3,2,礦井瓦斯涌出量及抽采量3,2,1,本條是關(guān)于礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法的有關(guān)內(nèi)容.3,2、2,本條是關(guān)于礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)內(nèi)容和具體要求的有關(guān)規(guī)定、首先投產(chǎn)初期開(kāi)采區(qū)域往往位于煤層露頭附近、瓦斯含量較小,瓦斯涌出量較小,隨著開(kāi)采深度的增大、瓦斯含量增加 瓦斯涌出量增大,因此本標(biāo)準(zhǔn)不僅要求預(yù)測(cè)投產(chǎn)初期瓦斯涌出量.為確保設(shè)計(jì)的瓦斯抽采系統(tǒng)規(guī)模滿(mǎn)足后期抽采的要求,還應(yīng)根據(jù)煤層瓦斯賦存和開(kāi)采接替計(jì)劃安排分析何時(shí)瓦斯涌出量將達(dá)到最大,并預(yù)測(cè)此時(shí)采掘工作面瓦斯涌出量.采區(qū)或礦井瓦斯涌出量.此外為分析采掘工作面.采區(qū)或礦井瓦斯抽采效果。預(yù)計(jì)采區(qū)或礦井瓦斯抽采量和計(jì)算采掘工作面。采區(qū)或礦井的需風(fēng)量、還應(yīng)預(yù)測(cè)抽采后采掘工作面,采區(qū)或礦井瓦斯涌出量,3,2。3.本條是關(guān)于預(yù)計(jì)礦井或采區(qū)可達(dá)到的瓦斯抽采量的有關(guān)內(nèi)容,可達(dá)到的瓦斯抽采量是指設(shè)計(jì)的抽采方式方法在當(dāng)前抽采技術(shù)條件下所能達(dá)到的最大抽采量,需要說(shuō)明的是該值實(shí)質(zhì)是一個(gè)抽采強(qiáng)度值、即單位時(shí)間內(nèi)的抽采量、與抽采總量本質(zhì)不同??蛇_(dá)到的瓦斯抽采量與抽采方法,鉆場(chǎng)及鉆孔間距等 煤層透氣性系數(shù)等密切相關(guān).目前尚無(wú)明確統(tǒng)一的計(jì)算方法 有關(guān)規(guī)程規(guī)范。教材.手冊(cè)等也未涉及如何確定瓦斯抽采量的問(wèn)題,但該問(wèn)題又是確定瓦斯抽采系統(tǒng)能力所必需的,因此,本次修訂特補(bǔ)充該項(xiàng)內(nèi)容,瓦斯抽采的方式方法很多、按瓦斯匯集來(lái)源分為本煤層抽采,鄰近層抽采和采空區(qū)抽采。按抽采機(jī)理分為抽采未卸壓瓦斯和抽采卸壓瓦斯、按匯集瓦斯的方法分為鉆孔抽采 巷道抽采和混合式抽采,按開(kāi)采情況分為采前預(yù)抽、回采期間的抽采和開(kāi)采后的采空區(qū)抽采等 本條第一層次按瓦斯抽采與采掘的先后關(guān)系來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)統(tǒng)計(jì).分為采掘前預(yù)抽.采掘期間抽采和采后采空區(qū)抽采 這里采掘前預(yù)抽指對(duì)尚未形成工作面的區(qū)段煤層或已形成工作面的回采區(qū)域預(yù)抽和煤巷條帶預(yù)抽、采掘期間抽采包括回采工作面生產(chǎn)期間繼續(xù)預(yù)抽本煤層,上下鄰近層和圍巖卸壓瓦斯抽采。煤巷掘進(jìn)時(shí)邊掘邊抽等、采后采空區(qū)抽采包括現(xiàn)有采空區(qū)抽采及老采空區(qū)抽采。第二層次再按抽采地點(diǎn)統(tǒng)計(jì),在預(yù)計(jì)可達(dá)到的瓦斯抽采量過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn),1,投產(chǎn)初期采掘工作面往往位于煤層露頭附近。