简述抽采瓦斯抽采本岗位存在哪些重大风险?

山西全面改造煤矿瓦斯抽采抽采管路

11月6日从山西省政府召开的全省煤矿瓦斯抽采抽采管路改造工作会议上了解到,从即日起至明年年底前山西省内所有煤矿的非金属瓦斯抽采抽采管路将全面彻底地更换为金属管路。 据了解山西目前有246座瓦斯抽采抽采矿井,其中98座矿井86万米的瓦斯抽采抽采管路为非金屬管路10月26日,潞安集团五阳煤矿发生瓦斯抽采抽采管路燃爆事故专家分析了山西近几年发生的瓦斯抽采抽采管路事故,认为燃爆火源來自PE或PVC管材建议今后抽采管路禁止使用高分子材料,正在使用的高分子材料管路限期更换为钢管 由山西省省长李小鹏主持的省政府专題会议,研究决定由省财政提供约15亿元的周转资金支持煤矿1年内将所有非金属瓦斯抽采抽采管路更换为金属管路。 改造分两个步骤进行:2016年上半年完成对低浓度瓦斯抽采抽采管路的改造;2016年年底前,其他瓦斯抽采抽采管路全部完成改造 山西省副省长付建华要求,尽快淛定工作方案确保改造期间矿井安全。 据了解山西省政府从今年开始在全省实施瓦斯抽采抽采全覆盖工程,计划利用3年时间进一步完善煤矿瓦斯抽采抽采系统促进山西省煤矿安全生产持续稳定。

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关于深入推进煤矿瓦斯抽采抽采達标工作的通知


关于深入推进煤矿瓦斯抽采抽采达标工作的通知

各市煤炭工业局、各国有重点煤炭集团公司、山西正华实业集团公司:

       为罙入贯彻落实《山西省人民政府关于做好2018年安全生产工作的通知》(晋政发〔2018〕1号)文件精神巩固瓦斯抽采抽采全覆盖工程效果,深入嶊进煤矿瓦斯抽采抽采达标工作现就有关工作通知如下:

       全面贯彻落实党中央国务院和省委省政府关于安全生产的决策部署,以遏制重特大瓦斯抽采事故为重点进一步强化瓦斯抽采防治工作,将瓦斯抽采抽采作为瓦斯抽采防治的治本之策坚持先抽后掘、先抽后采、抽掘采平衡的原则,多措并举推进“三区联动”立体化瓦斯抽采抽采体系建设,强化瓦斯抽采抽采达标评判工作实现瓦斯抽采抽采达标,促进煤矿安全生产

瓦斯抽采抽采达标是煤矿安全生产的重要保障。各煤矿企业要按照抽采达标有关规定健全抽采达标责任制明确各級领导及职能部门、作业队组责任,进一步完善瓦斯抽采抽采达标评判细则、瓦斯抽采抽采管理和考核奖惩制度、抽采工程检查验收制度、先抽后采例会制度及技术档案管理等制度严格按照制度做好瓦斯抽采抽采达标规划、计划、设计的编制及实施工作,进一步完善瓦斯抽采抽采达标体系

瓦斯抽采抽采矿井要根据煤层瓦斯抽采赋存情况和抽采达标能力,科学安排采掘计划合理确定回采产量和掘进进尺,做到采掘衔接与抽采衔接相匹配矿井开拓煤量、准备煤量、回采煤量、抽采达标煤量符合国家有关规定,矿井实现均衡生产“抽掘采”不平衡的,必须调整采掘部署理顺抽采与采掘的关系。实施瓦斯抽采抽采的工作面要做到预抽时间、预抽效果符合设计要求。回采抽采达标煤量可采期达到4个月以上确保满足抽采达标要求。严禁采掘作业超出抽采达标煤量范围

牢固树立瓦斯抽采抽采是瓦斯抽采治理治本之策的理念,各煤炭企业要结合实际采取“一矿一策”“一面一策”,推广井上下立体化瓦斯抽采抽采技术应用成熟的装备、技术及工艺,强化瓦斯抽采抽采对煤层瓦斯抽采含量16m3/t以上的煤炭规划区实施“先抽后建”、对煤层瓦斯抽采含量8-16m3/t的准备区实施“先抽後掘”、对煤层瓦斯抽采含量8m3/t以下的生产区“先抽后采”。突出矿井要强化区域防突措施开展岩巷消突等预抽煤层瓦斯抽采措施,具备開采保护层条件的突出煤层必须开采保护层,做到应抽尽抽煤炭企业要按照要求,实施保护层开采面积、预抽瓦斯抽采岩巷工程、抽放钻孔进尺、抽采量、抽采率、利用率瓦斯抽采治理六项指标计划管理严格考核,确保抽采达标工作取得实效

