礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法AQ1018-2006

1、實用文檔礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法（ AQ 1018 2006）礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法AQ 1018 2006國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2006 02-27 發(fā)布2006 05 01 實施前言本標準的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D均為資料性附錄。本標準由國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局提出。本標準由國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局歸口。本標準起草單位：煤炭科學研究總院撫順分院。本標準主要起草人：姜文忠、秦玉金、閆斌移、薛軍峰1范圍本標準規(guī)定了采用分源預(yù)測法與礦山統(tǒng)計法進行礦井瓦斯涌出量預(yù)測的方法。本標準適用于新建礦井、生產(chǎn)礦井新水平延深、新采區(qū)以及采掘 工作面（放頂煤工作面除外）的瓦斯涌出量預(yù)測。2規(guī)范性引用文件下

2、列文件中的條款通過本標準的引用成為本標準的條款。凡是注冊日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版 均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達。MT/T 77煤層氣測定方法（解吸法）建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)程3術(shù)語及定義3.1礦井瓦斯涌出量預(yù)測prediction of mine gas emission rate計算出礦井在一定生產(chǎn)時期、生產(chǎn)方式和配產(chǎn)條件下的瓦斯涌出量，并繪制反映瓦斯涌出規(guī)律的涌出量等值線圖。.2礦井瓦斯涌出量absolute gas emission rate單位時間內(nèi)從煤層以及采落的煤（巖）體涌入礦井中的氣體總量，礦 井進行瓦斯

3、抽放時包括抽放瓦斯量。3.3絕對瓦斯涌出量absolute gas emission rate單位時間內(nèi)從煤層和巖層以及采落的煤（巖）體所涌出的瓦斯量，單 位采用m/min。3.4相對瓦斯涌出量relative gas emission rate平均每產(chǎn)1t煤所涌出的瓦斯量，單位為 M/t3.5 礦山統(tǒng)計法 statistical predicted method of mine gas根據(jù)對本礦井或鄰近礦井實際瓦斯涌出資料的統(tǒng)計分析得同的礦井瓦斯涌出量隨開采深度變化的規(guī)律，預(yù)測新井或新水平瓦斯的方法。3.6分源預(yù)測法predicted method by different gas sour

4、ce根據(jù)時間和地點的不同，分成數(shù)個向礦井涌出的與瓦斯源，在分別對 這些瓦斯涌出源進行預(yù)測的基礎(chǔ)上得出礦井瓦斯涌出量的方法。4 一般要求4.1 新建礦井或生產(chǎn)礦井新水平，都必須進行瓦斯涌出量預(yù)測， 以確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)后瓦斯涌出量大小，作為礦井和 采區(qū)通風設(shè)計、瓦斯抽放及瓦斯管理的依據(jù)。4.2 礦井瓦斯涌出量預(yù)測采用分源預(yù)測法或礦山統(tǒng)計法。4.3 礦井瓦斯涌出量預(yù)測應(yīng)包括以下資料：a）礦井采掘設(shè)計說明書：1）開拓、開采系統(tǒng)圖、采掘接替計劃；2）米煤方法、通風方式；3）掘進巷道參數(shù)、煤巷平均掘進速度；4）礦井、采區(qū)、回采工作面及掘進工作面產(chǎn)量。b）礦井地質(zhì)報告：1） 地層剖面圖、柱狀圖

5、等；2）各煤層和煤夾層的厚度、煤層間距離及頂、底板巖性。c）煤層瓦斯含量測定結(jié)果、風化帶深度及瓦斯含量等值線圖；d） 鄰近礦井和本礦井已采水平、 采區(qū)（盤區(qū)）以及采掘工作面 瓦斯涌出測定結(jié)果；e）煤的工業(yè)分析指標（灰分、水分、揮發(fā)分和密度）以及煤質(zhì) 牌號。4.4新建礦井或生產(chǎn)礦井新水平瓦斯涌出量預(yù)測由具有國家規(guī)定資質(zhì)的專業(yè)機構(gòu)和生產(chǎn)單位共同完成，預(yù)測結(jié)果經(jīng)專家審定后以報告形式提供給生產(chǎn)單位和有關(guān)部門。井瓦斯涌出量預(yù)測方法1分源預(yù)測法5.1.1 礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系如圖1所示。圖1礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系關(guān)系圖.1.2回采工作面瓦斯涌出量采工作面瓦斯涌出量預(yù)測用相對瓦斯涌出量表達，

