采动岩体瓦斯渗流规律

合集下载

瓦斯防治之瓦斯突出的原因和规律

课题五瓦斯喷出的原因和规律
• 2、防治煤与瓦斯突出的技术措施 • 1）区域性防治突出措施 • （1）开采保护区 • 区域性防突措施主要有开采保护层和预抽煤层瓦斯两种。
1、开采保护层保护层：在突出矿井中，预先开采的、并能使其它相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层。被保护层：后开采的煤层称为被保护层。保护层位于被保护层上方的叫上保护层，位于下方的叫下保护层。
了采取以上措施之外还必须布置独立的通风系统，并适当加大风量，保证工作面及其回风流中瓦斯不超限和不影响其他区域。
课题五瓦斯喷出的原因和规律
• 三、煤与瓦斯突出的发生原因及规律 • 在煤矿地下采掘过程中，从煤、岩体内部突然（几秒钟到
几分钟）喷出大量的煤和瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出，简称突出。
• 煤与瓦斯突出是煤矿的一种严重自然灾害，其主要危害是：
课题五瓦斯喷出的原因和规律
• 7、卸压槽近年来在采掘工作而推广使用了卸压槽的方法，
作为预防煤（岩）与瓦斯突出和冲击地压的措施。它的实质是预先在工作面前方切割出一个缝槽，以增加工作面前方的卸压范围。
• 8、震动放炮 • 1）、岩柱厚度>1.5m • 2）、炮眼数和炮眼布置，单列三组楔形掏槽 • 3）、装药量：f=3-4,4-5kg/m3, f=6-8,5-7kg/m3 • 4）、注意事项： • (1)撤人；(2)断电，(3)30min检查；(4)防止扩大(矸石堆
• 1)、开采保护层的作用 • (1)地压减少，弹性潜能缓慢释放； • (2)煤层膨胀变形，形成裂隙与孔道，透气性增加； • (3)煤层瓦斯涌出后，煤的强度增加
课题五瓦斯喷出的原因和规律
课题五瓦斯喷出的原因和规律

采动岩体渗流与煤矿灾害防治

（２１）
忽略质量力厂．于在破碎岩体中渗流的情０对况，黏性力与渗透率成反比与速度成正比，因此可以用一Ｖｋ／来代替上式中的２＋（・，，＇＇负号，）
而控制通过岩样的渗流速度．再根据一组渗流速度
１峰后及破碎岩石渗流试验
１１峰后岩石非Ｄｒｙ流的渗透试验．ａｅ
和应压梯稳值过ｚ — 曲归，对的力度定通Ｖ线回ｄＩ
则可得到和印．由此可进一步求得ｋ和卢－
对Ｆｒｅｅ关系的一维非Ｄｒｏｃｉｒｈｍａｃｙ流动量方
如用岩样底面的压力、顶面压力Ｐ（０ｐ＝）
故全部为瓦斯和水害事故．煤矿开采产生受采动影响的破碎岩体（包括原位破碎和堆积破碎）破碎岩体的渗透系数高出一般．孔隙岩体数个量级，加之附近承压水源或高压瓦斯的作用，其渗流为非Ｄｒ流，ａｙ容易发生渗流突变．ｃ采动破碎岩体中的渗流及突变是煤矿瓦斯和水害事故的根源［］为此，１．－２系统研究了水、瓦斯气等介质在破碎岩体中的非Ｄｒ流动和渗流突变现象，ａｃｙ形成采动岩体渗流理论，并在此基础上开发治理煤矿
．
对于煤矿采空区的特殊情况，以认为其中的可
气体渗流属于二维平面渗流．另外，由于破碎岩体受上层覆岩压力的不同和受压时间的不一，其破碎岩体的渗透率ｋ不能再认为是一个定值，但在某一区段内可以认为是各项同性的，据此可把ｋ视为阶跃函数，视为分区各项同性处理．
式中，为有效应力系数；ｙ。ａｅ＝ｅ＋Ｅ＋ｅ为破碎岩体的体积应变．由于破碎岩体的堆积具有随机性，可以将ａ