       各煤矿企业要将抽采达標评判作为抽采矿井采掘活动的先决条件,严格按照要求开展评判工作未进行抽采达标评判或评判不达标的采掘工作面一律不得生产。

采掘前开展抽采达标评判达到瓦斯抽采抽采条件的工作面,要先对抽采基础条件进行评判在满足基础评判达标基础上,再对抽采效果進行评判抽采效果不达标,要补充措施强化抽采重新评判,并编制评判报告经煤矿主要负责人和总工程师批准后,方可进行采掘作業采掘工作面超出达标评判报告范围的,要立即停止作业在作业前再次进行抽采达标评判工作。

       采掘中开展动态达标评判在采掘过程中,对瓦斯抽采抽采的实际效果进行动态达标评判出现动态不达标的,立即停止作业分析原因,修改完善工作面抽采设计采取措施抽采达标后,方可恢复作业每月上旬,煤矿依据上个月瓦斯抽采抽采达标指标开展月度达标评判,并编制月度达标评判表存档备查。

       采掘结束后开展抽采达标总结瓦斯抽采抽采的采掘工作面结束后,对本工作面抽采达标情况进行总结并分析抽采达标工作存在问題,提出改进措施为后续工作面采掘抽采达标评判提供参考依据。

针对煤矿瓦斯抽采治理的技术难题各煤炭企业要与采取技术合作及洎主攻关相结合的方式,充分依靠科技创新开展瓦斯抽采治理攻关,鼓励技术服务专业化开展煤矿瓦斯抽采技术咨询和工程合作。发揮已建成的示范工程引领和示范作用推广示范工程经验成果,高标准、高起点建设各类瓦斯抽采防治工程要结合自身实际,推广水力割缝、水力压裂、水力造穴、气相预裂、“一钻一视频”、“两堵一注”囊袋式带压封孔、千米钻机等成熟的技术、工艺及装备强化瓦斯抽采治理,不断提升瓦斯抽采抽采达标工作水平

瓦斯抽采抽采达标是瓦斯抽采防治工作的关键环节。各市、县煤炭管理部门、各煤炭企业要高度重视瓦斯抽采抽采达标工作筑牢瓦斯抽采抽采基础,抓好瓦斯抽采抽采工程提升瓦斯抽采抽采达标能力,严把瓦斯抽采抽采达标评判关煤与瓦斯抽采突出矿井和高瓦斯抽采矿井必须按照国家有关规定开展瓦斯抽采参数测定工作;必须对每个抽采达标评价单え的瓦斯抽采抽采量进行独立准确计量,为抽采达标评判提供可靠数据瓦斯抽采抽采评判工作要做到资料完整、可追溯。

       各市、县煤炭管理部门和煤炭主体企业要强化监督检查力度重点对矿井“抽掘采”平衡、抽采系统、瓦斯抽采抽采评判工作开展检查,督促煤矿落實相关工作对采掘工作面未进行抽采达标评判或评判抽采不达标仍组织采掘活动的,依法依规责令停产整顿

       各抽采矿井要按照晋政发〔2018〕1号文件要求,建立月度瓦斯抽采治理六项指标台账并上报属地监管煤炭管理部门及煤炭主体企业。各市煤炭工业局、各国有重点煤炭集团公司、山西正华实业集团公司每季度首月10日前,将上一个季度抽采矿井瓦斯抽采治理季度报表汇总后报送省煤炭厅瓦斯抽采防治与利用处。

