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3.2— 矿井瓦》斯涌出量及抽采量
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【3.2.1 本】条是关于矿》井瓦斯涌出量预测】方法的有关内容
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,3.2.《2 本条是关于】。矿井瓦斯《涌出量预测内—容和具体要求的有】关规定首先》投,产初期开采区域往】往位于?煤,层露头附近瓦斯含】量较小瓦斯涌—出量:较小随着《。开采深度的增大瓦斯!含量:增加瓦斯涌出量增】大因此本标》准不仅?要求预测投》产,初期瓦?斯涌出量为》确,保设计的瓦》斯抽:采系统规模满足后】期抽采的要》求还应根据煤层瓦斯!赋存和开采接—替计划安排分—。析何时瓦斯涌出量】将达到最大并预测】此时采掘工作—面,瓦斯涌出《量、采区《。或矿井瓦《斯涌出?量
【 《此外为分析采掘【工作面?、采区或矿》井瓦斯抽《采效果;预》计采区或矿井瓦斯抽!采量和计算采—掘工作面《、采区或矿井的【需风量还应预测【抽采后采掘工作面、!采区或矿井瓦—斯涌出量
【
3.2.3 ! 本条是关》于预计?矿井:或采:区可:达到的瓦《斯抽采量的》有,关内容可达》到的瓦?斯抽采量是》指设计?的抽采方式方法【在当前抽采技术【条件下所《能达到的《最大抽采量需要说】明的:是该值实《质是一个抽采强度】值即单位时间内的】抽采量与抽采总【量本质不同可达到的!瓦斯抽采量与抽采】方法、?钻场及钻孔》间距等?、煤:层透气性系数等密切!相关目?前尚无明确统一的计!算,方法有关规程规范、!教材:、手册等也未涉及如!何,确定瓦斯抽采量【的问:。题但:该问题又是确定瓦斯!抽采系统能》力所必需的因此本】次修:订特补充该项内容】
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瓦】。斯抽:采的方式方法很多】按瓦斯汇集来源【分为:本煤层抽采、邻近】。层抽采和采空区【抽采;按《抽采机理《分为抽采未卸压瓦斯!和抽采卸压瓦斯【;,按汇:集瓦:斯,的方法?分为钻孔《抽采、巷《道抽采和混》合式抽采;按开【采情:况分为采前预抽【、回采期间的—抽,采,和开采后的采空区抽!采等本?条第一层次按瓦斯抽!采与采掘的先—。后,关系来?进行预测《统计:分为采掘前预—抽、采掘《期间:抽采和采后采空区】。抽,采这:里采掘前预抽—指对:尚未:形成工?作,面的区段煤层—或已:形成工作面的—回采区域预抽和煤】巷条带?预抽;采掘期—间抽采包括回—采,工作面生产期间【继续预抽《本煤:层、上下邻》近,层和围岩卸压瓦斯】抽采、煤巷掘进【时边掘边抽等;采】后采空区抽采包【括现有采《空区抽采及老采空】区抽采?第二层次再按抽【。采地点统计》在预计可达到的【瓦,斯抽采量过》程中应?注意以下《几点
》
》 《 (1《)投产初期采掘工】作面往往位于煤层露!头附:。近瓦:斯含量较小瓦斯【抽采量较小随—着开采深度》的增大瓦斯含量【增加:瓦斯抽采《量,增大:因此预计瓦斯—抽采量时不能仅【考,虑投产?初期瓦?斯抽采量应根据采】、掘、抽接替计划】安排并结《合煤层瓦斯赋存情况!和煤层开《采顺序分析确—定在瓦斯抽采—系统服务年限内何时!瓦斯抽采量将达【到最大并预计此时】瓦斯:抽采:量
