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1、瓦斯抽放理论与技术答案 瓦斯 抽采 理论与技术 课程 复习题 一、填空题 1瓦斯抽采系统主要由管道、 瓦斯泵、流量计、 平安装置 等组成。2煤层透气性越小， 坚实性系数越低，越难抽出瓦斯。3钻孔直径大，钻孔暴露煤的面积大，则钻孔 瓦斯涌出量 也较大。4充填材料封孔方法主要有水泥、砂浆封孔和胶圈-粘液封孔等。5放水器有 人工放水器 与 自动放水器两大类。6瓦斯抽采系统的三防装置是指 防回火装置、防回气 装置和 防爆炸装置。7根据规定，开采层瓦斯预抽时，预抽钻孔孔口负压不得低于13KPa。二、推断题 1联接瓦斯管路时必需加胶垫，上全法兰盘螺丝并拧紧，以确保不漏气。(√) 2地面泵房内电
2、气设备、照明和其他电气仪表可以运用矿用一般型。(× ) 3煤层透气性越小，瓦斯压力越高，越难抽出瓦斯。(× ) 4本煤层瓦斯抽采，由于单孔抽采流量较小，当煤层透气性差时，钻孔工程量大。(√) 5开采煤层群时，回采煤层的顶、底板围岩将发生冒落、移动和卸压，使透气性系数降低。(× ) 6开采厚煤层或邻近层处于冒落带时，其中大量的瓦斯会干脆进入采空区。(√ ) 7实测结果表明，单一钻孔的瓦斯抽采量与其孔长基本上成反比关系。(√ ) 8钻孔排放瓦斯可依据瓦斯压力或瓦斯流量的改变来确定。(× ) 三、名词说明 1邻近层抽
3、采瓦斯 为了解除邻近层涌出的瓦斯对开采煤层的威逼，常从开采煤层或围岩大 巷中向邻近层打钻，抽放邻近层中的瓦斯，以削减邻近层的瓦斯涌出量，这 种抽放方法被称为邻近层瓦斯抽放。2采空区抽采瓦斯 3 综合 抽采 瓦斯：为了解决高 产高效工作面多瓦斯涌出源、高瓦斯涌出量的问题，必需结合矿井的地质开 采条件，实施综合抽放瓦斯，即把开采煤层瓦斯采前预抽、卸压邻近层瓦斯边采边抽及采空区瓦斯采后抽等多种方法在一个采区内综合运用，在空间上 刚好间上为瓦斯抽放创建更多的有利条件，在工艺及方式方面，将钻孔抽放 与巷道抽放相结合、井下抽放与地面钻孔抽放相结合、常规抽放与强化抽瓦 斯相结合、垂直短钻孔抽放与水平长钻孔抽
4、瓦斯相结合的技术措施。5未卸压抽采瓦斯 6卸压抽采瓦斯7 边掘边抽 边掘边抽。即在掘进巷道两帮每隔肯定距离（20m 龄前30m）掘一钻场（深度小于6m），在钻场向工作面推动方向打23个超前钻孔， 然后插管、封孔进行抽放。随着工作面的推动，钻场和钻孔也向前排列，如 图 c 所示。8 边采边抽 边采边抽。即在工作面前方，在进风巷或回风巷中每隔肯定距离打平行于工作面的钻孔，然后插管、封孔进行抽放，如图a 所示；也 可以每隔肯定距离（20m30m）掘一钻场（深度小于6m），布置3个扇形钻 孔，然后插管、封孔进行抽放，如图 b 所示9穿层钻孔抽采瓦斯 采纳层外巷道向开采层打穿层钻孔进行抽放10顺层钻孔抽
5、采瓦斯 利用进入煤层的巷道，沿煤层打钻孔进行抽放 11交叉布孔抽采 12瓦斯抽采率抽放率是衡量瓦斯抽放效果的重要指标之一，其计算方法有以下 2 种：1）按瓦斯涌出量计算。c ycyq qq+=100h图表 1式中η y 抽放率，%；q y 矿井、采区或工作面的抽放瓦斯量，m3 /min； q c 在抽放条件下的矿井、采区或工作面的风排瓦斯量，m3 /min。2）按煤层瓦斯含量计算。XoXcy100= h式中η y 抽放率，%； Xc开采层（或邻近层）! 吨煤抽出的瓦斯量，m3 /t。； Xo开采层（或邻近层）的煤层原始瓦斯含量，m3 /t。13钻孔瓦斯流量衰减系数 钻孔瓦斯流量
6、衰减系数是评价预抽煤层瓦斯难易的一个重要指标。该系 数表示钻孔瓦斯流量随时间的推移呈衰减改变的特征。其测定与计算方法 是。选择具有代表性的煤层区段，打煤层钻孔，完钻后密封钻孔，经 t 1时 间测其瓦斯流量 q 1 ，经 t 2时间（数日）后再测其瓦斯流量 q 2，并以下式计算。1 22 1ln lnt tq q-= a 式中α钻孔瓦斯流量衰减系数，d -1q1 t1 时间的钻孔瓦斯流量，m 3 /min； q2 t2 时间的钻孔瓦斯流量，m 3 /min； t 1 和 t 2 测定钻孔瓦斯流量 q 1 、q 2 的时间，d。14煤层透气系数 煤层透气性系数是煤层瓦斯流淌难易程度的标
7、记，测定煤层瓦斯透气性系数与测定瓦斯压力、流量一样，都是很重要的。在井下干脆测定煤层透气性系数的方法中以中国矿院高校法较为简便，介绍如下：计算公式 径向不稳定流淌的计算公式如表 31 流 量 时 间 系数 指数 煤层透气性系数 常数 常数准 数 A 准 数 l B F =0 a b λA B lAYaF Yb=0 10 -2 1 1 10 10 10 210 2 10 310 3 10 510 5 10 7 1 1 0.93 0.588 0.512 0.344 -0.38 -0.28 -0.20 -0.12 -0.10 -0.065 4 . 14 / 1 07 . 19 / 1
8、11 . 13 . 7 / 1 14 . 125 . 0 25 . 156 . 2 / 1 39 . 164. 1/ 1 61 . 114 . 31 . 283 . 11 . 1B AB AB AB AB AB A=llllll 21201p pqrA-=215 . 104rpB=a表中 Y流量准数，无因次； F0时间准数，无因次； a、b系数与指数，无因次； P0煤层原始的肯定瓦斯压力，（表压力加 0.1MPa）P1钻孔内排放瓦斯时的瓦斯压力，一般为 0.1MPa（通大气时）； γ钻孔半径，m； λ煤层透气性系数，m 2 / MPa 2 .d）； q在排放瓦斯时间为
9、 t 时的钻孔煤壁单位面积瓦斯流量，m 3 /m 2 .d，可由下式确定； q=Q/2πγL; Q在时间 t 时的钻孔总流量，m 3 /d； L煤孔长度，一般等于煤层厚度，m； t 从起先排放瓦斯到测量瓦斯流量 q 时的时间间隔，d； a煤层瓦斯含量系数， m 3 /（m 3 .MPa 0.5 ）； 15钻孔的有效排放半径 1）在无限流场条件下，按瓦斯压力确定钻孔排放瓦斯有效半径 先在石门断面上打一个测压孔，精确地测出煤层的瓦斯压力。然后距测压孔由远而近打排放瓦斯钻孔，视察瓦斯压力的改变， 假如某一钻孔，在规定的排放瓦斯时间内，能把测压孔的瓦斯压力降低到容许值，则该孔距测压的
10、最小距离即为有效半径。也可以由石门向煤层打几个测压孔，待测出精确瓦斯压力值后，再打一个排放瓦斯钻孔，视察各测压孔瓦斯压力的改变，在规定的排放瓦斯时间内，瓦斯压力降低到平安限值的测压孔距排放孔的距离，就是有效半径。2)在有限流场条件下，按瓦斯压力确定钻孔排放瓦斯有效半径 在多排钻孔或网格式密集钻孔排放瓦斯条件下，排放瓦斯区域内瓦斯流淌场属于有限流场，这时测定钻孔的排放半径布孔如图 4-1 所示。在石门断面对煤层打一个穿层测压孔或在煤巷打一个沿层测压孔，测出精确的瓦斯压力值后，再在测压孔四周由远而近打数排钻孔， 即在距离测压孔较远先打一排排放钻孔( 至少四个) 它们位于同 一半径上，然后视察瓦斯压
11、力改变。若影响甚小，再在距测压孔较近的半径上再打一排排放钻孔( 至少四个) 再视察瓦斯压力改变，在规定排放瓦斯期限内，能将测压孔的瓦斯压力降低到容许限值的那排钻孔距测压孔的距离就是排放瓦斯有效半径。四、 简述题 1简述煤矿瓦斯抽采的意义。为了削减和解除矿井瓦斯对煤矿平安生产的威逼，利用机械设备和专用 管道造成的负压，将煤层中存在或释放出的瓦斯抽出来，输送到地面或其他 平安地点的做法，叫做瓦斯抽放。简洁说来，抽放瓦斯的目的就是为了削减和消退瓦斯威逼，保证煤矿生 产平安。其重要意义主要有以下3 点。（1）抽放瓦斯可以削减开采时的瓦斯涌出量，从而可削减瓦斯隐患和各 种瓦斯事故，是保证平安生产的一项预
12、防性措施。（2）抽放瓦斯可以削减通风负担，降低通风费用；还能够解决通风难以 解决的难题。（3）煤层中的瓦斯同煤炭一样是一种地下资源，将瓦斯抽出来送到地面 作为原料和燃料加以利用，变害为利、变废为宝，可以收到节约煤炭、 爱护环境的效果和可观的经济效益。2分别简述煤层瓦斯预抽和邻近层瓦斯抽采的原理。 3根据煤矿平安规程，煤矿在什么状况下必需建立地面永久瓦斯抽采系统或井下临时瓦斯抽采系统？ 同下 4已知某煤矿根据规定必需建立瓦斯抽采系统，请简述该矿井在什么条件下必需建立地面永久瓦斯抽采系统？ 5煤矿瓦斯抽采的基本原则有哪些？ 6我国煤矿瓦斯预抽难易程度分为几类？推断预抽煤层瓦斯难易程度的指标有哪几个？各类煤层瓦斯预抽难易程度的详细推断指标值是什么？7我国煤矿瓦斯抽采方法的主要分类方式有哪几种？各种分类方式下的主要抽采方法有哪些？8简述交叉钻孔预抽煤层瓦斯的优点。