3、2。矿井瓦斯涌出量及抽采量3，2.1、本条是关于矿井瓦斯涌出量预测方法的有关内容 3,2,2,本条是关于矿井瓦斯涌出量预测内容和具体要求的有关规定,首先投产初期开采区域往往位于煤层露头附近.瓦斯含量较小，瓦斯涌出量较小、随着开采深度的增大.瓦斯含量增加 瓦斯涌出量增大,因此本标准不仅要求预测投产初期瓦斯涌出量、为确保设计的瓦斯抽采系统规模满足后期抽采的要求，还应根据煤层瓦斯赋存和开采接替计划安排分析何时瓦斯涌出量将达到最大。并预测此时采掘工作面瓦斯涌出量 采区或矿井瓦斯涌出量。此外为分析采掘工作面。采区或矿井瓦斯抽采效果 预计采区或矿井瓦斯抽采量和计算采掘工作面,采区或矿井的需风量。还应预测抽采后采掘工作面。采区或矿井瓦斯涌出量,3,2 3.本条是关于预计矿井或采区可达到的瓦斯抽采量的有关内容。可达到的瓦斯抽采量是指设计的抽采方式方法在当前抽采技术条件下所能达到的最大抽采量。需要说明的是该值实质是一个抽采强度值、即单位时间内的抽采量 与抽采总量本质不同。可达到的瓦斯抽采量与抽采方法、钻场及钻孔间距等,煤层透气性系数等密切相关 目前尚无明确统一的计算方法，有关规程规范，教材 手册等也未涉及如何确定瓦斯抽采量的问题 但该问题又是确定瓦斯抽采系统能力所必需的。因此.本次修订特补充该项内容.瓦斯抽采的方式方法很多 按瓦斯汇集来源分为本煤层抽采 邻近层抽采和采空区抽采 按抽采机理分为抽采未卸压瓦斯和抽采卸压瓦斯 按汇集瓦斯的方法分为钻孔抽采,巷道抽采和混合式抽采.按开采情况分为采前预抽、回采期间的抽采和开采后的采空区抽采等 本条第一层次按瓦斯抽采与采掘的先后关系来进行预测统计 分为采掘前预抽，采掘期间抽采和采后采空区抽采，这里采掘前预抽指对尚未形成工作面的区段煤层或已形成工作面的回采区域预抽和煤巷条带预抽，采掘期间抽采包括回采工作面生产期间继续预抽本煤层。上下邻近层和围岩卸压瓦斯抽采。煤巷掘进时边掘边抽等.采后采空区抽采包括现有采空区抽采及老采空区抽采、第二层次再按抽采地点统计 在预计可达到的瓦斯抽采量过程中应注意以下几点。1，投产初期采掘工作面往往位于煤层露头附近、瓦斯含量较小。瓦斯抽采量较小、随着开采深度的增大、瓦斯含量增加，瓦斯抽采量增大,因此预计瓦斯抽采量时不能仅考虑投产初期瓦斯抽采量 应根据采、掘 抽接替计划安排、并结合煤层瓦斯赋存情况和煤层开采顺序分析确定在瓦斯抽采系统服务年限内何时瓦斯抽采量将达到最大 并预计此时瓦斯抽采量，2 预计采掘前预抽瓦斯量，采掘期间瓦斯抽采量和采后采空区抽采量时，应根据设计的抽采方式方法和具体抽采点数量确定。如临近层卸压瓦斯量很小。设计也并未考虑抽采临近层卸压瓦斯。即不必预计邻近层卸压瓦斯抽采量,另外采掘期间瓦斯抽采量计算式 3,2，3，6 虽未考虑煤巷掘进时边掘边抽瓦斯量，设计中可根据按钻孔控制范围和抽采时间按计算式、3。2 3、5 预测或依据类似矿井经验评估煤巷掘进时边掘边抽瓦斯量.并将其考虑采掘期间瓦斯抽采量中即可 3.本标准也未考虑到厚煤层分层开采的情况 若开采上分层需抽采下分层卸压瓦斯时、可参考预计邻近层卸压瓦斯抽采量的方法预计下分层卸压瓦斯抽采量，并将其考虑采掘期间瓦斯抽采量中即可。4。在预计煤层区段或工作面回采区域预抽瓦斯量.