礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法AQ1018-2006

1、實(shí)用文檔礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法（ AQ 1018 2006）礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法AQ 1018 2006國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2006 02-27 發(fā)布2006 05 01 實(shí)施前言本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D均為資料性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局提出。本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：煤炭科學(xué)研究總院撫順?lè)衷骸１緲?biāo)準(zhǔn)主要起草人：姜文忠、秦玉金、閆斌移、薛軍峰1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用分源預(yù)測(cè)法與礦山統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于新建礦井、生產(chǎn)礦井新水平延深、新采區(qū)以及采掘 工作面（放頂煤工作面除外）的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)。2規(guī)范性引用文件下

2、列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注冊(cè)日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版 均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)。MT/T 77煤層氣測(cè)定方法（解吸法）建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程3術(shù)語(yǔ)及定義3.1礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)prediction of mine gas emission rate計(jì)算出礦井在一定生產(chǎn)時(shí)期、生產(chǎn)方式和配產(chǎn)條件下的瓦斯涌出量，并繪制反映瓦斯涌出規(guī)律的涌出量等值線圖。.2礦井瓦斯涌出量absolute gas emission rate單位時(shí)間內(nèi)從煤層以及采落的煤（巖）體涌入礦井中的氣體總量，礦 井進(jìn)行瓦斯

3、抽放時(shí)包括抽放瓦斯量。3.3絕對(duì)瓦斯涌出量absolute gas emission rate單位時(shí)間內(nèi)從煤層和巖層以及采落的煤（巖）體所涌出的瓦斯量，單 位采用m/min。3.4相對(duì)瓦斯涌出量relative gas emission rate平均每產(chǎn)1t煤所涌出的瓦斯量，單位為 M/t3.5 礦山統(tǒng)計(jì)法 statistical predicted method of mine gas根據(jù)對(duì)本礦井或鄰近礦井實(shí)際瓦斯涌出資料的統(tǒng)計(jì)分析得同的礦井瓦斯涌出量隨開(kāi)采深度變化的規(guī)律，預(yù)測(cè)新井或新水平瓦斯的方法。3.6分源預(yù)測(cè)法predicted method by different gas sour

4、ce根據(jù)時(shí)間和地點(diǎn)的不同，分成數(shù)個(gè)向礦井涌出的與瓦斯源，在分別對(duì) 這些瓦斯涌出源進(jìn)行預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上得出礦井瓦斯涌出量的方法。4 一般要求4.1 新建礦井或生產(chǎn)礦井新水平，都必須進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測(cè)， 以確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)后瓦斯涌出量大小，作為礦井和 采區(qū)通風(fēng)設(shè)計(jì)、瓦斯抽放及瓦斯管理的依據(jù)。4.2 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)采用分源預(yù)測(cè)法或礦山統(tǒng)計(jì)法。4.3 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)應(yīng)包括以下資料：a）礦井采掘設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)：1）開(kāi)拓、開(kāi)采系統(tǒng)圖、采掘接替計(jì)劃；2）米煤方法、通風(fēng)方式；3）掘進(jìn)巷道參數(shù)、煤巷平均掘進(jìn)速度；4）礦井、采區(qū)、回采工作面及掘進(jìn)工作面產(chǎn)量。b）礦井地質(zhì)報(bào)告：1） 地層剖面圖、柱狀圖

5、等；2）各煤層和煤夾層的厚度、煤層間距離及頂、底板巖性。c）煤層瓦斯含量測(cè)定結(jié)果、風(fēng)化帶深度及瓦斯含量等值線圖；d） 鄰近礦井和本礦井已采水平、 采區(qū)（盤區(qū)）以及采掘工作面 瓦斯涌出測(cè)定結(jié)果；e）煤的工業(yè)分析指標(biāo)（灰分、水分、揮發(fā)分和密度）以及煤質(zhì) 牌號(hào)。4.4新建礦井或生產(chǎn)礦井新水平瓦斯涌出量預(yù)測(cè)由具有國(guó)家規(guī)定資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)單位共同完成，預(yù)測(cè)結(jié)果經(jīng)專家審定后以報(bào)告形式提供給生產(chǎn)單位和有關(guān)部門。井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法1分源預(yù)測(cè)法5.1.1 礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系如圖1所示。圖1礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系關(guān)系圖.1.2回采工作面瓦斯涌出量采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)用相對(duì)瓦斯涌出量表達(dá)，

6、以 24 h為一個(gè)預(yù)測(cè) 采用式1）計(jì)算。中：回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m/t ；開(kāi)米層相對(duì)瓦斯涌出量，m/1;鄰近層相又t瓦斯涌出量，m3/t。采層和鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算方法見(jiàn)附錄A5.1.3 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)用絕對(duì)瓦斯涌出量表達(dá)，采用式(2)計(jì)算中：掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min;掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對(duì)瓦斯涌出量，吊/min;掘進(jìn)工作面落煤絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/ min。進(jìn)工作面巷道煤壁和落煤瓦斯涌出量計(jì)算方法見(jiàn)附錄B。5.1.4 生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量采用式(3)計(jì)算。中： 生產(chǎn)采區(qū)相又t瓦斯涌出量，m/1 ； 生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)

