礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)手冊

設(shè)計(jì)手冊 第一節(jié) 礦井抽放瓦斯設(shè)計(jì)依據(jù)及內(nèi)容 一設(shè)計(jì)依據(jù) 煤層賦存條件（煤層和巖層的性質(zhì)、厚度、傾角、層間距等） 礦井瓦斯等級； 礦井瓦斯地質(zhì)圖（或瓦斯等值線圖）； 有關(guān)煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)，如煤層瓦斯壓力及梯度、煤層瓦斯含量、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)等； 礦井瓦斯儲(chǔ)量及其分布、礦井及工作面瓦斯來源構(gòu)成情況； 礦井開拓部署、采區(qū)布置、采煤方法、通風(fēng)系統(tǒng)及方式等。 二設(shè)計(jì)內(nèi)容 礦井概況：煤層賦存條件、礦井煤炭儲(chǔ)量、生產(chǎn)能力、巷道布置、采煤 方法及瓦斯、通風(fēng)狀況； 瓦斯鑒定參數(shù)：瓦斯壓力、瓦斯含量及分布、煤層透氣性系數(shù)及鉆孔流量衰減系數(shù)； 瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)計(jì)算或預(yù)測：如瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯儲(chǔ)量、瓦斯可抽量及抽放年限； 抽放方法：鉆場鉆孔布置及工藝參數(shù)； 抽放設(shè)備：抽放泵、管路系統(tǒng)、監(jiān)測及安全裝置； 抽放泵站：泵房、供水、供電、采暖、避雷及其它； 瓦斯利用：可利用量、利用方案、資金概算（屬瓦斯利用專篇內(nèi)容）； 技術(shù)經(jīng)濟(jì)：投資概算、完成工期、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析； 設(shè)計(jì)文件：包括設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備清冊、資金概算、圖紙； 主要圖紙：綜合地 質(zhì)柱狀圖；煤層瓦斯地質(zhì)圖（或瓦斯等值線圖）；抽放瓦斯方法平、剖面圖；抽放管路系統(tǒng)圖；抽放瓦斯泵房設(shè)備平面布置圖；抽放站場地平面布置圖；供電系統(tǒng)圖。 第二節(jié) 建立瓦斯抽放系統(tǒng)的條件和指標(biāo) 從煤礦安全生產(chǎn)角度而言，建立礦井瓦斯抽放系統(tǒng)主要取決于抽放瓦斯的必要性指標(biāo)，如瓦斯含量、瓦斯涌出量等，即在保持回采面適宜風(fēng)速（或允許風(fēng)速）前提下合理的通風(fēng)能力所能稀排的瓦斯量；同時(shí)取決于抽放瓦斯的可能性指標(biāo)，如煤層透氣性、瓦斯壓力、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)等。 礦井瓦斯抽放管理規(guī)范及反風(fēng)規(guī)定指出：凡申請建立 瓦斯抽放系統(tǒng)的礦井，應(yīng)同時(shí)具備下列 4 個(gè)條件： 1 個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量 5 m3/1 個(gè)掘進(jìn)面的瓦斯涌出量 3 m3/礦井瓦斯涌出量 15 m3/ 每 1 個(gè)瓦斯抽放系統(tǒng)的抽放量預(yù)定可保持在不小于 2 m3/ 瓦斯抽放系統(tǒng)服務(wù)在 10 年以上。 上述，項(xiàng)條件指標(biāo)值是基于在保持回采面適宜風(fēng)速（ =s）前提下合理的通風(fēng)能力所能稀排的瓦斯量，并假定回采面過風(fēng)斷面 S=斯涌出不均衡系數(shù)取千瓦 = 符合這一條件的礦井可 遵循上述指標(biāo)值。然而，在任意條件下，上述指標(biāo)值不宜套用。 