第二章 瓦斯涌出量预测方法.doc

第二章 瓦斯涌出量预测方法 第一节 概述 矿井瓦斯涌出量是指矿井生产过程中涌入采掘空间及抽放瓦斯量之和，可用绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量两个参数来表示。绝对瓦斯涌出量是单位时间内涌出的瓦斯体积，单位通常以m3/min表示；相对瓦斯涌出量是指在正常生产条件下，每采1t煤涌出的瓦斯体积，以m3/t表示。我国现有国有重点煤矿600多个，其中高瓦斯和突出矿井约占一半。在1985-1995年期间，国有重点煤矿的瓦斯涌出量由31.2亿m3/a增至46.4亿m3/a，年平均增加瓦斯涌出量1.5亿m3。根据1994年矿井瓦斯鉴定资料统计，国有重点煤矿中有92个矿井的绝对瓦斯涌出量在30m3/min以上，其中5个矿井超过100m3/min。抚顺矿务局老虎台矿瓦斯涌出量为233m3/min，居全国首位。 矿井瓦斯涌出量预测是矿井通风、瓦斯抽放设计和瓦斯管理必不可少的基础工作。现用矿井瓦斯涌出量预测方法可概括为两大类，一是矿山统计法，二是煤层瓦斯含量预测法。矿山统计法的实质是根据生产矿井不同生产水平的实测瓦斯资料，经过分析得出瓦斯涌出量随开采深度的变化规律。根据该规律推算深部水平或邻近新矿井的瓦斯涌出量。煤层瓦斯含量预测法的实质是按照矿井生产过程中瓦斯涌出源的多少、各个涌出源瓦斯涌出量的大小来预测矿井、采区、回采面和掘进工作面等的瓦斯涌出量。各个瓦斯源涌出瓦斯量的大小是以煤层瓦斯含量、瓦斯涌出规律及煤层开采技术条件为基础进行计算确定的。这一方法又称矿井瓦斯涌出量分源预测法。 抚顺分院根据多年的现场和试验室试验研究，于“八五”期间提出了分源预测法。将矿井瓦斯源归纳为以下6个：开采层瓦斯涌出、邻近层瓦斯涌出、生产采区采空区瓦斯涌出、已采采空区瓦斯涌出、掘进工作面煤壁瓦斯涌出和掘进工作面落煤瓦斯涌出。并给出了上述6种瓦斯源的瓦斯涌出量计算方法。 第二节 掘进工作面瓦斯涌出量预测 掘进工作面的瓦斯由巷道煤壁和掘进落煤两部分组成，一般可用下式计算： Q= q3 +q4 （2-2-2-1） 式中 Q——掘进工作面瓦斯涌出量，m3/min； q3——掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min； q4——掘进落煤瓦斯涌出量，m3/min。 一、掘进巷道煤壁瓦斯涌出量预测 （2-2-2-2） 式中 q3——掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min； n——煤壁暴露面个数，单巷掘进时，n=2； m0—— 煤层厚度，m； ——巷道平均掘进速度，m/min； L——巷道长度， m； qo——煤壁瓦斯涌出初速度, m3/m2·min；无实测值时可按下式计算: ……（2-2-2-3） Vr——煤中挥发份含量, %； W0——煤层原始瓦斯含量， m3/t。 二、掘进落煤的瓦斯涌出量预测 ……（2-2-2-4） 式中 q4——掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，m3/min； S——掘进巷道断面积，m2； ——巷道平均掘进速度，m/min； ——煤的密度，t/m3； ——煤层原始瓦斯含量，m3/t； —— 运至地表煤的残存瓦斯含量，m3/t； 三、综合机械化掘进工作面瓦斯涌出量 与普通掘进工作面的瓦斯涌出一样，综合机械化掘进工作面的瓦斯也是由巷道煤壁和掘进落煤两部分组成。而区别在于综合机械化掘进落煤瓦斯涌出形式表现是均匀的，且与落煤量、运煤速度、工作面长度有关。 1. 综合机械化掘进工作面巷道煤壁瓦斯涌出量 ……（2-2-2-5） 式中：q3--掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min； --巷道的煤壁周边长度，m； --巷道日平均掘进速度，m/d； L1--巷道长度，m； --瓦斯解吸强度衰减系数。 2．综合机械化掘进工作面掘进落煤的瓦斯涌出量 ……（2-2-2-6） 式中：q4--掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，m3/min； ——煤的密度，t/m3； s—掘进巷道断面积，m2； --巷道平均掘进速度，m/min； --运输机的运煤速度（一般取刮板运输机的速度），m/min； L2--运输机的运煤长度，m； --采落煤的极限瓦斯解吸强度，m3/m2.min； --瓦斯解吸强度衰减系数。 第三节 回采工作面瓦斯涌出量预测 回采工作面瓦斯由落煤、煤壁、采空区瓦斯涌出三部分组成。采空区瓦斯又由围岩瓦斯、厚煤层下分层瓦斯涌出两部分组成。 一、回采工作面瓦斯涌出量预测有关参数 （一） 厚煤层分层开采瓦斯涌出系数 厚煤层分层开采时，各分层的瓦斯涌出量是不同的。