矿井瓦斯抽放设计手册.doc

设计手册

第一节 矿井抽放瓦斯设计依据及内容
一．设计依据
⑴煤层赋存条件（煤层和岩层的性质、厚度、倾角、层间距等）
⑵矿井瓦斯等级；
⑶矿井瓦斯地质图（或瓦斯等值线图）；
⑷有关煤层瓦斯基础参数，如煤层瓦斯压力及梯度、煤层瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等；
⑸矿井瓦斯储量及其分布、矿井及工作面瓦斯来源构成情况；
⑹矿井开拓部署、采区布置、采煤方法、通风系统及方式等。
二．设计内容
⑴矿井概况：煤层赋存条件、矿井煤炭储量、生产能力、巷道布置、采煤方法及瓦斯通风状况；
⑵瓦斯鉴定参数：瓦斯压力、瓦斯含量及分布、煤层透气性系数及钻孔流量衰减系数；
⑶瓦斯基础参数计算或预测：如瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯储量、瓦斯可抽量及抽放年限；
⑷抽放方法：钻场钻孔布置及工艺参数；
⑸抽放设备：抽放泵、管路系统、监测及安全装置；
⑹抽放泵站：泵房、供水、供电、采暖、避雷及其它；
⑺瓦斯利用：可利用量、利用方案、资金概算（属瓦斯利用专篇内容）；
⑻技术经济：投资概算、完成工期、技术经济分析；
⑼设计文件：包括设计说明书、设备清册、资金概算、图纸；
⑽主要图纸：①综合地质柱状图；②煤层瓦斯地质图（或瓦斯等值线图）；③抽放瓦斯方法平、剖面图；④抽放管路系统图；⑤抽放瓦斯泵房设备平面布置图；⑥抽放站场地平面布置图；⑦供电系统图。

第二节 建立瓦斯抽放系统的条件和指标

从煤矿安全生产角度而言，建立矿井瓦斯抽放系统主要取决于抽放瓦斯的必要性指标，如瓦斯含量、瓦斯涌出量等，即在保持回采面适宜风速（或允许风速）前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯量；同时取决于抽放瓦斯的可能性指标，如煤层透气性、瓦斯压力、钻孔瓦斯流量衰减系数等。
《矿井瓦斯抽放管理规范及反风规定》指出：凡申请建立瓦斯抽放系统的矿井，应同时具备下列 4 个条件：
⑴ 1 个采煤工作面的瓦斯涌出量>5 m3/min最小或 1 个掘进面的瓦斯涌出量>3 m3/min最小；⑵矿井瓦斯涌出量>15 m3/min最小；
⑶每 1 个瓦斯抽放系统的抽放量预定可保持在不小于 2 m3/min最小；
⑷瓦斯抽放系统服务在 10 年以上。
上述⑴，⑵项条件指标值是基于在保持回采面适宜风速（υ=2.0m/s）前提下合理的通风能力所能稀排的瓦斯量，并假定回采面过风断面S=5.0m2,瓦斯涌出不均衡系数取千瓦=1.3 。符合这一条件的矿井可遵循上述指标值。然而，在任意条件下，上述指标值不宜套用。
在任意取定回采面风速（在规程规定范围内）、回采面断面不确定的情况下，建立瓦斯抽放系统可参照下列指标：

一． 回采工作面瓦斯涌出量参考指标

1.绝对瓦斯涌出量指标（ｑ0 ）
回采面绝对瓦斯涌出量指标根据回采面过风断面的大小及回采面风速的取值来确定，即：
（1-1）
式中 q绝——回采面绝对瓦斯涌出量指标，m3/min ；
q0 ——通风所能稀释的瓦斯涌出量，m3/min ；
C ——回风流最大瓦斯浓度，取1%；
KW ——瓦斯涌出不均衡系数，取1.3；
Smin——回采面最小过风断面，m2 ；
Vi——回采面风速，m/s。
若取工作面适宜风速V=2.0m/s，式（1-1）则为：
　 　 （1-2）
若取工作面最大风速V=4.0m/s，式（1-2）则为：
（1-3）
为便于设计及管理人员参考和套用指标，可根据回采面的最小过风断面Smin值，直接在图1-1中查出回采面考虑抽放的绝对瓦斯涌出量指标值。
在回采面过风断面S=5.0 m2，取回采面风速V=2.0 m/s的情况下，绝对瓦斯涌出量指标值约为5.0 m3/min。