在任意取定回采面風(fēng)速（在規(guī)程規(guī)定范圍內(nèi)）、回采面斷面不確定的情況下，建立瓦斯抽放系統(tǒng)可參照下列指標(biāo)： 一 回采工作面瓦斯涌出量參考指標(biāo) 0 ） 回采面絕對瓦斯涌出量指標(biāo)根據(jù)回采面過風(fēng)斷面的大小及回采面風(fēng)速的取值來確定，即： m 絕 （ 1 式中 q 絕 回采面絕對瓦斯涌出量指標(biāo)， m3/ 通風(fēng)所能稀釋的瓦斯涌出量， m3/ C 回風(fēng) 流最大瓦斯?jié)舛?，?1%； 瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取 回采面最小過風(fēng)斷面， 回采面風(fēng)速， m/s。 若取工作面適宜風(fēng)速 V=s，式（ 1為： m 絕（ 1 若取工作面最大風(fēng)速 V=s，式（ 1為： m 絕（ 1 為便于設(shè)計(jì)及管理人員參考和套用指標(biāo)， 可根據(jù)回采面的最小過風(fēng)斷面 ，直接在圖 1查出回采面考慮抽放的絕對瓦斯涌出量指標(biāo)值。 在回采面過風(fēng)斷面 S=5.0 回采面風(fēng)速 V=2.0 m/對瓦斯涌出量指標(biāo)值約為 5.0 m3/ 0相 ） 回采面相對瓦斯涌出量指標(biāo)表達(dá)式為： m i m i 相相（ 1 式中 q 相 回采面相對瓦斯涌出量指標(biāo)， t； 通風(fēng)所能稀釋的瓦斯涌出量， m3/ A 工作面產(chǎn)量， t/d； V 工作面風(fēng)速， m/s； 其余符號同式（ 1 當(dāng)取適宜風(fēng)速 V=s，式（ 1為： m 330 相相（ 1 若取工作面最大風(fēng)速 V=s，式（ 1為： q 相 2660 （ 1 式（ 1曲線如圖 1 1200 1400 1600 200018001820圖 1 - 2 工 作 面 相 對 瓦 斯 涌 出 量 指 標(biāo) 圖(V=q 2 = 2 1 6 0 / = 3 3 9 0 / = 5 3 2 0 / = 6 6 5 0 / = 7 9 2 0 / = 9 3 1 0 / = 1 0 6 4 0 / - 1 工 作 面 絕 對 瓦 斯 涌 出 量 指 標(biāo) 圖V 6 = 4 . 0 m / = 3 . 5 m / = 3 . 0 m / = 2 . 5 m / = 2 . 0 m / = 1 . 5 m / 4 5 76 8111091213141516q 絕 q 0 = 0 . 4 6 V i S m i 00 800 1000例 某礦一個(gè)回采面的產(chǎn)量為 1000t/d，采場最小過風(fēng)斷面為 根據(jù)回采面適宜風(fēng)速 V=2.0 m/s 配風(fēng)時(shí)，在圖 1查得 q 絕 =t，即當(dāng) q 絕 t 時(shí)就應(yīng)考慮抽放；若按風(fēng)速 V =3.5 m/： 30 相 說明加大風(fēng)量后，相對瓦斯涌出量指標(biāo)值可達(dá)到 t。這樣，加大工作面風(fēng)速后，采面的相對量達(dá) 在回采過風(fēng)斷面 風(fēng)速 V=2.0 m/s，工作面產(chǎn)量為 500 t/d 的情況下，相對瓦斯涌出量指標(biāo)值為 = t（接近 15t） 。 二 。鄰近層瓦斯涌出量參考指標(biāo)： 1. 鄰近層絕對瓦斯涌出量參考指標(biāo)（ ： 是否有必要實(shí)行鄰近層瓦斯抽放，主要取決于鄰近層與開采層的瓦斯涌出量之和是否超過了通風(fēng)所能稀排的最大瓦斯量。即： 本本鄰鄰 qS m i i 1 式中 q 鄰 鄰近層向開采層瓦斯涌出量指標(biāo)， m3/ 回采面通風(fēng)所能稀釋的瓦斯涌出量， m3/ C 回風(fēng)流最大瓦斯?jié)舛?，?1%； 瓦斯涌出不均衡系數(shù)，取 開采層采面最小過風(fēng)斷面， 回采面風(fēng)速， m/s。 