矿井瓦斯抽采设计手册(新) - 图文(2)

2019-03-15 22:09

PM?P0.784?0.1961?P0??0.00199MPa/m

H1?H0500?205预测-460 m水平的瓦斯压力为:

P=P0+PM(H-H0)=0.196+0.00199×(560-205)= 0.902 Mpa 经计算,-460m水平的瓦斯压力为0.902 Mpa。

2.根据经验公式计算瓦斯压力

开采同一煤层的相邻矿井,可根据该式推算瓦斯压力:

α

P=0.098×(KH-b) (1-13) 式中 P——瓦斯压力,Mpa; K——系数;

H——测定瓦斯压力地点的垂深,m; α——指数常数; b——常数。

3. 国内实测

经对国内一些矿区瓦斯压力实测值分析,瓦斯压力P与深度H的关系可以表示为下列直线关系:

P=(2.03~10.13)H (1-14)

式中 P——距地表垂深H处煤层瓦斯压力,Kpa; H——垂深,m;

㈡瓦斯压力实测

测量瓦斯压力一般是在地质勘探钻孔中进行,或是在井下巷道中打钻孔测压,由于地勘测压工艺较复杂、精度较低。所以生产中广泛采用井下巷道打钻测压法,其钻孔、封孔、测压施工要求为:

钻孔测压施工要求 表1-9 步骤 孔位 选择 钻孔 放入测压管 封孔 技术要求 打钻开口至煤层要有一定距离: 1. 砂岩、坚硬岩石>3m; 2. 砂页岩、页岩>5m; 钻孔要避开褶曲、断层和裂隙带 1. 孔口要完整,并穿透煤层; 2. 孔口不宜过大,一般在d42~75㎜ 1. 孔内岩粉必须清除; 2. 测压管不可紧靠孔壁一边,要适当弯曲 1. 封孔深度不得小于3m; 2. 打完钻立即封孔,封孔必须捣实; 3. 打入木楔时要注意不要把铜管压扁 使用材料及设备 岩石电钻 1. 测压管一般采用紫铜管,直径4~6㎜,如兼测透气性时,管径可采用8~12㎜; 2. 测压管开口处,包以铜网 1. 封孔材料选用干硬黏土,孔口0.5米处要用水泥加固孔口; 2. 选用压力表最好在预计压力之内,以免中途换表 2.封孔测定瓦斯压力方法(见图1-5) >5米0.5米15图1-5 1----测量室2----堵孔材料3----测压管4----木契5---封孔测定瓦斯压力挡板6----压力表

三.煤层瓦斯含量计算

瓦斯含量是指煤层或岩层在自然条件下,单位重量或单位体积所含有的瓦斯量。瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分,影响瓦斯含量的因素有煤的吸附能力、瓦斯压力、温度等。

(一) 间接测定计算法

该类方法需在实验室作出吸附常数,在井下实测瓦斯压力,然后进行计算。由于实验室测出的a、b

f

值是根据干煤样测定出来的,而实际上水分对瓦斯吸附容量有很大影响,为此,公式(1-16)考虑了1+0.31W的修正系数。

计算公式:

Wh?Wx?Wy (1-15)

abp1?Wf?Af (1-16) WX??f1?bp1?0.31W10.2?fnp (1-17) Wy??式中 Wh——煤层瓦斯含量,m/t;

3

Wx——在瓦斯压力为p、煤层温度为t时煤的吸附瓦斯量,m/t;

3

Wy——游离瓦斯量,m/t;

3

a ——吸附常数,表示在给定温度下,单位质量固体的表面饱和吸附气体的气体体积,m/t,一般为

3

15~55 m/t;

-1-1

b ——吸附常数,MPa,一般为0.5~5 MPa; f

W——煤中的水分,%; f

A——煤中的灰分,%;

?n ——煤的孔隙率,%;参见表1-10;