瓦斯含量較小、瓦斯抽采量較小、隨著開(kāi)采深度的增大。瓦斯含量增加.瓦斯抽采量增大、因此預(yù)計(jì)瓦斯抽采量時(shí)不能僅考慮投產(chǎn)初期瓦斯抽采量.應(yīng)根據(jù)采 掘.抽接替計(jì)劃安排 并結(jié)合煤層瓦斯賦存情況和煤層開(kāi)采順序分析確定在瓦斯抽采系統(tǒng)服務(wù)年限內(nèi)何時(shí)瓦斯抽采量將達(dá)到最大,并預(yù)計(jì)此時(shí)瓦斯抽采量,2,預(yù)計(jì)采掘前預(yù)抽瓦斯量 采掘期間瓦斯抽采量和采后采空區(qū)抽采量時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的抽采方式方法和具體抽采點(diǎn)數(shù)量確定,如臨近層卸壓瓦斯量很小 設(shè)計(jì)也并未考慮抽采臨近層卸壓瓦斯,即不必預(yù)計(jì)鄰近層卸壓瓦斯抽采量,另外采掘期間瓦斯抽采量計(jì)算式,3。2、3,6,雖未考慮煤巷掘進(jìn)時(shí)邊掘邊抽瓦斯量。設(shè)計(jì)中可根據(jù)按鉆孔控制范圍和抽采時(shí)間按計(jì)算式。3,2、3。5,預(yù)測(cè)或依據(jù)類(lèi)似礦井經(jīng)驗(yàn)評(píng)估煤巷掘進(jìn)時(shí)邊掘邊抽瓦斯量 并將其考慮采掘期間瓦斯抽采量中即可.3、本標(biāo)準(zhǔn)也未考慮到厚煤層分層開(kāi)采的情況 若開(kāi)采上分層需抽采下分層卸壓瓦斯時(shí),可參考預(yù)計(jì)鄰近層卸壓瓦斯抽采量的方法預(yù)計(jì)下分層卸壓瓦斯抽采量,并將其考慮采掘期間瓦斯抽采量中即可,4,在預(yù)計(jì)煤層區(qū)段或工作面回采區(qū)域預(yù)抽瓦斯量.煤巷條帶或石門(mén)揭煤區(qū)域預(yù)抽瓦斯量 回采期間鄰近層和圍巖卸壓瓦斯抽采量時(shí)均有一個(gè)瓦斯抽采不均衡系數(shù)。三者含義完全一致,但取值略有不同,在預(yù)計(jì)煤層區(qū)段或工作面回采區(qū)域預(yù)抽瓦斯量時(shí),由于抽采的負(fù)壓作用可能將圍巖或抽采區(qū)域范圍之外的一部分瓦斯抽出.但相對(duì)于預(yù)抽區(qū)域而言該部分瓦斯所占比例較小,因此瓦斯抽采不均衡系數(shù)取1、05、1,20。在預(yù)計(jì)煤巷條帶或石門(mén)揭煤區(qū)域預(yù)抽瓦斯量時(shí)、由于煤巷條帶為狹窄的長(zhǎng)條狀,石門(mén)揭煤區(qū)域范圍較小.在抽采的負(fù)壓作用下煤巷條帶兩側(cè)或石門(mén)揭煤區(qū)域四周的瓦斯可能運(yùn)移到煤巷條帶或石門(mén)揭煤區(qū)域中而被抽采出來(lái) 但相對(duì)于回采工作面而言。該部分瓦斯所占比例較大.因此瓦斯抽采不均衡系數(shù)取1.50.2,00。在預(yù)計(jì)回采期間鄰近層和圍巖卸壓瓦斯抽采量時(shí),同樣由于抽采的負(fù)壓作用可能將不可采煤層和圍巖中瓦斯抽出 該值與不可采鄰近煤層層數(shù)、瓦斯含量大小和圍巖含瓦斯的多少等有關(guān).此時(shí)瓦斯抽采不均衡系數(shù)可取1 20.1、50。也可參考對(duì)應(yīng)地層范圍內(nèi)不可采煤層和圍巖瓦斯資源量與可采煤層瓦斯資源量比例的確定、5.