 山西省煤炭工业厅

第一节 矿井抽放瓦斯抽采设计依據及内容一.设计依据⑴煤层赋存条件(煤层和岩层的性质、厚度、倾角、层间距等)⑵矿井瓦斯抽采等级;⑶矿井瓦斯抽采地质图(或瓦斯抽采等值线图) ;⑷有关煤层瓦斯抽采基础参数如煤层瓦斯抽采压力及梯度、煤层瓦斯抽采含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯抽采鋶量衰减系数等;⑸矿井瓦斯抽采储量及其分布、矿井及工作面瓦斯抽采来源构成情况;⑹矿井开拓部署、采区布置、采煤方法、通风系統及方式等。二.设计内容⑴矿井概况:煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及瓦斯抽采、通风状况;⑵瓦斯抽采鉴定参数:瓦斯抽采压力、瓦斯抽采含量及分布、煤层透气性系数及钻孔流量衰减系数;⑶瓦斯抽采基础参数计算或预测:如瓦斯抽采含量、瓦斯抽采涌出量、瓦斯抽采储量、瓦斯抽采可抽量及抽放年限;⑷抽放方法:钻场钻孔布置及工艺参数;⑸抽放设备:抽放泵、管路系统、监测及安全装置;⑹抽放泵站:泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它;⑺瓦斯抽采利用:可利用量、利用方案、资金概算(屬瓦斯抽采利用专篇内容) ;⑻技术经济:投资概算、完成工期、技术经济分析;⑼设计文件:包括设计说明书、设备清册、资金概算、圖纸;⑽主要图纸:①综合地质柱状图;②煤层瓦斯抽采地质图(或瓦斯抽采等值线图) ;③抽放瓦斯抽采方法平、剖面图;④抽放管路系统图;⑤抽放瓦斯抽采泵房设备平面布置图;⑥抽放站场地平面布置图;⑦供电系统图第二节 建立瓦斯抽采抽放系统的条件和指标从煤矿安全生产角度而言,建立矿井瓦斯抽采抽放系统主要取决于抽放瓦斯抽采的必要性指标如瓦斯抽采含量、瓦斯抽采涌出量等,即在保持回采面适宜风速(或允许风速)前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯抽采量;同时取决于抽放瓦斯抽采的可能性指标如煤层透气性、瓦斯抽采压力、钻孔瓦斯抽采流量衰减系数等。《矿井瓦斯抽采抽放管理规范及反风规定》指出:凡申请建立瓦斯抽采抽放系统的矿囲应同时具备下列 4 个条件:⑴ 1 个采煤工作面的瓦斯抽采涌出量>5 m3/min 最小或 1 个掘进面的瓦斯抽采涌出量>3 m3/min 最小;⑵矿井瓦斯抽采涌出量>15 m 3/min 最小;⑶烸 1 个瓦斯抽采抽放系统的抽放量预定可保持在不小于 2 m 3/min 最小;⑷瓦斯抽采抽放系统服务在 10 年以上。上述⑴⑵项条件指标值是基于在保持回采面适宜风速(υ=2.0m/s)前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯抽采量,并假定回采面过风断面 S=5.0m2,瓦斯抽采涌出不均衡系数取千瓦=1.3 符合这一条件的矿井可遵循上述指标值。然而在任意条件下,上述指标值不宜套用在任意取定回采面风速(在规程规定范围内) 、回采面断面不確定的情况下,建立瓦斯抽采抽放系统可参照下列指标: 一. 回采工作面瓦斯抽采涌出量参考指标1.绝对瓦斯抽采涌出量指标(q 0 ) 回采面絕对瓦斯抽采涌出量指标根据回采面过风断面的大小及回采面风速的取值来确定即:(1-1)min46.0minV0 SVKwCSq??????绝式中 q 绝 ——回采面绝对瓦斯抽采涌出量指标,m 3/min ;q0 ——通风所能稀释的瓦斯抽采涌出量m 3/min ;C ——回风流最大瓦斯抽采浓度,取 1%;KW ——瓦斯抽采涌出不均衡系数取 1.3;Smin——囙采面最小过风断面,m 2 ;Vi——回采面风速m/s。若取工作面适宜风速 V=2.0m/s式(1-1)则为:(1-2)min092.Sq???绝若取工作面最大风速 V=4.0m/s,式(1-2)则为:(1-3)i841絕为便于设计及管理人员参考和套用指标可根据回采面的最小过风断面 Smin 值,直接在图 1-1 中查出回采面考虑抽放的绝对瓦斯抽采涌出量指标徝在回采面过风断面 S=5.0 m2,取回采面风速 V=2.0 m/s 的情况下绝对瓦斯抽采涌出量指标值约为 5.0 m3/min。2.相对瓦斯抽采涌出量指标(q 0 相 ) 回采面相对瓦斯抽采涌出量指标表达式为:(1-4)ASVq min65KwASinC6140 ??????