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,。 】(2)预计采掘【前,预抽瓦斯量、—采掘期间瓦斯—抽采量和采》。后采空区抽采量时】应根:据设计的抽采—方式方法《和具体抽采点—数量确?定如临近层》卸压瓦斯《量很小设计也并未】考虑:。抽,采临近层卸压—瓦斯即不必》。预计邻近层卸压瓦斯!抽采量另外》采掘期间瓦斯—抽采量计《算式:。(3.2.3-【6):虽未考虑《煤巷掘进时边—掘边:抽,瓦斯量?设计中可根据按钻孔!控制范围和》抽采时间按》计算式(3.—2.3-5)预测】或依据类似矿井经】。验,评估:煤巷掘进时边掘边抽!。瓦斯:量并将其《考虑:采掘期间瓦斯抽采量!。中,即可
》
《 《 (3)本标】准也未考虑到厚煤】层分层开采的—。情况:若开:采上分层需抽采下分!。。层卸:压瓦斯时可参考预】计邻近?层卸:压,瓦斯抽采量》的方法?预计下分层卸—压瓦斯?抽采量?并将其考虑采掘期】间瓦斯抽采》量中即可
】
— (》4)在预计煤—层,区段或工作面回采】区域预抽瓦斯量、】煤巷条带或石门揭】煤区:域预:。抽瓦斯量、回采期】间邻近层和围岩【卸压瓦斯抽》。采量时均有一个瓦斯!抽采不均《衡系数三《者含义完全》一致但取值略有不同!。。在预计煤层区段或工!作,面回采区域预抽【。瓦斯量?时由于抽采的—负压作用可能—将围岩?或抽采区域范围之】外,的一部分瓦斯—抽出但相对于预抽】区域而言该部分瓦斯!所,。占比例较《小,因此瓦斯《抽,采,不均衡系数取1.】05~1.20;在!预计煤巷条带或【石门揭煤《区域预抽《瓦斯量时由》于煤巷条带》为狭窄?的长:条状、石门揭煤区域!范围较小在抽采【的负压作用下煤巷】条带两侧或》石门揭煤区域四周】的瓦斯可能运—移到煤巷《条带或石门揭煤区】域,中而被抽采》出来:但,相对于回采工作面】而言该部《分瓦斯所占比例较大!因此:瓦斯抽采不均衡系】数取1.50—~2.00;在预】计回采期间邻近层和!。围岩卸?压,瓦斯抽采量时同样】由于抽采的负压作】用可:。能将不?可采:煤层和围岩》中瓦斯抽出该值【。与不可?采,邻近煤层层数、瓦斯!含量大?小和围岩含瓦斯【的多少?等,有关此时《瓦斯抽采不》均衡系数可》。取1.20~1.】50也可参考对应】。地层范围内不可采煤!层和围岩《瓦斯资源量与可采】煤层:瓦斯资源量比—例的确定
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— 《(,5)邻近层瓦—斯排放率η1—。指不考虑瓦斯—抽采效果情》况下邻近层瓦—斯,自然排放率该—值大小与层》间距大小和层间【岩,石性质有关应按现】行行业标准矿井【瓦斯涌出量》预测方法A》Q 10《18的要《求取值邻近》层卸压瓦《斯抽采?率Ky的《大小应?根据:针对邻近层的卸压瓦!斯的抽采方式方法】种类:、钻孔对邻近—层卸压区域》控制范围的大小和钻!孔间距等因素确定
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! 《(6)回采工作面】和煤巷条带预抽时间!t长:短主要受煤层透【气性系数大小、【设计要求达到的【煤层瓦斯预》抽率高低和钻孔间】距大小等《影响目前生产矿井】可通过在《。不同区域布置不【同,钻孔:间距的抽采钻孔来考!察它们?抽采效果并确定抽】采,达标:的时:。间新建矿井尚—无成熟?的计算方《法,可采用设计时大多】凭经:验确定或采用条件类!似矿井经验数—据
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— 以】观音山煤矿一井【。为例本矿井为煤【与瓦:斯突出矿井设计推】荐采用底板穿层【钻孔预抽区段煤【。层瓦斯(包》括工作面回采区域和!煤巷条带区域—)煤巷条带区域钻】孔,间,距6m;工作—。面回采区域因预【抽,时,间充分沿走向方【向钻孔间距8—m,沿倾斜方向间距【10m?
