AQ-1018煤礦瓦斯涌出量測(cè)定方法精

1、AQ 10182006 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法、八前言本標(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)研究總院撫順分院。（放頂煤工作面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 除外 ）的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(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)

2、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。3.2 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)行瓦斯抽放時(shí)包括 抽放瓦斯量。m2/min 。3.3 絕對(duì)瓦斯涌出量 absolute gas emission rate 單位時(shí)間內(nèi)從煤

3、層和巖層以及采落的煤（巖）體所涌出的瓦斯量，單位采用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 m2/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 source 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

4、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。a)1)2)3)4)4.3 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)應(yīng)包括以下資料： 礦井采掘設(shè)計(jì)說明書： 開拓、開采系統(tǒng)圖、采掘接替計(jì)劃； 采煤方法、通風(fēng)方式； 掘進(jìn)巷道參數(shù)、煤巷平均掘進(jìn)速度； 礦井、采區(qū)、回采工作面及掘進(jìn)工作面產(chǎn)量。b)1)2)C)d)e)礦井地質(zhì)報(bào)告：地層剖面圖、柱狀圖等；各煤層和煤夾層的厚度、煤層間距離及頂、底板巖性。煤層瓦斯含量測(cè)定

5、結(jié)果、風(fēng)化帶深度及瓦斯含量等值線圖；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; 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。5礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法5.1分源預(yù)測(cè)法1所示。圖1礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系關(guān)系圖5.1.2回采工作面瓦斯涌出量回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)，以 （1）計(jì)算。24 h為一個(gè)預(yù)測(cè)圓班，采用式q條+的<1>式中：q采一一回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m/1 ;q1開

6、采層相對(duì)瓦斯涌出量，mi/1 ;q2鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量，mi/1。開采層和鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算方法見附錄5.1.3掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量A。掘進(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g掘二色+04（2）計(jì)算。 -.2式中：q掘掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min ;q3掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對(duì)瓦斯涌出量，m/ min ;q4 掘進(jìn)工作面落煤絕對(duì)瓦斯涌出量，mi/min。掘進(jìn)工作面巷道煤壁和落煤瓦斯涌出量計(jì)算方法見附錄 5.1.4生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量采用式 （3）計(jì)算。B。5.1.1礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系 礦井瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系如圖72n3m/1;D選取;<4)D

7、選取。mj/ (m3?t-1)。伽)血=H式中：q區(qū)一一生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m/1 ;K'生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照附錄 q采i 第i個(gè)回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量，m/1 ;A第i個(gè)回采工作面的日產(chǎn)量，t;q 掘 i第i個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量，mi/rain ;Ao生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t。5.1.5礦井瓦斯涌出量礦井瓦斯涌出量采用式（4）計(jì)算。打皮電血）2匸1式中：q井一一礦井相對(duì)瓦斯涌出量，q區(qū)i 第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，mi/1 ;Aoi 第i個(gè)生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t ;K"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5.1.6瓦斯不均衡性

8、涌出考慮各區(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)域的瓦斯涌出量需乘以瓦D選取。斯涌出不均衡系數(shù) K.，如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照附錄5.2礦山統(tǒng)計(jì)法5.2.1采用礦山統(tǒng)計(jì)法必須具備所要預(yù)測(cè)的礦井或采區(qū)煤層開采順序、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)礦井或生產(chǎn)區(qū)域相同或類似的條件。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200 m沿煤層傾斜方向不超過 600 m。5.2.3礦井相對(duì)瓦斯涌出量與開采深度的關(guān)系由式（5）表示。?=匚邑+ 2a式中： q礦井相對(duì)瓦斯涌出量，m/1 ;H 開米深度，m；HO瓦斯風(fēng)化帶深度，m； a相對(duì)瓦斯涌出量隨開采深度的變化梯度，a）

9、a值確定a值由式（6）確定。1）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),（1=621式中：H2瓦斯帶內(nèi)2水平的開采深度， mH瓦斯帶內(nèi)1水平的開采深度， m q2在Ha深度開采時(shí)的相對(duì)瓦斯涌出量，m/t;<6)m/t O41在H1深度開采時(shí)的相對(duì)瓦斯涌出量，a的加權(quán)平均值由2）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), 式（7）確定。nJ1na= 1=1 !-=1式中：H 第qi第n:b） H 01）H 0可由式（8）確定。鳳=旦-口-2）式中符號(hào)同前。2）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列條件確定:甲烷及重?zé)N的濃度之和占?xì)怏w組分的8

10、0% （按體積）；瓦斯壓力 P=0.1MPa0.15MPa；相對(duì)瓦斯涌出量 qcH4=2m/t3m 3/t ;煤層的瓦斯含量：ii統(tǒng)計(jì)的開采水平個(gè)數(shù)。個(gè)水平的開采深度， m;個(gè)水平的相對(duì)瓦斯涌出量，m/t ;? W=1.0m3t.r1.5m3t.r(長(zhǎng)焰煤）? W=1.5m3t.r2.0m3t.r(氣煤）? W=2.0m3t.r2.5m3t.r(肥、焦煤）? W=2.5m3t.r3.0m3t.r(瘦煤）? W=3.0m3t.r4.0m3t.r(貧煤）? W=5.0m3t.r7.0m3t.r(無(wú)煙煤）5.2.4當(dāng)?shù)V井相對(duì)瓦斯涌出量與開采深度之間不呈線性關(guān)系時(shí)，即a值不是常數(shù)時(shí)，應(yīng)首先根據(jù)實(shí)測(cè)資料

11、確定a值與開采深度的變化規(guī)律，然后再進(jìn)行預(yù)測(cè)。附錄A（資料性附錄）開采層和鄰近層瓦斯涌出量計(jì)算方法A.1開采層瓦斯涌出量A.1.1薄及中厚煤層不分層開采時(shí)，開采層瓦斯涌出量可由式4=瓦心心筈他-吒）（A.1）計(jì)算。(A.1)式中：qi開采層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/1;K圍巖瓦斯涌出系數(shù)； Ki值選取范圍為1.11.3 ;全部陷落法管理頂板， 碳質(zhì)組分 較多的圍巖，Ki取1.3 ;局部充填法管理頂板 Ki取1.2 ;全部充填法管理頂板 Ki取1.1 ;砂 質(zhì)泥巖等致密性圍巖 K取值可偏小；Ka工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計(jì)算；K3采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對(duì)開采層瓦斯涌出影響系數(shù)， D選取

12、；如無(wú)實(shí)測(cè)值可按參照附錄m開采層厚度，m;M工作面采高，m;W煤層原始瓦斯含量，m/1，參照附錄C選?。籛運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，m/1，如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照附錄A.1.2厚煤層分層開采時(shí)，開采層瓦斯涌出量計(jì)算采用式(A.2)計(jì)算。 CA.2)式中： K 取決于煤層分層數(shù)量和順序的分層瓦斯涌出系數(shù)， ?。黄渌?hào)意義同前。C選取。如無(wú)實(shí)測(cè)值可按參照附錄 D選A.2鄰近層瓦斯涌出量 鄰近層瓦斯涌出量采用式(A.3)計(jì)算。<AJ)式中：q2 -鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量，01/1 ;m-第i個(gè)鄰近層煤層厚度， m;M-工作面采咼，m;n i第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，%如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照附錄 D選??；W

13、 第i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量，卅/1，如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照開采層選取;WW 第i個(gè)鄰近層煤層殘存瓦斯含量，mi/1，如無(wú)實(shí)測(cè)值可參照開采層選取。1=1附(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B.1掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量 掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量采用式 (B.1)計(jì)算。D-u-Qq- (2 -1)<BA)式中：-掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m/ min;巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長(zhǎng)度，m對(duì)于薄及中厚煤層,h及b分別為巷道的高度及寬度；m/ min;q3D厚度；對(duì)于厚煤層， D=2h+b,-巷道平均掘進(jìn)速度， 巷道長(zhǎng)度，m -煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，D=2no, mo為開米層UL-qom/(

14、m2?min)，如無(wú)實(shí)測(cè)值可參考式(B.2)計(jì)算。<B.2)的=0,0240.0004(尸 y + CU 6 / %式中：qo 巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，m / (m2?min):Vr 煤中揮發(fā)分含量，;W煤層原始瓦斯含量，m/1，參照附錄C選取。B.2掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量采用式（B.3）計(jì)算。<BJ)式中：q4掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量，m / min:S掘進(jìn)巷道斷面積，m ； 巷道平均掘進(jìn)速度，m/ min ;Y煤的密度，t / m3；W煤層原始瓦斯含量，m/1，參照附錄C選??；W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選取。附錄C（資

