(高清版)GBT 41043-2021 煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標及計算方法

煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標及計算方法國家標準化管理委員會I 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4評價指標體系 5評價指數(shù)計算方法 3附錄A(資料性)煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標體系框架 5附錄B(資料性)二氧化碳減排量的計算方法 6附錄C(資料性)權(quán)重值的確定方法 附錄D(規(guī)范性)協(xié)調(diào)指數(shù)的確定方法 9附錄E(資料性)煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價示例 參考文獻 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國煤炭工業(yè)協(xié)會提出。本文件由全國煤炭標準化技術委員會(SAC/TC42)歸口。本文件起草單位：煤炭科學技術研究院有限公司、煤炭科學研究總院、中煤科工集團西安研究院有限公司、煤與煤層氣共采國家重點實驗室、潞安化工集團有限公司。1煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標及計算方法本文件規(guī)定了井工煤礦煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標及其計算方法。本文件適用于具有煤層氣開發(fā)條件或瓦斯抽采需求的井工煤礦煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T19559煤層氣含量測定方法GB/T23249地勘時期煤層瓦斯含量測定方法GB/T23250煤層瓦斯含量井下直接測定方法GB/T29119煤層氣資源勘查技術規(guī)范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。從時間、空間上合理部署煤層氣開發(fā)工程和煤炭開采工程，確保煤層氣、煤炭兩種資源的開發(fā)相互4評價指標體系4.1指標體系結(jié)構(gòu)煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標體系包括綜合評價指標、一級評價指標、二級評價指標和三級評價指標。綜合評價指標是煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果的總體體現(xiàn)；一級評價指標體現(xiàn)煤炭開采系統(tǒng)、煤層氣開發(fā)系統(tǒng)各自的綜合效益；二級評價指標是在一級評價指標之下的分類指標；三級評價指標是在二級評價指標之下，可反映煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果的具體的、可操作的、可驗證的指標，能夠從資料中直接獲得或簡單計算獲得。指標體系結(jié)構(gòu)框架見附錄A。4.2評價指標煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標及三級評價指標值的確定方法見表1。2表1煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標及三級評價指標值的確定方法綜合評價指標一級評價指標二級評價指標三級評價指標指標名稱單位指標值確定方法備注綜合評價指數(shù)采煤系統(tǒng)綜合效益采煤經(jīng)濟效益煤炭開采效益—噸煤銷售收入與噸煤生產(chǎn)成本之比正效益開發(fā)總時長月煤炭規(guī)劃區(qū)時長"、煤炭準備區(qū)時長"與煤炭生產(chǎn)區(qū)時長“之和負效益采煤資源效益煤炭采出量t在評價周期內(nèi)實際開采出的煤炭量正效益煤炭采出率%煤炭采出量占工業(yè)儲量的百分比正效益采煤安全效益煤炭規(guī)劃區(qū)時長占比%煤炭規(guī)劃區(qū)時長占開發(fā)總時長的百分比正效益煤炭準備區(qū)時長占比%煤炭準備區(qū)時長占開發(fā)總時長的百分比負效益煤炭生產(chǎn)區(qū)時長占比%煤炭生產(chǎn)區(qū)時長占開發(fā)總時長的百分比負效益掘進工作面瓦斯?jié)舛?巷道掘進期間風流瓦斯?jié)舛鹊钠骄地撔б婊夭晒ぷ髅嫱咚節(jié)舛?工作面回采期間風流瓦斯?jié)舛鹊钠骄地撔б娌蓺庀到y(tǒng)綜合效益采氣經(jīng)濟效益煤層氣開采效益—煤層氣銷售收入與煤層氣開發(fā)總成本之比正效益采氣資源效益煤層氣開采量m3在評價周期內(nèi)實際采出的煤層氣量正效益煤層氣采收率%采出的煤層氣量與地質(zhì)儲量的百分比，地質(zhì)儲量的計算應符合GB/T29119的要求，所依據(jù)的煤層氣含量測試應符合GB/T19559的要求正效益采氣安全效益煤炭規(guī)劃區(qū)瓦斯含量降低率%煤炭規(guī)劃區(qū)瓦斯含量降低量與原始瓦斯含量之比，規(guī)劃區(qū)瓦斯含量的測試應符合GB/T23249的要求正效益煤炭準備區(qū)初始瓦斯含量m3/t評價對象轉(zhuǎn)換為煤炭準備區(qū)時的瓦斯含量值，煤炭準備區(qū)瓦斯含量的測試應符合GB/T23250的要求負效益煤炭生產(chǎn)區(qū)初始瓦斯含量m3/t評價對象轉(zhuǎn)換為煤炭生產(chǎn)區(qū)時的瓦斯含量值，煤炭生產(chǎn)區(qū)瓦斯含量的測試應符合GB/T23250的要求負效益采氣環(huán)境效益等效二氧化碳減排量t抽采煤層氣量對應減少的二氧化碳排放量，由附錄B給出的方法計算正效益注：三級評價指標分為正效益指標和負效益指標，正效益指標數(shù)值越大越符合煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)的要求，負效益指標數(shù)值越小越符合煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)的要求。從評價對象開始進行地面井抽采，到采區(qū)開拓巷道開始掘進之前的時間段長度?！睆脑u價對象采煤工作面回采巷道開始掘進，到采煤工作面開始回采之前的時間段長度。從評價對象開始回采，到采煤工作面回采完畢之間時間段長度。3GB/T41043—20215評價指數(shù)計算方法5.1三級評價指標的單項評價指數(shù)當三級評價指標x;;對煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)具有正效益時，指標的單項評價指數(shù)X;(+)為指標值經(jīng)過標準化處理的數(shù)據(jù)，按式(1)計算：當三級評價指標x;;對煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)具有負效益時，指標的單項評價指數(shù)X;;(-)為指標值經(jīng)過標準化處理的數(shù)據(jù)，按式(2)計算：…………式中：X;;——第i個樣本的第j項三級評價指標的單項評價指數(shù)，i=1,2,…,n;j=1,2,…,m;x;;——第i個樣本的第j項三級評價指標的實際值，按表1的三級評價指標值確定方法取值；a;;——第j項三級評價指標的臨界值下限，可依據(jù)相關標準、評價對象均值或樣本實測值取不準b;——第j項三級評價指標的臨界值上限，可依據(jù)相關標準、評價對象均值或樣本實測值取期望值。5.2二級評價指標的評價指數(shù)二級評價指標的評價指數(shù)為對應的各單項評價指數(shù)與其評價指標權(quán)重值的乘積之和，反映了煤礦中煤炭開采系統(tǒng)、煤層氣開發(fā)系統(tǒng)分別在經(jīng)濟、資源、安全、環(huán)境等方面的發(fā)展水平，數(shù)值越大其發(fā)展水E——第i個樣本的第k項二級評價指標的評價指數(shù)，k=1,2,…,h;W;;——第j項評價指標的權(quán)重值，根據(jù)附錄C給出的權(quán)重值確定方法取值。5.3一級評價指標的評價指數(shù)一級評價指標的評價指數(shù)為一級評價指標下，對應二級評價指標的評價指數(shù)的幾何平均數(shù)，分別反映了煤炭開采系統(tǒng)、煤層氣開發(fā)系統(tǒng)在經(jīng)濟、資源、安全、環(huán)境等方面的綜合發(fā)展水平，數(shù)值越大其綜合U;——第i個樣本的第l個一級評價指標的評價指數(shù)，l=1,2。5.4綜合評價指數(shù)綜合評價指數(shù)為一級評價指標的評價指數(shù)的綜合，反映了煤礦區(qū)煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)的整體水平，數(shù)值越大則協(xié)調(diào)開發(fā)的整體水平越高，按式(5)計算：…………4D——煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)水平的綜合評價指數(shù)；T——煤炭開采系統(tǒng)與煤層氣開發(fā)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)指數(shù)，按附錄D給出的確定方法取值。5.5評價指數(shù)計算示例附錄E給出了煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指數(shù)計算示例。5(資料性)煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標體系框架圖A.1給出了煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價指標體系框架?！尽ぜ壴u價指標】【二級評價指標】綜合評價采煤系統(tǒng)采煤經(jīng)濟煤炭開采效益指數(shù)效益開發(fā)總時長采煤資源效益煤炭采山率煤炭規(guī)劃區(qū)時長占比煤炭準備區(qū)時長占比煤炭生產(chǎn)區(qū)時長占比回采工作而瓦斯?jié)舛让簩託忾_采效益煤層氣開采量采氣資源效益煤層氣采收率煤炭規(guī)劃區(qū)瓦斯含量降低率采氣安全效益煤炭準備區(qū)初始瓦斯含量煤炭生產(chǎn)區(qū)初始瓦斯含量采氣環(huán)境效益等效二氧化碳減排量采氣經(jīng)濟效益采氣系統(tǒng)綜合效益采煤安全效益圖A.1評價指標體系6GB/T41043—2021(資料性)二氧化碳減排量的計算方法B.1導言煤與煤層氣開發(fā)過程中的碳排放主要來自煤層氣(煤礦瓦斯)中的甲烷排放，其溫室效應是二氧化碳的21倍，煤層氣中甲烷的抽采即相當于減少了二氧化碳的排放。B.2等效二氧化碳減排量煤層氣(煤礦瓦斯)抽采等效的二氧化碳減排量，按式(B.1)計算：Q.=Q×C×p×G……………(B.1)Q.