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/min2.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 =6.65 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0.003～0.0510～0.1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CO2N2CH4Ar+kr+XeN2+H2(%)Ar/Xe%m3/t煤 %m3/t煤 %m3/t煤 %m3/t煤 二氧化碳－氮气带20～800.19～2.2420～800.15～1.420～100～0.160.21～1.440.0021～0.0178<0.0010.012氮气带0～200～0.2780～1000.22～1.860～200～0.220.61～1.880.0037～0.0561<0.0010.014氮气－沼气带0～200～0.3920～800.25～1.7820～800.06～5.270.36～0.810.0051～0.012<0.0010.014沼气带0～100～0.370～200～1.9380～1000.61～10.50～0.240.004～0.00520.001～0.060.014N2、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50030～40肥煤450～50020～25焦煤150～20015～20瘦煤100～15010～15贫煤和无烟煤50～1005～10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=（2.03～10.13）H （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2.1~6.12~100.7~2.51.53~1.661.4~1.580.081~0.4396~11.4瘦煤7.1~11.51.4~120.5~0.71.35~1.501.32~1.370.031~0.0734.8~9.5黏结煤12.2~16.62.7~190.9~2.21.33~1.751.22~1.530.025~0.1284.2~18.3焦煤18.1~25.92.5~220.5~3.01.26~1.541.22~1.440.017~0.1142.2~14.9肥煤26.6~34.41.0~310.5~1.71.24~1.581.08~1.330.027~0.1693.0~18.9气煤37.8~41.52.4~171.6~10.11.24~1.301.20~1.300.03~0.1213.6~15.1长焰煤42~45.35.2~144.2~9.91.31~1.501.15~1.400.064~0.1077.9~13.1[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=0.31MpaQ1-2=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（℃）1020253035400.10.8190.6700.6070.5490.4970.4490.20.8200.6720.6090.5510.5000.4520.40.8220.6760.6130.5550.5040.4570.60.8240.6800.6170.5600.5090.4620.80.8260.6830.6210.5640.5130.46710.8280.6870.6250.5690.5180.4711.20.8300.6900.6290.5780.5220.4761.3720.8320.6930.6330.5770.5270.4811.5680.8340.6960.6360.5810.5310.4851.7640.8360.7000.6400.5850.5350.4901.960.8380.7030.6430.5890.5400.4942.1560.8400.7060.6470.5930.5440.4982.3520.8420.7090.6500.5960.5480.5022.5480.8440.7120.6540.6000.5520.5062.7440.8450.7140.6580.6040.5550.5102.940.8470.7170.6600.6070.5590.5143.0380.8480.7190.6620.6090.5610.5173.1360.8490.7200.6630.6110.5630.5193.2340.8500.7210.6650.6130.5650.5213.3320.8500.7230.6660.6140.5670.5233.4300.8510.7240.6680.6160.5690.5253.5280.8520.7250.6700.6180.5710.5273.6260.8530.7270.6710.6190.5720.5283.7240.8530.7280.6720.6210.5730.5303.8820.8540.7290.6740.6220.5750.5323.920.8550.7310.6760.6240.5770.5344.0180.8560.7320.6770.6260.5790.5354.1160.8560.7330.6780.6270.5800.5374.2140.8570.7340.6800.6290.5820.5394.3120.8570.7360.6810.6310.5840.5414.4100.8580.7370.6820.6320.5860.5454.5080.8600.7380.6840.6340.5870.5454.6060.8600.7390.6850.6350.5890.5474.7040.8600.7400.6870.6360.5900.5484.8020.8610.7420.6880.6380.5920.5504.9000.8620.7430.6890.6400.5940.5524.9980.8620.7440.6910.6410.5960.5535.0960.8630.7450.6920.6430.5970.5555.1940.8640.7460.6940.6440.5990.5575.2920.8640.7470.6950.6450