矿井瓦斯涌出量影响因素分析
摘要：在矿井生产过程中，瓦斯涌出的因素较多，准确分析瓦斯涌出源及涌出量，能为瓦斯治理提供强有力的技术参数。矿井瓦斯涌出受地质因素，开采因素、生产工艺以及自然因素等方面的影响，而且统计起来困难较大。文章从以上各种因素，深入、细致分析瓦斯涌出量，结合矿井实际，对矿井瓦斯涌出量进行分析，为矿井瓦斯安全治理提供技术支撑。
关键词：影响；矿井瓦斯；涌出量因素
中图分类号：TD263 文献标识码： A 文章编号：1006-8937（2014）14-0179-02
矿井瓦斯涌出量是指矿井生产过程中以普通涌出方式实际涌入采掘工作空间的瓦斯数量。研究影响矿井瓦斯涌出量的因素是为给矿井设计和瓦斯管理提供重要的依据，也是保证矿井安全生产的需要。
1地质条件方面因素
1.1 煤层和邻近煤、岩层的瓦斯含量
开采煤层的瓦斯含量高，其瓦斯涌出量也必然大；开采煤层本身的瓦斯含量并不高，但在开采煤层的上部或下部赋存有瓦斯含量大的煤层（通常称之为邻近层）或岩层，由于受开采的影响，这些邻近煤（岩）层中的瓦斯就要大量流入开采煤层的采空
区和生产空间，从而增加了矿井的瓦斯涌出量。这些是矿井瓦斯涌出量的决定因素。此外，邻近层的厚度、层数以及与开采层的间距等也都明显地影响到矿井瓦斯涌出量。
1.2 煤层和围岩的瓦斯渗透性
煤层与围岩的渗透性对于矿井瓦斯涌出量的大小具有十分重要的影响。渗透性强的煤层，瓦斯易于在其中流动，流速快，瓦斯涌出强度大，矿井瓦斯涌出量就大；围岩的瓦斯渗透性强，有利于邻近层的瓦斯向开采层的开采空间放散，矿井的瓦斯涌出量也随之增大。
影响煤层和岩层渗透性的因素除与原生孔隙度、孔隙大
小、后期遭受构造破坏的程度及构造裂隙的性质有关外，还与在受采动后煤层和围岩所产生的采动裂隙的发育程度以及采动裂隙发育的范围有关。采动裂隙的发育程度及发育范围又与顶底板岩石的机械物理性质、松散比、工作面长度、开采范围、作业方式等因素有关。
2开采条件因素
2.1 开采规模
开采规模泛指开采深度、开拓和开采范围、矿井产量以及工作面个数、长度、推进速度等。在一定深度范围内煤层瓦斯含量随埋藏深度的增加而增大。在我国目前开采技术条件下，开采深度越深瓦斯涌出量也就越大。在相似的瓦斯地质条件下，开拓与开采范围大、产量高的矿井、水平和采区其绝对瓦斯涌出量相
对说比较大。当开拓与开采达到一定范围，产量达到一定水平之后，矿井相对瓦斯涌出量达到一定数量后变化不大。
在生产工艺和瓦斯地质条件基本相似的条件下，随着产量的增减矿井绝对瓦斯涌出量有明显的增减，而相对瓦斯涌出量的变化则不明显。通过实测分析认为，当矿井开采具有一定规模后，如果矿井涌出的瓦斯主要来源于采落的煤块时，随着产量的变化，对绝对瓦斯涌出的影响较为显著；如果瓦斯主要来源于采空区和煤壁，随产量的变化对相对瓦斯涌出量的影响较为显著。
2.2 开采顺序
近距离多煤层或厚煤层分层开采时，首采煤层（或首分
层）瓦斯涌出量较高，除因本身的瓦斯涌出量外，邻近层或其他分层的瓦斯，也会通过各种途径涌入首采层的采空区和开采空间中来。
2.3 开采方法
顶板管理采用全部垮落法，由于顶板的垮落和松动范围较大，其瓦斯涌出量就比较大；而采用充填或部分充填法，其瓦斯涌出量相对比较小。采区煤柱多，工作面采空区丢煤多，回采率低的采煤方法（如落垛采煤法）的采区，瓦斯涌
出量比较大。回采工作面初次来压、周期来压时，以及产生冲击地压时，瓦斯涌出量都会大大增加。据统计资料表明，周期来压比正常生产时，其瓦斯涌出量增加60%左右。
2.4 生产工艺过程在同一采掘工作面中，由于不同的生产
工艺过程，瓦斯涌出量差异很大，一般在落煤时瓦斯涌出量为最高。据实测资料表明，在采掘工作面不同生产工艺过程中瓦斯涌出情况见表 1 和表2：
2.5 通风压力和风量通风压力的增减，必然影响到瓦斯涌
出平衡压力的变化，即影响到矿井瓦斯涌出量的变化。抽出式通风的矿井，瓦斯涌出量随着矿井通风压力（负压）的提高而增大，压入式通风的矿井，瓦斯涌出量随着矿井通风压力（正压）的降低而增加。
如果瓦斯主要来自开采煤层（如单一煤层），则风量变化时，绝对瓦斯涌出量变化不大，风流中的瓦斯浓度将因风量的增加而减少，反之增加。多煤层回采的采区内，采空区可能积存大量高浓度的瓦斯，风量变化将使原有的采空区瓦斯排出状况改变。以抽出式通风矿井为例，风量增加时，起初由于负压和采空区漏风量的加大，一定数量的瓦斯从采空区涌出，绝对瓦斯涌出量增加，回风流中瓦斯浓度也急剧上升。上升到一定高度便开始下降，但超过原有浓度要维持一
段时间。经过一定时间绝对瓦斯涌出量才恢复接近原有浓
度，而回风流中的瓦斯浓度比原有浓度要低。风量减小时，情况相反。可见风量变化，能引起短时间内瓦斯涌出量的变化。这一时间的长短决定于采空区漏风中瓦斯浓度和瓦斯涌出量强度，涌出强度越小延续时间越长。进行采区风量调节时，必须注意回风流中的瓦斯浓度。
2.6 采空区管理采空区是矿井瓦斯的一个重要来源。采空区内积存着大量的高浓度（60%?70%）瓦斯。如果采空区密闭的质量不好，或其进、回风巷两侧通风压差较大，就会造成采空区大量漏风，而把更多的瓦斯带出来，从而导致矿井瓦斯涌出量增大。
3自然条件因素
3.1 大气压大气压的变化是影响矿井瓦斯涌出量的一个重
要因素。
阴雨天，空气中水蒸气含量增加，使大气压变低，以抽出式通风而言，造成矿井瓦斯涌出速度加快，涌出量增大，从而容易造成瓦斯积存，引发瓦斯爆炸事故。
原因分析，以大气压力Po 井巷中任意一点的绝对压力
为P1,其通风阻力用hw表示。即：Po-P1=hw。当大气压下降时，其值X。这时大气压为Po-A X，矿井通风机工作状况不变，矿井的通风压力也不变。那么，这时P1 的绝对压力=(Po-A X) -hw=P1-△ X。显而易见，现在P1点的压力比原来小了△ X，致使阻碍瓦斯向外涌出的能力下降，从而导致瓦斯向外涌出速度加快，涌出量增大。因此，在大气压发生变化的时候，我们必须密切注视瓦斯涌出量的变化，采取积极的措施，以防止瓦斯积存造成瓦斯事故。
3.2 地震地震可以产生较大的地质构造变化，它破坏了原有瓦斯涌出的平衡：①破坏了采区与风流相隔离的密闭；②增加
1.简述矿井瓦斯与煤层瓦斯的区别 答：广义的矿井瓦斯是指井下有害气体的总称。一般包括四类来源：①煤层与围岩内赋存并涌入到矿井的其他。②矿井生产过程中生成的其他③井下空气与煤岩矿物、支架和其他材料之间的化学或生物化学反应生成的气体等④放射性物质蜕变过程生成或地下水放出的放射性惰性气体氡及惰性气体氦。煤层瓦斯是腐殖型有机物在成煤过程中的伴生产物。 2.矿井瓦斯与煤层瓦斯的主要成分 答：矿井瓦斯：甲烷及其同系物，H2、CO、H2S、SO2、NH3、NO2、NO、N2、CO2; 煤层瓦斯：甲烷及其同系物、CO2、N2及少量的重烃 3.风流中瓦斯存在状态与煤层中瓦斯存在状态有哪些？煤层中瓦斯存在状态与哪些因素有关？答：（1）风流中：①静止空气中的瓦斯：分布不均匀，随着扩散时间延长，趋向均匀分布②层流空气中的瓦斯：上层瓦斯随风流流向下层，趋向均匀分布；③紊流空气中的瓦斯：由于强烈的掺混作用，一般表现为均匀分布。（2）煤层中：游离状态和吸附状态两种，还可能以瓦斯水化物晶体形式存在；吸附状态的瓦斯又可以分为吸收状态和吸着状态。（3）因素：温度、压力、孔隙率、比表面积、瓦斯性质、煤化变质程度、煤中水分 4.煤层瓦斯成因：（1）生物化学成气时期：在这个阶段生成的瓦斯容易排放到大气中，一般不会保留在煤层内。随着泥炭层下沉，上覆盖层越来越厚，压力与温度随之升高，生物化学作用减弱，泥炭转化为褐煤。（2）煤化变质作用成气时期：褐煤层进一步沉降，压力与温度作用加剧，进入煤化变质作用造气阶段。一般在100℃及其相应的地层压力下，煤层就会产生剧烈的热力变质成气作用，煤化过程中生成的瓦斯以甲烷为主要成分，从褐煤到无烟煤，煤的变质程度越高，生成的瓦斯量也越多。各煤化阶段生成的气体组分不仅不同，而且数量上也有很大变化。 5.煤层瓦斯沿深度划分为几个带？各带的主要成分及其百分比，划分条件？ 答：N2——CO2带：CO2 20%——80% N2 20%——80% CH4 0——10% N2带：CO20——20% N2 80%——100% CH4 0——20% N2——CH4带：CO20——20% N2 20%——80% CH4 20%——80% CH带：CO2 0——20% N2 0——20% CH4 80%——100% 条件：①煤层相对瓦斯涌出量2~3m3/t ②煤层内瓦斯成分中甲烷及重烃浓度总和达到80% ③煤层内瓦斯压力为0.1~0.15MPa 6.甲烷带瓦斯随深度如何变化？答：煤层内瓦斯压力，瓦斯含量随埋藏深度的增加呈有规律的增长，增长的梯度在不同的煤质（煤化程度），不同地质构造与赋存条件有所不同 7.简述孔隙结构与瓦斯间的关系。答：宏观孔隙：其直径>1000A°为渗透容积。显微孔隙：100A°~1000A°为扩散容积。分子孔隙：其直径<100A°为吸附容积 8.煤层瓦斯分布的一般规律：答：在甲烷带内，煤层的瓦斯压力随深度的增加而增加，多呈线性增加，瓦斯压力梯度也随条件而异，在地质条件相近的块段内，相同深度的同一煤层具有大体相同的瓦斯压力P=P0+m(H-H0)，当覆盖层中含水多，瓦斯压力高，局部地点封闭构造附近压力大，有构造应力附近压力大。 9.瓦斯压力测定有几种方法，各有何优缺点？答：（1）直接法：通常由围岩巷道向煤壁打50——75mm钻孔，钻孔中放测压管、封孔、插表、读数。优点：测量准确；缺点：测量时间过长，费用高，失败率大。（2）间接法：①利用钻屑解吸指标法测压；②根据煤层瓦斯含量和吸附规律反算瓦斯压力。优点：方便快捷，成功率高。缺点：测量结果不够精确 10.孔隙率：煤的总孔隙体积占相应煤的体积的百分比 11.吸附等温线：在恒定温度下，煤的吸附瓦斯含量x随压力P的变化曲线 12.瓦斯含量：单位重量或体积的煤中所含有的瓦斯量 13.朗格缪尔系数等温方程：x=abP/(1+bP) a：极限吸附常数；b：吸附常数P：吸附平衡时的瓦斯压力 14.影响煤吸附性能的主要因素有哪些？答：（1）瓦斯压力的影响（2）温度的影响（3）瓦斯性质的影响（4）煤化变质程度的影响(5)水分的影响 15.瓦斯生产量：单位成煤过程中生成的瓦斯量 16.煤的瓦斯含量：单位重量或体积的煤中所含有的瓦斯量 17.煤的容储能力：单位重量或体积的煤表面所能吸附的饱和瓦斯量 18.影响煤层瓦斯含量的因素：（1）煤层埋藏深度（2）煤层和围岩透气性（3）煤层倾角（4）煤层露头（5）地质构造（6）煤化程度（7）地层地质史（8）水文地质条件（9）煤层的温度和压力 19.煤层瓦斯流动的形态有哪些？渗流与涌出的关系？ 答：按空间内瓦斯流动方向来划分，基本上有三种：单向流动、径向流动和球向流动。 关系：煤壁瓦斯涌出是煤层内部渗流的继续，瓦斯渗流理论是瓦斯涌出理论的基础 20.扩散系数：反应瓦斯在孔隙——裂隙系统内扩散能力的大小 21.渗透率：压力梯度为1时，动力黏滞系数为1的液体在介质中的渗透速度 22.透气性系数;在1m3煤体两侧，压力差为1MPa2时通过1m长的煤体，在此1m2截面上，每日流过的煤层气体量 23.渗透率与透气性系数的关系：λ=k/(2μPn) 24.钻孔瓦斯涌出初速度：在煤层中按规定的技术要求施工钻孔，在预定深度，1min时，在规定长度钻孔内涌出的瓦斯量
一、预测原则 1、根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ 1018-2006标准)。 2、本矿井处于基建阶段，瓦斯涌出主要来源为回采工作面、煤巷掘进面及煤壁涌出。 3、岩巷瓦斯涌出量一般按照工作面配风量和工作面瓦斯浓度进行计算。 4、全矿井的瓦斯涌出量由煤、岩巷掘进工作面、其他巷道或硐室和瓦斯抽采量组成。 二、预测依据 1、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（1-1）计算。 21q q q +=采 式 （1-1） 式中： q 采一回采工作面相对瓦斯涌出量,m 3/t ； q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； q 2一邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t 。 开采层和邻近层相对瓦斯涌出量计算方法如下： a.不分层开采时，开采层瓦斯涌出量由式（1-2）计算： ()c W W M m k k k q -????=03211 式（1-2） 式中： q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； K 1一围岩瓦斯涌出系数，取； K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，取； K 3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，取；