——煤層氣抽采產(chǎn)生的二氧化碳減排量，單位為噸(t);Q——煤層氣開采量，單位為立方米(m3);C——煤層氣中甲烷的平均濃度(體積分數(shù)),%;p——標準狀態(tài)下甲烷的密度，單位為千克每立方米(kg/m3);7GB/T41043—2021(資料性)權(quán)重值的確定方法不同的權(quán)重確定方法具有各自的特點和適用條件，可依據(jù)評價對象的特點，單獨使用變異系數(shù)法或?qū)哟畏治龇ǎ騼煞N方法綜合使用。C.2權(quán)重值的確定方法C.2.1變異系數(shù)法C.2.1.1三級評價指標均值三級評價指標均值為各項三級評價指標的單項指數(shù)的平均值，按式(C.1)計算：………(C.1)式中：X,——第j項三級評價指標特征值的平均值；X;;——樣本i的第j個評價指標的特征值。C.2.1.2三級評價指標標準差在三級評價指標均值的基礎上求取標準差，按式(C.2)計算：……………(C.2)式中：S,——第j項三級評價指標單項指數(shù)的標準差。C.2.1.3三級評價指標變異系數(shù)按式(C.3)計算各項三級評價指標的變異系數(shù)：式中：V;——第j項評價指標的變異系數(shù)?！?C.3)C.2.1.4三級評價指標權(quán)重值按式(C.4)計算各項三級評價指標的權(quán)重值：式中：W,—-第j項評價指標的權(quán)重值。C.2.2層次分析法C.2.2.1構(gòu)造判斷矩陣判斷矩陣表示針對上一層次某因素而言，本層次與之有關的各因素之間的相對重要性。以確定采8煤經(jīng)濟效益下各三級評價指標的權(quán)重為例，構(gòu)造的判斷矩陣A,見表C.1。同理可構(gòu)造其余二級評價指表C.1一級評價指標的判斷矩陣A?煤炭開采效益B?開發(fā)總時長B?煤炭開采效益B?b?2開發(fā)總時長B?bzib?2其中，b;是對于A而言，B;對B;相對重要性的數(shù)值表示，b;;的取值根據(jù)所一般采用1～9比例標度，即b;取1,2,3,…,9及它們的倒數(shù)，其含義見表C.2。表C.2中只對標度9、7、別界于與它相鄰的兩個奇數(shù)標度之間的取值。標度含義標度含義9兩個元素相比，前者比后者極重要兩個元素相比，前者比后者極重要87兩個元素相比，前者比后者強烈重要兩個元素相比，前者比后者強烈重要65兩個元素相比，前者比后者重要兩個元素相比，前者比后者重要43兩個元素相比，前者比后者稍重要兩個元素相比，前者比后者稍重要2121兩個元素相比，前者比后者同樣重要1兩個元素相比，前者比后者同樣重要C.2.2.2確定各級評價指標的權(quán)重值采煤經(jīng)濟效益下各三級評價指標的判斷矩陣A?的特征值方程為A?W。=λmW。,求得特征根λmx同理，可分別確定不同二級評價指標下各三級評價指標的權(quán)重。9(規(guī)范性)協(xié)調(diào)指數(shù)的確定方法D.1導言協(xié)調(diào)指數(shù)反映了煤炭開采系統(tǒng)、煤層氣開發(fā)系統(tǒng)各自的發(fā)展水平對綜合評價指數(shù)的影響程度，體現(xiàn)了采煤與采氣的整體效益和協(xié)調(diào)發(fā)展水平。D.2協(xié)調(diào)指數(shù)按照式(D.1)計算煤炭開采系統(tǒng)與煤層氣開發(fā)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)指數(shù)：式中：T——煤炭開采系統(tǒng)與煤層氣開發(fā)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)指數(shù)；a、b——待定系數(shù)，由于認為煤炭開采、煤層氣開發(fā)同等重要，可考慮a=b=0.5。(資料性)煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價示例E.1導言開采煤層中采煤工作面為最小工程單元，是煤炭開采中最重要的活動生產(chǎn)階段。因此，煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價以采煤工作面為最小評價單元。針對某煤礦采煤工作面，通過現(xiàn)場測試與數(shù)據(jù)收集掌握煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果評價三級評價指標值，并按照評價指數(shù)計算方法對該工作面的煤與煤層氣協(xié)調(diào)開發(fā)效果進行評價。E.2三級評價指標值及單項評價指數(shù)確定根據(jù)礦井采煤工作面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和相關資料，按照表1中的方法確定該工作面的三級評價指標值，并按照式(1)、式(2)計算各三級評價指標的單項評價指數(shù)，見表E.1。表E.1××煤礦采煤工作面三級評價指標值序號三級評價指標單項評價指數(shù)指標名稱指標值單位1煤炭開采效益2開發(fā)總時長月3煤炭采出量t4煤炭采出率%5煤礦規(guī)劃區(qū)時長占比%6煤礦準備區(qū)時長占比%7煤礦生產(chǎn)區(qū)時長占比%8掘進工作面瓦斯?jié)舛?9回采工作面瓦斯?jié)舛?煤層氣開采效益煤層氣開采量m3煤層氣采收率%煤礦規(guī)劃區(qū)瓦斯含量降低率%煤礦準備區(qū)初始瓦斯含量m3/t煤礦生產(chǎn)區(qū)初始瓦斯含量m3/t等效二氧化碳減排量tE.3二級評價指標的評價指數(shù)確定按照式(3)確定該工作面二級評價指標的評價指數(shù)，結(jié)果見表E.2。表E.2××煤礦采煤工作面二級評價指標的