.6000.5585.3900.8650.7480.6960.6470.6020.5605.4880.8660.7490.6970.6490.6040.5625.8600.8660.7510.6980.6500.6050.5635.6840.8670.7520.6990.6510.6070.5655.7820.8680.7530.7000.6520.6080.5665.8800.8680.7540.7020.6540.6100.5686.0760.8690.7560.7050.6570.6130.5716.2720.8700.7580.7070.6600.6160.5746.4680.8710.7600.7090.6620.6180.5776.6640.8730.7620.7120.6640.6210.5806.8600.8740.7640.7150.6670.6210.5837.3500.8760.7680.7200.6730.6310.5907.8400.8790.7730.7250.6790.6380.5978.3300.8820.7770.7300.6850.6440.6048.8200.8840.7820.7350.6910.6500.6119.800.8890.9000.7450.7010.6620.624表1-13 瓦斯含量系数值Vr （%） 65.5 （Vr）0.146αb残存量（m3/t）t=0℃P=0.1MPa165.52.610.99618.20259.02.820.99215.50355.33.030.98813.80453.53.240.98412.60551.83.450.98011.70650.53.660.97610.90749.43.870.97210.20848.44.080.9689.60947.64.290.9649.061046.84.500.9608.571146.14.710.9568.141245.54.920.9527.751345.05.130.9487.401444.65.340.9447.081544.15.550.9406.781643.75.760.9366.501743.25.970.9326.251842.95.180.9286.021942.66.390.9245.812042.36.600.9205.612142.06.810.9165.422241.77.020.9125.242341.47.230.9085.072441.47.440.9044.922540.97.650.9004.782640.77.860.8960.642740.58.070.8924.522840.38.280.8884.392940.18.490.8844.273039.98.700.8804.163139.78.910.8764.053239.59.120.8723.953339.39.330.8683.853439.19.540.8643.763538.99.750.8603.673638.79.960.8563.583738.610.570.8523.503838.410.380.8483.423938.310.590.8443.354038.110.800.8403.28表1-14 瓦斯压缩系数（Ky）值P（MPa）T（℃）010203040500.11.01.041.081.121.161.2010.971.021.061.101.141.1820.951.001.041.081.121.1630.920.971.021.061.101.1440.900.951.001.041.081.1250.870.930.981.021.061.1160.850.900.951.001.051.1070.830.880.930.981.041.09 [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/t2.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13. 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 （%）<55～99～1718～30>30ƒy0.100.090.070.060.09表1-16 A、B、C系数挥发分Vr%系数ABC3.00.168315.7700.36893.50.160314.6340.36644.00.153713.7030.36394.50.148212.9220.36145.00.143512.2500.35885.50.139311.6650.35636.00.135611.1660.35386.50.132310.6840.35137.00.129310.2670.34887.50.12659.8880.34638.00.12409.5420.34378.50.12169.2240.34129.00.11958.9280.33879.50.11748.6520.336210.00.11558.3950.333711.00.11207.9290.328612.00.10837.5140.323613.00.10597.1430.318614.00.10326.8030.313615.00.10086.4940.308516.00.09856.2120.303517.00.09635.9490.298518.00.09425.7000.293419.00.09235.4700.288420.00.09045.2550.283421.00.08865.0520.278322.00.273323.00.268324.00.263225.00.258226.00.253227.00.248128.00.243129.00.238130.00.233031.00.228032.00.223033.00.217934.00.212935.00.207936.00.202937.00.197838.00.192839.00.187840.00.182741.00.177742.00.172743.00.167644.00.162645.00.1576四．瓦斯储量计算矿井瓦斯储量，是指井田开发过程中，受采动影响能够排放瓦斯的煤层（包括不可采煤层）所储存的瓦斯量。