m 一开采层厚度,6m ； M 一工作面采高，； W 0—煤层原始瓦斯含量,m 3 /t ； Wc —运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。 b. 未开采邻近层，故不计算邻近层瓦斯涌出量。 2、掘进工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量 a.掘进巷道煤壁瓦斯涌出量 掘进巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(1-1)计算。 30q 1)D v q =??? (1-1) 式中： q 3—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3／min ； D —巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m ；本矿主采3#煤层，煤层平均厚度为；对于厚煤层，D=2h+b ，h 及b 分别为巷道的高度及宽度。 υ—巷道平均掘进速度，m ／min ； L —巷道长度，m ； q 0—煤壁瓦斯涌出强度，m 3／(m 2min)，如无实测值可参考式(1-2)计算。 q 0＝ [(Vr )2＋]W 0 (1-2) 式中： q 0 — 巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，m 3／(m 2min)： V r — 煤中挥发分含量，％，古城煤矿3#煤层挥发份经煤炭工业厅综合测试中心鉴定为%。 W 0 — 煤层原始瓦斯含量，m 3／t 。 b. 掘进落煤的瓦斯涌出量 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量采用式（1-3）计算。 q 4＝Ｓ·v ·γ·(W 0－W c ) (1-3) 式中：q 4 —— 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，m 3/min; S —— 掘进巷道断面积，m 2；
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 矿井瓦斯涌出量的影响因素(新 编版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
矿井瓦斯涌出量的影响因素(新编版) 矿井瓦斯涌出量的大小，取决于自然因素和开采技术因素的综合影响。 （1）自然因素 1）煤层和邻近层的瓦斯含量 煤层和邻近层的瓦斯含量是瓦斯涌出量大小的决定因素。开采煤层的瓦斯含量高，瓦斯的涌出量就大。当开采煤层的上部或下部都有瓦斯含量大的煤层或岩层时，由于未受采动影响，这些邻近层内的瓦斯也要涌人开采层，从而增大了矿井瓦斯涌出量。 2）地面大气压及气温 地面大气压的变化与瓦斯涌出量的大小有密切关系。地面大气压力升高时，矿井瓦斯涌出量减少。地面大气压力下降，瓦斯涌出量增大。气温的影响体现在其变化导致大气压的变化，进而影响瓦斯涌出量的大小。
（2）开采技术因素 1）开采规模 开采规模是指开采深度、开拓、开采范围及矿井的产量而言。开采深度越深，随着瓦斯含量的增加，瓦斯涌出量就越大。在瓦斯赋存条件相同时，一般是开拓、开采范围越大，则瓦斯绝对涌出量越大，而瓦斯相对涌出量差异不大；产量增减，往往瓦斯绝对涌出量有明显的增减，而相对涌出量的变化不很明显。当矿井的开采深度与规模一定时，若矿井涌出的瓦斯主要来源于采落的煤，产量变化时，对绝对涌出量的影响比较明显，对相对涌出量的影响不大；若瓦斯主要来源于采空区，产量变化时，绝对瓦斯涌出量变化较小，相对瓦斯涌出量则有明显变化。 2）开采顺序与回采方法 首先开采的煤层（或上分层）排放了邻近层的瓦斯，因此，瓦斯涌出量大。后退式开采程序比前进式开采程序瓦斯涌出量要少，属于回采率低的采煤方法，采区瓦斯涌出量大。陷落法管理顶板比充填法瓦斯涌出量大。
平煤三矿十采区瓦斯涌出量预测 摘要: 通过对平煤三矿的实际考察,收集了该矿大量的瓦斯资料和地质资料，经过整理分析得到各种地质条件、各种开采条件下的实际瓦斯涌出量。同时结合已学的瓦斯基本理论，根据瓦斯原始含量、矿井开拓方式、煤层赋存及煤质、煤层瓦斯含量分布规律等条件，运用分源法对该矿十采区瓦斯涌出量进行预测；通过对本采区的瓦斯涌出量预测对该采区的通风设计,瓦斯抽放设计与瓦斯管理提供技术支持，对该矿瓦斯防治工作具有一定的指导意义。 关键词: 瓦斯含量平煤三矿分源预测法瓦斯涌出量
THE NO.3 MINE OF PINGMEI GROUP THE NO.10 PICK AREA GAS TO WELL UP Abstract: Through to the even coal three ores actual inspections, has collected this ore massive gas material and the geological data, obtains under each geological condition, each kind of mining condition actual gas after the reorganization analysis wells up the out put. Simultaneously unifies already study the gas elementary theory, according to the gas primitive content, the mine pit development way, the coal bed tax saves and the anthrax, condition and so on coal bed gas content distribution rule, the utilization device source law ten picks the area gas to this ore to well up the output to carry on the forecast; Through to this picks the area the gas to well up the output to forecast to should pick the area to ventilate the design, the gas pulls out puts the design and the gas management provides the technical support, has the certain instruction significance to this ore gas preventing and controlling work. Key word: The gas content even;the NO.3 mine of pingmei group ; device sources pre-measurement; gas wells up the output
矿井瓦斯涌出量预测方 法A 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