2.相对瓦斯涌出量指标（ｑ0相）
回采面相对瓦斯涌出量指标表达式为：
（1-4）
式中 q相——回采面相对瓦斯涌出量指标，m3/ t；
q0相——通风所能稀释的瓦斯涌出量，m3/min ；
A ——工作面产量，t/d；
V ——工作面风速，m/s；
其余符号同式（1-1）。
当取适宜风速V=2.0m/s，式（1-4）变为：
（1-5）
若取工作面最大风速V=4.0m/s，式（1-4）则为：
q相>q0相≈2660 Smin/A （1-6）
q0相随V的取值而成正比关系。按式（1-4）作曲线如图1-2。
[例] 某矿一个回采面的产量为1000t/d，采场最小过风断面为Smin =5.0m2。当根据回采面适宜风速V=2.0 m/s配风时，在图1-2中查得 q绝 =665 m3/ t，即当q绝 >6.65 m3/ t时就应考虑抽放；若按风速V′=3.5 m/s配风，则：

说明加大风量后，相对瓦斯涌出量指标值可达到11.64 m3/ t。这样，加大工作面风速后，采面的相对量达11.64 m3/ t以上时可考虑抽放。
在回采过风断面Smin =5.0m2、取风速V=2.0 m/s，工作面产量为500 t/d的情况下，相对瓦斯涌出量指标值为q0相 = 13.3m3/ t（接近15m3/ t） 。
二 。邻近层瓦斯涌出量参考指标：
1. 邻近层绝对瓦斯涌出量参考指标（q0邻）：
是否有必要实行邻近层瓦斯抽放，主要取决于邻近层与开采层的瓦斯涌出量之和是否超过了通风所能稀排的最大瓦斯量。即：
（1-8）
式中 q邻 ——邻近层向开采层瓦斯涌出量指标，m3/min ；
q0邻 ——回采面通风所能稀释的瓦斯涌出量，m3/min ；
C ——回风流最大瓦斯浓度，取1%；
KW ——瓦斯涌出不均衡系数，取1.3；
Smin——开采层采面最小过风断面，m2 ；
Vi——回采面风速，m/s。
q本 ——开采层本层瓦斯涌出量（或经本煤层抽放后的瓦斯）；
将式1-8绘成曲线如图1-3。根据Smin值、q本值即可在图中查出相应的指标值 q0邻。
[例]某开采层采面本层瓦斯涌出量为1.5 m3/min，采场过风断面Smin =3.0m2，风速V=2.0 m/s，从图1-3中可查得邻近层向开采层允许涌入的瓦斯量为1.26 m3/min。因此，当邻近层向开采层瓦斯涌出量超过1.26 m3/min，即可考虑对邻近层抽放瓦斯。
若取任意风速V′，则在图1-3中查的q0邻 值基础上再乘以 V′/2 ，即得q0邻′。
在回采面过风断面S=5.0 m2，工作面产量为500 t/d，取风速V=2.0 m/s的情况下，在邻近层向开采层瓦斯涌出量>1.5 m3/min，即应考虑对邻近层抽放瓦斯。
2.邻近层向开采层涌出量占工作面回风总瓦斯量的百分比指标（p）
（1-9）
上式的图示见图1-4，符号意义见式（1-1）及（1-8）。

根据有关以知条件即可在图中查出相应的邻近层向开采层涌出量占工作面回风总瓦斯量的百分比指标po。
在矿井条件符合上述“1”的情况下，该指标值为po=30%。
是否实行邻近层抽放，还应考虑是否有一定的邻近层抽放量。若邻近层的瓦斯抽放量<0.6 m3/min，一般无抽放价值。

三．矿井抽放瓦斯参考指标
随着矿井工作面单产的日益提高，在矿井相对瓦斯涌出量一定的条件下，绝对瓦斯涌出量大大提高。因此，套用原有的相对涌出量指标已显得不能适应形势的发展，且意义不大。只要通风或其他措施不能解决瓦斯问题，或矿井有稳定的抽放量（一般应大于2 m3/min）满足利用要求，就应建立抽放系统。

四．本煤层瓦斯抽放参考指标（WOB）
通风可以解决的瓦斯含量指标，由下式求得，当瓦斯含量大于WOB时，需进行瓦斯抽放。
+ (1-10)
式中 WOB———通风可以解决的瓦斯含量指标，m3/t；
WC ———残存瓦斯量， m3/t；见表1-1；
Q ———工作面配风量，m3/min；
A ———工作面日产量，t/d；
其余符号同式1-1）。