采煤工作面瓦斯涌出规律及综合防治

32#煤层厚度为 1. 54 m ,顶板是厚度 4. 55 m 的中砂岩 ,底板是厚度 9. 19 m 的中细砂岩 ,岩性较硬 , 工作面回采 10 m 时下部伪顶开始冒落 , 20 ～25 m 时开始来初压 ,工作面初压之前上部出现悬顶 ,造成工作面断面加大 ,风速降低 ,瓦斯浓度增大。一是要采取人工放顶措施 ;二是要增加工作面风量 ,提高风
0 引言
梨树煤矿由城子河系和穆棱系两个含煤组组成 ,现有生产井区七井和新建井九井 ,九井有可采煤层 3#和 14#煤层 , 3#层 2006年末投产 , 14#层 2007年末投产 ,全井设计生产能力 100万 t/ a,现在为低瓦斯矿井。这里主要介绍七井。
七井已经开采了 50 a,由于资源枯竭 ,自 2003 年开始开采工业广场保安煤柱。该保安煤柱主采煤层为 32#和 33#煤层 ,其层间距为 22 m ,煤层倾角 22° ～31°,上部标高为 180 m ,下部标高为 - 300 m ,倾斜长度 600 m ,走向长度 300～600 m ,可采面积为 30 万 m2 ,可采煤层厚度为 1. 3～1. 5 m ,可采储量为 90 万 t,生产能力 28 万 t/ a, 1977 年鉴定为高瓦斯矿井。
4 结论
(1) 通过 158采煤队开采期间的瓦斯涌出资料
统计分析 ,由于该煤层的透气性比较差 ,采机向上割煤时工作面的瓦斯涌出量占该面瓦斯涌出总量的 63. 43%。
(2) 32#煤层由于顶板岩石硬 ,初次来压很容易造成大面积同时冒落 ,形成采空区风流突然变化 ,瓦斯大量涌出。所以 ,对 32#初次放顶必须采取有效措施。
向下割煤时 0. 6 740 4. 44 0. 4 360 1. 44 0. 4 192 0. 77 0. 3 140 0. 42 0. 3 121 0. 36 1. 5 240 3. 6 0. 5

煤矿采空区瓦斯渗流规律及其数值模拟研究

煤矿采空区瓦斯渗流规律及其数值模拟研究煤矿采空区上覆岩层结构和移动规律分析综放工艺在开采高含量瓦斯厚煤层的推广应用中之所以遇到困难，往往是由于综放面上隅角瓦斯易超限，从而被迫断电撤人、中断生产所导致的。

上隅角瓦斯的主要来源一是工作面煤壁释放出的瓦斯，二是采煤工作面新采落下来的煤炭中散发出来的瓦斯，三是从采空区涌出的瓦斯，其中采空区涌出瓦斯是主要的来源。

由于采动影响在采动断裂带形成的破断裂隙和离层裂隙，采动裂隙网络与采空区相连通形成采动断裂带，由于瓦斯的升浮、扩散和渗透作用，在采动断裂带形成瓦斯富集区，这是瓦斯抽采的重点区域。

因此，要研究采空区内瓦斯的渗流规律，有必要先研究采空区岩体的垮落特征，按照采场覆岩横向采动特征，将采空区按照自然堆积区、载荷影响区和压实稳定区在横向进行划分，弄清各区碎胀系数、空隙率的分布特点；研究采空区上覆岩层采动断裂带的高度、碎胀系数及空隙率等特征，以便较全面地分析和研究采空区内空气—瓦斯混合气体在冒落带和采动断裂带内的渗流规律。

