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1 范圍
　　本標準規定了采用分源預測法與礦山統計法進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預測的方法。
　　本標準適用于新建礦井、生產(chǎn)礦井新水平延深、新采區以及采掘工作面(放頂煤工作面除外)的瓦斯涌出量預測。
2 規范性引用文件

下列文件中的條款通過(guò)本標準的引用成為本標準的條款。凡是注冊日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達。

MT/T 77煤層氣測定方法（解吸法）

《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開(kāi)采規程》

3 術(shù)語(yǔ)及定義

3.1

礦井瓦斯涌出量預測 prediction of mine gas emission rate

計算出礦井在一定生產(chǎn)時(shí)期、生產(chǎn)方式和配產(chǎn)條件下的瓦斯涌出量，并繪制反映瓦斯涌出規律的涌出量等值線(xiàn)圖。

3.2

礦井瓦斯涌出量 absolute gas emission rate

單位時(shí)間內從煤層以及采落的煤（巖）體涌入礦井中的氣體總量，礦井進(jìn)行瓦斯抽放時(shí)包括抽放瓦斯量。

3.3

絕對瓦斯涌出量 absolute gas emission rate

單位時(shí)間內從煤層和巖層以及采落的煤（巖）體所涌出的瓦斯量，單位采用m²/min。

3.4

相對瓦斯涌出量 relative gas emission rate

平均每產(chǎn)1t煤所涌出的瓦斯量，單位為m²/t

3.5 礦山統計法 statistical predicted method of mine gas

根據對本礦井或鄰近礦井實(shí)際瓦斯涌出資料的統計分析得同的礦井瓦斯涌出量隨開(kāi)采深度變化的規律，預測新井或新水平瓦斯的方法。

3.6

分源預測法 predicted method by different gas source

根據時(shí)間和地點(diǎn)的不同，分成數個(gè)向礦井涌出的與瓦斯源，在分別對這些瓦斯涌出源進(jìn)行預測的基礎上得出礦井瓦斯涌出量的方法。

4 一般要求
　　4.1 新建礦井或生產(chǎn)礦井新水平，都必須進(jìn)行瓦斯涌出量預測，以確定新礦井、新水平、新采區投產(chǎn)后瓦斯涌出量大小，作為礦井和采區通風(fēng)設計、瓦斯抽放及瓦斯管理的依據。
　　4.2 礦井瓦斯涌出量預測采用分源預測法或礦山統計法。
　　4.3 礦井瓦斯涌出量預測應包括以下資料：
　　a) 礦井采掘設計說(shuō)明書(shū)：
　　1) 開(kāi)拓、開(kāi)采系統圖、采掘接替計劃；
　　2) 采煤方法、通風(fēng)方式；
　　3) 掘進(jìn)巷道參數、煤巷平均掘進(jìn)速度；
　　4) 礦井、采區、回采工作面及掘進(jìn)工作面產(chǎn)量。
　　b) 礦井地質(zhì)報告：
　　1) 地層剖面圖、柱狀圖等；
　　2) 各煤層和煤夾層的厚度、煤層間距離及頂、底板巖性。
　　c) 煤層瓦斯含量測定結果、風(fēng)化帶深度及瓦斯含量等值線(xiàn)圖；
　　d) 鄰近礦井和本礦井已采水平、采區(盤(pán)區)以及采掘工作面瓦斯涌出測定結果；
　　e) 煤的工業(yè)分析指標(灰分、水分、揮發(fā)分和密度)以及煤質(zhì)牌號。
　　4.4 新建礦井或生產(chǎn)礦井新水平瓦斯涌出量預測由具有國家規定資質(zhì)的專(zhuān)業(yè)機構和生產(chǎn)單位共同完成，預測結果經(jīng)專(zhuān)家審定后以報告形式提供給生產(chǎn)單位和有關(guān)部門(mén)。

　　5 礦井瓦斯涌出量預測方法
　　5.1 分源預測法
　　5.1.1 礦井瓦斯涌出構成關(guān)系
　　礦井瓦斯涌出構成關(guān)系如圖1所示。
　　

　　5.1.2 回采工作面瓦斯涌出量
　　回采工作面瓦斯涌出量預測用相對瓦斯涌出量表達，以24 h為一個(gè)預測圓班，采用式(1)計算。

　　式中：
　　q_采——回采工作面相對瓦斯涌出量，m³／t；
　　q₁——開(kāi)采層相對瓦斯涌出量，m³／t；
　　q₂——鄰近層相對瓦斯涌出量，m³／t。
　　開(kāi)采層和鄰近層相對瓦斯涌出量計算方法見(jiàn)附錄A。
　　5.1.3 掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量
　　掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量預測用絕對瓦斯涌出量表達，采用式(2)計算。

