矿井瓦斯涌出量预测.ppt

矿井瓦斯涌出量预测基本概念矿井瓦斯等级矿井瓦斯涌出量预测方法研究现状1矿山统计法q0利用求得的瓦斯梯度，可对深部的瓦斯涌出量进行预测：1.2一元回归法

如果已采区域内有比较多的瓦斯涌出量实测数据，采用回归分析方法建立瓦斯涌出量对深度的一元线性回归方程，可得到更高的预测精度。

瓦斯涌出量实测数据统计检验曲线回归1.3采用矿山统计法预测时需注意的问题2瓦斯含量法
这种方法以煤层瓦斯含量为基本的预测参数，通过计算井下各涌出源的瓦斯涌出量，得到矿井或某一预测范围的瓦斯涌出量预测值。
2.1矿井瓦斯涌出来源
矿井瓦斯的涌出来源如图所示，包括7个基本涌出源：（1）开采煤层瓦斯涌出
开采煤层瓦斯涌出量的大小主要受以下一些因素的影响：
煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量越大，涌出的瓦斯量越多。
煤的残存瓦斯含量煤中的瓦斯全部解吸需要较长的时间。煤炭运至地表后仍然含有部分瓦斯。运至地表后单位重量的煤中所含的瓦斯量称为煤的残存瓦斯含量。残存瓦斯含量的大小主要与煤的变质程度有关。通常，煤的变质程度越高，其残存瓦斯含量越大，这是由于不同变质程度的煤其孔隙结构不同。
煤层厚度与采高的比值相对瓦斯涌出量是根据绝对瓦斯涌出量和采出的煤量计算的。如果煤层厚度大，不能一次采全高，没有采出的煤也会向采掘空间涌出瓦斯。所以，煤层厚度与采高的比值越大，相对瓦斯涌出量也越大。掘进巷道排放瓦斯的影响工作面回采之前，已掘进的回风巷和运输巷会使工作面内沿巷道方向形成一定宽度的瓦斯排放带。瓦斯排放带越宽，回采过程中涌出的瓦斯量将越小。（2）邻近煤层瓦斯涌出
煤层开采过程中，围岩原有的应力状态遭到破坏，煤层顶板会依次出现冒落带、裂隙带、整体移动带，煤层底板会依次出现裂隙带、整体膨胀变形带。位于顶底板冒落带和裂隙带内的邻近煤层中的瓦斯，在瓦斯压力梯度作用下，会不断涌入开采煤层的采掘空间。
邻近煤层的瓦斯涌出量主要与下面一些因素有关：
邻近层与开采层的层间距层间距越小，邻近层越容易向开采煤层涌出瓦斯。
邻近层的瓦斯含量和残存瓦斯含量邻近层的瓦斯含量越大、残存瓦斯含量越小，涌入开采煤层采掘空间的瓦斯量就会越大。
邻近层数目要计算邻近煤层的瓦斯涌出量，需要将若干临近煤层的瓦斯涌出量累加起来邻近层厚度与采高的比值邻近层厚度相对于开采层采高的比值越大，以开采煤量计算的相对瓦斯涌出量应该越大。
（3）围岩的瓦斯涌出
煤层的围岩中也含有一定数量的瓦斯，它们以游离状态存在于围岩的孔隙和裂隙之中。煤层开采过程中，围岩中的瓦斯会很快从岩层中涌出。但由于围岩的瓦斯含量目前还难以准确测定，因而煤层围岩的瓦斯涌出量通常采用比例系数来估算，一般按开采层涌出量的5%-25%估算煤层围岩的瓦斯涌出量。
（4）掘进巷道煤壁瓦斯涌出
讨论巷道煤壁的瓦斯涌出量，涉及到巷道煤壁瓦斯涌出强度（单位时间、单位面积煤壁的瓦斯涌出量）。根据前苏联的研究，煤壁瓦斯涌出强度符合下列经验公式：V——掘进速度，m/min；
Q1——巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m3/min。
则一分钟的掘进面积为nm0V。于是，整条巷道的绝对瓦斯涌出量（m3/min）相当于一分钟的掘进面积连续涌出瓦斯L/V分钟。因此，巷道煤壁绝对瓦斯涌出量可表示为：（5）掘进落煤瓦斯涌出
掘进落煤绝对瓦斯涌出量Q2（m3/min）可表示为：
Q2=每分钟落煤量×(煤层瓦斯含量－煤的残存瓦斯含量)
（6）采空区瓦斯涌出
采空区可分为生产采区采空区和已采采区采空区。生产采区采空区包括生产采区内的已采工作面、残留煤柱、已掘巷道、报废巷道、采区内各种峒室等，已采采区采空区包括老采区、开拓巷道、井底车场内各种峒室等。
从目前的研究现状来看，影响采空区瓦斯涌出的因素很多，采空区瓦斯涌出量很难准确计算。各国都是采用采空区瓦斯涌出系数来估算采空区的瓦斯涌出量。采空区瓦斯涌出系数可分为生产采区采空区瓦斯涌出系数和已采采区采空区瓦斯涌出系数。2.2前苏联提出的预测公式
（1）开采煤层（包括围岩）相对瓦斯涌出量k3——煤柱瓦斯涌出系数，k3=∑l/L；
∑l——煤柱沿倾斜方向的宽度，m；
x0——煤层瓦斯含量，m3/t；
x1——煤的残存瓦斯含量，m3/t。不同变质程度煤的残存瓦斯含量见下表。
运到地表的煤中残存瓦斯含量表中的残存瓦斯含量x1′，应用时应按下式换算为煤层原始瓦斯含量x1：x0i——第i邻近层瓦斯含量，m3/t；
x1i——第i邻近层残存瓦斯含量，m3/t；
hi——第i邻近层与开采层的层间距，m；
hp——采动后煤层顶底板岩石受到影响的范围，m。
顶板的影响范围按下式计算：
hp=Zkm(1.2+cosα)
式中α——煤层倾角，度；
m——开采层采高，m；
Zk——与顶板管理方法有关的系数。采高2.5m，全部陷落法管理
顶板时，Zk=60；局部充填法，Zk=45；全部充填法:Zk=2