《安全专题瓦斯灾害防治毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安全专题瓦斯灾害防治毕业论文（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、安全专题瓦斯灾害防治毕业论文1.1瓦斯灾害因素分析1.1.1 瓦斯赋存状况吕梁中阳付家焉煤业施工补充钻孔时，在503号钻孔中采取4号煤层1个瓦斯样、9号煤层2个瓦斯样和10号煤层2个瓦斯样委托省煤炭工业局综合测试中心进行了瓦斯含量和瓦斯成分分析，并搜集了北侧相邻炭窑坪煤业公司扩勘孔（203、204）瓦斯分析资料，详见表1-1-1。 表1-1-1 各煤层瓦斯测试成果表 煤层钻孔号瓦斯含量（cm3/g.daf）自然瓦斯成分（%粉前）CH4CO2N2C2-C8CH4CO2N2C2-C8105034.730.12微量21.144.0674.80/5031.730.170.0110.153.8885.9
2、7/2032.850.280.0148.369.5142.120.012044.300.140.1570.064.5623.571.8295013.010.230.0131.432.3066.27/5022.530.090.0159.502.6737.730.1045032.590.160.0163.993.5632.240.21测试结果表明: 井田9号煤层瓦斯含量 (2.53-3.01 cm3/g.daf)。井田10号煤层瓦斯含量 (1.73-4.73 cm3/g.daf), 瓦斯含量变化较大。瓦斯分布不均一，故在今后生产中应加强瓦斯监察。另外，关于井田瓦斯分带情况，从钻孔瓦斯成分含量情况，
3、10号煤层井田北部应属氮气-甲烷带，南部应属氮气带。9号煤层应属氮气-甲烷带，4号煤层属氮气-甲烷带。另据晋安监煤字2006427号文件和吕煤安字2008571号文件批复，重组整合前井田各煤矿2006、2005、2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果见表1-1-2。表1-1-2 矿井瓦斯等级鉴定表 煤矿名称开采煤层瓦斯二氧化碳年度绝对涌出量（m3/min）相对涌出量（m3/t）鉴定等级绝对涌出量（m3/min）相对涌出量（m3/t）裕祥煤业1042.07135.16高0.571.83200611.87135.16高0.6891.852005裕安煤业41.175.05低（高 管）0.241.04200
4、8由上表得知，井田原裕安煤业公司开采4号煤层矿井瓦斯等级为低瓦斯高管矿井，裕祥煤业公司开采10号煤层属高瓦斯矿井。1.1.2 瓦斯涌出量预测及变化规律分析据省煤炭工业厅晋煤瓦发2010193号文件批复，该矿2010年2月委托省煤炭工业局综合测试中心对矿井10号煤层瓦斯涌出量进行了预测，预测结果为付家焉煤业公司开采10号煤层生产能力达到120万t/a时，矿井最大相对瓦斯涌出量为40.60 m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为107.65m3/ min。瓦斯涌出量计算容如下：1回采工作面瓦斯涌出量预测回采工作面瓦斯涌出量包括开采层瓦斯涌出量和邻近层瓦斯涌出量。式中：回采工作面吨煤瓦斯涌出量，m3/t ；
5、 开采层瓦斯涌出量，m3/t； 邻近层瓦斯涌出量，m3/t。1）开采层相对瓦斯涌出量（包括围岩瓦斯涌出量）计算瓦斯涌出量时按下式计算：式中：开采煤层（包括围岩）相对瓦斯涌出量，m3/t；围岩瓦斯涌出系数，综采取k1=1.3；工作面丢煤瓦斯涌出系数，其值为工作面回采率的倒数，综采取k2=1.2；准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数，按下式计算：K3=L工作面长度，取150m；h巷道预排瓦斯宽度，取14m；煤层厚度，5.74m；煤层开采厚度，5.74m；煤层瓦斯含量，12.20 m3/t；煤的残存瓦斯含量，取3.25 m3/t。2）邻近层相对瓦斯涌出量 式中：邻近层瓦斯涌出量，m3/t；
6、第个邻近层厚度，m；开采层的开采厚度，m；第 邻近层的瓦斯含量，m3/t；第 邻近层的残存瓦斯含量，m3/t；第邻近层瓦斯排放系数，根据开采煤层与邻近层之间距离、开采层顶底板岩性等关系选取。 1上邻近层 2缓倾斜煤层下邻近层 3倾斜、急倾斜煤层下邻近层 图1-1-1 邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线10号煤层开采时可向该煤层涌出瓦斯的邻近层有4、4下、5、6、7、8、9号6个上邻近煤层和11号下邻近层。其瓦斯涌出量计算详见表1-1-4。表1-1-3 10号煤层各邻近层瓦斯涌出量计算表煤 层名 称煤 厚采厚距10号煤层的距离瓦斯排放率备 注mmm%4号0.6092.4025上邻近层4下号0.2
