矿井瓦斯涌出量预测方法AQ1018-2006

矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ 1018－2006）

矿井瓦斯涌出量预测方法

AQ 1018－2006

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。 本标准由生产监督管理总局提出。 本标准由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》

实用文档

3 术语及定义 3.1

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。 .2

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。 3.3

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。 3.4

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

3.5 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。 3.6

分源预测法 predicted method by different gas source

实用文档

根据时间和地点的不同，分成数个向矿井涌出的与瓦斯源，在分别对这些瓦斯涌出源进行预测的基础上得出矿井瓦斯涌出量的方法。 4 一般要求

4.1 新建矿井或生产矿井新水平，都必须进行瓦斯涌出量预测，以确定新矿井、新水平、新采区投产后瓦斯涌出量大小，作为矿井和采区通风设计、瓦斯抽放及瓦斯管理的依据。

4.2 矿井瓦斯涌出量预测采用分源预测法或矿山统计法。 4.3 矿井瓦斯涌出量预测应包括以下资料： a) 矿井采掘设计说明书：

1) 开拓、开采系统图、采掘接替计划； 2) 采煤方法、通风方式；

3) 掘进巷道参数、煤巷平均掘进速度； 4) 矿井、采区、回采工作面及掘进工作面产量。

b) 矿井地质报告：

1) 地层剖面图、柱状图等；

2) 各煤层和煤夹层的厚度、煤层间距离及顶、底板岩性。 c) 煤层瓦斯含量测定结果、风化带深度及瓦斯含量等值线图； d) 邻近矿井和本矿井已采水平、采区(盘区)以及采掘工作面瓦斯涌出测定结果；

e) 煤的工业分析指标(灰分、水分、挥发分和密度)以及煤质牌号。

4.4 新建矿井或生产矿井新水平瓦斯涌出量预测由具有国家规

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定资质的专业机构和生产单位共同完成，预测结果经专家审定后以报告形式提供给生产单位和有关部门。

瓦斯涌出量预测方法

分源预测法

5.1.1 矿井瓦斯涌出构成关系

1所示。

图1 矿井瓦斯涌出构成关系关系图 回采工作面瓦斯涌出量

(1)计算。

m3／t；

m3／t；

m3／t。

A。 掘进工作面瓦斯涌出量

24 h为一个预测

(2)计算。

井瓦斯涌出构成关系如图

.1.2采工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表达，以采用式中：——回采工作面相对瓦斯涌出量，——开采层相对瓦斯涌出量，——邻近层相对瓦斯涌出量，采层和邻近层相对瓦斯涌出量计算方法见附录5.1.3进工作面瓦斯涌出量预测用绝对瓦斯涌出量表达，采用式 实用文档