q 本 開采層本層瓦斯涌出量（或經(jīng)本煤層抽放后的瓦斯）； 將式 1據(jù) q 本 值即可在圖中查出相應(yīng)的指標(biāo)值 例 某開采層采面本層瓦斯涌出量為 1.5 m3/場過風(fēng)斷面 速 V=2.0 m/s，從圖 1m3/此，當(dāng)鄰近層向開采層瓦斯涌出量超過 m3/可考慮對鄰近層抽放瓦斯。 若取任意風(fēng)速 V，則在圖 1值基礎(chǔ)上再乘以 V /2 ， 即得 。 在回采面過風(fēng)斷面 S=5.0 作面產(chǎn)量為 500 t/d，取風(fēng)速 V=2.0 m/鄰近層向開采層瓦斯涌出量 1.5 m3/應(yīng)考慮對鄰近層抽放瓦斯。 p） %100)m 00 鄰（ 1 上式的圖示見圖 1號意義見式（ 1（ 1 圖 1 - 3 鄰 近 層 向 開 采 層瓦 斯 涌 出 量 指 標(biāo) 圖q 鄰 q 0 鄰 = 0 . 9 2 S q 本 （ 取 V = 2 . 0 m / s ）m i （ m 3 / m i n ）m3/456776（ m 2 ） 3 4 5 6 7 8q 本p p o = ( 1 1 0 0 % 0 . 9 2 S m i n 圖 1 - 4 鄰 近 層 瓦 斯 涌 出 量 百 分 比 指 標(biāo) 圖(V=2m/q 本 （ m 3 / m i n ）根據(jù)有關(guān)以知條件即可在圖中查出相應(yīng)的鄰近層向開采層涌出量占工作面回風(fēng)總瓦斯量的百分比指標(biāo) 在礦井條件符合上述“ 1” 的情況下，該指標(biāo)值為 0%。 是否實(shí)行鄰近層抽放，還應(yīng)考慮是否有一定的鄰近層抽放量。若鄰近層的瓦斯抽放量 10 可以抽放 0 難抽放 0 y 表 1A、 B、 揮發(fā)分 系數(shù) A B C 瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算 礦井瓦斯儲(chǔ)量，是指井田開發(fā)過程中，受采動(dòng)影響能夠排放瓦斯的煤層（包括不可采煤層）所儲(chǔ)存的瓦斯量。 W= （ 1 式中 W 礦井瓦斯儲(chǔ)量， 礦井可采煤層瓦斯儲(chǔ)量， ni 111 (1 礦井 礦井 m3/t； 受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的各不可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量， ni 222 (1 受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的 受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的 m3/t； 受采動(dòng)影響后能夠向開采空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量， 測或按下式計(jì)算： K（ （ 1 式中 K 圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，一般取 K= 如果要計(jì)算某區(qū)域（水平、采區(qū)、工作面等）的瓦斯儲(chǔ)量，方法同上，但要將 五瓦斯涌出量計(jì)算 瓦斯涌出量是指在生產(chǎn)過程中，礦井或采區(qū)涌出的瓦斯數(shù)量，主要由回采、掘進(jìn)、采空區(qū)三部分瓦斯組成。 (一） 回采、掘進(jìn)及采空區(qū)瓦斯涌出量 1. 