一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤矿安全技术领域，特别涉及一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量 预测的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，对于回采工作面瓦斯涌出量的计算国内通常采用AQ标准来进行预测，简单 的将工作面瓦斯涌出量分为邻近层和本煤层两个部分进行预测，分类较为笼统，宽泛，分析 不够全面，预测缺乏准确性。并且，尚没有在卸压抽采条件下工作面瓦斯涌出量预测的方 法。
[0003] 因此，需要提出一种能够对回采工作面瓦斯进行预测，从而更好的指导工作面安 全回采的基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的方法。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的 方法，该方法解决了在卸压条件下回采工作面瓦斯涌出量预测不准确的问题，从而更好的 指导工作面安全回采。
[0005] 本发明的一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的方法，包括以下步骤：
[0006] a.确定回采工作面瓦斯涌出来源构成，回采工作面瓦斯涌出来源包括煤壁瓦斯涌 出、采落煤炭瓦斯涌出、采空区遗煤瓦斯涌出或/和邻近层瓦斯涌出；
[0007] b.分别计算各瓦斯涌出来源的涌出量，其中，
[0008] 煤壁瓦斯涌出量的计算公式为：
【主权项】
1. 一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的方法，其特征在于，包括以下步骤： a. 确定回采工作面瓦斯涌出来源构成，回采工作面瓦斯涌出来源包括煤壁瓦斯涌出、 采落煤炭瓦斯涌出、采空区遗煤瓦斯涌出或/和邻近层瓦斯涌出； b. 分别计算各瓦斯涌出来源的涌出量，其中， 煤壁瓦斯涌出量的计算公式为：
式中，Q1S煤壁瓦斯相对涌出量，单位：m3/t，Vtl为煤壁刚暴露时单位面积上的瓦斯涌 出强度，单位：m3/(m2 ·η?η)，u为工作面平均推进度，单位：m/min，L为工作面长度，单位：m， Lh为瓦斯排放带宽度，单位：m，β为煤壁瓦斯涌出衰减系数，单位=Hiin^C为工作面回采 率，S为煤的密度，单位：t/m 3; 采落煤炭瓦斯涌出量的计算公式为：
式中，Q2为采落煤炭瓦斯相对涌出量，单位：m3/t J1为采落煤炭的初始瓦斯涌出强度， 单位：m3/ (t ·η?η) ;n为采落煤炭瓦斯涌出衰减系数，单位min'L为工作面长度，单位; Lh为瓦斯排放带宽度，单位^2为采煤机平均牵引速度，单位：m/min ; 采空区遗煤瓦斯涌出量的计算公式为：
式中，93为采空区遗煤瓦斯相对涌出量，单位：m3/t ;%为采空区遗煤的初始瓦斯涌出 强度，单位(t · min) ;C为工作面回采率；L为工作面长度，单位：m ;LHS瓦斯排放带宽 度，单位;n为采空区遗煤瓦斯涌出衰减系数，单位min'l i为工作面煤壁到后方液压支 架的距离，单位;12为采空区沿工作面推进方向上的瓦斯浓度非稳定区域的宽度，单位： m ； 计算邻近层瓦斯涌出量时，引入卸压抽放瓦斯对邻近层瓦斯涌出量影响的修正系数， 其计算公式为：
式中，Q4为邻近层瓦斯相对涌出量，m3/t吨为第i个邻近层煤层厚度，单位：m ;M为工 作面采高，单位; ri i为第i个邻近层瓦斯排放率，单位：％ ;W Μ为第i个邻近层煤层原始 瓦斯含量，单位：m3/t Wcd为第i个邻近层煤层残存瓦斯含量，单位：m3/t ;KV为卸压抽放瓦 斯对邻近层瓦斯涌出量影响的修正系数； c. 根据步骤b计算出的各瓦斯涌出来源的涌出量，预测回采工作面瓦斯涌出量，建立 下伏远距离保护层开采条件下的瓦斯涌出量预测数学模型。
2. 根据权利要求1所述的一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的方法，其特征 在于：根据瓦斯流动理论和综合机械化采煤的特点，将回采工作面瓦斯涌出来源分为煤壁 瓦斯涌出、采落煤炭瓦斯涌出、采空区遗煤瓦斯涌出以及邻近层瓦斯涌出四个部分。
3. 根据权利要求1所述的一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的方法，其特征 在于，所述煤壁瓦斯涌出规律符合公式： V1= Vtl · (l+tre (5) 式中，V1为煤壁暴露t时刻时，单位面积煤壁上的瓦斯涌出强度，单位：mV(m2 · min); V。为煤壁刚暴露时单位面积上的瓦斯涌出强度，单位：mV(m2· min) ;β为煤壁瓦斯涌出衰 减系数，单位imin't为煤壁暴露时间，单位：min。
4. 根据权利要求1所述的一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的方法，其特征 在于，所述采落煤炭和采空区遗煤的瓦斯涌出规律均符合公式： V2= V1 · e^nt (8) 式中，V2为采落煤炭或者采空区遗煤在工作面停留t时刻后瓦斯涌出强度，单位：m 3/ (t. min) J1为采落煤炭或者采空区遗煤的初始瓦斯涌出强度，单位：m3/(t. min) ;n为采落 煤炭或者采空区遗煤瓦斯涌出衰减系数，单位min't为采落煤炭或者采空区遗煤在工作 面停留时间，单位：min。
5. 根据权利要求1所述的一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的方法，其特征 在于：所述修正系数Kv=实际邻近层瓦斯涌出量/邻近层瓦斯相对涌出量。
【专利摘要】本发明公开了一种基于卸压条件下工作面瓦斯涌出量预测的方法，包括a.确定回采工作面瓦斯涌出来源构成，回采工作面瓦斯涌出来源包括煤壁瓦斯涌出、采落煤炭瓦斯涌出、采空区遗煤瓦斯涌出或/和邻近层瓦斯涌出；b.分别计算各瓦斯涌出来源的涌出量；c.根据步骤b计算出的各瓦斯涌出来源的涌出量，预测回采工作面瓦斯涌出量，建立下伏远距离保护层开采条件下的瓦斯涌出量预测数学模型。本发明解决了在卸压条件下回采工作面瓦斯涌出量预测不准确的问题，从而更好的指导工作面安全回采。
【IPC分类】G06F19-00, E21F7-00
【公开号】CN104863627
【申请号】CN201510178346
【发明人】文光才, 张光德, 王建, 周光华, 邹银辉, 张志刚, 周勇, 程建圣, 张占国, 黄光利, 冀超辉, 龚选平, 孙炳兴, 程波, 李大勇, 刘俊, 徐腾飞, 张林良
【申请人】中煤科工集团重庆研究院有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月15日