矿井瓦斯出量预测.doc

矿 井 瓦 斯 防 治 课 程 设 计 专业班级：安全11-1 姓 名：郭 旭 朝 学 号：311101010109 指导老师：王兆丰 王立国 设计时间：2014.7.1 矿井瓦斯涌出量预测 已知某矿煤系地层从上到下有2号煤层、3号煤层，煤层倾角均为12°。煤质为瘦煤，挥发分分别为17.19%和16.45%。2号煤层厚2.6m，平均瓦斯含量为12m3/t。3号煤层厚2.8m，预测的瓦斯含量等值线如图1所示。两个煤层之间距离为45m。该矿首先采用上山开采3号煤层，共布置一个采区。目前采区内布置有1个回采工作面（101工作面）、一个准备工作面（102工作面）和2个掘进工作面（106回风顺槽和进风顺槽）。101-105工作面设计长度均为150m，走向长度为1200m。掘进巷道的长度均为1200m，巷道断面积为12m2。掘进工作面月进尺250m。 工作面采用走向长壁后退式采煤法，顶板管理采用全部垮落法。 试预测该矿井最大瓦斯涌出量，并判断该矿井的瓦斯等级。 图1 矿井采掘工程平面图 分源预测法 一、回采工作面瓦斯涌出量 回采工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表达，以24h为一个预测圆班，采用式（1）计算。 （1） 式中 ——回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t； ——开采煤层相对瓦斯涌出量，m3/t； ——邻近煤层相对瓦斯涌出量，m3/t。 （1）开采层瓦斯涌出量 由题目中可知开采煤层为中厚煤层，所以采用薄及中厚煤层不分层开采，此时开采煤层瓦斯涌出量可由式（2）计算。 (2) 式中 ——开采煤层相对瓦斯涌出量，m3/t； —围岩瓦斯涌出系数，为1.1~1.3。全部垮落法管理顶板，碳质组分较多的围岩，可取1.3，本题目中即为全部垮落法管理顶板，故取1.3； —工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算。回采率取0.85。 — 采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数； m—开采层厚度，m； M—工作面采高，m；由于煤层倾角不是很大，按煤层厚度计算； —煤层原始瓦斯含量，m3/t； —煤的残存瓦斯含量，m3/t。 采面巷道预排瓦斯影响系数 ： 采用长壁后退式回采时 ： (3) 式中 L—工作面长度，m； h—掘进巷道预排等值宽度，m，按课本表4-2取值。巷道煤壁暴露天数按200d考虑，煤质为瘦煤，所以h取值为15.4m； 所以。 由于工作面采高按煤层厚度计算，所以2号煤层和3号煤层的值均为1。 （2）煤层原始瓦斯含量和残存瓦斯含量的选定 煤的残存瓦斯含量可由课本表4-1查得，3号煤层的挥发分分别为16.45%，则查表可得其值均为4到3，这里取3.5。 原始瓦斯含量： 3号煤层由预测瓦斯含量等值线可知，按101工作面平均瓦斯含量为10m3/t。 所以3号煤层瓦斯涌出量=1.310.850.795（10-3.5）=7.90m3/t。 （3）邻近层瓦斯涌出量 邻近层瓦斯涌出量采用式（4）计算。 （4） 式中 ——第i个邻近层煤层厚度，m； M——工作面采高，m； ——第i个邻近层瓦斯涌出率，% ； ——第i个邻近层煤层原始瓦斯含量，m3/t；2号煤层的平均瓦斯含量为12m3/t。 ——第i个邻近层煤层残存瓦斯含量，m3/t。 先开采3号煤层，那么2号煤层就作为邻近层，两个煤层之间距离为45m，煤层倾角为12°，是缓倾斜煤层。由课本图4-2 邻近煤层瓦斯排放率与层间距的关系曲线查得值为15%。 邻近层煤层残存瓦斯含量： 2号煤层的挥发分为17.19%，由课本表4-1查表得值为4到3，这里取3.8。 所以邻近煤层瓦斯涌出量为=（12-3.8）10.15=1.23 m3/t。 回采工作面瓦斯涌出量==7.54+1.23=8.77 m3/t。 二、掘进工作面瓦斯涌出量 绝对工作面瓦斯涌出量预测用绝对瓦斯涌出量表达，采用式（5）计算。 （5） 式中 —掘