W=W1＋W2＋W3 （1-27） 式中 W ——矿井瓦斯储量， Mm3； W1——矿井可采煤层瓦斯储量，Mm3； (1-28) A1i——矿井i可采煤层的地质储量，Mt； W1i——矿井i可采煤层的瓦斯含量，m3/t；W2——受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量，Mm3； (1-29)A2i——受采动影响后能够向开采空间排放的i不可采煤层的地质储量，Mt； W2i——受采动影响后能够向开采空间排放的i不可采煤层的瓦斯含量，m3/t；W3——受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量，Mm3，实测或按下式计算： W3= K（W1＋W2） （1-30）式中 K——围岩瓦斯储量系数，一般取K=0.05～0.20如果要计算某区域（水平、采区、工作面等）的瓦斯储量，方法同上，但要将A1i 、A2i 、W1i 、W2i变为所计算区域的煤层储量和煤层瓦斯含量五．瓦斯涌出量计算瓦斯涌出量是指在生产过程中，矿井或采区涌出的瓦斯数量，主要由回采、掘进、采空区三部分瓦斯组成。
一） 回采、掘进及采空区瓦斯涌出量1. 回采瓦斯涌出量1） 开采单一煤层时的回采瓦斯涌出量计算（不考虑邻近层的瓦斯涌出量） (1-31)式中 ——— 开采本煤层瓦斯涌出量，； ——— 机械化程度系数，联合采煤机和风镐采煤时等于1.0，截煤机掏槽落煤等于1.2 ——— 瓦斯释放系数，即计算的瓦斯涌出量对煤层瓦斯含量的比例，由图1-9查 ——— 煤层瓦斯含量，2） 多煤层条件下回采瓦斯涌出量(1) 有邻近层的回采瓦斯涌出量计算之一：0 qƒ= Kw·qc ＋qh＋qs＋ qx (1-32) 式中 qƒ ——采煤时瓦斯涌出量， m3/t； Kw ——围岩瓦斯系数，一般取1.2； qc ——采出煤中的瓦斯含量，m3/t，其计算公式见式（1-33）； qh ——开采层由于回采率不高而产生的附加瓦斯涌出量，m3/t，其计算公式见（1-34） qs、qx ——分别为顶、底板邻近层及不可采夹层泄出的瓦斯量，m3/t，其计算公式见式（1-35）及（1-36）。
qc=Wh-Wc (1-33)式中 Wh ——邻近层的瓦斯含量，m3/t；Wc ——邻近层的残存瓦斯含量，m3/t，可按表7-1选取 (1-34) 式中 b——考虑丢失在井下煤中瓦斯涌出程度系数，取0.6～0.8； C——丢煤百分率，% (1-35) (1-36)式中：L0 ——阶段倾斜长度，米；——阶段煤柱总长度，米；ms ——上邻近层的厚度，米；mx ——下邻近层的厚度，米；m ——开采层的可采厚度，米；bs 、bx ——邻近层向开采层涌出瓦斯程度系数，其计算公式是：、 (1-37)式中：N——邻近层至开采层的法线距离，米； L——开采工作面长度，米； α——煤层倾角，度；γ——卸压角，度γ值也可按下表选取层间相对厚度与卸压角关系N/m层间相对厚度3~1010~3030~80γ值（度）707580bs、bx值也可按下表（经验数据）选取邻近层向开采层瓦斯涌出程度邻近层别间距（米）bsbx上邻近层204070＞1201.00.700.350下邻近层5~102040＞601.00.450.100[例]逢春矿井为急倾斜煤层开采，共计有五层无烟煤，从上往下为6、7、8、9、11号层，6号层为开采层（保护层），8号层为主要突出层，地质资料提供煤层瓦斯含量值如下表：煤层煤层厚度（m）煤层间距(m)平均瓦斯含量(m3/t)备注6号1.026.107.693.2119.0714.837号0.7718.138号3.2320.469号0.6318.21取11号层资料11号0.6318.21求6号层回采时的瓦斯涌出量是多少？根据公式 qƒ= Kw·qc ＋qh＋qs＋ qx取Kw=1.2查表1-1，WC=8 m3/t（无烟煤）qc=Wh－Wc=14.83－8=6.83 m3/tKw·qc=1.2×6.83=8.2 m3/tb=0.7,c=15%各邻近层涌向开采层的瓦斯量qx：7号层向6号层的涌出量取阶段倾斜长度90m，阶段煤柱总长度15m8号层向6号层的涌出量9号层向6号层的涌出量11号层向6号层的涌出量总计6号层回采的瓦斯涌出量为：qƒ= Kw·qc ＋q7-6＋q8-6＋ q9-6＋ q11-6 =8.2+1.83+9.2+23.7+3.4+1.5=47.83 m3/t6号层回采时，瓦斯涌出量为47.83 m3/t。
2) 有邻近层的回采瓦斯涌出量计算之二：qƒ= qb ＋qn式中：qƒ ——开采层的瓦斯涌出量，m3/t；qb ——开采层本层瓦斯涌出量，m3/t，其计算公式见（1-39）qn ——邻近层瓦斯涌出量，m3/t，其计算公式见（1-40） （1-39） （1-40）式中：Kw——围岩瓦斯涌出系数，一般取1.2；Kd——丢煤损失系数，；C——损失率，%；Kz——掘进回采巷道瓦斯预排系数；其计算见公式（1-41） （1-41）L——工作面长度，m；h——掘进预排宽度，无烟煤、贫煤取10m，瘦煤、焦煤取14m；其它煤种取18m；Ks——瓦斯涌出程度系数，一般取0.8（运到地表的煤中还残存一部分瓦斯，这部分残余量约占沼气含量的20%）；m——开采层厚度，m；m0——开采分层厚度，m；Wb——本煤层瓦斯含量，m3/t；mi——邻近煤层厚度，m；bi——邻近煤层瓦斯涌出程度系数，其计算见公式（1-42） （1-42）式中：Wi——第i邻近层瓦斯含量，m3/t； Wci——i邻近层残余瓦斯含量，m3/t； Li——i邻近层瓦斯排放带宽度，m；其计算见公式（1-43）。
（1-43）式中：Hi——第I煤层与开采层的间距，m； δ——卸压角，（˚），按表1-19选取；L——回采工作面长度，m；表1-19 开采层沿倾斜的卸压角煤层倾角（˚）卸压角（˚）最大下沉角δ（˚）δ1δ2δ3δ40808075759010778375758320738775758630699077707040659080706550709080705660729080704870729080723680739078752290758075800卸压角范围见图1-103) 中厚、厚煤层分层开采时的回采瓦斯涌出量计算： （1-44）式中：qƒ——回采瓦斯涌出量，m3/t；Wh——回采的自然分层中煤的瓦斯含量，m3/t；Wc——煤运至地面残余瓦斯含量，m3/t；W1——煤柱内剩余的瓦斯量，m3/t；W2——未采的自然分层中剩余的瓦斯量，m3/t；m——回采的自然分层厚度，m；γ——回采的自然分层煤的容重，t/m3；m1——未采的自然分层厚度，m；γ1——未采。