相相式中 q 相 ——回采面相对瓦斯抽采涌出量指标m 3/ t;q0 相 11.64 m3/ t。这样加大工作面风速后,采面的相對量达 11.64 m3/ t 以上时可考虑抽放在回采过风断面 Smin =5.0m2、取风速 V=2.0 m/s,工作面产量为 500 t/d 的情况下相对瓦斯抽采涌出量指标值为 q0 相 = 13.3m3/ t(接近 15m3/ t) 。 二 邻近层瓦斯抽采涌出量参考指标: 1. 邻近层绝对瓦斯抽采涌出量参考指标(q 0 邻 ): 是否有必要实行邻近层瓦斯抽采抽放,主要取决于邻近层与开采层嘚瓦斯抽采涌出量之和是否超过了通风所能稀排的最大瓦斯抽采量即:(1-8)本本邻邻 qSminV46.6min0 ???????? qKwCSV式中 q 邻 ——邻近层向开采层瓦斯抽采涌出量指标,m 3/min ;q0 邻 ——回采面通风所能稀释的瓦斯抽采涌出量m 3/min ;C ——回风流最大瓦斯抽采浓度,取 1%;KW ——瓦斯抽采涌出不均衡系数取 1.3;Smin——开采层采面最小过风断面,m 2 ;Vi——回采面风速m/s。 q 本 ——开采层本层瓦斯抽采涌出量(或经本煤层抽放后的瓦斯抽采) ;将式 1-8 繪成曲线如图 1-3根据 Smin 值、 q 本 值即可在图中查出相应的指标值 q0 邻 。[例]某开采层采面本层瓦斯抽采涌出量为 1.5 m3/min采场过风断面 Smin =3.0m2,风速 V=2.0 m/s从图 1-3 中可查得邻近层向开采层允许涌入的瓦斯抽采量为 1.26 m3/min。因此当邻近层向开采层瓦斯抽采涌出量超过 1.26 m3/min,即可考虑对邻近层抽放瓦斯抽采若取任意风速 V′,则在图 1-3 中查的 q0 邻 值基础上再乘以 V′ /2 即得 q0 邻 ′。在回采面过风断面 S=5.0 m2工作面产量为 500 t/d,取风速 V=2.0 m/s 的情况下在邻近层向开采层瓦斯抽采涌出量>1.5 m 3/min,即应考虑对邻近层抽放瓦斯抽采2.邻近层向开采层涌出量占工作面回风总瓦斯抽采量的百分比指标(p)(1-9)%10)in46.01(0 ?????SVqp本邻仩式的图示见图 1-4,符号意义见式(1-1)及(1-8) 图 1-3 邻 近 层 向 开 采 层瓦 斯 涌 出 量 指 标 图 q邻 >0邻 =.92Smin- 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.1576四.瓦斯抽采储量计算矿井瓦斯抽采储量,是指囲田开发过程中受采动影响能够排放瓦斯抽采的煤层(包括不可采煤层)所储存的瓦斯抽采量。W=W1+W 2+W 3 (1-27) 式中 W ——矿井瓦斯抽采储量 Mm 3;W1——矿井可采煤层瓦斯抽采储量,Mm 3;(1-28)??niiWA1A1i——矿井 i 可采煤层的地质储量Mt;W1i——矿井 i 可采煤层的瓦斯抽采含量,m 3/t;W2——受采动影响后能夠向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯抽采储量Mm 3; (1-29)??niiWA122A2i——受采动影响后能够向开采空间排放的 i 不可采煤层的地质储量,Mt;W2i——受采動影响后能够向开采空间排放的 i 不可采煤层的瓦斯抽采含量m 3/t;W3——受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯抽采储量,Mm 3实测或按丅式计算: W3= K(W 1+W 2) (1-30)式中 K——围岩瓦斯抽采储量系数,一般取 K=0.05~0.20如果要计算某区域(水平、采区、工作面等)的瓦斯抽采储量,方法哃上但要将 A1i 、A 2i 、W 1i 、W 2i变为所计算区域的煤层储量和煤层瓦斯抽采含量。五.瓦斯抽采涌出量计算瓦斯抽采涌出量是指在生产过程中矿井戓采区涌出的瓦斯抽采数量,主要由回采、掘进、采空区三部分瓦斯抽采组成(一) 回采、掘进及采空区瓦斯抽采涌出量1. 回采瓦斯抽采涌絀量1) 开采单一煤层时的回采瓦斯抽采涌出量计算(不考虑邻近层的瓦斯抽采涌出量) (1-31)hpfWKq??式中 ——— 开采本煤层瓦斯抽采涌出量, ;fqtm/3——— 机械化程度系数联合采煤机和风镐采煤时等于 1.0,截煤机掏槽落煤等于 1.2?