1．一次采全高

    薄及中厚煤層一次采全高時，開采層瓦斯涌出量可由(6 - 16)式計算。

 

    式(6 -16)中，K1、K2、K3、m。、M及X。的取值較復雜，詳述如下：

 

    K1與圍巖巖性、圍巖瓦斯含量及頂板控制方法有關，取值范圍1.1~1.3。全部陷落法控制頂板，炭質組分較多的圍巖，K1取1.3；局部充填法控制頂板，K1取1-2；全部充填法控制頂板，K1取1.1；砂質泥巖等致密性圍巖，K1取值可偏小。

    K2=1/η，η為工作面回采率。中厚煤層η=95%，故K2 =1. 05。

    K3如無實測值，可用下述方法計算：

    采用長壁后退式回采時，K3按式(6-17)確定：

    K3=（L-2h）／L    (6- 17)

    五鳳煤礦1601工作面為后退式回采，K3=（L一2h）／L=（170 m-2×10 m）/170 m =0. 882。

    采用長壁前進式回采時，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(6-18)計算：

 

表6-9巷道預排瓦斯帶寬度

 

    xc為運出礦井后煤的殘存瓦斯含量，由實際測量得到。如無實測值，高變質煤瓦斯含量大于10 m3／t時，可參考表6-10選取；瓦斯含量小于10 m3/t時，按式（6-19）計算：

 

    將以上參數代入后，得到五鳳煤礦1601工作面開采時瓦斯涌出量為

 

表6 -10純煤殘存瓦斯含量

 

    2．分層開采

    厚煤層分層開采時，開采層瓦斯涌出量按式(6 -20)計算：

 

    其他符號意義同前。

表6 -11分層開采Kf值

 

    3．鄰近層瓦斯涌出量計算

    回采工作面鄰近層瓦斯涌出量可按式(6 -21)計算：

 

  Ki值與鄰近層的位置、煤層傾角、層間距離等多種因素有關。當鄰近層位于冒落帶中時，Ki=1。當采高小于4.5 m時，Ki值按式(6 -22)計算：

 

    開采煤層頂底板的破壞影響范圍hp按《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規程》中附錄六的方法計算。對于0°~ 54°范圍的緩傾斜煤層、傾斜煤層，其上方巖體裂隙帶高度計算公式見表6 -12；煤層傾角55°~90°的急傾斜煤層用垮落法開采時的垮落帶、裂隙帶高度可按表6 -13所列公式計算。

表6 -12 0°～54°范圍的緩傾斜煤層、傾斜煤層其上方巖體裂隙帶高度計算公式    m

 

    當采高大于4.5 m時，K按式(6 -23)計算：

 

    鄰近層瓦斯排放率也可按圖6-3取值。五鳳煤礦1601工作面各上下鄰近層基本參數見表6 -14。

表6 -13急傾斜煤層垮落帶、裂隙帶高度計算公式

 

 

圖6-3鄰近層瓦斯排放率與層間距的關系曲線

表6 14 1601工作面鄰近層煤層參數

 

    在采煤工作面連續推進后，回采空間的煤層底板形成“下三帶”，直接鄰接工作面的底板受到破壞，出現一系列沿層面和垂直于層面的斷裂，使其導氣能力增強，其厚度稱為底板破壞深度%。底板破壞深度與開采深度、煤層厚度、煤層傾角、頂底板巖石性質和結構、采煤方法、頂板控制方法以及工作面長度等因素有關。根據現場實測資料，底板破壞深度H1一般從幾米到十幾米。底板最大破壞深度根據統計法，按式(6 -24)計算。底板破壞深度也可按《煤礦瓦斯抽放規范》( AQ 1027-2006)的規定取20～30 m。

    H1=0.0085H+0.1665a +0.  1079L-4.3579    (6- 24)

式中H-開采深度，m;

    L-工作面長度，m；

    α-煤層傾角，(o)。

    開采6中煤層時，頂板最大裂隙帶高度為

 

    五鳳煤礦1601工作面平均開采深度150 m，煤層平均傾角9°，工作面長度170 m；將這些參數代入式(6 -23)算得底板最大破壞深度H1=16. 76 m。

    各鄰近層涌出瓦斯量為

 

    6上煤：

    7煤層以下的各煤層及煤線因為距6中煤的距離達到34. 35 m，已經超過計算的底板破壞深度16. 76 m，所以不會向6中煤工作面涌出瓦斯，能向1601采煤工作面涌出瓦斯的鄰近層只有6上煤與7煤層。

    q2 =1. 55 +0. 24 =1. 79 m3/t

    1601工作面回采時，瓦斯涌出量為上述二者之和。

    Q回采= qi+q2=9.35 +1, 79=11. 14 m3/t

    該礦設計生產能力0. 90 Mt/a，用一個工作面保證產量，按年工作日330天計算，平均每分鐘產煤1. 894 t，產瓦斯21.1 m3／min，再乘以1.3的不均勻系數，則回采工作面瓦斯涌出量為27. 43 m3／min。