中：

——掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3／min；

——掘进工作面巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，m3／min；

——掘进工作面落煤绝对瓦斯涌出量，m3／min。

B。

生产采区瓦斯涌出量

(3)计算。

m3／t；

如无实测值可参照附录D选取；——第

i个回采工作面相对瓦斯涌出量，m3／t；

i个回采工作面的日产量，t；

——第

i个掘进工作面绝对瓦斯涌出量，m3／rain；

t。

矿井瓦斯涌出量

(4)计算。

进工作面巷道煤壁和落煤瓦斯涌出量计算方法见附录5.1.4产采区瓦斯涌出量采用式 中：——生产采区相对瓦斯涌出量，——生产采区内采空区瓦斯涌出系数，

i——第i——生产采区平均日产量，5.1.5井瓦斯涌出量采用式中：实用文档

——矿井相对瓦斯涌出量，m3／t；

i个生产采区相对瓦斯涌出量，m3／t；

i——第

——第i个生产采区平均日产量，t；

——已采采空区瓦斯涌出系数，如无实测值可参照附录D选取。

5.1.6 瓦斯不均衡性涌出

Kn，如无实测值可参照附录D选取。

矿山统计法

采用矿山统计法必须具备所要预测的矿井或采区煤层开采顺

矿山统计法预测瓦斯涌出量外推范围沿垂深不超过200 m，沿

600 m。

矿井相对瓦斯涌出量与开采深度的关系由式(5)表示。

m3／t；

m；

m；

—相对瓦斯涌出量随开采深度的变化梯度，m／(m3•t-1)。 值确定

虑各区域瓦斯涌出的不均衡性，利用分源预测法预测的各区域的瓦斯

需乘以瓦斯涌出不均衡系数 5.2.1煤方法、顶板管理、地质构造、煤层赋存、煤质等与生产矿井或生产

同或类似的条件。5.2.2斜方向不超过5.2.3中：——矿井相对瓦斯涌出量，——开采深度，——瓦斯风化带深度，实用文档

当有瓦斯风化带以下两个水平的实际相对瓦斯涌出量资料时，a值由式

确定。

中：

2水平的开采深度，m；

1水平的开采深度，m；

H2深度开采时的相对瓦斯涌出量，m3/t;

H1深度开采时的相对瓦斯涌出量，m3/t。

a的加

7）确定。

i个水平的开采深度，m；

i个水平的相对瓦斯涌出量，m3/t；

0

0可由式（8）确定。

根据实测煤层瓦斯基本参数确定，瓦斯风化带的下部边界可参照下列

——瓦斯带内——瓦斯带内——在——在当有瓦斯风化带以下多个水平的实际相对瓦斯涌出量的资料时，值由式（中：——第——第——统计的开采水平个数。HH中符号同前。） 实用文档

定：

烷及重烃的浓度之和占气体组分的80%（按体积）；

斯压力P=0.1MPa~0.15MPa；

对瓦斯涌出量qCH4=2m3/t~3m3/t；

层的瓦斯含量：

W=1.0m3t.r~1.5m3t.r(长焰煤)

W=1.5m3t.r~2.0m3t.r(气煤)

W=2.0m3t.r~2.5m3t.r(肥、焦煤)

W=2.5m3t.r~3.0m3t.r(瘦煤)

W=3.0m3t.r~4.0m3t.r(贫煤)

W=5.0m3t.r~7.0m3t.r(无烟煤)

5.2.4 当矿井相对瓦斯涌出量与开采深度之间不呈线性关系时，即a

常数时，应首先根据实测资料确定a值与开采深度的变化规律，然后再

测。

附 录 A (资料性附录)

开采层和邻近层瓦斯涌出量计算方法

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开采层瓦斯涌出量

A.1.1 薄及中厚煤层不分层开采时，开采层瓦斯涌出量可由式(A.1)

m。／t；

K1值选取范围为1.1～1.3；全部陷落法管理

K1取1.3；局部充填法管理顶板K1取1.2；全部

K1取1.1；砂质泥岩等致密性围岩K1取值可偏小；

D选取；

m；

m；

m3／t，参照附录C选取；

m3／t，如无实测值可参照附录C

厚煤层分层开采时，开采层瓦斯涌出量计算采用式(A.2)计算。

中：——开采层相对瓦斯涌出量，——围岩瓦斯涌出系数；碳质组分较多的围岩，管理顶板——工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计算；——采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，如无实测

参照附录——开采层厚度，——工作面采高，——煤层原始瓦斯含量，——运出矿井后煤的残存瓦斯含量，A.1.2 中：实用文档

——取决于煤层分层数量和顺序的分层瓦斯涌出系数，如无实测值可

附录D选取；其他符号意义同前。

邻近层瓦斯涌出量

(A.3)计算。

m3／t；

i个邻近层煤层厚度，m；

m；

i个邻近层瓦斯排放率，%，如无实测值可参照附录D选取；

——第i个邻近层煤层原始瓦斯含量，m3／t，如无实测值可参照开采

i个邻近层煤层残存瓦斯含量，m3／t，如无实测值可参照开采

近层瓦斯涌出量采用式中：——邻近层相对瓦斯涌出量，——第——工作面采高，——第；——第。实用文档

附 录 B (资料性附录)

掘进工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量计算方法

掘进巷道煤壁瓦斯涌出量

(B.1)计算。

m3／min；

m；对于薄及中厚煤层，D=2mo，

D=2h+b，h及b分别为巷道的高度及宽度；

m／min；

m；

m3／(m2•min)，如无实测值可参考式(B.2)计

m3／(m2•min)：

进巷道煤壁瓦斯涌出量采用式中：——掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，——巷道断面内暴露煤壁面的周边长度，采层厚度；对于厚煤层，——巷道平均掘进速度，——巷道长度，——煤壁瓦斯涌出强度， 中：——巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，——煤中挥发分含量，％；实用文档