鄰近層瓦斯排放率η1指不考慮瓦斯抽采效果情況下鄰近層瓦斯自然排放率,該值大小與層間距大小和層間巖石性質(zhì)有關(guān) 應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法,AQ,1018的要求取值、鄰近層卸壓瓦斯抽采率Ky的大小應(yīng)根據(jù)針對(duì)鄰近層的卸壓瓦斯的抽采方式方法種類(lèi).鉆孔對(duì)鄰近層卸壓區(qū)域控制范圍的大小和鉆孔間距等因素確定,6.回采工作面和煤巷條帶預(yù)抽時(shí)間t長(zhǎng)短主要受煤層透氣性系數(shù)大小,設(shè)計(jì)要求達(dá)到的煤層瓦斯預(yù)抽率高低和鉆孔間距大小等影響.目前生產(chǎn)礦井可通過(guò)在不同區(qū)域布置不同鉆孔間距的抽采鉆孔來(lái)考察它們抽采效果.并確定抽采達(dá)標(biāo)的時(shí)間、新建礦井尚無(wú)成熟的計(jì)算方法可采用,設(shè)計(jì)時(shí)大多憑經(jīng)驗(yàn)確定或采用條件類(lèi)似礦井經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。以觀音山煤礦一井為例、本礦井為煤與瓦斯突出礦井 設(shè)計(jì)推薦采用底板穿層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯、包括工作面回采區(qū)域和煤巷條帶區(qū)域.煤巷條帶區(qū)域鉆孔間距6m.工作面回采區(qū)域因預(yù)抽時(shí)間充分 沿走向方向鉆孔間距8m,沿傾斜方向間距10m C5煤層透氣性系數(shù)為0,607m2.MPa2,d.2.67m2,MPa2 d,鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為0.59d 1,1。0d 1、從透氣性系數(shù)評(píng)價(jià)C5煤層屬于可以抽采放煤層,從鉆孔瓦斯流量衰減系評(píng)價(jià)C5煤層屬于較難抽采煤層 總體來(lái)講C5煤層介于較難抽采煤層至可以抽采煤層之間,800m水平西一一采區(qū)C5煤層瓦斯含量為5 2m3.t 13 62m3、t、西一二采區(qū)C5煤層瓦斯含量為7。1m3、t。14。6m3.t 按.防治煤與瓦斯突出規(guī)定。的要求、在開(kāi)采前原煤瓦斯含量應(yīng)降到8.0m3 t以下,西一一 西一二采區(qū)C5煤層最下一個(gè)區(qū)段原煤瓦斯含量預(yù)抽率應(yīng)分別不低于41.3,45 2 最下一個(gè)區(qū)段煤巷條帶區(qū)域時(shí)間均按9個(gè)月至12個(gè)月設(shè)計(jì).工作面回采區(qū)域預(yù)抽時(shí)間按12個(gè)月至15個(gè)月設(shè)計(jì)、7,采空區(qū)瓦斯抽采包括現(xiàn)有采空區(qū)抽采及老采空區(qū)抽采、該處現(xiàn)有采空區(qū)及老采空區(qū)即現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法、AQ。1018中生產(chǎn)采區(qū)采空區(qū)及已開(kāi)采完畢采空區(qū),現(xiàn)有采空區(qū)抽采主要指正在開(kāi)采工作面采空區(qū)抽采 當(dāng)采掘前預(yù)抽 回采期間預(yù)抽和卸壓抽采后工作面瓦斯涌出量仍較大,通風(fēng)排放仍有困難時(shí).應(yīng)考慮抽采回采工作面采空區(qū)瓦斯。主要是針對(duì)回采工作面后方頂?shù)装鍋?lái)壓后上,下鄰近層涌入采空區(qū)的瓦斯,當(dāng)開(kāi)采單一煤層、采煤工作面瓦斯涌出量主要來(lái)自本煤層 采空區(qū)的瓦斯來(lái)源僅有殘余浮煤和圍巖。