6、以 24 h為一個預(yù)測 采用式1）計算。中：回采工作面相對瓦斯涌出量，m/t ；開米層相對瓦斯涌出量，m/1;鄰近層相又t瓦斯涌出量，m3/t。采層和鄰近層相對瓦斯涌出量計算方法見附錄A5.1.3 掘進工作面瓦斯涌出量進工作面瓦斯涌出量預(yù)測用絕對瓦斯涌出量表達，采用式(2)計算中：掘進工作面絕對瓦斯涌出量，m3/min;掘進工作面巷道煤壁絕對瓦斯涌出量，吊/min;掘進工作面落煤絕對瓦斯涌出量，m3/ min。進工作面巷道煤壁和落煤瓦斯涌出量計算方法見附錄B。5.1.4 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量采用式(3)計算。中： 生產(chǎn)采區(qū)相又t瓦斯涌出量，m/1 ； 生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)

7、，如無實測值可參照附錄 D選取;i第i個回采工作面相對瓦斯涌出量，m3/t ; 第個回采工作面的日產(chǎn)量，t ;i第i個掘進工作面絕對瓦斯涌出量，m3/rain ； 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t。5.1.5 礦井瓦斯涌出量 井瓦斯涌出量采用式(4)計算中: 礦井相對瓦斯涌出量，m/t ；i第i個生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量，m/t ； 第i個生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t; 已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，如無實測值可參照附錄 D選取。5.1.6 瓦斯不均衡性涌出慮各區(qū)域瓦斯涌出的不均衡性，利用分源預(yù)測法預(yù)測的各區(qū)域的瓦斯需乘以瓦斯涌出不均衡系數(shù)K,如無實測值可參照附錄 D選取。2礦山統(tǒng)計法5.2.1 采用礦山統(tǒng)計法必須具

8、備所要預(yù)測的礦井或采區(qū)煤層開采采煤方法、頂板管理、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存、煤質(zhì)等與生產(chǎn)礦井或生 相同或類似的條件。5.2.2 礦山統(tǒng)計法預(yù)測瓦斯涌出量外推范圍沿垂深不超過200 m,傾斜方向不超過600 m。5.2.3 礦井相對瓦斯涌出量與開采深度的關(guān)系由式(5)表示。中： 礦井相對瓦斯涌出量，m3/t;開米深度,m 瓦斯風化帶深度，m 相對瓦斯涌出量隨開采深度的變化梯度，m/(m3?t-1)。a值確定a值由當有瓦斯風化帶以下兩個水平的實際相對瓦斯涌出量資料時，）確定。中： 瓦斯帶內(nèi)2水平的開采深度，m 瓦斯帶內(nèi)1水平的開采深度，m 用深度開采時的相對瓦斯涌出量，m3/t; 加深度開采時的相對瓦斯

9、涌出量，m3/t 。當有瓦斯風化帶以下多個水平的實際相對瓦斯涌出量的資料時,均值由式（7）確定。中：第個水平的開采深度，m 第個水平的相對瓦斯涌出量，m3/t ; 統(tǒng)計的開采水平個數(shù)。HH可由式（8）確定。中符號同前。）根據(jù)實測煤層瓦斯基本參數(shù)確定，瓦斯風化帶的下部邊界可參照下 確定: 烷及重炫的濃度之和占氣體組分的80% （按體積）；斯壓力 P=0.1MPa0.15MP a對瓦斯涌出量qcH4=2n3i/t3m 3/t ；層的瓦斯含量：W=1.0mt.r1.5m 3t.r（長久自煤）W=1.5mt.r2.0m 3t.r（氣煤）W=2.0rrt.r2.5m 3t.r（肥、焦煤）W=2.5rrt

10、.r3.0m 3t.r（瘦煤）W=3.0rft.r4.0m 3t.r（貧煤）W=5.0rrt.r7.0m 3t.r（無煙煤）5.2.4當?shù)V井相對瓦斯涌出量與開采深度之間不呈線性關(guān)系時，即是常數(shù)時，應(yīng)首先根據(jù)實測資料確定a值與開采深度的變化規(guī)律，然后 預(yù)測。附錄A（資料性附錄）開采層和鄰近層瓦斯涌出量計算方法1開采層瓦斯涌出量A.1.1薄及中厚煤層不分層開采時，開采層瓦斯涌出量可由式計算。中：開米層相對瓦斯涌出量，m /t;圍巖瓦斯涌出系數(shù)；Ki值選取范圍為1.11.3 ;全部陷落法管理頂 質(zhì)組分較多的圍巖，K取1.3;局部充填法管理頂板K取1.2;全部充 理頂板K取1.1 ;砂質(zhì)泥巖等致密性圍