表1-1 残 存 瓦 斯 含 量 表
煤质
残存量（m3/t）
煤质
残存量（m3/t）
无烟煤
6～10
焦 煤
2～4
贫 煤
4～8
气 煤
2～3
黏结煤
6～8
长焰煤
1～2.5

五．抽放瓦斯难易程度参考指标
抽放瓦斯难易程度可参照表1-2所列指标。
表1=2 抽 放 瓦 斯 难 易 程 度 分 类
煤层抽放瓦斯难易程度
钻孔流量衰减系数
（d-1）
煤层透气性系数
（m2/Mpa2·d）
容易抽放
<0.003
>10
可以抽放
0.003～0.05
10～0.1
较难抽放
>0.05
<0.1

第三节 煤层瓦斯基础参数测定

瓦斯基础参数测定，是判断矿井是否进行瓦斯抽放的先决条件。矿井瓦斯抽放设计必须测算的基础参数有：瓦斯风化带、煤层瓦斯压力、煤层瓦斯含量、瓦斯储量、瓦斯涌出量、透气性系数、百米钻孔瓦斯流量衰减系数和瓦斯抽放率等。
一．瓦斯风化带
煤中的瓦斯成分随着煤层埋藏深度的不同而变化。由浅到深大致可分为四个带：二氧化碳－氮气带，氮气带，氮气－沼气带，沼气带，见表1-3。
表1-3 瓦 斯 带 划 分 表
序号
带名
瓦斯成分
情况说明
带的大致垂深
1
二氧化碳－氮气带
主要是二氧化碳，少量
氮气、沼气
二氧化碳显著增加，有的
可达5 m3/t·d以上
缓倾斜煤层60米左右；
急倾斜煤层200～300米
2
氮气带
主要是氮气，
少量二氧化碳、沼气
此带以上二氧化碳增高；
此带以下二氧化碳减少。
缓倾斜煤层60～150米左右；
急倾斜煤层300～400米
3
氮气－沼气带
主要是氮气、
沼气
沼气涌出量显著增加，
可达5 m3/t·d以上
此带较短
缓倾斜煤层20～50米左右；
急倾斜煤层100米左右
4
沼气带
主要成分是沼气
沼气涌出量可达日产吨煤
数十立方米。
氮气－沼气带以下皆是
沼气带以上的三个带通称为瓦斯风化带，它的下部边界可按下列指标确定：
沼气浓度： CH4%=80%
沼气压力： P=0.1～0.15MPa
沼气含量： Wh=1.0～1.5m3/t (长焰煤)
Wh=1.5～2.0m3/t (气煤)
Wh=2.0～2.5m3/t （肥、焦煤）
Wh=2.5～3.0m3/t (瘦煤)
Wh=3～4m3/t (贫煤)
Wh=5～7m3/t (无烟煤)
各带瓦斯成分见表1-4
表1-4 各 带 瓦 斯 成 分 变 化 表
带
别
CO2
N2
CH4
Ar+kr+Xe
N2+H2
(%)
Ar/Xe