矿井瓦斯涌出量预测方法 AQ 1018－2006 国家安全生产监督管理总局2006－02－27发布 2006－05－01实施 前言 本标准的附录A、附录B、附录C、附录D均为资料性附录。 本标准由国家安全生产监督管理总局提出。 本标准由国家安全生产监督管理总局归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院抚顺分院。 本标准主要起草人：姜文忠、秦玉金、闫斌移、薛军峰 1 范围 本标准规定了采用分源预测法与矿山统计法进行矿井瓦斯涌出量预测的方法。 本标准适用于新建矿井、生产矿井新水平延深、新采区以及采掘工作面(放顶煤工作面除外)的瓦斯涌出量预测。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。凡是注册日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达。 MT/T 77煤层气测定方法（解吸法） 《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》 3 术语及定义 矿井瓦斯涌出量预测 prediction of mine gas emission rate 计算出矿井在一定生产时期、生产方式和配产条件下的瓦斯涌出量，并绘制反映瓦斯涌出规律的涌出量等值线图。 矿井瓦斯涌出量 absolute gas emission rate 单位时间内从煤层以及采落的煤（岩）体涌入矿井中的气体总量，矿井进行瓦斯抽放时包括抽放瓦斯量。 绝对瓦斯涌出量 absolute gas emission rate 单位时间内从煤层和岩层以及采落的煤（岩）体所涌出的瓦斯量，单位采用m2/min。 相对瓦斯涌出量 relative gas emission rate 平均每产1t煤所涌出的瓦斯量，单位为m2/t 矿山统计法 statistical predicted method of mine gas 根据对本矿井或邻近矿井实际瓦斯涌出资料的统计分析得同的矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的规律，预测新井或新水平瓦斯的方法。 分源预测法 predicted method by different gas source
煤矿瓦斯抽采基本指标 AQ1026-2006 前言 本标准全部内容为强制性条文。 本标准由国家煤矿安全监察局提出。 本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院重庆分院、中国矿业大学、煤炭科学研究总院抚顺分院、阳泉矿业（集团）有限责任公司、淮南矿业（集团）有限责任公司、芙蓉（集团）实业有限责任公司。 本标准主要起草人：胡千庭、文光才、俞启香、王魁军、李宝玉、周德昶、高正强、龙伍见。 1 范围 本标准规定了煤矿瓦斯抽采应达到的指标及其测算方法。 本标准适用于井工煤矿。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 MT/T638 煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定法 MT/T77 煤层气测定方法（解吸法） AQ1025 煤井瓦斯等级鉴定规范
3 必须进行瓦斯抽采的矿井 有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下临时抽采瓦斯系统： a) 一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理时； b) 矿井绝对涌出量达到以下条件的： ——大于或等于40m3／min； ——年产量1.0—1.5Mt的矿井，大于30m3／min； ——年产量0.6—1.0Mt的矿井，大于25m3／min； ——年产量0.4—0.6Mt的矿井，大于20m3／min； ——年产量等于或小于0.4Mt，大于15m3／min。 c) 开采有煤与瓦斯突出危险煤层。 4 瓦斯抽采应达到的指标 4.1突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下。若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力，则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa（表压）以下。控制范围如下： a）石门（井筒）揭煤工作面控制范围应根据煤层的实际突出危险程度确定，但必须控制到巷道轮廓线外8m以上（煤层倾角＞8°时，底部或下帮5m）。钻孔必须穿透煤层的顶（底）板0.5m以上。若不能穿透煤层全厚，必须控制到工作面前方15m以上。 b)煤巷掘进工作面控制范围为：巷道轮廓线外8m以上（煤层倾角＞8°时，底部或下帮5m）及工作面前方10m以上。 c)采煤工作面控制范围为：工作面前方20m以上。
矿井瓦斯涌出量预测计算公式精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
一、预测原则 1、根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ 1018-2006标准)。 2、本矿井处于基建阶段，瓦斯涌出主要来源为回采工作面、煤巷掘进面及煤壁涌出。 3、岩巷瓦斯涌出量一般按照工作面配风量和工作面瓦斯浓度进行计算。 4、全矿井的瓦斯涌出量由煤、岩巷掘进工作面、其他巷道或硐室和瓦斯抽采量组成。 二、预测依据 1、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（1-1）计算。 21q q q +=采 式（1-1） 式中： q 采一回采工作面相对瓦斯涌出量,m 3/t ； q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； q 2一邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t 。 开采层和邻近层相对瓦斯涌出量计算方法如下： a.不分层开采时，开采层瓦斯涌出量由式（1-2）计算： ()c W W M m k k k q -????=03211 式（1-2） 式中：
q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3 /t ； K 1一围岩瓦斯涌出系数，取1.2； K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，取1.18； K 3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，取0.83； m 一开采层厚度,6m ； M 一工作面采高，3.5m ； W 0—煤层原始瓦斯含量,m 3/t ； Wc —运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。 b. 未开采邻近层，故不计算邻近层瓦斯涌出量。 2、掘进工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量 a.掘进巷道煤壁瓦斯涌出量 掘进巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(1-1)计算。 30q 1)D v q =??? (1-1) 式中： q 3—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3／min ； D —巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m ；本矿主采3#煤层，煤层平均厚度为6.27m ；对于厚煤层，D=2h+b ，h 及b 分别为巷道的高度及宽度。 υ—巷道平均掘进速度，m ／min ； L —巷道长度，m ； q 0—煤壁瓦斯涌出强度，m 3／(m 2min)，如无实测值可参考式(1-2)计算。
