1、重点工程实例采空区瓦斯涌出系数采空区瓦斯涌出量与采面总瓦斯涌出量比值叫采空区瓦斯涌出系数，采空区瓦斯涌出系数大小直接反映了采面瓦斯量大小。 以平煤集团公司一矿戊21191工作面为例，采用下面几种办法预计采空区瓦斯涌出系数 办法一： 戊-21191工作面投产后，当工作面推动30m左右时，老顶初次垮落，工作面回风流中瓦斯急剧增大，可以为，回风流中瓦斯浓度由老顶初次垮落前0.26增长到0.58后来推算，开采初期采面煤壁和落煤瓦斯涌出量为2.3m3min，采空区瓦斯涌出量为2.83 m3min，采空区瓦斯涌出量占总瓦斯涌出量55，煤壁和落煤占45。 办法二： 在正常生产期间生产班，在工作面距回风巷约2
2、0m处有整个横断面上从煤壁到支架均匀布置测点，如图1所示，多次测定各点瓦斯浓度，找出浓度最低测点，并测量浓度最低点到煤壁和到采空区距离，将数据解决后绘制成图，依照图2求出煤壁、采空区瓦斯涌出量在工作面瓦斯中所占比例。 图1 瓦斯观测点分布图 采空区瓦斯涌出量按图2计算，则采空区瓦斯涌出系数k采空区由公式计算得出。图2采空区瓦斯涌出量计算图表1测得是检修班时，采空区瓦斯涌出系数。生产班时，增长了落煤瓦斯涌出，而采空区瓦斯涌出也有所增长，但是，落煤增长比例要比采空区增长比例大。 表1平煤(集团)公司一矿戊-21191采面平均测量成果 测定期间 浓度最低点距煤壁距离（m）浓度最低点距采空区距离（m）
3、采空区占总瓦斯涌出量比例（%）检修班15521559因而，生产班时采空区瓦斯涌出系数要比检修班时小。办法三：平煤（集团）公司一矿戊-21191辅助回风巷运用风机进行抽放，抽出瓦斯除一小某些为回风巷漏风外，绝大某些为采空区瓦斯，进行抽放后，上隅角依然涌出一某些采空区瓦斯，理论上采空区瓦斯应是抽放瓦斯加上上隅角涌出瓦斯，但是由于抽放，使采空区涌出强度增长，比不抽放要多涌出一某些瓦斯，这两某些如果大体相抵消，在研究过程中粗略地把抽放量作为采空区瓦斯涌出量，考察其所占比例。测量办法：风机抽放期间派专门人员持续观测风机抽放量、抽放浓度、回风流风量、瓦斯浓度，各测点布置如图3所示。图3平煤（集团）公司一矿
4、戊-21191采面瓦斯涌出量、抽放量测定期测点布置示意图整个从开采到推动500m抽放期间，采面瓦斯涌出总量、抽放量及放排瓦斯量变化如图4所示。采面瓦斯涌出量抽放瓦斯量风排瓦斯量 由图中可看出，瓦斯抽放量46m3/min,占总瓦斯涌出量45%50%，可近似以为采空区瓦斯涌出量所占比例，既采空区瓦斯涌出系数为0.450.5。 办法四：采面煤壁和落煤瓦斯相对涌出量为qb+L=wo-wc,依照总涌出量减去煤壁和落煤涌出后，所得瓦斯涌出量。如一矿戊21191采面产量为3000t时，采面总瓦斯涌出量为910m3/min左右，煤壁和落煤相对涌出量为5.3-2.5=2.8m3/min，约占总涌出量49%左右。
5、高位钻孔抽放现场实验一、平煤（集团）公司十矿戊9-10-0工作面实验 1.高位钻孔布置 依照十矿地质条件，拟定平煤（集团）公司十矿戊9-10-0工作面合理冒落带高度为10.514m，裂隙带高度为1025m，在满足抽放有效距离及钻孔始抽距离基本上，拟定钻场间距为35m，每个钻场布置3个孔，钻孔仰角为14，夹角分别为8.5、12.5；钻孔长度由外向里依次为70m、75m、85m(钻孔布置见图5-5-3)。钻孔终孔距煤层顶板距离为19m、21m、23m;受采空区漏风线影响，原则上钻孔终孔应尽量接近上隅角，与上隅角水平距离预测为10m、14m、18m。2.抽放效果分析 自1997年12月19日开始对2