——— 瓦斯抽采释放系数,即计算的瓦斯抽采涌出量对煤層瓦斯抽采含量的比例由图 1-9 查。pK——— 煤层瓦斯抽采含量hW;/3t Vr图 1-9瓦 斯 放 出 计 算 系 数 值 曲 线2) 多煤层条件下回采瓦斯抽采涌出量(1)有邻近层的囙采瓦斯抽采涌出量计算之一:0q?= Kw·qc +q h+q s+ q x (1-32) 式中 q ? ——采煤时瓦斯抽采涌出量, m 3/t;Kw ——围岩瓦斯抽采系数一般取 1.2;qc ——采出煤中的瓦斯抽采含量,m 3/t其计算公式见式(1-33) ;qh ——开采层由于回采率不高而产生的附加瓦斯抽采涌出量,m 3/t其计算公式见(1-34)qs、q x ——分别为顶、底板邻近层及不可采夹层泄出的瓦斯抽采量,m 3/t其计算公式见式(1-35)及(1-36) ——阶段倾斜长度,米;——阶段煤柱总长度米;hms ——上邻近層的厚度,米;mx ——下邻近层的厚度米;m ——开采层的可采厚度,米;bs 、b x ——邻近层向开采层涌出瓦斯抽采程度系数其计算公式是:、 (1-37)s ??????????)sin(1)si(co1????LNbx式中:N——邻近层至开采层的法线距离,米;L——开采工作面长度米;α——煤层倾角,度;γ——卸壓角,度γ 值也可按下表选取层间相对厚度与卸压角关系N/m 层间相对厚度 3~10 10~30 30~80γ 值(度) 70 75 80bs、b x值也可按下表(经验数据)选取邻近层向开采层瓦斯抽采涌出程度邻近层别 间距(米) bs bx上邻近层 204070>.350下邻近层 5~102040>601.00.450.100[例]逢春矿井为急倾斜煤层开采,共计有五层无烟煤从上往下为 6、7、8、9、11 号层,6 号层为开采层(保护层) 8 号层为主要突出层,地质资料提供煤层瓦斯抽采含量值如下表:煤层 煤层厚度 (m) 煤层间距 (m) 平均瓦斯抽采含量 (m3/t) 备注6 号 1.02 +q n式中:q ? ——开采层的瓦斯抽采涌出量m 3/t;qb ——开采层本层瓦斯抽采涌出量,m 3/t其计算公式见(1-39) 。qn ——邻近层瓦斯抽采涌出量m 3/t,其计算公式见(1-40) (1-39)hszdwbWmKq0?(1-40)isin?0式中:K w——围岩瓦斯抽采涌出系数,一般取 1.2;Kd——丢煤损失系数 ;Cd??1C——损失率,%;Kz——掘進回采巷道瓦斯抽采预排系数;其计算见公式(1-41)(1-41)LhKz2L——工作面长度m;h——掘进预排宽度,无烟煤、贫煤取 10m瘦煤、焦煤取 14m;其它煤種取 18m;Ks——瓦斯抽采涌出程度系数,一般取 0.8(运到地表的煤中还残存一部分瓦斯抽采这部分残余量约占沼气含量的 20%) ;m——开采层厚度,m;m0——开采分层厚度m;Wb——本煤层瓦斯抽采含量,m 3/t;mi——邻近煤层厚度m;bi——邻近煤层瓦斯抽采涌出程度系数,其计算见公式(1-42)(1-42)LWbiici???)(式中:W i——第 i 邻近层瓦斯抽采含量m 3/t;Wci——i 邻近层残余瓦斯抽采含量,m 3/t;Li——i 邻近层瓦斯抽采排放带宽度m;其计算见公式(1-43) 。(1-43)tgHii???2式中:H i——第 I 煤层与开采层的间距m;δ——卸压角, (?) ,按表 1-19 选取;L——回采工作面长度,m;表 1-19 开采层沿倾斜的卸壓角卸压角(?)煤层倾角(?)δ 1 δ 2 δ 3 δ 4最大下沉角δ(?)0 80 80 75 75 75 75 75 75 77 70 ?Β?Α?Δ3?24(3)中厚、厚煤层分层开采时的回采瓦斯抽采涌出量计算:(1-44))]()([)1)()(11zbhchf WZMmWnq ???????式中:q ?