　　式中：
　　q_掘——掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量，m³／min；
　　q₃——掘進(jìn)工作面巷道煤壁絕對瓦斯涌出量，m³／min；
　　q₄——掘進(jìn)工作面落煤絕對瓦斯涌出量，m³／min。
　　掘進(jìn)工作面巷道煤壁和落煤瓦斯涌出量計算方法見(jiàn)附錄B。
　　5.1.4 生產(chǎn)采區瓦斯涌出量
　　生產(chǎn)采區瓦斯涌出量采用式(3)計算。

　　式中：
　　q_區——生產(chǎn)采區相對瓦斯涌出量，m³／t；
　　K'——生產(chǎn)采區內采空區瓦斯涌出系數，如無(wú)實(shí)測值可參照附錄D選??；
　　q_采i——第i個(gè)回采工作面相對瓦斯涌出量，m³／t；
　　A_i——第i個(gè)回采工作面的日產(chǎn)量，t；
　　q_掘i——第i個(gè)掘進(jìn)工作面絕對瓦斯涌出量，m³／rain；
　　A_o——生產(chǎn)采區平均日產(chǎn)量，t。
　　5.1.5 礦井瓦斯涌出量
　　礦井瓦斯涌出量采用式(4)計算。

　　式中：
　　q_井——礦井相對瓦斯涌出量，m³／t；
　　q_區i——第i個(gè)生產(chǎn)采區相對瓦斯涌出量，m³／t；
　　A_oi——第i個(gè)生產(chǎn)采區平均日產(chǎn)量，t；
　　K"——已采采空區瓦斯涌出系數，如無(wú)實(shí)測值可參照附錄D選取。
　　5.1.6 瓦斯不均衡性涌出
　　考慮各區域瓦斯涌出的不均衡性，利用分源預測法預測的各區域的瓦斯涌出量需乘以瓦斯涌出不均衡系數K_n，如無(wú)實(shí)測值可參照附錄D選取。
　　5.2 礦山統計法
　　5.2.1 采用礦山統計法必須具備所要預測的礦井或采區煤層開(kāi)采順序、采煤方法、頂板管理、地質(zhì)構造、煤層賦存、煤質(zhì)等與生產(chǎn)礦井或生產(chǎn)區域相同或類(lèi)似的條件。
　　5.2.2 礦山統計法預測瓦斯涌出量外推范圍沿垂深不超過(guò)200 m，沿煤層傾斜方向不超過(guò)600 m。
　　5.2.3 礦井相對瓦斯涌出量與開(kāi)采深度的關(guān)系由式(5)表示。

　　式中：
　　q——礦井相對瓦斯涌出量，m³／t；
　　H——開(kāi)采深度，m；
　　H_o——瓦斯風(fēng)化帶深度，m；
　　a——相對瓦斯涌出量隨開(kāi)采深度的變化梯度，m／(m³•t^-1)。
　　a) a值確定
　　1) 當有瓦斯風(fēng)化帶以下兩個(gè)水平的實(shí)際相對瓦斯涌出量資料時(shí)，a值由式（6）確定。

　　式中：
　　H₂——瓦斯帶內2水平的開(kāi)采深度，m；
　　H₁——瓦斯帶內1水平的開(kāi)采深度，m；
　　q₂——在H₂深度開(kāi)采時(shí)的相對瓦斯涌出量，m³/t;
　　q₁——在H₁深度開(kāi)采時(shí)的相對瓦斯涌出量，m³/t。
　　2) 當有瓦斯風(fēng)化帶以下多個(gè)水平的實(shí)際相對瓦斯涌出量的資料時(shí)，a的加權平均值由式（7）確定。

　　式中：
　　H_i——第i個(gè)水平的開(kāi)采深度，m；
　　q_i——第i個(gè)水平的相對瓦斯涌出量，m³/t；
　　n——統計的開(kāi)采水平個(gè)數。
　　b) H₀
　　1) H₀可由式（8）確定。

