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竹林山3煤层矿井瓦斯涌出量预测

摘要：瓦斯是成煤过程中的伴生气体，它源于煤层又储存于煤层之中，一旦开采煤炭就会伴随有瓦斯涌出。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，合理的开发与利用瓦斯可以让瓦斯造福于人类。

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的必不可少的基础参数。

为了防止瓦斯突出，减少因为瓦斯突出而造成的人员伤亡和经济损失，本文在分析研究了几种瓦斯涌出量预测方法的基础上，选用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行预测。

应用分源预测法预测矿井瓦斯涌出量，是以煤层瓦斯含量、煤层开采技术条件为基础，根据各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律，计算回采工作面、掘进工作面、采区以及矿井瓦斯的涌出量。

本文采用的是竹林山煤矿中预测所需的原始资料，对煤矿瓦斯涌出量进行了精确的预测研究。

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关键词： 煤层瓦斯含量 涌出量预测 分源预测法

The prediction of gas emission of 3# coal bed in Zhulinshan

Abstract: Gas is associated when carbo appeared.It results from coal seam as well as stores in the coal seam.Once mined it will be acpanied by gas flowing.Gas is damaged aero.It is not only polluted environment but also cause to happen polymorphous damage disaster failure.It plays an much hazardness part in coal mine safety production.Meantime,gas is also clean source.rational exploitation and use gas may bring benefit to man

The duty of predicting the gas emission air makes certain new mine ,new level、new mining district、gas emission before new workplace put into production.It supply database for pit,mining district and workplace.It is indispensable foundation parameter about mine ventilation design,gas drainge and gas management. In order to prevent gas burst, reduce dead and wounded and economic lose that is because gas burst, this text adopted predicted method named divide the source and predict the law,which predict gas emission.And the text used sorts of prediction method.

That use predicted method named divide the source and predict the law forecast how much pit air flowed used coal seam methane content、coal seam production technical condition as fundament，used basic gas flow rule，counted productive workings 、heading face、working district and pit air's Gas emission.

This text used basic data that is forecasted from Zhulinshan coal .It studyed coal-mine gas emission precisely.

Keywords：The content of coal seam Gas emission divide the source and predict

the law

目 录

1 引言 .......................................................................................................................... 1 1.1 国外研究现状 .................................................................................................... 1 1.2 国内研究现状 .................................................................................................... 2 2 矿井瓦斯涌出量预测方法 ...................................................................................... 5 2.1 矿山统计法 ........................................................................................................ 5 2.1.1 矿山统计预测法的工作步骤及计算方法 ............................................... 5 2.1.2 采用矿山统计法预测需要注意的几个问题 ........................................... 7 2.2 分源预测法 ........................................................................................................ 8 2.2.1 分源预测法所需的原始资料 ................................................................... 9 2.2.2 掘进工作面瓦斯涌出量计算 ................................................................... 9 2.2.3 回采工作面瓦斯涌出量计算 ................................................................. 10 2.2.4 生产采空区瓦斯涌出量计算 ................................................................. 13 2.2.5 生产采区瓦斯涌出量计算 ..................................................................... 13 2.2.6 已采采空区瓦斯涌出量计算 ................................................................. 13 2.2.7 矿井瓦斯涌出量计算 ............................................................................. 14 3 矿井概况 ................................................................................................................ 15 3.1 地形、地貌及水系 .......................................................................................... 15 3.2 地质特征 .......................................................................................................... 16 3.2.1 地层及地质构造 ..................................................................................... 16 3.2.2 地质构造 ................................................................................................. 17 3.2.3 煤层及煤质 ............................................................................................. 18 3.3 井田储量 .......................................................................................................... 19 3.4 矿井生产能力及服务年限 .............................................................................. 20 3.5 井田开拓方式和水平划分 .............................................................................. 20 3.6 矿井通风方式及瓦斯涌出情况 ...................................................................... 21 4 3煤层瓦斯含量规律分析 ..................................................................................... 22 4.1 影响煤层瓦斯含量的主要因素 ...................................................................... 22 4.1.1 煤层的埋藏深度 ..................................................................................... 22

