nW1??i?1A1iX1i
式中:A1i——矿井可采煤层i的资源量,Mt;
X1i——矿井可采煤层i 的瓦斯含量,m3/t;
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,Mm3;
nW2??i?1A2iX2i
式中:A2i——受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层i 的资源量,Mt;
X2i——受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层i
的瓦斯含量,m3/t;
W3——受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储
量,Mm3,实测或按下式计算:
W3=K(W1+W②
式中:K——围岩瓦斯储量系数,一般取K=0.05~0.20;当围岩瓦斯很小时,可取W3=0;若含瓦斯量较多时,可按经验取之或实测确定。
矿井瓦斯储量经上述公式计算,其结果详见表3-4。 煤层 W1 M12 W2 M13 M14 W3 合计 表3-4 矿井瓦斯储量计算结果表 瓦斯含量(m3/t) 地质资源储量(Mt) 瓦斯储量(Mm③ 9.856 1.525 15.0304 6.916 1.345 9.30202 6.766 1.244 8.416904 K(W1+W② 0 32.749324 ⑶ 瓦斯可抽量计算
瓦斯可抽量是指在瓦斯储量中在当前技术条件下能被抽出的最大瓦斯量,其计算公式如下:
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W抽=W〃K可 式中:
W抽——可抽瓦斯量,Mm3; K可——可抽系数; K可=K1〃K2〃Kg
K1——煤层瓦斯排放系数; K1=K3(X-Xk)÷X
K3——瓦斯涌出程度系数,按经验取之或实测确定; X——煤层原始瓦斯含量,m3/t;
Xk——运到地面煤的残余瓦斯含量,m3/t; K2——负压抽采时抽采作用系数,K2=1.1~1.2; Kg——矿井瓦斯抽采率,%。 瓦斯可抽量计算结果见表3-5。
表3-5 瓦斯可抽量计算结果表 瓦斯涌瓦斯排抽采作矿井瓦原始瓦残余瓦可抽瓦斯煤斯含量 出程度斯抽采瓦斯储量 3 系数 放系数 用系数 率 量3 层 m3/t 斯含量Mm Xk K1 K2 Mm K3 Kg M12 9.856 3 0.8 0.56 1.2 15.03 4.55 M13 6.916 2 0.8 0.57 1.2 35% 9.30 2.86 M14 6.766 2 0.8 0.56 1.2 8.42 2.55 合 32.75 9.96 计 ㈡ 瓦斯涌出量计算
本矿井可采煤层为M0、M12、M13、M14煤层,由于M0煤层与M12煤层的层间距为60m,对M12煤层的瓦斯涌出量不会造成影响,因此,只考虑M13、M14煤层的瓦斯涌出量会影响M12煤层。工作面瓦斯涌出量由本煤层、临近层和围岩三部份组成,采用瓦斯涌出量预测法计算瓦斯涌出量。
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1、有邻近层时回采瓦斯涌出量计算
qf=qb+qn 式中:
qf—开采层瓦斯涌出量,m3/t; qb—开采层本层瓦斯涌出量,m3/t; qn—邻近层瓦斯涌出量,m3/t。 ⑴ 开采层本层瓦斯涌出量
qb?Kw?Kd?Kz?Ks?mm0?Wh
式中:
Kw—围岩瓦斯涌出系数,全部陷落法管理顶板取1.3; Kd—丢煤损失系数,Kd=100/(100-C),C为损失率,%,计
算得Kd =1.03;
Kz—掘进回采巷道瓦斯预排系数,Kz=(L-2h)/L,L为工
作面长度102m,h为掘进预排宽度,本矿井为无烟煤,取10m,计算得Kz=0.8;
Ks—瓦斯涌出程度系数,取0.8; m—开采层厚度,m; m0—开采分层厚度,m;
Wh—本煤层瓦斯含量,根据上述瓦斯含量预测值,M12煤层
+1400m的瓦斯含量为9.856m3/t;
根据以上数据,代入公式可得开采M12煤层+1400m标高时,本层瓦斯涌出量为:
qb?Kw?Kd?Kz?Ks?mm0?Wh3
?1.3?1.03?0.8?0.8?1.3/1.3?9.856?8.446m/t 13
⑵ 邻近层瓦斯涌出量
qn??mim0?bi?Ks?Wi
式中:
mi—邻近煤层厚度,m;
bi—邻近煤层瓦斯涌出程度系数,其计算公式:bi=Wi—第i邻近层瓦斯含量,m3/t; Wci—i邻近层残余瓦斯量,m3/t;
Li—i邻近层的瓦斯排放带宽度,m,其计算公式:Li=2Hitg??L(Wi?Wci)LiWi?L
;
Hi—第i煤层与开采层的间距,m;
?—卸压角,(°);
L—回采工作面长度,102m;
根据以上数据,代入公式可得邻近层M13、M14煤层的瓦斯涌出量为:
qn?mim0m13m0m14m0??bi?Ks?Wi??b13?Ks?W13??b14?Ks?W14
代入以上数据可得qn=2.144m3/t。
则回采面瓦斯涌出量为:qf=qb+qn=8.446+2.144=10.59m3/t。 2、掘进面瓦斯涌出量计算
掘进工作面瓦斯涌出qj来源包括两部份:一是暴露煤壁涌出瓦斯,二是破落煤块涌出瓦斯。其涌出量计算公式如下:
qj= qm + qL
式中:
qj—掘进工作面瓦斯涌出量,m3/t;
qm—掘进煤壁瓦斯涌出量,m3/t,其计算公式如下:qm=n×m×V×qv×(2L0/V?1),代入数据得
qm=0.131m3/t;
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qL—落煤瓦斯涌出量,m3/min,其计算公式如下:qL=s×V×γ(Wh-WC),代入数据得qL=0.056m3/t;
n—暴露煤面个数,单巷掘进时n=2; m—煤层厚度,m;
V—巷道平均掘进速度,0.003m/min;
qv—煤壁瓦斯涌出初速度,m3/(m2〃min),参照如下公式:
qv=0.026?0.0004×(Vr)2+0.16?〃Wh
Vr—煤的挥发份,%; Wh—煤层瓦斯含量,m3/t;
L0—巷道瓦斯涌出量达到最大稳定值时的巷道长度,根据
经验取100m;
s—掘进端头见煤面积,3.25m2; γ—原煤容重,1.5t/m3;
WC—煤层残存瓦斯含量,M12煤层挥发分7.29%,查表取
6m3/t;
根据以上经验数据代入公式可得:qj=qm+qL=0.131+0.056=0.187m3/t。 3、采空区瓦斯涌出量计算
qk=K(qc+qj) 式中:
qk—采空区瓦斯涌出量,m3/t;
K—采空区瓦斯涌出系数,一般为0.15~0.25; qc—采出煤的瓦斯涌出量,m3/t; qj—掘进煤的瓦斯涌出量,m3/t。
代入数据可得qk=0.809m3/t。
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