[发明专利]一种考虑瓦斯预抽的矿井四量合理可采期的计算方法

说明书

本发明提供一种考虑瓦斯预抽的矿井四量合理可采期的计算方法，涉及矿山安全开采技术领域。该方法包括开拓煤量、准备煤量、回采煤量的合理可采期计算以及瓦斯抽采达标煤量的概念及其合理可采期的计算。本发明提供的一种考虑瓦斯预抽的矿井四量合理可采期的计算方法，在现有“三量”可采期计算方法的基础上，将瓦斯预抽作为必要因素考虑在内，对原有公式重新整合，并提出了瓦斯抽采达标煤量的概念，确定其计算方法，最终，归纳总结出工作面“四量”合理可采期的计算方法，为矿井安全生产计划的制定提供了一种全新的思路，为工作面的正常生产接续提供了指导性的理论依据。

技术领域

本发明涉及矿山安全开采技术领域，具体涉及一种考虑瓦斯预抽的矿井四量合理可采期的计算方法。

背景技术

在煤炭生产过程中，保持采掘平衡是确保矿井正常、连续、稳定生产的前提条件，也是降低掘进工程维护成本的重要手段。1961年，煤炭工业部发布了《关于矿井和露天矿开拓煤量、准备煤量和回采煤量划分范围的规定》，将开拓煤量、准备煤量和回采煤量(简称“三量”)及其对应的可供开采的期限作为我国煤矿生产采掘平衡的宏观控制指标。

随着我国煤炭行业的迅猛发展、煤炭生产科技技术进步以及开采条件复杂程度等的不断变化，国家制定的为保证矿井顺利接替的《“三量”规定》已逐渐出现采掘失调、不能适应现阶段矿井接替的需要，主要表现为：随着煤炭开采向深部延深，高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的瓦斯抽采利用已构成保障采掘平衡接续的必要条件。瓦斯在煤炭开采过程中带来多种安全隐患的同时也直接影响到煤炭开采中安全“三量”的圈定，且瓦斯预抽需要一定的时间周期，该期限将直接影响矿井的开拓、采区准备的时间，甚至会影响到工作面的回采速度。然而，目前人们在分析矿井抽、掘、采三者关系之间的研究甚少，在瓦斯预抽与矿井原“三量”关系之间也尚无可借鉴的成果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种考虑瓦斯预抽的矿井“四量”合理可采期的计算方法，分别给出工作面开拓煤量、准备煤量期、回采煤量合理可采期的计算和瓦斯抽采达标煤量的概念及其合理可采期的计算方法，解决了因国家制定的“三量”规定已出现采掘失调、无法适应现阶段矿井接替需要的情况，在瓦斯预抽与矿井原“三量”及其可采期关系上进行研究，避免可采期计算结果失真，为工作面的正常生产接续提供指导作用。

为了实现上述目的，一种考虑瓦斯预抽的矿井四量合理可采期的计算方法，包括：开拓煤量、准备煤量、回采煤量的合理可采期计算以及瓦斯抽采达标煤量的概念及其合理可采期的计算；

1)开拓煤量合理可采期的计算，其计算公式如下：

式中，T_k为开拓煤量合理可采期，L_k为掘进工程总长度，p为开拓过程的平均掘进队个数，V_k为开拓过程的平均掘进速度，T_k0为形成开拓煤量后到形成准备煤量前的平均准备接替时间，T_z2为石门揭煤平均预抽时间，T_z3为井筒揭煤平均预抽时间，V_d为掘进过程中受复杂地质构造影响到所降低的最大平均掘进速度，为减缓速度的影响系数，且为区间[0，1]内的常数；

2)准备煤量合理可采期的计算，其计算公式如下：

式中，T_z为准备煤量合理可采期，L_z为准备工作所需的掘进总长度，q为准备过程的平均掘进队个数，V_z为准备过程的平均掘进速度，T_z0为形成准备煤量后到形成回采煤量前的平均准备接替时间，T_z1为准备巷道揭露煤层前的平均预抽时间；

3)回采煤量合理可采期的计算，其计算公式如下：