瓦斯抽采指标计算方法

⽡斯抽采指标计算⽅法

A1 预抽时间差异系数计算⽅法：

预抽时间差异系数为预抽时间最长的钻孔抽采天数减去预抽时间最短的钻孔抽采天数的差值与预抽时间最长的钻孔抽采天数之⽐。预抽时间差异系数按式（1）计算：%100max

min max ?-=T T T η （1）式中：η—预抽时间差异系数，%；

max T —预抽时间最长的钻孔抽采天数，d ； min T —预抽时间最短的钻孔抽采天数，d 。A2 ⽡斯抽采后煤的残余⽡斯含量计算 按公式（2）计算：0CY W G Q W G-=（2）

式中：CY W —煤的残余⽡斯含量，m 3/t ；

0W —煤的原始⽡斯含量，m 3/t ； Q —评价单元钻孔抽排⽡斯总量，m 3；G —评价单元参与计算煤炭储量，t 。

评价单元参与计算煤炭储量G 按公式（3）计算：()()12122G L H H R l h h R m γ=--+--+ （3）式中：L —评价单元煤层⾛向长度，m ；

l —评价单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度，m ；

1H 、2H —分别为评价单元⾛向⽅向两端巷道⽡斯预排等值宽度，m 。如果⽆巷道则为0；

1h 、2h —分别为评价单元倾向⽅向两侧巷道⽡斯预排等值宽度，m 。如果⽆巷道则为0；

R —抽采钻孔的有效影响半径，m ；m —评价单元平均煤层厚度，m ；γ—评价单元煤的密度，t/m 3。

1H 、2H 、1h 、2h 应根据矿井实测资料确定，如果⽆实测数据，可参照附表1中的数据或计算式确定。附表1 巷道预排⽡斯等值宽度

A3 抽采后煤的残余⽡斯压⼒计算⽅法：煤的残余相对⽡斯压⼒（表压）按下式计算：

()()0.10.110011(0.1)10010.31d ad CY CY CY

ad CY a ab P P A M W b P M P πγ++--=??++++ (4)式中：W CY ─残余⽡斯含量，m 3/t ；

b a ,─吸附常数； CY

P ─煤层残余相对⽡斯压⼒，MPa ； aP ─标准⼤⽓压⼒，0.101325 MPa ；d

A ─煤的灰分，%； adM ─煤的⽔分，%；π─煤的孔隙率，m 3/ m 3；γ─煤的容重(假密度)，t/ m 3。A4 可解吸⽡斯量计算⽅法：按公式(5)计算:CC CY j W W W -=（5）

式中：j W ─煤的可解吸⽡斯量，m 3/t ；

CY W ─抽采⽡斯后煤层的残余⽡斯含量，m 3/t ；

CC W ─煤在标准⼤⽓压⼒下的残存⽡斯含量，按公式（6）计算。0.1100110.110010.31d ad CC ad ab A M W b M γ--=??+++π（6）

A5 采煤⼯作⾯⽡斯抽采率计算⽅法：按公式(7)计算:mf

mc mc m Q Q Q +=η （7）

式中：m η─⼯作⾯⽡斯抽采率，%；

mc Q ─回采期间，当⽉⼯作⾯⽉平均⽡斯抽采量，m 3/min 。其测定和计算⽅法为：

在⼯作⾯范围内包括地⾯钻井、井下抽采（含移动抽采）各⽡斯抽采⼲管上安装⽡斯抽采检测、监测装置，每周⾄少测定3次，按⽉取各测定值的平均值之和为当⽉⼯作⾯平均⽡斯抽采量（标准状态下纯⽡斯量）；mf Q ─当⽉⼯作⾯风排⽡斯量， m 3/min 。其测定和计算⽅法为：⼯作⾯所有回

风流排出⽡斯量减去所有进风流带⼊的⽡斯量，按天取平均值为当天回采⼯作⾯风排⽡斯量（标准状态下纯⽡斯量），取当⽉

中最⼤⼀天的风排⽡斯量为当⽉回采⼯作⾯风排⽡斯量（标准状态下纯⽡斯量）。 A6 矿井⽡斯抽采率计算⽅法：按公式(8)计算:kfkc kckQ Q Q +=η （8）