采空区瓦斯流场数学模型研究煤矿采空区内的瓦斯流动情况，建立起瓦斯流场的数学模型，对于认识采空区内瓦斯的真实流动状况以及对于进行数值模拟都有重要的基础意义。

垮落带之上的采动断裂带，在存在破断裂隙和离层裂隙相互贯通的同时，煤岩体内的裂隙还会与综放采场和采空区连通。

研究瓦斯在采动断裂带内的渗流、升浮和扩散原理，可以为解释采动断裂带是瓦斯聚集带，为其内布置钻孔抽采、巷道排放等瓦斯治理技术提供科学依据。

求解方法的选择FLUENT提供三种不同的解格式：分离解；隐式耦合解；显式耦合解。

三种解法都可以在很大流动范围内提供准确的结果，但是它们也各有优缺点。

分离解和耦合解方法的区别在于，连续性方程、动量方程、能量方程以及组分方程的解的步骤不同，分离解是按顺序解，耦合解是同时解。

两种解法都是最后解附加的标量方程（比如：湍流或辐射）。

隐式解法和显式解法的区别在于线化耦合方程的方式不同。

采动影响下煤层覆岩渗透性变化规律及垂向分带特征

–1
孔深 /m 88.92 85.88 82.84 79.80 76.76 73.72 70.68 67.64 64.60 61.56 58.52 55.48 52.44 49.40 46.36 43.32
漏失量 /(L·min ) 0.05 0.07 0.08 0.09 0.11 0.13 0.21 0.25 0.27 0.31 0.53 0.55 0.57 0.66 0.73 0.81
[6] [5] [4]
收稿日期 : 2014-12-10 基金项目 : 国家科技支撑计划课题 (2012BAK04B04)；陕西省自然科学基金项目 (2011JQ5015) 作者简介 : 王皓 (1981—)，男，江苏连云港人，博士研究生，从事水文地质与矿井水害防治方面的研究 . E-mail： wanghao@ 引用格式 : 王皓，乔伟，柴蕊 . 采动影响下煤层覆岩渗透性变化规律及垂向分带特征 [J]. 煤田地质与勘探， 2015， 43(3)： 51–55.
第 43 卷第 3 期 2015 年 6 月
煤田地质与勘探
COAL GEOLOGY & EXPLORATION
Vol. 43 No.3 Jun. 2015
文章编号 : 1001-1986(2015)03-0051-05
采动影响下煤层覆岩渗透性变化规律及垂向分带特征
王皓 1,2，乔伟 1,2，柴蕊1
42工作面回采前后覆岩渗透性对比由前文可知4号对比钻孔位于回采工作面附54煤田地质与勘探第43卷表314号钻孔煤层覆岩渗透系数计算结果一览表table3calculationresultsofpermeabilityofoverburdenrockinborehole123and44号对比孔1号孔2号孔3号孔钻孔垂距mk4md1k1md1k1k4k2md1k2k4k3md1k3k47767001800181000015082763500160018117002415475030013001612000211627372001800211140018099724000180025138002614300201077108001300241850029225002317569770013002720800322450032245684500180030165003619500251366713002100331590039188002813665820023003012800461970032136645000230033141004619700391676319002300361540071303007130361870023007230600753180067288605500180072393008647100824505924001800824480098536009853657920023010243301094670109467566000230094400010545001215175529002901133950126439015253053970029012142401354700143500526500340139410030690403831131513400310319102103451104040613005002003103251042033810830398127548710034033810000358105804301269473900290312109104371527046116094607003603711018044512210492135044760031039712710469150005231675434400390423108305151320053913804212003604821321053914790555152140810034055516380570168

综采工作面瓦斯涌出及分布规律分析

图２工作面倾斜方向瓦斯浓度分布图
・
பைடு நூலகம்
（５）沿走向方向的瓦斯浓度分布规律。在工作面上半部，瓦斯浓度由煤壁向采空区迅速减小；在工作面下半部分，瓦斯浓度由煤壁至采空区由大到小、再到大，呈一倒 “ 马
鞍 ”形。
Ｉ１３ｌｌ８工作面采用走向长臂综合机械化放顶煤，全部垮落法管理顶板的采煤方法，平均采高２．Ｏｍ。工作面以ｕ型方式通风，计划配风量９５０ｍ。／ｍｉｎ。工作面瓦斯采用抽放和风排相结合的方法，以瓦斯抽放为主解决瓦斯问题。
（３）瓦斯抽放对瓦斯浓度分布规律的影响。石台矿Ｉ１３１ｌ８工作面瓦斯采取的抽放措施有：采前顺层孔预抽，采空区埋管及高位孔抽放。沿工作面倾斜方向，瓦斯浓度从进风到回风瓦斯浓度逐渐增大且尤其距回风３０米左右瓦斯浓度较高。究其原因是因为靠近回风侧的风流的瓦斯是前面巷道瓦斯涌出和当前巷道瓦斯涌出之和，故瓦斯浓度逐渐增大。且进风侧由于风压的影响采空区瓦斯不能涌入工作面，而到靠近回风侧时，随风压的减少采空区瓦斯涌入工作面导致工作面瓦斯浓度增大。而采空区抽放可以有效地降低采空区瓦斯的含量，所以可以降低后一种原因对工作面瓦斯浓度增大的影响。沿工作面走向方向，瓦斯浓度由煤壁至采空区由大到小、再到大，呈一倒 “ 马鞍 ”形，是因为煤壁和采空区都会有瓦斯涌出，所以瓦斯浓度会出现这样的规律。而采前预抽和采空区抽放可以有效地降低煤壁和采空区的瓦斯涌出，所以抽放会减弱这种变化。（４）采煤机割煤时采面瓦斯分布的不稳定性。当采煤机割煤时，采面瓦斯大体上仍符合上述规律，但瓦斯涌出更加不均衡。通过采煤机在不同位置时，对测点的澳４量发现，由于采煤机位置不断改变且时采时停，其位置改变对采面瓦斯分布影响较大，当采煤机由进风侧向工作面中部割煤过程中，采面瓦斯涌出量增幅不大。当采煤机在工作面中部继续向回风方向割煤时，此范围内，原来漏入采空区的风流携带瓦斯逐渐返回采煤工作面，使采煤工作面瓦斯涌出量逐渐增加。在靠近回风３０ｍ范围内，采煤机在此段采煤、推留、移

