瓦斯基礎(chǔ)理論及瓦斯治理技術(shù)ppt課件

1、2021年11月瓦斯根底實(shí)際及瓦斯治理技術(shù)中煤科工集團(tuán)院重慶研討院龍伍見 研討員 內(nèi)容提要瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證礦井瓦斯的根本特征煤層瓦斯的生成及賦存煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯防治概述通風(fēng)瓦斯治理技術(shù)煤礦瓦斯抽采技術(shù)瓦斯綜合防治方法一、礦井瓦斯的根本特征瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 1.礦井瓦斯的定義 廣義的礦井瓦斯是指從煤巖涌入礦井巷道的自然瓦斯，采掘消費(fèi)過程中構(gòu)成的瓦斯，空氣與有用礦物、圍巖、支架和其它資料之間的化學(xué)反響、生物化學(xué)反響所構(gòu)成的瓦斯的總稱。各種類型的瓦斯具有不同的成因和性質(zhì)，其中的一部分甲烷及其同系物、H2、CO、H2S是可燃的

2、，與空氣混合可構(gòu)成爆炸混合物；另一部分CO、NO、H2S、NH3、含硫的氣體、乙醛、汽油蒸氣、汞和砷的蒸氣是有毒的，對(duì)人體有危害；第三部分CO2、N2、Ar及其同系物屬于惰性氣體，只需當(dāng)其濃度大大超越空氣中的正常含量時(shí)才對(duì)人體有害。一、瓦斯的根本特征瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 煤層瓦斯是儲(chǔ)存在煤層內(nèi)的氣體，是構(gòu)成礦井瓦斯的最主要部分。煤層瓦斯也是多種氣體的混合物，其成分比較復(fù)雜。國(guó)內(nèi)外對(duì)煤層瓦斯組分的大量測(cè)定闡明，煤層瓦斯約有20 種組分：甲烷及其同系烴類氣體乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等、二氧化碳、氮、二氧化硫、硫化氫、一氧化碳和稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙等。其中甲烷及其同系物

3、和二氧化碳是成煤過程的主要產(chǎn)物。當(dāng)煤層賦存深度大于瓦斯風(fēng)化帶深度時(shí)，煤層瓦斯的主要組分80%是甲烷。因此，習(xí)慣上提到的煤層瓦斯往往就是甲烷。狹義上講，礦井瓦斯和煤層瓦斯都是僅指甲烷氣體而言。一、礦井瓦斯的根本特征瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 2.瓦斯的根本性質(zhì)化學(xué)式：CH4分子量：16.042kg/kmol 密度：0.7168kg/m3沸點(diǎn)：-161.70.1MPa 液態(tài)密度：415kg/m3水中的溶解度：55.6 l/m3 發(fā)熱量：8568大卡/m3分子直徑：0.4110-9m分子體積：22.36m3/kmol對(duì)空氣的比重：0.5545溶點(diǎn)： -182.5分散系數(shù)：0.196cm

4、2/s空氣中的爆炸下限：5%空氣中的爆炸上限：15%一、礦井瓦斯的根本特征瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 瓦斯的化學(xué)稱號(hào)叫甲烷CH4，是一種無色、無味、無毒、可燃的氣體，比重比空氣輕，溶解度很低，極難溶于水。 案列：湖南省嘉禾縣何家山煤窯糊涂地以為，瓦斯大時(shí)能用鼻子聞出來，他們沒有瓦斯檢測(cè)設(shè)備，靠人聞瓦斯。1989年4月28日，該礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故，當(dāng)場(chǎng)死亡17人。 瓦斯氣體對(duì)煤礦而言既是一種有害氣體，也是一種干凈能源和優(yōu)質(zhì)化工原料。一、礦井瓦斯的根本特征瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 3.瓦斯的危害性1污染大氣環(huán)境，加劇大氣“溫室效應(yīng)2可呵斥瓦斯窒息事故 瓦斯?jié)舛?3

5、%時(shí)，呼吸短促 瓦斯?jié)舛冗_(dá)57%時(shí)，即刻昏迷3可釀成瓦斯熄滅事故 瓦斯?jié)舛鹊陀?%或15%4引起瓦斯爆炸事故 瓦斯?jié)舛仍?15%5產(chǎn)生煤與瓦斯突出事故一、礦井瓦斯的根本特征瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 4.瓦斯的利用： 1能源 1發(fā)電：煤發(fā)電廠熱效率最高為40%，煤層氣電廠可達(dá)56%，鼓勵(lì)采用單機(jī)容量500千瓦及以上的煤礦瓦斯發(fā)電機(jī)組，以及大功率、高參數(shù)和高效率的煤礦瓦斯發(fā)電機(jī)組 ； 2燃料： 工業(yè)燃料：鍋爐燃料、金屬冶煉、陶瓷玻璃工業(yè)； 民用燃料：煤制氣熱值低(14.6kJ/m3)，煤層氣熱值高(35.6kJ/m3)，天然氣是21世紀(jì)中國(guó)城市民用燃?xì)馐走x燃料； 汽車燃料，改善汽車

6、尾氣對(duì)大氣的污染。 熱電冷聯(lián)供瓦斯發(fā)電余熱制冷礦井降溫。一、瓦斯的根本特征瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 2原料 1煤層氣制合成氨，世界合成氨的73.7%來自天然氣 ，我國(guó)合成氨的18%來自天然氣 ； 2甲醇80%由天然氣消費(fèi)； 3煤層氣制乙炔，由天然氣部分氧化法消費(fèi)乙炔，由乙炔消費(fèi)PVC制品； 4煤層氣制炭黑； 5煤層氣制甲醛； 6煤層氣制乙醇。 瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 1、煤層瓦斯的生成 煤層瓦斯是腐植型有機(jī)物在成煤過程中生成的，成氣過程可分為兩個(gè)階段。 1生物化學(xué)成氣時(shí)期 在植物堆積成煤初期的泥炭化過程中，有機(jī)物在隔絕外部氧氣進(jìn)入和溫度不超越650C的條件下，

7、被厭氧微生物分解為CH4、CO2和H2O。 在這個(gè)階段生成的泥炭層，埋深淺，生成的瓦斯易排放到古大氣中去，普通不會(huì)保管在現(xiàn)有煤層內(nèi)。二、煤層瓦斯的生成及賦存瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證二、煤層瓦斯的生成及賦存 2煤化蛻變作用成氣時(shí)期隨著泥炭層下沉，上覆蓋層變厚，溫度和壓力增高，生物化學(xué)作用逐漸減弱直至終了，在較高的壓力與溫度作用下泥炭轉(zhuǎn)化成褐煤，并逐漸進(jìn)入煤化蛻變作用階段。 褐煤進(jìn)一步沉降，壓力與溫度作用加劇，便進(jìn)入煤化蛻變作用造氣階段。有機(jī)物在高溫、高壓作用下，揮發(fā)分減少，固定碳添加，這時(shí)生成的氣體主要為CH4和CO2 。從褐煤到無煙煤，煤的蛻變程度越高，生成的瓦斯量也越多。瓦斯

8、研討分院 努力平安科技 提升生命保證 二、煤層瓦斯的生成及賦存瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 二、煤層瓦斯的生成及賦存 2、煤層瓦斯賦存 煤是天然的空隙裂隙體：空隙率普通為518%；每克煤內(nèi)空隙的外表積達(dá)20200m2/g，甚至更多。 豐城煤張扭裂隙，放大5400倍雞西煤的孔隙，放大720倍瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證二、煤層瓦斯的生成及賦存1瓦斯在煤體內(nèi)存在的形狀 a.游離形狀(自在形狀) 瓦斯以自在氣體的形狀存在于煤體的孔隙和裂隙中，呈現(xiàn)出壓力，服從氣體形狀方程。 游離瓦斯量的大小與儲(chǔ)存空間的容積和瓦斯壓力成正比，與瓦斯溫度成反比。1吸收瓦斯2游離瓦斯3吸著瓦斯4 煤