6、2个钻孔进行了考察。通过考察表白，在有效抽放期内单孔最大抽放量8149m3 ,日最大抽放量1400m3 。抽放量与推动距离关系见图5-5-4。 从图中可以看出，裂隙带钻孔有效作用范畴是从采面距钻孔终孔位置水平5m左右开始到采面距钻孔位置水平30m左右为止，与此相相应高差（h）是815m.在此区间内，单孔抽放浓度在20%75%之间，可稳定在35%左右，抽放瓦斯量0.10.95m3/min,具备抽放价值。裂隙带钻孔与本煤层钻孔相比，具备事半功倍效果。从并网10个钻孔来看，最低单孔抽放总量为2911m3（抽12d结束），相称于一种60m本煤层钻孔1年抽放量，减少采面瓦斯量出量。 二、平煤集团八矿15
7、13190采面实验1.实验工作面概况 该工作面位于八矿己三扩大采区奚仪下部，走向长510m，倾斜宽113m，埋藏深度539583m。煤层倾角1218，煤层厚度2.63.2m，受地质构造影响有局部变薄现象，掘进时揭露3m如下正逆断层4条。采面瓦斯含量1517m3/t，在掘进过程中发生煤与瓦斯突出2次，动力现象多次，属严重突出危险工作面。 2.高位钻孔布置及施工参数 在工作面风巷布置了3个钻孔，从风巷下帮向顶板打钻，第一种钻孔终孔位置距开切眼80m，第二、第三个钻孔距前钻孔分别为70m和73.5m。各钻孔施工参数见表1。抽放效果分析们见表2。 抽放浓度最大为70%，孔1、孔2在抽放开始时瓦斯浓度达
8、30%以上（见图1），孔1超前抽放距离为19.8m。 各钻孔瓦斯抽放量相对较小，其重要因素是抽放管与孔口连接径小、钻孔深度较浅、钻孔孔数少及钻孔通道不畅所致。 表1钻孔施工参数一览表 孔号 钻场间距 夹角 （m） 仰角 （0） 孔长 (m)终孔点 抽放负压（mmHg） 平距(m)高度(m)距离(m)18011.5174643.115.24.1457027018175449.119.210612570373.513.518.548.544.717.55.345100表2己15-13190采面高位钻空轴放效果分析表 孔号 高浓度段 抽放瓦斯量（m3/min） 浓度 平 距 高 度 倾斜距 有效值
9、最小 最大 平均 起点 终点 起点 终点 起点 终点 平距 天数 高浓度段 钻空总量 1177043.8632415.28.54.11.83926146614662187046511219.94.7112039261058113333421639.62215.58.64.31.917.61612781576图1己15-13190采面高位孔2抽放浓度与平距关系三、平煤（集团）公司八矿己15-14081采面1.采面概况 该采面位于八矿西部，为己四采区首采面，走向长820m，倾斜宽95114m,埋藏深度448528m，邻层是底部间距为26m己16、己17煤层。己15煤层厚度34.6m,煤层倾角202
10、4，局部变陡到34，沿倾斜方向下缓上陡，形成膝状构造，采面揭漏落差2m如下断层7条。直接顶为砂质泥岩厚14.8m,老顶为粗细粒砂岩，局部有0.10.7m伪顶。采面瓦斯含量15.716.69m3/t,掘进过程中发生过一次大型瓦斯突出。掘进期间发生过两次动力现象，属严重突出危险工作面。 2.高位钻孔布置及施工参数 本采面在风巷布置两个实验钻场，从风巷向煤层顶板按30掘进，到距煤层顶板高度为4m时做平台，平台长5m，宽4m,平台作为钻场。第一种钻场施工4个钻孔，孔深分别为102m、100m、85m。第二条钻场施工5个孔，其施工参数见表3。 3.抽放效果分析 己15-14081采面第二钻场抽放效果见表
11、4。 从表4可以看出，第二钻场高位孔瓦斯抽放获得了明显效果，虽然各钻孔在高浓度段时停抽，钻场总抽放量依然达到了50679.4m3，单孔抽放量最高达到11776.4m3，平均为1013.588m3，所有达到优质孔原则。 表3己15-14081采面第二个钻场高位钻孔施工参数表 孔号 夹角 （0） 倾角 （0） 孔深 （m） 终孔点 平距 高度 斜距 110102.5100.9415.433.9325510099.6210.5613.683810108.8107.1522.0520.984858382.6811.2718.065103102101.8611.6126.01表4己15-14081采面第