煤巷条带或石门揭煤区域预抽瓦斯量、回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量时均有一个瓦斯抽采不均衡系数,三者含义完全一致 但取值略有不同、在预计煤层区段或工作面回采区域预抽瓦斯量时,由于抽采的负压作用可能将围岩或抽采区域范围之外的一部分瓦斯抽出 但相对于预抽区域而言该部分瓦斯所占比例较小,因此瓦斯抽采不均衡系数取1.05,1 20 在预计煤巷条带或石门揭煤区域预抽瓦斯量时。由于煤巷条带为狭窄的长条状.石门揭煤区域范围较小 在抽采的负压作用下煤巷条带两侧或石门揭煤区域四周的瓦斯可能运移到煤巷条带或石门揭煤区域中而被抽采出来。但相对于回采工作面而言，该部分瓦斯所占比例较大，因此瓦斯抽采不均衡系数取1、50、2。00.在预计回采期间邻近层和围岩卸压瓦斯抽采量时 同样由于抽采的负压作用可能将不可采煤层和围岩中瓦斯抽出,该值与不可采邻近煤层层数 瓦斯含量大小和围岩含瓦斯的多少等有关,此时瓦斯抽采不均衡系数可取1。20 1、50,也可参考对应地层范围内不可采煤层和围岩瓦斯资源量与可采煤层瓦斯资源量比例的确定、5 邻近层瓦斯排放率η1指不考虑瓦斯抽采效果情况下邻近层瓦斯自然排放率 该值大小与层间距大小和层间岩石性质有关,应按现行行业标准、矿井瓦斯涌出量预测方法。AQ 1018的要求取值。邻近层卸压瓦斯抽采率Ky的大小应根据针对邻近层的卸压瓦斯的抽采方式方法种类.钻孔对邻近层卸压区域控制范围的大小和钻孔间距等因素确定，6 回采工作面和煤巷条带预抽时间t长短主要受煤层透气性系数大小，设计要求达到的煤层瓦斯预抽率高低和钻孔间距大小等影响,目前生产矿井可通过在不同区域布置不同钻孔间距的抽采钻孔来考察它们抽采效果。并确定抽采达标的时间 新建矿井尚无成熟的计算方法可采用、设计时大多凭经验确定或采用条件类似矿井经验数据.以观音山煤矿一井为例,本矿井为煤与瓦斯突出矿井,设计推荐采用底板穿层钻孔预抽区段煤层瓦斯，包括工作面回采区域和煤巷条带区域，煤巷条带区域钻孔间距6m。工作面回采区域因预抽时间充分、沿走向方向钻孔间距8m，沿倾斜方向间距10m C5煤层透气性系数为0 607m2 MPa2 d 2.67m2 MPa2,d，钻孔瓦斯流量衰减系数为0.59d。1 1,0d。1 从透气性系数评价C5煤层属于可以抽采放煤层.从钻孔瓦斯流量衰减系评价C5煤层属于较难抽采煤层，总体来讲C5煤层介于较难抽采煤层至可以抽采煤层之间。800m水平西一一采区C5煤层瓦斯含量为5、2m3，t 13 62m3，t.西一二采区C5煤层瓦斯含量为7,1m3。t.14。6m3 t，按.防治煤与瓦斯突出规定，的要求。在开采前原煤瓦斯含量应降到8.0m3,t以下、西一一。西一二采区C5煤层最下一个区段原煤瓦斯含量预抽率应分别不低于41 3。45 2.最下一个区段煤巷条带区域时间均按9个月至12个月设计 工作面回采区域预抽时间按12个月至15个月设计,7.采空区瓦斯抽采包括现有采空区抽采及老采空区抽采 该处现有采空区及老采空区即现行行业标准,矿井瓦斯涌出量预测方法、AQ。1018中生产采区采空区及已开采完毕采空区。现有采空区抽采主要指正在开采工作面采空区抽采，当采掘前预抽 回采期间预抽和卸压抽采后工作面瓦斯涌出量仍较大。通风排放仍有困难时.应考虑抽采回采工作面采空区瓦斯，主要是针对回采工作面后方顶底板来压后上.下邻近层涌入采空区的瓦斯,当开采单一煤层，采煤工作面瓦斯涌出量主要来自本煤层，采空区的瓦斯来源仅有残余浮煤和围岩 此时采空区瓦斯抽采量宜取小值.当开采煤层群时,采煤工作面瓦斯涌出量主要来自上.