9、5 孔隙瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證二、煤層瓦斯的生成及賦存 b.吸附形狀 吸附形狀又分為吸著形狀和吸收形狀兩種： 吸著形狀是在孔隙外表的固體分子引力作用下，氣體分子被嚴(yán)密地吸附于孔隙外表上，構(gòu)成很薄的吸附層。 吸收形狀是瓦斯分子進(jìn)入煤體膠粒構(gòu)造與煤分子結(jié)合而呈現(xiàn)的一種形狀，類似于氣體溶解于液體的景象。煤層賦存的瓦斯量中，通常吸附瓦斯量占80%90%，游離瓦斯量占10%20%。瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 (2)兩種賦存形狀的關(guān)系 在煤體中，吸附瓦斯和游離瓦斯在外界溫度及壓力不變的條件下處于動(dòng)平衡形狀。 煤體中的瓦斯含量是一定的，但以游離形狀和吸附形狀存在的瓦斯量是可以

10、相互轉(zhuǎn)化的。 當(dāng)壓力升高或溫度降低時(shí)，一部分瓦斯由游離形狀轉(zhuǎn)化為吸附形狀，這種景象稱為吸附。 當(dāng)壓力降低或溫度升高時(shí)，一部分瓦斯就由吸附形狀轉(zhuǎn)化為游離形狀，這種景象稱為解吸。煤層遭到采動(dòng)影響后，構(gòu)成的壓力梯度使瓦斯流動(dòng)，煤體內(nèi)瓦斯壓力的降低將促進(jìn)瓦斯的解吸作用。二、煤層瓦斯的生成及賦存瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證二、煤層瓦斯的生成及賦存 3、煤層瓦斯的垂直分帶1構(gòu)成緣由及分帶劃分 當(dāng)煤層直達(dá)地表或直接為透氣性較好的第四系沖積層覆蓋時(shí)，由于煤層中瓦斯向上運(yùn)移和地面空氣向煤層中浸透，使煤層內(nèi)的瓦斯呈現(xiàn)出垂直分帶特征。瓦斯空氣-1000m-800m-600m-400m-200m瓦斯研討分

11、院 努力平安科技 提升生命保證 煤層自上向下分為四個(gè)帶：CO2-N2帶、N2帶、N2-CH4帶、CH4帶，前三個(gè)帶總稱為瓦斯風(fēng)化帶，第四個(gè)帶稱為甲烷帶。劃分的意義：掌握本煤田煤層瓦斯垂直分帶的特征，是搞好礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)和日常瓦斯管理任務(wù)的根底。 規(guī)律： 瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)，瓦斯涌出量與深度之間無規(guī)律性。 瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)，無突出危險(xiǎn)性。 在CH4帶內(nèi)，瓦斯含量和涌出量隨著深度的添加而增大。 在瓦斯風(fēng)化帶開采煤層時(shí)，相對(duì)瓦斯涌出量普通2m3/t，瓦斯對(duì)消費(fèi)不構(gòu)成主要要挾。 我國(guó)大部分瓦斯礦井都是在瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)進(jìn)展消費(fèi)的。 二、煤層瓦斯的生成及賦存瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 二、煤層瓦斯的

12、生成及賦存 氣帶名稱(從上往下)氣帶成因瓦斯成分 N2CO2CH4I CO2N2 生物化學(xué)空氣 2080 2080 80102020III N2-CH4變質(zhì)成因2080 1020 2080 IV CH4變質(zhì)成因20 80 煤層瓦斯垂直分帶及各帶氣體成分深度瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證2瓦斯風(fēng)化帶的下部邊境深度確定 根據(jù)以下目的中的任何一項(xiàng)確定： 煤層的相對(duì)瓦斯涌出量等于23m3/t處； 煤層內(nèi)的瓦斯組分中甲烷及重?zé)N濃度總和到達(dá)80%體積比； 煤層內(nèi)的瓦斯壓力為0.10.15MPa； 煤的瓦斯含量為23m3/t煙煤和57m3/t無煙煤。 瓦斯風(fēng)化帶深度決議于煤層的詳細(xì)條件，變化很大，

13、即使在同一井田有時(shí)也相差很大，南桐魚田堡礦的瓦斯風(fēng)化帶為30m，開灤趙各莊礦為467m。二、煤層瓦斯的生成及賦存瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 一煤層瓦斯含量及測(cè)定方法 1、根本定義 煤的瓦斯含量是指單位體積或分量的煤在自然形狀下所含有的瓦斯量(規(guī)范形狀下的瓦斯體積)，單位為m3/m3或m3/t。 煤層瓦斯原始含量：指未受采礦采動(dòng)及抽采影響的煤體內(nèi)的瓦斯含量。煤層瓦斯剩余含量：指受采礦采動(dòng)及抽采影響的煤體內(nèi)現(xiàn)存的瓦斯含量。煤的瓦斯含量包括游離瓦斯和吸附瓦斯。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定2、影響煤層瓦斯含量的要素 (1)煤

14、的吸附特性 煤的吸附性能決議于煤化程度。煤的煤化程度越高，存儲(chǔ)瓦斯的才干越強(qiáng)。因此，在其它條件一樣時(shí)，高蛻變煤比低蛻變煤瓦斯含量大。 (2)煤層露頭 煤層露頭是瓦斯向地面排放的出口，露頭存在時(shí)間越長(zhǎng)，瓦斯排放越多；反之地表無露頭的煤層，瓦斯含量較高。 (3)煤層的埋藏深度 煤層的埋藏深度的添加，有利于封存瓦斯。瓦斯風(fēng)化帶中瓦斯含量小，不會(huì)發(fā)生瓦斯突出。甲烷帶內(nèi)，瓦斯含量隨深度的添加而增大。如：陽泉3號(hào)煤層為無煙煤，揮發(fā)分為7%，瓦斯壓力1.3MPa，瓦斯含量為25m3/t；撫順勝利礦為氣煤，揮發(fā)分為45%，瓦斯壓力1.7MPa，瓦斯含量?jī)H7m3/t。瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 (

15、4)圍巖透氣性 圍巖為致密完好的低透氣性巖層，如泥巖，完好的石灰?guī)r，煤層中的瓦斯就易于保管下來，瓦斯含量就大，瓦斯壓力也大。圍巖透氣性大，如中粗砂巖、礫巖等，瓦斯越易流失，煤層瓦斯含量就小。 (5)煤層傾角 埋藏深度一樣時(shí)，煤層傾角越小，煤層的瓦斯含量就越高。如芙蓉煤礦北翼煤層傾角40800，瓦斯涌出量約20m3/t，無瓦斯突出景象；南翼煤層傾角6120，瓦斯涌出量高達(dá)150m3/t，具有發(fā)生瓦斯突出的危險(xiǎn)性。這種景象的主要緣由在于：煤層透氣性普通大于圍巖；煤層傾角越小，在頂板巖性密封好的條件下，瓦斯不易經(jīng)過煤層排放，煤體中的瓦斯容易得到儲(chǔ)存。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科