12、二个钻场抽放效果孔号 高 浓 度 段 最大抽放量（m3/min） 总抽放量（m3） 浓度（%） 平距（m） 高度（m） 斜距（m） 钻孔运用率（%） 最大 最小 平均 起点 终 点 起点 终点 起点 终点 1451538.6788.53214.028.313.933.9355.970.9511776.6230102485259.766.5612.277.3160.230.808997.13462233.5753218.4210.3515.989.6340.130.789177.24401926.75683210.187.5615.8210.4443.540.919935.65751532.17
13、53210.147.8420.8712.8242.210.7310792.9总计 751031.088.52518.426.5620.873.9348.420.9550679.4抽放效果比较抱负重要因素是：1）钻孔深度大，钻孔最深108.8m，5个孔平均孔深99.26m；2）终孔点、高度比较合理；3）钻孔密封较好；4）钻孔间距比较合理；5）抽放负压合理，基本在150mmHg以上；6）向风巷开掘了抽放钻场，避免了卸压带裂隙所形成漏气现象。超前钻孔参数及钻孔布置技术应用一、应用区概况平煤（集团）公司八矿已15-14081采面位于矿井西冀已四采区首采工作面，风巷按已15煤顶板施工，总工程量1353m
14、,，巷道方位301。该采面上覆戊910煤层，间距：160m，已开采；下覆1617煤层，间距6m，尚未开采。已15煤层为突出煤层。 已15-14081风巷煤层走向120，倾向30，倾角24346，煤层顶板为沙质岩，底版为泥岩或沙质泥无大断层浮现。煤厚3.23.5m左右，夹矸厚度较小，上下分层为类构造煤，煤结实性系数在0.3左右;中部为软分层,煤层构造破坏类型为类，结实性系数在0.3如下,软分层厚度变化较大,普通有2m左右,在局部构造破坏区域达3m以上。该巷道标高-375m,垂深477m,瓦斯含量15.7m3/t.2台2.8KW局部通风机,工作面风量在420m3/min,瓦斯浓度在0.5%左右。实
15、验前,该风巷于1996年4月3日发生了该最大一次袭击,突出煤量4781,瓦斯涌出量40217m3。掘进工作面重要采用超前钻孔排放瓦斯防突技术办法,普通状况下打两排直径89mm、深10m排放钻孔,每排5个孔.采用20KW岩石电钻施工.该电钻额定功率为20KW,主轴转速为348r/min.由于推动速度漫和无专门解决卡钻办法,打一种循环钻孔需要三个班时间,掘进速度很慢,有时月进尺仅10m左右。 二、现场应用超前钻孔办法是向工作面方向打一定数量和深度钻孔,使在钻孔控制范畴煤体瓦斯得到释放,应力得到缓和,从前达到消除危险目.因而,超前钻孔重要参数有钻孔直径钻孔深度和钻孔控制范畴。已15煤层软分层重要特点
16、是媒质酥松,易垮,在破坏时扩容量大且扩容迅速,易卡钻,钻孔穿过应力异常区时更是如此,但已15-14081风巷瓦斯压力不大,喷孔现象不很严重,.因而,综合考虑钻孔排放瓦斯有效范畴和钻孔时不发生严重喷孔等因素,超前钻孔直径为98mm：同步,八矿来防治突出实践经验表白,该直径是适当。钻孔深度普通规定穿过应力集中带，同步要考虑掘进正规循环作业进尺、5m办法超前距、办法效果检查孔等因素。掘进队普通状况下每班可掘进2.5m左右，两班可掘进5m，效果检查孔深度为7m。这样，办法孔深为10m时，既能满足正规循环作业需要（每次循环用二个班掘进），又能满足办法效果检查孔深等规定（每次按效果检查一次，掘5m留2m安
