率 k 72=O ,残存瓦斯含量 X c2=3.50 m 3∕t ;下邻近层5#煤层瓦斯排放率TP =0.95,煤层厚度M 3=2.42m ,原始瓦斯含量X o3=12.O8m 3∕t ,预抽率 k 73=0,残存瓦斯含量 X c3=3.64 m 3∕t ;下邻近层6#煤层瓦斯排放率 η =0.80,煤层厚度 M 4=1.0m ,原始瓦斯含量33X 04=10.15m∕t ,预抽率 k 74=0,残存瓦斯含量 X c4=3.70 m ∕t 。

上邻近层2#煤层相对瓦斯涌出量:1.0 3q 邻 1=1.3 0.80 (10.65 - 3.41) =3.01(m 3∕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 =1.3 0.80 元(10.15 - 3.70) =2.68(m 3∕t)邻近层煤层相对瓦斯涌出量:3q 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3q 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:q 采 --- 回采工作面相对瓦斯涌出量,m 3∕t ;= 1.3 1.02.5(12.55 - 3.50) =5.65(m 3∕t)q 邻3=1.3 0.952.42 2.5(12.08 - 3.64) =10.09(m 3∕t)其中Qq 预计工作面绝对瓦斯涌出量,m3∕min ;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7-3-2 24202工作面瓦斯涌出量分源法预测结果相对瓦斯涌出量m3∕t瓦斯绝对涌出量日产量m3∕minq本q邻合计100016.4621.4337.8926.31150037.8939.47200037.8952.63300037.8978.947.3.1.3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378.94m ∕min。

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