回采瓦斯涌出量 1） 開采單一煤層時(shí)的回采瓦斯涌出量計(jì)算（不考慮鄰近層的瓦斯涌出量） (1式中 開采本煤層瓦斯涌出量， ； 機(jī)械化程度系數(shù)，聯(lián)合采煤機(jī)和風(fēng)鎬采煤時(shí)等于 煤機(jī)掏槽落煤等于 瓦斯釋放系數(shù)，即計(jì)算的瓦斯涌出量對煤層瓦斯含量的比例，由圖 1 煤層瓦斯含量， ;/3 - 9 瓦 斯 放 出 計(jì) 算 系 數(shù) 值 曲 線2） 多煤層條件下回采瓦斯涌出量 (1) 有鄰近層的回采瓦斯涌出量計(jì)算之一： 0 (1 式中 采煤時(shí)瓦斯涌出量， m3/t； 圍巖瓦斯系數(shù)，一般取 采出煤中的瓦斯含量， m3/t，其計(jì)算公式見式（ 1 開采層由于回采率不高而產(chǎn)生的附加瓦斯涌出量， m3/t， 其計(jì)算公式見（ 1 分別為頂、底板鄰近層及不可采夾層泄出的瓦斯量， m3/t， 其計(jì)算公式見式（ 1（ 1 (1式中 鄰近層的瓦斯含量， m3/t； 鄰近層的殘存 瓦斯含量， m3/t，可按表 7 100(1式中 b 考慮丟失在井下煤中瓦斯涌出程度系數(shù)，取 C 丟煤百分率， %。 )(00 q (1)(00 q (1式中： 階段傾斜長度，米； h 階段煤柱總長度，米； 上鄰近層的厚度，米； 下鄰近層的厚度，米； m 開采層的可采厚度，米； 鄰近層向開采層涌出瓦斯程度系數(shù)，其計(jì)算公式是： )s )s c (1式中： N 鄰近層至開采層的法線距離，米； L 開采工作面長度，米； 煤層傾角，度； 卸壓角，度。 值也可按下表選取 層間相對厚度與卸壓角關(guān)系 N/310 1030 3080 值（度） 70 75 80 驗(yàn)數(shù)據(jù)）選取 鄰近層向開采層瓦斯涌出程度 鄰近層別 間距（米） bs 鄰近層 20 40 70 120 下鄰近層 510 20 40 60 例 逢春礦井為急傾斜煤層開采，共計(jì)有五層無煙煤，從上往下為 6、 7、 8、 9、 11 號層， 6號層為開采層（保護(hù)層）， 8號層為主要 突出層，地質(zhì)資料提供煤層瓦斯含量值如下表： 煤層 煤層厚度 （ m） 煤層間距 (m) 平均瓦斯含量 (m3/t) 備注 6號 7號 8號 9號 11號層資料 11號 求 6號層回采時(shí)的瓦斯涌出量是多少？ 根據(jù)公式 表 1 m3/t（無煙煤） h 8=m3/t .2 m3/t b=0.7,c=15% 各鄰近層涌向開采層的瓦斯量 7號層向 6號層的涌出量 取階段傾斜長度 90m，階段煤柱總長度 15m 0 367 8號層向 6號層的涌出量 4 62(0 368 9號層向 6號層的涌出量 211(0 369 11號層向 6號層的涌出量 211(0 3611 總計(jì) 6號層回采的瓦斯涌出量為： m3/t 6號層回采時(shí)，瓦斯涌出量為 m3/t。 (2) 有鄰近層的回采瓦斯涌出量計(jì)算之二： 中： 開采層的瓦斯涌出量， m3/t； 開采層本層瓦斯涌出量， m3/t，其計(jì)算公式見（ 1 鄰近層瓦斯涌出量， m3/t，其計(jì)算公式見（ 1 （ 1 0（ 1 式中： 圍巖瓦斯涌出系數(shù)，一般取 丟煤損失系數(shù)，CK d 100100； C 損失率， %； 掘進(jìn)回采巷道瓦斯預(yù)排系數(shù)；其計(jì)算見公式（ 1 L z 2（ 1 L 工作面長度， m； h 掘進(jìn)預(yù)排寬度，無煙煤、貧煤取 10m，瘦煤、焦煤 取 14m；其它煤種取 18m； 瓦斯涌出程度系數(shù)，一般取 到地表的煤中還殘存一部分瓦斯，這部分殘余量約占沼氣含量的 20%）； m 開采層厚度， m； 開采分層厚度， m； 本煤層瓦斯含量， m3/t； 鄰近煤層厚度， m； 鄰近煤層瓦斯涌出程度系數(shù)，其計(jì)算見公式（ 1 i )(（ 1 式中： 第 m3/t； m3/t； m；其計(jì)算見公式（ 1 2 （ 1 式中： 第 m； 卸壓角，（ ），按表 1?。?L 回采工作面長度， m； 表 1開采層沿傾斜的卸壓角 煤層傾角 （ ） 卸壓角 （ ） 最大下沉角 （ ） 1 2 3 4 0 80 80 75 75 90 10 77 83 75 75 83 20 73 87 75 75 86 30 69 90 77 70 70 40 65 90 80 70 65 50 70 90 80 70 56 60 72 90 80 70 48 70 72 90 80 72 36 80 73 90 78 75 22 90 75 80 75 80 0 卸壓角范圍見圖 1 圖 1 - 1 0 沿 傾 斜 卸 壓 角 示 