礦井瓦斯防治課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一 礦井基本情況3</p><p>　　二 瓦斯涌出量預(yù)測4</p><p><b>　　三 數(shù)據(jù)匯總10</b></p><p>　　四 礦井瓦斯等級鑒定10</p><p><b>　　

2、礦井瓦斯涌出量預(yù)測</b></p><p><b>　　一 礦井基本情況</b></p><p>　　已知某礦煤系地層從上到下有2號煤層、3號煤層，煤層傾角均為12°。煤質(zhì)為瘦煤，揮發(fā)分分別為17.19%和16.45%。2號煤層厚2.6m，平均瓦斯含量為12m3/t。3號煤層厚2.8m，預(yù)測的瓦斯含量等值線如圖1所示。兩個煤層之間距離為45m。該

3、礦首先采用上山開采3號煤層，共布置一個采區(qū)。目前采區(qū)內(nèi)布置有1個回采工作面（101工作面）、一個準(zhǔn)備工作面（102工作面）和2個掘進(jìn)工作面（106回風(fēng)順槽和進(jìn)風(fēng)順槽）。101-105工作面設(shè)計(jì)長度均為150m，走向長度為1200m。掘進(jìn)巷道的長度均為1200m，巷道斷面積為12m2。掘進(jìn)工作面月進(jìn)尺250m?；夭晒ぷ髅娴娜债a(chǎn)量按3000t算，h----巷道瓦斯預(yù)排等值寬度，m，按巷道平均暴露200天考慮</p><p

4、>　　工作面采用走向長壁后退式采煤法，頂板管理采用全部垮落法。</p><p>　　試預(yù)測該礦井最大瓦斯涌出量，并判斷該礦井的瓦斯等級。</p><p><b>　　二 瓦斯涌出量預(yù)測</b></p><p>　　由于要求計(jì)算最大瓦斯涌出量，所以采煤工作面選擇105工作面，掘進(jìn)工作面選取106，煤層原始瓦斯含量為14m3/t 計(jì)算<

5、;/p><p>　　預(yù)測瓦斯涌出量的計(jì)算公式如下：</p><p>　　1、開采煤層（包括圍巖）瓦斯涌出量計(jì)算公式： </p><p><b>　　（3.1）</b></p><p>　　式中：　　q1——開采層相對瓦斯涌出量，m3／t；　　K1——圍巖瓦斯涌出系數(shù)；K1值選取范圍為1.1～1.3；由于該礦采用全部

6、陷落法管理頂板，K1取值可為1.2；　　K2——工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計(jì)算，該礦為1.05；　　K3——采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數(shù)，采用長壁后退式回采時，系數(shù)k3按下式確定： </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　L —回采工作面長度，為150m；</p><p>　　h

7、—巷道瓦斯預(yù)排等值寬度，m，</p><p>　　按巷道平均暴露200天考慮，煤質(zhì)為瘦煤，根據(jù)查表4-2可知取h=15.4m；</p><p><b>　　計(jì)算得：</b></p><p>　??；　　m——開采層厚度，2.8m；　　M——工作面采高，2.8m；　　W0 —煤層原始瓦斯含量，12m3/t；</p><p&

8、gt;　　WC —煤的殘存瓦斯含量，對于瓦斯含量＞10m3/t.r的高變質(zhì)煤的Wc按式（3.2）計(jì)算。</p><p><b>　　（3.2）</b></p><p>　　式中：　　Wc——煤層殘存瓦斯含量，m3/t.r；　　W0——煤層原始瓦斯含量，m3/t.r。計(jì)算可得：</p><p><b>　　綜上計(jì)算得：</

9、b></p><p>　　2、鄰近層瓦斯涌出量</p><p><b>　　（3.3）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　q2—鄰近層相對瓦斯涌出量，m3/t；</p><p>　　—第i個鄰近層煤層厚度， 2.6m；</p&