! : — C5煤层透气性】系数:为0.607m2】/MPa2·d~】2,.67m2/MP】a,。2,·d钻孔瓦》斯流量衰减系—数为0.5》9,d-1~《1.:0d-1从透—气,。性系数评《价C:5煤层属于可以抽采!放,煤层:从钻:孔瓦斯流《量衰减系评》价C5煤层属于较难!抽采:煤层总体来》讲C:5煤层?介于:较难抽采煤》层,至可以抽采煤层之】间
【 — , 《。 +800m水平西!一,一采区C《5煤层瓦《。斯含量为5.—。2m:3/t~《13.62》m3/t西一—二采:区C5煤层》。瓦斯含量为7—.1m3/t—。~14.6》m3/?t按防治煤与—瓦斯突出规定的要】求在开采前原煤瓦斯!含量应降到》8.0m3/t以下!西,一一、?西一二采区C5煤层!最下一个区段原煤瓦!斯含量预抽》率应分别不》。低于41.3%、4!5.2%最下—一个区?段煤:巷条带区域时间【均按9个月至—12个月设计工【作面:回采区域预抽时间】按12个《月至15个月—设计
】 (!7)采空区》瓦,斯抽采包括现有【采空区抽采》及老采空《区,抽采该处现有—。采空区及老采空区】即现行行业标准【矿,。井瓦斯涌出量—预测方法A》Q :1018中生—产采区采空区—。及已开采完毕—采空区现有采空区】抽采主要《指正在开采工—作面采空区抽—采,当采掘前预抽、【回采期间预抽和卸压!抽采后工作面瓦斯涌!出量:仍较大?通风排放仍》有,困难:时,应考虑抽采》回采工?。作面采空区瓦—斯主要是《针对回采工》作面后方《顶底板来压后上、】下邻近层涌入采空区!的,瓦斯当开采单一煤】层采:煤工:作,面,瓦斯涌出《量主要来自》本,煤层采空《区的瓦斯来源仅有残!余浮煤和围岩此时采!空区瓦斯抽》采量宜取小值当开】采煤层群《时采煤工作》面瓦斯涌出量主要】来自上、下》邻,近层而?上、下邻近层的【卸压:主要是通过》顶板冒落、底板卸压!底鼓后形成的通道】。进,入工:。作,面此时采空》区瓦:。斯抽采量宜》取大值
《
【 ! 此外当《确定回采工作面【采空区瓦斯抽采量】后应根据回采工【作面过风断面和风】速验算?回采工作面瓦斯【浓度:是否:。超限否则《应考虑适当》提,高回采工作面—。采空:区瓦斯抽《采量:或降低回采工作面】推进:度
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《。 (!8):如设计有《。高低负压瓦斯抽采系!统按各系统承担【的抽采任务分配高低!负压瓦斯抽采系统可!达到的瓦《斯抽采量
【
》 ? (9)以【观音山?煤矿一井为例—举例说明预计可达】到的瓦斯抽采量计算!过程
】 — —。观音山煤矿一—井达产时共有—西一一、西一二两】个采区生产》两个采区各》。布置1个综》采工作?面
》
《 —。 1)— 采前预抽瓦斯】量计算当开》采西一?一采:区、西一二采区最】下一个区段》时预:抽,。瓦斯量最大根据采】掘抽接替计》划安排?西一:一采区、西一二采区!各考虑一个C5煤】层区段?预抽瓦斯面(同时预!抽工作面《回采区域瓦斯—和煤巷条带区域【。瓦斯:)
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— 《 ? 西一—一采区?煤层平均厚》5.49m预抽工】作面:斜长215m(含煤!巷条:带,)回采工《作,面长度为《1200mC—5煤层最大瓦斯含量!。为13?.62m3/t抽采!后C5煤层》最大瓦斯含量降【为8.?0m:3/t?预,抽时间按15—个月考虑K1值取1!.20西一一—。采区区段煤层预抽瓦!斯量:为
—
》
】 【 西一二采区】东翼煤层《平均厚4.62m预!抽工作面斜长215!m(含煤巷》条带:)回采工作面—长度为13》。。20mC《5煤层最大瓦斯【含量为14.60m!3/:t抽采后《C5煤层最大—瓦斯含量《降,为8.0m3/【t预抽时间按16】个月:考虑:。K值取1.》20西一二采区【区段煤层预》抽,瓦斯:。量为
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》 】 : 2) 回【采期间瓦斯抽采量】计算
》
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《 ? ?。 【 ,① :回采期间本煤—层预抽量
!。
《 》 ? 】 西一一《采区、西一二采区】回采期间工作面继续!预抽其抽《采量按预抽》面的4?0%考?虑,故西一一采区、西一!二,采区回采《期间工作面》预,抽量分别为》11.36m—3/mi《n,、11?.59m3/min!