7、，如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照附錄 D選取;i第i個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t ; 第個(gè)回采工作面的日產(chǎn)量，t ;i第i個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/rain ； 生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t。5.1.5 礦井瓦斯涌出量 井瓦斯涌出量采用式(4)計(jì)算中: 礦井相對(duì)瓦斯涌出量，m/t ；i第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m/t ； 第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t; 已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照附錄 D選取。5.1.6 瓦斯不均衡性涌出慮各區(qū)域瓦斯涌出的不均衡性，利用分源預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)的各區(qū)域的瓦斯需乘以瓦斯涌出不均衡系數(shù)K,如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照附錄 D選取。2礦山統(tǒng)計(jì)法5.2.1 采用礦山統(tǒng)計(jì)法必須具

8、備所要預(yù)測(cè)的礦井或采區(qū)煤層開(kāi)采采煤方法、頂板管理、地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存、煤質(zhì)等與生產(chǎn)礦井或生 相同或類似的條件。5.2.2 礦山統(tǒng)計(jì)法預(yù)測(cè)瓦斯涌出量外推范圍沿垂深不超過(guò)200 m,傾斜方向不超過(guò)600 m。5.2.3 礦井相對(duì)瓦斯涌出量與開(kāi)采深度的關(guān)系由式(5)表示。中： 礦井相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t;開(kāi)米深度,m 瓦斯風(fēng)化帶深度，m 相對(duì)瓦斯涌出量隨開(kāi)采深度的變化梯度，m/(m3?t-1)。a值確定a值由當(dāng)有瓦斯風(fēng)化帶以下兩個(gè)水平的實(shí)際相對(duì)瓦斯涌出量資料時(shí)，）確定。中： 瓦斯帶內(nèi)2水平的開(kāi)采深度，m 瓦斯帶內(nèi)1水平的開(kāi)采深度，m 用深度開(kāi)采時(shí)的相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t; 加深度開(kāi)采時(shí)的相對(duì)瓦斯

9、涌出量，m3/t 。當(dāng)有瓦斯風(fēng)化帶以下多個(gè)水平的實(shí)際相對(duì)瓦斯涌出量的資料時(shí),均值由式（7）確定。中：第個(gè)水平的開(kāi)采深度，m 第個(gè)水平的相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t ; 統(tǒng)計(jì)的開(kāi)采水平個(gè)數(shù)。HH可由式（8）確定。中符號(hào)同前。）根據(jù)實(shí)測(cè)煤層瓦斯基本參數(shù)確定，瓦斯風(fēng)化帶的下部邊界可參照下 確定: 烷及重炫的濃度之和占?xì)怏w組分的80% （按體積）；斯壓力 P=0.1MPa0.15MP a對(duì)瓦斯涌出量qcH4=2n3i/t3m 3/t ；層的瓦斯含量：W=1.0mt.r1.5m 3t.r（長(zhǎng)久自煤）W=1.5mt.r2.0m 3t.r（氣煤）W=2.0rrt.r2.5m 3t.r（肥、焦煤）W=2.5rrt

10、.r3.0m 3t.r（瘦煤）W=3.0rft.r4.0m 3t.r（貧煤）W=5.0rrt.r7.0m 3t.r（無(wú)煙煤）5.2.4當(dāng)?shù)V井相對(duì)瓦斯涌出量與開(kāi)采深度之間不呈線性關(guān)系時(shí)，即是常數(shù)時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)實(shí)測(cè)資料確定a值與開(kāi)采深度的變化規(guī)律，然后 預(yù)測(cè)。附錄A（資料性附錄）開(kāi)采層和鄰近層瓦斯涌出量計(jì)算方法1開(kāi)采層瓦斯涌出量A.1.1薄及中厚煤層不分層開(kāi)采時(shí)，開(kāi)采層瓦斯涌出量可由式計(jì)算。中：開(kāi)米層相對(duì)瓦斯涌出量，m /t;圍巖瓦斯涌出系數(shù)；Ki值選取范圍為1.11.3 ;全部陷落法管理頂 質(zhì)組分較多的圍巖，K取1.3;局部充填法管理頂板K取1.2;全部充 理頂板K取1.1 ;砂質(zhì)泥巖等致密性圍

11、巖 K取值可偏??；工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來(lái)計(jì)算；采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開(kāi)采層瓦斯涌出影響系數(shù)，如無(wú)實(shí)測(cè)值 照附錄D選??；開(kāi)米層厚度,m工作面米，nr煤層原始瓦斯含量，n3/t,參照附錄C選?。贿\(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，謂/t ,如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照附錄CA.1.2 厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，開(kāi)采層瓦斯涌出量計(jì)算采用式（A.2）計(jì)中：取決于煤層分層數(shù)量和順序的分層瓦斯涌出系數(shù)，如無(wú)實(shí)測(cè)值可按 錄D選取；其他符號(hào)意義同前。2鄰近層瓦斯涌出量近層瓦斯涌出量采用式(A.3)計(jì)算。中： 鄰近層相又t瓦斯涌出量，m3/t; 第個(gè)鄰近層煤層厚度，m工作面米，nr 第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，%如無(wú)實(shí)測(cè)值