——煤层原始瓦斯含量，m3／t，参照附录C选取。

掘进落煤的瓦斯涌出量

进巷道落煤的瓦斯涌出量采用式(B.3)计算。

m3／min：

m2；

m／min；

t／m3；

m3／t，参照附录C选取；

m3／t，如无实测值可按参照附录

附录C （资料性附录）

煤层原始瓦斯含量和残存瓦斯含量的选定

中：——掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，——掘进巷道断面积，——巷道平均掘进速度，——煤的密度，——煤层原始瓦斯含量，——运出矿井后煤的残存瓦斯含量，。实用文档

煤层瓦斯含量值是分源预测矿井瓦斯涌出量的核心参数，因此要求瓦

测值尽可能接近真值。

煤层原始瓦斯含量的测定与计算可采用直接法（地勘钻孔解吸法）进

与计算，参见煤层气测定方法（解吸法）（MT/T77—94）。

地勘钻孔解吸法测定煤层瓦斯含量时，当钻孔深度小于500m时，按

—94标准测定瓦斯含量；当钻孔深度500m~1000m或煤的解吸性能很

测定值必须进行校正。

直接法测定的煤层瓦斯含量应与邻近生产矿井和已生产水平井下钻

法或间接法测定的瓦斯含量对比。

煤的残存瓦斯含量Wc。高变质煤瓦斯含量>10m3/t.r和低变质煤的Wc

表C.1选取；瓦斯含量<10m3/t.r的高变质煤的Wc值可按式（C.1）选取。

斯含量<10m3/t.r的高变质煤的Wc按式（C.1）计算。

中：

——煤层残存瓦斯含量，m3/t.r；

——煤层原始瓦斯含量，m3/t.r。

实用文档

附录D （资料性附录） 分源预测法各种系数的确定

采面巷道预排瓦斯影响系数K3

K3按式（D.1）计算。

（L-2h）/L…………（D.1）

K3=1；上部相邻工

K3按式（D.2）计算。

m；

m，如无实测值可按表D.1取值；

m。

分层开采第i分层瓦斯涌出量系数Kfi

用长壁后退式回采时，=用长壁前进式回采时，如上部相邻工作面已采，则采， 中：——工作面长度，——掘进巷道预排等值宽度，——巷道宽度，实用文档

层（两层或三层）开采时，Kfi按表D.2取值；分层（四层）开采时，表D.3取值。 表D.2 分层（两层或三层）开采Kfi值 两个分层开采 三个分层开采 Kf1 Kf2 Kf1 Kf2 Kf3 0.496 1.820 0.692 0.488 表D.3 分层（四层）开采Kfi值 邻近层受采动影响瓦斯排放率Ki Ki=1。 4.5m时，Ki按式（D.3）计算或按图D.1选取。 i邻近层与开采层垂直距离，m； 邻近层向工作面释放卸压瓦

1.504邻近层位于冒落带中时，采高小于 中：——第——受采动影响顶底板岩层形成贯穿裂隙，实用文档

层破坏范围，m。

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D.1 邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线

采层顶、底板的破坏影响范围hp按《建筑物、水体、铁路及主要井巷

4.5m时，Ki按式（D.4）计算。

i邻近层与开采层垂直距离，m；

m。

m。

采空区瓦斯涌出系数K′、K″

K′、K″按表D.4选取。

瓦斯涌出不均衡系数Kn

设与压煤开采规程》中附录六的方法计算。采高大于 中：——第——工作面采高，——工作面长度，空区瓦斯涌出系数实用文档

斯涌出不均衡系数为该区域内最高瓦斯涌出量与平均瓦斯涌出量的比

采工作面或掘进工作面瓦斯涌出不均衡系数取Kn=1.2~1.5或实际计算

井或采构瓦斯涌出不均衡系数取Kn=1.1~1.3或实际计算值。

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出量预测实例