矿井瓦斯抽放设计手册 - 图文(3)

4.802 4.900 4.998 5.096 5.194 5.292 5.390 5.488 5.860 5.684 5.782 5.880 6.076 6.272 6.468 6.664 6.860 7.350 7.840 8.330 8.820 9.80

表1-13 瓦斯含量系数值 残存量 r3V 65.5 α b （m/t） r0.146 （%） （V）t=0℃ P=0.1MPa 1 65.5 2.61 0.996 18.20 2 59.0 2.82 0.992 15.50 3 55.3 3.03 0.988 13.80 4 53.5 3.24 0.984 12.60 5 51.8 3.45 0.980 11.70 6 50.5 3.66 0.976 10.90 7 49.4 3.87 0.972 10.20 8 48.4 4.08 0.968 9.60 9 47.6 4.29 0.964 9.06 10 46.8 4.50 0.960 8.57 11 46.1 4.71 0.956 8.14 12 45.5 4.92 0.952 7.75 13 45.0 5.13 0.948 7.40 14 44.6 5.34 0.944 7.08 15 44.1 5.55 0.940 6.78 16 43.7 5.76 0.936 6.50 17 43.2 5.97 0.932 6.25 18 42.9 5.18 0.928 6.02 19 42.6 6.39 0.924 5.81 20 42.3 6.60 0.920 5.61 21 42.0 6.81 0.916 5.42 0.861 0.862 0.862 0.863 0.864 0.864 0.865 0.866 0.866 0.867 0.868 0.868 0.869 0.870 0.871 0.873 0.874 0.876 0.879 0.882 0.884 0.889 0.742 0.743 0.744 0.745 0.746 0.747 0.748 0.749 0.751 0.752 0.753 0.754 0.756 0.758 0.760 0.762 0.764 0.768 0.773 0.777 0.782 0.900 0.688 0.689 0.691 0.692 0.694 0.695 0.696 0.697 0.698 0.699 0.700 0.702 0.705 0.707 0.709 0.712 0.715 0.720 0.725 0.730 0.735 0.745 0.638 0.640 0.641 0.643 0.644 0.645 0.647 0.649 0.650 0.651 0.652 0.654 0.657 0.660 0.662 0.664 0.667 0.673 0.679 0.685 0.691 0.701 0.592 0.594 0.596 0.597 0.599 0.600 0.602 0.604 0.605 0.607 0.608 0.610 0.613 0.616 0.618 0.621 0.621 0.631 0.638 0.644 0.650 0.662 0.550 0.552 0.553 0.555 0.557 0.558 0.560 0.562 0.563 0.565 0.566 0.568 0.571 0.574 0.577 0.580 0.583 0.590 0.597 0.604 0.611 0.624

7.02 0.912 5.24 7.23 0.908 5.07 7.44 0.904 4.92 7.65 0.900 4.78 7.86 0.896 0.64 8.07 0.892 4.52 8.28 0.888 4.39 8.49 0.884 4.27 8.70 0.880 4.16 8.91 0.876 4.05 9.12 0.872 3.95 9.33 0.868 3.85 9.54 0.864 3.76 9.75 0.860 3.67 9.96 0.856 3.58 10.57 0.852 3.50 10.38 0.848 3.42 10.59 0.844 3.35 10.80 0.840 3.28 表1-14 瓦斯压缩系数（Ky）值 P T（℃） （MPa） 0 10 20 30 40 50 0.1 1.0 1.04 1.08 1.12 1.16 1.20 1 0.97 1.02 1.06 1.10 1.14 1.18 2 0.95 1.00 1.04 1.08 1.12 1.16 3 0.92 0.97 1.02 1.06 1.10 1.14 4 0.90 0.95 1.00 1.04 1.08 1.12 5 0.87 0.93 0.98 1.02 1.06 1.11 6 0.85 0.90 0.95 1.00 1.05 1.10 7 0.83 0.88 0.93 0.98 1.04 1.09

[例] 某矿井煤层W=3.1% 、A=1.9%、V=14.1%、P=1.47 MPa 、t=20℃、γ=1.4 t/m，求瓦斯含量？

f

f

r

3

22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41.7 41.4 41.4 40.9 40.7 40.5 40.3 40.1 39.9 39.7 39.5 39.3 39.1 38.9 38.7 38.6 38.4 38.3 38.1 65.5(100?Af?Wf)解： WX?

?0.098?r0.146n?f???b(V)e(1?0.31W)100?p???n

式中，查表1-12，1/e=0.96

65.5

查表1-13，r0.146?44.5

(V) α=2.4＋0.21×14.1=5.36 b=1－0.004×14.1=0.94

WX?65.5(100?1.9?3.1)?11.5m3/t

?0.525??0.94?en14.100.146(1?0.31?3.1)?100??1.47?根据V查表1-10，?n=6，根据压力P查表1-14，Ky=1.05。

r

Wy?fnP6?1.47??0.6m3/t

9.8KY?9.8?1.05?1.4 最终求得煤层瓦斯含量

3

Wh= Wx＋Wy= 11.5＋0.6=12.1 m/t

2.经验公式之二

r

当挥发分V小于15%时可用下式：

10.2?[0.0016t2?0.19t?87.54(Vr)?0.55]P[1?0.01(Ar?Wf)]fnB0WX? (1-22)

