童亭微学堂

一种密闭启封瓦斯排放量计算方法

2021-10-22

独头掘进巷道停风后，其内部积存的瓦斯量、瓦斯浓度、排放时最大供风量、最大排放量和最短的排放时间都很有必要在排放前制定的安全措施报告中计算出来，这样一是有利于排放瓦斯人员在实际操作时做到心中有数，二是有利于妥善安排停电撤人区域内各部门的工作。严格讲，井下条件复杂，有关计算属于估算，与实际情况未必完全相符，执行时应根据实际情况灵活调整。 

一、计算公式
1、独头巷道内积存的瓦斯量 VCH4＝KQCH4t  
式中 
VCH4——独头巷道内积存的瓦斯量，m3；  
QCH4——正常时独头巷道的绝对瓦斯涌出量，m3／min；    
 t——停风时间，min；  
K——停风后独头巷道内绝对瓦斯涌出量与正常掘进时绝对瓦斯涌出量之比值，K值因矿井及独头巷道的具体情况，即瓦斯涌出源的构成不同而不同，但停风后由于巷道不掘进，CH4涌出量减小，故K＜1，一般为0.3～0.7。 
2、独头巷道内积存的瓦斯浓度 
C＝VCH4×100／LS＝KQCH4t×100／LS  
式中 
C——独头巷道内CH4平均浓度，%；      
L——独头巷道长度，m；     
S——独头巷道平均断面积，m2。
当停风时间很长，即t值很大时，有可能使计算出的C≥100％，这与实际情况不符，此时取C＝100％，从另一方面讲，独头巷道内CH4分布是不均匀的。  
3、 最大排放量 
M＝Q0（1.5－C0）／100  
式中 
M——从独头巷道中每分钟最多允许排出的瓦斯量，m3／min；      
Q0——全风压通风巷道中风量，m3／min；  
C0——全风压通风巷道入风流中携带的CH4浓度，%。 
4、最大供风量  
Qmax＝M×100／C＝Q0（1.5－C0）／C  
式中 
Qmax——允许往独头巷道内供风量的最大值，m3／min；    
C——独头巷道内平均CH4浓度，%。  
5、排放时间T      
由VCH4＋KQCH4T＝MT知：T＝VCH4／(M－KQCH4)  
式中 T——排放独头巷道中瓦斯所需要的时间，min。  

严格讲，排放瓦斯时间T应根据实际操作时再定，以上计算是按最大排放量来推算的，实际操作时，排放瓦斯风流同全风压混合处的CH4浓度不可能恒为1.5%，另外还应考虑，瓦斯排放完后，必须等30 min，确证无异常变化后，方可恢复正常供风与生产，故实际排放时间可参考本矿过去的经验值。

二、实例
（一）概况 
一采区主、副、回风斜井工程由于节前停工后在井口分别设置栅栏，工作面停风时间约30天左右，现正常复工前需拆除栅栏，排放工作面积存瓦斯，为了保证瓦斯排放工作安全顺利进行。 
（二）瓦斯积聚情况 
1、 巷道积存瓦斯量计算 
VCH4=KQCH4 t=0.3×0.01m3/min×30天 ×24小时×60分钟=129.6 m3 
式中：
VCH4为独头巷道内积存的瓦斯量 
K为停风后巷道内绝对瓦斯涌出量与正常掘进时瓦斯涌出量的比值 ,一般为0.3—0.7
QCH4为独头巷道绝对瓦斯涌出量
 t为停风时间 
2、 积存瓦斯浓度 
C CH4= V CH4×100/LS=129.6×100/(60×10.13)=21.3% 
式中：
C CH4为独头巷道内积存的瓦斯浓度 
L为巷道长度 
S为巷道断面 
3、 最大排放量 
M=Q0（1.5-C0）/100=270(1.5-0)/100=4.05 m3 
式中：M为从独头内最多允许每分钟排出的瓦斯量 
Q0 为全风压通风巷道中风量 
C0为全风压通风巷道入风流中携带的CH4浓度 
4、 最大供风量 
Qmax=M×100/C=2.7×100/21.3=1267m3 
式中：Qmax为允许往独头巷道内供风量的最大值 
C为独头巷道内平均瓦斯浓度 
5、 排放时间 
T= V CH4/(M-KQ CH4)=129.6/(2.7-0.3×0.01)=48min 
式中：T为排放独头巷道中瓦斯需要时间 


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