%
m3/t煤
%
m3/t煤
%
m3/t煤
%
m3/t煤
二氧化碳－氮气带
20～80
0.19～2.24
20～80
0.15～1.42
0～10
0～0.16
0.21～1.44
0.0021～
0.0178
<0.001
0.012
氮气带
0～20
0～0.27
80～100
0.22～1.86
0～20
0～0.22
0.61～1.88
0.0037～
0.0561
<0.001
0.014
氮气－沼气带
0～20
0～0.39
20～80
0.25～1.78
20～80
0.06～5.27
0.36～0.81
0.0051～
0.012
<0.001
0.014
沼气带
0～10
0～0.37
0～20
0～1.93
80～100
0.61～10.5
0～0.24
0.004～
0.0052
0.001～
0.06
0.014
N2、Ar、kr、Xe、H2:分别为氮、氩、氪、氙、氢气体
前苏联在顿巴斯煤田进行的研究表明，在其他条件相同时，瓦斯风化带深度和瓦斯涌出量梯度与煤的变质程度有关（见表1-5）。变质程度愈高，瓦斯风化带深度和瓦斯涌出量梯度愈小，反之亦然。这是因为煤的变质程度愈高，其透气性愈差。
表1-5 煤 的 变 质 程 度 与 瓦 斯 风 化 带 深 度 关 系 表
煤的牌号
瓦斯风化带深度
(m)
瓦斯涌出量梯度
(m·m3/t)
气煤和长焰煤
500
30～40
肥煤
450～500
20～25
焦煤
150～200
15～20
瘦煤
100～150
10～15
贫煤和无烟煤
50～100
5～10
瓦斯风化带深度是煤田长期地质过程的结果。它取决与一系列地质因素的影响。
⑴含煤地层排放瓦斯时间愈长，瓦斯风化带就愈深；
⑵地质错动程度愈高，煤层排放瓦斯的不均匀性和排放深度就愈大；
⑶剥蚀过程，它使含煤地层无瓦斯化的范围减少或局部消失；
⑷覆盖层（或一些地区的冻土层）阻碍瓦斯风化带的进一步扩大。
上述因素决定了瓦斯风化带的不同深度，不同矿区，煤层瓦斯风化带变动很大。
瓦斯风化带的深度各地不一，一般也有取垂深110m或H值的1/5的，或取瓦斯涌出量小于2 m3/t的垂深。
从沼气带起，煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量按一定的梯度增加，借以可确定抽放瓦斯区域或及时确定巷道在接近沼气带前预先采取相应的措施。同时还可估计某一矿井或矿区未来瓦斯涌出的规模，因此瓦斯带的划分和确定有着生产实际意义。

二．瓦斯压力计算及测定
瓦斯压力是标志煤层瓦斯流动特性和赋存状态的一个重要参数。在研究煤和瓦斯突出、瓦斯涌出和瓦斯抽放时，瓦斯压力是其重要的基本参数之一。
未受开采影响的煤层原始瓦斯压力测算方法通常有推算法和实测法，且以实测法最好。
㈠推算法
1.根据瓦斯压力梯度推算某一垂深瓦斯压力
P=P0+PM（H－H0） （1－11）
式中 P——瓦斯压力，Mpa；
P0——瓦斯风化带的瓦斯压力，一般可取P0=0.196 Mpa；
PM——瓦斯压力梯度 ，Mpa/m，由式（1-12）计算；
H——垂深，m；
H0——瓦斯风化带的垂深，m。
（1－12）
式中 P1——实测瓦斯压力，Mpa；
H1——测瓦斯压力P1地点的垂深，m。
[例]抚顺龙凤矿于－400m水平（地表标高100m），曾测得瓦斯压力为0.784 Mpa，欲求下水平－460m水平的瓦斯压力。
取H0=205m、P0=0.196Mpa，瓦斯梯度为：

预测－460 m水平的瓦斯压力为：
P=P0+PM（H－H0）=0.196+0.00199×（560－205）= 0.902 Mpa
经计算，－460m水平的瓦斯压力为0.902 Mpa。
2．根据经验公式计算瓦斯压力
开采同一煤层的相邻矿井，可根据该式推算瓦斯压力：
P=0.098×（KHα-ｂ） （1－13）
式中 P——瓦斯压力，Mpa；
K——系数；
H——测定瓦斯压力地点的垂深，m；
α——指数常数；
ｂ——常数。
3. 国内实测
经对国内一些矿区瓦斯压力实测值分析，瓦斯压力P与深度H的关系可以表示为下列直线关系： P=（2.03～10.13H （1-14）
式中 P——距地表垂深H处煤层瓦斯压力，Kpa；
H——垂深，m；
㈡瓦斯压力实测
测量瓦斯压力一般是在地质勘探钻孔中进行，或是在井下巷道中打钻孔测压，由于地勘测压工艺较复杂、精度较低。所以生产中广泛采用井下巷道打钻测压法，其钻孔、封孔、测压施工要求为：
钻孔测压施工要求 表1-9
步骤
技术要求
使用材料及设备

孔位
选择
打钻开口至煤层要有一定距离：
1． 砂岩、坚硬岩石＞3m；
2． 砂页岩、页岩＞5m；
钻孔要避开褶曲、断层和裂隙带

钻孔
1. 孔口要完整，并穿透煤层；
2. 孔口不宜过大，一般在d42～75㎜

岩石电钻
放入测压管
1. 孔内岩粉必须清除；
2. 测压管不可紧靠孔壁一边，要适当弯曲
1. 测压管一般采用紫铜管，直径4～6㎜，如兼测透气性时，管径可采用8～12㎜；
2. 测压管开口处，包以铜网