　　式中符號同前。
　　2） 根據實(shí)測煤層瓦斯基本參數確定，瓦斯風(fēng)化帶的下部邊界可參照下列條件確定：
　　甲烷及重烴的濃度之和占氣體組分的80%（按體積）；
　　瓦斯壓力P=0.1MPa~0.15MPa；
　　相對瓦斯涌出量q_CH4=2m³/t~3m₃/t；
　　煤層的瓦斯含量：
　　• W=1.0m³t.r~1.5m³t.r(長(cháng)焰煤)
　　• W=1.5m³t.r~2.0m³t.r(氣煤)
　　• 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(貧煤)
　　• W=5.0m³t.r~7.0m³t.r(無(wú)煙煤)
　　5.2.4 當礦井相對瓦斯涌出量與開(kāi)采深度之間不呈線(xiàn)性關(guān)系時(shí)，即a值不是常數時(shí)，應首先根據實(shí)測資料確定a值與開(kāi)采深度的變化規律，然后再進(jìn)行預測。

附 錄 A
(資料性附錄)
開(kāi)采層和鄰近層瓦斯涌出量計算方法

　　A.1 開(kāi)采層瓦斯涌出量
　　A.1.1 薄及中厚煤層不分層開(kāi)采時(shí)，開(kāi)采層瓦斯涌出量可由式(A.1)計算。

　　式中：
　　q₁——開(kāi)采層相對瓦斯涌出量，m。／t；
　　K₁——圍巖瓦斯涌出系數；K₁值選取范圍為1.1～1.3；全部陷落法管理頂板，碳質(zhì)組分較多的圍巖，K₁取1.3；局部充填法管理頂板K₁取1.2；全部充填法管理頂板K₁取1.1；砂質(zhì)泥巖等致密性圍巖K₁取值可偏??；
　　K₂——工作面丟煤瓦斯涌出系數，用回采率的倒數來(lái)計算；
　　K₃——采區內準備巷道預排瓦斯對開(kāi)采層瓦斯涌出影響系數，如無(wú)實(shí)測值可按參照附錄D選??；
　　m——開(kāi)采層厚度，m；
　　M——工作面采高，m；
　　W₀——煤層原始瓦斯含量，m³／t，參照附錄C選??；
　　W_c——運出礦井后煤的殘存瓦斯含量，m³／t，如無(wú)實(shí)測值可參照附錄C選取。
　　A.1.2 厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，開(kāi)采層瓦斯涌出量計算采用式(A.2)計算。

　　式中：
　　K_f——取決于煤層分層數量和順序的分層瓦斯涌出系數，如無(wú)實(shí)測值可按參照附錄D選??；其他符號意義同前。

　　A.2 鄰近層瓦斯涌出量
　　鄰近層瓦斯涌出量采用式(A.3)計算。

　　式中：
　　q₂——鄰近層相對瓦斯涌出量，m³／t；
　　m_i——第i個(gè)鄰近層煤層厚度，m；
　　M——工作面采高，m；
　　η_i——第i個(gè)鄰近層瓦斯排放率，%，如無(wú)實(shí)測值可參照附錄D選??；
　　W_0i——第i個(gè)鄰近層煤層原始瓦斯含量，m³／t，如無(wú)實(shí)測值可參照開(kāi)采層選??；
　　W_ci——第i個(gè)鄰近層煤層殘存瓦斯含量，m³／t，如無(wú)實(shí)測值可參照開(kāi)采層選取。

附 錄 B
(資料性附錄)
掘進(jìn)工作面煤壁和落煤瓦斯涌出量計算方法

　　B.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式(B.1)計算。

　　式中：
　　q₃——掘進(jìn)巷道煤壁瓦斯涌出量，m³／min；
　　D——巷道斷面內暴露煤壁面的周邊長(cháng)度，m；對于薄及中厚煤層，D=2m_o，m_o為開(kāi)采層厚度；對于厚煤層，D=2h+b，h及b分別為巷道的高度及寬度；
　　υ——巷道平均掘進(jìn)速度，m／min；
　　L——巷道長(cháng)度，m；
　　q₀——煤壁瓦斯涌出強度，m³／(m²•min)，如無(wú)實(shí)測值可參考式(B.2)計算。

　　式中：
　　q₀——巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，m³／(m²•min)：
　　V^r——煤中揮發(fā)分含量，％；
　　W₀——煤層原始瓦斯含量，m³／t，參照附錄C選取。
　　B.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式(B.3)計算。