意 圖開采層 3 1 2 4(3) 中厚、厚煤層分層開采時(shí)的回采瓦斯涌出量計(jì)算： )()()1)()(1( 111 （ 1 式中： 回采瓦斯涌出量， m3/t； 回采的自然 分層中煤的瓦斯含量， m3/t； 煤運(yùn)至地面殘余瓦斯含量， m3/t； 煤柱內(nèi)剩余的瓦斯量， m3/t； 未采的自然分層中剩余的瓦斯量， m3/t； m 回采的自然分層厚度， m； 回采的自然分層煤的容重， t/ 未采的自然分層厚度， m； 1 未采的自然分層煤的容重， t/ n 圍巖中涌出的瓦斯量占采煤中涌出的瓦斯量的比值系數(shù)； 全部充填管理頂板時(shí)取 局部充填管理頂板時(shí)取 全部冒落管理頂板時(shí)取 M 煤柱煤量 占采區(qū)煤量比， %； Z 采空區(qū)殘煤占采區(qū)煤量比， %； 例 某礦單一煤層長壁式工作面，煤厚 8m，分層采高 2m，全部冒落管理頂板，預(yù)計(jì)瓦斯含量 20 m3/t，求回采期間噸煤瓦斯涌出量？ 已知：圍巖瓦斯涌出系數(shù) n =20%；煤中殘存瓦斯量 m3/t; 煤柱內(nèi)剩余的瓦斯量 2m3/t；未采的自然分層中剩余的瓦斯量 0m3/t；煤柱煤量占采區(qū)煤量比 M=20%；采空區(qū)殘煤占采區(qū)煤量比 Z=5%；煤的容重 = 1=1.4 t/ 由公式得： f /020(220(820)(3 則該工 作面預(yù)計(jì)瓦斯涌出量為 59.7 m3/t。 2. 掘進(jìn)瓦斯涌出量 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量按下式計(jì)算： 1） 計(jì)算式 1： （ 1 )1/2( 0 （ 1 )( （ 1 式中： 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量， m3/ 掘進(jìn)煤壁瓦斯涌出量， m3/計(jì)算公式見 1 落煤瓦斯涌出量， m3/計(jì)算公式見 1n 暴露煤面?zhèn)€數(shù)，單巷掘進(jìn)時(shí) n=2； m 煤層厚度， m; V 平均掘進(jìn)速度， m/ 煤壁瓦斯涌出初速度， m3/實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)可參照公式 1值）； 0 0 0 2 （ 1 煤的揮發(fā)分， %； 煤層瓦斯含量， m3/t； 巷道瓦斯涌出量達(dá)到最大穩(wěn)定值時(shí)的巷道長度， m； S 掘進(jìn)端頭見煤面積， 煤的容重， t/ 煤層殘存瓦斯量， m3/t。 例 淮南潘一礦 13層普掘工作面，有關(guān)參數(shù)為： n=2、 m= V=m/00m、 m3/t、 .5 m3/t、 S=8 =1.4 t/掘進(jìn)面瓦斯涌出量？ 解： )1/2(0 m i n/m 0 0 0 2 m 2m )( m 3 4 m m 則該煤層掘進(jìn)工作面預(yù)計(jì)瓦斯涌出量為 2） 計(jì)算式 2： 對于單巷： )(4 Wb m v （ 1 對于雙巷： )()(v cq （ 1 式 中 m 煤層厚度， m; V 巷道的掘進(jìn)速度， m/d； t 巷道掘進(jìn)時(shí)間， d； b 單巷寬度， m； 分別為雙巷主巷和副巷的寬度， m； 分別為煤層的原始瓦斯含量與殘余瓦斯含量， m3/t； 分別為聯(lián)絡(luò)巷的掘進(jìn)速度與寬度， m/d， m； 單巷的瓦斯涌出量特性系數(shù)， m3/m/ 雙巷的瓦斯涌出量特性系數(shù)， m/ 單巷或雙巷掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量， m3/d； 煤壁暴露面的瓦斯涌出隨著暴露時(shí)間的延長而逐減， 當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間 ，它就接近于零，這個(gè)時(shí)間般為 6 12個(gè)月，當(dāng)巷道掘進(jìn)時(shí)間 t 單巷 j （ 1 雙巷 j （ 1 如果巷道在掘進(jìn)中有停掘期，則應(yīng)分段計(jì)算，以上計(jì)算適用于巷道周圍瓦斯地質(zhì)條件相同，煤厚不超 過巷高兩倍和掘進(jìn)速度變化不大的條件下。 