3

γ——煤的容重,m/t。

3

煤质与孔隙率关系 表1-10

煤的牌号 无烟煤 瘦煤 黏结煤 焦煤 肥煤 气煤 长焰煤

挥发份 % 2.1~6.1 7.1~11.5 12.2~16.6 18.1~25.9 26.6~34.4 37.8~41.5 42~45.3 灰份 % 2~10 1.4~12 2.7~19 2.5~22 1.0~31 2.4~17 5.2~14 水分 % 0.7~2.5 0.5~0.7 0.9~2.2 0.5~3.0 0.5~1.7 1.6~10.1 4.2~9.9 3

比重 1.53~1.66 1.35~1.50 1.33~1.75 1.26~1.54 1.24~1.58 1.24~1.30 1.31~1.50 -1

容重 3t/m 1.4~1.58 1.32~1.37 1.22~1.53 1.22~1.44 1.08~1.33 1.20~1.30 1.15~1.40 f

孔隙率 M/t % 0.081~0.439 6~11.4 0.031~0.073 4.8~9.5 0.025~0.128 4.2~18.3 0.017~0.114 2.2~14.9 0.027~0.169 3.0~18.9 0.03~0.121 3.6~15.1 0.064~0.107 7.9~13.1 3[例]打通一矿6号煤层实测a=28.089m/t、b=0.136MPa,p=1.47MPa,W=2.14%,A=24.99%, ?n=10.89%,γ

3

=1.57t/m,求Wh=?

f

解:Wh?Wx?Wy

abp1?Wf?Af10.2?fnp? ? ?f?1?bp1?0.31W10.2?28.089?0.136?1.47(1?0.0214?0.2499)10.2?0.1089?1.47?? ?

1?10.2?0.136?1.471?0.31?0.02141.57?14.61m3/t

3经计算,6号煤层瓦斯含量为14.61m/t。

(二)由瓦斯含量系数a求煤层瓦斯含量 略。

[例]取样地点是地宗矿东二1373风巷,新鲜的干煤样,煤层温度15.2℃,煤的容重γ=1.45g/cm ,大气压力Pd=0.1Mpa,

3

煤样重=42g,瓦斯含量罐体积V=134cm。试求煤层瓦斯含量系数?

3

测得数据(测两次)

P1=1.62Mpa, P2=0.85Mpa, P3=0.31Mpa

3 3

Q1-2=965 cm , Q2-3=747cm

将上列数值代入下式计算

???G??PdQ1?2??1?P2????V?????P??? (1-19) ???PP2G1???第一次

??42????0.1?965?134?1.62?0.851.45????1.45??? ???1.62?0.8542?1.537m3/(m3?MPa0.5)

?? 第二次

??42????0.1?747?134?0.85?0.311.45????1.45??? ???0.85?0.3142?1.699m3/(m3?MPa0.5)

??取瓦斯含量系数平均值,则

330.5

α=(1.537+1.699)/2=1.618 m/ m·Mpa

该方法的优点是直接采样、装佯,煤样的水分和煤层相同,注入罐中瓦斯就是煤层瓦斯,因而设备简单、易行,两天可以测定结果。

㈢经验公式计算煤层瓦斯含量

在无测定参数条件或要求精度不高的情况下,可用经验公式计算煤中的瓦斯含量。

1. 经验公式之一

65.5(100?Af?Wf) (1-20) WX??0.098?r0.146n?f???b(V)e(1?0.31W)100?p???fnP (1-21) Wy?9.8KY?式中 Wx —— 煤的瓦斯吸附量,m/t;

ffr

W 、A、V ——煤的水分、灰分、挥发分,%;

P——实测瓦斯压力,Mpa; n

e——温度系数,查表1-12; e —— 自然对数底;

n —— 0.02t/0.993+0.007P;

r

α——2.4+0.21 V或查表;

r

b ——1-0.004 V或查表;

3

Wy——游离瓦斯量,m/t;

