煤矿瓦斯抽放.ppt

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1、煤矿瓦斯抽放抚顺分院胡光龙1、煤矿瓦斯与控制方法煤矿瓦斯——主要是指煤中伴生的CH4，从褐煤到无烟煤，吨煤生成CH4量为68～419m3。CH4——吸附和游离两种状态赋存于煤孔隙表面和空隙中，一般吸附量占85%以上。影响吸附瓦斯量和游离瓦斯量决定性因素：P：瓦斯压力；a：煤的性质即纯煤极限吸附量；b：与P有关的吸附常数，所以吸附量：Xo=（1-1）0℃时纯煤吸附CH4量。Xt=Xoe-nt（1-2）t℃时纯煤吸附CH4量。n=（1-3）与压力有关的常数。XW=（1-4）水份为Mad时吸附CH4量。

2、X′t=XW（1-5）原煤吸附CH4量。Xp=（1-6）煤中游离的CH4量。Wo=X′t+Xp（1-7）煤温t℃，瓦斯压力为P等时的原煤CH4量。CH4主要物化性：CH4：无色、无味、无臭、可燃、可爆气体（5～15%），分子直径0.41nm，密度（标况）0.716kg/m3，是空气的0.5547倍（0℃），扩散速度是空气的1.34倍。空气中CH4达43%时O2则小于12%，人窒息。煤矿瓦斯控制方法：（1）矿井通风目的：稀释CH4至1%，0.75%以下。（2）抽放瓦斯目的：减少采煤过程中井巷中的CH

3、4量，以适应矿井通风能力。2、煤层瓦斯三个基本规律（1）瓦斯赋存规律——Wo大小规律a.在瓦斯带Wo正比于H；b.Wo在开放性断层附近小，封闭性断层附近则大；c.围岩致密完整Wo大；d.煤质：Wo随煤阶升高而增加；e.地下水活跃区Wo小（溶和增加透气性）。Wo的测定方法：直接法（解吸法）和间接法。直接法：Wo=W1+W2+W3W1：解吸CH4量；W2损失量；W3残存量。间接法：·en(ts-t)+）Wo=（（2）瓦斯涌出规律——按采掘归纳：汇：矿井瓦斯涌出生产采区瓦斯涌出源：已采采空区瓦斯涌出掘进

4、工作面瓦斯涌出源：生产采空区瓦斯涌出回采工作面瓦斯涌出源：开采层(及围岩)瓦斯涌出源：邻近层瓦斯涌出源：煤壁瓦斯涌出源：落煤瓦斯涌出采掘过程中瓦斯涌出计算：开采层CH4涌出：q1=K（Wo-Wc）（2-2）邻近层CH4涌出：q2=ΣkiWoimi/m（2-3）煤掘进CH4涌出：q3=nmvqo[2(L/v)0.5-1]+svr（Wo-Wc）（2-4）采区CH4涌出：q4=(q1+q2=q3)C1（2-5）C1：采区已采工作面采空区CH4涌出比例系数。矿井CH4涌出q5=q4·C2（2-6）C2：已

5、采采空区CH4涌出比例系数。（3）瓦斯衰减规律Qt=Qoe-αt（2-7）α：衰减系数；t：时间为d或min。Qo：采掘过程中受影响的瓦斯涌出源初始释放CH4量。Qt：CH4源t时释放CH4量，m3/min(m3/d)。如钻孔：qt=qoe-αt（2-8）3、煤矿瓦斯抽放（1）抽放量的确定采、掘面风排可控的CH4量：Q风采CH4，Q风掘CH4。采、掘面瓦斯涌出量：（q1+q2），q3采、掘面抽放瓦斯量：Q抽采:A1(q1+q2)/1440-Q风采CH4（3-1）Q抽掘=A2q3/1440-Q风掘C

6、H4（3-2）Q风采CH4=CQ风采/K（3-3）Q风掘CH4=CQ风掘/K（3-4）（2）抽放方法的确定a.开采层：钻孔预抽，边采边抽等。b.邻近层：顶板钻孔，顶板巷道，底板钻孔等。c.采空区：尾巷，埋管，插管等。d.确定原则：·适应采面配风能力·保证实现应抽瓦斯量·实现控制瓦斯保障安全生产例一：交叉钻孔抽放开采层CH4例二：顶板钻孔抽放邻近层CH4例三：特厚煤层采空区抽放CH4例一、焦作九里山矿13051采面，S=677m，L=56-90m，m=5.6m，α=16°～18°，132个交叉孔，总

7、长8296m。qt交=0.1012e-0.0104t（百米钻孔）（3-5）K=（1-e-0.0104tx）（3-6）如：K=0.8，tx=155(d)Q交=（1-e-0.0104×155）（3-7）=11209.6m3/hm若钻孔实际有效长度l则Ql：Ql=Q交l/100（3-8）n=（3-9）Q抽：工作面需抽量m3；Ql：一个孔在tx时间内抽量m3；单孔控制范围内煤层瓦斯储量Qc；Qc=mrLghWo（3-10）Lg：工作面原始CH4含量带。h：孔间距。η=（3-11）例2铁法晓明矿N2405采

8、面、采4#层，采用在工作面回顺里帮打迎面顶板钻孔边采边抽采空区裂隙带瓦斯和上隅角瓦斯，采面参数：CH4相对量8.5m3/t，日产：3500t/d，绝对量20.66m3/min，回风：控制CH40.7%，配风1100m3/min，应抽瓦斯量为12.96m3/min。（1）钻场间距按2～3倍来压步距L压=15～25m计：L场=（2-3）L压=2×25=50m（3-12）（2）终孔距煤层垂高：K顶板跨落系数为（5-10）：H垂=KH采=10×2.4=24m（3-13）（3）钻孔距回顺距离