15、料性附錄）煤層原始瓦斯含量和殘存瓦斯含量的選定C.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)， 可能接近真值。C.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）進(jìn)行測(cè)定與計(jì)算，參見煤層氣測(cè)定方法（解吸法）（因此要求瓦斯含量測(cè)值盡MT/T77 94 )。C.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)，按MT/T77 94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定瓦斯含量；當(dāng)鉆孔深度500m1000m或煤的解吸性能很強(qiáng)時(shí)，測(cè)定值必須進(jìn)行校正。C.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)水平井下鉆孔解吸法或間 接法測(cè)定的瓦斯含量對(duì)比。C.5煤的殘存瓦斯含量 W。高變質(zhì)煤瓦斯含量10m

16、/t.r和低變質(zhì)煤的W值可按表C.1 選?。煌咚购?0m/t.r的高變質(zhì)煤的 W值可按式（C.1 ）選取。揮發(fā)分5%12"18<I卜血243知35-4244*3-2.2#2注=煤時(shí)殘存瓦期量亦可近個(gè)地按煤« 0.1 MPa壓力條件下的瓦斷吸附a取P瓦斯含量vlOmf/lr的高變質(zhì)煤的 W按式（C.1 ）計(jì)算。Cc,i)式中：W煤層殘存瓦斯含量, W煤層原始瓦斯含量,mi/t.r ； mi/t.r 。附錄D（資料性附錄）分源預(yù)測(cè)法各種系數(shù)的確定D.1采面巷道預(yù)排瓦斯影響系數(shù)K3采用長(zhǎng)壁后退式回采時(shí)，K3按式（D.1）計(jì)算。K3=（ L-2h）/L（D.1）采用長(zhǎng)壁前進(jìn)

17、式回采時(shí)，如上部相鄰工作面已采，則K3=1； 上部相鄰工作面未采，K3按式（D.2）計(jì)算。L + lb式中：L工作面長(zhǎng)度，m；h掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度,b巷道寬度，m如無(wú)實(shí)測(cè)值可按表 D.1取值;表D-1著道預(yù)拄瓦斯帶寬度值巷道煤壁 暴露時(shí)間T/d不同煤種巷道預(yù)掃E瓦斯帶寬度h/m無(wú)煙煤度煤或焦煤肥煤、氣煤及長(zhǎng)焰煤25乩59.011. 5507,410.513.01009.012.416.015010.514,210,020011.01S.419.725012.016.921.530013.018.023.0H值亦可采用下式計(jì)算=丫氐變質(zhì)煤：h=0.808r高變質(zhì)煤:h= （13.85X0. O

18、11S3T）/（1-K）.O1S3T）D.2分層開采第i分層瓦斯涌出量系數(shù) Kn分層（兩層或三層）開采時(shí)，Kf按表D.2取值；分層（四層）開采時(shí)，K值按表D.3取值。兩個(gè)分層開采三個(gè)分層開采Kf2KfiKf2Kf31.5040.4961.8200.6920.488表D.2分層（兩層或三層）開采 Kfi值分層13*3K疔1亦1 03*0.70*0.47表D.3分層（四層）開采 Kfi值D.3鄰近層受采動(dòng)影響瓦斯排放率K當(dāng)鄰近層位于冒落帶中時(shí)，K=1。當(dāng)采高小于4.5m時(shí)，K按式（D.3 ）計(jì)算或按圖D.1選取。T丄%CDJ)式中：hi第i鄰近層與開采層垂直距離，mhp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斯的巖層破壞范圍，mt1-上鄰近層；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)系曲線開采層頂、底板的破壞影響范圍 hp按建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓 煤開采規(guī)程中附錄六的方法計(jì)算。當(dāng)采高大于4.5m時(shí)，K按式（D.4 ）計(jì)算。<D.4)& =100-0.47!M式中：hi第i鄰近層與開采層垂直距離, M工作面采高，m。L工作面長(zhǎng)度，mtD.4選取。D.4采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù) K'、K 采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù) K'、K按表采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)煤層屬性