保护层开采工作面瓦斯涌出量预测

保护层开采工作面瓦斯的预测与治理陈发海1．工作面概况土城矿14采区14112综采工作面位于井筒东翼，走向长602m，倾斜长为156m，上部为14310采空区，距地表垂深486～444m。

1﹟煤层厚度为1.2～2.3m，平均1.7m，煤层倾角为19～27°，平均为23°，为中硫、中灰肥煤。

14112工作面为该区段的首采煤层，下伏煤层为3﹟煤层，煤厚2.2m，层间距为0.4～20m。

该煤层为低透气性高瓦斯的煤层，煤层瓦斯含量为0.79m3/t。

盘江矿区邻近煤层未开采时，邻近煤层涌出的瓦斯要占回采工作面瓦斯涌出量的65％以上。

由于沉积的影响，局部地段1﹟煤层与3﹟煤层间距为 0.4m，形成极近距离开采。

预计14112采面在回采期间是瓦斯主要来源于本层及临近3﹟煤层。

2.瓦斯治理问题提出开采3﹟煤层的保护层（即14112采面）目的是对被保护层卸压，释放被保护层的弹性潜能，增大煤层的透气性，有利于煤层气的运移和解吸，降低被保护层的瓦斯含量。

由于被保护层的开采，造成邻近层煤层卸压，致使裂隙范围内的卸压瓦斯涌入开采工作面。

为了确保回采工作面的安全生产，所以对保护层的开采工作面瓦斯来源分析以及瓦斯涌出量的预测变得尤为重要。

3.分源法预测保护层开采工作面瓦斯涌出量分源法预测矿井瓦斯涌出量的实质是按照矿井生产过程中瓦斯涌出总量和各瓦斯源涌出瓦斯量，来预计该矿井各个时期（如投产期、达标期、萎缩期等）的瓦斯涌出量。

各个瓦斯源涌出瓦斯量是以煤层瓦斯含量、瓦斯涌出规律及煤层开采技术条件为基础进行计算确定的。

3.1开采煤层瓦斯涌出量该工作面开采垂深为486～444m，在14采区属首采层，煤层瓦斯含量为0.79立方米每吨，3.2邻近层瓦斯涌出量邻近层3﹟煤层的瓦斯涌出情况可参照已采煤层采面的瓦斯涌出情况。

1437—2采面绝对瓦斯涌出量为21立方米／min，相对瓦斯涌出量23立方米／min，开采垂深为360m;1439—2采面绝对瓦斯涌出量为24立方米／min，相对瓦斯涌出量20.16立方米／t，开采垂深为400m；14310—2采面绝对瓦斯涌出量为37立方米／min，相对瓦斯涌出量25.9立方米／t，开采垂深为440m。

瓦斯涌出量预测方法瓦斯涌出是煤矿井下常见的危险事件之一，如果未能及时控制，将严重危及煤炭生产和矿工生命安全。

因此，科学地预测瓦斯涌出量，对于煤矿安全生产至关重要。

本文将介绍几种不同的瓦斯涌出量预测方法。

经验公式法经验公式法是较为常用的瓦斯涌出量预测方法。

该方法需要根据实际的井下工作面情况和地质环境，选择相应的经验公式进行计算。

经验公式中一般含有以下几个变量：•采掘井工作面长度•采掘巷道截面积•煤层厚度•挡土层厚度•煤层自然吸附系数•煤层含气量•预期采出煤层瓦斯含量选择合适的经验公式进行计算，可以得到较为准确的瓦斯涌出量预测结果。

但是，由于经验公式适用范围较为狭窄，因此在具体应用中需要谨慎选择，并根据实际情况进行修正。

数值模拟法数值模拟法是一种较为常用的瓦斯涌出量预测方法。

该方法基于采用计算机对煤层内的瓦斯流动进行数值模拟，通过模拟得到瓦斯涌出量预测结果。

数值模拟法需要进行以下几个步骤：1.建立数学模型根据实际煤层环境和井下开采工况，建立数学模型，将煤层内的瓦斯流动过程模拟出来。

2.数据处理将所得模拟结果进行数据处理，得到相应的瓦斯涌出量预测结果。

3.验证和修正将预测结果与实测结果进行比较，进行验证。

如果有偏差，可以根据实际情况进行适当修正。

数值模拟法具有较高的准确性，适用于较为复杂的煤层环境和开采工况。

灰色模型法灰色模型法是一种较为简便的瓦斯涌出量预测方法。

该方法基于灰色理论，根据已知数据，建立灰色模型，预测未来的瓦斯涌出量。

灰色模型法需要进行以下几个步骤：1.观测数据的序列化将观测数据进行序列化，使其成为一个一维向量。

2.数据要素分析基于数据要素分析，确定预测模型的输入和输出变量。

3.建立灰色模型建立灰色模型，对数据进行分析和预测。

灰色模型法适用于瓦斯涌出量预测问题中，具有较为广泛的应用。

结论瓦斯涌出量预测是煤炭生产中的一个关键问题。

本文探讨了几种不同的瓦斯涌出量预测方法，分别为经验公式法、数值模拟法和灰色模型法。

近距离保护层开采瓦斯涌出规律预测及治理措施探讨
佚名
【期刊名称】《魅力中国》
【年(卷),期】2013(000)013
【摘要】瓦斯事故是矿井五大灾害之一，为了保证近距离保护层工作面开采过程
安全进行，本文以某矿为例分析了瓦斯涌出规律，研究结果表明，首采层煤层、上邻近煤层和下邻近煤层的瓦斯涌出量分别占16.1％、52.4％、31.5％。

