矿井瓦斯涌出量预测与治理技术

矿井瓦斯涌出量预测与治理技术

内容提要

瓦斯是成煤过程中的伴生气体，它源于煤层又储于煤层，一旦开采煤炭就会有瓦斯涌出。瓦斯是一种灾害气体，它不但污染环境，而且可以诱发多种形式的灾害事故，对煤矿安全生产具有极大的危害性；同时，瓦斯又是一种高效、洁净的能源，合理地开发与利用瓦斯可以让瓦斯造福于人类。瓦斯虽然无形但有“常”，“常”指的是瓦斯的规律性。本章根据国内外最新研究成果，简要介绍煤矿瓦斯的危害、瓦斯成因、瓦斯赋存规律、瓦斯含量测试技术、矿井瓦斯涌出量预测技术方法和矿井瓦斯治理技术。

第一节瓦斯的性质、危害与用途

一、瓦斯的性质

广义上，瓦斯是煤矿井下有毒有害气体的总体；狭义上，瓦斯指的是甲烷。本文所指的瓦斯是甲烷。瓦斯是一种无色、无味、无嗅、可以燃烧或爆炸、微溶于水的气体，它具有如下的一些基本的物理性质。

；

化学式：CH

4

分子直径：0.41×10-9m；

分子量：16.042kg/kmol；

分子体积：22.36m3/kmol（0℃，0.1MPa下）；

密度：0.7168kg/m3（0℃，0.1MPa下）；

对空气的比重：0.5545（空气的比重定义为1）；

沸点：-161.7℃（0.1MPa下）；

溶点：-182.5℃（0.1MPa下）；

液态密度：415kg/m3；

扩散系数：0.196cm2/s（0℃，0.1MPa）；

水中的溶解度：55.6 l/m3（0℃，0.1MPa），33.1 l/m3（20℃，0.1MPa）；

）；

空气中的爆炸下限：5%（体积百分比，相当于1m3空气中含33g CH

4

）；

空气中的爆炸上限：15%（体积百分比，相当于1m3空气中含100g CH

4

）。

发热量：35.994MJ/m3（相当于8568大卡/m3，这里指的是100%的CH

4为便于应用参考，表1－1中列出了煤矿井下一些常见气体的部分物理性质。

二、瓦斯的危害

我国是世界上煤炭产量最大的国家，同时也是世界上煤矿瓦斯灾害最严重的国家。

煤矿常见气体的部分物理性质表1－1

在我国现有的613个国有重点煤矿中，有高瓦斯矿井170个，占煤矿总数的27.73%，突出矿井127个，占煤矿总数的20.72%。据国家煤矿安全监察局统计，在1994～1997年间，我国煤矿各类灾害事故死亡人数24759人，其中瓦斯灾害死亡人数为11600人，占同期煤矿灾害事故死亡人数的46.85%；四年间，国有重点煤矿各类灾害事故死亡人数为2784人，其中瓦斯灾害死亡1060人，占死亡人数的38.14%；地方煤矿各类灾害事故死亡人数为3771人，其中瓦斯灾害死亡1108人，占死亡人数的29.38%；乡镇煤矿各类灾害事故死亡18204人，其中瓦斯事故死亡8746人，占同期死亡总人数的48.04%。有关详细的统计数据详见表1-2～1-5。由此可以看出，瓦斯灾害是我国煤矿最严重的自然灾害。因此，只要煤炭生产不停止，瓦斯灾害治理就必定会是我国煤矿安全工作的重中之重。

瓦斯的危害是多方面，下面通过一些典型事例来说明瓦斯的危害。

1．污染环境，加剧大气“温室效应”

瓦斯对环境的污染主要表现为加剧大气“温室效应”。据有关研究成果报道，瓦斯

（CH

4）是仅次于氟利昂的温室气体，它产生的温室效应是CO

2

的25～30倍，且产生温

室效应的时效长达100～150年之久。全世界煤矿每年向大气排放600多亿m3，其中我国煤矿排放到大气中的瓦斯就多达190多亿m3，约占全世界煤矿排入大气瓦斯总量的三分之一。过去200～300年来大气中瓦斯浓度已增加了一倍。据有关专家估算，大气中瓦斯浓度每增加0.0001%，可导致地球表面温度升高1℃。近几年来，地球冰川消融、海平面升高、全球气候变暖等现象的加剧无疑是排入大气瓦斯总量增多、大气温室效应增强的恶果。

2．可造成瓦斯窒息事故

当巷道长时间处于微风或停风状态时，由于煤层瓦斯的不断涌入会导致巷内瓦斯浓度升高；当巷内瓦斯浓度达到43%时（空气中氧浓度降至12%左右），人进入后会感到呼吸非常短促；当瓦斯浓度达到57%时，巷内氧浓度将下降到9%以下，人若进入会即刻处于昏迷状态，时间稍长就会有死亡危险。

我国煤矿每年都要发生多起井下作业人员误入盲巷而窒息死亡的事故。1988年10月19日，江苏徐州矿务局垞城煤矿3103工作面斜材料道，由于巷道中、下部低洼积水封堵而形成再生盲巷，致使巷内瓦斯积聚，造成了包括生产副矿长在内的三人窒息死亡。

1994～1997年中国煤矿灾害事故死亡人数统计表1－2

3

1994～1997年中国国有重点煤矿灾害事故死亡人数统计表1－

3

1994～1997年中国地方国有煤矿灾害事故死亡人数统计表1－4

5

1994～1997年中国乡镇煤矿灾害事故死亡人数统计表1－

4

3．可酿成瓦斯燃烧事故

当巷道内的瓦斯浓度低于5%或超过15%时，一旦存在点火源，会酿成瓦斯燃烧事故。据统计，我国煤矿每年至少要发生10起以上的有人员伤亡的瓦斯燃烧事故。1987年4月6日，抚顺矿务局胜利矿－650m水平四条带，由于更换矿井东翼主扇造成采区停风，造成四条带采空区瓦斯大量向巷道涌出，因涌出过程遇到采空区未熄灭的火区，发生了第一次瓦斯燃烧事故，事故发生后，矿救护队员在井下抢险时，瓦斯二次燃烧，造成4人死亡，5人受伤。

4．引起瓦斯爆炸事故

当巷道或采场空气中的瓦斯浓度在5～15%范围内时，一旦存在点火源，将会引起瓦斯爆炸事故。据统计，1995年中，仅乡镇煤矿就发生瓦斯爆炸事故212起，死亡1371人。近几年，瓦斯爆炸事故次数和死亡人数有显著降低的趋势，但每年仍有近千人由于瓦斯爆炸而丧生。1988年11月26日3时50分，河南省平顶山市鲁山县靳家门煤矿－95m水平东翼采区三切眼，由于串联通风、停电恢复送电后不检查瓦斯浓度、放炮不用水炮泥封堵炮眼三个原因的共同作用，发生了一起掘进放炮引发的特大瓦斯爆炸事故，死亡23人，伤3人，直接经济损失21万多元，间接经济损失约60万元。

5．产生煤与瓦斯突出事故

当煤层瓦斯压力较高、地质构造复杂、地应力较大、煤层破坏严重时，在此区域作业的采掘工作面易于发生煤与瓦斯突出。我国各类煤矿中，有突出矿井近千个，每年要发生大小突出100多次，伤亡100多人。1988年4月19日4时10分，河南省郑州市荥阳县徐庄煤矿三井东翼主下山第四煤柱回采工作面在采煤过程中，由于违反作业规程盲目生产，发生了一起煤与瓦斯突出特大事故，突出煤量185吨，涌出瓦斯3.86万m3，造成12人死亡，2人重伤。

三、瓦斯的用途

瓦斯是一种洁净、便利、高热值的能源，同时又是一种有着广泛用途的化工原料。目前，我国煤矿抽出的瓦斯主要应用在如下几个方面。

1．用作城镇煤气

1952年抚顺矿务局龙凤矿本煤层预抽瓦斯获得成功，开创了中国煤层瓦斯规模化民用的纪元。目前，全国已有24万多户城镇居民用煤矿瓦斯取代煤或液化气作燃料。

2．用作锅炉和窑炉的燃料

3．瓦斯发电

早在1990年，抚顺矿务局老虎台矿从瑞典引进一套1500kw燃气发电机组，建造了中国第一座瓦斯发电站。1991年，六枝矿务局利用退役的飞机发动机，建成了一座2×400kw的瓦斯发电站，在发电的同时，并利用尾气余热向职工浴池供应热水。目前，山西晋城的许多大、中、小煤矿建立了坑口瓦斯发电站。

4．作为机动车的燃料

5．用作化工原料生产化工产品

利用瓦斯作原料可以生产炭黑、氢、氨、乙炔、甲醛、甲醇、福尔马林等化工产品。阳泉矿务局一矿利用抽出的瓦斯为原料建立了一座炭黑厂，年产炭黑200多吨。

第二节瓦斯的成因与赋存

一、瓦斯的成因

煤矿井下的瓦斯来自煤层和煤系地层，它主要是腐植型有机物质在成煤过程中生成的。有机物质沉积以后，一般经历两个不同的造气时期：从植物遗体到形成泥炭，属于生物化学造气时期；从褐煤、烟煤直到无烟煤属于煤化变质作用造气时期。瓦斯生成量的多少取决于原始母质的组成和煤化作用所处的阶段。

1．生物化学作用时期瓦斯的生成

泥炭阶段的腐植体，处于生物化学作用时期。在温度不超过50℃低温条件下，经厌氧微生物作用发酵分解成瓦斯和二氧化碳。

在沼泽、三角洲等水下生成的瓦斯，能够比较顺利地扩散到古大气中去，或者溶于水中，然后被水带到地表。在泥炭时期，泥炭的埋深一般不大，其覆盖层的胶结固化也不好，生成的瓦斯通过渗滤和扩散容易排放到大气中，因此，生物化学作用产生的瓦斯一般不会保留在煤层内。

随着泥炭层的下沉，覆盖层的厚度越来越大，压力与温度随之增高，厌氧微生物的生存环境恶化，生物化学活动逐渐减弱直至停止。在稍高的压力与温度作用下，泥炭化的木质素与纤维素便转化成为褐煤。

2．煤化变质作用时期瓦斯的生成

褐煤层进一步沉降，压力与温度的影响随之加剧，煤化变质作用增强。一般认为温度在50～220℃和相应的压力下煤层处于烟煤－无烟煤热力变质造气时期。在这一时期，煤的变质程度越高，其生成的瓦斯量也就越多。苏联B·A·乌斯别斯基根据地球化学与煤化作用过程反应物与生成物平衡原理，计算出各煤化阶段的煤生成的甲烷量，如表2－1示。

成煤过程中瓦斯生成量表2－1

二、瓦斯赋存

煤层经过漫长地质年代煤化过程生成的瓦斯，在其压力与浓度差的驱动下进行运移，其中大部分脱离产气煤层排放到古大气中；当在运移途中遇到良好的圈闭和贮存条件时，会聚集起来形成天然气藏。留存在现今煤层中的瓦斯，仅是其中的一小部分（占3～24%）。煤层保存瓦斯量的多少，主要取决于封闭条件（如煤层埋藏深度、煤层及围岩的透气性、地质构造等）与存贮条件（如煤的吸附性能、孔隙率、含水程度、温度与压力等）。煤层瓦斯赋存的一般规律如下：

