矿井瓦斯涌出预测与瓦斯抽放

　　河南理工大学

　　一、瓦斯的性质、危害与用途

　　化学式：CH4; 分子直径：0.41×10-9m;

　　分子量：16.042kg/kmol; 分子体积：22.36m3/kmol

　　密度：0.7168kg/m3; 对空气的比重：0.5545;

　　沸点：-161.7℃(0.1MPa下); 溶点： -182.5℃;

　　液态密度：415kg/m3 ; 扩散系数：0.196cm2/s;

　　水中的溶解度：55.6 l/m3，33.1 l/m3; 空气中的爆炸下限：5%;

　　发热量：8568大卡/m3 空气中的爆炸上限：16%;

　　一、瓦斯的性质、危害与用途

　　一、瓦斯的性质、危害与用途

　　一、瓦斯的性质、危害与用途

　　一、瓦斯的性质、危害与用途

　　作城镇煤气

　　作锅炉和窑炉的燃料

　　瓦斯发电

　　作机动车的燃料

　　作化工原料生产化工产品

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　1.煤的残存瓦斯含量测定方法

　　测定步骤

　　(1)采样

　　(2)试验室脱气与气体分析

　　(3)煤样粉碎

　　(4)粉碎后脱气与气体分析

　　(5)煤样称重与工业分析

　　(6)煤中残存瓦斯量计算

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　(2)地勘解吸法

　　测定步骤

　　①采样

　　②瓦斯解吸规律测定

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　(2)地勘解吸法

　　测定步骤

　　③损失瓦斯量计算

　　④试验室煤样脱气及气体成分分析

　　⑤煤层瓦斯含量计算

　　缺点:要推算取样损失量、测定残存瓦斯量，测定周期长

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　(3)井下钻屑解吸法(A)

　　原理：与地勘解吸法类似

　　与地勘解吸法的区别：损失瓦斯量推算方法不同

　　取样损失瓦斯推算公式：

　　q=q1t-k

　　缺点：仅适用于k<1的煤层，要推算取样损失量、测定残存瓦斯量，测定周期长

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　(4)钻屑解吸法(B)

　　和钻屑解吸法(A)相比:改进了损失瓦斯量推算方法

　　取样损失量推算公式：

　　qt=qoe-kt

　　测定步骤:同钻屑解吸法(A)

　　缺点：仅适用于k<1的煤层，要推算取样损失量、测定残存瓦斯量，测定周期长

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　(5)井下钻屑解吸法(C)

　　煤炭科学研究总院抚顺分院“九五”期间提出

　　测定依据：

　　X=a+bV1

　　测定仪器：WP-1型快速测定仪

　　优点：不需要推算损失瓦斯量和测定残存瓦斯量,测定周期仅15～30min

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　测定步骤：

　　(1)采样

　　风动钻机压风引射负压取样，粒度为1～2mm，煤样10g

　　(2)瓦斯解吸量测定

　　皂膜流量计

　　(3)送样过程中的瓦斯解吸量

　　(4)煤样粉碎过程和粉碎后解吸 的瓦斯量

　　(5)可解吸瓦斯量的计算

　　优点：

　　简单易行，定点采样

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　二、煤层瓦斯含量测定

　　(6)间接法

　　计算公式：

　　需要数据：瓦斯压力，吸附常数，工业分析，孔隙率

　　缺点：需测参数多，周期长

　　三、矿井瓦斯涌出量预测 1、矿井瓦斯涌出来源

　　三、矿井瓦斯涌出量预测 2、影响矿井瓦斯涌出量的因素

　　三、矿井瓦斯涌出量预测 3、矿井瓦斯涌出量预测的任务与目的

　　任务

　　确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量

　　目的

　　(1)通风设计提供基础参数

　　(2)瓦斯管理与治理提供决策依据

　　(3)为地面煤成气和井下瓦斯抽放开发提供设计依据

　　三、矿井瓦斯涌出量预测 4、矿井瓦斯涌出量预测方法分类

　　三、矿井瓦斯涌出量预测 5、矿山统计预测法

　　三、矿井瓦斯涌出量预测 5、矿山统计预测法

　　三、矿井瓦斯涌出量预测 5、矿山统计预测法

　　三、矿井瓦斯涌出量预测 6、分源预测法

　　(一)分源预测法的基本原理

　　以煤层瓦斯含量、煤层开采技术条件为基础，根据各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律，计算回采工作面、掘进工作面、采区及矿井瓦斯涌出量。

　　三、矿井瓦斯涌出量预测 6、分源预测法

　　(二)预测所需的原始资料

　　(1)各煤层瓦斯含量测定资料、瓦斯风化带深度以及瓦斯含量等值线图;

　　(2)地层剖面和柱状图，图上应标明各煤层和煤夹层的厚度、层间距离和岩性;

　　(3)煤的工业分析(灰分、水分、挥发分和密度)和煤质牌号;

　　(4)开拓和开采系统图，应有煤层开采顺序、采煤方法、通风方式等。

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