《。
【 《 ②】 回采期间》邻,近层卸压瓦斯抽采】量
】 【 《 — 上邻近层—部不可采邻近层【有,。C1、C2、C3、!C3:-1:、C3?-,2、C4等煤层西】一一:采区回采《期,间邻近层卸压—瓦,。斯抽采量计算—。详见表3《
】
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— 】 【 经计算西一【一采区回《采,期间邻近层卸压瓦】斯抽采量《为4.62》m3/m《in同样《西一二采《区回采期间》邻近层卸压瓦斯【抽采量为4.78】m3/min
!
》 — , ③ !。掘进工作面局部【抽采量预计
—
】 ? : , ? , , C5】煤层:掘进前已实施—底板穿层钻》。孔预抽煤层瓦斯仅】对C5煤《层局:部有突出《危,险的区?域需再实施抽采根据!同类矿井的》经验预?计每个掘进工作面】局部抽采量为2.0!m3/min—西一一、西一二采】区最多?。时,各按2个《掘进局?部抽采工作面考虑即!。西一一、西一二采】区,掘进工作面局部抽采!量均按?4.:0m3/min考虑!
《
? ? — , 】 西一一采区回采期!间瓦斯抽采量1【1.36+4.62!+4=19》.9:8,。(m3/m》i,n):
?。
《 — ?。。。 《 西一二!采区回采期间—瓦斯抽采《量,11.59+—4.78+》4=20.37(】m3:/,min)
】
— : —3) 采空—。区瓦斯抽采量—。预计
?
》 ! : : 采《空区瓦斯抽采率通常!可取预抽、卸—压抽后工作面剩余】瓦斯涌出量的20】%~60%本矿井采!空区瓦斯抽》采量与风排量—按3:7《分配:即采空?区抽:采,30:%风排7《0%经预测》西一:。一采区?C5煤层工作面量】采空区抽采量为5.!27m3/m—in西一二》。采区C5煤层—工作面?量采空?。区抽:采量为4.16【m3/m《i,n,设计考虑到本矿【井煤:层厚度变化》较大采空区》浮煤较多采空区瓦】斯抽采量波动—范围较大因此西一一!采区、西一二采【区采空区《瓦斯抽采《量均按?6.0m3/mi】n考虑?
《
】 , 》。4) 预》计可达到的》瓦斯抽采《量
?
【 ? — , 西一》一采区预计可—达到的瓦《斯抽采?量为22.7—2+19.98【+6:.,0=48《.70(m3/mi!n)
】 ! 《 ?西一二采《。区预计可《达到:的瓦:斯,抽采量?为23.17+2】0.37+》6.0=49.5】4(m3/mi【n)
【
3.2.4 本!条是关于满》足瓦斯抽采达标【要求的瓦《斯抽采量计》算的:有关内容需要说明的!是该处绝对瓦斯【涌,出量Q?是指:。以原煤瓦斯含量【预测的瓦斯》涌出量值
—
:。
以观】音山:煤矿一井为》例举例说明满—足,瓦,斯抽采?达标要求的瓦斯抽】采量计算过》程,观音山煤《矿一井达产时共布】置西一一、西—。一二两个采》区经预测西一—一、西一二两个采区!最大绝对瓦斯涌出】量分别为67—.26m《。3/mi《n、63.9—。6m3/mi—n按:表,3.2.4可知西】一一、?西一二两《个采区瓦斯抽—采率应大于》。或等于45%西一】一、西一二两个【采区满足瓦斯—抽采:达,标要求的瓦斯抽【采量分别《为
《
》 Q2≥!。Q×ηk《=67.26×45!%=30《.2:7(m3/m—in)
《
】 Q—2≥Q×ηk=63!.96×45%=】28.78(m3/!min?)
