【正文】 265490715270495720275500725280505730285510735290515740295520745300525750305530755310535760315540765320545770325550775330555780335560785340565790345570795350575800355580805360585810365590815370595820表10—3 瓦 斯 濃 度 校 正 系 數(shù) 表 沼氣濃度x%01234567890102030405060708090100礦井瓦斯抽放中使用的壓差計，在現(xiàn)場測得負壓、正壓和節(jié)流的大小，常常用毫米水柱來表示。但有時因為測量范圍和防凍等原因，須改用水銀和酒精來代替。其換算關(guān)系為：1mmH2g=1mm酒精柱＝在實際使用中也可以將其換算數(shù)值列成表，計算則比較方便。表10－4 實際孔板流量特征系數(shù)K值表 管徑D(mm)ma0K0. 0515a0K20a0K25a0K38a0K50a0K75a0K100a006327K125a0K150a0K175a0K200a0K225a0K250a0K275a0 K300a0K注：D≤300mm時，a0值采用內(nèi)插法； D≤300mm時，a0值采D=300mm時的值第十一章 鉆孔排放瓦斯有效半徑測定鉆孔排放瓦斯有效半徑的測定決定于鉆孔排放瓦斯的目的，如果為了防突，應(yīng)使用鉆孔有效范圍內(nèi)的煤體喪失瓦斯突出能力；如果為了防瓦斯?jié)舛瘸?，?yīng)使用鉆孔有效范圍內(nèi)的煤體瓦斯含量和瓦斯涌出量降到通風(fēng)可以安全排放的程度。因此測定方法最好在符合排放瓦斯目的的布孔條件下進行，這樣得數(shù)的有效半徑才有適用性。一、 根據(jù)瓦斯壓力確定排放瓦斯有效半徑的方法1）在無限流場條件下，按瓦斯壓力確定鉆孔排放瓦斯有效半徑先在石門斷面上打一個測壓孔，準確地測出煤層的瓦斯壓力。然后距測壓孔由遠而近打排放瓦斯鉆孔，觀察瓦斯壓力的變化，如果某一鉆孔，在規(guī)定的排放瓦斯時間內(nèi)，能把測壓孔的瓦斯壓力降低到容許值，則該孔距測壓的最小距離即為有效半徑。也可以由石門向煤層打幾個測壓孔，待測出準確瓦斯壓力值后，再打一個排放瓦斯鉆孔，觀察各測壓孔瓦斯壓力的變化，在規(guī)定的排放瓦斯時間內(nèi)，瓦斯壓力降低到安全限值的測壓孔距排放孔的距離，就是有效半徑。這種方法測出的有效半徑很小，因為測壓鉆孔周圍有豐富的瓦斯來源，瓦斯壓力下降很慢。這種方法確定的有效半徑適用于排放孔很少和厚煤層單排孔條件下。2)在有限流場條件下，按瓦斯壓力確定鉆孔排放瓦斯有效半徑在多排鉆孔或網(wǎng)格式密集鉆孔排放瓦斯條件下，排放瓦斯區(qū)域內(nèi)瓦斯流動場屬于有限流場，這時測定鉆孔的排放半徑布孔如圖21所示。在石門斷面向煤層打一個穿層測壓孔或在煤巷打一個沿層測壓孔，測出準確的瓦斯壓力值后，再在測壓孔周圍由遠而近打數(shù)排鉆孔，即在距離測壓孔較遠先打一排排放鉆孔(至少四個)它們位于同一半徑上，然后觀察瓦斯壓力變化。若影響甚小，再在距測壓孔較近的半徑上再打一排排放鉆孔(至少四個)再觀察瓦斯壓力變化，在規(guī)定排放瓦斯期限內(nèi)，能將測壓孔的瓦斯壓力降低到容許限值的那排鉆孔距測壓孔的距離就是排放瓦斯有效半徑。二、 根據(jù)瓦斯流量確定排放瓦斯有效半徑的方法適用這種方法的步驟如下：①沿煤層軟分層打3－5個相互平行的測流量鉆孔，孔徑42ｍｍ，長5－7ｍ，－。②對各鉆孔封孔，封孔長度不得小于2ｍ，測量室長度為1ｍ。③鉆孔密封后，立即測定鉆孔瓦斯流量，并每隔10分鐘測定一次，每個測量孔測定次數(shù)不得小于5次。④(其直徑等于待考察排放鉆孔的直徑)，在打鉆過程中，記錄孔長、時間和各測量鉆孔瓦斯流量的變化。⑤打完排放鉆孔后，每隔10分鐘測定一次各流量孔的瓦斯流量。⑥打完排放鉆孔后的2小時內(nèi)，測定并繪出各測量鉆孔的瓦斯流量變化曲線。⑦如果連續(xù)三次測定流量孔的瓦斯流量都比打排放鉆孔前增高10％，即表明該測量孔處于排放鉆孔的有效半徑之內(nèi)。符合本項中上述測量孔距排放鉆孔最遠距離即為排放鉆孔的有效半徑。圖21該法的優(yōu)點是測定流量比測定瓦斯壓力容易，其缺點是不如測瓦斯壓力法可靠。第十二章 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)的測定與計算不受采動影響的條件下，煤層內(nèi)鉆孔的瓦斯流量隨時間呈衰減變化的特性系數(shù)稱鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)。