瓦斯流量、含量、涌出量、衰减系数

瓦斯含量、涌出量、抽放量、衰减系数

(一）

1、单孔瓦斯流量（m 3/min ）（钻孔瓦斯抽放量）

Q=K 1.S=K πDL K 1------瓦斯涌出速度或强度以（m 3/min.m 2）

D----钻孔直径

L-----钻孔长度

K 1值计算方法 K 1=q 0e -αt

q 0-----钻孔瓦斯涌出初速度 m 3/min.m 2

α－ 钻孔瓦斯流量衰减系数

t---时间

q 0计算方法 q 0=aX[0.0004V ad 2+0.16] m 3/min.m 2

式中a 取0.026

X 为煤层瓦斯含量

V ad 煤层挥发分

或者：q 0=0.59/1440 X

钻孔瓦斯涌出衰减系数

可以通过实测进行计算而得

3、钻孔抽放时间决定因素

①采掘布置允许的抽放时间，要达到抽采掘平衡

②瓦斯抽放率。与瓦斯涌出量有关系，国家有相应规定

4、计算瓦斯含量两种方法：①直接法 采用钻孔取芯的地质钻孔取煤样方法采用解 吸仪进行计算。 ②间接法。利用实测某处瓦斯压力用公式反推瓦斯含量

X=bp 1abp +×e 31.011W

+n(t s -t) +k 10KP

（二）

第一节：瓦斯含量计算

1.1 主要原理是利用瓦斯压力计算瓦斯原始含量

瓦斯压力利用和深度的关系公式：P=(2.03-10.13) H (开采垂深及压力系数) 计算： 开采垂深取550m,，压力系数取2.6

通过间接法公式计算得在最低水平时：1#煤的瓦斯含量为：12.29m 3/min

第二节：区域抽采前的瓦斯含量

2.1回采工作面瓦斯涌出量计算：

q 采＝q 1+q 2

开采层相对瓦斯涌出量q 1=K 1 ×K 2 ×K 3 ×m(W 0-W C )/M

W0由上式可得；

W C残存瓦斯含量由公式计算而得，它与原煤的水分、灰分有直接关系

K1和K2和K3由围岩瓦斯涌出、工作面丢煤系数、采区内准备巷道预排瓦斯有关

残存瓦斯量为：W C为4.2m3/t （1#）；2.25 m3/t（2#）；2.37 m3/t（3#）

q1=9.21m3/t

邻近层瓦斯：开采1#煤时2#煤层涌入吨煤瓦斯量为： 3.26m3/t√√

开采1#煤层时，3#煤层涌入吨煤瓦斯量为：4.41m3/t

开采1#煤层时，围岩涌入瓦斯量为：9.21×15%＝1.38m3/t

邻近层总计：q2= 3.26+4.41+1.38＝9.05m3/t

累计：q采＝18.26m3/t

另外考虑瓦斯涌出不均匀性取回采工作面涌出系数为1.3

总相对瓦斯涌出量为：1.3×18.26＝23.74m3/t（与产量大小无关）

折合绝对瓦斯涌出量：23.74×910/1440＝15m3/min（与产量大小有直接关系）2.2掘进工作面瓦斯涌出量：

（1）掘进煤壁瓦斯涌出量q3=D×V×q0 ×2(√L/V-1)=0.95m3/min

（2）落煤瓦斯涌出量q4=S.V.r(W0-W c)＝0.59m3/min

绝对瓦斯涌出量总计q掘＝1.54m3/min

相对瓦斯涌出量总计1.54×1440/63.2=35.09m3/t(掘进的产量每天推算按63.2T)

2.3采区的瓦斯涌出量计算（工作面和2个掘进面）

q区=K’(∑q回Ai+1440∑q掘i)/A0

此处K’瓦斯采区涌出不均匀系数1.3

q回采面相对瓦斯涌出量

Ai为采面平均日产量

q掘为掘进面瓦斯相对涌出量

A0为采区产量.与回采面的日产量相同.