简述煤与瓦斯突出的一般规律

简述煤与瓦斯突出的一般规律
煤与瓦斯突出是指在煤矿井下采掘过程中，煤和瓦斯突然从采掘工作面喷出的现象。

以下是煤与瓦斯突出的一般规律：
1. 采掘深度增加：随着采掘深度的增加，煤层所受的地应力增大，瓦斯压力也相应增加，从而增加了煤与瓦斯突出的危险性。

2. 瓦斯含量增加：瓦斯是煤与瓦斯突出的主要动力源，瓦斯含量越高，突出的危险性越大。

3. 煤层赋存条件：煤层的厚度、倾角、埋藏深度、煤层结构等赋存条件对煤与瓦斯突出有重要影响。

一般来说，煤层厚度大、倾角大、埋藏深、煤层结构复杂的地方，煤与瓦斯突出的危险性较大。

4. 地质构造：地质构造对煤与瓦斯突出也有很大影响。

如断层、褶皱、煤层顶板的裂隙等构造，会使煤层中的瓦斯积聚和释放受到影响，从而增加突出的危险性。

5. 采掘工艺：采掘工艺对煤与瓦斯突出也有影响。

如爆破、采掘机割煤等采掘工艺会产生震动和冲击，从而诱发煤与瓦斯突出。

6. 突出预兆：在煤与瓦斯突出前，往往会出现一些预兆，如采掘工作面瓦斯浓度突然增大、煤层变软、煤层中出现异常声响等。

这些预兆可以作为预防煤与瓦斯突出的重要参考。

总之，煤与瓦斯突出是一种复杂的地质灾害，其发生规律受到多种因素的综合影响。

为了有效预防和控制煤与瓦斯突出，需要采取综合的预防措施，包括加强地质勘探、合理选择采掘工艺、加强瓦斯抽采、设置防护设施等。

采动影响下卸压瓦斯渗流规律物理相似模拟实验研究

Ｉ一ｎ切眼
，。｛ｒ／＾・ｒ／，ｒ／
１００ｍｍ，模型内部腔体尺寸为６００ｍｍ×５００ｍｍ×１０ｍｍ，均由槽钢焊接制作。实验箱体前后表面及顶部装有１２ｍｍ厚
的有机玻璃板，用于观测开采后岩层位移及覆岩裂隙发育
充气系统、开采系统和应力、渗透率测试系统等几部分组
成，如图１所示。
：：三
／
０，
／
————１ｒ＿ ————ｒ——一
第三排，／
第二排ｒ／
、第一排
煤层
．．
１．１．１固气耦合物理相似模拟实验台箱体固气耦合相似模拟实验台尺寸为７０ｍｍ ×６００ｍｍ×
情况。收稿日期：２０１２— ０９— ０９
，／
图２相似模拟实验模型立面图（ｍｍ）
基金项目：国家自然科学基金青年资助项目（５１２０４１３４，５１１￣１１８）；国家自然科学基金面上资助项目（５１１７４１５８）；陕
，。，／／／．／／。，／／，，
１固气耦合物理相似模拟实验系统研制
１．１固气耦合物理相似模拟实验系统
一
１００，０
，１
，
２
，／３
，４
实验设计的固气耦合相似模拟实验系统由实验台箱体、
全生产及可持续性发展，造成了大量的人员伤亡、经济损