1．沿煤层的垂向瓦斯具有分带性

当煤层具有露头或在冲积层之下有含煤盆地时，由于煤层内的瓦斯向地表运移和地面空气向煤层深部渗透、扩散，其结果是煤层沿垂向一般会出现四个分带：即“CO

2

－

N

2”、“N

2

”、“N

2

－CH

4

”、和“CH

4

”带。各带的气体成分组成如表2－2示。“CO

2

－N

2

”、“N

2

”、

“N

2－CH

4

”三带统称为瓦斯风化带。瓦斯风化带的深度视地质条件而异，我国一些矿井

的瓦斯风化带深度见表2－2。“CH

4”带称为瓦斯带，该带内气体组分的特点是，CH

4

的

浓度超过80%；瓦斯含量的赋存特点是，随埋深增加而有规律的增长，但是增长的梯度因地质条件而定。

煤层瓦斯垂向分带各带气体组分表2－2

瓦斯带的上界可按以下条件确定：

瓦斯压力p=0.1～0.15MPa;

瓦斯组分CH4≥80%（体积百分数）；

瓦斯含量（x）（煤芯中的甲烷含量）：

气煤x=1.5～2.0 m3/t可燃物；

肥煤与焦煤x=2.0～2.5 m3/t可燃物；

瘦煤x=2.5～3.0 m3/t可燃物；

贫煤x=3.0～4.0 m3/t可燃物

无烟煤x=5.0～7.0 m3/t可燃物相对瓦斯涌出量q=2～3 m3/t煤。

2.瓦斯在煤体中的赋存状态

瓦斯在煤体内的赋存呈两种状态：在煤内小孔以上包括裂隙空间内的瓦斯主要呈自由状态，称为游离瓦斯或自由瓦斯，由于瓦斯分子的热运动，它显示出一定的压力，这种状态的瓦斯服从气体定律即气体状态方程；另一种称为吸附瓦斯，它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部，占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。

实测表明，在目前开采深度（1000～2000m以内）煤层的吸附瓦斯量占70～95%，而游离瓦斯量仅占5～30%。

3．影响煤层瓦斯含量的因素

在成煤过程中每形成1t煤所生成的瓦斯量理论上约为100～400 m3，但国内外大量实测资料表明，现今的煤层原始瓦斯含量一般最大不超过30～40 m3/t，这就说明成煤过程中生成的瓦斯绝大部分已逸散到地表，或在地质条件适合时，如煤盆地地层中有大

面积隔气层和储气构造，煤层中的瓦斯运移到储气构造中，形成煤成气藏。由此看来，煤层瓦斯含量除与生成瓦斯量有关外，主要取决于煤生成后瓦斯运移条件和煤保存瓦斯的能力（吸附性、孔隙率等）。现将影响煤层瓦斯含量的主要因素分析如下：

①煤田地质史

从植物的堆积一直到煤炭的形成,经历了长期复杂的地质变化,这些变化对煤中瓦斯的生成和排放都起着一定的作用。煤层中瓦斯生成量、煤田范围内瓦斯含量的分布以及煤层瓦斯向地表的运移，归根到底都有取决于煤田的地质史。成煤后地壳的上升将使剥蚀作用加强，从而给煤层瓦斯向地表运移提供了条件；当成煤后地表下沉时，煤田为新的覆盖物覆盖，从而减缓了煤层瓦斯的逸散。

例如，开平煤田东欢坨区，石炭二叠系煤层直接由厚150～600m的第四系冲积层覆盖，表明该区在第四系冲积层沉积前，煤层瓦斯已经过漫长地质年代的排放，实测表明，在距地表680～700m深处，煤层的瓦斯含量仅1.4～2.2 m3/t可燃物。

②地质构造

断层对煤层瓦斯含量可以有性质上截然不同的两种影响，开放性断层是煤层瓦斯排放的通道，在这类断层附近,煤层瓦斯含量减小;封闭性断层本身透气性差，而且割断了煤层与地表的联系，往往使封闭区段的煤层瓦斯含量增大。例如，淮南谢家集二井的F18号断层，该断层上盘的煤与地表毗连，处于瓦斯风化带，而断层下盘的煤层由于被断层封闭，煤层瓦斯含量增大。在该矿第一水平开采过程中,处于断层下盘的北部区，其相对瓦斯涌出量一直保持在10～20 m3/t；而处于断层上盘的南部区，虽然开采深度与北部区相同，但相对瓦斯涌出量却小于5 m3/t。

在被基岩覆盖的闭合和半闭合背斜转折

区，由于煤层运移路线加长和瓦斯排出口不

断缩小，增大了瓦斯运移的阻力，因此，在

同一开采深度下比构造两翼瓦斯含量大；而

在向斜转折处则恰恰相反，煤层瓦斯含量减

小，这是由于供应瓦斯区域逐渐减小，而瓦

斯向地表运移的通道逐渐扩大的结果，如图

2—1所示。

③煤层的赋存条件

煤层有无露头对煤层瓦斯含量有一定影图2—1 半封闭背、向斜转折区瓦斯运移结果响。煤层有露头时，瓦斯易于排放；无露头1—瓦斯含量增大区 2—瓦斯含量正常区时，煤层瓦斯易于保存。例如，中梁山煤田3—瓦斯含量减小区 4—瓦斯含量等值线煤层呈覆舟状，地表无露头，煤层瓦斯不仅含量大而且有煤与瓦斯突出危险。

煤层埋藏深度是决定煤层瓦斯含量大小的重要因素。对同一煤田或煤层，在瓦斯风化带以下，煤层瓦斯压力随深度加大线性增大，故煤层瓦斯含量随深度增大而增大，它反映了煤层瓦斯由深部向地表运移的总规律，该规律已为大量生产和科研实践所证实。

由于煤层的透气性一般比围岩大得多，而倾角越小瓦斯运移的途径越长，因此在其它条件大致相同的情况下，在同一开采深度上，煤层倾角越小，煤层所含瓦斯越多。

④煤层围岩性质

围岩致密完整、不透气时，煤层瓦斯易于保存；反之，煤层瓦斯易于逸散。大同和抚顺两煤田瓦斯的对比可作为围岩性质对煤层瓦斯含量影响的典型例子。大同煤田煤的变质程度高（无烟煤），其成煤过程生成瓦斯量和煤的吸附能力均较抚顺煤田的煤为大，但大同煤的瓦斯含量却远比抚顺煤为小，这是因为大同煤田煤层的顶板由孔隙发育、透气良好的砂岩、砾岩和砂页岩组成，煤层中的瓦斯绝大部分已逸散；而抚顺煤田煤层的顶板则为厚达百米的致密的油母页岩和绿色页岩，大量瓦斯得以保存。

对湖南各煤田煤层围岩性质的大量调查表明，当煤层围岩由低透气性的岩石组成时，不但矿井瓦斯涌出量大，且煤与瓦斯突出严重；而围岩由高透气性岩石组成时，不但无煤与瓦斯突出危险，且矿井瓦斯涌出量也小。

⑤煤的变质程度

由表2－1可以看出，煤的变质程度越高，生成的瓦斯量越大，因此，在其它条件相同的条件下，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量就越大。在同一煤田，煤吸附瓦斯的能力随煤的变质程度的提高而增大，故在同一瓦斯压力和温度条件下，变质程度高的煤层往往能保存更多的瓦斯。但应指出，当由无烟煤向超级无烟煤过渡时，煤的吸附能力急剧减小，煤层瓦斯含量大为减低。

⑥岩浆活动

岩浆活动对煤层瓦斯含量的影响较为复杂。在岩浆接触变质和热力变质的影响下，煤能够再一次生成瓦斯，并由于煤变质程度的提高而增大了吸附能力，因而岩浆活动影响区域煤层的瓦斯含量增大。但在无隔气层的情况下，由于岩浆的高温作用强化了煤层排放瓦斯，从而煤层瓦斯含量减小。故对不同煤田，岩浆活动对煤层瓦斯含量的影响可能是各不相同的。在北票煤田，火成岩侵入区域煤层瓦斯含量较大且煤与瓦斯突出严重。

⑦水文地质条件

尽管瓦斯在水中的溶解度仅1%～4%，但在地下水交换活跃地区，水却能从煤层中带走大量瓦斯，从而使煤层瓦斯含量明显减少。例如，南桐直属二井的突出煤层，在地下水活跃区域，煤层瓦斯含量很小，且不发生煤与瓦斯突出。

第三节 有关煤层瓦斯的几个基本概念

一、煤层原始瓦斯压力

当煤层未受采动影响而处于原始赋存状态时，煤中平衡瓦斯压力称之为煤层原始瓦斯压力，其物理单位为MPa （兆帕）。

二、煤层残存瓦斯压力

当煤层受采动影响涌出一部分瓦斯后，此时煤层中残留瓦斯的压力大小称之为煤层残存瓦斯压力，其物理单位为MPa 。煤层的残存瓦斯压力总小于原始瓦斯压力。

三、煤层原始瓦斯含量

当煤层未受采动影响而处于原始赋存状态时，单位重量煤中所含有的换算成标准状态下（0℃，0.1MPa ）的瓦斯体积称之为煤层原始瓦斯含量，它常用m 3/t 和cm 3/g 作计量单位。

四、煤层残存瓦斯含量

当煤层受采动影响而涌出一部分瓦斯后，此时，单位重量煤中所含有的换算成标准状态下的瓦斯体积称之为煤层残存瓦斯含量，它的常用计量单位亦是m 3/t 和cm 3/g 。 五、煤的可解吸瓦斯含量 煤自原始瓦斯含量与0.1 MPa 瓦斯压力下的煤层残存瓦斯含量之差称之为煤的可解吸瓦斯含量，其物理单位为m 3/t 或cm 3/g 。煤的可解吸瓦斯含量大致代表单位重量的煤在开采过程中在井下可能涌出的瓦斯量。

六、煤的瓦斯容量

当煤中瓦斯压力无限升高时，单位重量煤所能吸附的换算成标准状态下的瓦斯体积称之为煤的瓦斯容量。瓦斯容量与煤的变质程度有关，从褐煤到无烟煤，随着煤的变质程度的升高，瓦斯容量也随着加大。瓦斯容量实际上是煤对瓦斯的极限吸附量。

七、瓦斯浓度

单位体积空气中所含有的瓦斯体积的体积百分数称之为瓦斯浓度，常用%作单位，我们常说的瓦斯浓度为1%表示的是井下每1m 3大气中含有0.01m 3的瓦斯，或者说每100m 3的井下空气中含有1m 3的瓦斯。它与煤层瓦斯含量的概念是截然不同的。

八、矿井相对瓦斯涌出量

矿井在正常生产条件下每采一吨煤所涌出的瓦斯体积称之为矿井相对瓦斯涌出量，单位是m 3/t 。矿井相对瓦斯涌出量可能高于开采煤层的原始瓦斯含量，也可能低于开采煤层的原始瓦斯含量。对于给定的煤层赋存条件和开采工艺，矿井相对瓦斯涌出量与煤层原始瓦斯含量之间存在的必然关系。