瓦斯涌出特性系數(shù)可以按下列方法直接從掘進(jìn)巷道中測得。在圖 1示斷面 三處，同時(shí)測定巷道風(fēng)流中的瓦斯平均濃度與風(fēng)量，進(jìn)而算出瓦斯涌出量，即求得 、 、 ，然后求出瓦斯涌出特性系數(shù)的平均值作為該巷的 )(4211 （ 1 )(4321 （ 1 式中 、 、 已測得， m、 知數(shù) 2的求法類似可求出。 3. 采空區(qū)瓦斯涌出量 采空區(qū)瓦斯涌出量可參照下式計(jì)算： )( （ 1 式中： 采空區(qū)瓦斯涌出量， m3/t K 采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，一般為 采出煤的瓦斯涌出量， m3/t； 掘進(jìn)煤的瓦斯涌出量， m3/t。 （二） 采區(qū)瓦斯涌出量 采區(qū)瓦斯涌出量由下式計(jì)算： （ 1 式中 采區(qū)瓦 斯涌出量， m3/t 采區(qū)采煤工作面瓦斯涌出量總和， m3/d 采區(qū)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量總和， m3/d 采區(qū)采空區(qū)瓦斯涌出量， m3/d; A 采區(qū)日產(chǎn)煤量， t/d。 A 采區(qū)日產(chǎn)煤量， t/d （三） 礦井瓦斯涌出量 礦井瓦斯涌出量可采用礦山統(tǒng)計(jì)法或根據(jù)前述煤層瓦斯含量計(jì)算確定。 1. 礦山統(tǒng)計(jì)法 1） 線性方程計(jì)算法 根據(jù)礦井不同生產(chǎn)水平的實(shí)測相對瓦斯涌出量，用作圖或數(shù)理統(tǒng)計(jì)分別找出礦井及采區(qū)，回采工作面的瓦斯涌出量與開采深度的函數(shù)關(guān)系，通?？捎镁€性方程表示： qh=aH+b (1式中 瓦斯涌出量， m3/t； a、 b 常數(shù)； H 礦井、采區(qū)或回采工作面的平均采深， m。 2） 統(tǒng)計(jì)法 當(dāng)?shù)V井的風(fēng)量比較均衡正常時(shí)，其平均瓦斯涌出量的計(jì)算為： （ 1） 月平均瓦斯涌出量： (1 4 40 2211 （ 1 式中 礦井月平均瓦斯涌出量， m3/t; T 該月中的天數(shù)， d Q1n 進(jìn)行測風(fēng)時(shí)的回風(fēng)量， m3/n 測定次數(shù) A 采煤量， t/月 （ 2）某一時(shí)期的瓦斯涌出量 在某一時(shí)期內(nèi)平均瓦斯涌出量，如年、月測定的結(jié)果： 212211（ 1 式中 某一段時(shí)間內(nèi)，礦井的平均瓦斯涌出量， m3/t； q1n 按月計(jì)算的礦井瓦斯涌出量， m3/t； A1n 按月計(jì)算的采煤量， t/月。 （ 3）根據(jù)瓦斯梯度計(jì)算 2)0( a （ 1 式中 q m3/t； H 開采深度， m； 瓦斯風(fēng)化帶深度， m； a 瓦斯梯度數(shù)， m3/t m。瓦斯梯度按下式計(jì)算： )(00 （ 1 61） 式中 瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)瓦斯涌出量，一般取 m3/ n 梯度指數(shù)，在現(xiàn)代開采條件下等于 1； 其余符號意義同前。 按上式可求出不同深度的瓦斯涌出量，但應(yīng)注意以下三個(gè)問題： 的變化影響瓦斯涌出量，因此開采方法不變時(shí)統(tǒng)計(jì)法比較容易做，在有變化時(shí)，預(yù)測深部瓦斯要做適當(dāng)修正。 計(jì)法可以比較切合實(shí)際的估算深部瓦斯大小，如果有較大的斷層、褶曲，就不宜應(yīng)用。 