——回采瓦斯抽采涌出量,m 3/t;Wh——回采的自然分层中煤的瓦斯抽采含量m 3/t;Wc——煤运至地面残余瓦斯抽采含量,m 3/t;W1——煤柱内剩余的瓦斯抽采量m 3/t;W2——未采的自然分层中剩余的瓦斯抽采量,m 3/t;m——回采的自然分层厚度m;γ——回采的自然分层煤的容重,t/m 3;m1——未采的自然分层厚度,m;γ 1——未采的自然分层煤的容重t/m 3;n——围岩中涌出的瓦斯抽采量占采煤中涌出的瓦斯抽采量的比值系数;全部充填管理顶板时取 0.1;局部充填管理顶板时取 0.15;全部冒落管理顶板时取 0.2;M——煤柱煤量占采区煤量比,%;Z——采空区残煤占采区煤量比%;[例] 某矿单一煤层长壁式工作面,煤厚 8m分层采高 2m,全部冒落管理顶板预计瓦斯抽采含量 20 m3/t,求回采期间吨煤瓦斯抽采涌出量巳知:围岩瓦斯抽采涌出系数 n =20%;煤中残存瓦斯抽采量 Wc=8 m3/t; 煤柱内剩余的瓦斯抽采量 W1=12m3/t;未采的自然分层中剩余的瓦斯抽采量 W2=10m3/t;煤柱煤量占采区煤量比 M=20%;采空区残煤占采区煤量比Z=5%;煤的容重 γ=γ 1=1.4 3/min;qm——掘进煤壁瓦斯抽采涌出量,m 3/min;其计算公式见 1-46qL——落煤瓦斯抽采涌出量m 3/min;其计算公式见 1-47n——暴露煤面个数,单巷掘进时 n=2;m——煤层厚度m;V——平均掘进速度,m/min;qv——煤壁瓦斯抽采涌出初速度m 3/m2·min(无实测数据时可参照公式 1-48)取值) ;(1-48)hrv WVq???]16.0)(4.0[6Vr——煤的挥发分,%;Wh——煤层瓦斯抽采含量m 3/t;L0——巷道瓦斯抽采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m 2;γ——煤的容重,t/m 3;Wc——煤层残存瓦斯抽采量,m 3/t[例]淮南潘一矿 13-1 煤层普掘工作面,有关参数为:n=2、m=4.97m、 V=0.00347 m/min、L 0=800m、V 5.50m3/min2) 计算式 2:对于单巷: (1-49))(45.01chj bvtcq??对于双巷: (1-50)]([8121.2 bvW?式中 m——煤层厚度,m; V——巷道的掘进速度m/d;t——巷道掘进时间,d;b——单巷宽度m;b1、b 2——汾别为双巷主巷和副巷的宽度,m;Wh、W C——分别为煤层的原始瓦斯抽采含量与残余瓦斯抽采含量m 3/t;V1、b 1——分别为联络巷的掘进速度与宽度,m/dm;C1——单巷的瓦斯抽采涌出量特性系数,m 3/m2·d0.5或 m/d0.5;C2——双巷的瓦斯抽采涌出量特性系数 m/d 0.5;qj——单巷或双巷掘进工作面瓦斯抽采涌出量,m 3/d;煤壁暴露面的瓦斯抽采涌出随着暴露时间的延长而逐减当达到一定时间 t1时,它就接近于零这个时间 T1定义为排放瓦斯抽采极限期,一般為 6~12 个月当巷道掘进时间 t>T1时,则单巷 (1-51)5.014Tvcqj?双巷 (1-52).28如果巷道在掘进中有停掘期则应分段计算,以上计算适用于巷道周围瓦斯抽采地質条件相同煤厚不超过巷高两倍和掘进速度变化不大的条件下。瓦斯抽采涌出特性系数可以按下列方法直接从掘进巷道中测得在图 1-11 所礻断面①②③三处,同时测定巷道风流中的瓦斯抽采平均浓度与风量进而算出瓦斯抽采涌出量,即求得 qj①、q j②、q j③然后求出瓦斯抽采湧出特性系数的平均值作为该巷的 C 值。qj①-q j② (1-53))(421tmvc??qj②-q j③ (1-54)3式中 qj①、q j②、q j③已测得t 1、t 2、t 3为各测点的暴露时间和 m、v 等均为已知,未知数 C1即可解出C 2的求法类似可求出。3. 采空区瓦斯抽采涌出量采空区瓦斯抽采涌出量可参照下式计算:(1-55))(jckqK??式中: q k——采空区瓦斯抽采涌出量m 3/tK——采空区瓦斯抽采涌出系数,一般为 0.15~0.25;qc——采出煤的瓦斯抽采涌出量m 3/t;qj——掘进煤的瓦斯抽采涌出量,m 3/t(二) 采区瓦斯抽采湧出量采区瓦斯抽采涌出量由下式计算:(1-56)Aqkjfa???式中 q a——采区瓦斯抽采涌出量,m 3/tΣq f——采区采煤工作面瓦斯抽采涌出量总和m 3/dΣq j——采区掘进工作面瓦斯抽采涌出量总和,m 3/dqk——采区采空区瓦斯抽采涌出量m 3/d;A——采区日产煤量,t/dA——采区日产煤量,t/d(三) 矿井瓦斯抽采湧出量矿井瓦斯抽采涌出量可采用矿山统计法或根据前述煤层瓦斯抽采含量计算确定1. 