16、技 提升生命保證 ( 6)地質(zhì)構(gòu)造 封鎖型地質(zhì)構(gòu)造有利于封存瓦斯，開放型地質(zhì)構(gòu)造有利于瓦斯排放。a.褶曲構(gòu)造 背斜構(gòu)造 瓦斯風(fēng)化帶以下，背斜頂板為致密巖層又未遭到破壞時(shí)，在背斜軸部的瓦斯容易積聚和保管下來，構(gòu)成瓦斯含量較高的“氣頂，稱為儲(chǔ)瓦斯構(gòu)造。 當(dāng)背斜軸部的頂部巖(煤)層因張力作用而構(gòu)成有連通地表的裂隙時(shí)，背斜軸部的瓦斯就會(huì)流失掉，瓦斯含量就會(huì)降低。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定1-不透氣巖層2-煤層瓦斯含量增高區(qū)域3-煤層瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定向斜構(gòu)造向斜構(gòu)造普通軸部的瓦斯含量比翼部高，這是軸部巖層遭到強(qiáng)力擠壓，圍巖的透氣性會(huì)變得更低，那么軸部封存

17、較多瓦斯。1-不透氣巖層2-煤層瓦斯含量增高區(qū)域3-煤層瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定 b.斷裂構(gòu)造開放性斷層(張性、張扭性斷層)，不論其與地表能否直接相通，都會(huì)因其有利于瓦斯的散放而使瓦斯含量降低，如圖a、b。而封鎖性斷層(壓性、壓扭性斷層)不利于瓦斯的排放，煤層瓦斯含量那么較高，如圖c。1-瓦斯喪失區(qū)域；2-瓦斯含量降低區(qū)；3-瓦斯含量異常增高區(qū)；4-瓦斯含量正常增高區(qū)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定 (3)其他構(gòu)造 煤包儲(chǔ)瓦斯構(gòu)造 部分煤層忽然變厚而構(gòu)成的大“煤包會(huì)出現(xiàn)瓦斯含量增高景象。 由于煤包周圍在構(gòu)造擠壓應(yīng)力作

18、用下，煤層被壓薄，構(gòu)成對(duì)大煤包封鎖的條件，有利于瓦斯的封存。1-不透氣巖層2-煤層瓦斯含量增高區(qū)域3-煤層瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定 地壘地塹儲(chǔ)瓦斯構(gòu)造由兩條封鎖斷層與致密圍巖圈閉而構(gòu)成的“地壘或“地塹等構(gòu)造，由于有著良好的圈閉條件，生成的瓦斯難于分散或排放，其瓦斯含量較其他地點(diǎn)要高。1-不透氣巖層2-煤層瓦斯含量增高區(qū)域3-煤層瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 (7)水文地質(zhì)條件 地下水活潑的地域，煤層瓦斯含量減小。 其緣由有二：一是瓦斯能溶于水，雖然其溶解度很小，但經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代，可以從煤層中帶走數(shù)量可觀的被溶解的瓦斯；二是地下水溶蝕一部

19、分礦物質(zhì)，使地層得到卸壓，地應(yīng)力降低，導(dǎo)致煤巖層裂隙發(fā)育和透氣性添加，從而加強(qiáng)了煤層瓦斯的流失。 國(guó)內(nèi)煤礦普遍存在凡是水大的礦井瓦斯小，水小的礦井瓦斯大的規(guī)律。 以上是對(duì)這些 要素的簡(jiǎn)要闡明，在分析某一煤層瓦斯含量以及有無突出危險(xiǎn)時(shí)，需求根據(jù)這些要素以及地應(yīng)力等要素作綜合的研討。找出影響本煤田、本礦井瓦斯含量的主要要素。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 3、瓦斯含量測(cè)定方法 1煤層瓦斯含量直接測(cè)定法地勘鉆孔解吸法 煤層瓦斯含量直接測(cè)定法通常用在地勘鉆孔中測(cè)定煤層瓦斯含量，由于該方法是以丈量煤中解吸瓦斯量和解吸特征為根底的一種方法，所以又稱解吸法。瓦斯含量由實(shí)測(cè)

20、的瓦斯解吸量、實(shí)測(cè)的瓦斯殘存量和推算的瓦斯損失量三部分組成。為了準(zhǔn)確測(cè)定煤層的原始瓦斯含量，必需運(yùn)用專門的儀器在地勘鉆孔中采樣和丈量，以保證采樣過程中損失的瓦斯量最小，并經(jīng)過測(cè)定和計(jì)算對(duì)損失的瓦斯量進(jìn)展盡能夠準(zhǔn)確的補(bǔ)償。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 測(cè)定步驟如下： 1采樣 2瓦斯解吸量測(cè)定 3瓦斯損失量推算 4) 瓦斯殘存量實(shí)驗(yàn)室測(cè)定 5) 煤層瓦斯含量計(jì)算 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 2井下快速測(cè)定煤層瓦斯含量法(解吸系數(shù)法) 這是近年來基于煤樣瓦斯解吸規(guī)律根底上研討的一種間接方法，可以在井下快速測(cè)定煤層瓦斯含量。

21、煤樣卸壓后其瓦斯解吸過程隨時(shí)間呈冪函數(shù)的規(guī)律變化，在卸壓后的60min內(nèi)瓦斯解吸速度的衰減系數(shù)Kt為常數(shù)，而在第一分鐘時(shí)的解吸速度值V1那么隨吸附瓦斯壓力大小而變化。 1)利用煤樣瓦斯解吸特征，求出測(cè)定煤層的瓦斯解吸特征目的V1值和Kt值； 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 2)利用郎格繆爾方程式，在實(shí)驗(yàn)室計(jì)算不同吸附瓦斯壓力下煤樣的瓦斯含量，同時(shí)測(cè)出相應(yīng)壓力的V1值和Kt值； 3)利用V1值確定煤層瓦斯含量的數(shù)學(xué)模型 W=AV1+B 式中： W煤樣在一定吸附壓力下的瓦斯含量，ml/g； V1煤樣暴露第一分鐘時(shí)的瓦斯解吸速度，ml/g.min； A、B回歸系數(shù)

22、。 運(yùn)用專門的儀器，經(jīng)過井下煤層打鉆采集13mm粒度的煤樣，就可以在回采和掘進(jìn)任務(wù)面上快速測(cè)定煤層瓦斯含量。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 (3)實(shí)驗(yàn)室間接測(cè)定煤層瓦斯含量法 煤層瓦斯含量由游離瓦斯和吸附瓦斯兩部分組成。實(shí)驗(yàn)室間接測(cè)定法是在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定煤樣孔隙體積和吸附等溫線的根底上，根據(jù)礦井實(shí)測(cè)的煤層瓦斯壓力計(jì)算這兩部分相應(yīng)的瓦斯量。 1) 吸附瓦斯含量 X1= 式中：X1純煤可燃基的吸附瓦斯含量，m3/tr； a吸附常數(shù)，實(shí)驗(yàn)溫度下純煤的極限吸附量，m3/tr； 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 b吸附常數(shù)，MPa-1；

23、P瓦斯壓力，MPa； Mad煤樣水份，%。 2) 游離瓦斯含量 X2=10KP/ 式中：X2游離瓦斯含量，m3/tr； K煤的孔隙率，m3/m3； 煤的視密度，t/m3。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 3) 純煤的瓦斯含量 X=X1+X2 4) 原煤的瓦斯含量 Xo=X1 + X2 式中： Xo原煤的瓦斯含量，m3/t； A原煤灰份 ，%。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 (4)井下直接測(cè)定煤層可解吸瓦斯含量的方法 重慶分院近年來開發(fā)研討了井下直接測(cè)定煤層瓦斯含量的方法，井下直接測(cè)定煤層瓦斯含量方法所指的瓦斯含量是指單位