虬髯客 矿井瓦斯涌出量预测方法 虬髯客https://www.doczj.com/doc/6c2108624.html,/qiuranke000 2009-03-06 13:20:35 矿井瓦斯涌出量预测方法 AQ 1018－2006 国家安全生产监督管理总局2006－02－27发布2006－05－01实施 前言 本标准的附录A、附录B、附录C、附录D均为资料性附录。 本标准由国家安全生产监督管理总局提出。 本标准由国家安全生产监督管理总局归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院抚顺分院。 本标准主要起草人：姜文忠、秦玉金、闫斌移、薛军峰 1 范围 本标准规定了采用分源预测法与矿山统计法进行矿井瓦斯涌出量预测的方法。 本标准适用于新建矿井、生产矿井新水平延深、新采区以及采掘工作面(放顶煤工作面除外)的瓦斯涌出量预测。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。凡是注册日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达。 MT/T 77煤层气测定方法（解吸法） 《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》 3 术语及定义 3.1矿井瓦斯涌出量预测prediction of mine gas emission rate 计算出矿井在一定生产时期、生产方式和配产条件下的瓦斯涌出量，并绘制反映瓦斯涌出规律的涌出量等值线图。 3.2矿井瓦斯涌出量absolute gas emission rate
单位时间内从煤层以及采落的煤（岩）体涌入矿井中的气体总量，矿井进行瓦斯抽放时包括抽放瓦斯量。 3.3绝对瓦斯涌出量absolute gas emission rate 单位时间内从煤层和岩层以及采落的煤（岩）体所涌出的瓦斯量，单位采用m2/min。3.4相对瓦斯涌出量relative gas emission rate 平均每产1t煤所涌出的瓦斯量，单位为m2/t 3.5 矿山统计法statistical predicted method of mine gas 根据对本矿井或邻近矿井实际瓦斯涌出资料的统计分析得同的矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的规律，预测新井或新水平瓦斯的方法。 3.6分源预测法predicted method by different gas source 根据时间和地点的不同，分成数个向矿井涌出的与瓦斯源，在分别对这些瓦斯涌出源进行预测的基础上得出矿井瓦斯涌出量的方法。 4 一般要求 4.1 新建矿井或生产矿井新水平，都必须进行瓦斯涌出量预测，以确定新矿井、新水平、新采区投产后瓦斯涌出量大小，作为矿井和采区通风设计、瓦斯抽放及瓦斯管理的依据。 4.2 矿井瓦斯涌出量预测采用分源预测法或矿山统计法。 4.3 矿井瓦斯涌出量预测应包括以下资料： a) 矿井采掘设计说明书： 1) 开拓、开采系统图、采掘接替计划； 2) 采煤方法、通风方式； 3) 掘进巷道参数、煤巷平均掘进速度； 4) 矿井、采区、回采工作面及掘进工作面产量。 b) 矿井地质报告： 1) 地层剖面图、柱状图等； 2) 各煤层和煤夹层的厚度、煤层间距离及顶、底板岩性。 c) 煤层瓦斯含量测定结果、风化带深度及瓦斯含量等值线图；
矿井瓦斯涌出量预测计 算公式 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
一、预测原则 1、根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ 1018-2006标准)。 2、本矿井处于基建阶段，瓦斯涌出主要来源为回采工作面、煤巷掘进面及煤壁涌出。 3、岩巷瓦斯涌出量一般按照工作面配风量和工作面瓦斯浓度进行计算。 4、全矿井的瓦斯涌出量由煤、岩巷掘进工作面、其他巷道或硐室和瓦斯抽采量组成。 二、预测依据 1、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（1-1）计算。 21q q q +=采 式（1-1） 式中： q 采一回采工作面相对瓦斯涌出量,m 3/t ； q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； q 2一邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t 。 开采层和邻近层相对瓦斯涌出量计算方法如下： a.不分层开采时，开采层瓦斯涌出量由式（1-2）计算： ()c W W M m k k k q -????=03211 式（1-2） 式中： q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； K 1一围岩瓦斯涌出系数，取； K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，取； K 3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，取； m 一开采层厚度,6m ； M 一工作面采高，； W 0—煤层原始瓦斯含量,m 3/t ； Wc —运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。