经计算二采区相对瓦斯涌出量为34.03m3/t

2.4矿井瓦斯涌出量计算（矿井以一个采区二个掘进面达产）

瓦斯除了本身一个采面之外，和两个掘进面之外，另还要考虑其它采区涌入瓦斯

q=K’’’’(∑q区Ai)/∑A i

矿井相对涌出量为：1.3×(34.3×910)/910=44.24m3/t（考虑其它涌入系数）

矿井绝对涌出量：44.24×910/1440=27.96m3/min

2.5抽采率的确定：

因矿井绝对瓦斯涌出量为27.96m3/min在20－40之间故选择矿井抽采率达到35%为目标。M1煤层抽采后瓦斯含量为12.29×（1－35%）＝7.99m3/t（达到了消突目的）

第三节区域抽采后矿井的瓦斯涌出量

3.1区域预抽后工作面瓦斯涌出量

开采层相对瓦斯涌出量

q1=1.3×1.03×0.85×1.12/1.12×(7.99-4.20)=4.31m3/t

邻近层相对瓦斯涌出量

q2-1=2.64m3/t q3-1=3.54m3/t 邻近层4.31×15%＝0.65m3/t 累计6.83m3/t

3.26

4.41 0.65 8.32？

q采＝4.31+6.83＝11.14m3/t考虑涌入不均衡性取1.3系数得

工作面在预抽后相对瓦斯涌出量为：14.48m3/t；

绝对涌出量为：9.15 m3/min

3.2 区域预抽后掘进面瓦斯涌出量

q3= m3/min q4= m3/min

绝对涌出量：q掘＝0.75m3/min

相对涌出量：q掘＝0.75×1440/63.2 t =17.09m3/t (掘进的产量每天推算按63.2T)

3.3 区域预抽后采区瓦斯涌出量计算

q区=1.3×(14.48×910+1440×0.75×2)÷910=21.919m3/t

3.4区域预抽后矿井的瓦斯涌出量

相对涌出量：q井=21.91×910/910×1.3=28.48m3/t

绝对涌出量：q=28.48×910/1440=18m3/min

第四节：高负压抽采量、低负压抽采量确定

4.1高负压抽采量：由于只是对1# 煤层抽采，2#和3#未进行抽采，故抽放前后邻近层的瓦斯涌出量未变，只是本煤层的瓦斯量发生变化，故区域预抽前矿井的绝对瓦斯涌出量－区域预抽后矿井的绝对瓦斯涌出量就是高负压（本煤层预抽量）抽采量27.96－18＝9.96 m3/min，抽采率为9.96÷27.96＝3

5.62% ，风排64.38%

8.32

4.2低负压抽采量：采空区的抽采量主要抽采邻近层的瓦斯量8.88m3/t折算绝对瓦斯涌出量

5.61m3/min

4.3矿井瓦斯抽采率：（9.96+

5.61）÷27.96＝55.68% （是否过高，因为低负压有一部分是

．．．．．．．．．．．．．．．

风排的？）

．．．．．

4.4矿井高低负压系统的技术参数

高负压：抽采量为9.96m3/min 出口压力为5Kpa 孔口负压为15Kpa 另加中间管道阻力低负压：抽采量为5.61m3/min 出口压力为5Kpa 孔口负压为5kpa 另加中间管道阻力按国家规定高负压瓦斯浓度不低于35%，低负压瓦斯浓度不低于15%

第五节抽放管路系统的计算

5.1 管径的计算

D=0.1457√KQ/V

高负压：K取1.5，

Q取混合量9.96/35%=42.69m3/min

V取经济流速10m/s

得：高负压主管＝0.3011m

低负压主管＝0.345m(低负压主管流量为56.1，其它一样)，考虑高低负压留有一定余量取300mm主管

关于高负压和低负压主管流量、浓度、经济流速取值的说明：

根据《煤矿瓦斯抽放规定》对于高负压瓦斯抽放其瓦斯浓度必须达到30%以上，故取值