10、gt;<p>　　M —回采工作面采高，為2.6m；</p><p>　　ηi—第i鄰近層瓦斯排放率，%；</p><p>　　—第i鄰近層煤層原始瓦斯含量，12m3/t；</p><p>　　—第i鄰近層煤層殘存瓦斯含量，參照開采層選取0.000627m3/t。</p><p>　　開采101號煤層時的鄰近層的煤層厚度、與10

11、1號煤層間的距離及其瓦斯排放率見表3.2；鄰近煤層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線見圖3.1。</p><p>　　表3.2 開采4-1號煤層時鄰近煤層厚度、距離及瓦斯排放率表 </p><p>　　1－上鄰近層 2－緩傾斜煤層下鄰近層 3－傾斜、急傾斜煤層下鄰近層</p><p>　　圖3.1 鄰近煤層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線</p>&

12、lt;p>　　計(jì)算可得鄰近層瓦斯涌出量：</p><p>　　=(W0－Wc)××0.5=6.00m3/t</p><p>　　3、回采工作面瓦斯涌出量：</p><p>　　=+ （3.4）</p><p><b>　　式中：</b><

13、/p><p>　　—回采工作面相對瓦斯涌出量，m3/t 。</p><p>　　=12.02+6=18.02m3/t</p><p>　　由以上計(jì)算可得：礦井達(dá)產(chǎn)時回采工作面噸煤瓦斯涌出量為18.02m3/t 。</p><p>　　4、掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量</p><p><b>　?。?.5）</b&

14、gt;</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　q3—掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　D —巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長度，m；對于薄及中厚煤層，D=2m0， m0 為開采層厚度2.6m</p><p>　

15、　v—巷道平均掘進(jìn)速度，取值250/（30*24*60）=0.00579m/min；</p><p>　　L—巷道長度，取1200m</p><p>　　q0 —煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，按下式計(jì)算得0.06 m3/（m2·min）；</p><p>　　=0.026[0.0004（）2+0.16]×W0； （3.6）</p&

16、gt;<p><b>　　其中：</b></p><p>　　—煤中揮發(fā)份含量，%，?。?6.45%；</p><p>　　W0—煤層原始瓦斯含量，12m3/t。</p><p>　　計(jì)算可得掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量：</p><p>　　q3＝5.2×0.00579×0.06×

17、(2-1)＝1.369m3/min</p><p>　　即：掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量為1.369 m3/min。</p><p>　　5、掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量</p><p>　　=S··γ·（W0-WC） （3.7）</p><p><b>　　式中：</b>

18、;</p><p>　　—掘進(jìn)巷道落煤瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　S—掘進(jìn)巷道斷面積，取S＝12m2；</p><p>　　v—巷道平均掘進(jìn)速度， ＝0.00579m/min ；</p><p>　　γ—煤的密度，γ＝1.44t/m3；</p><p>　　W0—煤層瓦斯含量，12 m3/t；<

19、;/p><p>　　WC—煤的殘存瓦斯含量，0.000627m3/t。</p><p>　　計(jì)算可得掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量：</p><p>　　q4＝12×0.000579×1.44×（12-0.000627）＝0.12m3/min。</p><p>　　即：掘進(jìn)工作面落煤瓦斯涌出量為0.12m3/min。 <

20、/p><p>　　6、掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量</p><p>　　掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量包括煤壁瓦斯涌出和落煤瓦斯涌出兩部分，由下式計(jì)算：</p><p>　　=+ （3.8）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—掘進(jìn)工作面瓦斯涌出

21、量，m3/min。</p><p>　　q掘=1.369+0.12=1.489m3/min</p><p>　　因?yàn)榘瑑蓚€掘進(jìn)巷道即：1.489×2=2.98掘進(jìn)巷道每分鐘瓦斯涌出量為2.98m3/min。 </p><p>　　7、生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量</p><p>　　生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量是采區(qū)內(nèi)所有回采工作面、掘進(jìn)工作面及采空