12、可參照附錄 D選?。?第i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量，m/t,如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照開(kāi)采第i個(gè)鄰近層煤層殘存瓦斯含量，m/t,如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照開(kāi)采附錄 B(資料性附錄)掘進(jìn)工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量計(jì)算方法1掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(B.1)計(jì)算。中：掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/ min;巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長(zhǎng)度，mi對(duì)于薄及中厚煤層，D=2同采層厚度；對(duì)于厚煤層，D=2h+b h及b分別為巷道的高度及寬度；巷道平均掘進(jìn)速度，m/min;巷道長(zhǎng)度,m煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，m3/(m2? min),如無(wú)實(shí)測(cè)值可參考式(B.2)計(jì)中:巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，m3/(m2? m

13、in)： 煤中揮發(fā)分含量，%; 煤層原始瓦斯含量，m3/t,參照附錄C選取2掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量采用式（B.3）計(jì)算。中： 掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量，m3/min： 掘進(jìn)巷道斷面積，m2;巷道平均掘進(jìn)速度，m/min; 煤的密度，t/m； 煤層原始瓦斯含量，m3/t,參照附錄C選?。?運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，m/1 ,如無(wú)實(shí)測(cè)值可按參照附錄C附錄C（資料性附錄）煤層原始瓦斯含量和殘存瓦斯含量的選定1煤層瓦斯含量值是分源預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量的核心參數(shù)，因此要求 量測(cè)值盡可能接近真值。2煤層原始瓦斯含量的測(cè)定與計(jì)算可采用直接法（地勘鉆孔解吸法） 定與計(jì)算，參見(jiàn)煤層氣測(cè)定方法

14、（解吸法）（MT/T77-94）。3地勘鉆孔解吸法測(cè)定煤層瓦斯含量時(shí)，當(dāng)鉆孔深度小于 500m時(shí), 77-94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定瓦斯含量；當(dāng)鉆孔深度 500m1000mg煤的解吸性能 ,測(cè)定值必須進(jìn)行校正。4直接法測(cè)定的煤層瓦斯含量應(yīng)與鄰近生產(chǎn)礦井和已生產(chǎn)水平井下 吸法或間接法測(cè)定的瓦斯含量對(duì)比。5煤的殘存瓦斯含量 Wo高變質(zhì)煤瓦斯含量10mt.r和低變質(zhì)煤的 按蕉.1選??；瓦斯含量10mi/t.r的高變質(zhì)煤的 W值可按式（C.1）斯含酷10mt.r的高變質(zhì)煤的W®式（C.1）計(jì)算中： 煤層殘存瓦斯含量，m/t.r ; 煤層原始瓦斯含量，n3/t.r 。附錄D（資料性附錄）分源預(yù)測(cè)法各種系數(shù)的

15、確定1采面巷道預(yù)排瓦斯影響系數(shù)K3用長(zhǎng)壁后退式回采時(shí)，K3按式（D.1）計(jì)算。（L-2h） /L （ D.1）用長(zhǎng)壁前進(jìn)式回采時(shí)，如上部相鄰工作面已采，則 K=1;上部相鄰工 采,K按式（D.2）計(jì)算。中：工作面長(zhǎng)度,m1掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，m,如無(wú)實(shí)測(cè)值可按表D.1取值;巷道寬度,m2分層開(kāi)采第i分層瓦斯涌出量系數(shù) 長(zhǎng)分層（兩層或三層）開(kāi)采時(shí)，Ki按表D.2取值；分層（四層）開(kāi)采時(shí),表D.3取值。表D.2 分層（兩層或二層）開(kāi)米 K值兩個(gè)分層開(kāi)采三個(gè)分層開(kāi)采KfiKf2KiK2Kf31.5040.4961.8200.6920.488表D.3分層（四層）開(kāi)采Kfi值3鄰近層受采動(dòng)影響瓦斯排放率K鄰近層位于冒落帶中時(shí)，K = 1。采高小于4.5m時(shí)，K按式（D.3）計(jì)算或按圖D.1選取中:第鄰近層與開(kāi)采層垂直距離，m受采動(dòng)影響頂?shù)装鍘r層形成貫穿裂隙，鄰近層向工作面釋放卸壓瓦 層破壞范圍，m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。圖D.1鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線采層頂、底板的破壞影響范圍hp按建筑物、水體、鐵路及主要井巷 設(shè)與壓煤開(kāi)采規(guī)程中附錄六的方法計(jì)算。采高大于4.5m時(shí)，K按式（D.4）計(jì)算。中：第鄰近層與開(kāi)采層垂直距離，m工