17、全煤柱）。因而，综合考虑已15-14081风巷等实际状况，办法孔深定为10m。 依照实际测定，直径89m排放钻孔在平行层理方向有效排放半径为0.9m，垂直层理方向有效排放半径按0.6m考虑。经近几年实践，该参数是比较合理。 由于八矿突出绝大多数为小型突出，最大突出煤量也未超过500t，并且突出孔洞普通分布在工作面前方，因而，办法孔制巷道两帮外23m。依照以上参数和软分层厚度等，在普通状况下，布置2个钻孔，每排5个，如图1所示。遇构造或煤层厚度变化时，钻孔布置应依照详细状况而定。 瓦斯涌出量预测实例一、瓦斯涌出量预测实例 1.预测平煤一矿戊一21160综采工作面瓦斯涌出量 该面煤层厚度2.2m，
18、走向1287m,工作面长144m，煤层倾角7.5，煤层瓦斯含量4.67m3/t，平均日推动速度4.88m/d.预测过程如下： 开采层瓦斯涌出量：依照采面顶板状况，围岩涌出系数K1取1.2；采面回采率按90%计算，取倒数得K2为1.11。K3=（L-2h）/L=（144-36）/144=0.75，代入式（3-2-15），得q开=2.17。 邻近层瓦斯涌出量：计算过程见表1。 表1 戊-21160采面瓦斯涌出量预测成果 类别 煤层编号 煤厚 （m） 距戊垂距 （m） 瓦斯含量 （m3/t） 瓦斯排放率 （%） 瓦斯涌出量（m3/t） 办法1瓦斯涌出量（m3/t） 办法2上邻近层 丁6 2.0802
19、150.22K=0.65丁7 0.9602270.18丁5 0.9902100.06本层 戊8 2.2开采层 4.671.76下邻近层 戊9 1.1954.67731.49戊10 2.7864.67723.34戊11 0.3102350.13共计 6.36.2则回采工作面瓦斯涌出量为： q=Kv(q+q)=6.33m3/t (办法1)上式中Kv按照研究成果取0.82。 q=Kv(w0-Wc)/1-K=(4.67-2.5)/1-0.65=6.2m3/t（办法2） 上是式K为实测值，Kv=1.老式分源预测法预测值q=(q开+q邻)=7.68m3/t采面实际计值为6.59m3/t.2.预测平煤一矿戊
20、一21131高产高效工作面瓦斯涌出量 平煤一矿一21131采面走向长度2034m,工作面长176m,煤层厚度为戊8、戊9、戊10合层，均厚6.75m,分两层开采，煤层瓦斯含量为5.6m3/t,U型通风，平均推动速度约4m/d.。工作面瓦斯涌出量计算详见表2。 表2 平煤一矿戊一21131采面瓦斯涌出量预测成果 类别煤层编号煤厚（m）距戊8垂距(m)瓦斯含量（t） 瓦斯排放量(%)瓦斯涌出量（m3/t）办法1瓦斯涌出量(m3/t)办法2上邻近层 丁5 0.9902100.06K=45%丁6 2.0802150.2丁7 0.9602270.16本层 戊8、9、10 6.75开采层 5.64.76下
21、邻近层 戊11 0.33.32800.16共计 4.815.63q开=K1K2K3Kf(W0-Wc)式中K1取1.15，K2取1.11，K3取0.8，Kf取1.504，Wc取2.5m3/t。计算q开=4.76m3/t,q邻=0.58m3/t.戊一21131采面平均推动速度约4m/d,Kv取0.9，按动态分源预测办法采面瓦斯涌出量为Q=Kv(q开+q邻)=4.81m3/t老式分源预测值q=q开+q邻=5.34m3/t。 采面实际记录值6.59m3/t.3.预测平煤十矿戊一0采面瓦斯涌出量 平煤十矿戊一0采面风巷长863m,机巷长969m,工作面长度170m,煤层总厚度4.2m,采高3.5m,煤层
22、瓦斯原始含量10m3/t,平均推动速度2.5m/d.1）开采层瓦斯涌出量。对于计算公式：q=K1K2K3m(W0-Wc)/M，式中K1取1.15，K2取1.11，K3=（L-2h）/L=（170-360）/170=0.79;M为3.5m,m为4.2m,W0=(10-1)=9m3/t(抽放瓦斯含量减少1m3/t);Wc=2.5m3/t.计算得q开=7.86m3/t.2）邻近层瓦斯涌出量计算。按公式：q邻=woimi/M=2.65m33）采面瓦斯涌出量计算。q采=q开+q邻=10.51m3/t由于平均速度不大于3.5m3/d,kv=1。与老式分源预测法相似。计算见表3。采面实际记录值为12m3/t