　　式中：
　　q₄——掘進(jìn)巷道落煤的瓦斯涌出量，m³／min：
　　S——掘進(jìn)巷道斷面積，m²；
　　υ——巷道平均掘進(jìn)速度，m／min；
　　γ——煤的密度，t／m³；
　　W₀——煤層原始瓦斯含量，m³／t，參照附錄C選??；
　　W_c——運出礦井后煤的殘存瓦斯含量，m³／t，如無(wú)實(shí)測值可按參照附錄C選取。

附錄C
（資料性附錄）
煤層原始瓦斯含量和殘存瓦斯含量的選定

　　C.1 煤層瓦斯含量值是分源預測礦井瓦斯涌出量的核心參數，因此要求瓦斯含量測值盡可能接近真值。
　　C.2 煤層原始瓦斯含量的測定與計算可采用直接法（地勘鉆孔解吸法）進(jìn)行測定與計算，參見(jiàn)煤層氣測定方法（解吸法）（MT/T77—94）。
　　C.3 地勘鉆孔解吸法測定煤層瓦斯含量時(shí)，當鉆孔深度小于500m時(shí)，按MT/T77—94標準測定瓦斯含量；當鉆孔深度500m~1000m或煤的解吸性能很強時(shí)，測定值必須進(jìn)行校正。
　　C.4 直接法測定的煤層瓦斯含量應與鄰近生產(chǎn)礦井和已生產(chǎn)水平井下鉆孔解吸法或間接法測定的瓦斯含量對比。
　　C.5 煤的殘存瓦斯含量W_c。高變質(zhì)煤瓦斯含量>10m³/t.r和低變質(zhì)煤的W_c值可按表C.1選??；瓦斯含量<10m³/t.r的高變質(zhì)煤的W_c值可按式（C.1）選取。

　　瓦斯含量<10m³/t.r的高變質(zhì)煤的W_c按式（C.1）計算。

　　式中：
　　W_c——煤層殘存瓦斯含量，m³/t.r；
　　W₀——煤層原始瓦斯含量，m³/t.r。

附錄D
（資料性附錄）
分源預測法各種系數的確定

　　D.1 采面巷道預排瓦斯影響系數K₃
　　采用長(cháng)壁后退式回采時(shí)，K₃按式（D.1）計算。
　　K₃=（L-2h）/L…………（D.1）
　　采用長(cháng)壁前進(jìn)式回采時(shí)，如上部相鄰工作面已采，則K₃=1；上部相鄰工作面未采，K₃按式（D.2）計算。

　　式中：
　　L——工作面長(cháng)度，m；
　　h——掘進(jìn)巷道預排等值寬度，m，如無(wú)實(shí)測值可按表D.1取值；
　　b——巷道寬度，m。

　　D.2 分層開(kāi)采第i分層瓦斯涌出量系數K_fi
　　 分層（兩層或三層）開(kāi)采時(shí)，K_fi按表D.2取值；分層（四層）開(kāi)采時(shí)，K_fi值按表D.3取值。

表D.2 分層（兩層或三層）開(kāi)采K_fi值

　　D.3 鄰近層受采動(dòng)影響瓦斯排放率K_i
　　當鄰近層位于冒落帶中時(shí)，K_i=1。
　　當采高小于4.5m時(shí)，K_i按式（D.3）計算或按圖D.1選取。

　　式中：
　　h_i——第i鄰近層與開(kāi)采層垂直距離，m；
　　h_p——受采動(dòng)影響頂底板巖層形成貫穿裂隙，鄰近層向工作面釋放卸壓瓦斯的巖層破壞范圍，m。
　　

1－上鄰近層；2－緩傾斜煤層下鄰近層；3－傾斜、急傾斜煤層下鄰近層。

圖D.1 鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系曲線(xiàn)

　　開(kāi)采層頂、底板的破壞影響范圍h_p按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開(kāi)采規程》中附錄六的方法計算。
　　當采高大于4.5m時(shí)，K_i按式（D.4）計算。

　　式中：
　　h_i——第i鄰近層與開(kāi)采層垂直距離，m；
　　M——工作面采高，m。
　　L——工作面長(cháng)度，m。
　　D.4 采空區瓦斯涌出系數K′、K″
　　采空區瓦斯涌出系數K′、K″按表D.4選取。

　　D.5 瓦斯涌出不均衡系數K_n
　　瓦斯涌出不均衡系數為該區域內最高瓦斯涌出量與平均瓦斯涌出量的比值?；夭晒ぷ髅婊蚓蜻M(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡系數取K_n=1.2~1.5或實(shí)際計算值。礦井或采構瓦斯涌出不均衡系數取K_n=1.1~1.3或實(shí)際計算值。