24、質(zhì)量的煤在20和大氣壓力下直接測(cè)定和計(jì)算出的煤層瓦斯解吸量不包括瓦斯殘存量，單位為m3/t，其表達(dá)基準(zhǔn)為原煤基。采用堅(jiān)持或代表煤層實(shí)踐情況的煤樣，不思索原始煤層中的水分和非煤物質(zhì)的存在。瓦斯含量Qm的值等于瓦斯損失量Q1、煤芯瓦斯解吸量(Q2)、粉碎瓦斯解吸量Q3三者之和。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 直接測(cè)定瓦斯含量的原理是經(jīng)過取芯鉆孔將煤芯從煤層深部取出，及時(shí)放入煤樣筒中密封，然后丈量煤樣筒中煤芯的瓦斯解吸速度及解吸量, 并以此來計(jì)算煤樣裝入煤樣筒密封之前的瓦斯損失量Q1；把煤樣筒帶到實(shí)驗(yàn)室然后丈量從煤樣筒中釋放出的瓦斯量, 與井下丈量的瓦斯解吸量一同

25、計(jì)算煤芯瓦斯解吸量Q2；將煤樣筒中的部分煤樣裝入密封的粉碎系統(tǒng)加以粉碎, 丈量在粉碎過程及粉碎后一段時(shí)間所解吸出的瓦斯量, 并以此為基準(zhǔn)計(jì)算全部煤樣在粉碎后所能解吸出的瓦斯解吸量Q3；瓦斯損失量、煤芯瓦斯解吸量和粉碎后瓦斯解吸量之和就是瓦斯含量。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 測(cè)定步驟及操作規(guī)范： 下井前預(yù)備 井下實(shí)驗(yàn)安裝預(yù)備與檢查：主要包括取芯管、煤樣罐、連同箱體的量管(選擇適宜量程的量管，最好下井前在箱中裝兩根不同量程的量管，以便根據(jù)實(shí)踐情況選用)、溫度計(jì)、抽氣筒、扳手、氣樣袋、取樣篩子、氣壓計(jì)等。在實(shí)驗(yàn)點(diǎn)安裝好鉆機(jī)并保證正常任務(wù)，檢查取芯管能否到位、鉆

26、桿能否能和取芯管聯(lián)接，鉆頭90和108兩種大小能否和取芯管外徑配套、煤樣罐和工具箱能否完好齊備。三、煤層瓦斯根本 參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 取樣前預(yù)備 檢查煤樣筒的氣密性，確保井下容積安裝完好并可隨時(shí)運(yùn)用，預(yù)備好記錄器具。 取樣鉆孔布置 根據(jù)實(shí)踐情況，可在掘進(jìn)任務(wù)面選擇如下兩種布孔方式之一：a.煤壁兩側(cè)；b.任務(wù)面迎頭。 取樣 取樣鉆孔的預(yù)備：根據(jù)取芯管尺寸先施工預(yù)定深度的鉆孔，鉆孔直徑由取芯管外徑確定，如采用普通取芯管外徑73mm應(yīng)施工直徑為90mm的鉆孔；采用雙層取芯管外徑89mm應(yīng)施工直徑為108mm的鉆孔。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技

27、提升生命保證 按照設(shè)計(jì)好的鉆孔傾角普通設(shè)計(jì)為仰角、方位、深度和孔徑施工完鉆孔，盡量排盡孔內(nèi)殘粉后快速退出鉆具，用鉆桿帶上取芯管快速下到孔底，要求下取芯管的同時(shí)翻開壓風(fēng)到最大，以防下取芯管過程中裝進(jìn)殘粉。取芯管下到孔底后，調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)，進(jìn)展取樣鉆進(jìn)，同時(shí)記錄起鉆時(shí)間；鉆進(jìn)至取芯管裝滿為止，記錄鉆進(jìn)終了時(shí)間；快速退出取芯管，將所取煤樣進(jìn)展適當(dāng)分選，裝進(jìn)煤樣筒，記錄煤樣筒密封時(shí)間，取樣任務(wù)終了。三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 其它本卷須知 應(yīng)盡能夠地減少取樣時(shí)間；照實(shí)記錄打鉆過程中的噴孔、頂鉆、排粉等情況。 損失量補(bǔ)償方法: 煤芯瓦斯損失量無法直接測(cè)定，只需根據(jù)瓦

28、斯解吸規(guī)律，經(jīng)過測(cè)定初期瓦斯解吸速度，采用數(shù)據(jù)擬合計(jì)算而得出。為了測(cè)定和計(jì)算方便，將煤芯在不同時(shí)辰的瓦斯累計(jì)解吸量作為測(cè)定參數(shù)，根據(jù)暴露初期瓦斯累計(jì)解吸量與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系，計(jì)算煤芯在暴露時(shí)間內(nèi)的瓦斯損失量。三、煤層瓦斯根本 參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 根據(jù)有關(guān)研討結(jié)果，煤芯在初始一段暴露時(shí)間內(nèi)，累計(jì)瓦斯解吸量與煤樣瓦斯解吸時(shí)間存在如下關(guān)系： V=k(t0+t) 式中：V煤芯自取芯開場(chǎng)時(shí)至t0+t時(shí)辰總的瓦斯解吸量，mL； t0測(cè)定煤芯解吸速度前的暴露時(shí)間，min； t0= t1+t2 t1鉆進(jìn)取樣開場(chǎng)到打鉆終了的時(shí)間，min； t2打鉆終了至將煤芯裝入煤芯筒開場(chǎng)測(cè)定的時(shí)

29、間，min； t解吸測(cè)定時(shí)間，min； k比例常數(shù)； 解吸特征參數(shù)，根據(jù)取芯煤樣的完好性取值，為0.30.5之間，完好煤芯取0.5。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 二煤層瓦斯壓力及測(cè)定方法 1. 煤層瓦斯壓力的普通規(guī)律 煤層瓦斯壓力是指煤孔隙中所含游離瓦斯的氣體壓力，即氣體作用于孔隙壁的壓力。煤層瓦斯壓力是決議煤層瓦斯含量的一個(gè)主要要素，當(dāng)煤的吸附瓦斯才干一樣時(shí)，煤層瓦斯壓力越高，煤中所含瓦斯量也就越大。在煤與瓦斯突出發(fā)生、開展過程中，瓦斯壓力起著艱苦的作用。為了預(yù)測(cè)深部煤層瓦斯涌出量、確定煤層的突出危險(xiǎn)性，在我國(guó)許多突出和高瓦斯礦井中開展了較為廣泛的煤層

30、瓦斯壓力測(cè)定任務(wù)。研討闡明，在距地表同一垂深上，不同礦區(qū)煤層的瓦斯壓力值能夠有很大的差別，但同一礦區(qū)中煤層瓦斯壓力隨深度的添加而增大，這一特點(diǎn)反映了煤層瓦斯由地層深處向地表流動(dòng)的總規(guī)律。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 煤層瓦斯壓力的大小取決于煤生成后，煤層瓦斯的排放條件。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，煤層瓦斯排放是一個(gè)極其復(fù)雜的問題，它除與覆蓋層厚度、透氣性能、地質(zhì)構(gòu)造條件有關(guān)外，還與覆蓋層的含水性親密有關(guān)。當(dāng)覆蓋層中充溢水時(shí)，煤層瓦斯壓力最大，這時(shí)瓦斯壓力等于同程度的靜水壓力。當(dāng)煤層瓦斯壓力大于同程度靜水壓力時(shí)，在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中，瓦斯將沖破水的阻力向地表逸散；當(dāng)