式中：k η─矿井⽡斯抽采率，%；

kc Q ─当⽉矿井平均⽡斯抽采量， m 3/min 。其测定、计算⽅法为：在井⽥范围内地

⾯钻井抽采、井下抽采（含移动抽采）各⽡斯抽采站的抽采主管上安装⽡斯抽采检测、监测装置，每天测定不少于12次，按⽉取各测定值的平均值之和为当⽉矿井平均⽡斯抽采量（标准状态⼒下纯⽡斯量）；kf Q ─当⽉矿井风排⽡斯量，m 3/min 。其测定、计算⽅法为：按天取各回风井回风⽡斯平均值之和为当天矿井风排⽡斯量,取当⽉中最⼤⼀天的风排⽡斯量为当⽉矿井风排⽡斯量。附录 A(资料性附录)

开采层和邻近层⽡斯涌出量计算⽅法A.1 开采层⽡斯涌出量

A.1.1 薄及中厚煤层不分层开采时，开采层⽡斯涌出量可由式(A.1)计算。

式中：

q1——开采层相对⽡斯涌出量，m。／t；

K1——围岩⽡斯涌出系数；K1值选取范围为1.1～1.3；全部陷落法管理顶板，碳质组分较多的围岩，K1取1.3；局部充填法管理顶板K1取1.2；全部充填法管理顶板K1取1.1；砂质泥岩等致密性围岩K1取值可偏⼩；K2——⼯作⾯丢煤⽡斯涌出系数，⽤回采率的倒数来计算；

K3——采区内准备巷道预排⽡斯对开采层⽡斯涌出影响系数，如⽆实测值可按参照附录D选取；m——开采层厚度，m；M——⼯作⾯采⾼，m；

W0——煤层原始⽡斯含量，m3／t，参照附录C选取；

W c——运出矿井后煤的残存⽡斯含量，m3／t，如⽆实测值可参照附录C选取。A.1.2 厚煤层分层开采时，开采层⽡斯涌出量计算采⽤式(A.2)计算。

式中：

K f——取决于煤层分层数量和顺序的分层⽡斯涌出系数，如⽆实测值可按参照附录D选取；其他符号意义同前。A.2 邻近层⽡斯涌出量

邻近层⽡斯涌出量采⽤式(A.3)计算。

式中：

q2——邻近层相对⽡斯涌出量，m3／t；m i——第i个邻近层煤层厚度，m；M——⼯作⾯采⾼，m；

ηi——第i个邻近层⽡斯排放率，%，如⽆实测值可参照附录D选取；

W0i——第i个邻近层煤层原始⽡斯含量，m3／t，如⽆实测值可参照开采层选取；W ci——第i个邻近层煤层残存⽡斯含量，m3／t，如⽆实测值可参照开采层选取。附录 B(资料性附录)

掘进⼯作⾯煤壁和落煤⽡斯涌出量计算⽅法B.1 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(B.1)计算。式中：

q3——掘进巷道煤壁⽡斯涌出量，m3／min；

D——巷道断⾯内暴露煤壁⾯的周边长度，m；对于薄及中厚煤层，D=2m o，m o为开采层厚度；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；