九、矿井绝对瓦斯涌出量

矿井在单位时间内涌出瓦斯的体积称为矿井绝对瓦斯涌出量，通常的度量单位是m 3/min 或m 3/d 。矿井绝对瓦斯涌出量与相对瓦斯涌出、日产量之间有如下的关系：

1440

A

q Q ?=………………………………（3--1）

式中 Q ——矿井绝对瓦斯涌出量，m 3/min ；

q ——矿井相对瓦斯涌出量，m 3/t ； A ——矿井日产量，t/d 。

第四节煤层瓦斯含量测定

一、煤层瓦斯含量测定方法分类

煤层瓦斯含量是煤层瓦斯主要参数之一，它是矿井进行瓦斯涌出量预测和煤与瓦斯突出预测的重要依据参数之一。

煤层瓦斯含量测定方法根据应用范围分为地质勘探钻孔中应用的方法和煤矿井下应用的方法两大类；根据方法本身的特点，又可分为直接方法和间接方法。

直接法比较简单，应用该法时，直接从采取的煤、岩试样中抽出瓦斯，确定瓦斯成份和瓦斯含量。该法的优点是瓦斯量是直接测定的，避免了间接法测定许多参数时的测定误差；缺点是在试样采取过程中难免有部分瓦斯逸散，需要建立补偿瓦斯损失量的方法。

间接法比较复杂，它是先在井下实测或根据赋存规律推算煤层瓦斯压力，并在试验室测定煤的孔隙率、吸附等温线和煤的工业分析，然后再计算煤层瓦斯含量。该法的优点是煤样不须密封，采样方法简单，且如果已知煤层各个不同区域的瓦斯压力，则可根据吸附等温线推算各个不同区域的煤层瓦斯含量；该法的缺点是需要在井下实测煤层瓦斯压力。

二、煤层瓦斯含量直接测定方法

1、煤的残存瓦斯含量测定方法

测定煤的残存瓦斯含量时，可采用直接法。采用该法的测定步骤如下：

（1）采样。采取新鲜煤芯或碎煤约200g，装入特制密封容器（真空罐）中加以密封。

（2）试验室脱气与气体分析。试样送到试验室后，利用图4－1所示的真空脱气装置，加热至95℃用真空泵抽出煤样中的气体然后用气色谱仪分析气体成份。

图4—1 真空脱气装置

（3）煤样粉碎。煤样脱气结束后，打开真空罐取出煤样，放进密封球磨罐进行粉碎。要求粉碎后煤样绝大部分（80%以上）的粒度在0.25mm以下。

（4）粉碎后脱气与气体分析。将装有已粉碎煤样的密封球磨罐进行加热和真空脱气，方法同步骤（2），直到基本上无气体解吸为止。

（5）煤样称重与工业分析。

（6）煤中残存瓦斯量计算。根据2个阶段脱气的气体分析结果中的氧含量，扣除混入的空气成份，即换算出了无空气基的煤层气体成分，再根据两次脱气抽出的气体体积和成份、煤样重量和煤质分析结果，就很容易算出单位重量煤（或可燃质）中含有的瓦斯量，即煤的残存瓦斯含量。

2、地勘期间煤层瓦斯含量测定方法——地勘解吸法

为了在地勘期间准确测定煤层原始瓦斯含量，必须使用专门的仪器在地质钻孔中采样，以保证采样过程中损失瓦斯量最小，或者采用某种方法对损失瓦斯量加以补偿。

我国自60年代起，在地勘钻孔中采用集气式岩芯采取器测定煤层原始瓦斯含量，但应用表明，该法测定成功率仅为50%～60%，近年来已逐渐被淘汰。当前我国地勘时期广泛使用解吸法测定煤层原始瓦斯含量。

解吸法是把钻孔专用仪器采样改为用普通岩芯管在孔底取煤芯，利用密封罐在煤芯提升到孔口时采样。这样做的结果，既减少了钻孔采样的困难，又不影响正常钻进。该法自1973年起在美国得到了广泛的应用，抚顺分院在1978～1981年期间在我国一些煤田进行了工业试验，完善了测定中所用的成套仪器和工具，已使之标准化。

该法采样与真空罐法相同，只是在采样后要进行煤样瓦斯解吸规律测定，并根据解吸规律和煤样暴露时间推算损失的瓦斯量。

解吸法测定煤层原始瓦斯含量的具体步骤如下：

（1）采样

用普通煤芯管采取煤芯，当煤芯升到地表之后，选取煤样约300～400g，立即放进密封罐中密封，密封罐结构如图4－2所示。在采样过程中，测定提升煤芯和煤样在空气中的暴露时间。

（2）瓦斯解吸规律测定

煤样装入密封罐后，在拧紧罐盖过程中，应将穿刺针头插入垫圈，以便在密封罐时能排出罐内气体。密封后，密封罐应立即与瓦斯解吸速度测定仪连接，以测定煤样解吸瓦斯量随时间的变化规律。抚顺分院研制的解吸速度测定仪如图4－3所示。

测定进行2h后，把煤样送到试验室进行脱气和气体分析。

图4—2 密封罐图 4—3 煤芯瓦斯解吸速度测定仪

（3）损失瓦斯量计算

煤样解吸测定前损失的瓦斯量取决于煤芯在孔内和空气中的暴露时间和煤样瓦斯解吸规律。试验和理论分析结果表明，煤样在刚开始暴露的一段时间内，累计解吸的瓦

斯量与煤样解吸时间的平方根成正比例，即：

t t k V z +=0……………………（4－1）

式中 V z ——煤样自暴露时起到解吸测定进行时间为t 时的瓦斯总解吸体积，ml ；

t 0——煤样在解吸测定前的暴露时间，min ；

2102

1

t t t +=

t 1——提钻时间，据经验煤样在钻孔的暴露时间取为12

1

t ，min ；

t 2——解吸测定前煤样在地面的暴露时间，min ； t ——煤样解吸测定的时间，min ；

k ——比例常数，21

min /ml 。

显然，解吸测定测出的瓦斯解吸量V 仅为煤样总解吸量V z 的一部分，仅是t 0到t 那部分解吸量，解吸测定前煤样在暴露时间t 0时已损失的瓦斯量0t k V z =，由此

20V t t k V -+=…………………（4－2）

上式为直线方程式，可用最小二乘法求出常数k 和V 2，V 2即为所求的瓦斯损失量，为简便起见，也可用作图法求算瓦斯损失量。为此，以实测累计瓦斯解吸量V 为纵坐标，以t t +0为横坐标，把全部解吸观测点标绘在如图4－4所示的坐标纸上，将开始解吸一段时间内呈直线关系的测点连线，并延长与纵坐标轴相交，其截距即为所求的损失瓦斯量。

从现场应用该法的实践结果来看，损失 瓦斯量占煤样总瓦斯量的10%～50%。煤的 瓦斯含量越大，煤越粉碎，损失瓦斯量所占 比例也越大。由于该法未考虑煤芯在钻孔和 空气中解吸规律的差别，而且钻孔中煤样的 瓦斯解吸时间未准确确定，故当前瓦斯损失 量的确定仍是半经验性的近似计算，因此， 为了提高煤层瓦斯含量的测定精度，应尽量 减少煤样的暴露时间，尽量选取较大粒度的 煤样，以减小瓦斯损失量在煤样总瓦斯量中 所占的比重。

（4）试验室煤样脱气及气体成分分析 经过解吸测定结束后的煤样，在密封状 态下应尽快送到试验室进行加热（95℃）真 空脱气，脱气完后将煤样粉碎，再进行一次 脱气，最后进行气体组分分析。脱气、粉碎

和气体分析方法与测残存瓦斯含量时相同。 图4—4 瓦斯损失量计算图 最后将煤样称重并进行工业分析。

5、煤层瓦斯含量计算

煤层瓦斯含量是上述各阶段放出的瓦斯总体积与损失瓦斯量之和同煤样重量的比值。即：

G

V V V V X 4

3210+++=

……………（4－3）

式中 X 0——煤层原始瓦斯含量，ml/g ；

V 1——煤样解吸测定中累计解吸出的瓦斯体积，ml ； V 2——推算出的瓦斯损失量，ml ；

V 3——煤样粉碎前脱出的瓦斯量，ml ； V 4——煤样粉碎后脱出的瓦斯量，ml ； G ——煤样重量，g 。

应当指出，各阶段放出的瓦斯体积皆应换算为标准状态下的体积。 3、井下煤层瓦斯含量测定方法——钻屑解吸法(A) 抚顺分院在1980～1981年期间，研究提出了钻屑解吸法测定煤层瓦斯含量的方法。方法的原理与地勘钻孔所用解吸法相同。与在地勘钻孔中应用相比，该法在井下煤层钻孔应用的明显优点：一是煤样暴露时间短，一般为3～5min ，且易准确进行测定；二是煤样在钻孔中的解吸条件与在空气中大致相同，无泥浆和泥浆压力的影响。

试验表明，煤样解吸瓦斯随时间变化的规律较好地符合下式： q=q 1t -k ………………………………（4－4）

式中 q ——在解吸时间为t 时煤样的解吸瓦斯速度，ml/g ·min ； q 1——t=1min 时煤样瓦斯解吸速度，ml/g ·min ； k ——解吸速度随时间的衰减系数。 在解吸时间为t 时累计的解吸瓦斯量为：

k t k t k

q

dt t q Q --?-==10111……………（4－5）

在测定时从石门钻孔见煤时开始计时，直至开始进行煤样瓦斯解吸测定这段时间即为煤样解吸测定前的暴露时间t 0，显然，瓦斯损失量为：

k

t k

q Q --=10121……………………（4－6）

式中 Q 2——煤样瓦斯损失量，ml/g ；

t 0——解吸测定前煤样暴露时间，min 。

由式(4－6)可以看出，当k ≥1时，无解；因此，利用幂函数规律求算瓦斯损失量仅适用于k<1的场合，为此在采煤样时应尽量选取较大的粒度。

应用该法测定煤层瓦斯含量时，同样需要测定钻屑的现场解吸量Q 1和试验室测出的试样粉碎前后瓦斯脱出量Q 3和Q 4，将Q 1＋Q 2＋Q 3＋Q 4值除以钻屑试样的重量G ，即可得到煤层的瓦斯含量，有关Q 1、Q 3和Q 4的测定方法同前。

4、井下煤层瓦斯含量测定方法——钻屑解吸法(B)

在钻屑解吸法(A)中，用于推算取样损失量的公式k

t k

q Q --=10121不能用于k ≥1的煤

层。为了弥补这一不足，中国矿业大学的俞启香教授提出了一种新的钻屑解吸法，简称钻屑解吸法(B)。和钻屑解吸法(A)相比，钻屑解吸法(B)只是对取样时的钻屑损失瓦斯量计算作了改进，改进后的方法适应于所有煤层，无论突出煤还是非突出煤，也无论煤样粒度。

钻屑解吸法(B)采用的取样损失量推算公式为：

]1[102--=-kt e k

r

Q …………………（4－7）

式中 r 0——钻屑开始解吸瓦斯时的解吸瓦斯速度； k ——常数；

t

1

——煤样从脱离煤体至开始解吸测定所用时间。

至于Q

1、Q

3

和Q

4

的测定，与钻屑解吸法(A)完全相同。

5、井下煤层瓦斯含量测定方法——钻屑解吸法(C)

无论是钻屑解吸法(A)或钻屑解吸法(B)，无一例外地要推算煤样在取样过程中的损

失量Q

2、煤样解吸测定终了后的残存瓦斯量Q

3

＋Q

4

。这些测定在需要在专门的实验室完

成，因此测定周期长。为了实现井下煤层瓦斯含量快速测定，煤炭科学研究总院抚顺分

院在1993～1995年期间提出了一种新的钻屑解吸法—钻屑解吸法(C)，并以此为基础研制了WP-1型井下煤层瓦斯含量快速测定仪。WP-1型瓦斯含量快速测定仪的测定依据如下：

