矿井瓦斯涌出量预测-讲义
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三矿井瓦斯涌出量预测在矿井或水平投产前用一定的方法,计算煤层开采时的矿井或水平的瓦斯涌出量,为通风设计与瓦斯防治措施的选取与设计提供依据。
预测方法有两类:一为矿山统计法,另一类为分源预测法。
1、矿山统计法根据临近矿井或本井田浅部水平实际的瓦斯涌出资料,统计分析出矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的规律,最终推算出新矿井或延深水平的瓦斯涌出量。
矿井相对瓦斯涌出量与开采深度在一定深度范围内呈线性的关系,见图( 8 )图 8 相对瓦斯涌出量预测图(谢二矿),其表达式为:20+-=aH H q q---------开采深度为H 的矿井相对瓦斯涌出量,m 3/t ; a-------- 开采深度与瓦斯涌出量的比例常数,m/m 3/t H---------开采深度,m ; H 0--------瓦斯风化带的深度,m 。
开采深度的比例常数是指在瓦斯风化带以下相对瓦斯涌出量每增加1m 3/t 时,开采深度下延的深度。
其值的大小取决于煤层的倾角、煤层围岩的透气性等。
当有两个水平的实际相对瓦斯涌出量的资料时计算公式如下:1212q q H H a --=H 2、H 1分别为在瓦斯带内1、2水平开采深度,m ;q 2、q 1分别为瓦斯带内1、2水平开采深度的相对瓦涌出量,m 3/t 。
当有较多水平的相对瓦斯涌出量资料时,可用最小二乘法或图解法取得a 的值,公式为:∑∑∑∑∑-------=ni ni i i ni ni ini i i i q q n q H n H q n a 1122111)(H i 、q i 分别为i 水平的开采深度与相对瓦斯涌出量,n 为统计的开采水平数。
为了比较可靠的预测瓦斯涌出量,最好在矿井开采层面图上标出已采各区的相对瓦斯涌出量,并相对瓦斯涌出量相同的地点连成曲线,作为预测的依据。
见图( 9 )图 9 煤层瓦斯涌出量等值线图应当指出的是,用上述统计预测方法的前提是在采掘、地质和采掘强度条件相同时得出的,如果,条件有较大的差异时,所得的预测结果将与实际结果也会有较大的差异。
矿井瓦斯涌出量预测方法介绍瓦斯涌出量的预测是根据某些已知相关数据,按照一定的方法和规律,预先估算出矿井或局部区域瓦斯涌出量的工作。
其任务是确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小;为矿井、采区和工作面通风提供瓦斯涌出基础数据;为矿井通风设计、瓦斯抽放和瓦斯管理提供必要的基础参数。
决定矿井风量的主要因素往往是瓦斯涌出量,所以预测结果的正确和否,能够影响矿井开采的经济技术指标,甚至影响矿井正常生产。
大型高瓦斯矿井,如果预测瓦斯涌出量偏低,投产不久就需要进行通风改造,或者被迫降低产量。
而预测瓦斯涌出量偏高,势必增大投资和通风设备的运行费用,造成不必要的浪费。
矿井瓦斯涌出量预测方法可概括为两大类:一类是矿山统计预测法,另一类是根据煤层瓦斯含量进行预测的分源预测法。
1.矿山统计预测法矿山统计预测法的实质是根据对本矿井或邻近矿井实际瓦斯涌出量资料的统计分析得出的矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的规律,来推算新井或延深水平的瓦斯涌出量。
这方法适用于生产矿井的延深水平,生产矿井开采水平的新区,和生产矿井邻近的新矿井。
在使用中,必须保证预测区的煤层开采顺序、采煤方法、顶板管理等开采技术条件和地质构造、煤层赋存条件、煤质等地质条件和生产区相同或类似。
使用统计预测法时的外推范围一般沿垂深不超过100~200m ,沿煤层倾斜方向不超过600m 。
⑴基本计算式矿井开采实践表明,在一定深度范围内,矿井相对瓦斯涌出量和开采深度呈如下线性关系:20+-=a H H q (1-32)式中:q ——矿井相对瓦斯涌出量,m3/t ;H ——开采深度,m ; H0——瓦斯风化带深度,m ;a ——开采深度和相对瓦斯涌出量的比例常数,t/m2。
瓦斯风化带即为相对瓦斯涌出量为2m3/t 时的开采深度。
开采深度和相对瓦斯涌出量的比例常数a 是指在瓦斯风化带以下、相对瓦斯涌出量每增加1m3/t 时的开采下延深度。