q0——煤壁⽡斯涌出强度，m3／(m2?min)，如⽆实测值可参考式(B.2)计算。

………(B.2)式中：

q0——巷道煤壁⽡斯涌出量初速度，m3／(m2?min)：V r——煤中挥发分含量，％；

W0——煤层原始⽡斯含量，m3／t，参照附录C选取。B.2 掘进落煤的⽡斯涌出量

掘进巷道落煤的⽡斯涌出量采⽤式(B.3)计算。式中：

q4——掘进巷道落煤的⽡斯涌出量，m3／min：S——掘进巷道断⾯积，m2；υ——巷道平均掘进速度，m／min；γ——煤的密度，t／m3；

W0——煤层原始⽡斯含量，m3／t，参照附录C选取；

W c——运出矿井后煤的残存⽡斯含量，m3／t，如⽆实测值可按参照附录C选取。附录C

（资料性附录）

煤层原始⽡斯含量和残存⽡斯含量的选定

C.1 煤层⽡斯含量值是分源预测矿井⽡斯涌出量的核⼼参数，因此要求⽡斯含量测值尽可能接近真值。

C.2 煤层原始⽡斯含量的测定与计算可采⽤直接法（地勘钻孔解吸法）进⾏测定与计算，参见煤层⽓测定⽅法（解吸法）（MT/T77—94）。

C.3 地勘钻孔解吸法测定煤层⽡斯含量时，当钻孔深度⼩于500m时，按MT/T77—94

标准测定⽡斯含量；当钻孔深度500m~1000m或煤的解吸性能很强时，测定值必须进⾏校正。

C.4 直接法测定的煤层⽡斯含量应与邻近⽣产矿井和已⽣产⽔平井下钻孔解吸法或间接法测定的⽡斯含量对⽐。21600040260W].)(V.[.q r?+=

C.5 煤的残存⽡斯含量W c 。⾼变质煤⽡斯含量>10m 3/t.r 和低变质煤的W c 值可按表C.1选取；⽡斯含量<10m 3

/t.r 的⾼变质煤的W c 值可按式（C.1）选取。

⽡斯含量<10m 3

/t.r 的⾼变质煤的W c 按式（C.1）计算。0207.7385.10W C e W -=……………(C.1)式中：

W c ——煤层残存⽡斯含量，m 3/t.r ；

W 0——煤层原始⽡斯含量，m 3/t.r 。

附录D

（资料性附录）

分源预测法各种系数的确定D.1 采⾯巷道预排⽡斯影响系数K 3

采⽤长壁后退式回采时，K 3按式（D.1）计算。 K 3=（L-2h ）/L …………（D.1）

采⽤长壁前进式回采时，如上部相邻⼯作⾯已采，则K 3=1；上部相邻⼯作⾯未采，K 3按式（D.2）计算。

式中：

L ——⼯作⾯长度，m ；

h ——掘进巷道预排等值宽度，m ，如⽆实测值可按表D.1取值；b ——巷道宽度，m 。

D.2 分层开采第i分层⽡斯涌出量系数K fi

分层（两层或三层）开采时，K fi按表D.2取值；分层（四层）开采时，K fi值按表D.3取值。

表D.3 分层（四层）开采K fi值

D.3 邻近层受采动影响⽡斯排放率K i当邻近层位于冒落带中时，K i=1。

当采⾼⼩于4.5m时，K i按式（D.3）计算或按图D.1选取。

式中：

h i——第i邻近层与开采层垂直距离，m；

h p——受采动影响顶底板岩层形成贯穿裂隙，邻近层向⼯作⾯释放卸压⽡斯的岩层破坏范围，m。

1－上邻近层；2－缓倾斜煤层下邻近层；3－倾斜、急倾斜煤层下邻近层。图D.1 邻近层⽡斯排放率与层间距的关系曲线

开采层顶、底板的破坏影响范围h p按《建筑物、⽔体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中附录六的⽅法计算。当采⾼⼤于4.5m时，K i按式（D.4）计算。

式中：

h i——第i邻近层与开采层垂直距离，m；M——⼯作⾯采⾼，m。L——⼯作⾯长度，m。D.4 采空区⽡斯涌出系数K′、K″

采空区⽡斯涌出系数K′、K″按表D.4选取。

D.5 ⽡斯涌出不均衡系数K n

⽡斯涌出不均衡系数为该区域内最⾼⽡斯涌出量与平均⽡斯涌出量的⽐值。回采⼯作⾯或掘进⼯作⾯⽡斯涌出不均衡系数取Kn=1.2~1.5或实际计算值。矿井或采构⽡斯涌出不均衡系数取K n=1.1~1.3或实际计算值。