X=a+bV

1

…………………………..（4－8）式中X——煤层瓦斯含量，ml/g；

V

1

——单位重量煤样在脱离煤体1min时的瓦斯解吸速度，ml/g·min；

a、b——反映V

1

与X间的特征常数，不同煤层有不同值，需要在实验室模拟测定得到。

WP-1型瓦斯含量快速测定仪利用井下煤层钻孔采集煤屑，自动测定煤样的瓦斯解

吸速度V

1

值和瓦斯含量X值，由于不需要测定取样损失瓦斯量和试样的残存瓦斯量,测定周期大大缩短，整个测定周期仅需15～30min，真正实现了井下煤层瓦斯含量就地快速测定。

6、煤层可解吸瓦斯含量测定

该法的原理是根据煤的瓦斯解吸规律来补偿采样过程中损失的瓦斯量。该法首先在法国得到成功应用，现已在西欧一些国家应用。根据这种方法测定的不是煤层原始瓦斯含量，而是煤的可解吸瓦斯含量。煤的可解吸瓦斯含量等于煤的原始含量与0.1MPa瓦斯压力下煤的残存瓦斯含量之差，它的实际意义大致代表煤在开采过程中在井下可能泄出的瓦斯量。采用可解吸瓦斯含量的概念后，就没有必要再把煤样在真空下进行脱气了。

应用该法进行测定的步骤如下。

（1）采样

用手持式压风钻机垂直于新鲜暴露煤壁面打直径约42mm、深12～15m的钻孔，每隔2m取两个煤样，打钻时使用中空螺旋钻杆。图4－5所示为带有压风引射器的取煤样装置。

图4--5 钻孔取样装置图4--6 瓦斯解吸量测定装置

不采样时，阀门3和4关闭，阀门5打开。钻进时，压风经接头7和钻杆8的中心孔吹向孔底，将钻屑排出孔外。采煤样时，关闭阀门5，打开阀门3和4，压风经阀门4和引射器1吹出，在孔底造成负压，钻孔底部钻屑在负压作用下，瞬间经钻杆中心孔、接头7、阀门3进入煤样筒，煤样筒装有筛网，煤屑经筛选将粒度为1～2mm 的煤样收集起来。取煤样10g ，装入样品管中，同时记录从采样到装入样品管的时间t 1（一般为1～2min ）。

（2）瓦斯解吸量测定

样品管预先与瓦斯解吸仪连接，测定经过相同时间t 1的瓦斯解吸量q 。

解吸仪最简单的型式是如图4－6所示的皂膜流量计。测定时用秒表计时测定经t 1

时间皂膜移动的距离，得出瓦斯解吸量q 。

（3）送样过程中的瓦斯解吸量

将煤样从样品管中取出装入容积为0.5L 或1L 的塑料瓶，同时测定并记下测定地点空气中的瓦斯浓度C 0；样品送到试验室后开瓶前再一次测定瓶中的瓦斯浓度C 。

（4）煤样粉碎过程和粉碎后解吸的瓦斯量

打开煤样瓶称煤样重量，并迅速放入密封粉碎罐中磨20～30min ，同时收集粉碎过程中泄出的瓦斯，直至无气泡泄出为止，记录泄出瓦斯体积Q 3。

（5）可解吸瓦斯量的计算

煤的可解吸瓦斯量由下列三部分组成，分别计算如下：

①从煤体钻取煤样到煤样装入塑料瓶这段时间煤样所泄出的瓦斯量Q 1。它包括煤样暴露时间为t 1时的损失瓦斯量和时间从t 1到2t 1实测的解吸量q 。

根据累计瓦斯解吸量与解吸时间成正比的规律，根据式（4－1）有： 11112t k t t k Q =+=………………………………（4－9） 112t k t k q -=……………………………………（4－10） 则有： Q 1=3.4q ………………………………………………（4－11）

②煤样在塑料瓶中在运送期间泄出的瓦斯量Q 2按下式计算：

V C C C Q ??? ??

+??? ??-=100110002……………………………（4－12）

式中 V ——塑料瓶体积，ml ；

C 0——采样地点井下空气中瓦斯浓度%；

C ——煤样粉碎前装煤样的塑料瓶中的瓦斯浓度，%。

③煤样粉碎过程中和粉碎后释放的瓦斯量Q 3直接测定得出。 最后按下式计算煤的可解吸瓦斯含量：

ad

A m Q Q Q X 1.111321-?

??

??++=…………………………（4－13） 式中 X ——纯煤的可解吸瓦斯含量，ml/g ；

m ——煤样重量，g ； A ad ——煤灰分校正系数。

1.1——煤灰分校正系数。

该法简单易行，井下解吸测定时间短，且采样方法能保证准确判定采样地点。对不同深度进行采样测定，能判断工作面排放带的影响范围。沿孔深实测最大而稳定的瓦斯含量即为煤层原始可解吸瓦斯含量。

三、煤层瓦斯含量间接测定方法

1、根据煤层瓦斯压力和煤的吸附等温线确定煤的瓦斯含量

根据已知煤层瓦斯压力和试验室测出的煤对瓦斯吸附等温线，可用下式确定纯煤（煤中可燃质）的瓦斯含量：

k

Kp

e M bp abp X t t n ad s 1031.0111)(+

++=

-…………………（4－14） 式中 X ——纯煤（煤中可燃质）的瓦斯含量，m 3/t ；

p ——煤层瓦斯压力，MPa ；

a ——吸附常数，试验温度下煤的极限吸附量，m 3/t ；

b ——吸附常数，MPa -1；

t s ——试验室作吸附试验的温度，℃； t ——井下煤体温度，℃； M ad ——煤中水分含量，%； n ——系数，按下式确定： p

t

n 07.0993.002.0+=………………………………………（4－15）

K ——煤的孔隙容积，m 3/t ；

k ——甲烷的压缩系数，见表4－1。

甲烷的压缩系数k 值 表4－1

如需确定原煤瓦斯含量，则可按下式进行换算：

100

1000ad

ad M A X X --=………………………………（4－16）

式中 X 0——原煤瓦斯含量，m 3/t ； A ad ——煤中灰份含量，%； M ad ——煤中水分含量，%。

2、含量系数法

为了减小试验室条件和天然煤层条件的差异所带来的误差，中国矿业大学周世宁院士研究提出了井下煤层瓦斯含量测定的含量系数法，他在分析研究煤层瓦斯含量的基础上，发现煤中瓦斯含量和瓦斯压力之间的关系可以近似用下式表示： p X α

=……………………………………………（4－17）

式中 α——煤的瓦斯含量系数，1

33/MPa m m ；

P ——瓦斯压力，MPa 。 M ad ——煤中水分含量，%。

煤层瓦斯含量系数在井下可直接测定得出。

在掘进巷道的新鲜暴露煤面，用煤电钻打眼采煤样，煤样粒度为0.1～0.2mm ，重量为60～75g ，装入密封罐（图4－2）。用井下钻孔自然涌出的瓦斯作为瓦斯源，用特制的高压打气筒，将钻孔涌出的瓦斯打入密封罐内。为了排除气筒和罐内残存的空气，应先用瓦斯清洗气筒和煤样罐数次，然后向煤样正式注入瓦斯。特制打气筒打气最高压力达2.5MPa 时，即可满足测定含量系数的要求。煤样罐充气达2.0MPa 以上时，即关闭罐的阀门，然后送入试验室在简易测定装置上（图4－7）测定调至不同平衡瓦斯压力下煤样所解吸出的瓦斯量。最后按式（4－17）求出平均的煤的瓦斯含量系数α值。 3、根据煤的残存瓦斯含量推算煤层瓦斯含量

根据煤的残存瓦斯含量推算煤层原始瓦斯含量是一种简单易行的方法。在波兰，该法得到较广泛应用。使用该法时，在正常作业的掘进工作面，在煤壁暴露30min 后，从煤层顶部和底部各取一个煤样，装入密封罐，送入试验室测定煤的残存瓦斯含量。如工作面煤壁暴露时间已超过30min ，则采样时应把工作面煤壁清除0.2～0.3m 深，再采煤样。

当实测煤的残存瓦斯含量在3m 3/t 可燃物以下时，按下式计算煤的原始瓦斯含量： X 0＝1.33X c ……………………………………………（4－18） 式中 X 0——纯煤原始瓦斯含量，m 3/t ；

X c ——实测煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。

由式看出，这时的瓦斯损失量取为定值25%。

当煤的残存瓦斯含量大于3m 3/t 可燃物时，用下式计算煤的瓦斯含量： X 0＝2.05 X c -2.17………………………………………（4－19）

在所采两煤样中，以实测较大的残存量为计算依据。

第五节矿井瓦斯涌出量预测

一、矿井瓦斯涌出来源

矿井瓦斯来源分为回采区瓦斯（包括回采面和采空区）、掘进区瓦斯和已采区瓦斯（已封闭的老采空区）三部分。回采区瓦斯一般由开采层瓦斯、邻近层瓦斯和采空区瓦斯构成，掘进区瓦斯包括掘进煤壁瓦斯和掘进落煤瓦斯。

二、影响矿井瓦斯涌出量的因素

整个矿井的瓦斯涌出量称为矿井瓦斯涌出量；对个别煤层、水平、采区或工作面而言，则分别称为煤层、水平、采区或工作面的瓦斯涌出量。瓦斯涌出量的大小主要取决于下列自然因素和开采技术因素。

1．煤层和围岩的瓦斯含量

煤层（包括可采层和邻近层）和围岩的瓦斯含量是瓦斯涌出量大小的决定因素，它们的瓦斯含量越高，矿井瓦斯涌出量就越大。当前矿井的瓦斯涌出量预测把煤层瓦斯含量作为主要依据。

2．开采深度

随着开采深度的增大，煤层的瓦斯含量将增大，因而矿井瓦斯涌出量也会相应地增大。

3．开采规模

开采规模是指开拓、开采范围以及矿井的产量而言。对某一矿井来说，开采规模越大，矿井的绝对瓦斯涌出量也就越大；但就矿井的相对瓦斯涌出量来说，情况比较复杂。如果矿井是靠改进采煤工艺，提高工作面单产来增大产量的，则相对瓦斯涌出量会有明显的减少，原因为：第一，与采面无关的瓦斯源的瓦斯涌出量在产量提高时无明显增大；二是随着开采速度加快，邻近层及采落煤的残存瓦斯量将增大。如果矿井仅是靠扩大开采规模来增大产量的，则矿井相对瓦斯涌出量或增大或保持不变。

4．开采顺序与开采方法

在开采煤层群中的首采煤层时，由于其涌出的瓦斯不仅来源于开采层本身，而且还来源于上、下邻近层，因此，开采首采煤层时的瓦斯涌出量往往比开采其它各层时大好几倍。为了使矿井瓦斯涌出量不发生大的波动，在开采煤层群时，应搭配好首采煤层和其他各层的比例。

在厚煤层分层开采时，不同分层的瓦斯涌出量也有很大的差别。一般情况是，第一分层瓦斯涌出量最大，最后一个分层瓦斯涌出量最小。

采煤方法的回采率越低，瓦斯涌出量就越大，因为丢煤中所含瓦斯的绝大部分仍要涌入巷道。在开采煤层群时，由于采用陷落法管理顶板比采用填法管理顶板时能造成顶板更大范围的破坏与松动，因而采用陷落法管理顶板的工作面的瓦斯涌出量比采用充填法管理顶板的工作面的瓦斯涌出量大。

