第4讲煤层瓦斯流动及涌出规律.ppt

《矿井瓦斯防治》课程第四讲章节提纲一、煤层瓦斯流场分类二、瓦斯流动理论三、煤矿瓦斯涌出量预测方法四、煤矿瓦斯等级鉴定单向流动示意图1-流线；2-等压线；3-巷道径向流动示意图1-流线；2-等压线；3-钻孔球向流动示意图1-揭开煤层的掘进工作面；2-等压线；3-流线二、瓦斯流动理论二、瓦斯流动理论二、瓦斯流动理论二、瓦斯流动理论二、瓦斯流动理论二、瓦斯流动理论瓦斯涌出量q—相对量m3/t；Ｑ—绝对量m3/d;A—日产量t/d。计算出矿井在一定生产时期、生产方式和配产条件下的瓦斯涌出量并绘制反映瓦斯涌出规律的涌出量等值线图。瓦斯涌出的形式是指矿井瓦斯在时间、空间上的分布形式。普通涌出长时间地、均匀地从煤体中涌出瓦斯。特点：时间上：连续不断空间上：普遍存在涌出强度：缓慢、均匀。特殊涌出矿井生产过程中在某些特定地点、突然地于一段时间内大量涌出瓦斯的现象。特点：时间上：突然地、不均匀的间断涌出空间上：非普遍存在涌出强度：产生动力破坏。特殊涌出分为瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。(1)煤层和围岩的瓦斯含量煤层瓦斯含量越高瓦斯涌出量也越大。●单一的薄煤层和中厚煤层开采时瓦斯主要来自煤层暴露面和采落的煤炭。●对于煤层群或单一煤层附近有瓦斯含量较大的岩层受采动的影响除了开采煤层涌出外还有邻近层的瓦斯通过裂隙涌出。在这种情况下瓦斯涌出量会大于煤层瓦斯含量。例如淮南谢二、谢三两个矿井开采13号煤层采区相对瓦斯涌出量是该煤层瓦斯含量的1.58~1.73倍。(2)地面大气压变化地面大气压变化引起井下大气压的相应变化对于从煤层暴露面涌出的瓦斯量影响甚微但对采空区或冒落处瓦斯涌出的影响比较显著。当地面大气压突然下降时井巷空气绝对压力减小采空区瓦斯积存区的气体压力不变使得采空区与井巷的气体压力差增加瓦斯会更多地涌入风流中使矿井的瓦斯涌出量增大。反之矿井的瓦斯涌出量将减少。(1)开采规模开采规模指开采深度、开拓与开采范围和矿井产量。①在瓦斯风化带内开采的矿井相对瓦斯涌出量与深度无关。在甲烷带内随着开采深度的增加相对瓦斯涌出量增大。②开拓与开采的范围越广煤岩的暴露面就越大因此矿井瓦斯涌出量也就越大。③矿井产量与矿井瓦斯涌出量间的关系比较复杂一般情况下：a.矿井达产之前b.矿井达产后c.开采工作逐渐收缩(2)开采顺序与回采方法①首先开采的煤层瓦斯涌出量大。②采空区丢失煤炭多回采率低的采煤方法瓦斯涌出量大。③顶板管理采用陷落法比充填法能造成顶板更大范围的破坏和卸压邻近层瓦斯涌出量就比较大。④回采工作面周期来压时瓦斯涌出量也会大大增加。(3)生产工艺瓦斯从煤层暴露面(煤壁和钻孔)和采落的煤炭内涌出的特点是初期瓦斯涌出的强度大然后大致按指数函数的关系逐渐衰减;落煤时瓦斯涌出量大于其它工序。综合机械化工作面推进度快产量高在瓦斯含量大的煤层内工作时瓦斯涌出量很大。(5)采区通风系统采区通风系统对采空区内和回风流中瓦斯浓度分布有重要影响。U型通风系统的回采工作面其上隅角容易聚集瓦斯。采用U型加尾巷的通风系统瓦斯聚积点移至采空区内的尾巷入风口提高工作面的安全性。(6)采空区的密闭质量采空区内往往积存着大量高浓度的瓦斯如果封闭的密闭墙质量不好或进、回风侧的通风压差较大就会造成采空区大量漏风使矿井的瓦斯涌出增大。综合以上所述影响瓦斯涌出量的因素是多方面的因各矿的条件不同涉及各种因素的影响程度也不同并非以上所说的各因素对每一矿井来说都是符合的。例如平顶山一矿由压入式改为抽出式通风时无论是瓦斯浓度还是绝对瓦斯涌出量都影响不大。但是对于某一具体矿山来说以上各因素总有一种或几种因素是主要的应找出主要影响因素的规律性对加强通风和瓦斯管理是很有必要的。煤矿瓦斯平衡是指各种瓦斯来源在煤矿瓦斯涌出总量中所占的比重。它取决于自然因素与开采技术因素当这些因素无大的变化时它保持相对稳定的数值。煤矿瓦斯平衡决定着煤矿风量分配和日常治理瓦斯工作的方向与重点。影响煤矿瓦斯平衡的主要因素：1）煤矿生产不同时期平衡表不同（初期、中期和后期）2）采深不同平衡表不同3）地质条件不同平衡表不同1）新建煤矿或生产煤矿新水平都必须进行瓦斯涌出量预测；2）煤矿瓦斯涌出量预测依据《矿井瓦斯涌出量预测方法》采用分源预测法或矿山统计法；3）煤矿瓦斯涌出量预测应包括以下资料：（1）煤矿采掘设计说明书（2）煤矿地质报告4）新建或生产煤矿新水平瓦斯涌出量预测由具有国家规定资质的专业机构和生产单位