31、覆蓋層未充溢水時(shí)，煤層瓦斯壓力將小于同程度的靜水壓力。因此絕大多數(shù)煤層的瓦斯壓力小于或等于同程度靜水壓力。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)測(cè)定煤層瓦斯壓力與埋深的關(guān)系瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 在地質(zhì)條件不變的情況下，煤層瓦斯壓力隨深度添加成正比例添加，通常用下式描畫： P=P0+m(HH0)式中：P在深度H處的瓦斯壓力，MPa； P0瓦斯風(fēng)化帶下部邊境深度H0的瓦斯壓力，取為0.150.2 MPa； H0瓦斯風(fēng)化帶深度，m； H距地表垂深，m； m瓦斯壓力梯度，MPa/m。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安

32、科技 提升生命保證 2. 煤層瓦斯壓力的測(cè)定方法 測(cè)定煤層瓦斯壓力時(shí)，通常是從圍巖巷道石門或巖巷向煤層打孔徑為5070mm 的鉆孔，孔中安放測(cè)壓管，將鉆孔密封后，用壓力表直接進(jìn)展測(cè)定。為了測(cè)定煤層的原始瓦斯壓力，測(cè)壓地點(diǎn)的煤層應(yīng)為未受采動(dòng)影響的原始煤體。 測(cè)壓封孔方法分填料法和封孔器法兩類。根據(jù)封孔器的構(gòu)造特點(diǎn)，封孔器分為膠圈、膠囊和膠圈-粘液等幾種類型。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 (1) 填料封孔法 人工填料封孔 填料法是運(yùn)用最廣泛的一種測(cè)壓封孔方法。采用該方法時(shí)，在打完鉆孔后，先用水清洗鉆孔再向孔內(nèi)放置測(cè)壓管，最后用充填資料封孔。 人工充填法封孔表

33、示圖 1測(cè)壓前端；2擋料圈盤；3充填資料；4木楔；5測(cè)壓管；6壓力表；7鉆孔 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 為了防止測(cè)壓管堵塞，在測(cè)壓管前端焊接一段直徑稍大于測(cè)壓管的篩狀管或直接在測(cè)壓管壁打篩孔。為了防止充填資料堵塞測(cè)壓管前端，在測(cè)壓管前端后部套焊一擋料圓盤。測(cè)壓管為紫銅管或細(xì)鋼管，充填資料用水泥和砂子或粘土。填料可用人工或壓風(fēng)送入鉆孔。充填時(shí)每充填1m 左右，送入一段木楔，并用堵棒搗固。人工封孔的封孔深度普通不超越5m；為了提高填充密封效果，可運(yùn)用膨脹水泥。 填料法封孔的優(yōu)點(diǎn)是不需特殊安裝，簡(jiǎn)單易行；缺陷是人工封孔長(zhǎng)度短，且封孔后需等水泥根本凝固后，才干

34、上壓力表測(cè)壓。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 注漿泵填料封孔 測(cè)壓鉆孔直徑普通為6575mm，鉆孔長(zhǎng)度可達(dá)15m70m。封孔步驟為： 將測(cè)壓管安裝至預(yù)定的測(cè)壓深度，在孔口用木楔封住，并安裝好注漿管；根據(jù)封孔深度確定膨脹不收縮水泥的運(yùn)用量，按一定比例配好封孔水泥漿，用壓氣注漿器或泥漿泵一次延續(xù)將封孔水泥漿注入鉆孔內(nèi)； 注漿48 h后，經(jīng)過測(cè)壓管用手搖注液泵將粘液注入鉆孔內(nèi)；撤下手搖注液泵，在孔口安裝三通及壓力表。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定注漿封孔表示圖1注液泵，2三通；3壓力表；4木楔；5測(cè)

35、壓管；6煤層7粘液；8水泥；9注漿管；10注漿泵瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 2) 封孔器封孔 膠圈封孔器。膠圈封孔是一種簡(jiǎn)便的封孔方法，它適用于巖柱完好致密的條件。封孔器由內(nèi)外套管、擋圈和膠圈組成，內(nèi)套管即為測(cè)壓管。封直徑為50mm 的鉆孔時(shí)，膠圈外徑為49mm，內(nèi)徑21mm，長(zhǎng)度為78mm，測(cè)壓管上焊有環(huán)形固定擋圈，當(dāng)擰緊壓緊螺帽時(shí)，外套管挪動(dòng)緊縮膠圈，即到達(dá)封孔目的。北票礦務(wù)局臺(tái)吉煤礦550m 程度西5石門用膠圈封孔器實(shí)測(cè)的10層煤瓦斯壓力高達(dá)8.1MPa。 該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，封孔器可反復(fù)運(yùn)用；缺陷是封孔深度小，且要求封孔段巖石必需致密、完好。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)

36、及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定 膠圈封孔器構(gòu)造表示圖1測(cè)壓管；2外套管；3壓緊螺帽；4活動(dòng)擋圈；5固定擋圈；6膠圈；7壓力表；8鉆孔瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 膠圈壓力粘液封孔器 膠圈壓力粘液封孔器與膠圈封孔器的主要區(qū)別是在兩組封孔膠圈之間，充入帶壓的粘液。這是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)研制勝利的一種的封孔方法。 該封孔器由膠圈封孔系統(tǒng)和粘液加壓系統(tǒng)組成。為了縮短測(cè)壓時(shí)間，本封孔器帶有預(yù)充氣口，預(yù)充氣壓力略小于估計(jì)的煤層瓦斯壓力。與其它封孔器相比，這種封孔器的主要優(yōu)點(diǎn)：一是增大了封孔段的長(zhǎng)度；二是壓力粘液可滲入封孔段巖煤體裂隙，增大該段的密封效果。膠圈

37、- 壓力粘液封孔器在陽泉、焦作和鶴壁等礦務(wù)局的實(shí)驗(yàn)證明，該封孔器能滿足在煤巷直接測(cè)定煤層瓦斯壓力的要求。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定1補(bǔ)充氣體入口；2固定把；3加壓手把；4推力軸承；5膠圈；6粘液壓力表；7膠圈；8高壓膠管；9閥門；10二氧化碳瓶；11粘液；12粘液罐膠圈- 壓力粘液封孔器構(gòu)造圖瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 該封孔器的主要技術(shù)參數(shù)如下：鉆孔直徑 (mm) 62封孔深度 m 1120封孔粘液段長(zhǎng)度m 3.65.4煤層鞏固性系數(shù) (f) 0.5封孔器分量長(zhǎng)15mkg 120 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯

38、研討分院 努力平安科技 提升生命保證 三煤層透氣性系數(shù)及測(cè)定方法1、煤層透氣性系數(shù)的定義煤是一種多孔介質(zhì)，在一定壓力梯度下，氣體和液體可以在煤體內(nèi)流動(dòng)。煤層透氣性是煤層對(duì)于瓦斯流動(dòng)的阻力，通常用透氣性系數(shù)表示。透氣性系數(shù)越大，瓦斯在煤層中流動(dòng)越容易。煤層透氣性系數(shù)在我國(guó)普遍運(yùn)用的單位是 m2/(MPa2.d)，其物理意義是在1m 長(zhǎng)煤體上，當(dāng)壓力平方差為1MPa2 時(shí)，經(jīng)過1m2 煤層斷面，每日流過的瓦斯立方米數(shù)。1m2/(MPa2.d) 相當(dāng)于0.025mD毫達(dá)西。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 2、煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定方法 煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定在我國(guó)廣