据此，提
出煤层采用采空区埋管与通风稀释相结合以及顺层钻孔抽放，上邻近面内高浓度瓦斯抽采采用高抽巷抽采方法，下邻近层及抽采层则采用底板穿层钻孔抽放卸压瓦斯。

采用保护层卸压开采的方法，不仅消除了保护层瓦斯突出的危险性，也降低了卸压煤层的高含量瓦斯。

【总页数】1页(P22-22)
【正文语种】中文
【相关文献】
1.多煤层近距离保护层开采瓦斯涌出规律及抽采方案研究 [J], 田世祥;蒋承林
2.超近距离保护层开采工作面瓦斯涌出规律探讨 [J], 朱传杰;林柏泉;翟成;谢友友;
董涛;孙鑫
3.近距离保护层开采瓦斯涌出规律及治理研究 [J], 汪东生;杨胜强;石坚胜
4.煤矿近距离保护层开采防突效果考察探讨 [J], 王秀红
5.近距离煤层群上保护层开采被保护层瓦斯涌出规律考察与抽采实践 [J], 陈志平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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 Mm 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 (21)L D v q v=∙∙∙- (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 2?min )，如无实测值可参考式(1-2)计算。

煤矿矿井瓦斯涌出量预测计算方法摘要：煤层瓦斯（gas of coalseam）、煤层气。

从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体。

瓦斯是煤矿生产中的有害因素，它不仅污染空气，而且当空气中瓦斯含量为5%～16%时，遇火会引起爆炸，造成事故。

现运用分源预测法、瓦斯地质图法预测瓦斯涌出量供参考。

关键词:瓦斯涌出量涌出量预测方法1.分源预测法预测瓦斯涌出量（一）分源预测法预测瓦斯涌出量方法一个矿井的瓦斯涌出量的大小既取决于瓦斯源的多少，又取决于瓦斯源涌出瓦斯量的多少。

含瓦斯煤层被开采时，受采掘影响的煤层及围岩中的瓦斯赋存平衡条件被破坏，其中的瓦斯将涌入采掘工作面及采空区。

按照瓦斯涌出地点分，井下瓦斯源有4个，即开采层（包括围岩）、邻近层、掘进巷道、生产采空区和已采区采空区。

前4项瓦斯源涌出的瓦斯汇集，构成采区瓦斯涌出。

各采区瓦斯涌出与已采区采空区涌出的瓦斯汇集构成全矿井瓦斯涌出。

其计算步骤是：分别计算开采层、邻近层、掘进工作面煤壁与落煤的瓦斯涌出量，然后按相关顺序计算出采煤工作面和掘进工作面瓦斯涌出量，再加上生产采区采空区瓦斯涌出量。

生产采区瓦斯涌出量与已采采区采空区瓦斯涌出量相加，即可最终得出预计的矿井瓦斯涌出量。

以下为回采工作面瓦斯涌出量计算方法：1、开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量式中q1－开采煤层（包括围岩）相对瓦斯涌出量，m3/t；k1－围岩瓦斯涌出系数，对于全部垮落法顶板管理的工作面，取k1=1.3；k2－工作面丢煤瓦斯涌出系数，其值为工作面回采率的倒数；k3－顺槽掘进预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数，采用长壁后退式回采时，系数k3按下式确定：式中L－回采工作面长度，m；h－巷道瓦斯预排等值宽度，m；m－煤层厚度，m；m1－煤层采高，m；X－煤层原始瓦斯含量，m3/t；X1－煤层残存瓦斯含量，m3/t，与煤质和原始瓦斯含量有关，需实测；如无实测数据可查取，由于所查取的瓦斯含量值是以m3/t,daf(表示可燃值基瓦斯量)为计量单位，因此需要按下式换算成以m3/t(表示原煤瓦斯含量)为计量单位的瓦斯含量：X1＝X1′（100－Mad－Ad）/100式中X1′－可燃值基瓦斯含量，m3/t,daf；Mad－原煤水分含量，%；Ad－原煤灰分含量，%.2、邻近层瓦斯涌出量式中q2－邻近层瓦斯涌出量，m3/t；mi－第i个邻近层厚度，m；m1－开采层的开采厚度，m；X0i－第i邻近层原始瓦斯含量，m3/t；X1i－第i邻近层残存瓦斯含量，m3/t；ki－取决于层间距离的第i邻近层瓦斯排放率。