5．地面大气压力的变化

地面大气压力的变化，会引起井下空气压力的变化。根据测定，地面大气压力在一年内的变化量可达5～8×10－3MPa ，一天内的最大变化量可达2～4×10－3MPa ，但与煤层瓦斯压力相比，地面大气压的变化量是很微小的。地面大气压的变化对煤层暴露面的瓦斯涌出量没有多大影响，但对采空区瓦斯涌出有较大的影响。在生产规模较大，采空区瓦斯涌出量占很大比重的矿井，当气压突然下降时，采空区积存的瓦斯会更多地涌入风流中，使矿井瓦斯涌出量增大；当气压变大时，矿井瓦斯涌出量会明显减小。例如，峰峰局羊渠河矿当气压由0.09976MPa 增至0.1013MPa 时，矿井瓦斯涌出量由11.61m 3/min 降至8.06m 3/min 。

三、矿井瓦斯涌出量预测的目的与任务

矿井瓦斯涌出量预测的任务是确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小，为矿井、采区和工作面通风提供瓦斯涌出方面的基础数据，它是矿井通风设计、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基础参数。

四、矿井瓦斯涌出量预测方法分类

现有矿井瓦斯涌出量预测方法可概括为两大类：矿山统计预测法和根据煤层瓦斯含量进行预测的分源预测法。

五、矿山统计预测法

矿山统计预测法的实质是根据对本井或邻近矿井实际瓦斯涌出量资料的统计分析得出的矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的规律，来推算新井或延深水平的瓦斯涌出量。

该方法适用于以下几种情况：生产矿井的延深水平，生产矿井开采水平的新区，与生产矿井邻近的新矿井。在应用中，必须保证预测区的开采技术条件（煤层开采顺序、采煤方法、顶板管理等）和地质条件（地质构造、煤层赋存条件、煤质等）与生产区相同或类似。应用统计预测法时的外推范围一般沿垂深不超过100～200m ，沿煤层倾斜方向不超过600m 。

1．基本公式

煤矿开采实践表明，在一定深度范围内，矿井相对瓦斯涌出量与开采深度呈如下线性关系：

20

+-=

a

H H q ………………………………………（5－1） 式中 q ——矿井相对瓦斯涌出量，m 3/t ； H ——开采深度，m ；

H 0——瓦斯风化带深度，m ；

a ——开采深度与相对瓦斯涌出量的比例常数，t/m 2。

瓦斯风化带即为相对瓦斯涌出量为2m 3/t 时的开采深度。开采深度与相对瓦斯涌出量的比例常数a 是指在瓦斯风化带以下、相对瓦斯涌出量每增加1m 3/t 时的开采下延深

瓦斯治理示范矿井验收汇报材料(修改)

阜康市广源煤矿 安全质量标准化及瓦斯治理示范矿井工作汇报尊敬的各位领导、专家： 你们好！ 首先感谢各位领导在百忙之中莅临我矿检查指导安全质量标准化及瓦斯治理示范矿井创建工作，这既是对我们工作的鼓励和鞭策，同时也是对我矿安全质量标准化及瓦斯治理示范矿井创建工作最大的信任。在此，我代表广源煤矿全体干部员工向各位领导莅临我矿检查指导工作，表示热烈欢迎和衷心感谢！ 下面，我把广源煤矿安全质量标准化及瓦斯治理示范矿井创建工作的一些情况向各位领导作一简要汇报： 一、广源煤矿基本情况 矿井原属兵团农六师煤矿，2004年改制为个体独资企业，矿井原设计生产能力3万吨/年，现技改扩能为9万吨/年。矿井为主副井开拓方式，矿井主要运输巷布置在+772水平，回风巷布置在+822水平。矿井井田东西走向2.4km，南北宽0.60 km,面积为1.3197 Km2，开采标高+822m—+772.91m水平，可采煤层为45﹟煤层，45﹟煤层可采厚度平均20.99m，煤层平均倾角68°-72°，地质储量1209万吨，矿井采用走向长壁悬移顶梁液压支架采煤法。 目前，主要采区有：+822水平南北巷综采工作面；掘进工作面有：+812水平南北巷。现矿井采掘接替关系正常，安全上杜绝了水、火、瓦斯、煤尘、顶板等各类事故的发生。 矿井安全管理机构健全完善，设有矿委会、工会等组织和行政机构，下设办公室有生产技术科、安通科、机电科、调度室、监测监控

室、保卫科等中层管理机构。全矿现有职工家属80多人，特殊工种人员40人，现组建8个作业班组，有安全技术管理人员20人，全部持安全资格证；矿井建立完善了各项规章制度和安全生产责任制及各工种操作规程。 二、安全质量标准化工作开展情况 (一)以人为本，广泛宣传，不断增强安全质量标准化意识。 一是结合实际，把解决好中层干部思想问题作为重点，引导他们牢固树立起“不进是退，慢进也是退”的思想认识，帮助他们理清思路，从而增强了全体干部员工搞好安全质量标准化工作的责任感和使命感。 二是从人性化教育入手，充分利用标语、板报等宣传工具，多层次、全方位的宣传标准化建设对矿井发展的重要意义，使全矿上下讲的最多的是标准化，叫的最响的是标准化，形成了学标准化、上标准岗、干标准活的浓厚氛围。 三是矿井每月对安全质量标准化活动进行全面检查评选,奖优罚劣。在全矿形成了“矿领导督导，职能部门监管，基层区队具体实施”，的管理办法，走出了一条“全面夯实，局部治理、整体推进”的安全质量标准化创新之路。 (二)强化奖惩机制、落实责任追究制度，保证安全质量标准化有序开展。 一是明确目标，加强组织管理。我矿制订了《广源煤矿安全质量标准化工作达标的决定》等文件，从标准、目标、责任、措施、考核等环节入手，逐步建立完善了安全质量标准化工作体系。成立了以

煤矿瓦斯综合治理工作体系建设

一）煤矿瓦斯综合治理工作体系建设。 1. 采掘布局合理。 （1）优化生产布局。矿井、采区和工作面设计要满足瓦斯治理的需要，优先开采保护层和实施区域预抽。优化巷道布置，简化生产系统，明确开采顺序，合理确定工作面参数，合理集中生产，实现安全高效。 （2）合理组织生产。进行矿井生产能力核定时，要把瓦斯抽采达标能力作为重要约束性指标。煤矿企业要严格按照批准的生产能力编制矿井年度和月度生产计划，合理组织生产。矿井主要通风系统、瓦斯治理技术、开采工艺等发生变化时，应立即进行生产能力复核，并依据复核结果组织生产，严禁超能力组织生产。矿井采掘工作面个数要符合《煤矿安全规程》（以下简称《规程》）规定。 （3）坚持正规开采。矿井要加强生产准备，保持水平、采区和采掘工作面的正常接替；严禁剃头开采。采煤工作面必须保持至少 2 个安全出口，形成全风压通风系统。开采三角煤、残留煤柱，不能保持 2 个安全出口时，必须制定安全措施，报企业主要负责人审批。煤与瓦斯突出矿井、高瓦斯矿井和低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作面，不得采用前进式采煤方法。要严格按规定淘汰落后和非正规采煤方法、工艺。 2. 通风可靠。 （1）矿井配备满足安全生产需要的主要通风机，巷道断面、矿井总风量、采掘工作面和各供风场所的配风量，要满足安全生产的要求。 （2）矿井有完整独立的通风系统。改变全矿井通风系统时，要编制通风设计及安全措施，并履行报批手续。巷道贯通前，要按《规程》规定制定安全措施。 （3）采区实行分区通风。采、掘工作面应实行独立通风，通风系统中杜绝不符合《规程》规定的串联通风、扩散通风、采煤工作面利用局部通风机通风等现象。严禁突出煤层突出危险区域采掘工作面回风直接切断其他工作面唯一安全出口现象。 （4）按《规程》规定设置专用回风巷。采区进、回风巷应贯穿整个采区，严禁一段为进风、一段为回风。 （5）矿井通风阻力合理，各地点风速符合《规程》规定。矿井有效风量率不低于87％。回风巷道失修率不高于7％，严重失修率不高于3％；主要进风巷道实际断面不小于设计断面的2/3。

矿井瓦斯涌出量预测计算公式

一、预测原则 1、根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ 1018-2006标准)。 2、本矿井处于基建阶段，瓦斯涌出主要来源为回采工作面、煤巷掘进面及煤壁涌出。 3、岩巷瓦斯涌出量一般按照工作面配风量和工作面瓦斯浓度进行计算。 4、全矿井的瓦斯涌出量由煤、岩巷掘进工作面、其他巷道或硐室和瓦斯抽采量组成。 二、预测依据 1、回采工作面瓦斯涌出量 回采工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表达，以24h 为一个预测圆班，采用式（1-1）计算。 21q q q +=采 式 （1-1） 式中： q 采一回采工作面相对瓦斯涌出量,m 3/t ； q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； q 2一邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t 。 开采层和邻近层相对瓦斯涌出量计算方法如下： a.不分层开采时，开采层瓦斯涌出量由式（1-2）计算： ()c W W M m k k k q -????=03211 式（1-2） 式中： q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； K 1一围岩瓦斯涌出系数，取； K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，取； K 3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，取；

m 一开采层厚度,6m ； M 一工作面采高，； W 0—煤层原始瓦斯含量,m 3 /t ； Wc —运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。 b. 未开采邻近层，故不计算邻近层瓦斯涌出量。 2、掘进工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量 a.掘进巷道煤壁瓦斯涌出量 掘进巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(1-1)计算。 30q 1)D v q =??? (1-1) 式中： q 3—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3／min ； D —巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m ；本矿主采3#煤层，煤层平均厚度为；对于厚煤层，D=2h+b ，h 及b 分别为巷道的高度及宽度。 υ—巷道平均掘进速度，m ／min ； L —巷道长度，m ； q 0—煤壁瓦斯涌出强度，m 3／(m 2min)，如无实测值可参考式(1-2)计算。 q 0＝ [(Vr )2＋]W 0 (1-2) 式中： q 0 — 巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，m 3／(m 2min)： V r — 煤中挥发分含量，％，古城煤矿3#煤层挥发份经煤炭工业厅综合测试中心鉴定为%。 W 0 — 煤层原始瓦斯含量，m 3／t 。 b. 掘进落煤的瓦斯涌出量 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量采用式（1-3）计算。 q 4＝Ｓ·v ·γ·(W 0－W c ) (1-3) 式中：q 4 —— 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，m 3/min; S —— 掘进巷道断面积，m 2；

矿井瓦斯涌出量的影响因素(新编版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 矿井瓦斯涌出量的影响因素(新 编版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

矿井瓦斯涌出量的影响因素(新编版) 矿井瓦斯涌出量的大小，取决于自然因素和开采技术因素的综合影响。 （1）自然因素 1）煤层和邻近层的瓦斯含量 煤层和邻近层的瓦斯含量是瓦斯涌出量大小的决定因素。开采煤层的瓦斯含量高，瓦斯的涌出量就大。当开采煤层的上部或下部都有瓦斯含量大的煤层或岩层时，由于未受采动影响，这些邻近层内的瓦斯也要涌人开采层，从而增大了矿井瓦斯涌出量。 2）地面大气压及气温 地面大气压的变化与瓦斯涌出量的大小有密切关系。地面大气压力升高时，矿井瓦斯涌出量减少。地面大气压力下降，瓦斯涌出量增大。气温的影响体现在其变化导致大气压的变化，进而影响瓦斯涌出量的大小。