b. 未开采邻近层，故不计算邻近层瓦斯涌出量。 2、掘进工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量 a.掘进巷道煤壁瓦斯涌出量 掘进巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(1-1)计算。 30q 1)D v q =??? (1-1) 式中： q 3—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3／min ； D —巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m ；本矿主采3#煤层，煤层平均厚度为；对于厚煤层，D =2h+b ，h 及b 分别为巷道的高度及宽度。 υ—巷道平均掘进速度，m ／min ； L —巷道长度，m ； q 0—煤壁瓦斯涌出强度，m 3／(m 2min )，如无实测值可参考式(1-2)计算。 q 0＝ [(Vr )2＋]W 0 (1-2) 式中： q 0 — 巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，m 3／(m 2min )： V r — 煤中挥发分含量，％，古城煤矿3#煤层挥发份经煤炭工业厅综合测试中心鉴定为%。 W 0 — 煤层原始瓦斯含量，m 3／t 。 b. 掘进落煤的瓦斯涌出量 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量采用式（1-3）计算。 q 4＝Ｓ·v ·γ·(W 0－W c ) (1-3) 式中：q 4 —— 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，m 3/min ; S —— 掘进巷道断面积，m 2； υ —— 巷道平均掘进速度，m /min ； γ —— 煤的密度，t ／m 3； W 0 —— 煤层原始瓦斯含量，m 3/t ; W c —— 运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。
矿井瓦斯涌出量预测计算 公式 Prepared on 22 November 2020
一、预测原则 1、根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ 1018-2006标准)。 2、本矿井处于基建阶段，瓦斯涌出主要来源为回采工作面、煤巷掘进面及煤壁涌出。 3、岩巷瓦斯涌出量一般按照工作面配风量和工作面瓦斯浓度进行计算。 4、全矿井的瓦斯涌出量由煤、岩巷掘进工作面、其他巷道或硐室和瓦斯抽采量组成。 二、预测依据 1、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（1-1）计算。 21q q q +=采 式（1-1） 式中： q 采一回采工作面相对瓦斯涌出量,m 3/t ； q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； q 2一邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t 。 开采层和邻近层相对瓦斯涌出量计算方法如下： a.不分层开采时，开采层瓦斯涌出量由式（1-2）计算： ()c W W M m k k k q -????=03211 式（1-2） 式中： q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； K 1一围岩瓦斯涌出系数，取； K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，取； K 3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，取； m 一开采层厚度,6m ； M 一工作面采高，； W 0—煤层原始瓦斯含量,m 3/t ； Wc —运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。
b. 未开采邻近层，故不计算邻近层瓦斯涌出量。 2、掘进工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量 a.掘进巷道煤壁瓦斯涌出量 掘进巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(1-1)计算。 30q 1)D v q =??? (1-1) 式中： q 3—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3／min ； D —巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m ；本矿主采3#煤层，煤层平均厚度为；对于厚煤层，D =2h+b ，h 及b 分别为巷道的高度及宽度。 υ—巷道平均掘进速度，m ／min ； L —巷道长度，m ； q 0—煤壁瓦斯涌出强度，m 3／(m 2min )，如无实测值可参考式(1-2)计算。 q 0＝ [(Vr )2＋]W 0 (1-2) 式中： q 0 — 巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，m 3／(m 2min )： V r — 煤中挥发分含量，％，古城煤矿3#煤层挥发份经煤炭工业厅综合测试中心鉴定为%。 W 0 — 煤层原始瓦斯含量，m 3／t 。 b. 掘进落煤的瓦斯涌出量 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量采用式（1-3）计算。 q 4＝Ｓ·v ·γ·(W 0－W c ) (1-3) 式中：q 4 —— 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，m 3/min ; S —— 掘进巷道断面积，m 2； υ —— 巷道平均掘进速度，m /min ； γ —— 煤的密度，t ／m 3； W 0 —— 煤层原始瓦斯含量，m 3/t ; W c —— 运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。
编号：AQ-JS-08211 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 矿井瓦斯涌出量决定因素 Decisive factors of mine gas emission
矿井瓦斯涌出量决定因素 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科 学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 矿井瓦斯涌出量是指矿井生产过程中以普通涌出方式实际涌入采掘工作空间的瓦斯数量。研究影响矿井瓦斯涌出量的因素是为给矿井设计和瓦斯管理提供重要的依据，也是保证矿井安全生产的需要。 1.地质因素 1.1煤层和邻近煤、岩层的瓦斯含量 开采煤层的瓦斯含量高，其瓦斯涌出量也必然大;开采煤层本身的瓦斯含量并不高，但在开采煤层的上部或下部赋存有瓦斯含量大的煤层(通常称之为邻近层)或岩层，由于受开采的影响，这些邻近煤(岩)层中的瓦斯就要大量流入开采煤层的采空区和生产空间，从而增加了矿井的瓦斯涌出量。这些是矿井瓦斯涌出量的决定因素。此外，邻近层的厚度、层数以及与开采层的间距等也都明显地影响到矿井瓦斯涌出量。