掘进工作面区段瓦斯涌出量预测报告一、引言煤矿瓦斯涌出是煤矿生产中的重要安全问题，瓦斯涌出量的准确预测对煤矿生产安全具有重要意义。

本报告旨在通过分析掘进工作面区段瓦斯涌出规律，预测瓦斯涌出量，为煤矿生产提供科学依据。

二、掘进工作面区段瓦斯涌出规律分析1. 煤层气含量分析：通过对掘进工作面区段的煤层气含量进行采样分析，可以了解煤层气的丰度水平，进而判断瓦斯涌出量的可能范围。

2. 煤岩构造特征分析：煤层中的构造特征对瓦斯涌出量有一定影响。

例如，煤层中存在的节理、裂隙等结构性特征会增加瓦斯涌出的通道，导致瓦斯涌出量增加。

3. 煤层厚度分析：煤层的厚度与瓦斯涌出量密切相关。

通常情况下，煤层厚度越大，瓦斯涌出量也会相应增加。

4. 瓦斯含量与地应力关系分析：瓦斯含量与地应力大小有一定的关系，对于具有较大地应力的区域，瓦斯涌出量通常会更高。

三、掘进工作面区段瓦斯涌出量预测方法1. 统计学方法：通过对历史数据的分析，建立瓦斯涌出量与影响因素之间的数学模型，利用统计学方法对未来瓦斯涌出量进行预测。

2. 人工神经网络方法：通过构建人工神经网络模型，将瓦斯涌出量与煤层气含量、煤岩构造特征、煤层厚度、地应力等因素进行训练，从而实现对未来瓦斯涌出量的预测。

3. 数值模拟方法：通过建立煤层气运移模型，考虑煤层气的产生、运移和聚集等过程，利用数值模拟方法对掘进工作面区段的瓦斯涌出量进行模拟预测。

四、掘进工作面区段瓦斯涌出量预测案例分析以某煤矿掘进工作面为例，通过对煤层气含量、煤岩构造特征、煤层厚度、地应力等因素的调查和分析，得出瓦斯涌出量与这些因素之间的关系，并利用统计学方法、人工神经网络方法和数值模拟方法进行预测。

根据历史数据统计分析以及人工神经网络模型的训练结果，预测得出掘进工作面区段瓦斯涌出量将在未来一段时间内保持相对稳定的状态，且处于较低水平。

这是因为该区段煤层气含量相对较低，煤岩构造特征较简单，煤层厚度适中，地应力较小，这些因素共同作用导致瓦斯涌出量较低。

附件一瓦斯涌出量预测(一) 类比法参考公式:q=q参+Δh×a式中:q一回采工作面相对瓦斯涌出量(m3//t);q参一参考工作面(己采)相对瓦斯涌出量(m3//t);Δh一预测工作面与参考工作面标高差(m);a一瓦斯涌出量梯度(m3/t/m)。

(二) 分源预测法根据工作面具体条件和已采区实测资料，分别计算各种瓦斯涌出源涌出量（与采煤同时抽采的抽采量也要计入工作面瓦斯涌出量）。

无实测资料的，可参考下列公式。

参考公式：Q= Q本+Q邻Q本=k l k z k3k4k5(M/m)(X0-X C)nQ邻=k6∑ηi (M i/m)(X0-X C)i=1式中:Q一回采工作面相对瓦斯涌出量(m3//t);Q本一本煤层相对瓦斯涌出量(m3//t);Q邻—邻近煤层相对瓦斯涌出量(m3//t);K1—围岩瓦斯涌出系数,全部垮落法取值=1.2;k2—工作面残煤瓦斯涌出系数,取值=1/工作面回采率;k3—掘进工作面预排瓦斯影响系数,取值=(L-xb)/L,式中：L为工作面长度,b 为巷道宽度,x为预排系数,x=3～4；k4—不同通风方式的瓦斯涌出系数,U型通风取值=1.0,Y型通风取值=1.3～1.5;K5—本煤层抽采瓦斯影响系数,取值=1.1～1.5,具体:顺层孔抽采取值=1.05～1.1，老塘埋管取值工1.2～1.3,顶板或穿层钻孔取值=1.2～1.3,巷道抽采取值=1.2～1,4,综合抽采取值=1.3～1.5:K6—邻近煤层抽采瓦斯综合影响系数,取值=1.2～1.⒋M、m—本煤层的煤层厚度与回采高度(m);残存瓦斯含量与原始瓦斯含量换算关系X C—本煤层残存瓦斯含量(m3//t);X0 —本煤层原始瓦斯含量(m3//t);X C=0.15×X0(m3//t) , (一般)。

ηi—第i上邻近煤层或第i下邻近煤层的瓦斯排放率(%), ηi取实测值;若无实测值,可根据层间距、岩性、采厚、工作面面长、回采推进度、瓦斯含量、瓦斯压力等因素综合确定ηi，一般ηi<85%。