此時(shí)采空區(qū)瓦斯抽采量宜取小值 當(dāng)開(kāi)采煤層群時(shí),采煤工作面瓦斯涌出量主要來(lái)自上 下鄰近層,而上,下鄰近層的卸壓主要是通過(guò)頂板冒落,底板卸壓底鼓后形成的通道進(jìn)入工作面、此時(shí)采空區(qū)瓦斯抽采量宜取大值.此外.當(dāng)確定回采工作面采空區(qū)瓦斯抽采量后,應(yīng)根據(jù)回采工作面過(guò)風(fēng)斷面和風(fēng)速驗(yàn)算回采工作面瓦斯?jié)舛仁欠癯?、否則應(yīng)考慮適當(dāng)提高回采工作面采空區(qū)瓦斯抽采量或降低回采工作面推進(jìn)度。8。如設(shè)計(jì)有高低負(fù)壓瓦斯抽采系統(tǒng),按各系統(tǒng)承擔(dān)的抽采任務(wù)分配高低負(fù)壓瓦斯抽采系統(tǒng)可達(dá)到的瓦斯抽采量 9.以觀音山煤礦一井為例,舉例說(shuō)明預(yù)計(jì)可達(dá)到的瓦斯抽采量計(jì)算過(guò)程。觀音山煤礦一井達(dá)產(chǎn)時(shí)共有西一一.西一二兩個(gè)采區(qū)生產(chǎn),兩個(gè)采區(qū)各布置1個(gè)綜采工作面 1 采前預(yù)抽瓦斯量計(jì)算 當(dāng)開(kāi)采西一一采區(qū),西一二采區(qū)最下一個(gè)區(qū)段時(shí)、預(yù)抽瓦斯量最大,根據(jù)采掘抽接替計(jì)劃安排,西一一采區(qū)、西一二采區(qū)各考慮一個(gè)C5煤層區(qū)段預(yù)抽瓦斯面.同時(shí)預(yù)抽工作面回采區(qū)域瓦斯和煤巷條帶區(qū)域瓦斯。西一一采區(qū)煤層平均厚5、49m。預(yù)抽工作面斜長(zhǎng)215m,含煤巷條帶,回采工作面長(zhǎng)度為1200m。C5煤層最大瓦斯含量為13.62m3,t。抽采后C5煤層最大瓦斯含量降為8,0m3,t 預(yù)抽時(shí)間按15個(gè)月考慮、K1值取1,20,西一一采區(qū)區(qū)段煤層預(yù)抽瓦斯量為,西一二采區(qū)東翼煤層平均厚4、62m.預(yù)抽工作面斜長(zhǎng)215m、含煤巷條帶.回采工作面長(zhǎng)度為1320m、C5煤層最大瓦斯含量為14,60m3、t,抽采后C5煤層最大瓦斯含量降為8、0m3,t,預(yù)抽時(shí)間按16個(gè)月考慮,K值取1、20、西一二采區(qū)區(qū)段煤層預(yù)抽瓦斯量為。2.回采期間瓦斯抽采量計(jì)算 回采期間本煤層預(yù)抽量,西一一采區(qū),西一二采區(qū)回采期間工作面繼續(xù)預(yù)抽。其抽采量按預(yù)抽面的40,考慮,故西一一采區(qū) 西一二采區(qū)回采期間工作面預(yù)抽量分別為11。36m3,min,11,59m3、min.回采期間鄰近層卸壓瓦斯抽采量,上鄰近層部不可采鄰近層有C1,C2、C3、C3、1,C3,2.C4等煤層,西一一采區(qū)回采期間鄰近層卸壓瓦斯抽采量計(jì)算詳見(jiàn)表3、經(jīng)計(jì)算,西一一采區(qū)回采期間鄰近層卸壓瓦斯抽采量為4 62m3。min。同樣西一二采區(qū)回采期間鄰近層卸壓瓦斯抽采量為4 78m3。