（2）开采技术因素 1）开采规模 开采规模是指开采深度、开拓、开采范围及矿井的产量而言。开采深度越深，随着瓦斯含量的增加，瓦斯涌出量就越大。在瓦斯赋存条件相同时，一般是开拓、开采范围越大，则瓦斯绝对涌出量越大，而瓦斯相对涌出量差异不大；产量增减，往往瓦斯绝对涌出量有明显的增减，而相对涌出量的变化不很明显。当矿井的开采深度与规模一定时，若矿井涌出的瓦斯主要来源于采落的煤，产量变化时，对绝对涌出量的影响比较明显，对相对涌出量的影响不大；若瓦斯主要来源于采空区，产量变化时，绝对瓦斯涌出量变化较小，相对瓦斯涌出量则有明显变化。 2）开采顺序与回采方法 首先开采的煤层（或上分层）排放了邻近层的瓦斯，因此，瓦斯涌出量大。后退式开采程序比前进式开采程序瓦斯涌出量要少，属于回采率低的采煤方法，采区瓦斯涌出量大。陷落法管理顶板比充填法瓦斯涌出量大。

矿井瓦斯综合治理技术

矿井瓦斯综合治理技术 : In this paper the author of a comprehensive gas control in coal mine are introduced the practical experience of comprehensive gas control technology. It is put forward that the technology innovation, the technology popularization and application, to our country coal mine gas prevention and control technology plays a certain role, to fundamentally improve the mine safety status. 1，总述1.1《防治煤与瓦斯突出规定》关于防治煤与瓦斯突出规定：第一章总则第六条：“防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头，不采突出面。未按要求采取区域防突措施的，严禁进行采掘活动。”； 第二章一般规定第十五条：“突出矿井做好防突工程的计划和实施，将防突的预抽煤层瓦斯、保护层开采等工程与矿井采掘布置、工程接替等统一安排，使矿井的开拓区、抽采区、保护层开采区和突出煤层(或被保护层)开采区按比例协调配置，确保在突出煤层采掘前实施区域防突措施” 1.2《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》( GB50471—2008)5.2 节瓦斯抽采方法选择中规定：“在开采的厚煤层、煤层群瓦斯涌出量较大

2021年[瓦斯治理示范矿井建设推进机制]高突矿井瓦斯治理方法

[瓦斯治理示范矿井建设推进机制]高突矿井瓦斯治理方法**恒力煤业责任有限公司瓦斯治理示范矿井建设推进机制一、完善机制，全力推进瓦斯治理工作体系建设 1、建立和完善通风管理机构，为煤矿瓦斯集中治理提供可靠的 ___保证。成立煤矿瓦斯治理示范建设工作小组，法定代表人任组长，矿长任副组长，安全生产管理人员为成员，工作小组办公室设在煤矿调度室，具体负责煤矿瓦斯治理的日常督导工作。配备专业技术管理人员，配备专职通风副总工程师，积极 ___开展瓦斯治理和日常检查工作，及时研究、解决瓦斯治理工作中存在的问题。 2、完善制度，为安全责任制的落实提供良好的制度保证。编制《**恒力煤业责任有限公司煤矿瓦斯治理实施方案》、《**恒力煤业责任有限公司煤矿“一通三防”管理规定》、《**恒力煤业责任有限公司瓦斯治理制度》，建立瓦斯治理逐级汇报制度，矿井通风工程设施质量保证等工作，瓦斯治理工作做到有措施、有责任、有检查、有记录，为推进瓦斯治理工作奠定良好的基础。 3、安全资金投入到位，为搞好瓦斯治理奠定坚实的物质基础。投入资金主要用于矿井通风设备的更新和改造、瓦斯防治、综合防尘系统完善等工作，其中：（1）继续 ___掘进工作面FBD№5.5×2对旋式局部通风机和配置矿用隔爆型多回路组合开关，实现矿井两采三掘的通风设备，掘进工作面实现双风机、双电源、能自动切换，保持连续。不仅保障了掘进工作面的风量，而且提高了矿井有效风量

已 ___使用。（2）建立“四道防线”， ___瓦斯监控系统，按照**县煤炭局要求，逐步要实现省、市、县、矿四级联网运行；煤矿的入井作业人员全部佩带自救器；所有班组长以上 ___干部都要配备便携式瓦斯 ___仪；所有的瓦斯检查员按规定坚持使用甲烷鉴定器，认真检查瓦斯，实行人工和监控系统共同监测瓦斯的检查制度；（3）培训瓦斯监测监控系统管理人员，严格执行持证上岗，对于瓦斯监测监控系统管理人员素质有了明显提高。（4）配置专职瓦斯监控维修人员，对瓦斯监控进行保养维修，保证监控正常有效。。（5）按照瓦斯监控系统规范要求，继续购进各类传感器并按规程 ___井下采掘工作面，按照要求准备备用传感器。 4、落实措施，为实现煤矿企业的长治久安构建重要支撑。主要落实四方面的措施：（1）落实以风定面、以风定产措施。按规定 ___使用两台同等能力的主扇，满足了矿井通风的需要。采掘工作面全部实行分区 ___通风，严格加强局扇专人管理，掘进工作面实现“三专两闭锁”。配备专职测风员1名，坚持每10天对矿井、采区、工作面等主要巷道和地点进行一次全面测风，保证风量符合瓦斯治理的要求。（2）落实通风设施质量管理措施。井下风门、闭墙等设施达到通风质量标准，煤矿进、回风联络巷设立了正、反联锁风门；构筑防爆、隔爆设施。（3）落实了瓦斯超限实时监控和迅速处置措施。（4）落实了井下掘进面通风问题和管路问题。（5）通风设施的 ___和撤除，严格执行总工 ___度。（6）有贯通巷道，及时按照

矿井瓦斯涌出量预测论

平煤三矿十采区瓦斯涌出量预测 摘要: 通过对平煤三矿的实际考察,收集了该矿大量的瓦斯资料和地质资料，经过整理分析得到各种地质条件、各种开采条件下的实际瓦斯涌出量。同时结合已学的瓦斯基本理论，根据瓦斯原始含量、矿井开拓方式、煤层赋存及煤质、煤层瓦斯含量分布规律等条件，运用分源法对该矿十采区瓦斯涌出量进行预测；通过对本采区的瓦斯涌出量预测对该采区的通风设计,瓦斯抽放设计与瓦斯管理提供技术支持，对该矿瓦斯防治工作具有一定的指导意义。 关键词: 瓦斯含量平煤三矿分源预测法瓦斯涌出量

THE NO.3 MINE OF PINGMEI GROUP THE NO.10 PICK AREA GAS TO WELL UP Abstract: Through to the even coal three ores actual inspections, has collected this ore massive gas material and the geological data, obtains under each geological condition, each kind of mining condition actual gas after the reorganization analysis wells up the out put. Simultaneously unifies already study the gas elementary theory, according to the gas primitive content, the mine pit development way, the coal bed tax saves and the anthrax, condition and so on coal bed gas content distribution rule, the utilization device source law ten picks the area gas to this ore to well up the output to carry on the forecast; Through to this picks the area the gas to well up the output to forecast to should pick the area to ventilate the design, the gas pulls out puts the design and the gas management provides the technical support, has the certain instruction significance to this ore gas preventing and controlling work. Key word: The gas content even;the NO.3 mine of pingmei group ; device sources pre-measurement; gas wells up the output

煤矿瓦斯治理能力评估标准及评分办法

煤矿瓦斯治理能力评估标准及评分办法表号：XMGF23-004 龙家山煤矿瓦斯治理能力评估标准及评分办法实际得分：序号评估内容评估标准评分办法检查情况标准分得分一、理念先进 100 93 1 瓦斯不治矿无宁日公司总工程师为党委委员、行政第一副职；公司及煤矿设置专职通风副总工程师；突出矿 设专职地质副总工；公司和煤矿设置瓦斯、地质管理机构，配齐专业技术管理人员（瓦斯 ≥15人，地质≥15人）。 总工不是第一副职扣2分；副总工缺一个扣2 分；非专职的扣1分；瓦斯、地质机构少一个扣 1分，人员不足扣２分 10 10 2 瓦斯事故是可以预 防和避免的 采面＜8m3/t、掘进头＜3m3/min下采掘；杜绝3％及以上瓦斯超限，否则公司总经理组织 分析、处理，找超限矿矿长、书记警示谈话；公司、矿每周剖析一个矿瓦斯治理工作，公 司每月专题会，会上被剖析单位述职。建立“三级地质保障制度”；建立专业化地质预测 预报专业队伍。 采面未实测或达标扣3分；超限未分析或未警示 谈话各扣3分；专题会未剖析或未述职均扣3 分。会议、剖析和谈话必须有记录 20 20 3 可保必保，应抽尽抽有条件的必须开采保护层，并做效果考察和有效范围确定；有可能的，必须做试验考察。 地点上：开采层、邻近层、被保护层、采空区、层间裂隙带都应抽采；范围上：高密度、 孔距小于抽采直径，钻孔控制设计的全部范围，无盲区；时间上：采前预抽、边采边抽、 采后抽；浓度上：高浓抽、低浓抽；高压预抽，二次封孔增压或增透预抽瓦斯；方式上： 穿层抽、顺层抽。 可保未保扣3分，开采了未考察，扣2分；应抽 地点未抽一处扣1分。 10 10 4 通风是基础，抽采是 重点，防突是关键， 监测监控是保障。 通风系统完善、可靠，抽采作为治理瓦斯主要措施，区域抽采先行、达标有效后采掘；防 突是关键目的，消突是目的；监控系统完善、运行正常，控制有效。 通风、抽采、防突、监控每项不完善扣2分；管 理不善每项扣1分。10 10 5 高投入、高素质、强 技术、严管理 安全投入≥35元/吨，其中瓦斯治理占50%，且满足需要，科技经费占公司销售收入的1～ 3％；防突、瓦检、安监员工资收入达到所在单位采掘员工平均水平，井下职工人均工资 不低于当地人均工资的３倍；井下职工以技术毕业生为主，公司组建打钻、岩巷施工专业 化队伍，煤矿组建防突、抽采、通风、揭煤、监控专业化队伍；班队长年轻化、专业化， “一通三防”班队长由职业高中、大学毕业生担任；公司和煤矿选拔“技术拔尖人才”、 “技术工人拔尖人才”，并发放津贴；规范管理者的管理行为和操作者的操作行为，关键 岗位“手指口述”；强技术、严管理。 安全投入、瓦斯治理投入、科技经费和专业人员 工资任一项达不到下限标准不得分。职工素质、 班组长达不到要求每项扣2分；选拔技术拔尖和 工人拔尖人才每项没做扣2分，“两规范”不合 格每项扣2分；未“手指口述”扣1分；强技术、 严管理问题适当扣分。 井下职工人均工 资未达到当地人 均工资的３倍扣 1分；未“手指口 述”扣1分 20 18 6 多打岩巷多打钻瓦斯巷单进≥85米/月，钻机单进≥2000米/月，且完成股份公司计划；巷道防误透、煤巷 掘进限掘措施。 未完成计划每项扣3分，单进未达到每项扣2 分；无防误透和限掘措施扣2分。 瓦斯单进达不到 85米，-2分 10 8 7 只有打不到位的钻 孔，没有卸不掉压的 瓦斯。 穿层钻孔保直钻进技术，测斜探索；增透技术及增透后抽采半径、效果考察；钻孔施工挂 牌留名制，不达设计问责。 钻孔测斜探索未搞扣1分；增透及其效果考察每 项２分；钻孔施工不达设计未挂牌留名扣2分， 施工不符合设计未问责扣3分。 钻孔测斜探索未 搞扣1分；增透及 其效果考察每项 ２分 10 7 8 变抽采为抽采，煤与 瓦斯共采，治理与利 用并重。 纯流量在2m3/min以上应利用；以抽保用，以用促抽。有条件未用，不得分；无条件未用作缺项。无条件，未用10 缺项