它可以作為評價煤層預(yù)抽瓦斯難易程度的一個指標，其計算公式如下：qt＝q0eβt (12－1)　　　　 　　　　　　　(12－2)式中：　 qt――百米鉆孔經(jīng)ｔ日后排放時的瓦斯流量，m3/；　 q0――百米鉆孔成孔初始時的瓦斯流量，m3/； t――鉆孔涌出瓦斯經(jīng)歷時間，ｄ；　 β――鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，ｄ1。選擇具有代表性的地區(qū)，打鉆孔測定q0，經(jīng)過ｔ日后(10天以上)，在測定qt，代入公式后即得β值。第十三章 瓦斯涌出量及其計算瓦斯涌出量是指在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中從煤與巖石涌出的瓦斯量，其表達方法有兩種：絕對瓦斯涌出量――在單位時間內(nèi)涌出的瓦斯量，m3/min或m3/ｄ；相對瓦斯涌出量――平均日產(chǎn)一噸煤同期涌出的瓦斯量，m3/ｔ；絕對瓦斯涌出量(QCH4)相對瓦斯涌出量(ｑCH4)的關(guān)系如下：ｑCH4＝ (13－1)式中：　　 A――日產(chǎn)煤量，t/d；　　 QCH4――絕對瓦斯涌出量，m3/ｄ；一、 掘進巷道的瓦斯涌出掘進巷道的瓦斯涌出包括三部分：巷道壁、迎頭煤壁和采落煤炭的瓦斯涌出，這三者一般都遵循下述公式所揭示的規(guī)律：q＝AtB (13－2)式中：　 A、B――常數(shù)，取決于煤層瓦斯流動特征，A0，B0；　 ｔ――排放瓦斯時間，ｄ；　 ｑ――排放瓦斯時間為ｔ時煤暴露面的比流量，ｍ3/ｍ2ｄ；掘進巷道瓦斯涌出量計算方法如下：單巷QCH4＝＋bMV(X0－X1) (13－3)雙巷QCH4＝8MV ＋M(X0－X1)[V(b1+b2)+Vrbr] (13－4)式中：　 　M――煤層厚度，ｍ；　　 V――巷道的掘進速度，ｍ/ｄ；　　 ｔ――巷道掘進時間，ｄ；　　 ｂ――單巷寬度，ｍ；　　 ｂｂ2――分別為雙巷主巷與副巷的寬度，ｍ；　 　X0、X1――分別為煤層的原始瓦斯含量與剩余的瓦斯含量，ｍ3/ｍ3。 Vr、ｂr――分別為聯(lián)絡(luò)巷的掘進速度與寬度，C1――單巷的瓦斯涌出特性系數(shù)，ｍ3/ｍ3ｄ1/2或ｍ/ｄ1/2。C2――雙巷的瓦斯涌出特性系數(shù)，ｍ/ｄ1/2。QCH4――單巷或雙巷的絕對瓦斯涌出量，ｍ3/ｄ。煤壁暴露面的瓦斯涌出隨著暴露時間的延長而逐減，當達到一定時間Tj時，它就接近于零，這種時間Tj定義為排放瓦斯極限期，一般為6－12個月，當巷道掘進時間ｔTj時,則：單巷QCH4≈ (13－5)雙巷QCH4≈ (13－6)如果巷道在掘進中有停掘期，則應(yīng)分段計算。以上計算適用于巷道周圍地質(zhì)條件相同，煤厚超過巷道高兩倍和掘進速度變化不大的條件下。瓦斯涌出特征系數(shù)可以按下列方法直接從掘進巷道中測得。在圖22所示斷面①、②、③三處，同時測定巷道風(fēng)流中的瓦斯平均濃度與風(fēng)量，進而計算出其瓦斯涌出量，即求得QCH4①、QCH4②、QCH4③，然后求出瓦斯涌出特性系數(shù)的平均值作為該巷的C值：QCH4①－QCH4②＝4MVC1()　　　　　　(13－7)QCH4②－QCH4③＝4MVC1()　　　　　　(13－8)式中：　　 QCH4①、QCH4②、QCH4③已測得。ttt3為各測點的暴露時間，M、V等均為已知數(shù)，未知數(shù)C1即可求出。C2的求法類似，不在贅述。瓦斯排放極限期Tj也可在井下實測得到，方法有二：第一，利用漏斗形鐵皮罩蓋在煤壁上，用黃泥把其間的縫隙堵嚴，從漏斗出口引出膠管取氣樣測定罩內(nèi)的瓦斯?jié)舛仁欠裨黾樱跐舛葞缀醪辉黾拥闹T點中，暴露時間最小者即為Tj；第二，從掘進工作面起沿巷道長度逐點檢查瓦斯涌出量，其值不再增高的暴露時間即為Tj近視值。二、 回采工作面瓦斯涌出量計算回采工作面的瓦斯涌出量一般按瓦斯含量計算。根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院撫順分院對“焦作礦區(qū)單一中厚煤層分層開采時回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測方法的研究”得出如下計算公式： 　(13－9)式中：　　 q――絕對瓦斯涌出量，ｍ3/ｔ；　　 Kfi――厚煤層分層開采瓦斯涌出系數(shù)；　　 分二層開采時　Kf1＝　 Kf2＝　　 分三層開采時　Kf1＝　 Kf2＝ Kf3＝　　 L――采煤工作面長度，ｍ；　　 ｈ――巷道瓦斯排放寬度，ｍ；無煙煤取10；　　 P――回采率，％，中厚煤層一般取85％；　　 K3――圍巖瓦斯涌出系數(shù)，；　　 K4――煤的泄出系數(shù)；　　 W0――煤體原始瓦斯含量，ｍ3/t。