下邻近层,而上,下邻近层的卸压主要是通过顶板冒落 底板卸压底鼓后形成的通道进入工作面 此时采空区瓦斯抽采量宜取大值、此外，当确定回采工作面采空区瓦斯抽采量后。应根据回采工作面过风断面和风速验算回采工作面瓦斯浓度是否超限,否则应考虑适当提高回采工作面采空区瓦斯抽采量或降低回采工作面推进度，8.如设计有高低负压瓦斯抽采系统 按各系统承担的抽采任务分配高低负压瓦斯抽采系统可达到的瓦斯抽采量、9 以观音山煤矿一井为例,举例说明预计可达到的瓦斯抽采量计算过程 观音山煤矿一井达产时共有西一一、西一二两个采区生产.两个采区各布置1个综采工作面,1.采前预抽瓦斯量计算，当开采西一一采区 西一二采区最下一个区段时，预抽瓦斯量最大，根据采掘抽接替计划安排。西一一采区、西一二采区各考虑一个C5煤层区段预抽瓦斯面 同时预抽工作面回采区域瓦斯和煤巷条带区域瓦斯,西一一采区煤层平均厚5 49m。预抽工作面斜长215m 含煤巷条带,回采工作面长度为1200m.C5煤层最大瓦斯含量为13 62m3 t、抽采后C5煤层最大瓦斯含量降为8 0m3、t 预抽时间按15个月考虑。K1值取1。20 西一一采区区段煤层预抽瓦斯量为,西一二采区东翼煤层平均厚4,62m，预抽工作面斜长215m，含煤巷条带 回采工作面长度为1320m，C5煤层最大瓦斯含量为14，60m3。t.抽采后C5煤层最大瓦斯含量降为8、0m3、t,预抽时间按16个月考虑、K值取1、20、西一二采区区段煤层预抽瓦斯量为.2、回采期间瓦斯抽采量计算。回采期间本煤层预抽量 西一一采区，西一二采区回采期间工作面继续预抽。其抽采量按预抽面的40、考虑，故西一一采区.西一二采区回采期间工作面预抽量分别为11。36m3、min 11。59m3 min,回采期间邻近层卸压瓦斯抽采量.上邻近层部不可采邻近层有C1 C2。C3，C3、1。C3 2、C4等煤层 西一一采区回采期间邻近层卸压瓦斯抽采量计算详见表3，经计算.西一一采区回采期间邻近层卸压瓦斯抽采量为4、62m3.min,同样西一二采区回采期间邻近层卸压瓦斯抽采量为4。78m3.min。掘进工作面局部抽采量预计。C5煤层掘进前已实施底板穿层钻孔预抽煤层瓦斯 仅对C5煤层局部有突出危险的区域需再实施抽采。根据同类矿井的经验,预计每个掘进工作面局部抽采量为2、0m3，min、西一一、西一二采区最多时各按2个掘进局部抽采工作面考虑，即西一一.西一二采区掘进工作面局部抽采量均按4、0m3。min考虑,西一一采区回采期间瓦斯抽采量.11,36。4.62。4 19、98。m3 min，西一二采区回采期间瓦斯抽采量、11 59。4，78 4.20,37，m3。min.3.采空区瓦斯抽采量预计、采空区瓦斯抽采率通常可取预抽，卸压抽后工作面剩余瓦斯涌出量的20.60,本矿井采空区瓦斯抽采量与风排量按3、7分配，即采空区抽采30.风排70、经预测，西一一采区C5煤层工作面量采空区抽采量为5.27m3。min.西一二采区C5煤层工作面量采空区抽采量为4 16m3 min，设计考虑到本矿井煤层厚度变化较大，采空区浮煤较多,采空区瓦斯抽采量波动范围较大 因此西一一采区，西一二采区采空区瓦斯抽采量均按6、0m3 min考虑。4.预计可达到的瓦斯抽采量.西一一采区预计可达到的瓦斯抽采量为,22.72 19、98,6。0。48.70.m3，min、西一二采区预计可达到的瓦斯抽采量为、23、17，20，37，6。0.49，54、m3.min，3，2.4.