H0和a 值根据统计资料确定,为此,至少要有瓦斯风化带以下两个水平的实际相对瓦斯涌出量资料,有了这些资料后,可按下式计算a 值:1212q q H H a --=(1-33)式中:H1、H2——分别为瓦斯带内1和2水平的开采垂深,m ;q1、q2——分别为在H1和H2深度开采时的相对瓦斯涌出量,m3/t 。
202022/316矿井瓦斯涌出量预测张宇摘要本文以我国华北某大型煤矿为主要研究的对象,对井下瓦斯回采、掘进工作面、盘区等各个瓦斯采样点的温度和瓦斯涌出量使用了分源瓦斯通风预测法对其进行了预测[1]。
关键词矿井瓦斯;分源预测法;涌出量预测中图分类号:G122;TP399文献标识码:A DOI :10.19694/ki.issn2095-2457.2020.22.42张宇山东科技大学遥1矿井瓦斯资源储量煤矿瓦斯的储量主要指的是在进行煤矿瓦斯生产时,赋存瓦斯的煤、岩体向采动空间排出的瓦斯总量[3]。
煤矿瓦斯的储量计算公式的定义为:W 煤=A×X 煤=2631.40×0.02=52.63Mm 3式中:W 煤-矿井瓦斯资源储量,Mm 3。
A -矿井煤炭地质资源储量,Mt。
X 煤-可采煤层的平均瓦斯含量,m 3/t。
2瓦斯涌出量预测2.1回采工作面开采层、邻近层的相对瓦斯的涌出的总量二者共同组成了井下回采工作面的瓦斯总量。
Q 采=Q 1+Q 2式中:Q 采-回采工作面的相对瓦斯涌出量,m 3/t;Q 1、Q 2-开采层、邻近层的相对瓦斯的涌出的总量,m 3/t。
2.1.1开采层的瓦斯涌出量Q 1=f 1·f 2·f 3·m M ·(I 0-I c )式中:Q 1-开采层的相对瓦斯的涌出的总量,m 3/t;m -开采层厚度,m;2-1煤层取2.65m,2-2中煤取3.37m;M -工作面采高,m;2-1煤层取2.65m,2-2中煤取3.37m;I c -开采后的残存瓦斯含量,m 3/t;经换算公式可得:2-1煤中残存的瓦斯量约取. All Rights Reserved.0.057m3/t,2-2煤中残存的瓦斯量约取0.021m3/t。
I0—煤层原始瓦斯含量,m3/t;2-1煤原始瓦斯含量取最大值0.19m3/t,2-2中煤原始瓦斯含量取最大值0.07m3/t,2-1煤在开采完后2-2煤中的瓦斯含量得到一定释放,释放后2-2煤中的原始瓦斯含量为0.052m3/t。
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/t3.5 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。
第二章煤矿瓦斯涌出量预测1方法的选择对于生产矿井来说,矿井的通风能力已经确定,若是的瓦斯涌出量超过通风能力所能稀释的瓦斯时,应考虑抽放瓦斯,而进行抽放瓦斯前,应进行矿井瓦斯涌出量的预测。
对于矿井瓦斯涌出量的预测,有两种方法,一种是矿山统计法预测矿井瓦斯涌出量,一种是分源法预测矿井瓦斯涌出量。
本设计采用分源法预测矿井瓦斯涌出量。
2分源法的基本原理含瓦斯煤层在开采的时候,受采掘作业的影响,煤层和围岩中的瓦斯赋存平衡遭到破坏,被破坏的煤层、围岩中的瓦斯将涌入井下巷道。
矿井内不同的瓦斯涌出地点即为瓦斯的涌出源。
瓦斯的涌出源的多少、各涌出源瓦斯的大小直接决定瓦斯涌出量的大小。
矿井瓦斯涌出源、汇的关系如下图1:1矿井瓦斯涌出源、汇关系3本设计中矿井原始资料3.1天池煤矿可采煤层特性(如下图2)项目厚度稳定煤层夹石可采煤层间距程度结构岩性及厚度部位情况(m)煤层(m)特征(m)0.0-2.39 泥岩中西部3 0.93 较稳定简单0-0.51补5孔局部透镜状一带可采 131.80-155.35简单泥岩北部绝144.5715 0.45-7.6 稳定薄层状0-0.85 中东部大部4.46 较复杂透镜状0.52 东南部可采天池煤矿可采煤层一览表(图2)3.2天池煤矿采煤方法及矿井通风矿井内开采的煤层为山西组的3煤层和太原组的15煤层。
目前主要开采15煤层,开拓方式采用综合开拓,综采放顶,长壁后退,全部陷落法管理顶板,皮带运输的方法。
通风方式为中央并列式通风。
共设计三个进风井和一个回风井,分别为主斜井、副斜井、专用进风井和专用回风立井。
回风立井安装两台BDK54-8-NO26型对旋轴流式通风机,电机功率2×355kw,一台运转,一台备用;通风设施由风道、风门、配电间、防爆盖及消音装置等组成。
综采放顶煤开采,矿井需风量大且相对集中,井下通风系统多为双进双回。
在水平上,轨道大巷作为主进风,皮带大巷作为辅助进风;采区为轨道上(下)山和皮带上(下)山进风,回风上(下)山回风;采煤工作面为皮带顺槽进风,轨道顺槽和瓦斯尾巷回风。