封孔
1. 封孔深度不得小于3m；
2. 打完钻立即封孔，封孔必须捣实；
3. 打入木楔时要注意不要把铜管压扁
1. 封孔材料选用干硬黏土，孔口0.5米处要用水泥加固孔口；
2. 选用压力表最好在预计压力之内，以免中途换表
2.封孔测定瓦斯压力方法（见图1-5）

三.煤层瓦斯含量计算
瓦斯含量是指煤层或岩层在自然条件下，单位重量或单位体积所含有的瓦斯量。瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分，影响瓦斯含量的因素有煤的吸附能力、瓦斯压力、温度等。
（一） 间接测定计算法
该类方法需在实验室作出吸附常数，在井下实测瓦斯压力，然后进行计算。由于实验室测出的a、b值是根据干煤样测定出来的，而实际上水分对瓦斯吸附容量有很大影响，为此，公式（1-16）考虑了1+0.31Wf的修正系数。
计算公式：
(1-15)
(1-16)
(1-17)
式中 Wh——煤层瓦斯含量，m3/t；
Wx——在瓦斯压力为p、煤层温度为t时煤的吸附瓦斯量，m3/t；
Wy——游离瓦斯量，m3/t；
a ——吸附常数，表示在给定温度下，单位质量固体的表面饱和吸附气体的气体体积，m3/t，一般为15～55 m3/t；
b ——吸附常数，MPa-1，一般为0.5～5 MPa-1；
Wf ——煤中的水分，%；
Af ——煤中的灰分，%；
ƒn ——煤的孔隙率，%；参见表1-10；
γ——煤的容重，m3/t。
煤质与孔隙率关系 表1-10
煤的牌号
挥发份
%
灰份
%

水分
%
比重
容重
t/m3
孔隙率
M3/t
%
无烟煤
2.1~6.1
2~10
0.7~2.5
1.53~1.66
1.4~1.58
0.081~0.439
6~11.4
瘦煤
7.1~11.5
1.4~12
0.5~0.7
1.35~1.50
1.32~1.37
0.031~0.073
4.8~9.5
黏结煤
12.2~16.6
2.7~19
0.9~2.2
1.33~1.75
1.22~1.53
0.025~0.128
4.2~18.3
焦煤
18.1~25.9
2.5~22
0.5~3.0
1.26~1.54
1.22~1.44
0.017~0.114
2.2~14.9
肥煤
26.6~34.4
1.0~31
0.5~1.7
1.24~1.58
1.08~1.33
0.027~0.169
3.0~18.9
气煤
37.8~41.5
2.4~17
1.6~10.1
1.24~1.30
1.20~1.30
0.03~0.121
3.6~15.1
长焰煤
42~45.3
5.2~14
4.2~9.9
1.31~1.50
1.15~1.40
0.064~0.107
7.9~13.1

[例]打通一矿6号煤层实测a=28.089m3/t、b=0.136MPa-1,p=1.47MPa,Wf=2.14%,Af=24.99%, ƒn=10.89%,γ=1.57t/m3,求Wh=?

解：

经计算，6号煤层瓦斯含量为。

（二）由瓦斯含量系数a求煤层瓦斯含量
略。
[例]取样地点是地宗矿东二1373风巷，新鲜的干煤样，煤层温度15.2℃，煤的容重γ=1.45g/cm 3,大气压力Pd=0.1Mpa,煤样重=42g,瓦斯含量罐体积V=134cm3。试求煤层瓦斯含量系数？
测得数据（测两次）
P1=1.62Mpa, P2=0.85Mpa, P3=0.31Mpa
Q1-2=965 cm3 , Q2-3=747cm3
将上列数值代入下式计算
(1-19)
第一次

第二次

取瓦斯含量系数平均值，则
α=（1.537＋1.699）/2=1.618 m3/ m3·Mpa0.5
该方法的优点是直接采样、装佯，煤样的水分和煤层相同，注入罐中瓦斯就是煤层瓦斯，因而设备简单、易行，两天可以测定结果。