7、580.20355号0.6565.50406号0.6841.14557号0.2133.64708号0.4226.16759号0.2415.638310号5.745.74开 采 层11号0.316.3480下邻近层表1-1-4 回采工作面瓦斯涌出量预测结果 生产时期回采工作面瓦斯含量（m3/t）日产量(t/d)瓦斯涌出量开采层（m3/t）邻近层（m3/t）合 计（m3/t）（m3/min）一采区北翼16.00363616.114.7220.8352.59南翼16.00363616.114.7220.8352.59二采区北翼12.20363611.313.2814.5936.84南翼12.2036
8、3611.313.2814.5936.842.掘进工作面瓦斯涌出量预测掘进工作面的瓦斯主要来源于煤壁和落煤两部分，其计算公式为： 式中：煤壁瓦斯涌出量，m3/min；落煤瓦斯涌出量，m3/min。1) 掘进工作面煤壁瓦斯涌出量 在巷道掘进过程中，巷道周围煤层中的瓦斯压力平衡状态遭到破坏，煤体部到煤壁间存在着压力梯度，瓦斯就会沿煤体裂隙及孔隙向巷道泄出。单位时间单位面积暴露煤壁泄出的瓦斯量（煤壁瓦斯涌出速度）随着煤壁暴露时间的延长而降低。通常暴露6个月后煤壁瓦斯涌出基本稳定。其计算公式为： 式中 q3掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；D巷道断面暴露煤壁面周长长度，m；厚煤层D=2h+b，h及
9、b分别为巷道的高度及宽度，综掘顺槽工作面D=23.2+4=10.4m；v巷道平均掘进速度；按设计的300m/mon即0.007m/min；L掘进巷道长度；取800m； q0煤壁瓦斯涌出初速度，m3/m2min,按下式计算：式中 Vr煤中挥发份含量；取采样实测值15.79%； W0煤层瓦斯含量，m3/t；一采区顺槽掘进取16.00 m3/t，二采区顺槽掘进取12.20m3/t；q01=0.026(0.0004(15.79)2+0.16)16.00=0.108m3/m2minq02=0.026(0.0004(15.79)2+0.16)12.20=0.082m3/m2min一采区煤壁瓦斯涌出量：q3
10、=10.40.0070.108(2(800/0.007)1/2-1)=5.31 m3/min；二采区煤壁瓦斯涌出量：q3=10.40.0070.082(2(800/0.007)1/2-1)=4.03 m3/min；2) 掘进工作面落煤瓦斯涌出量 式中 q4掘进巷道落煤瓦斯涌出量，m3/min；v巷道平均掘进速度，按设计的500m/mon即0.011m/min；S掘进巷道断面积，m2，S=3.24=12.80；煤的密度 t/m3；取1.32 t/m3；W0煤层瓦斯含量，m3/t；一采区顺槽掘进取16.00 m3/t，二采区顺槽掘进取12.20m3/t；WC煤层残存瓦斯含量，m3/t，WC取3.2
11、5m3/t。一采区落煤瓦斯涌出量：q4=12.800.0071.32(16.00-3.25)=1.51 m3/min；二采区落煤瓦斯涌出量：q4=12.800.0071.32(12.20-3.25)=1.06 m3/min；表1-1-5 掘进工作面瓦斯涌出量预测结果 生产时期掘进工作面煤厚（m）瓦斯含量（m3/t）巷长(m)掘进速度（m/mon）瓦斯涌出量（m3/min）煤壁落煤合计一采区北翼顺槽5.7416.008003005.311.516.82南翼顺槽5.7416.008003005.311.516.82二采区北翼顺槽5.7412.208003004.031.065.09南翼顺槽5.74
12、12.208003004.031.065.09从以上各式可看出，掘进工作面瓦斯涌出量在煤层瓦斯含量不变的情况下，与巷道掘进速度有关，掘进速度越快，其瓦斯涌出量越大；在煤巷掘进速度相同的情况下，所掘进煤层的瓦斯含量越大，巷道绝对瓦斯涌出量越大。按付家焉煤矿各煤层巷道的瓦斯含量及掘进速度情况，预计各煤层瓦斯涌出量计算结果见表1-1-5。3. 采区瓦斯涌出量预测生产采区瓦斯涌出量系采区所有回采工作面、掘进工作面（巷道）和生产采空区瓦斯涌出量之和，按下式计算：式中：生产采区瓦斯涌出量，m3/t； 生产采区采空区瓦斯涌出系数； 第i个回采工作面的瓦斯涌出量，m3/t； 第i个回采工作面的平均日产量，t/
13、d；第i个掘进工作面（巷道）的瓦斯涌出量，m3/min； 生产采区回采煤量和掘进煤量的总和，t/d。表1-1-6 生产采区瓦斯涌出量预测结果 生产采区日产量(t/d)采区瓦斯涌出量回采(m3/t)产量（t）掘进(m3/min)采空区系数合 计(m3/min)(m3/t)一采区381820.8336366.821.3086.1232.48二采区381814.5936365.091.3061.1123.054.矿井瓦斯涌出量预测矿井瓦斯涌出量是矿井全部生产采区和已采采空区瓦斯涌出量之和，按下式计算：式中：矿井瓦斯涌出量，m3/t； 已采采空区瓦斯涌出系数，根据本矿实际取1.25； 第i个生产 采区的瓦斯涌
