1．一次采全高

    薄及中厚煤层一次采全高时，开采层瓦斯涌出量可由(6 - 16)式计算。

 

    式(6 -16)中，K1、K2、K3、m。、M及X。的取值较复杂，详述如下：

 

    K1与围岩岩性、围岩瓦斯含量及顶板控制方法有关，取值范围1.1~1.3。全部陷落法控制顶板，炭质组分较多的围岩，K1取1.3；局部充填法控制顶板，K1取1-2；全部充填法控制顶板，K1取1.1；砂质泥岩等致密性围岩，K1取值可偏小。

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

    K3如无实测值，可用下述方法计算：

    采用长壁后退式回采时，K3按式(6-17)确定：

    K3=（L-2h）／L    (6- 17)

    五凤煤矿1601工作面为后退式回采，K3=（L一2h）／L=（170 m-2×10 m）/170 m =0. 882。

    采用长壁前进式回采时，如上部相邻工作面已采，则K3 =1；上部相邻工作面未采，K3按式(6-18)计算：

 

表6-9巷道预排瓦斯带宽度

 

    xc为运出矿井后煤的残存瓦斯含量，由实际测量得到。如无实测值，高变质煤瓦斯含量大于10 m3／t时，可参考表6-10选取；瓦斯含量小于10 m3/t时，按式（6-19）计算：

 

    将以上参数代入后，得到五凤煤矿1601工作面开采时瓦斯涌出量为

 

表6 -10纯煤残存瓦斯含量

 

    2．分层开采

    厚煤层分层开采时，开采层瓦斯涌出量按式(6 -20)计算：

 

    其他符号意义同前。

表6 -11分层开采Kf值

 

    3．邻近层瓦斯涌出量计算

    回采工作面邻近层瓦斯涌出量可按式(6 -21)计算：

 

  Ki值与邻近层的位置、煤层倾角、层间距离等多种因素有关。当邻近层位于冒落带中时，Ki=1。当采高小于4.5 m时，Ki值按式(6 -22)计算：

 

    开采煤层顶底板的破坏影响范围hp按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中附录六的方法计算。对于0°~ 54°范围的缓倾斜煤层、倾斜煤层，其上方岩体裂隙带高度计算公式见表6 -12；煤层倾角55°~90°的急倾斜煤层用垮落法开采时的垮落带、裂隙带高度可按表6 -13所列公式计算。

表6 -12 0°～54°范围的缓倾斜煤层、倾斜煤层其上方岩体裂隙带高度计算公式    m

 

    当采高大于4.5 m时，K按式(6 -23)计算：

 

    邻近层瓦斯排放率也可按图6-3取值。五凤煤矿1601工作面各上下邻近层基本参数见表6 -14。

表6 -13急倾斜煤层垮落带、裂隙带高度计算公式

 

 

图6-3邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线

表6 14 1601工作面邻近层煤层参数

 

    在采煤工作面连续推进后，回采空间的煤层底板形成“下三带”，直接邻接工作面的底板受到破坏，出现一系列沿层面和垂直于层面的断裂，使其导气能力增强，其厚度称为底板破坏深度%。底板破坏深度与开采深度、煤层厚度、煤层倾角、顶底板岩石性质和结构、采煤方法、顶板控制方法以及工作面长度等因素有关。根据现场实测资料，底板破坏深度H1一般从几米到十几米。底板最大破坏深度根据统计法，按式(6 -24)计算。底板破坏深度也可按《煤矿瓦斯抽放规范》( AQ 1027-2006)的规定取20～30 m。

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

式中H-开采深度，m;

    L-工作面长度，m；

    α-煤层倾角，(o)。

    开采6中煤层时，顶板最大裂隙带高度为

 

    五凤煤矿1601工作面平均开采深度150 m，煤层平均倾角9°，工作面长度170 m；将这些参数代入式(6 -23)算得底板最大破坏深度H1=16. 76 m。

    各邻近层涌出瓦斯量为

 

    6上煤：

    7煤层以下的各煤层及煤线因为距6中煤的距离达到34. 35 m，已经超过计算的底板破坏深度16. 76 m，所以不会向6中煤工作面涌出瓦斯，能向1601采煤工作面涌出瓦斯的邻近层只有6上煤与7煤层。

    q2 =1. 55 +0. 24 =1. 79 m3/t

    1601工作面回采时，瓦斯涌出量为上述二者之和。

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

    该矿设计生产能力0. 90 Mt/a，用一个工作面保证产量，按年工作日330天计算，平均每分钟产煤1. 894 t，产瓦斯21.1 m3／min，再乘以1.3的不均匀系数，则回采工作面瓦斯涌出量为27. 43 m3／min。