1.2煤层和围岩的瓦斯渗透性 煤层与围岩的渗透性对于矿井瓦斯涌出量的大小具有十分重要的影响。渗透性强的煤层，瓦斯易于在其中流动，流速快，瓦斯涌出强度大，矿井瓦斯涌出量就大;围岩的瓦斯渗透性强，有利于邻近层的瓦斯向开采层的开采空间放散，矿井的瓦斯涌出量也随之增大。 影响煤层和岩层渗透性的因素除与原生孔隙度、孔隙大小、后期遭受构造破坏的程度及构造裂隙的性质有关外，还与在受采动后煤层和围岩所产生的采动裂隙的发育程度以及采动裂隙发育的范围有关。采动裂隙的发育程度及发育范围又与顶底板岩石的机械物理性质、松散比、工作面长度、开采范围、作业方式等因素有关。 2开采因素 2.1开采规模 开采规模泛指开采深度、开拓和开采范围、矿井产量以及工作面个数、长度、推进速度等。在一定深度范围内煤层瓦斯含量随埋藏深度的增加而增大。在我国目前开采技术条件下，开采深度越深
高瓦斯矿是指矿井相对瓦斯涌出量大于10立方米/吨且矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米/分的矿矿井的简称。 矿井瓦斯等级的划分矿井瓦斯等级是以相对瓦斯涌出量的大小来划分的。《煤矿安全规程》规定，在一个矿井中，只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：(1)低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米/吨且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米/分。(2)高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10立方米/吨且矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米/分。(3)煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。 煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于25%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于25%的瓦斯。我国60%以上的瓦斯是含甲烷25%以下的低浓度瓦斯，按煤矿安全规程要求，瓦斯浓度在25%以下的就不能贮存和输送，更谈不上利用了。 贵州素以“西南煤海”著称，煤炭资源丰富，在煤层中蕴藏有大量可供开发利用的煤层气。全省埋深2000m以浅的煤层气资源量达3.15万亿立方米，总量少于山西，居全国第二，其中富甲烷的煤层气占贵州省总资源量的92.7%。全省煤层气的分布，基本与煤矿的分布一致，相对集中于西部，以六盘水煤田最丰富，次为织纳煤田与黔北煤田。 早在20世纪70年代，贵州省煤层气的初步开发利用已经开始，贵州省内国有重点煤矿相继在六枝与水城、盘县地区建立了煤层气抽取利用系统，供民用、发电等。随着地质勘查与开发试验研究的深入进行，贵州煤层气大规模商业性地面开发也逐步展开。煤层气成为贵州又一重要的洁净新能源。它的有效开发，有助于改变贵州省缺油、少气、以煤为主的能源结构。近年来，贵州煤层气开发利用在一些大型煤炭企业迈出了实质性步伐，在煤层气抽采和综合利用方面进行了大量有益的尝试，在煤层气资源集中分布区的贵州水城矿业集团、盘江煤电集团公司等相继建起瓦斯民用工程，井下抽采的煤矿瓦斯（煤层气）除主要用作民用燃气外，在煤矿瓦斯发电领域也取得了积极的成果。随着贵州经济社会的快速发展，能源供求日益紧张，环保压力日益增大，煤炭安全生产问题得到广泛关注，特别是煤层气开发利用技术进一步提高，贵州省不断优化调整产业结构，积极推动煤层气产业的发展壮大。 随着国际金融危机的蔓延，传统煤炭工业遭遇极大冲击，凭借良好的安全效益、环境效益和经济效益，贵州省煤层气产业将迎来发展机遇，商业化进程加速。截至2008年10月，贵州全省已建成煤层气发电站10座，总装机容量为33000kW，2009年贵州省计划将煤层气发电站总数提高至16座。 在国际能源局势趋紧的情况下，作为一种优质高效清洁能源，煤层气的大规模开发利用前景诱人。从贵州煤层气资源的分布、开采条件和资源品质分析，贵州煤层气资源有着储量大、分布集中、品位较高等特点，具备大规模开发的资源优势，煤层气发电、煤层气液化等开发项目开发前景广阔。随着贵州煤层气抽采环境的完善，预计到2010年贵州全省煤层气抽采总量将达到16亿立方米，其中预计井下抽采瓦斯量为15亿立方米。到2015年，贵州全省煤层气抽采总量有望达到30亿立方米，瓦斯利用率提高至94%。 沈阳市周边地区具有丰富的煤层气资源，抚顺、铁法、阜新、本溪、沈南、沈北六大煤田煤层气资源总量约为480亿立方米，按照50％的可采率估算，可供沈阳及周边城市使用50年时间。同时，也将为重化工和精细化工发展提供充足的原材料。煤层气大规模开发利用实现之后，煤层气将成为沈阳市的主要气源之一，长期以来制约城市发展的"气源瓶颈"将被彻底打破。（
瓦斯含量概述： 煤层可解吸瓦斯含量（Wa）是指单位质量的煤在标准状况下直接测定和计算出的煤层自然解吸瓦斯含量，不包括常压吸附瓦斯含量（即不包括“常压吸附残存量”），单位为m3/t，其表达基准为原煤基。 瓦斯含量（W）包括煤层可解吸瓦斯含量（Wa）和常压吸附瓦斯含量（Wc）。 煤层可解吸瓦斯含量的直接快速测定法为快速测定煤层可解吸瓦斯含量提供一种有效的方法，直接快速地测定和计算出煤层可解吸瓦斯含量，为矿井瓦斯治理提供准确的依据。可用于煤层突出危险性工作面及区域预测、预抽瓦斯效果评价以及矿井煤层瓦斯涌出量预测等。 煤层瓦斯含量直接测定法中可解吸瓦斯含量（Wa）的值包括“损失量瓦斯含量”（W1）、“常压解吸瓦斯含量”（W2）和“粉碎解吸瓦斯含量”（W3）。 损失量瓦斯含量（W1）值概述： ）是指单位质量的煤芯从原始位置开始脱离煤体到被“损失瓦斯含量”（W 1 装入煤样筒之前这段时间内，在钻孔和巷道中所解吸出的瓦斯量换算为标况下的体积，该损失瓦斯含量需通过瓦斯解吸规律推算。其推算方法为：通过记录煤芯从钻孔煤层深部取出到封入煤样筒中的时间，结合在井下及时测量煤样筒中煤芯的瓦斯解吸速度及瓦斯解吸量，来推算煤芯封入煤样筒之前的损失瓦斯含量。常压解吸瓦斯含量（W2）值概述： ）是指单位质量的煤芯从装入煤样筒开始到被粉碎“常压解吸瓦斯含量（W 2 之前，所解吸出的瓦斯含量换算为标况下的体积。其测定方法为：将煤样筒带到地面实验室后，测量从煤样筒中的煤芯泻出瓦斯量，与井下测得的瓦斯解吸量一起计算出煤芯瓦斯解吸量。 粉碎解吸瓦斯含量（W3）值概述： “粉碎解吸瓦斯含量”（W3）是指在常压下单位质量的煤芯在粉碎过程中和粉碎后一段时间内所解吸出的瓦斯量换算为标况下的体积。其计算方法为：称取