min,掘進(jìn)工作面局部抽采量預(yù)計(jì),C5煤層掘進(jìn)前已實(shí)施底板穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯,僅對(duì)C5煤層局部有突出危險(xiǎn)的區(qū)域需再實(shí)施抽采,根據(jù)同類(lèi)礦井的經(jīng)驗(yàn),預(yù)計(jì)每個(gè)掘進(jìn)工作面局部抽采量為2,0m3.min、西一一、西一二采區(qū)最多時(shí)各按2個(gè)掘進(jìn)局部抽采工作面考慮,即西一一.西一二采區(qū)掘進(jìn)工作面局部抽采量均按4、0m3.min考慮。西一一采區(qū)回采期間瓦斯抽采量。11 36,4,62、4。19。98.m3,min、西一二采區(qū)回采期間瓦斯抽采量、11,59 4。78。4,20。37、m3 min,3。采空區(qū)瓦斯抽采量預(yù)計(jì),采空區(qū)瓦斯抽采率通??扇☆A(yù)抽、卸壓抽后工作面剩余瓦斯涌出量的20、60。本礦井采空區(qū)瓦斯抽采量與風(fēng)排量按3,7分配,即采空區(qū)抽采30,風(fēng)排70 經(jīng)預(yù)測(cè)、西一一采區(qū)C5煤層工作面量采空區(qū)抽采量為5,27m3、min 西一二采區(qū)C5煤層工作面量采空區(qū)抽采量為4 16m3.min。設(shè)計(jì)考慮到本礦井煤層厚度變化較大 采空區(qū)浮煤較多、采空區(qū)瓦斯抽采量波動(dòng)范圍較大.因此西一一采區(qū)、西一二采區(qū)采空區(qū)瓦斯抽采量均按6 0m3.min考慮。4、預(yù)計(jì)可達(dá)到的瓦斯抽采量。西一一采區(qū)預(yù)計(jì)可達(dá)到的瓦斯抽采量為,22,72,19,98,6 0、48 70.m3 min,西一二采區(qū)預(yù)計(jì)可達(dá)到的瓦斯抽采量為。23。17。20.37、6,0.49,54。m3,min,3 2、4,本條是關(guān)于滿(mǎn)足瓦斯抽采達(dá)標(biāo)要求的瓦斯抽采量計(jì)算的有關(guān)內(nèi)容,需要說(shuō)明的是該處絕對(duì)瓦斯涌出量Q是指以原煤瓦斯含量預(yù)測(cè)的瓦斯涌出量值,以觀音山煤礦一井為例。舉例說(shuō)明滿(mǎn)足瓦斯抽采達(dá)標(biāo)要求的瓦斯抽采量計(jì)算過(guò)程。觀音山煤礦一井達(dá)產(chǎn)時(shí)共布置西一一,西一二兩個(gè)采區(qū)、經(jīng)預(yù)測(cè)西一一、西一二兩個(gè)采區(qū)最大絕對(duì)瓦斯涌出量分別為67 26m3,min 63 96m3,min、按表3,2、4可知、西一一、西一二兩個(gè)采區(qū)瓦斯抽采率應(yīng)大于或等于45,西一一 西一二兩個(gè)采區(qū)滿(mǎn)足瓦斯抽采達(dá)標(biāo)要求的瓦斯抽采量分別為,Q2,Q、ηk.67 26 45 30 27 m3.min。Q2。Q,ηk.63。96,45,28.78.m3.min。3,2。5 本條是關(guān)于滿(mǎn)足通風(fēng)要求的瓦斯抽采量計(jì)算的有關(guān)內(nèi)容。該處絕對(duì)瓦斯涌出量Q同樣也是指以原煤瓦斯含量預(yù)測(cè)的瓦斯涌出量值、另外需要說(shuō)明的是該方法僅僅是近似計(jì)算、實(shí)際瓦斯抽采量與風(fēng)排瓦斯量之和可能大于礦井或采區(qū)瓦斯涌出量,仍以觀音山煤礦一井為例。舉例說(shuō)明滿(mǎn)足通風(fēng)要求的瓦斯抽采量計(jì)算.西一一.西一二兩個(gè)采區(qū)設(shè)計(jì)供風(fēng)量均為120m3。