瓦斯防治課程設(shè)計2011學(xué)長給你們的，別都抄，稍微改改！一、瓦斯防治課程設(shè)計題目某礦煤系地層從上到下有2號煤層、3號煤層，煤層傾角均為12°。煤質(zhì)為瘦煤，揮發(fā)分分別為17.19%和16.45%。2號煤層厚2.6m，平均瓦斯含量為12m3/t。3號煤層厚2.8m，預(yù)測的瓦斯含量等值線如圖1所示。兩個煤層之間距離為45m。該礦首先采用上山開采3號煤層，共布置一個采區(qū)。目前采區(qū)內(nèi)布置有1個回采工作面〔101工作面〕、一個準(zhǔn)備工作面〔102工作面〕和2個掘進(jìn)工作面〔106回風(fēng)順槽和進(jìn)風(fēng)順槽〕。101-105工作面設(shè)計長度均為150m，走向長度為1200m。掘進(jìn)巷道的長度均為1200m，巷道斷面積為12m2。掘進(jìn)工作面月進(jìn)尺250m。工作面采用走向長壁后退式采煤法，頂板管理采用全部垮落法。試預(yù)測該礦井最大瓦斯涌出量，并判斷該礦井的瓦斯等級。一般要求〔1〕新建煤礦或生產(chǎn)煤礦新水平，都必須進(jìn)行瓦斯涌出量預(yù)測；〔2〕煤礦瓦斯涌出量預(yù)測依據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》〔AQ1018——2006〕，采用分源預(yù)測法或礦山統(tǒng)計法；〔3〕煤礦瓦斯涌出量預(yù)測應(yīng)包括以下資料：煤礦采掘設(shè)計說明書煤礦地質(zhì)報告〔4〕新建或生產(chǎn)煤礦新水平瓦斯涌出量預(yù)測由具有國家規(guī)定資質(zhì)的專業(yè)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)單位共同完成。三、煤礦瓦斯涌出構(gòu)成關(guān)系根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院沈陽研究院的研究，煤礦瓦斯涌出的源、匯關(guān)系如以下圖所示：煤礦瓦斯涌出預(yù)測計算—分源預(yù)測法4.1.1開采層瓦斯涌出量〔1〕薄及中厚煤層不分層開采時，開采層瓦斯涌出量由下式計算：〔2〕厚煤層分層開采時，開采層瓦斯涌出量由下式計算：式中：—開采層相對瓦斯涌出量，m3/t；—圍巖瓦斯涌出系數(shù)，為；—工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計算；—采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數(shù)；—取決于煤層分層數(shù)量和順序的分層瓦斯涌出系數(shù)；—開采層厚度，m；—工作面采高，m；—煤層原始瓦斯含量，m3/t；—煤的殘存瓦斯含量，m3/t。煤礦回采率：指的是煤礦所開采出來的原煤占它可采儲量的百分比。對于工作面要求厚煤層回采率不小于93%，中厚煤層回采率不小于95%，薄煤層回采率不小于97%。由于本煤層為中厚煤層，故回采率取95%由于3號煤層厚2.8m，屬于中厚煤層，故采用〔1〕式進(jìn)行開采層瓦斯涌出量計算。其中，圍巖瓦斯涌出系數(shù)取1.3；開采層厚度為2.8m；工作面采高為3.0m；3號煤層最大原始瓦斯含量為14m3/t。工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)取1.05。采面巷道預(yù)排瓦斯影響系數(shù)K3：采用長壁后退式回采時式中—工作面長度，150m；—掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，m；由下表取15.4；—巷道寬度，m；本煤層采用長壁后退式回采，故采用〔1〕式進(jìn)行采面巷道預(yù)排瓦斯影響系數(shù)計算：煤的殘存瓦斯含量Wc:高變質(zhì)煤瓦斯含量>10m3/t?r和低變質(zhì)煤的Wc可按下表選?。河捎?號煤層為瘦煤，屬于高變質(zhì)煤，且瓦斯含量>10m3/t?r，其揮發(fā)分為16.45%，故煤的殘存瓦斯含量取4m3/t。那么開采層瓦斯涌出量q1為：4.1.2鄰近層瓦斯涌出量鄰近層瓦斯涌出量采用下式計算：式中q2——鄰近層相對瓦斯涌出量，m3/t；——鄰近層號煤層的厚度，m；——工作面采高，m；——鄰近層號煤層瓦斯排放率，%：——鄰近層號煤層原始瓦斯含量，m3/t；——鄰近層號煤層殘存瓦斯含量，m3/t。其中，鄰近層2號煤層的厚度為2.6m；工作面采高為3.0m；鄰近層2號煤層原始瓦斯含量W02為12m3/t；鄰近層2號煤層殘存瓦斯含量Wc2參照開采層，取4m3/t。鄰近層2號煤層瓦斯排放率：由于鄰近層2號煤層是上鄰近層，煤層傾角為12°，屬于緩傾斜煤層，故采用上圖曲線1；兩個煤層之間距離為45m，那么2號煤層瓦斯排放率為57%。那么鄰近層瓦斯涌出量q2:4.1.3采煤工作面瓦斯涌出量采煤工作面瓦斯涌出量預(yù)測用相對瓦斯涌出量表達(dá)，以24h為一個預(yù)測圓班，采用下式計算：式中——采煤工作面相對瓦斯涌出量，m3/t；——開采層相對瓦斯涌出量，m3/t；——鄰近層相對瓦斯涌出量，m3/t。故采煤工作面相對瓦斯涌出量q采：4.2.1掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量采用下式計算：式中——掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；——巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長度，m；——巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；——巷道長度，m；——煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，。其中，對于薄及中厚煤層，巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長度D=2m0，m0為開采層厚度，故D=5.2m；巷道平均掘進(jìn)速度；巷道長度L=1200m。煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度q0的計算：式中q0——巷道煤壁瓦斯涌出初速度，；——煤中揮發(fā)分含量，%；W0——煤層原始瓦斯含量，m3/t。