Q1=
1?QsR1R1R1R1??????R2R3R4RnQs
Q2=
R2R2R2R2R2???????R1R2R3R4Rn
……………………………………… Qn=
QsRnRnRnRn???????1R1R2R3R4
五、抽放参数测算 1、瓦斯压力测定计算。 A:瓦斯压力测定
一般选择在岩石巷道中向煤层打钻孔,封孔及安装压力表直接测定煤层瓦斯压力。测定工作应注意:
(1)测定地点要选择在无断层、裂隙等地质构造处,瓦斯赋存要具有代表性;
(2)测压巷道距煤层的岩柱距离不应小于10m;
(3)测压孔径以75mm为宜,要贯穿整个煤层(厚煤层应钻入3m以上),完钻后要及时封孔,封孔要严密,测压管接头不得漏气。 B:瓦斯压力计算 (1) 瓦斯压力梯度
PM=
P1?P0
H1?H0(2) 瓦斯压力计算 P= PM (H-H0 )+P0
PM~瓦斯压力梯度,kg/cm2·m P1~某测点瓦斯压力值,kg/cm2
P0~瓦斯风化带有压力,kg/cm2(无资料时可取 2 kg/cm2) H1~某测定地点的垂深,m H0~瓦斯风化带点的垂深,m P~预计测点瓦斯压力值,kg/cm2 H~预计测定地点的垂深,m 2、沼气涌出量计算 (1)、瓦斯涌出量梯度
a=
Z2?Z1 q2?q1(2)、相对瓦斯涌出量预测 q=
z?z0+q0 aa~沼气涌出量梯度,t/m2 Z0~瓦斯风化带以下限深度,m
Z1、Z2~瓦斯风化带以下两个已采深度,m q0~瓦斯风化带以下限处的相对瓦斯涌出量,m3/t q1、q2~相对Z1、Z2深度的相对瓦斯涌出量,m3/t z~预测深度,m
q~预测z (m)处的相对瓦斯涌出量,m3/t 3、煤层透气性系数测定计算
煤层透气性系数是煤层瓦斯流动难易程度的标志,它的物理意义
是,在1立方米煤体的两侧,其压力平方差为1个大气压的平方时,通过1米长度的煤体,在1平方米煤面上,每日流过的瓦斯流量。
A:煤层透气性系数测定
(1)从岩石巷道向煤层钻孔(方法和要求与测瓦斯压力一样),记录钻孔方位角和仰角以及钻孔在煤层中的长度。钻孔进入煤层和打完煤层的时间(年、月、日、时、分),取这两个时间的平均数,作为打钻时钻孔开始排放瓦斯的时间。
(2)封孔测定瓦斯压力,上压力表前,要测定钻孔瓦斯流量,并记录流量和测定流量的时间(年、月、日、时、分)。
(3)压力表上升到煤层真实瓦斯压力值或压力值稳定后,卸下压力表排放瓦斯,测量钻孔瓦斯流量,记录每次瓦斯流量和排放时间。 B:煤层透气性系数测定
根据上述测定方法用下列公式进行计算 (1)计算公式 Y=aF0b
Y~流量准数,无因次 F0~时间准数,无因次
a、b~系数,无因交
Y=
qr1?(p0?p1)22
P0~煤层原有绝对瓦斯压力,大气压 r1~钻孔半径,m
q ~在排放时间为t时,钻孔壁单位面积瓦斯流量,m3/m2·d,其计算
公式见下。
P1~钻孔中瓦斯压力,一般取1个大气压
? ~煤层透气性系数,米/大气压·日
2
2
q =
Q(亦称比流量) 2?r1LQ~在时间t时的总流量,米3/日
?~3.1416
L ~钻孔长度,一般取煤层厚度,米 F0=
4?tP0ar121.5
t~从开始排放瓦斯到测量瓦斯比流量q的时间间隔,日 a~煤层瓦斯含量系数,米3/米3·大气压1/2,可用公司进行计算 由于流量准数随时间准数变化,难以用一个简单公式表达,所以采用了分段表示法,如下表:
公式 F0 10-2~1 1~10 10~102 ?的计算公式 a b 参数 Y=aF0b 1 1 0. 93 -0.38 -0.28 -0.20 A=B=Y=qr1p0?p14tP0ar11.5222 102~103 103~105 10~10 (2)计算步骤
570. 588 -0.12 0. 512 -0.10 0.344 -0.065 A1? F0=B·? a、根据测定所得参数,计算出A、B值。
b、一般选择?计算公式进行计算(时间小于一天时,按公式F0=1~10公式,时间大于一天时,可选用F0=102~103作第一次验算)。
c、把求出的算?代入 F0=B·?中,校验F0值是否在选用公式范围内。
如F0不在所选公式范围内,则根据算出的F0值,另选公式进行计算,
直到符合所选公式的范围为止。 4、瓦斯含量计算
常用的煤层瓦斯含量测算法是:取煤样送实验室做煤的吸性实验,求出吸附常数a 、b值,并在井下相应地点测定煤层瓦斯压力,按以下公司计算瓦斯含量 X=
100?Aad?MadabP110kP()×+ 1?bP1?0.31Mad100?X~煤层瓦斯含量, m3/t
a~吸附常数,试验温度下的极限吸附量,m3/t b~吸附常数,Mpa-1 p~煤层瓦斯压力,Mpa Aad~煤的灰份,(%) Mad~煤的水份,(%) k~煤的孔隙体积,m3/ m3
?~煤的密度 m/t
3
5、矿井瓦斯储量计算 WK=W采+W邻+W围
矿井瓦斯储量由可采煤层瓦斯储量,邻近层瓦斯储量和围岩瓦斯储量之和。