39、泛采用中國(guó)礦業(yè)大學(xué)提出的方法。這一方法是在煤層瓦斯向鉆孔流動(dòng)的形狀屬徑向不穩(wěn)定流動(dòng)的根底上建立的。采用該法時(shí)按以下步驟進(jìn)展。 (1) 打鉆孔測(cè)定煤層瓦斯壓力 由石門或其他圍巖巷道向煤層打測(cè)壓鉆孔，鉆孔與煤層交角應(yīng)盡量接近90度，鉆孔要打穿煤層全厚，孔徑不限。鉆孔打完后，清洗鉆孔，封孔測(cè)瓦斯壓力。封孔用的測(cè)壓管普通用直徑8-10mm 的紫銅管；當(dāng)鉆孔瓦斯流量大時(shí)，測(cè)壓管應(yīng)選內(nèi)徑不小于15mm 的鋼管。為便于卸壓，在壓力表外端設(shè)卸壓閥門。當(dāng)壓力表讀數(shù)上升至穩(wěn)定的最高位時(shí)，即為煤層原始瓦斯壓力值。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定1鉆孔；2

40、測(cè)壓管；3壓力表；4閥門；5流量計(jì)；6封孔器；7煤層煤層透氣性測(cè)定方法表示圖瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 ( 2) 卸壓測(cè)定鉆孔瓦斯流量 翻開卸壓閥門,卸除瓦斯壓力，記下卸壓時(shí)間，開場(chǎng)排放瓦斯。測(cè)定鉆孔瓦斯流量的時(shí)間，應(yīng)在卸壓1d 以后進(jìn)展，此時(shí)丈量計(jì)算出的透氣性系數(shù)是流動(dòng)場(chǎng)煤層透氣性系數(shù)的平均值。 (3) 測(cè)定煤的瓦斯含量系數(shù) 煤層的瓦斯含量系數(shù)普通是在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過吸附實(shí)驗(yàn)確定的。也可在井下用專門的安裝直接測(cè)定。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 (4 ) 透氣性系數(shù)的計(jì)算方法 鉆孔瓦斯流動(dòng)是徑向不穩(wěn)定流動(dòng)，求出其流動(dòng)方程的解析解是困難的。經(jīng)過在實(shí)

41、驗(yàn)室用類似模型實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，并以類似準(zhǔn)數(shù)表達(dá)其實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。 徑向不穩(wěn)定流動(dòng)的計(jì)算公式為： 式中： Y 流量準(zhǔn)數(shù),無因次； F0時(shí)間準(zhǔn)數(shù),無因次； a、b無因次系數(shù)。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定式中：P0煤層原始絕對(duì)瓦斯壓力,MPa； P1鉆孔中的瓦斯壓力,普通為0.1MPa； 煤層透氣性系數(shù),m2/(MPa2d)； r鉆孔半徑,m； q在排放時(shí)間為t時(shí),鉆孔煤壁單位面積的瓦斯流量,m3/(m2d)；瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定 q在時(shí)間為t時(shí)測(cè)出的鉆孔流量,m3/d； L鉆孔見煤長(zhǎng)度,

42、普通為煤層厚度,m； t從鉆孔卸壓到測(cè)定鉆孔瓦斯流量的時(shí)間,d； 煤層瓦斯含量系數(shù),m3/(m3(MPa)1/2)； X煤的瓦斯含量,m3/ m3； P確定煤瓦斯含量時(shí)的瓦斯壓力,MPa。瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，根據(jù)上述三個(gè)公式，導(dǎo)出如下計(jì)算透氣性系數(shù)的公式： 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定F0=10-21 A1.61B1/1.64 F0=1 10 A1.39B1/2.56 F0=10102 1.11A1.25B1/4 F0=102103 1.83A1.14B1/7.3 F0=103105 2.1A1.11B1/9 F0=105107 3.14A1.07B1/14.

43、4 瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 由于計(jì)算透氣性系數(shù)公式的式子較多，需采用試算法來確定選取的計(jì)算式，即先選用其中任一個(gè)式子計(jì)算出值，然后將算出的值代入時(shí)間準(zhǔn)數(shù)公式，校驗(yàn)F0值能否在選用公式的適用范圍內(nèi)。如在適用范圍，那么選式正確，算出的 值即為煤層透氣性系數(shù)；如不在適用范圍，那么需重新選公式計(jì)算值，重新校驗(yàn)F0值能否在選用公式的適用范圍內(nèi)。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 測(cè)定透氣性系數(shù)時(shí)應(yīng)留意如下事項(xiàng)： 打測(cè)壓鉆孔時(shí)要留意有無噴孔，如有噴孔，應(yīng)測(cè)定噴出煤量，然后折合計(jì)算孔徑； 測(cè)定鉆孔瓦斯流量時(shí)，可在不同時(shí)間多測(cè)幾個(gè)瓦斯流量值，以便分析距鉆孔不

44、同間隔煤體透氣性的變化規(guī)律； 卸壓后到測(cè)定流量時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，鉆孔見煤長(zhǎng)度可不取實(shí)測(cè)值如鉆孔與煤層面斜交，而取等于煤厚；如時(shí)間短，那么L 值可取為鉆孔見煤長(zhǎng)度。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 測(cè)定透氣性系數(shù)時(shí)應(yīng)留意如下事項(xiàng)： 打測(cè)壓鉆孔時(shí)要留意有無噴孔，如有噴孔，應(yīng)測(cè)定噴出煤量，然后折合計(jì)算孔徑； 測(cè)定鉆孔瓦斯流量時(shí)，可在不同時(shí)間多測(cè)幾個(gè)瓦斯流量值，以便分析距鉆孔不同間隔煤體透氣性的變化規(guī)律； 卸壓后到測(cè)定流量時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，鉆孔見煤長(zhǎng)度可不取實(shí)測(cè)值如鉆孔與煤層面斜交，而取等于煤厚；如時(shí)間短，那么L 值可取為鉆孔見煤長(zhǎng)度。 三、煤層瓦斯根本參數(shù)及測(cè)定瓦斯研討分院 努力

45、平安科技 提升生命保證 瓦斯可以長(zhǎng)時(shí)間地、繼續(xù)地從煤體中釋放出來，這是瓦斯涌出的根本方式，又叫瓦斯的普通涌出。與其對(duì)應(yīng)的瓦斯特殊涌出是指在時(shí)間上忽然，在空間上集中、大量的瓦斯涌出，稱為特殊涌出，主要有瓦斯噴出和煤與瓦斯突出。一瓦斯涌出量1、定義：礦井建立或消費(fèi)過程中從煤與巖石內(nèi)涌出的瓦斯量。分為礦井瓦斯涌出量、采區(qū)瓦斯涌出量和任務(wù)面瓦斯涌出量。 2、瓦斯涌出量表示方法絕對(duì)瓦斯涌出量- 單位時(shí)間涌出的瓦斯體積，單位為m3/min；相對(duì)瓦斯涌出量-平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌出的瓦斯量，單位是 m3/t。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 留意：相對(duì)瓦斯涌出量與瓦斯含量的大

46、小不相等！由于瓦斯涌出量中除開采煤層涌出的瓦斯外，還有來自臨近層和圍巖的瓦斯，所以相對(duì)瓦斯涌出量普通要比瓦斯含量大。礦井瓦斯涌出量是決議礦井瓦斯等級(jí)和計(jì)算風(fēng)量的根據(jù)。 由于絕對(duì)瓦斯涌出量不能反映出礦井瓦斯涌出的嚴(yán)重程度。煤炭消費(fèi)中通常采用相對(duì)瓦斯涌出量。 煤礦井巷和任務(wù)面的瓦斯主要有四個(gè)來源： 1從采落煤炭中放出的瓦斯： 2從采掘任務(wù)面煤壁內(nèi)放出的瓦斯； 3從煤巷兩幫及頂?shù)装宸懦龅耐咚梗?4從采空區(qū)及臨近煤層中放出的瓦斯。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 二影響瓦斯涌出的要素 決議于自然要素和開采技術(shù)要素的綜合影響。 1.自然要素 1煤層和圍巖的瓦斯含量。瓦斯含