本条是关于满足瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量计算的有关内容。需要说明的是该处绝对瓦斯涌出量Q是指以原煤瓦斯含量预测的瓦斯涌出量值,以观音山煤矿一井为例.举例说明满足瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量计算过程 观音山煤矿一井达产时共布置西一一 西一二两个采区、经预测西一一，西一二两个采区最大绝对瓦斯涌出量分别为67 26m3 min 63。96m3.min、按表3.2。4可知，西一一.西一二两个采区瓦斯抽采率应大于或等于45 西一一，西一二两个采区满足瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量分别为,Q2.Q.ηk.67，26 45，30，27 m3、min,Q2、Q,ηk。63。96 45,28.78.m3.min、3。2 5、本条是关于满足通风要求的瓦斯抽采量计算的有关内容，该处绝对瓦斯涌出量Q同样也是指以原煤瓦斯含量预测的瓦斯涌出量值,另外需要说明的是该方法仅仅是近似计算 实际瓦斯抽采量与风排瓦斯量之和可能大于矿井或采区瓦斯涌出量.仍以观音山煤矿一井为例 举例说明满足通风要求的瓦斯抽采量计算,西一一。西一二两个采区设计供风量均为120m3 s，风量备用系数取1 25.采区总回风巷允许瓦斯浓度为0 70.西一一，西一二两个采区满足通风要求的瓦斯抽采量分别为,3 2.6，本条是关于矿井或采区瓦斯抽采系统规模确定的原则.要求首先预计矿井或采区可达到的瓦斯抽采量,再分别计算满足矿井或采区瓦斯抽采达标和通风要求必须抽采的瓦斯量 确定瓦斯抽采系统规模应大于瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量和满足通风要求的瓦斯抽采量。小于或等于预计可达到的瓦斯抽采量,以观音山煤矿一井为例。举例说明瓦斯抽采系统规模的确定，西一一、西一二两个采区满足瓦斯抽采达标要求的瓦斯抽采量分别为30。27m3 min,28，78m3、min 满足通风要求的瓦斯抽采量分别为26、94m3 min。23，64m3,min 西一一，西一二两个采区预计可达到的瓦斯抽采量分别为48 70m3，min。49，54m3。min、设计考虑到本矿井瓦斯灾害较重，C5煤层厚度变化较大和产量波动。西一一采区、西一二采区两个采区抽采系统规模均按50m3.min设计、西一一采区,西一二采区分别建立高，低负压抽采系统、C5煤层预抽由高负压系统负责、采空区埋管抽由低压抽采系统负责 故高负压系统规模按44。0m3 min设计.低负压系统规模按6,0m3,min设计 在设计过程中可能出现以下三种情况，1、若预计可达到的瓦斯抽采量大于瓦斯抽采达标和满足通风要求抽采的瓦斯量,说明矿井或采区煤炭产能设计合理,拟实施的瓦斯抽采方式方法和抽采点配置合理.通过瓦斯抽采可满足安全生产需要。2.若预计可达到的瓦斯抽采量小于瓦斯抽采达标和满足通风要求抽采的瓦斯量二者之一。则说明矿井或采区煤炭产能设计过高.或拟实施的瓦斯抽采方式单一、或抽采点配置偏少.需要采取的措施是降低煤炭产能以减少瓦斯涌出量 或加大抽采力度、增加抽采方式和抽采点来提高瓦斯抽采量、3.若预计瓦斯抽采量远远大于瓦斯抽采达标和通风要求抽采的瓦斯量、应考虑瓦斯抽采的经济性和必要性 最后综合分析确定矿井或采区瓦斯抽采系统规模.