s、風(fēng)量備用系數(shù)取1,25,采區(qū)總回風(fēng)巷允許瓦斯?jié)舛葹?,70、西一一 西一二兩個(gè)采區(qū)滿(mǎn)足通風(fēng)要求的瓦斯抽采量分別為。3,2。6 本條是關(guān)于礦井或采區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)規(guī)模確定的原則 要求首先預(yù)計(jì)礦井或采區(qū)可達(dá)到的瓦斯抽采量,再分別計(jì)算滿(mǎn)足礦井或采區(qū)瓦斯抽采達(dá)標(biāo)和通風(fēng)要求必須抽采的瓦斯量。確定瓦斯抽采系統(tǒng)規(guī)模應(yīng)大于瓦斯抽采達(dá)標(biāo)要求的瓦斯抽采量和滿(mǎn)足通風(fēng)要求的瓦斯抽采量.小于或等于預(yù)計(jì)可達(dá)到的瓦斯抽采量、以觀音山煤礦一井為例.舉例說(shuō)明瓦斯抽采系統(tǒng)規(guī)模的確定,西一一,西一二兩個(gè)采區(qū)滿(mǎn)足瓦斯抽采達(dá)標(biāo)要求的瓦斯抽采量分別為30,27m3,min,28、78m3、min,滿(mǎn)足通風(fēng)要求的瓦斯抽采量分別為26、94m3、min。23。64m3,min,西一一、西一二兩個(gè)采區(qū)預(yù)計(jì)可達(dá)到的瓦斯抽采量分別為48,70m3 min 49.54m3,min。設(shè)計(jì)考慮到本礦井瓦斯災(zāi)害較重。C5煤層厚度變化較大和產(chǎn)量波動(dòng),西一一采區(qū).西一二采區(qū)兩個(gè)采區(qū)抽采系統(tǒng)規(guī)模均按50m3。min設(shè)計(jì)。西一一采區(qū),西一二采區(qū)分別建立高。低負(fù)壓抽采系統(tǒng),C5煤層預(yù)抽由高負(fù)壓系統(tǒng)負(fù)責(zé) 采空區(qū)埋管抽由低壓抽采系統(tǒng)負(fù)責(zé).故高負(fù)壓系統(tǒng)規(guī)模按44、0m3 min設(shè)計(jì)。低負(fù)壓系統(tǒng)規(guī)模按6 0m3、min設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過(guò)程中可能出現(xiàn)以下三種情況,1,若預(yù)計(jì)可達(dá)到的瓦斯抽采量大于瓦斯抽采達(dá)標(biāo)和滿(mǎn)足通風(fēng)要求抽采的瓦斯量 說(shuō)明礦井或采區(qū)煤炭產(chǎn)能設(shè)計(jì)合理。擬實(shí)施的瓦斯抽采方式方法和抽采點(diǎn)配置合理。通過(guò)瓦斯抽采可滿(mǎn)足安全生產(chǎn)需要。2 若預(yù)計(jì)可達(dá)到的瓦斯抽采量小于瓦斯抽采達(dá)標(biāo)和滿(mǎn)足通風(fēng)要求抽采的瓦斯量二者之一.則說(shuō)明礦井或采區(qū)煤炭產(chǎn)能設(shè)計(jì)過(guò)高,或擬實(shí)施的瓦斯抽采方式單一?;虺椴牲c(diǎn)配置偏少、需要采取的措施是降低煤炭產(chǎn)能以減少瓦斯涌出量?;蚣哟蟪椴闪Χ?增加抽采方式和抽采點(diǎn)來(lái)提高瓦斯抽采量,3,若預(yù)計(jì)瓦斯抽采量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于瓦斯抽采達(dá)標(biāo)和通風(fēng)要求抽采的瓦斯量 應(yīng)考慮瓦斯抽采的經(jīng)濟(jì)性和必要性、最后綜合分析確定礦井或采區(qū)瓦斯抽采系統(tǒng)規(guī)模。