深部开采过程中煤层瓦斯喷出规律与预防

体预防措施。关键词深部开采瓦斯喷出预防措施文献标识码Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５— ２８０１．２０１３．０２．１０６
带★鬟善部岩＾煤） ÷ 破碎的摩— 出
中图分类号ＴＤ７１２．５２；ＴＤＴ１２．５４
Ｉ
Ｌ二
薯ＩＩ垂蓄
聂ｌ一
斯流量较大，持续的时间较长，无明显的地压显现预兆；而且掘进巷道的瓦斯喷出一般位于工作面迎头周
围。根据目前的研究情况来看，这类瓦斯喷出时的流动多数为紊流运动；当然，这主要取决于喷出时的瓦斯
险区域。
瓦斯喷出的发生必须具备两个条件：（１）存在承压状态的瓦斯。只有存在承压状态的瓦源泉；（２）存在瓦斯喷出的通道，即周围煤
岩裂隙的存在。由于煤岩裂隙的产生不仅和地质构造有关，而且还和矿井中的采掘地压有关，因此，按瓦斯喷出的原因和瓦斯来源的不同，瓦斯喷出可分为两大类，即煤、岩裂缝或孔洞承压（地质构造）瓦斯喷出和煤层卸压（采掘地压）瓦斯喷出。１．２深部煤层瓦斯喷出分类及特点１．２．１煤岩孔洞承压瓦斯喷出及特点
１７６
未撼晨Ｉ技
２０１３年第２期
喷出的瓦斯量则与卸压区面积及其瓦斯储量有关。
１．３瓦斯喷出规律
随着地压显现效应，出现多种显著预兆。例如，巷道与

炮掘工作面的瓦斯涌出规律与防治措施

炮掘工作面的瓦斯涌出规律与防治措施引言在煤矿生产过程中，瓦斯涌出一直是一个严重的安全问题，特别是在炮掘工作面，由于爆破作业会使大量瓦斯涌出，给煤矿安全生产带来极大的隐患。