》
3.《2.5 本条是关!于满足通风要求的瓦!。斯抽采量计》算的有关《。内容该处《绝对瓦斯涌出量Q同!样也是指以原煤【瓦斯含量预测的【瓦斯涌?出量值另外需要说明!的是该方《法仅仅是近似计算】实,际瓦:斯抽采量与风排瓦斯!量之和可能》大于矿井《或采区瓦斯涌—出量
》
【仍以观音山煤矿【一井为例举例说明】满,足通风要求的瓦斯抽!采量计算西》。一一、西一二—两,个采区设计供风量均!为12?。0m3/s风量【备,用系数取1.2【5采区?总回风巷允许瓦斯浓!。度为0.70%西一!一、西一二》两个采区满》足,通风要求的瓦斯【抽采量分别为
!
【
3.2.6 !。本条是关于》矿井或采区瓦—斯抽采系统规模确】定的原则《要求首先预计矿井】或采区可达到的瓦斯!抽采量再分别计算满!足,矿,井,或采区?瓦斯抽采达》标和通风《要求必须《抽采的?瓦斯量确定瓦—斯抽采系统规模应】大于瓦斯抽采达标要!求的瓦斯抽采量和】满足通风要求的【瓦斯抽采量小—于或等?于预计可达到的瓦】。斯抽采量《
》。
以观音山!煤矿一井为例—。举例说明瓦斯抽采系!统规模?的确定西一一、西一!二两个采区》满足瓦斯抽》采达标要求的瓦斯抽!采量分?别为30《.27m3》。/min、28【。.78m3/—m,in;满足》通风要求的》瓦斯抽采《量,分别:为26.9》4m3/min、】23.64m3/m!in;西一一、西】一二:两个采?区,预计可达到的瓦斯】抽采量分别为4【。8.:70m3/min、!49.54m3/m!in设计考》虑,到本:矿井瓦斯灾害较重C!5煤层厚度》变化较大和产量波动!西一一采区、西一二!采区两?个采:区抽采?系统规?模均按50m3/】min设计西一一采!区、西一二》采区分别建立高【、低负压抽采—系统C5煤》层预抽由高负压系统!负,责采空区埋管抽由低!压抽采系统负—责,故,高负压系统规模按4!4.0m3》/min设计低【负,压系统?规,模按6.0》m3/m《in:设,计
【 在》设计过程《中可能出现以下三种!情况
》
! (1《),若预计可达到的瓦】斯抽:采量大于《瓦斯抽采达标—。和满足?通风要求抽采的瓦】斯量说明《矿,井或:。采,。区煤炭?产能设?计合理拟实施的瓦斯!抽采方?式方法和《抽采点配置合理通】过瓦斯抽采可满足】安全生产需》要
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【 (2)!。若预计可达到—的,。瓦斯:抽采量小于瓦斯【。抽采达标和满足通风!要求抽采的瓦—斯量二者之一则【说明矿井或采区煤】炭产能设计过高或】拟实施的瓦斯—抽采方?式单一或抽》采点配置《偏少需?要采取的措施是降低!煤炭产能以减少瓦斯!涌出量?或加大?抽,采,力度增加《抽,采方式和抽》采点来提高》瓦,斯,抽采量
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》 —(3)若预》计瓦斯抽采》量远远大于》瓦斯抽?采,达标和通风要求【抽采:的瓦斯?量应:考,虑瓦斯抽《采的:经济性和必》要性最后综》合分析?。确定矿井或采区瓦斯!抽采系统《规模
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