斯不是隨著開采的延深而無限增加，因此應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意梯度指數(shù)的變化。 按前述公式根據(jù)煤層瓦斯含量計(jì)算出回采、掘進(jìn)工作面及采空區(qū)瓦斯涌出量后，按下式計(jì)算礦井瓦斯涌出量： 211ai （ 1 式中 礦井瓦斯涌出量， ； 各采區(qū)瓦斯涌出量的總和， ； 礦井開拓巷道掘進(jìn)瓦斯涌出量總和。（巖石巷道 0 3 ； 1N 采區(qū)數(shù)量； 2N 同時(shí)掘進(jìn)的礦井開拓巷道掘進(jìn)工作面數(shù)量。 六煤層透氣性系數(shù) 煤層透氣性系數(shù)是煤層瓦斯流動(dòng)難易程度的標(biāo)志，煤層透氣性系數(shù) 的測算方法有徑向穩(wěn)定流動(dòng)測算法和徑向不穩(wěn)定流動(dòng)測算法等。 1. 徑向穩(wěn)定流動(dòng)測算法 1）測定方法：在石門見煤前，先打兩個(gè)鉆孔 1M 、 2M 測定瓦斯壓力，待壓力平衡后，在中間打一個(gè)排瓦斯鉆孔 因鉆孔 出瓦斯使鉆孔 測壓鉆孔 1M 、 2M 之間造成瓦斯壓力變化，并測得鉆孔 測得的數(shù)據(jù)代 入下式計(jì)算透氣性系數(shù) 。此法簡便，用于煤層透氣性較大，打完排放孔后即可明顯看出 1p 、 2p 變化，不適于透氣性較小的煤層。 2） 計(jì)算公式： )( （ 1 式中 透氣性系數(shù)， 22 / ； 1 測壓孔 1M 距排放孔 距離， m ； c 排放孔半徑， m ； 0Q 當(dāng)大氣壓等于 1( 的鉆孔流量， ； m 煤層厚度， m ； 排放鉆孔瓦斯壓力， 1p 測壓孔絕對瓦斯壓力， C 系數(shù)， C 。 3） 實(shí)例。撫順龍鳳礦 10 鉆場測定煤層透氣性系數(shù) ，1, = ,021 將上述數(shù)值代入式 1： 22223221101 / 同理算出 ;2/ 取均值 2221 /( 。 2. 徑向不穩(wěn)定流動(dòng)測算法； 1） 測定方法： （ 1） 從巖石巷道向煤層打鉆孔，記錄鉆孔方位角、仰角和鉆孔在煤層中的長度、鉆孔進(jìn)入煤層和打完煤層的時(shí)間，取平均值作為打鉆時(shí)鉆孔 開始排放瓦斯時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分）。 （ 2） 封孔測定瓦斯壓力，上表前要測定鉆孔瓦斯流量，記錄流量和測定流量時(shí)的時(shí)間（年、月、日、時(shí)、分）。 （ 3） 上升到煤層真實(shí)壓力或壓力穩(wěn)定后，卸下壓力表排放瓦斯，測定鉆孔瓦斯流量，記錄 每次瓦斯流量和測定時(shí)間。 煤層透氣性系數(shù)測定方法如圖 1 2） 計(jì)算公式： 1 式中 Y 流量準(zhǔn)數(shù)，無因次，其計(jì)算公式（ 1 0F 時(shí)間準(zhǔn)數(shù)，無因次，其計(jì)算公式（ 1 a 、 b 系數(shù)，無因次，見表 1120 1( （ 1 式中 q 在排放時(shí)間為 t 時(shí)鉆孔壁單位面積的瓦斯流量（即比流量）， 23 / ，其計(jì)算公式（ 1 1 鉆孔半徑， m 透氣性系數(shù)， 22 / ； 0p 煤層原始絕對瓦斯壓力（表壓力值）， 1p 鉆孔內(nèi)瓦斯壓力， （ 1 式中 在時(shí)間 t 時(shí)的鉆孔瓦斯流量， L 鉆孔長度，一般等于煤厚， m （ 1 式中 t 開始排放瓦斯到測量瓦斯比流量 q 的時(shí)間間隔， d 煤層瓦斯含量系數(shù)， ,/ 其中位 33/ p 為瓦斯壓力，單位 由于流量準(zhǔn)數(shù)隨時(shí)間準(zhǔn)數(shù)變化，難以用一個(gè)簡單公式表達(dá)，所以采用分段表達(dá)方法，有關(guān)透氣性系數(shù) 的計(jì)算及參數(shù)見表 1 表 1 透氣性系數(shù) 的計(jì)算及參數(shù) 公式 0F 計(jì)算公式 b 參數(shù) 101 1 10 10 102 102 103 103 105 105 107 1 1 0 3） 計(jì)算步驟： （ 1） 根據(jù)測定所得參數(shù)，計(jì)算出 A、 （ 2） 一般選擇 計(jì)算公式進(jìn)行試算（時(shí)間 時(shí)，可先用0F=1 10 公式；時(shí)間在 1d 以上時(shí)，可先用0F=102 103公式作第一次試算）。 （ 3） 把求出的 值代入 0中，校驗(yàn)00根據(jù)計(jì)算出的0選公式計(jì)算，直到符合所選公式的范圍為止。 4） 實(shí)例。已知 ,/ aP t 1, 。求 ? 解： 1 3 2 擇0F=103 105。 檢驗(yàn) 003 105范圍內(nèi)，公式應(yīng)用正確。故 222 /1098 。 七百米鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) 百米鉆孔流量衰減系數(shù)，是衡量煤層預(yù)抽瓦斯難易程度的一種指標(biāo)，它反映不受采動(dòng)影響條件下，煤層內(nèi)鉆孔瓦斯流量隨時(shí)間呈衰減變化的特性。 1. 測量方法： 選 擇 有代表性、未受采動(dòng)影響的煤層區(qū)域，向煤層打直徑 75出其初始瓦斯流量 ,0以上）后，測其流量 q 即可。 2. 計(jì)算公式 根據(jù)鉆孔瓦斯流量 0衰減變化的關(guān)系 t qq （ 1 式中 百米鉆孔瓦斯流量衰減 系數(shù)； 0q 百米鉆孔初始瓦斯流量， 00 ； q 經(jīng)過 t 時(shí)間的百米鉆孔瓦斯流量， 00 ； 0 為0q、 q 的自然對數(shù)； t 時(shí)間， d 八瓦斯抽放率和可抽量計(jì)算 （一）瓦斯抽放率 瓦斯抽放率是指礦井、采區(qū)或工作面的瓦斯抽放量占相應(yīng)瓦斯涌出量或瓦斯儲(chǔ)量的百分比，前者在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用廣泛更具有實(shí)際意義，它是衡量礦井、采區(qū)或工作面瓦斯抽放效果效果的主要標(biāo)志。瓦斯抽放率的計(jì)算見表 1 1 瓦斯抽放率計(jì)算公式 計(jì)算公式 符號注釋 礦井（采區(qū)）瓦斯抽放率 Q Q 100k 礦井（采區(qū)）瓦斯抽放率， %； 礦井（采區(qū)）瓦斯抽放量， ； 礦井（采區(qū)）總回風(fēng)絕對瓦斯涌出量， 單一煤層工作面瓦斯抽放率 qq q 100 d 單一煤層工作面（本煤層）瓦斯抽放率， %； 工作面瓦斯抽放量， 3m 工作面回風(fēng)順槽回風(fēng)流中瓦斯量， m 工作面（有鄰近層）瓦斯抽放率 qq q 100n 工作面（有鄰近層）瓦斯抽放率， %； 鄰近層瓦斯抽放量， 3m 工作面回風(fēng)順槽回風(fēng)流中瓦斯量， m （二）可抽量計(jì)算 1. 單一煤層 (100 100 （ 1 式中 N 每噸煤瓦斯可抽量， ;/3 C 丟煤百分率， %； b 解吸瓦斯系數(shù)，一般取 1； 煤層瓦斯含量， ;/3 煤層殘存瓦斯含量， 。 2. 多煤層 1） 對陷落的頂板鄰近層 10 010 0（ 1 2） 對不陷落的頂板鄰近層 )(10 010 0 （ 1 3） 對下鄰近層 )(1 001 009.0 （ 1 式中 陷落鄰近層的瓦斯放出系數(shù)，對距開采層 15倍開采層厚度的鄰近層取 開采層 1530倍開采層厚度的鄰近層取 鄰近層的厚度， ;m m 開采層的厚度， ;m 不陷落的鄰近層的瓦斯放出系數(shù)，在實(shí)際計(jì)算時(shí)值取 應(yīng)當(dāng)指出，如果礦山地質(zhì)條件和礦山技術(shù)條件發(fā)生變化，確定鄰近層瓦斯可抽量用這種方法在實(shí)際計(jì)算中可能產(chǎn)生較大誤差，因此，必須附加一修正值，見表 1 表 1 瓦斯可抽量修正值 開采層至鄰近 層距離與開采 層厚度之比 上 鄰 近 層 下 鄰 近 層 煤 層 傾 角 （ ） 20 以下 20 40 40 以上 20 以下 20 40 40 以上 10 0 0 0 0 0