47、量越高，瓦斯涌出量越大。當(dāng)前礦井的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)把煤層瓦斯含量作為主要要素。 2地面大氣壓變化。當(dāng)?shù)孛娲髿鈮汉鋈幌陆禃r(shí)，瓦斯積存區(qū)的氣體壓力將高于風(fēng)流的壓力，瓦斯就會(huì)更多地涌入風(fēng)流中，使礦井的瓦斯涌出量增大。反之，礦井的瓦斯涌出量將減少。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 2.開采技術(shù)要素 1開采規(guī)模產(chǎn)量與瓦斯涌出量的關(guān)系復(fù)雜，開采深度、開辟與開采范圍和礦井產(chǎn)量大，礦井瓦斯涌出量也就越大。 2開采順序與回采方法 -先開采，大；回采率低，大；頂板管理 3消費(fèi)工藝-初期大，呈指數(shù)下降；落煤時(shí)瓦斯涌出量大。 4風(fēng)量變化-單一煤層，隨風(fēng)量減少而增大；煤層群隨風(fēng)量添加而增大

48、。 5采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)-上隅角瓦斯大。 6采空區(qū)的密閉質(zhì)量-采空區(qū)積存著大量高濃度的瓦斯可達(dá)6070。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證三礦井瓦斯涌出來源的分析與分源治理 為了有效地治理瓦斯，每一個(gè)礦井都要掌握影響瓦斯涌出的主要要素和各涌出來源在總量中所占的比重，這是礦井風(fēng)量分配和日常瓦斯治理任務(wù)的根底。 按劃分目的不同，對(duì)礦井瓦斯來源有三種劃分方式：按程度、翼、采區(qū)來進(jìn)展劃分，作為風(fēng)量分配的根據(jù)之一；按掘進(jìn)區(qū)、回采區(qū)和已采區(qū)來劃分，它是日常治理瓦斯任務(wù)的根底；按開采層、臨近層劃分，它是采煤任務(wù)面治理瓦斯任務(wù)的根底 普通是將全礦或冀、程度的瓦斯來源分為回采區(qū)包括回采任

49、務(wù)面的采空區(qū)、掘進(jìn)區(qū)和已采區(qū)三部分。其測(cè)定方法是同時(shí)測(cè)定全礦井、各回采區(qū)和各掘進(jìn)區(qū)的絕對(duì)瓦斯涌出量。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證四瓦斯涌出不平衡系數(shù) 正常消費(fèi)過程中，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量受各種要素的影響其數(shù)值是經(jīng)常變化的，但在一段時(shí)間內(nèi)只在一個(gè)平均值上下動(dòng)搖，峰值與平均值的比值稱為瓦斯涌出不平衡系數(shù)。 礦井瓦斯涌出不平衡系數(shù)表示為： kg=Qmax/Qa 方法：確定區(qū)域、進(jìn)回風(fēng)量、瓦斯?jié)舛取?四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證五礦井瓦斯等級(jí) 1.礦井瓦斯等級(jí)劃分 根據(jù)國(guó)家煤監(jiān)總局2021年發(fā)布的關(guān)于第五條規(guī)定，礦井瓦斯等級(jí)鑒定該當(dāng)以

50、獨(dú)立消費(fèi)系統(tǒng)的自然井為單位。 礦井瓦斯等級(jí)，該當(dāng)根據(jù)實(shí)踐測(cè)定的瓦斯涌出量、瓦斯涌出方式以及實(shí)踐發(fā)生的瓦斯動(dòng)力景象、實(shí)踐測(cè)定的突出危險(xiǎn)參數(shù)等確定。 礦井瓦斯等級(jí)劃分為： 1煤巖與瓦斯二氧化碳突出礦井。 2高瓦斯礦井。 3瓦斯礦井。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 突出礦井的條件具備以下情形之一： 1發(fā)生過煤巖與瓦斯二氧化碳突出的； 2經(jīng)鑒定具有煤巖與瓦斯二氧化碳突出煤巖層的； 3按照有關(guān)規(guī)定有按照突出管理的煤層，但在規(guī)定期限內(nèi)未完成突出危險(xiǎn)性鑒定的。四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 高瓦斯礦井的條件具備以下情形之一者： 1礦井相對(duì)瓦斯

51、涌出量大于10m3/t； 2礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3/min； 3礦井任一掘進(jìn)任務(wù)面絕對(duì)瓦斯涌出量大于3m3/min； 4礦井任一采煤任務(wù)面據(jù)對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min。 瓦斯礦井的條件以下條件同時(shí)滿足： 1礦井相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10m3/t； 2礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等于40m3/min； 3礦井各掘進(jìn)任務(wù)面絕對(duì)瓦斯涌出量均小于或等于3m3/min； 4礦井各采煤任務(wù)面絕對(duì)瓦斯涌出量均小于或等于5m3/min。四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 瓦斯礦井每?jī)赡赀M(jìn)展一次瓦斯等級(jí)鑒定，高瓦斯礦井和突出礦井不再進(jìn)展周期性的瓦斯等級(jí)鑒定任務(wù)，但應(yīng)每年測(cè)定

52、和計(jì)算礦井、采區(qū)、任務(wù)面瓦斯涌出量。 2、瓦斯礦井和高瓦斯礦井瓦斯等級(jí)鑒定 1鑒定時(shí)間和根本條件：礦井瓦斯等級(jí)的鑒定任務(wù)應(yīng)在正常消費(fèi)的條件下進(jìn)展，選擇礦井瓦斯絕對(duì)涌出量較大的月份，普通在七、八月份。 2參數(shù)測(cè)定任務(wù)該當(dāng)在鑒定月的上、中、下旬各取1天間隔不少于7天，每天分3個(gè)班或4個(gè)班、每班3次進(jìn)展。 3鑒定任務(wù)該當(dāng)準(zhǔn)確測(cè)定風(fēng)量、瓦斯?jié)舛?、二氧化碳濃度及溫度、氣壓等參?shù)，統(tǒng)計(jì)井下瓦斯抽采量、月產(chǎn)煤量，全面搜集煤層瓦斯壓力、動(dòng)力景象及預(yù)兆、瓦斯噴出、臨近礦井瓦斯等級(jí)等資料。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 鑒定實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與最近6個(gè)月以來礦井平安監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、通風(fēng)

53、報(bào)表和產(chǎn)量報(bào)表數(shù)據(jù)相差超越10%的，該當(dāng)分析緣由，必要時(shí)該當(dāng)重新測(cè)定。 4一切測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在每一通風(fēng)系統(tǒng)的主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)硐、各程度、各煤層和各采區(qū)的回風(fēng)道測(cè)風(fēng)站內(nèi)。如無測(cè)風(fēng)站，那么選取斷面規(guī)整且無雜物堆積的一段平直巷道作測(cè)點(diǎn)。每一測(cè)定班該當(dāng)在同一時(shí)間段的正常消費(fèi)時(shí)間進(jìn)展。 5絕對(duì)瓦斯涌出量按礦井、采區(qū)和采掘任務(wù)面等分別計(jì)算，相對(duì)瓦斯涌出量按礦井、采區(qū)或采煤任務(wù)面計(jì)算。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證六礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 1、瓦斯涌出量的預(yù)測(cè)：指根據(jù)某些知相關(guān)數(shù)據(jù)，按照一定的方法和規(guī)律，預(yù)先估算出礦井或部分區(qū)域瓦斯涌出量的任務(wù)。 瓦斯涌出量的預(yù)測(cè)的方法： 從目前的研