对瓦斯涌出的规律和防治措施的研究，可以有效地保障煤矿生产的安全和稳定。

瓦斯涌出的规律瓦斯涌出的规律取决于多种因素。

从煤的角度来看，不同煤种、含瓦斯量、成熟度等都会对瓦斯涌出产生影响。

从地质条件来看，煤层中的构造、断层、隙缝、岩性等也会对瓦斯涌出产生影响。

从采掘工艺来看，不同的采掘方法、工作面布置、瓦斯抽采方式等也会对瓦斯涌出产生影响。

就炮掘工作面而言，爆破作业会使大量的瓦斯涌出。

瓦斯涌出的水平和时间与爆破的程度有直接关系。

不同的煤种对瓦斯涌出的影响也不相同。

煤层中的断层对瓦斯涌出的影响也非常大。

工作面布置的合理与否，同样会影响瓦斯涌出。

瓦斯涌出的防治措施1.采用有效的瓦斯抽采方式瓦斯的抽采是最常见的防治瓦斯涌出的方法。

采煤工作面需要选择适当的抽采机型，采用合理的布局。

对于炮掘工作面，需要注意抽采方式对于瓦斯涌出的影响。

应当在抽采机前面设置耐高压管线，动态跟踪煤迹、瓦斯局部压力，采用合理的操作方式。

2.加强瓦斯浓度检测和报警对于煤矿生产中，瓦斯浓度检测和报警是保障生产安全的首要措施。

在炮掘工作面上，瓦斯浓度的监测需要及时准确地反映抽采效果和瓦斯涌出情况，采取相应的处理办法。

对于瓦斯浓度超过报警值的情况，生产人员必须立即停止作业，及时采取措施。

3.优化采煤工艺煤矿的运营还需要考虑工艺方案。

当煤矿操作优化且压力得到良好控制时，能够有助于缓解瓦斯涌出的情况。

采煤工艺的优化要根据煤的情况进行调整，同时也需要对于生产状态进行精准的评估和制定合理的计划。

4.实施安全教育和培训安全教育和培训对于防止瓦斯涌出、减少矿难的发生具有重要的作用。

生产人员需要接受必须的安全教育和瓦斯安全知识的培训及考核，了解安全生产法规及相关规程，了解瓦斯涌出及防治的相关措施，加强自我防护意识。

煤炭开采面围岩渗透性分布规律研究

煤炭开采面围岩渗透性分布规律研究摘要：含水层条件、水道条件等因素都会对煤矿开采过程中底板突水风险产生一定程度的影响。

通过对大量突水案例的分析表明，通过提出突水系数的概念并建立其经验公式，根据实验选取的两个主要影响因素，即含水层压力和隔水层厚度，该公式可以在我国煤矿开采过程中快速应用和推广。

本文对煤炭开采面围岩渗透性分布规律进行分析，以供参考。

关键词：煤炭开采；渗透性；分布规律引言在采煤作业中，含水层环境和水道等客观因素是影响底板承载能力的重要因素，也可能导致整个底板结构突然断裂。

底板突水的危险主要来自含水层渗透性的重大变化、总负荷能力的降低、试验过程的技术验证和分析，这些试验过程成功地总结了含水层水压和隔热层厚度的两个重要参数，并提出相关经验公式，为进一步研究采煤底板承载力变化造成的损害和渗透性提供理论依据。

为了确定影响煤层底板突发性的主要因素，有必要分析煤层底板变形情况，并根据变形情况确定破坏深度。

1概述煤岩体的力学平衡和开采面围岩的水力学特性会随着煤炭的开采而发生改变，进而导致岩层变形，以及围岩渗透性机制发生改变。

因此，研究煤炭开采面中顶底板围岩渗透性分布规律，是目前煤炭开采防治水领域迫切需要攻克的问题。

采动岩层的内部结构以及瞬时的应力-应变状态是复杂且未知的，因此在研究开采面围岩渗透性分布规律方向时，起步探索会遇到瓶颈。

但是，由于数值计算仿真方法可以模拟和探索工作面采煤时岩层变形和地下水流动情况，因此能够观察到煤炭开采过程中岩体的未知状态，并由此总结出规律[1]。

所以，本文以某矿井典型开采面为研究对象，基于有限差分法，建立了应力-应变-渗透性的三维耦合模型，进而得到了采动围岩应力场和应变场的分布情况，在此基础上，对开采面围岩渗透系数场分布情况进行对比评价，最后获得了围岩渗透性分布规律。

2煤炭开采中底板变形破坏特征及规律性分析采煤过程中，底板水平应力增大，原因是工作面增大导致底板岩体移动，这是底板变形的重要原因。

综采面瓦斯涌出规律的分析及综合防治措施通用版

解决方案编号：YTO-FS-PD447综采面瓦斯涌出规律的分析及综合防治措施通用版The Problems, Defects, Requirements, Etc. That Have Been Reflected Or Can Be Expected, And A Solution Proposed T o Solve The Overall Problem Can Ensure The Rapid And Effective Implementation.标准/ 权威/ 规范/ 实用Authoritative And Practical Standards综采面瓦斯涌出规律的分析及综合防治措施通用版使用提示：本解决方案文件可用于已经体现出的，或者可以预期的问题、不足、缺陷、需求等等，所提出的一个解决整体问题的方案（建议书、计划表），同时能够确保加以快速有效的执行。

文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。

康家滩煤矿是神华集团神东公司所属的大型出口煤基地之一，位于山西省保德县境内，生产能力可达8Mt/a，一个综采面和三个连采面保产。

目前，88201综采面的生产能力为日产2.5万t左右，是典型的高产高效工作面。

瓦斯涌出具备如下的特点：煤层瓦斯含量不大，但由于综合机械化程度高，开采强度大，产量集中，采面生产过程中，瓦斯涌出量较大，经常造成下隅角和回风瓦斯超限。

因而，在88201综采面的回采过程中，我们对其瓦斯涌出规律及来源进行了研究，并有针对性地采取了各种防治措施，从而保证了88201工作面的安全回采。

1试验工作面概况88201综采工作面位于康家滩矿井田中北部的二采区，工作面走向长2830m，推进长度2667m，倾斜长240m，设计采高3.5m，密度1.47t/m³,可采储量3.2932Mt。