煤矿瓦斯综合治理工作体系建设

一)煤矿瓦斯综合治理工作体系建设。 1、采掘布局合理。 (1)优化生产布局。矿井、采区与工作面设计要满足瓦斯治理的需要,优先开采保护层与实施区域预抽。优化巷道布置,简化生产系统,明确开采顺序,合理确定工作面参数,合理集中生产,实现安全高效。 (2)合理组织生产。进行矿井生产能力核定时,要把瓦斯抽采达标能力作为重要约束性指标。煤矿企业要严格按照批准的生产能力编制矿井年度与月度生产计划,合理组织生产。矿井主要通风系统、瓦斯治理技术、开采工艺等发生变化时,应立即进行生产能力复核,并依据复核结果组织生产,严禁超能力组织生产。矿井采掘工作面个数要符合《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)规定。 (3)坚持正规开采。矿井要加强生产准备,保持水平、采区与采掘工作面的正常接替;严禁剃头开采。采煤工作面必须保持至少2个安全出口,形成全风压通风系统。开采三角煤、残留煤柱,不能保持2个安全出口时,必须制定安全措施,报企业主要负责人审批。煤与瓦斯突出矿井、高瓦斯矿井与低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作面,不得采用前进式采煤方法。要严格按规定淘汰落后与非正规采煤方法、工艺。 2、通风可靠。 (1)矿井配备满足安全生产需要的主要通风机,巷道断面、矿井总风量、采掘工作面与各供风场所的配风量,要满足安全生产的要求。 (2)矿井有完整独立的通风系统。改变全矿井通风系统时,要编制通风设计及安全措施,并履行报批手续。巷道贯通前,要按《规程》规定制定安全措施。 (3)采区实行分区通风。采、掘工作面应实行独立通风,通风系统中杜绝不符合《规程》规定的串联通风、扩散通风、采煤工作面利用局部通风机通风等现象。严禁突出煤层突出危险区域采掘工作面回风直接切断其她工作面唯一安全出口现象。 (4)按《规程》规定设置专用回风巷。采区进、回风巷应贯穿整个采区,严禁一段为进风、一段为回风。 (5)矿井通风阻力合理,各地点风速符合《规程》规定。矿井有效风量率不低于87％。回风巷道失修率不高于7％,严重失修率不高于3％;主要进风巷道实际断面不小于设计断面的2/3。

矿井瓦斯涌出量预测方法A

矿井瓦斯涌出量预测方 法A 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

矿井瓦斯涌出量预测方法 AQ 1018－2006 国家安全生产监督管理总局2006－02－27发布 2006－05－01实施 前言 本标准的附录A、附录B、附录C、附录D均为资料性附录。 本标准由国家安全生产监督管理总局提出。 本标准由国家安全生产监督管理总局归口。 本标准起草单位：煤炭科学研究总院抚顺分院。 本标准主要起草人：姜文忠、秦玉金、闫斌移、薛军峰 1 范围 本标准规定了采用分源预测法与矿山统计法进行矿井瓦斯涌出量预测的方法。 本标准适用于新建矿井、生产矿井新水平延深、新采区以及采掘工作面(放顶煤工作面除外)的瓦斯涌出量预测。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用成为本标准的条款。凡是注册日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达。 MT/T 77煤层气测定方法（解吸法） 《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》 3 术语及定义 矿井瓦斯涌出量预测 prediction of mine gas emission rate 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。 矿井瓦斯涌出量 absolute gas emission rate 单位时间内从煤层以及采落的煤（岩）体涌入矿井中的气体总量，矿井进行瓦斯抽放时包括抽放瓦斯量。 绝对瓦斯涌出量 absolute gas emission rate 单位时间内从煤层和岩层以及采落的煤（岩）体所涌出的瓦斯量，单位采用m2/min。 相对瓦斯涌出量 relative gas emission rate 平均每产1t煤所涌出的瓦斯量，单位为m2/t 矿山统计法 statistical predicted method of mine gas 根据对本矿井或邻近矿井实际瓦斯涌出资料的统计分析得同的矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的规律，预测新井或新水平瓦斯的方法。 分源预测法 predicted method by different gas source

综采工作面瓦斯综合治理技术分析

综采工作面瓦斯综合治理技术分析 发表时间：2019-11-29T14:57:06.093Z 来源：《防护工程》2019年15期作者：刘朋超 [导读] 众所周知，瓦斯属于易燃易爆的气体并且有毒有害，在综采工作面的现场实行时。 皖北煤电集团有限公司任楼煤矿安徽宿州 234000 摘要：煤尘和瓦斯是煤矿主要的自然灾害之一，科学合理防治煤尘与瓦斯是确保工作面安全高效回采的关键。近年来，随着科技的不断进步，涌现出很多先进的机械应用到综采工作面，使得矿井开采水平和开采强度得到提升，然而，瓦斯涌出量也呈现不断上升趋势，尤其是在割煤、拉移支架等工序过程中，大量的煤岩尘不仅降低了工作面可见度，威胁着煤矿职工的健康，同时也加快了煤矿机械设备的磨损，而工作面瓦斯浓度的升高若控制不当还容易引起外超限甚至是瓦斯安全事故。因此，研究综采工作面瓦斯综合治理技术具有重要意义。下面笔者就综采工作面瓦斯综合治理技术进行简要分析。希望可以为业内同行提供一定的参考作用。 关键词：综采工作面；瓦斯；综合治理技术 众所周知，瓦斯属于易燃易爆的气体并且有毒有害，在综采工作面的现场实行时，如果有大部分瓦斯气体泄露在外，可能会致使整体工作区域遭受大量的污染影响，情节严重时，还可能会引起瓦斯爆炸等重大安全事故发生。因此，在矿井区进行综采工作面回采工程时，倘若出现大量瓦斯泄露的情况，事件的处理工作将会相对较为复杂，一定要采用有针对意义的举措，有效控制综采工作面瓦斯的继续扩散。在矿井区进行综采工作的施行过程中，常常会遇见瓦斯抽采浓度太、工作效率低和施工质量差等诸多问题。因此，与现场情况相结合从多个方面对问题进行剖析，不仅能够妥当处理问题，并且还能与先进技术进行结合，保障瓦斯的防护工作安全有效。 一、综采工作面瓦斯综合治理创新内容 1.技术内容 对综采工作面目前状况进行剖析时，必须要对矿井的真实情况有相应的了解及一定程度的认识，这样不仅能够及时有效地提出关键问题所在，探寻更安全高效的新型创新技术，还能够确保技术在现实运用过程中符合相应的要求。上述规划的实施，首先要能够充分弄清综采工作面的采空区瓦斯浓度及分布状况，倘若条件许可，最好亲自到现场考察核实，这样才能确保真实、有效的了解到第一手信息。接下来，要对高位、中位钻孔以及穿透钻孔等真实情况了解透彻，这样能够保障相应的技术在现场施行，还可以达到对瓦斯防治结果深度分析从而进一步完善的目的。 2.研究目标 在综采日常开采过程中，我们采取针对性措施进行研究时，可以很清楚的发现，一直以来，瓦斯问题都是困扰煤矿开采的重要因素，与此同时，对矿井瓦斯的治理，也需要很多技术方法协同才可以起到治理的效果。因为，每一个煤矿开采工作面，都有其特殊性，所以当前阶段就必须采用具有针对性意义的实施方案，来进行瓦斯的防护治理。只有从根本上、源头上对其所带来的安全隐患进行防护，只有这样，才能有效减少瓦斯安全事故的发生几率。工作面瓦斯三位一体的防治举措，能通过各种各样类别的钻孔方式，例如：高位、中位以及穿透等，从而完成合理配制和运用瓦斯管的相关工作。此方案能有效地解决采空区出现瓦斯累积，并达到高浓度的现象，与此同时还能适当的运用数据科学，实地分析矿井地质。运用这一方案，不仅能够便于了解矿井地质的结构特征，还可以帮助我们尽快了解所要开采的煤层储存条件，这对工作面的高抽巷使用方面有不可泯灭的意义与作用。 3.创新点 在现今我国科学技术持续发展、进步、创新的时代，针对性的进行瓦斯防护治理问题的时候，很有必要引入某些新型的技术方法，尤其是在这个不断创新和迅速发展的新时代背景下，通过不断的创新技术，并且与尖端的理念想法相结合，不仅可以达到完善瓦斯防护治理方法的目的，并且还能保障整个创新内容执行的顺利进行。 二、矿区综采工作面瓦斯综合治理技术创新分析 1.高抽巷密闭设计 在矿井日常采煤过程中，因人为因素，扰动煤层，使得瓦斯直接涌出，这也是瓦斯的来源，同时矿井工作面裂隙带、采空区及上隅角易积聚瓦斯，影响工作面安全生产。因此，对以上来源瓦斯进行抽采是必要的。在对高抽巷施行封闭设计时，为了确保拥有良好的封闭效果，实际施工中，一般都会在其中配置 2 道闭墙。同时，在闭墙的周边需要掏出 0.5m 以上深度的掏槽，这一点尤为重要。首先，在建造和运用第 1 道闭墙时，把它的位置选定在离巷口 5 m处，且规定厚度大致为 1 m，这样既省时又省力。然后，在进行第 2 道闭墙的建造时，可以以第 1 道闭墙的距离为衡量基准，建造在第 1 道闭墙向里 1 m 的位置上，厚度设定在 1.5 m 左右。此外，还有极其重要的一点需要留意。在设置闭墙时，必须要有相照应的反水池被设计在其中。与此同时，在闭墙中间留出足够的空间位置以便于抽放管路，为了保障抽放管路在设计和实际实施过程中的有效性，在此之中还要增添相应的加工框架。在针对性的设计和实际建造密闭墙的时候，大多数情况都会选用灰、砖、沙等材料。在制备和落实闭墙的修筑标准时，可以将其和具有永恒性特点的通风设备标准进行结合，把他们看作是施工标准的基础。必须要在对下方的实际状况有足够了解，并有一定认识时，再针对下方进行实际实施工作。为了防止墙体出现极其严重的漏风情况，相连的闭墙之间通常都会填充大量黄沙。在对高抽巷抽放管路进行设计以及现实运用时，可以保证整体长度 35 m，然后将其直接伸进闭墙向里 20 m 的地方。另外，当需要采用一些有针对性的举措时，可以在管路末端向里 20 m 左右的地方上增添菱形的防护网。同时要注意，针对性选择和设计菱形网格时，将相连网格的距离设置在0.15 ～ 0.2 m 会是一个很好的选择。