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4.1.2 煤层与围岩的透气性 ............................................................................. 23 4.1.3 煤层倾角和露头 ..................................................................................... 23 4.1.4 地质构造 ................................................................................................. 23 4.1.5 煤的吸附特性 ......................................................................................... 24 4.1.6 地层的地质史 ......................................................................................... 24 4.1.7 水文地质条件 ......................................................................................... 24 4.2 煤层瓦斯含量测定方法 .................................................................................. 24 4.2.1 瓦斯含量直接测定法 ............................................................................. 25 4.2.2 煤层瓦斯含量间接测定法 ..................................................................... 28 5 预测方法的选择 .................................................................................................... 31 5.1 方法选择 .......................................................................................................... 31 5.1.1 矿山统计法 ............................................................................................. 31 5.1.2 分源预测法 ............................................................................................. 31 5.2 分源预测法预测矿井瓦斯涌出量 .................................................................. 32 5.2.1 瓦斯涌出量预测条件 ............................................................................. 32 5.2.2 瓦斯涌出量预测结果 ............................................................................. 33 6 结 论 ...................................................................................................................... 35 致 谢 .......................................................................................................................... 36 .................................................................................................................................... 37 附录A 英文原文节选 .............................................................................................. 38 附录B 英文译文节选 .............................................................................................. 50

1 引 言

长期以来，瓦斯灾害始终是危害煤矿安全的大敌，目前已成为制约煤矿安全生产的主要原因。它污染环境，加剧“大气温室效应”，形成瓦斯突出、瓦斯爆炸等危害事故。因为瓦斯事故具有极强的破坏和巨大的危害性，给国家和人民生命财产造成巨大的损失。所以说瓦斯事故是危害煤矿安全生产和矿工生命的第一杀手，煤矿瓦斯问题是实现安全生产的最大障碍，是随时会引爆的主要危险源，防治瓦斯是煤矿一项复杂的系统工程，是同自然灾害作斗争的科学实践，瓦斯事故是有规律可循的。

然而，瓦斯灾害的防治是以瓦斯涌出量预测为基础，涌出量预测的准确性直接影响瓦斯防治的效果以及矿井的生产安全。由此看来，矿井瓦斯涌出量预测显得尤其重要。我国在瓦斯含量和瓦斯涌出量预测方面,特别是近十几年的努力,已较完善地建立了地勘瓦斯含量测定方法及装置、解吸法测定瓦斯含量的方法及装置、瓦斯涌出量分源预测法、计算机绘制瓦斯地质图件的技术及软件,并制定了相应的技术规范,预测精度到了80%以上,为矿井通风设计和瓦斯管理提供了必要的技术依据。

矿井瓦斯涌出量预测通常采用的分源预测法，以煤层瓦斯含量、煤层开采技术为基础，根据各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律、计算回采工作面、掘进工作面、采区以及矿井瓦斯涌出量进行了研究，从而，使煤矿瓦斯突出所带来的灾害损失减少到最小。为瓦斯的抽放提供理论上的充分准备，为煤矿安全管理、瓦斯综合治理提供依据。使抽出来的瓦斯为人类造福，给煤矿的正常生产带来安全可靠的外部环境，使安全工作更具有目的性，同时使煤矿有了切实可行的预算，避免了盲目投资造成的经济损失。 1.1 国外研究现状

研究煤层瓦斯的形成和迁移规律，测定煤层瓦斯含量，是正确预测矿井瓦斯涌出量的基础。 1.1.1 煤层瓦斯含量测定

目前各国主要采用解吸法测定煤层瓦斯含量。用解吸法测定煤层瓦斯含量包括以下三个阶段：第一阶段，确定从钻取试样到把试样装入取样器这段时间内的瓦斯损失量Q1；第二阶段，采用野外解吸仪测定取样器中的试样解吸瓦斯