11、巖 K取值可偏小；工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計算；采區(qū)內(nèi)準備巷道預(yù)排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數(shù)，如無實測值 照附錄D選取；開米層厚度,m工作面米，nr煤層原始瓦斯含量，n3/t,參照附錄C選取；運出礦井后煤的殘存瓦斯含量，謂/t ,如無實測值可參照附錄CA.1.2 厚煤層分層開采時，開采層瓦斯涌出量計算采用式（A.2）計中：取決于煤層分層數(shù)量和順序的分層瓦斯涌出系數(shù)，如無實測值可按 錄D選取；其他符號意義同前。2鄰近層瓦斯涌出量近層瓦斯涌出量采用式(A.3)計算。中： 鄰近層相又t瓦斯涌出量，m3/t; 第個鄰近層煤層厚度，m工作面米，nr 第i個鄰近層瓦斯排放率，%如無實測值

12、可參照附錄 D選??； 第i個鄰近層煤層原始瓦斯含量，m/t,如無實測值可參照開采第i個鄰近層煤層殘存瓦斯含量，m/t,如無實測值可參照開采附錄 B(資料性附錄)掘進工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量計算方法1掘進巷道煤壁瓦斯涌出量進巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(B.1)計算。中：掘進巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/ min;巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長度，mi對于薄及中厚煤層，D=2同采層厚度；對于厚煤層，D=2h+b h及b分別為巷道的高度及寬度；巷道平均掘進速度，m/min;巷道長度,m煤壁瓦斯涌出強度，m3/(m2? min),如無實測值可參考式(B.2)計中:巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，m3/(m2? m

13、in)： 煤中揮發(fā)分含量，%; 煤層原始瓦斯含量，m3/t,參照附錄C選取2掘進落煤的瓦斯涌出量進巷道落煤的瓦斯涌出量采用式（B.3）計算。中： 掘進巷道落煤的瓦斯涌出量，m3/min： 掘進巷道斷面積，m2;巷道平均掘進速度，m/min; 煤的密度，t/m； 煤層原始瓦斯含量，m3/t,參照附錄C選取； 運出礦井后煤的殘存瓦斯含量，m/1 ,如無實測值可按參照附錄C附錄C（資料性附錄）煤層原始瓦斯含量和殘存瓦斯含量的選定1煤層瓦斯含量值是分源預(yù)測礦井瓦斯涌出量的核心參數(shù)，因此要求 量測值盡可能接近真值。2煤層原始瓦斯含量的測定與計算可采用直接法（地勘鉆孔解吸法） 定與計算，參見煤層氣測定方法

14、（解吸法）（MT/T77-94）。3地勘鉆孔解吸法測定煤層瓦斯含量時，當鉆孔深度小于 500m時, 77-94標準測定瓦斯含量；當鉆孔深度 500m1000mg煤的解吸性能 ,測定值必須進行校正。4直接法測定的煤層瓦斯含量應(yīng)與鄰近生產(chǎn)礦井和已生產(chǎn)水平井下 吸法或間接法測定的瓦斯含量對比。5煤的殘存瓦斯含量 Wo高變質(zhì)煤瓦斯含量10mt.r和低變質(zhì)煤的 按蕉.1選??；瓦斯含量10mi/t.r的高變質(zhì)煤的 W值可按式（C.1）斯含酷10mt.r的高變質(zhì)煤的W®式（C.1）計算中： 煤層殘存瓦斯含量，m/t.r ; 煤層原始瓦斯含量，n3/t.r 。附錄D（資料性附錄）分源預(yù)測法各種系數(shù)的

15、確定1采面巷道預(yù)排瓦斯影響系數(shù)K3用長壁后退式回采時，K3按式（D.1）計算。（L-2h） /L （ D.1）用長壁前進式回采時，如上部相鄰工作面已采，則 K=1;上部相鄰工 采,K按式（D.2）計算。中：工作面長度,m1掘進巷道預(yù)排等值寬度，m,如無實測值可按表D.1取值;巷道寬度,m2分層開采第i分層瓦斯涌出量系數(shù) 長分層（兩層或三層）開采時，Ki按表D.2取值；分層（四層）開采時,表D.3取值。表D.2 分層（兩層或二層）開米 K值兩個分層開采三個分層開采KfiKf2KiK2Kf31.5040.4961.8200.6920.488表D.3分層（四層）開采Kfi值3鄰近層受采動影響瓦斯排放率K鄰近層位于冒落帶中時，K = 1。采高小于4.5m時，K按式（D.3）計算或按圖D.1選取中:第鄰近層與開采層垂直距離，m受采動影響頂?shù)装鍘r層形成貫穿裂隙，鄰近層向工作面釋放卸壓瓦 層破壞范圍，m鄰近層；2 -緩傾斜煤層下鄰近層；3 -傾斜、急傾斜煤層下鄰近層。圖D.1鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線采層頂、底板的破壞影響范圍hp按建筑物、水體、鐵路及主要井巷 設(shè)與壓煤開采規(guī)程中附錄六的方法計算。采高大于4.5m時，K按式（D.4）計算。中：第鄰近層與開采層垂直距離，m工