矿井瓦斯涌出量预测.ppt

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1、矿井瓦斯涌出量预测张子戌基本概念矿井瓦斯涌出量——在矿井建设和生产过程中涌出到采掘空间的瓦斯数量。绝对瓦斯涌出量——单位时间内涌出的瓦斯量，m3/min,m3/d。相对瓦斯涌出量——矿井在正常生产条件下，平均日产一吨煤所涌出的瓦斯量，m3/t。式中q——相对瓦斯涌出量，m3/t；Q——绝对瓦斯涌出量，m3/d；A——平均日产煤量，t/d；矿井瓦斯等级根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为三类：(1)低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或

2、等于40m3/min。(2)高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。(3)煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。矿井瓦斯涌出量预测方法研究现状从国内外研究现状来看，矿井瓦斯涌出量预测方法可分为两类：一类是建立在数理统计基础上的矿山统计法，这种方法依据矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的统计规律，外推到预测的新区；另一类是以煤层瓦斯含量为基本预测参数的瓦斯含量法。瓦斯地质数学模型法是近年来提出的一种新的预测方法，这种方法通过建立包括开采深度在内的多变量数学模型，

3、对矿井未采区域的瓦斯涌出量进行预测。1矿山统计法1.1瓦斯梯度法所谓瓦斯梯度，是指甲烷带内相对瓦斯涌出量平均每增加1m3/t时深度的增加量。式中H1、H2——瓦斯风化带以下两次测定涌出量的深度，m，H2＞H1；q1、q2——对应于H1、H2的相对瓦斯涌出量，m3/t。q0q1q2qHH2H1H0利用求得的瓦斯梯度，可对深部的瓦斯涌出量进行预测：式中q——待求深度的相对瓦斯涌出量，m3/t；H——对应于q的深度，m。1.2一元回归法如果已采区域内有比较多的瓦斯涌出量实测数据，采用回归分析方法建立瓦斯涌

4、出量对深度的一元线性回归方程，可得到更高的预测精度。瓦斯涌出量实测数据单元编号开采深度H（m）相对瓦斯涌出量q(m3/t)11805.823208.6………n42011.9Hqb0q=b0+b1H统计检验相关系数：qH曲线回归令:则:qH1.3采用矿山统计法预测时需注意的问题如果某一井田范围内存在较明显的构造分区，而且受地质构造等因素的影响，不同构造分区的瓦斯涌出量随开采深度的变化梯度有明显差异，井田内采用一个瓦斯涌出量梯度或回归方程进行预测，会造成预测误差增大，达不到生产要求。在这种情况下，应在各

5、个构造分区分别计算瓦斯涌出量梯度或回归方程，分区进行瓦斯涌出量预测。2瓦斯含量法这种方法以煤层瓦斯含量为基本的预测参数，通过计算井下各涌出源的瓦斯涌出量，得到矿井或某一预测范围的瓦斯涌出量预测值。2.1矿井瓦斯涌出来源矿井瓦斯的涌出来源如图所示，包括7个基本涌出源：开采煤层瓦斯涌出矿井瓦斯涌出生产采区瓦斯涌出已采采区采空区瓦斯涌出回采工作面瓦斯涌出生产采区采空区瓦斯涌出掘进巷道瓦斯涌出邻近煤层瓦斯涌出围岩瓦斯涌出巷道煤壁瓦斯涌出掘进落煤瓦斯涌出矿井瓦斯涌出来源（1）开采煤层瓦斯涌出开采煤层瓦斯涌出量

6、的大小主要受以下一些因素的影响：煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量越大，涌出的瓦斯量越多。煤的残存瓦斯含量煤中的瓦斯全部解吸需要较长的时间。煤炭运至地表后仍然含有部分瓦斯。运至地表后单位重量的煤中所含的瓦斯量称为煤的残存瓦斯含量。残存瓦斯含量的大小主要与煤的变质程度有关。通常，煤的变质程度越高，其残存瓦斯含量越大，这是由于不同变质程度的煤其孔隙结构不同。煤层厚度与采高的比值相对瓦斯涌出量是根据绝对瓦斯涌出量和采出的煤量计算的。如果煤层厚度大，不能一次采全高，没有采出的煤也会向采掘空间涌出瓦斯。所以，煤层厚度与

7、采高的比值越大，相对瓦斯涌出量也越大。掘进巷道排放瓦斯的影响工作面回采之前，已掘进的回风巷和运输巷会使工作面内沿巷道方向形成一定宽度的瓦斯排放带。瓦斯排放带越宽，回采过程中涌出的瓦斯量将越小。工作面丢煤的影响回采工作面的煤并不能全部开采出来，都用一定的回采率。丢失在工作面内的煤也会涌出瓦斯。而相对瓦斯涌出量是根据采出的煤量计算的，所以工作面丢煤越多，相对瓦斯涌出量越大。（2）邻近煤层瓦斯涌出煤层开采过程中，围岩原有的应力状态遭到破坏，煤层顶板会依次出现冒落带、裂隙带、整体移动带，煤层底板会依次出现裂

8、隙带、整体膨胀变形带。位于顶底板冒落带和裂隙带内的邻近煤层中的瓦斯，在瓦斯压力梯度作用下，会不断涌入开采煤层的采掘空间。邻近煤层的瓦斯涌出量主要与下面一些因素有关：邻近层与开采层的层间距层间距越小，邻近层越容易向开采煤层涌出瓦斯。邻近层的瓦斯含量和残存瓦斯含量邻近层的瓦斯含量越大、残存瓦斯含量越小，涌入开采煤层采掘空间的瓦斯量就会越大。邻近层数目要计算邻近煤层的瓦斯涌出量，需要将若干临近煤层的瓦斯涌出量累加起来邻近层厚度与采高的比值邻近层厚度相对于开采层采高的比值越大