太原理工大学继续教育学院毕业设计（论文）纸
2.掘进工作面瓦斯涌出量预测
掘进工作面的瓦斯主要来源于煤壁和落煤两部分，其计算公式为：
q掘?qB?qL
式中：qB－煤壁瓦斯涌出量，m3/min；
qL－落煤瓦斯涌出量，m3/min。
1) 掘进工作面煤壁瓦斯涌出量
在巷道掘进过程中，巷道周围煤层中的瓦斯压力平衡状态遭到破坏，煤体内部到煤壁间存在着压力梯度，瓦斯就会沿煤体裂隙及孔隙向巷道泄出。单位时间内单位面积暴露煤壁泄出的瓦斯量（煤壁瓦斯涌出速度）随着煤壁暴露时间的延长而降低。通常暴露6个月后煤壁瓦斯涌出基本稳定。
其计算公式为：
q3?D?v?q0?(2Lv?1)
式中 q3—掘进巷道煤壁瓦斯涌出量，m3/min；
D—巷道断面内暴露煤壁面周长长度，m；厚煤层D=2h+b，h及b分别为巷道的高度及宽度，综掘顺槽工作面D=2×3.2+4=10.4m；
v—巷道平均掘进速度；按设计的300m/mon即0.007m/min； L—掘进巷道长度；取800m；
q0—煤壁瓦斯涌出初速度，m3/m2·min,按下式计算：
q0?0.026[0.0004(Vr)2?0.16]W0
式中 Vr—煤中挥发份含量；取采样实测值15.79%；
W0—煤层瓦斯含量，m3/t；一采区顺槽掘进取16.00 m3/t，二采区顺槽掘进取12.20m3/t；
q01=0.026×(0.0004×(15.79)2+0.16)×16.00=0.108m3/m2·min q02=0.026×(0.0004×(15.79)2+0.16)×12.20=0.082m3/m2·min 一采区煤壁瓦斯涌出量：
q3=10.4×0.007×0.108×(2×(800/0.007)1/2-1)=5.31 m3/min； 二采区煤壁瓦斯涌出量：
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q3=10.4×0.007×0.082×(2×(800/0.007)-1)=4.03 m3/min；
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2) 掘进工作面落煤瓦斯涌出量
q4?S?v???(Wo?Wc)
式中 q4—掘进巷道落煤瓦斯涌出量，m3/min；
v—巷道平均掘进速度，按设计的500m/mon即0.011m/min； S—掘进巷道断面积，m2，S=3.2×4=12.80； γ—煤的密度 t/m3；取1.32 t/m3；
W0—煤层瓦斯含量，m3/t；一采区顺槽掘进取16.00 m3/t，二采区顺槽掘进取12.20m3/t；
WC—煤层残存瓦斯含量，m3/t，WC取3.25m3/t。 一采区落煤瓦斯涌出量：
q4=12.80×0.007×1.32×(16.00-3.25)=1.51 m3/min； 二采区落煤瓦斯涌出量：
q4=12.80×0.007×1.32×(12.20-3.25)=1.06 m3/min；
表1-1-5 掘进工作面瓦斯涌出量预测结果
生产时期 一采区 二采区 煤厚 瓦斯含量3（m） （m/t） 5.74 5.74 5.74 5.74 16.00 16.00 12.20 12.20 巷长 (m) 800 800 800 800 掘进速度 （m/mon） 300 300 300 300 瓦斯涌出量（m/min） 煤壁 5.31 5.31 4.03 4.03 落煤 1.51 1.51 1.06 1.06 合计 6.82 6.82 5.09 5.09 3掘进工作面 北翼顺槽 南翼顺槽 北翼顺槽 南翼顺槽 从以上各式可看出，掘进工作面瓦斯涌出量在煤层瓦斯含量不变的情况下，与巷道掘进速度有关，掘进速度越快，其瓦斯涌出量越大；在煤巷掘进速度相同的情况下，所掘进煤层的瓦斯含量越大，巷道绝对瓦斯涌出量越大。按付家焉煤矿各煤层巷道的瓦斯含量及掘进速度情况，预计各煤层瓦斯涌出量计算结果见表1-1-5。
3. 采区瓦斯涌出量预测
生产采区瓦斯涌出量系采区内所有回采工作面、掘进工作面（巷道）和生产采空区瓦
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斯涌出量之和，按下式计算：
n?n?K'??q回iAi?1440?q掘i?i?1???i?1q采区A0i
式中：q采区—生产采区瓦斯涌出量，m3/t； K' —生产采区采空区瓦斯涌出系数；
q回i—第i个回采工作面的瓦斯涌出量，m3/t； Ai —第i个回采工作面的平均日产量，t/d；
q掘i—第i个掘进工作面（巷道）的瓦斯涌出量，m3/min；
A0i—生产采区回采煤量和掘进煤量的总和，t/d。
表1-1-6 生产采区瓦斯涌出量预测结果
生产 采区 一采区 二采区 日产量 (t/d) 3818 3818 采区瓦斯涌出量 回采 (m3/t) 20.83 14.59 产量 （t） 3636 3636 掘进 (m3/min) 6.82 5.09 采空区 系数 1.30 1.30 合 计 (m/min) (m3/t) 386.12 61.11 32.48 23.05 4.矿井瓦斯涌出量预测
矿井瓦斯涌出量是矿井内全部生产采区和已采采空区瓦斯涌出量之和，按下式计算：
K\?q采区i?A0ii?1nq矿井??Ai?1n
0i式中：q矿井—矿井瓦斯涌出量，m3/t；
K\ —已采采空区瓦斯涌出系数，根据本矿实际取1.25； q采区i—第i个生产 采区的瓦斯涌出量，m3/t； A0i —第i个生产采区的产煤量，取3818t。
表1-1-7 矿井瓦斯涌出量预测结果
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生产时期 前期 后期 生产区域 一采区 二采区 日产量 (t/d) 3818 3818 瓦斯涌出量 生产采区(m3/t) 32.48 23.05 已采采区 系数 1.25 1.25 合 计 (m/min) (m3/t) 107.65 40.60 376.39 28.81 由表1-1-7可以看出，矿井初期的绝对瓦斯涌出量为107.65 m3/min。
1.1.3瓦斯灾害治理措施选择
本矿瓦斯涌出量较高，瓦斯抽采和通风是降低矿井瓦斯浓度的行之有效的方法，矿井通风必须做到有效、稳定和连续不断，使采掘工作面和生产巷道中瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》要求。
1.2防爆措施
1.2.1预防瓦斯积聚的措施
1）通风是防止瓦斯积聚的行之有效的方法，矿井通风必须做到有效、稳定和连续不断，使采掘工作面和生产巷道中瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》要求。
2）采煤工作面采用二进二回独立的双“U”型通风方式，掘进工作面采用局部通风机压入式通风方式，采掘工作面满足《煤矿安全规程》要求风速前提下，按设计最大风量供给，确保矿井瓦斯浓度不超限。
3）加强局部通风管理，保证局部通风机正常运转，局部通风机安设风筒，风筒口距工作面不大于5m，掘进工作面供风量保证工作面具有足够的风量，按风机最大吸风量进行计算，禁止掘进工作面扩散通风，临时停工的地点不得停风，否则必须断电源，设置栅栏防止人员进入。
4）加强通风设施管理，保证通风设施完好，合理进行通风，减少通风设施漏风、提高矿井有效风量率。
5）禁止无风和微风作业，保证采掘工作面最低风速不低于0.25m/s。
6）采取有效措施及时处理局部积存的瓦斯，特别是采煤工作面上隅角等地点，应加强检测与处理，废弃的巷道及时密闭。
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