23、。 4.预测阳泉一矿1104综采工作面瓦斯涌出量 阳泉一矿3号煤1104工作面，采用走向长壁式采没法，工作面长160m,走向长1015m,平均推动速度7.1m/d,U+L型通风，预测成果见表4。 老式分源预测法瓦斯涌出量为30.66m3/t;1104采面实际瓦斯涌出量为22.22m3/t.5.预测潞安局常s16综采工作面瓦斯涌出量 潞安矿务局常村矿s16工作面走向长850m,工作面长220m，煤层倾角3o6o,平均煤厚6.04m，分两层开采，U+L型通风，单一煤层开采，采高3m，无邻近层，煤层瓦斯含量7.2m3/t，实测采空区瓦斯涌出量占工作面瓦斯涌出量40%，日推动速度2.4m/d,预测成果
24、见表5。s16记录瓦斯涌出量为6.72m3/t。 表3 平煤十矿戊-0采面瓦斯涌出量预测成果 类别 煤层编号m煤厚m距戊9垂距m3 瓦斯含量 m3瓦斯排放率瓦斯涌出量瓦斯涌出量m3/t丁5 0.9902100.05K0.40丁62.0852100.11戊80.925.57.8901.81本层戊9、106.75开采层7.87.86下邻近层戊112102600.68共计10.5110.83表4 阳泉一矿1104综采工作面瓦斯涌出量预测成果煤层 煤层厚度（m ）至开采层垂距（m）瓦斯排放率（%）瓦斯含量（m3/t）瓦斯涌出量（m3/t）办法1办法2小煤0.234.537517.60.821号0.23
25、30.538017.6710.2729.678117.691.20.3723.178717.801.772号0.2020.608917.840.98小煤0.131.349818.150.713号2.1开采层18.178.524号0.453.068218.252.085号0.386.097218.291.558号0.838.641021.65.0549号0.141.69821.70.051.5143.30721.70.71共计.19.9321.56表5 潞安常村矿S1-6工作面瓦斯涌出量预测成果 煤层厚度(m) 采高(m)煤层瓦斯含量(m3/t)瓦斯涌出量(m3/t)办法1办法2637.57.4
26、57.50从表6中预测成果可以看出，回采工作面预测办法1相对误差为-12.42%10.86%；预测办法2相对误差为-9.75%11.61%，预测精确率达85%以上。表6 回采工作面瓦斯涌出量预测成果 矿别 工作面推动速度(m/d)记录值（m3/t）预测瓦斯涌出量（m3/t）相对误差（%）办法1办法2办法1办法2平一矿戊-211604.886.596.36.2-4.4-5.92平一矿戊-2113145.14.815.68-5.6810.39平十矿戊-02.51210.5110.83-12.42-9.75阳泉一矿11047.122.2219.9321.56-10.312.97潞安常村矿S1-62.
27、46.727.457.510.8611.61二、瓦斯涌出量预测误差因素分析1.瓦斯含量引入误差瓦斯含量是上述两种预测办法中最重要基本参数，由于不同因素导致瓦斯含量误差，从而导致预测瓦斯涌出量时产生误差。重要有如下3个方面因素；（1）无论是地勘集气法、密闭法、解吸法还是井下钻屑解吸法、测压法、办法自身都不同限度地存在着某些缺陷，如钻具接头漏气、煤芯采用量小、煤样脱气不完全、瓦斯损失量办法有缺陷、测压不准等因素，测得瓦斯含量值均存在一定误差。（2）瓦斯含量等值线偏图误差。瓦斯含量等值线预测编绘普通采用插值法或趋势面法，用这些办法编绘出瓦斯含量分布预测图只能从趋势上反映煤层瓦斯含量分布规律，并不能反映每个局部瓦斯含量变化，再加上井田内地质构