㈢经验公式计算煤层瓦斯含量
在无测定参数条件或要求精度不高的情况下，可用经验公式计算煤中的瓦斯含量。
1. 经验公式之一
(1-20)
(1-21)
式中 Wx —— 煤的瓦斯吸附量，m3/t；
Wf 、Af、Vr ——煤的水分、灰分、挥发分，%；
P——实测瓦斯压力，Mpa；
en ——温度系数，查表1-12；
e —— 自然对数底；
n —— 0.02t/0.993＋0.007P;
α——2.4＋0.21 Vr或查表；
b ——1－0.004 Vr或查表；
Wy——游离瓦斯量，m3/t；
ƒn ——煤的孔隙率，%，查表1-10；
γ——煤的容重，t/m3 ；
Ky——相当于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数，查表1-14；
T——温度，℃。
表1-12 1/en值
压力
（Mpa）
温度（℃）
10
20
25
30
35
40
0.1
0.819
0.670
0.607
0.549
0.497
0.449
0.2
0.820
0.672
0.609
0.551
0.500
0.452
0.4
0.822
0.676
0.613
0.555
0.504
0.457
0.6
0.824
0.680
0.617
0.560
0.509
0.462
0.8
0.826
0.683
0.621
0.564
0.513
0.467
1
0.828
0.687
0.625
0.569
0.518
0.471
1.2
0.830
0.690
0.629
0.578
0.522
0.476
1.372
0.832
0.693
0.633
0.577
0.527
0.481
1.568
0.834
0.696
0.636
0.581
0.531
0.485
1.764
0.836
0.700
0.640
0.585
0.535
0.490
1.96
0.838
0.703
0.643
0.589
0.540
0.494
2.156
0.840
0.706
0.647
0.593
0.544
0.498
2.352
0.842
0.709
0.650
0.596
0.548
0.502
2.548
0.844
0.712
0.654
0.600
0.552
0.506
2.744
0.845
0.714
0.658
0.604
0.555
0.510
2.94
0.847
0.717
0.660
0.607
0.559
0.514
3.038
0.848
0.719
0.662
0.609
0.561
0.517
3.136
0.849
0.720
0.663
0.611
0.563
0.519
3.234
0.850
0.721
0.665
0.613
0.565
0.521
3.332
0.850
0.723
0.666
0.614
0.567
0.523
3.430
0.851
0.724
0.668
0.616
0.569
0.525
3.528
0.852
0.725
0.670
0.618
0.571
0.527
3.626
0.853
0.727
0.671
0.619
0.572
0.528
3.724
0.853
0.728
0.672

0.621
0.573
0.530
3.882
0.854
0.729
0.674
0.622
0.575
0.532
3.92
0.855
0.731
0.676
0.624
0.577
0.534
4.018
0.856
0.732
0.677
0.626
0.579
0.535
4.116
0.856
0.733
0.678
0.627
0.580
0.537
4.214
0.857
0.734
0.680
0.629
0.582
0.539
4.312
0.857
0.736
0.681
0.631

0.584
0.541
4.410
0.858
0.737
0.682
0.632
0.586
0.545
4.508
0.860
0.738
0.684
0.634
0.587
0.545
4.606
0.860
0.739
0.685
0.635
0.589
0.547
4.704
0.860
0.740
0.687
0.636
0.590
0.548
4.802
0.861
0.742
0.688
0.638
0.592
0.550
4.900
0.862
0.743
0.689
0.640
0.594
0.552
4.998
0.862
0.744
0.691
0.641
0.596
0.553
5.096
0.863
0.745
0.692
0.643
0.597
0.555
5.194
0.864
0.746
0.694
0.644
0.599
0.557
5.292
0.864
0.747
0.695
0.645
0.600
0.558
5.390
0.865
0.748
0.696
0.647
0.602
0.560
5.488
0.866
0.749
0.697
0.649
0.604
0.562
5.860
0.866
0.751
0.698
0.650
0.605
0.563
5.684
0.867
0.752
0.699
0.651
0.607
0.565
5.782
0.868
0.753
0.700
0.652
0.608
0.566
5.880
0.868
0.754
0.702
0.654
0.610
0.568
6.076
0.869
0.756
0.705
0.657
0.613
0.571
6.272
0.870
0.758
0.707
0.660
0.616
0.574
6.468
0.871
0.760
0.709
0.662
0.618
0.577
6.664
0.873
0.762
0.712
0.664
0.621
0.580
6.860
0.874
0.764
0.715
0.667
0.621
0.583
7.350
0.876
0.768
0.720
0.673
0.631
0.590
7.840
0.879
0.773
0.725
0.679
0.638
0.597
8.330
0.882
0.777
0.730
0.685
0.644
0.604
8.820
0.884
0.782
0.735
0.691
0.650
0.611
9.80
0.889
0.900
0.745
0.701
0.662
0.624