故：那么掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量：4.2.2掘進(jìn)落煤的瓦斯涌出量掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量采用下式計算：式中——掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量，m3/min；——掘進(jìn)巷道斷面積，m2；v——巷道平均掘進(jìn)速度，m/min；——煤的密度，t/m3；——煤層原始瓦斯含量，m3/t；——煤的殘存瓦斯含量，m3/t。其中，掘進(jìn)巷道斷面積為12m2；巷道平均掘進(jìn)速度；瘦煤的密度為1.5t/m3；煤層原始瓦斯含量W0為14m3/t；煤的殘存瓦斯含量Wc為4m3/t。故掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量q4：4.2.3掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預(yù)測用絕對瓦斯涌出量表達(dá)，采用下式計算：式中——掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量，m3/min；——掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對瓦斯涌出量，m3/min；——掘進(jìn)工作面落煤絕對瓦斯涌出量，m3/min。那么掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量：4.3生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量采用下式計算：式中q區(qū)——生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量，m3/t；——生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)；q采i——第i個采煤工作面相對瓦斯涌出量，m3/t；Ai——第i個采煤工作面的日產(chǎn)量，t；q掘i——第i個掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量，m3/min；A0——生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t。其中，生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)按下表取值：選取為1.30；采區(qū)共一個采煤工作面，采煤工作面相對瓦斯涌出量13.382m3/t；采煤工作面的日產(chǎn)量掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量1.0522m3/min；生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量。故生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量：煤礦瓦斯涌出量煤礦瓦斯涌出量采用下式計算：式中q井——礦井相對瓦斯涌出量，m3/t；q區(qū)i——第i個生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量，m3/t；A0i——第i個生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t；——已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)。其中：3號煤層共布置一個采區(qū)，生產(chǎn)采區(qū)相對瓦斯涌出量為m3/t；生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量3000t。已采采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)按下表取值：選取為1.2。故礦井相對瓦斯涌出量q井：所以由以上計算可知,預(yù)測該礦井最大瓦斯涌出量為26.1m3/t。礦井的瓦斯等級鑒定1、煤礦瓦斯等級的劃分根據(jù)2011年最新公布的《煤礦瓦斯等級鑒定暫行方法》，礦井瓦斯等級應(yīng)當(dāng)依據(jù)實(shí)際測定的瓦斯涌出量、瓦斯涌出形式以及實(shí)際發(fā)生的瓦斯動力現(xiàn)象、實(shí)測的突出危險性參數(shù)等確定。礦井瓦斯等級劃分為：〔一〕煤〔巖〕與瓦斯〔二氧化碳〕突出礦井〔以下簡稱突出礦井〕；〔二〕高瓦斯礦井；〔三〕瓦斯礦井。具備以下情形之一的礦井為突出礦井：〔一〕發(fā)生過煤〔巖〕與瓦斯〔二氧化碳〕突出的；〔二〕經(jīng)鑒定具有煤〔巖〕與瓦斯〔二氧化碳〕突出煤〔巖〕層的；〔三〕依照有關(guān)規(guī)定有按照突出管理的煤層，但在規(guī)定期限內(nèi)未完成突出危險性鑒定的。具備以下情形之一的礦井為高瓦斯礦井：〔一〕礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t；〔二〕礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min；〔三〕礦井任一掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量大于3m3/min；〔四〕礦井任一采煤工作面絕對瓦斯涌出量大于5m3/min。同時滿足以下條件的礦井為瓦斯礦井：〔一〕礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3/t；〔二〕礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40m3/min；〔三〕礦井任一掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量均小于或等于3m3/min；〔四〕