?n ——煤的孔隙率,%,查表1-10;

3

γ——煤的容重,t/m;

Ky——相当于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数,查表1-14; T——温度,℃。

n

表1-12 1/e值 压力 温度(℃) (Mpa) 10 20 25 30 35 40 0.1 0.819 0.670 0.607 0.549 0.497 0.449 0.2 0.820 0.672 0.609 0.551 0.500 0.452 0.4 0.822 0.676 0.613 0.555 0.504 0.457 0.6 0.824 0.680 0.617 0.560 0.509 0.462 3

0.8 1 1.2 1.372 1.568 1.764 1.96 2.156 2.352 2.548 2.744 2.94 3.038 3.136 3.234 3.332 3.430 3.528 3.626 3.724 3.882 3.92 4.018 4.116 4.214 4.312 4.410 4.508 4.606 4.704 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 0.826 0.828 0.830 0.832 0.834 0.836 0.838 0.840 0.842 0.844 0.845 0.847 0.848 0.849 0.850 0.850 0.851 0.852 0.853 0.853 0.854 0.855 0.856 0.856 0.857 0.857 0.858 0.860 0.860 0.860 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 0.683 0.687 0.690 0.693 0.696 0.700 0.703 0.706 0.709 0.712 0.714 0.717 0.719 0.720 0.721 0.723 0.724 0.725 0.727 0.728 0.729 0.731 0.732 0.733 0.734 0.736 0.737 0.738 0.739 0.740 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 0.621 0.625 0.629 0.633 0.636 0.640 0.643 0.647 0.650 0.654 0.658 0.660 0.662 0.663 0.665 0.666 0.668 0.670 0.671 0.672 0.674 0.676 0.677 0.678 0.680 0.681 0.682 0.684 0.685 0.687 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 0.564 0.569 0.578 0.577 0.581 0.585 0.589 0.593 0.596 0.600 0.604 0.607 0.609 0.611 0.613 0.614 0.616 0.618 0.619 0.621 0.622 0.624 0.626 0.627 0.629 0.631 0.632 0.634 0.635 0.636 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 0.513 0.518 0.522 0.527 0.531 0.535 0.540 0.544 0.548 0.552 0.555 0.559 0.561 0.563 0.565 0.567 0.569 0.571 0.572 0.573 0.575 0.577 0.579 0.580 0.582 0.584 0.586 0.587 0.589 0.590 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 0.467 0.471 0.476 0.481 0.485 0.490 0.494 0.498 0.502 0.506 0.510 0.514 0.517 0.519 0.521 0.523 0.525 0.527 0.528 0.530 0.532 0.534 0.535 0.537 0.539 0.541 0.545 0.545 0.547 0.548 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

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 22 41.7 7.02 0.912 5.24 23 41.4 7.23 0.908 5.07 24 41.4 7.44 0.904 4.92 25 40.9 7.65 0.900 4.78 26 40.7 7.86 0.896 0.64 27 40.5 8.07 0.892 4.52 28 40.3 8.28 0.888 4.39 29 40.1 8.49 0.884 4.27 30 39.9 8.70 0.880 4.16 31 39.7 8.91 0.876 4.05 32 39.5 9.12 0.872 3.95 33 39.3 9.33 0.868 3.85 34 39.1 9.54 0.864 3.76 35 38.9 9.75 0.860 3.67 36 38.7 9.96 0.856 3.58 37 38.6 10.57 0.852 3.50 38 38.4 10.38 0.848 3.42 39 38.3 10.59 0.844 3.35 40 38.1 10.80 0.840 3.28 表1-14 瓦斯压缩系数(Ky)值 P T(℃) 0.884 0.782 0.735 0.691 0.650 0.611 0.889 0.900 0.745 0.701 0.662 0.624


矿井瓦斯抽采设计手册(新) - 图文(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:施工成本管理毕业论文

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: