煤炭安全开采最高允许含气量及最低预抽率求算模型
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摘要
煤层气(俗称瓦斯)预抽采到什么程度可以保证煤炭安全生产?国内外目前对此尚无明确的科学测算方法。鉴于此,本文根据我国地质演化历程,从构造格局以及沉积环境特征两个方面,系统分析了聚煤作用条件下瓦斯的形成和分布规律;研究了矿井构造、煤化作用、煤层厚度变化以及煤体结构等地质因素对瓦斯涌出的影响;以国家《煤矿安全规程》中的相关规定为切入点,考虑煤层气地质条件、矿井瓦斯状况、煤炭开采强度、煤矿通风安全措施等四方面主要影响因素,建立了求算最高允许含气量的数学模型,提出了最高允许解吸量等新的概念,并据此模型对我国6个矿区34个单元进行了测算。测算结果显示:最高允许解吸量平均为0.8889 m3/t,最高允许含气量平均为6.1444 m3/t,即只要煤层气平均预抽采率达到41.93%,六个矿区在总体上就能达到防止矿井瓦斯爆炸的安全规定上限要求。作者认为:不存在全国统一的煤炭安全生产最高允许含气量标准,而最高允许解吸量和最低预抽采率可能是建立矿井瓦斯保安标准的核心。
Which degree does coalbed gas (CBG) is pre-extracted to so that safe coal mining can be just assured? Heretofore, a unambiguous respondence or evaluating solution to the question is absent in China and other countries. Thus, based on the geologic evolution, from tectonic framework and sedimentary environment, the formation and distribution law of coal gas in mine area, wre comprehensively discussed. It was researched that the influencing factors on the mine gas concentration were geological structure, carbonification, coal seam thickness variation, coal structural factors, and so on Mining factors of the mine gas concentration. Taking the relative provisions of National Coal Mine Safety Regulations as a pilot, the authors in the paper developed a mathematical model for computing the permissive CBG content (PCBGC) in the lights of some factors such as CBG geology, mine-gas, coal-mining activity and mine ventilation & safety, suggested some new concepts such as permissive CBG-desorbed quantity (PCBGDQ), and estimate further the PCBGC and PCBGDQ from 34 units of six coal-mining districts in China. The results show that the average value is 0.8999 m3/t for PCBGDQ and 6.1444 m3/t for PCBGC, which indicates that the upper limit provision of the gas concentration for the prevention of coal-mine gas explosion in the districts can be appeased in general. The authors suggested that there is no uniform PCBGC standard in whole country but the PCBGDQ and gas-preextracted ratio could be a key for establishing the standard of mine gas safety.
Which degree does coalbed gas (CBG) is pre-extracted to so that safe coal mining can be just assured? Heretofore, a unambiguous respondence or evaluating solution to the question is absent in China and other countries. Thus, based on the geologic evolution, from tectonic framework and sedimentary environment, the formation and distribution law of coal gas in mine area, wre comprehensively discussed. It was researched that the influencing factors on the mine gas concentration were geological structure, carbonification, coal seam thickness variation, coal structural factors, and so on Mining factors of the mine gas concentration. Taking the relative provisions of National Coal Mine Safety Regulations as a pilot, the authors in the paper developed a mathematical model for computing the permissive CBG content (PCBGC) in the lights of some factors such as CBG geology, mine-gas, coal-mining activity and mine ventilation & safety, suggested some new concepts such as permissive CBG-desorbed quantity (PCBGDQ), and estimate further the PCBGC and PCBGDQ from 34 units of six coal-mining districts in China. The results show that the average value is 0.8999 m3/t for PCBGDQ and 6.1444 m3/t for PCBGC, which indicates that the upper limit provision of the gas concentration for the prevention of coal-mine gas explosion in the districts can be appeased in general. The authors suggested that there is no uniform PCBGC standard in whole country but the PCBGDQ and gas-preextracted ratio could be a key for establishing the standard of mine gas safety.
引文
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