矿 山 安 全Ｍｉｎｅ Ｓａｆｅｔｙ 今年７月底，国家煤矿安全监察局针对一些高瓦斯和低瓦斯矿井相继发生了煤与瓦斯突出事故的情况，要求强化煤矿瓦斯防治基础工作，立即组织开展矿井瓦斯等级鉴定。而开展矿井瓦斯等级鉴定，必须掌握瓦斯涌出量预测方法。 瓦斯涌出量预测方法是以煤层瓦斯含量及其分布规律，或以煤层瓦斯涌出量变化规律为基础，结合地质、开采等因素选取合理参数，预计瓦斯涌出量为多少的工作过程。所得的数据可以确定矿井或水平开采时采煤工作面和掘进工作面的瓦斯涌出量，从而划定矿井或水平开采时瓦斯涌出等级，进行矿井设计和选择瓦斯防治措施。 瓦斯涌出量预测方法 目前，在全国煤田勘探中瓦斯涌出量预测方法主要有以下几种。 一、梯度预测法 梯度预测法是最早被采用的一种预测方法，也是我国２０世纪９０年代矿井瓦斯涌出量预测普遍使用的预测方法。它是利用矿井已采瓦斯涌出量的实测资料，计算出瓦斯涌出量梯度，以预测深部采区的相对瓦斯涌出量。 二、类比法 根据生产矿井已采地区瓦斯涌出量的实测资料，计算出采煤工作面的相对瓦斯涌出量与煤层瓦斯含量的比值，还可计算出掘进巷道绝对瓦斯涌出量与煤层瓦斯含量的比值。在地 质条件类似的临近新建矿井，利用这 两个之间的比值，结合设计方案，进 行新矿井瓦斯涌出量预测。 三、分形法 Ｒ／Ｓ分析是一种时间序列分析 方法，是由赫斯特于１９６５年提出的， 该方法在分形理论中应用较广。赫 斯特分析Ｒ（Ｔ）／Ｓ（Ｔ）＝Ｒ／Ｓ统计规 律时发现存在如下关系式：Ｒ／Ｓ∝ （Ｔ／２）Ｈ，式中Ｈ—赫斯特指数。 Ｈ＝１／２，当赫斯特研究了江河的流 量、泥浆的沉积等自然现象之后， 发现当Ｈ＞１／２时，意味着持久性， 即所研究物理量时间序列不是相互 独立的，而具有相关性。进一步研究 表明，当Ｈ＞１／２时，用平均的观点 看，过去的一个增长趋势意味着将 来的一个增长趋势，反之亦然，即过 程有持久性；当Ｈ＜１／２时，过去的 增量与未来呈负相关，过程具有反 持久性。因此，Ｒ／Ｓ分析在时间序 列中具有很强的预测预报作用。 四、灰色系统理论与模糊数学 预测法 灰色系统是邓聚龙教授提出的 一种新的系统理论，灰色系统理论 是通过一系列数据生成方法（直接累 加法、移动平均法、自适性累加法 等）将本没有规律的、杂乱无章的或 规律性不强的一组原始数据序列变 得具有显著规律性，高度的概括性， 而且使预测精度高，具有明显的确 定性。由后残差检验结果，灰色系统 预测拟合精度为好，预测结果正确 可靠。由矿井相对瓦斯涌出量测量 可知，灰色预测值与实际测量值基 本吻合，说明对矿井未来瓦斯涌出 量预测都不会有太大的误差，除非 开采方式改变或地质条件变化，才 有可能造成测量结果的失真情况。 五、神经网络模型预测法 ＢＰ算法在１９８５年由Ｒｕｍｅｌｈａｒｔ 等提出，该方法系统地解决了多层神 经元网络中隐单元层连接权的学习问 题，并在数学上给出了完整的推导。采 用ＢＰ算法的多层神经网络模型一般 称为ＢＰ网络。多层神经网络模型的一 般拓扑结构如图１所示。结合问题的 实际情况，本模型采用Ｓｉｇｍｏｉｄ型函 数：ｆ（ｘ）＝１１＋ｅ－ｘ。通过证明将样本输 入神经网络模型进行仿真，其相对误 差分别为４．４３％、６．５％、２．１１％，可以 看出神经网络预测具有较高的精度。 六、分源法 分源法是按照矿井生产过程中 瓦斯涌出源的多少、各个矿井瓦斯 源涌出瓦斯的大小，来预测矿井各 个时期的瓦斯涌出量，为矿井通风 设计提供更合理的矿井瓦斯涌出资 料，并为高、低瓦斯煤层如何合理配 采，减少矿井瓦斯涌出不均衡提供 科学依据。 七、三维灰趋势面分析法 趋势面分析法是用数学方法研 究地质变量的空间分布与瓦斯量变 化规律间相互关系的一种多元统计 分析方法。在一定意义上说，所谓 瓦斯涌出量预测方法及问题 景兴鹏 李彬刚 郑登锋 文
1、回采工作面瓦斯涌出量 回采工作面瓦斯涌出量由开采层（包括围岩）和邻近层两部份组成，计算公式如下： q 采=q 1+q 2 式中：q 采——回采工作面相对瓦斯涌出量，m 3/t ； q 1——开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； q 2——邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； 1、开采层瓦斯涌出量 )(q 03211c W W M m K K K －?? ??= 式中：K 1——围岩瓦斯涌出系数； K 2——回采工作面丢煤涌出系数，其值为回采率的倒数； K 3——顺槽掘进预排系数，后退式回采，K 3=（B-2b ）/ B ； B ——回采工作面长度，m ； b ——顺槽瓦斯预排宽度，m ； m ——开采层厚度，m ； M ——工作面采高，m ； W 0——煤层原始瓦斯含量，m 3/t ； W c ——煤层残存瓦斯含量，m 3/t 。 2、邻近层瓦斯涌出量 )(q 012ci i i n i i W W M m -??=∑ =η 式中：q 2—— 邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； i η——邻近层瓦斯排放率，%； W 0i ——各邻近层原始瓦斯含量，m 3/t ； W ci ——各邻近层残存瓦斯含量，m 3/t ； m i ——各邻近层煤厚，m ； 其余符号意义同前。 2、掘进面瓦斯涌出量计算
掘进工作面瓦斯涌出来源包括两部份，一是暴露煤壁涌出瓦斯，二是破落煤块涌出瓦斯，其涌出量计算公式如下： q 掘=q 3+q 4 q 3=D×V×q 0×(2 1V L -) q 4=S×V×γ×(W 0－W c ) 式中：q 掘——掘进面绝对瓦斯涌出量，m 3/min ； q 3——掘进巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m 3/min ； q 4——掘进巷道落煤绝对瓦斯涌出量，m 3/min ； D ——巷道断面内暴露煤壁面周边长度，m ； V ——巷道平均掘进速度，m/min ； L ——掘进煤巷长度，m ； q 0——掘进面煤壁瓦斯涌出初速度，m 3/（m 2·min）； q 0=0.026 [ 0.0004×(V r )2+0.16 ] ×W 0 式中：V r ——掘进煤层原煤挥发份，% S ——掘进煤巷断面积，m 2 ； γ——原煤容重，t/m 3； 其余符号意义同前。 3、采区瓦斯涌出量计算 1 i 1A 1440K ? ?? ??+=∑∑==n n i i i i q A q q 掘采‘ 区 式中：q 区——生产采区相对瓦斯涌出量，m 3/t ； K′——生产采区内采空区瓦斯涌出系数； q 采i ——第i 个回采工作面相对瓦斯涌出量，m 3/t ； A i ——第i 个回采工作面的日产量，t ； q 掘i ——第i 个掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m 3/min ； A o ——生产采区平均日产量，t ； 4、矿井瓦斯涌出量