表1-13 瓦斯含量系数值

Vr
（%）

65.5
（Vr）0.146

α

b
残存量
（m3/t）
t=0℃
P=0.1MPa
1
65.5
2.61
0.996
18.20
2
59.0
2.82
0.992
15.50
3
55.3
3.03
0.988
13.80
4
53.5
3.24
0.984
12.60
5
51.8
3.45
0.980
11.70
6
50.5
3.66
0.976
10.90
7
49.4
3.87
0.972
10.20
8
48.4
4.08
0.968
9.60
9
47.6
4.29
0.964
9.06
10
46.8
4.50
0.960
8.57
11
46.1
4.71
0.956
8.14
12
45.5
4.92
0.952
7.75
13
45.0
5.13
0.948
7.40
14
44.6
5.34
0.944
7.08
15
44.1
5.55

0.940
6.78
16
43.7
5.76
0.936
6.50
17
43.2
5.97
0.932
6.25
18
42.9
5.18
0.928
6.02
19
42.6
6.39
0.924
5.81
20
42.3
6.60
0.920
5.61
21
42.0
6.81
0.916
5.42
22
41.7
7.02
0.912
5.24
23
41.4
7.23
0.908
5.07
24
41.4
7.44
0.904
4.92
25
40.9
7.65
0.900
4.78
26
40.7
7.86
0.896
0.64
27
40.5
8.07
0.892
4.52
28
40.3
8.28
0.888
4.39
29
40.1
8.49
0.884
4.27
30
39.9
8.70
0.880
4.16
31
39.7
8.91
0.876
4.05
32
39.5
9.12
0.872
3.95
33
39.3
9.33
0.868
3.85
34
39.1
9.54
0.864
3.76
35
38.9
9.75
0.860
3.67
36
387
9.96
0.856
3.58
37
38.6
10.57
0.852
3.50
38
38.4
10.38
0.848
3.42
39
38.3
10.59
0.844
3.35
40
38.1
10.80
0.840
3.28

表1-14 瓦斯压缩系数（Ky）值
P
（MPa）
T（℃）
0
10
20
30
40
50
0.1
1.0
1.04
1.08
1.12
1.16
1.20
1
0.97
1.02
1.06
1.10
1.14
1.18
2
0.95
1.00
1.04
1.08
1.12
1.16
3
0.92
0.97
1.02
1.06
1.10
1.14
4
0.90
0.95
1.00
1.04
1.08
1.12
5
0.87
0.93
0.98
1.02
1.06
1.11
6
0.85
0.90
0.95
1.00
1.05
1.10
7
0.83
0.88
0.93
0.98
1.04
1.09

[例] 某矿井煤层Wf=3.1% 、Af=1.9%、Vr=14.1% 、P=1.47 MPa 、t=20℃、γ=1.4 t/m3，求瓦斯含量？
解
式中，查表1-12，1/en=0.96
查表1-13，
α=2.4＋0.21×14.1=5.36
b=1－0.004×14.1=0.94

根据Vr查表1-10，ƒn=6，根据压力P查表1-14，Ky=1.05。

最终求得煤层瓦斯含量
Wh= Wx＋Wy= 11.5＋0.6=12.1 m3/t

2.经验公式之二
当挥发分Vr小于15%时可用下式：
(1-22)
当挥发分Vr在15%～40%时可用下式：
(1-23)

Wy= ƒn×10.2P/Ky （1-24）
式中 Wx————在P、t条件下的吸附瓦斯量，m3/t；
Wy————在P、t条件下的游离瓦斯量，m3/t；
Af ————煤中灰分，%；
Wf————煤中水分，%；
ƒn ————孔隙率，%；
B0————水分对吸附能力影响系数，
B0=P/（0.098×0.9792），一般取1。

3. 经验公式之三
该公式一般用来计算残余瓦斯量。
当挥发分Vr小于21%时用下式：
(1-25)
当挥发分Vr大于21%时用下式：
(1-26)
式中 Wh——在P、t条件下的煤的瓦斯含量，m3/t；
ƒy ——煤单位重量的孔隙容积，m3/t，见表1-15；
A、B、C、C1——系数，见表1-16。
表1-15 煤的孔隙容积
Vr （%）
<5
5～9
9～17
18～30
>30
ƒy
0.10
0.09
0.07
0.06
0.09

表1-16 A、B、C系数
挥发分