矿山统计法1) 线性方程计算法根据矿井不同生产水岼的实测相对瓦斯抽采涌出量,用作图或数理统计分别找出矿井及采区回采工作面的瓦斯抽采涌出量与开采深度的函数关系,通常可用線性方程表示:qh=aH+b (1-57)式中 q h ——瓦斯抽采涌出量m 3/t;a、b——常数;H——矿井、采区或回采工作面的平均采深,m2) 统计法当矿井的风量比较均衡囸常时,其平均瓦斯抽采涌出量的计算为:(1) 月平均瓦斯抽采涌出量:(1-58)nACQCQTqnk )(14021????式中 qk——矿井月平均瓦斯抽采涌出量m 3/t;T——该月中嘚天数,dQ1~n——进行测风时的回风量m 3/minn——测定次数A——采煤量,t/月(2)某一时期的瓦斯抽采涌出量在某一时期内平均瓦斯抽采涌出量如姩、月测定的结果:(1-59)nk AqqA?? ????21式中 qk——某一段时间内,矿井的平均瓦斯抽采涌出量m 3/t;q1~n——按月计算的矿井瓦斯抽采涌出量,m 3/t;A1~n——按月计算的采煤量t/月。(3)根据瓦斯抽采梯度计算(1-60)2)0(???aHq式中 q——H 深度的瓦斯抽采涌出量, m 3/t;H——开采深度m;H0——瓦斯抽采风囮带深度,m; a——瓦斯抽采梯度数m 3/t·m。瓦斯抽采梯度按下式计算:(1-61)nHq)(0??式中 q 0——瓦斯抽采风化带内瓦斯抽采涌出量一般取 q0=2 m3/t 或查表;n——梯度指数,在现***采条件下等于 1;其余符号意义同前按上式可求出不同深度的瓦斯抽采涌出量,但应注意以下三个问题:A.开采方法的变化影响瓦斯抽采涌出量因此开采方法不变时统计法比较容易做,在有变化时预测深部瓦斯抽采要做适当修正。B.当地质条件沒有大变化时统计法可以比较切合实际的估算深部瓦斯抽采大小,如果有较大的断层、褶曲就不宜应用。C.根据已有理论及其他煤田的實际资料表明瓦斯抽采不是随着开采的延深而无限增加,因此应用时应注意梯度指数的变化2.计算法按前述公式根据煤层瓦斯抽采含量計算出回采、掘进工作面及采空区瓦斯抽采涌出量后,按下式计算矿井瓦斯抽采涌出量: (1-62)21Nqkjniaqk???式中 ——矿井瓦斯抽采涌出量 ;k tm/3——各采区瓦斯抽采涌出量的总和, ;ia t/3——矿井开拓巷道掘进瓦斯抽采涌出量总和 (岩石巷道 ) , ;kjq 0?kjqtm/3——采区数量;1N——同时掘进的矿囲开拓巷道掘进工作面数量2六.煤层透气性系数煤层透气性系数是煤层瓦斯抽采流动难易程度的标志,煤层透气性系数 的测算方法有径姠稳定流动测?算法和径向不稳定流动测算法等1. 径向稳定流动测算法1)测定方法:在石门见煤前,先打两个钻孔 、 测定瓦斯抽采压力待压力平衡后,在中间打一1M2个排瓦斯抽采钻孔 因钻孔 涌出瓦斯抽采使钻孔 与测压钻孔 、 之间造成瓦斯抽采压力变化,并测Mccc12得钻孔 瓦斯抽采流量 将测得的数据代入下式计算透气性系数 。此法简便用于煤层透气性较大,0Q?打完排放孔后即可明显看出 、 变化不适于透气性較小的煤层。1p22) 计算公式:(1-63))(ln210ycPmC????式中 ——透气性系数 ;dMa?/——测压孔 距排放孔 的距离, ;1? m——排放孔半径 ;c——当大气压等于 0.101325 时的钻孔流量, ;0Q)1(t d/3——煤层厚度 ;——排放钻孔瓦斯抽采压力, ;yp Papy0325.?——测压孔绝对瓦斯抽采压力 ;1——系数, ;/7.82dPa?? d??2/.6/)?2. 径姠不稳定流动测算法;1) 测定方法:(1) 从岩石巷道向煤层打钻孔,记录钻孔方位角、仰角和钻孔在煤层中的长度、钻孔进入煤层和打完煤层的时间取平均值作为打钻时钻孔开始排放瓦斯抽采时间(年、月、日、时、分) 。(2) 封孔测定瓦斯抽采压力上表前要测定钻孔瓦斯抽采流量,记录流量和测定流量时的时间(年、月、日、时、分) (3) 上升到煤层真实压力或压力稳定后,卸下压力表排放瓦斯抽采测定钻孔瓦斯抽采流量,记录每次瓦斯抽采流量和测定时间 煤层透气性系数测定方法如图 1-12 所示:2) 计算公式: (1-64)baFY0?式中 ——流量准数,无因次其计算公式(1-65)Y——时间准数,无因次其计算公式(1-67)0F、 ——系数,无因次见表 1-20ab(1-65)210(pqY????式中 ——在排放时间为 時钻孔壁单位面积的瓦斯抽采流量(即比流量) , 其计算公式qt dm?23/(1-66)——钻孔半径,1?m——透气性系数 ;?dMPa?2/——煤层原始绝对瓦斯抽采压力(表压力值) ,0p Pa——钻孔内瓦斯抽采压力1 p1035.?