54、討現(xiàn)狀來看：瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法主要可分為兩類： 其一是建立在數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律根底上的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法，該方法是根據(jù)礦井瓦斯涌出量與開采深度等參數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，外推到預(yù)測(cè)區(qū)域的瓦斯涌出量，主要用于消費(fèi)礦井。 其二是以煤層瓦斯含量為根本參數(shù)的分源預(yù)測(cè)法，經(jīng)過計(jì)算井下各瓦斯涌出源的涌出量，得到礦井或某一預(yù)測(cè)區(qū)域的相對(duì)瓦斯涌出量，主要用于新建礦井，以煤層瓦斯含量為根底進(jìn)展計(jì)算。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法是國(guó)內(nèi)外有關(guān)礦井長(zhǎng)期以來普遍采用的礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法。該方法的根本原理是：根據(jù)礦井已采區(qū)域歷年測(cè)定的相對(duì)瓦斯涌出量及相應(yīng)的開采深度，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立二者

55、之間的線性或非線性回歸方程，用于對(duì)深部(或條件一樣礦井)未采區(qū)域的瓦斯涌出量作出預(yù)測(cè)。目前在瓦斯礦井中，最常用、最簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)方法還是線性回歸法。 2簡(jiǎn)易統(tǒng)計(jì)法預(yù)測(cè)步驟及計(jì)算方法 運(yùn)用這種預(yù)測(cè)方法時(shí)，普通分為兩步：即首先需將礦井歷年消費(fèi)過程中積累的實(shí)踐測(cè)定的相對(duì)瓦斯涌出量，計(jì)算出相對(duì)瓦斯涌出量梯度；其次，根據(jù)計(jì)算出的瓦斯涌出量梯度，外推至預(yù)測(cè)深部區(qū)域，計(jì)算出深部待采煤層的相對(duì)瓦斯。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 3本卷須知 運(yùn)用這種方法預(yù)測(cè)時(shí)，應(yīng)留意如下幾個(gè)方面： 1該方法只適用于甲烷帶，外推(預(yù)測(cè))的深度不宜超越200 m。煤層傾角越小，外推的深度也應(yīng)越小，否

56、那么能夠會(huì)有較大的誤差。 2預(yù)測(cè)任務(wù)的精度決議于原始統(tǒng)計(jì)資料的精度和預(yù)測(cè)區(qū)同已采區(qū)的采礦及地質(zhì)條件的類似程度。因此，要求已采程度和設(shè)計(jì)程度的開采條件(包括煤層開采順序、采煤方法、頂板管理方法等)以及地質(zhì)構(gòu)造條件(包括煤層的地層順序、構(gòu)造等)應(yīng)該類似。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 3本卷須知 運(yùn)用這種方法預(yù)測(cè)時(shí)，應(yīng)留意如下幾個(gè)方面： 1該方法只適用于甲烷帶，外推(預(yù)測(cè))的深度不宜超越200 m。煤層傾角越小，外推的深度也應(yīng)越小，否那么能夠會(huì)有較大的誤差。 2預(yù)測(cè)任務(wù)的精度決議于原始統(tǒng)計(jì)資料的精度和預(yù)測(cè)區(qū)同已采區(qū)的采礦及地質(zhì)條件的類似程度。因此，要求已采程度和設(shè)

57、計(jì)程度的開采條件(包括煤層開采順序、采煤方法、頂板管理方法等)以及地質(zhì)構(gòu)造條件(包括煤層的地層順序、構(gòu)造等)應(yīng)該類似。 四、礦井瓦斯涌出及預(yù)測(cè)五、瓦斯防治概述瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 1.瓦斯治理的根本方針 煤礦瓦斯災(zāi)禍?zhǔn)且环N對(duì)煤礦平安消費(fèi)有艱苦影響的自然災(zāi)禍，瓦斯事故時(shí)辰要挾煤礦平安和職工的人生平安，所以對(duì)瓦斯災(zāi)禍的防治不斷是煤礦平安任務(wù)的重中之重。在技術(shù)管理上，一直堅(jiān)持“平安第一，預(yù)防為主，綜合治理的原那么，先后提出了瓦斯治理的“十二字治理方針、“十六字治理體系和“十六字治理原那么。五、瓦斯防治概述瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 瓦斯治理方針：先抽后采、 以風(fēng)定產(chǎn)

58、、監(jiān)測(cè)監(jiān)控 “先抽后采是瓦斯防治的根底，是從源頭上治理瓦斯的治本之策和關(guān)鍵之舉。 “以風(fēng)定產(chǎn)是防治瓦斯的根本消費(fèi)管理措施；也是防治瓦斯積聚的先決條件。 “監(jiān)測(cè)監(jiān)控是防治瓦斯事故的重要防線和保證措施。五、瓦斯防治概述瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 瓦斯治理體系：通風(fēng)可靠、抽采達(dá)標(biāo)、監(jiān)控有效、管理到位。 通風(fēng)可靠：系統(tǒng)合理、風(fēng)量充足、風(fēng)流穩(wěn)定、設(shè)備完好。 抽采達(dá)標(biāo)：多措并舉、應(yīng)抽盡抽、抽采平衡、效果達(dá)標(biāo)。 監(jiān)控有效：配備齊全、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、處置迅速、斷電可靠。 管理到位：責(zé)任明確、制度完善、執(zhí)行有力、監(jiān)視嚴(yán)厲。 瓦斯治理原那么：先抽后采、應(yīng)抽盡抽、以抽保安、以用促抽。五、瓦斯防治概述瓦斯研討

59、分院 努力平安科技 提升生命保證 2、樹立瓦斯防治的新理念 實(shí)際證明，要搞好瓦斯治理任務(wù)，必需首先樹立先進(jìn)的瓦斯治理新理念。以下是瓦斯治理的一些新理念： 1瓦斯事故是可以預(yù)防和防止的； 2 瓦斯零超限，瓦斯超限就是事故； 3高瓦斯礦井可在低瓦斯形狀下進(jìn)展采掘，突出礦井可在無突出危險(xiǎn)形狀下進(jìn)展采掘； 4瓦斯是“害也是“寶，瓦斯是資源； 5煤與瓦斯共采，治理和利用并重； 五、瓦斯防治概述瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 6治理瓦斯就是挽救生命； 7沒有治不了的瓦斯，只需檢測(cè)不準(zhǔn)的數(shù)據(jù)； 8沒有卸不了的壓力，只需打不到位的鉆孔； 9瓦斯治理是煤礦平安消費(fèi)的第一要?jiǎng)?wù)； 10瓦斯治理是系統(tǒng)工程，

60、要“標(biāo)本兼治、“多措并舉。 11瓦斯低的礦井不等于不會(huì)發(fā)生瓦斯事故。五、瓦斯防治概述瓦斯研討分院 努力平安科技 提升生命保證 3.瓦斯防治的根本思緒 瓦斯防治的根本思緒是貫徹“先抽后采、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、以風(fēng)定產(chǎn)的根本方針，樹立“瓦斯事故是可以預(yù)防和防止的的先進(jìn)理念，實(shí)施“可保盡保、應(yīng)抽盡抽、多措并舉的瓦斯治理戰(zhàn)略，堅(jiān)持“高投入、高素質(zhì)、嚴(yán)管理、強(qiáng)技術(shù)、重責(zé)任，變“抽放為“抽采，以完善通風(fēng)系統(tǒng)為前提，以瓦斯抽采和防突為重點(diǎn)，以監(jiān)測(cè)監(jiān)控為保證，區(qū)域治理與部分治理并重，以抽定產(chǎn)，以風(fēng)定產(chǎn)，地質(zhì)保證，掘進(jìn)先行，技術(shù)突破、配備晉級(jí)、管理創(chuàng)新，責(zé)任落實(shí)，建立平安、高效、環(huán)保型礦井。五、瓦斯防治概述瓦斯研討分院