10.2P?10.34?0.004t当挥发分Vr

在15%～40%时可用下式：

W10.2?(0.0016t2?0.19t?23?0.2Vr)P[1?0.01(Ar?Wf)]fnB0X? (1-23)

10.2P?10.34?0.004t

Wy= ?n×10.2P/Ky 式中 Wx————在P、t条件下的吸附瓦斯量，m3

/t；

Wy————在P、t条件下的游离瓦斯量，m3

/t；

Af

————煤中灰分，%；

Wf

————煤中水分，%； ?n ————孔隙率，%；

B0————水分对吸附能力影响系数， B0=P/（0.098×0.9792），一般取1。

3. 经验公式之三

该公式一般用来计算残余瓦斯量。

当挥发分Vr

小于21%时用下式：

Wh?10.2(0.0003835t2?At?B)P1?10.2(C?0.002172)P?10.2?fyP (1-25)

当挥发分Vr

大于21%时用下式：

Wh?10.2?15.53(C1?0.00218t)P1?10.2(C?10.2?fyP (1-26)

1?0.00218t)P式中 Wh——在P、t条件下的煤的瓦斯含量，m3

/t；

? ——煤单位重量的孔隙容积，m3

y/t，见表1-15；

A、B、C、C1——系数，见表1-16。

表1-15 煤的孔隙容积 Vr （%） <5 5～9 9～17 18～30 >30 ?y 0.10 0.09 0.07 0.06 0.09

表1-16 A、B、C系数 挥发分Vr 系数 % A B C 3.0 0.1683 15.770 0.3689 3.5 0.1603 14.634 0.3664 4.0 0.1537 13.703 0.3639 （1-24）

4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 33.0 34.0 35.0 36.0 37.0 38.0 39.0 40.0 41.0 42.0 43.0 44.0 45.0 0.1482 0.1435 0.1393 0.1356 0.1323 0.1293 0.1265 0.1240 0.1216 0.1195 0.1174 0.1155 0.1120 0.1083 0.1059 0.1032 0.1008 0.0985 0.0963 0.0942 0.0923 0.0904 0.0886 12.922 12.250 11.665 11.166 10.684 10.267 9.888 9.542 9.224 8.928 8.652 8.395 7.929 7.514 7.143 6.803 6.494 6.212 5.949 5.700 5.470 5.255 5.052 0.3614 0.3588 0.3563 0.3538 0.3513 0.3488 0.3463 0.3437 0.3412 0.3387 0.3362 0.3337 0.3286 0.3236 0.3186 0.3136 0.3085 0.3035 0.2985 0.2934 0.2884 0.2834 0.2783 0.2733 0.2683 0.2632 0.2582 0.2532 0.2481 0.2431 0.2381 0.2330 0.2280 0.2230 0.2179 0.2129 0.2079 0.2029 0.1978 0.1928 0.1878 0.1827 0.1777 0.1727 0.1676 0.1626 0.1576 四．瓦斯储量计算

矿井瓦斯储量，是指井田开发过程中，受采动影响能够排放瓦斯的煤层（包括不可采煤层）所储存

的瓦斯量。

W=W1＋W2＋W3 （1-27）

3

式中 W ——矿井瓦斯储量， Mm；

3

W1——矿井可采煤层瓦斯储量，Mm；

W1??A1iW1i (1-28)

i?1n A1i——矿井i可采煤层的地质储量，Mt；

3

W1i——矿井i可采煤层的瓦斯含量，m/t；

3

W2——受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量，Mm；

W2??A2iW2i (1-29)

i?1nA2i——受采动影响后能够向开采空间排放的i不可采煤层的地质储量，Mt；

3

W2i——受采动影响后能够向开采空间排放的i不可采煤层的瓦斯含量，m/t；

3

W3——受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量，Mm，实测或按下式计算：

W3= K（W1＋W2） （1-30）

式中 K——围岩瓦斯储量系数，一般取K=0.05～0.20。

如果要计算某区域（水平、采区、工作面等）的瓦斯储量，方法同上，但要将A1i 、A2i 、W1i 、W2i

变为所计算区域的煤层储量和煤层瓦斯含量。

五．瓦斯涌出量计算

瓦斯涌出量是指在生产过程中，矿井或采区涌出的瓦斯数量，主要由回采、掘进、采空区三部分瓦斯组成。

(一） 回采、掘进及采空区瓦斯涌出量

1. 回采瓦斯涌出量

1） 开采单一煤层时的回采瓦斯涌出量计算（不考虑邻近层的瓦斯涌出量）

qf??KpWh (1-31) 式中 qf——— 开采本煤层瓦斯涌出量，m/t；

?——— 机械化程度系数，联合采煤机和风镐采煤时等于1.0，截煤机掏槽落煤等于1.2。 Kp——— 瓦斯释放系数，即计算的瓦斯涌出量对煤层瓦斯含量的比例，由图1-9查。 Wh——— 煤层瓦斯含量，m/t;

33Vr图1-9 瓦斯放出计算系数值曲线2） 多煤层条件下回采瓦斯涌出量 (1) 有邻近层的回采瓦斯涌出量计算之一：0

q?= Kw·qc ＋qh＋qs＋ qx (1-32)

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