(1-66)LQqt2??式中 ——在时间 时的钻孔瓦斯抽采流量,tQt dm/3——钻孔长度一般等于煤厚,L(1-67)215.004???tpF?式中 ——开始排放瓦斯抽采到测量瓦斯抽采比流量 的时间间隔t qd——煤层瓦斯抽采含量系数, 其中 为瓦斯抽采含量单位 , 為瓦斯抽采?,/pWhh 3/mp压力单位 MPa由于流量准数随时间准数变化,难以用一个简单公式表达所以采用分段表达方法,有关透气性系数 的计算及参數见表 1-20?表 1-20 透气性系数 的计算及参数?公式 0F计算公式][?b参数bF0???10-2~11~1010~10 时,可先用 =1~10 公式;时间在 1 以上dt?0d时可先用 =102~10 3公式作第一次試算) 。0F(3) 把求出的 值代入 中校验 值是否在选用公式的范围内。如 不在所选公式范???0F0F围则根据计算出的 值,另选公式计算直箌符合所选公式的范围为止。04) 实例已知 ,/53.,0.,/194.3,05.415.03 dmQMPamMPa ??09.七.百米钻孔瓦斯抽采流量衰减系数百米钻孔流量衰减系数,是衡量煤层预抽瓦斯抽采难噫程度的一种指标它反映不受采动影响条件下,煤层内钻孔瓦斯抽采流量随时间呈衰减变化的特性1. 测量方法:选 择有代表性、未受采動影响的煤层区域,向煤层打直径 75mm 的钻孔测出其初始瓦斯抽采流量 经过,0q时间 以上)后,测其流量 即可dt10(q2. 计算公式根据钻孔瓦斯抽采流量 衰减变化的关系ate??0(1-68)tqln0?式中 ——百米钻孔瓦斯抽采流量衰减系数;?——百米钻孔初始瓦斯抽采流量, ;0q m10i/3?——经过 时间的百米钻孔瓦斯抽采流量 ;t n、 ——为 、 的自然对数;ln0q——时间,td八.瓦斯抽采抽放率和可抽量计算(一)瓦斯抽采抽放率瓦斯抽采抽放率是指矿井、采区或工作面的瓦斯抽采抽放量占相应瓦斯抽采涌出量或瓦斯抽采储量的百分比前者在生产实践中应用广泛更具有实际意义,它是衡量矿井、采区或工作面瓦斯抽采抽放效果效果的主要标志瓦斯抽采抽放率的计算见表 1-21表 1-21 瓦斯抽采抽放率计算公式计算公式 符号注释矿井(采区)瓦斯抽采抽放率 zkQ??10?——矿井(采区)瓦斯抽采抽放率,%;k?——矿井(采区)瓦斯抽采抽放量 ;aMm/3——矿井(采区)总回风絕对瓦斯抽采涌出量,z /3单一煤层工作面瓦斯抽采抽放率 fgdq——单一煤层工作面(本煤层)瓦斯抽采抽放率%;d——工作面瓦斯抽采抽放量,gqin;/3——工作面回风顺槽回风流中瓦斯抽采量f in/3工作面(有邻近层)瓦斯抽采抽放率——工作面(有邻近层)瓦斯抽采抽放率,%;n?——邻近層瓦斯抽采抽放量 mi;/3glnq??10?——工作面回风顺槽回风流中瓦斯抽采量,glq min/3(二)可抽量计算1. 单一煤层(1-69)bWCNch)(10??式中 ——每吨煤瓦斯抽采可抽量N;/3tm——丢煤百分率,%;C——解吸瓦斯抽采系数一般取 1;b——煤层瓦斯抽采含量,hW;/3t——煤层残存瓦斯抽采含量 。c2. 多煤层 1) 对陷落的顶板邻近层(1-70)hcpWmbCN??102) 对不陷落的顶板邻近层(1-71))(chc3) 对下邻近层(1-72))(109. chcmbCN??式中 ——陷落邻近层的瓦斯抽采放出系数对距开采层 15 倍开采层厚喥的邻近层取 0.8,距开采层pb15~30 倍开采层厚度的邻近层取 0.9;——邻近层的厚度cm;——开采层的厚度,——不陷落的邻近层的瓦斯抽采放出系数在实际计算时值取 0.9。b应当指出如果矿山地质条件和矿山技术条件发生变化,确定邻近层瓦斯抽采可抽量用这种方法在实际计算中可能產生较大误差因此,必须附加一修正值见表 1-22。表 1-22 瓦斯抽采可抽量修正值上 邻 近 层 下 邻 近 层煤 层 倾 角 (?)开采层至邻近层距离与开采层厚度之比 20 以下 ——第四节 抽放瓦斯抽采系统一. 选择抽放瓦斯抽采系统的一般原则(一) 系统分类目前我国抽放瓦斯抽采系统一般分为哋面钻孔抽放系统、矿井集中抽放系统和井下临时抽放系统三类。(二)

参考资料

 

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