[發明專利]一種綜放工作面多源瓦斯涌出量動態預測方法

有效

• 申請號: 202010108649.0
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111287796B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 龔選平;高涵;成小雨;雷慧;曹文超;楊鵬;程成;陳龍;付棟;孫令超
• 申請（專利權）人: 中煤能源研究院有限責任公司
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21F7/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種綜放工作面多源瓦斯涌出量動態預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：根據綜放工作面地質和開采條件確定瓦斯涌出來源類別，將綜放工作面瓦斯涌出源分為采落煤瓦斯涌出、放落煤瓦斯涌出、采空區瓦斯涌出和煤壁瓦斯涌出4大類別；

步驟2：獲取綜放工作面瓦斯涌出預測依據數據；瓦斯涌出預測依據數據包括工作面采煤高度、煤體密度、采煤機截深、割煤速度、工作面開采煤體的可解析瓦斯量、采落煤運煤時間、采落煤體綜合瓦斯涌出系數、工作面采放總高度、綜放工作面采放比、工作面回采率、放煤步距、放落煤運煤時間、放落煤體綜合瓦斯涌出系數、工作面長度、一個來壓周期內工作面推進距離、采空區瓦斯總抽采量、瓦斯涌出比例因子、一個來壓周期內工作面推進時間、液壓支架頂部支撐長度、煤壁瓦斯涌出系數以及煤壁最長暴露時間；

步驟3：根據工作面采煤高度、煤體密度、采煤機截深、割煤速度、工作面開采煤體的可解析瓦斯量、采落煤運煤時間以及采落煤體綜合瓦斯涌出系數計算采落煤瓦斯涌出量，計算公式為：

其中，h_采為工作面采煤高度，m；ρ為煤體密度，t/m³；d為采煤機截深，m；v_采為割煤速度，m/min；W_解為工作面開采煤體的可解析瓦斯量，m³/t；t_采為采落煤運煤時間，min，即采落煤體經刮板輸送機和皮帶運出工作面的時間；α、β、γ分別為采落煤體綜合瓦斯涌出系數；

根據工作面采煤高度、工作面采放總高度、綜放工作面采放比、工作面回采率、煤體密度、放煤步距、割煤速度、工作面開采煤體的可解析瓦斯量、放落煤運煤時間以及放落煤體綜合瓦斯涌出系數計算放落煤瓦斯涌出量，計算公式為：

其中，h_采為工作面采煤高度，m；h_總為工作面采放總高度，m；k為綜放工作面采放比；R為工作面回采率，％；ρ為煤體密度，t/m³；d為放煤步距，即采煤機截深，m；v_放為割煤速度，m/min；W_解為工作面開采煤體的可解析瓦斯量，m³/t；t_放為放落煤運煤時間，min，即放落煤體經刮板輸送機和皮帶運出工作面的時間；α、β、γ分別為放落煤體綜合瓦斯涌出系數；

根據工作面采放總高度、工作面回采率、煤體密度、工作面長度、一個來壓周內工作面推進距離、一個來壓周內工作面推進時間、采空區瓦斯總抽采量、瓦斯涌出比例因子、工作面開采煤體的可解析瓦斯量以及放落煤綜合瓦斯涌出系數計算采空區瓦斯涌出量，計算公式為：

其中，h_總為工作面采放總高度，m；R為工作面回采率，％；ρ為煤體密度，t/m³；l₀為工作面長度，m；l為一個來壓周期內工作面推進距離，m，l₁ll₁+L，l₁為采空區瓦斯初始涌出步距，m；L為工作面來壓步距，m；t為一個來壓周期內工作面推進時間，min，0tT，T為工作面來壓周期，min；Q_抽為采空區瓦斯總抽采量，m³/min；θ為瓦斯涌出比例因子，％；W_解為工作面開采煤體的可解析瓦斯量，m³/t；α、β、γ為放落煤綜合瓦斯涌出系數；

根據工作面采煤高度、工作面長度、液壓支架頂部支撐長度、工作面開采煤體的可解析瓦斯量、煤壁瓦斯涌出系數以及煤壁最長暴露時間計算煤壁瓦斯涌出量，計算公式為：

其中，h_采為工作面采煤高度，m；l₀為工作面長度，m；s為液壓支架頂部支撐長度，m；W_解為工作面開采煤體的可解析瓦斯量，m³/t；α、β、γ為煤壁瓦斯涌出系數；t為煤壁最長暴露時間，min，t＝2l₀/v_采+t₀，t₀為采煤機每刀之間的間隙時間；

步驟4：根據采落煤瓦斯涌出量、放落煤瓦斯涌出量、采空區瓦斯涌出量以及煤壁瓦斯涌出量計算工作面瓦斯涌出總量，計算公式為：

Q＝(Q_采+Q_放+Q_空+Q_壁)μ

其中，Q_采為采落煤瓦斯涌出量，m³/min；Q_放為放落煤瓦斯涌出量，m³/min；Q_空為采空區瓦斯涌出量，m³/min；Q_壁為煤壁瓦斯涌出量，m³/min；μ為周期來壓瓦斯涌出糾正系數。