22、區(qū)瓦斯涌出量之和。</p><p><b>　　其計(jì)算公式：</b></p><p><b>　?。?.9）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量，m3/t；</p><p>　　—生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采

23、空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，查AQ1018-2006附錄表D.4，取值范圍在1.25~1.45之間，本次取k＇＝1.35；</p><p>　　—第i回采工作面相對瓦斯涌出量，為18.02 m3/t；</p><p>　　—第i回采工作面的日產(chǎn)量，為3000t；</p><p>　　—第i掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量，為2.98m3/min；</p><p&g

24、t;　　A0—生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，為3000t。</p><p>　　計(jì)算可得，生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量：</p><p>　　由以上計(jì)算可得，生產(chǎn)采區(qū)的瓦斯涌出量為26.25m3/t。</p><p>　　故此時的礦井全部涌出量為生產(chǎn)采區(qū)涌出量，即：</p><p>　　井=26.25m3/t；</p><p>　　9、計(jì)

25、算礦井與采掘工作面絕對瓦斯涌出量</p><p>　　礦井相對瓦斯涌出量預(yù)測值為26.25m3/t，回采工作面相對瓦斯涌出量預(yù)測值為18.02m3/t，根據(jù)下式換算礦井和回采工作面的絕對瓦斯涌出量：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—絕對瓦斯涌出量，m3/min；</p><p>　　—相

26、對瓦斯涌出量，m3/t；</p><p><b>　　—年產(chǎn)量，t。</b></p><p>　　礦井絕對瓦斯涌出量：</p><p>　　=60.49m3/min</p><p>　　回采工作面絕對瓦斯涌出量：</p><p>　　=41.52m3/min；</p><p&g

27、t;　　掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量：</p><p><b>　　m3/min；</b></p><p>　　采空區(qū)絕對瓦斯涌出量為：</p><p>　　=15.99 m3/min。</p><p><b>　　三 數(shù)據(jù)匯總</b></p><p>　　開采層相對瓦斯涌出量：

28、12.02m3/t</p><p>　　鄰近層相對瓦斯涌出量：6m3/t</p><p>　　回采工作面噸煤瓦斯涌出量為18.02 m3/t </p><p>　　生產(chǎn)采區(qū)的瓦斯涌出量為26.25m3/t。</p><p>　　礦井絕對瓦斯涌出量：60.49m3/min</p><p>　　回采工作面絕對瓦斯涌出量：4

29、1.52m3/min</p><p>　　掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量：2.98m3/min</p><p>　　采空區(qū)絕對瓦斯涌出量為：15.99 m3/min</p><p>　　四 礦井瓦斯等級鑒定</p><p>　　根據(jù)《煤礦瓦斯等級鑒定暫行辦法》第七條 礦井瓦斯等級劃分為： </p><p>　　煤（巖）與

30、瓦斯（二氧化碳）突出礦井（以下簡稱突出礦井），高瓦斯礦井，瓦斯礦井。 第八條 具備下列情形之一的礦井為突出礦井： </p><p>　　發(fā)生過煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出的； </p><p>　　經(jīng)鑒定具有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出煤（巖）層的； </p><p>　　依照有關(guān)規(guī)定有按照突出管理的煤層，但在規(guī)定期限內(nèi)未完成突出危險(xiǎn)性鑒定的。 <

31、/p><p>　　第九條 具備下列情形之一的礦井為高瓦斯礦井： </p><p>　　礦井相對瓦斯涌出量大于10m3 /t； </p><p>　　礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min； </p><p>　　礦井任一掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量大于3m3 /min；</p><p>　　礦井任一采煤工作面絕對瓦斯涌出量大

32、于5m3/min。 </p><p>　　第十條 同時滿足下列條件的礦井為瓦斯礦井：</p><p>　?。ㄒ唬┑V井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3 /t； </p><p>　?。ǘ┑V井絕對瓦斯涌出量小于或等于40m3/min； </p><p>　　礦井各掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量均小于或等于3m3 /min； </p&g