2011年煤矿瓦斯治理示范矿井建设请示

重庆南桐矿业有限责任公司 关于南桐煤矿二O—二年煤矿瓦斯治理 示范矿井建设的请示 重庆市发展和改革委员会： 按照发改办能源【2011】764号《国家发展改革委办公厅关于开展2012年煤矿安全改造和瓦斯治理示范矿井建设项目前期工作的通知》精神，重庆南桐矿业有限责任公司委托中煤科工集团重庆研究院编制了《重庆南桐矿业有限责任公司南桐煤矿2012年煤矿瓦斯治理示范矿井建设方案》。贵委于2011年8月4日会同重庆煤矿安全监察局、市煤炭工业管理局、市能源投资集团公司并组织有关专家对实施方案进行了审查。根据审查意见，我公司及时进行了修改完善，现呈报贵委，并将有关情况请示如下： 一、示范矿井基本情况重庆南桐矿业有限责任公司南桐煤矿，位于重庆市万盛区南桐镇，核定生产能力120 万t/a ，2010 年实际生产原煤81.5 万t 。截止2010 年末，矿井尚有地质储量为8373.2 万t ，可采储量5163.8 万t 。 南桐煤矿地质条件复杂，瓦斯、水、火、煤尘、顶板等灾害严重，特别是瓦斯灾害尤其突出，长期威胁着矿井的安全生产。矿井煤层瓦斯含量16?23m i/t , 2010年瓦斯等级鉴定，相对瓦斯涌出量33.42m3/t ，绝对瓦斯涌出量47.i9m i/min 。属煤与瓦斯突出矿井，曾发生煤与瓦斯突出 425 次。矿井各煤层均具有煤尘爆炸性，煤尘爆炸指数为

20%-24%矿井属口类自燃煤层，发火期为6?9个月。 南桐煤矿通过严格瓦斯治理，不断加大投入，取得明显效果，自2006 年10 月1 日至今消灭了煤与瓦斯突出及各类瓦斯死亡事故。 二、示范矿井建设的必要性 首先，南桐煤矿煤层倾角大、煤层薄、煤层透气性极低、且煤层瓦斯含量高、开采煤层突出危险性大，在全国类似条件下具有典型的代表性。 第二，矿井井田瓦斯压力高，施工穿层钻孔存在岩石硬度大、工程量大、钻进效率低等问题；施工本层钻孔上向孔由于煤层倾角大存在突出危险不能实施，下向孔存在瓦斯涌出量大、排粉困难、煤尘大、卡钻、掉钻等技术难题亟待研究解决；加之煤层透气性极低，瓦斯极难抽放，至今对提高煤层的透气性没有大的突破。这些问题严重制约了煤矿瓦斯治理技术的发展。为此，在南桐煤矿建设瓦斯治理示范矿井非常必要和迫切。 第三，矿井已通过对中风压顺层深钻孔钻进技术、穿层水力割缝增透技术、水力压裂增透技术等瓦斯治理新技术、新工艺技术攻关及实施，来提高煤层透气性及施钻速度, 现已取得一定的效果。力争在现有基础上缩短瓦斯抽采达标时间三分之一，降低瓦斯抽采成本三分之一，提高采掘工作面单产单进水平三分之一，充分发挥大倾角极难抽煤层综合机械化开采能力，逐步建成“采掘机械化、运输连续化、管理信息化、控制智能化、安全高效化”的矿井，这对大倾角极难抽煤层矿井的瓦斯治理具有广泛的示范性。 三、示范矿井建设的主要内容按照“统筹规划、分步实施，典

矿井瓦斯涌出量预测计算公式定稿版

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一、预测原则 1、根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ 1018-2006标准)。 2、本矿井处于基建阶段，瓦斯涌出主要来源为回采工作面、煤巷掘进面及煤壁涌出。 3、岩巷瓦斯涌出量一般按照工作面配风量和工作面瓦斯浓度进行计算。 4、全矿井的瓦斯涌出量由煤、岩巷掘进工作面、其他巷道或硐室和瓦斯抽采量组成。 二、预测依据 1、回采工作面瓦斯涌出量 回采工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表达，以24h 为一个预测圆班，采用式（1-1）计算。 21q q q +=采 式（1-1） 式中： q 采一回采工作面相对瓦斯涌出量,m 3/t ； q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； q 2一邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t 。 开采层和邻近层相对瓦斯涌出量计算方法如下： a.不分层开采时，开采层瓦斯涌出量由式（1-2）计算： ()c W W M m k k k q -????=03211 式（1-2） 式中：

q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3 /t ； K 1一围岩瓦斯涌出系数，取1.2； K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，取1.18； K 3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，取0.83； m 一开采层厚度,6m ； M 一工作面采高，3.5m ； W 0—煤层原始瓦斯含量,m 3/t ； Wc —运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。 b. 未开采邻近层，故不计算邻近层瓦斯涌出量。 2、掘进工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量 a.掘进巷道煤壁瓦斯涌出量 掘进巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(1-1)计算。 30q 1)D v q =??? (1-1) 式中： q 3—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3／min ； D —巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m ；本矿主采3#煤层，煤层平均厚度为6.27m ；对于厚煤层，D=2h+b ，h 及b 分别为巷道的高度及宽度。 υ—巷道平均掘进速度，m ／min ； L —巷道长度，m ； q 0—煤壁瓦斯涌出强度，m 3／(m 2min)，如无实测值可参考式(1-2)计算。

瓦斯治理示范矿井基本要求

瓦斯治理示范矿井建设基本要求 一、采掘部署合理 1.优化生产布局。矿井、采区和工作面设计要依据瓦斯地质资料详细分析和预测矿井瓦斯灾害情况，充分考虑瓦斯治理的需要，优化巷道布置，简化生产系统，明确开采顺序，合理确定工作面参数，实现安全高效、合理集中生产。 （矿井、采区建立设计说明书档案。一年内准备设计几个工作面，要有设计及作业规程。需要瓦斯地质资料、在设计说明书里要附件。） 2.合理组织生产。按照核定的生产能力编制生产计划和组织生产，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井各采区的同一煤层只能有1个采煤工作面进行生产，严禁超能力、超定员组织生产，坚持正规循环作业，工作面进度要与支护、通风等工序相协调，保证各辅助环节及时跟进到位。 （1、煤矿每三年要有生产能力核定，每个矿要有批准的生产能力核定2、年度和月度的生产报表要在煤管局建立档案） 3.坚持正规开采。矿井要加强生产准备，保持水平、采区和采掘工作面的正常接替与衔接。采煤工作面必须保持至少2个安全出口，形成全风压通风系统，煤与瓦斯突出矿

井、高瓦斯矿井和低瓦斯矿井高瓦斯区域的采煤工作面，不得采用前进式采煤方法；按规定淘汰落后和非正规采煤方法、工艺。 （不能有老式的生产方法和方式、比如巷采） 二、通风可靠 4．矿井有完整的独立通风系统。改变全矿井通风系统时，编制通风设计及安全措施，并履行报批手续。巷道贯通前，按《煤矿安全规程》（以下简称《规程》）规定，制定安全措施。采掘部署合理。 （各矿提供报批手续要县煤管局批、通风系统图、贯通要存档措施） 5．矿井生产水平和采区实行分区通风。通风系统中没有不符合《规程》规定的串联通风、扩散通风、采空区通风和采煤工作面利用局部通风机通风现象。 （看现场） 6．矿井、采区通风能力满足生产要求。每年安排采掘作业计划时核定矿井生产和通风能力，按月、季、年度对矿井及采区进行通风能力核定，按实际供风量核定矿井产量，无超通风能力生产现象。 （要有采掘接替、每月产量计划和每月产量报表。）

矿井瓦斯涌出量预测计算公式

矿井瓦斯涌出量预测计 算公式 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

一、预测原则 1、根据矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ 1018-2006标准)。 2、本矿井处于基建阶段，瓦斯涌出主要来源为回采工作面、煤巷掘进面及煤壁涌出。 3、岩巷瓦斯涌出量一般按照工作面配风量和工作面瓦斯浓度进行计算。 4、全矿井的瓦斯涌出量由煤、岩巷掘进工作面、其他巷道或硐室和瓦斯抽采量组成。 二、预测依据 1、回采工作面瓦斯涌出量 回采工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表达，以24h 为一个预测圆班，采用式（1-1）计算。 21q q q +=采 式（1-1） 式中： q 采一回采工作面相对瓦斯涌出量,m 3/t ； q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； q 2一邻近层相对瓦斯涌出量，m 3/t 。 开采层和邻近层相对瓦斯涌出量计算方法如下： a.不分层开采时，开采层瓦斯涌出量由式（1-2）计算： ()c W W M m k k k q -????=03211 式（1-2） 式中： q 1一开采层相对瓦斯涌出量，m 3/t ； K 1一围岩瓦斯涌出系数，取； K 2—工作面丢煤瓦斯涌出系数，取； K 3—采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，取； m 一开采层厚度,6m ； M 一工作面采高，； W 0—煤层原始瓦斯含量,m 3/t ； Wc —运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。

b. 未开采邻近层，故不计算邻近层瓦斯涌出量。 2、掘进工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量 a.掘进巷道煤壁瓦斯涌出量 掘进巷道煤壁瓦斯涌出量采用式(1-1)计算。 30q 1)D v q =??? (1-1) 式中： q 3—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m 3／min ； D —巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，m ；本矿主采3#煤层，煤层平均厚度为；对于厚煤层，D =2h+b ，h 及b 分别为巷道的高度及宽度。 υ—巷道平均掘进速度，m ／min ； L —巷道长度，m ； q 0—煤壁瓦斯涌出强度，m 3／(m 2min )，如无实测值可参考式(1-2)计算。 q 0＝ [(Vr )2＋]W 0 (1-2) 式中： q 0 — 巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，m 3／(m 2min )： V r — 煤中挥发分含量，％，古城煤矿3#煤层挥发份经煤炭工业厅综合测试中心鉴定为%。 W 0 — 煤层原始瓦斯含量，m 3／t 。 b. 掘进落煤的瓦斯涌出量 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量采用式（1-3）计算。 q 4＝Ｓ·v ·γ·(W 0－W c ) (1-3) 式中：q 4 —— 掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，m 3/min ; S —— 掘进巷道断面积，m 2； υ —— 巷道平均掘进速度，m /min ； γ —— 煤的密度，t ／m 3； W 0 —— 煤层原始瓦斯含量，m 3/t ; W c —— 运出矿井后煤的残存瓦斯含量，m 3/t 。

矿井瓦斯防治技术正式版

In the schedule of the activity, the time and the progress of the completion of the project content are described in detail to make the progress consistent with the plan.矿井瓦斯防治技术正式版

矿井瓦斯防治技术正式版 下载提示：此解决方案资料适用于工作或活动的进度安排中，详细说明各阶段的时间和项目内容完成的进度，而完成上述需要实施方案的人员对整体有全方位的认识和评估能力，尽力让实施的时间进度与方案所计划的时间吻合。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 在采矿生产活动中，最常发生的事故是冒顶片帮事故。冒顶片帮是由于矿岩不够稳定，当强大的地压传递到顶板或两帮时，使矿岩遭受破坏而引起的。 冒顶片帮事故大多数为局部冒落及浮石引起的，而大片冒落及片帮事故相对较少，因此，对局部冒落及浮石的预防，必须给予足够的重视。引发冒顶片帮事故的原因主要有：矿床地质条件不好，采矿方法不合理和顶板管理不善，缺乏有效支护，检查不周和疏忽大意，浮石处理不当，地压活动等。

(一)冒顶片帮事故的预防 要防止冒顶片帮事故的发生，必须严格遵守安全技术规程，从多方面采取综合预防措施，王要措施如下。 (1)选用合理的采矿方法选择合理、安全的采选矿方法，制定具体的安全技术操作规程，建立正常的生产秩序和作业制度，是防止冒顶片帮事故的重要措施。 (2)搞好地质调查工作对于工作面推进地带的地质构造要调查清楚，通过危险地带时要采取可靠的安全措施。 (3)加强工作面顶板的管理、支护和维护必须尽量缩短永久支架与掘进工作面之间的距离。在掘进工作面与永久支架之间，必须架设临时支架。对所有井巷均要