煤层原始瓦斯含量小于1.91m³/t（88202工作面瓦斯含量测值）。

工作面自20xx年6月份开始回采，12底回采结束。

试论煤矿掘进工作面瓦斯涌出规律

试论煤矿掘进工作面瓦斯涌出规律煤矿作为我国的基础产业，是保障其他行业顺利发展的根本前提。

瓦斯涌出是煤矿在开采过程中不可避免地形成的，极容易产生瓦斯爆炸，不仅对煤炭开采企业是一个巨大的经济损失，还很有可能造成煤炭一线作业人员的人身伤害，造成恶劣的社会影响，所以解决瓦斯涌出问题对煤炭安全事故的预防有着十分积极的推动作用。

文章首先分析了瓦斯涌出的来源和特点，在对瓦斯涌出有了一个大致的了解后，进而分析了通风方式和大气压力与瓦斯涌出的关系，希望能够对矿井制订生产规划、合理安排组织生产、减少瓦斯事故、保证矿井安全生产起到一定的指导意义。

标签：瓦斯涌出；来源；特点；通风方式；大气压力引言我国每年都会发生多起煤矿事故。

据不完全统计，建国以来，全国共发生了22起一次死亡100人以上的煤矿事故，其中的20起是由于瓦斯引起的，所占比例令人触目惊心。

瓦斯事故既给企业带来了经济损失，还会威胁煤矿一线作业人员的生命安全，给旷工家属造成极大的痛苦，也会造成恶劣的社会负面影响。

所以瓦斯事故应该也必须引起足够的重视。

瓦斯之所以能够如此频繁的造成煤矿安全事故，与瓦斯自身的性质是分不开的。

（1）爆炸性。

在适当的浓度和引火源的作用下会产生强烈的燃烧和爆炸。

瓦斯爆炸是最严重的煤矿井下事故，造成的人员伤亡和经济损失不可估量的。

（2）瓦斯的扩散燃烧。

煤矿井下经常会存在浓度比较高的瓦斯源和火源，一线工作人员由于工作上的疏忽，容易出现如随意停风、减少风量等处理不当的情况发生，虽然火源燃烧点已经熄灭，但是瓦斯浓度还是比较高很容易与空气混合在一起，这种混合气体极容易达到爆炸的临界点，与残留的火星接触就会发生爆炸。

（3）瓦斯的突出问题。

所谓的瓦斯突出就是指在相对比较短的时间里煤体向巷道或采场突然喷出大量的煤炭并涌出大量的瓦斯，从而产生一定的动力效应的一种现象。

不可预测和突发是其主要特点，所具有的破坏力是十分巨大的，经常会造成重大的人员伤亡和财产损失。

厚煤层分层开采中的瓦斯涌出规律

厚煤层分层开采中的瓦斯涌出规律瓦斯涌出规律:1、瓦斯涌出的主要表现形式：（1）开采中瓦斯涌出地面；（2）瓦斯注入停采工作面的管道系统；（3）厚煤层瓦斯室的涌出；（4）采空区顶板失稳涌出；（5）采空区煤柱贯入涌出；（6）采空区脆性帮助层失稳形成瓦斯沟，涌出煤层凹陷。

2、开采后瓦斯涌出的概率（1）随采深加深到煤层中心，涌出瓦斯的概率会增大，这是上述瓦斯涌出表现形式常见的现象；（2）采掘运动、穿层性矿变和顶板距离的变化，会影响瓦斯的涌出程度；（3）如果建立的采掘空间与煤层上、下、左右的凹陷相互靠近，极易出现瓦斯涌出；（4）巷道上的倒放或旋转，尤其是汇水、井筒等地点，容易出现瓦斯涌出。

3、薄、空、唐煤层瓦斯涌出规律（1）薄煤层涌出瓦斯概率较高，受开采运动影响较大；（2）以采掘深度较低的薄煤层为例，开采至层煤心数量达到一定数量时，常会产生压力，从而使薄煤层涌出瓦斯；（3）空煤层涌出瓦斯程度规律为：煤层变薄时瓦斯涌出概率增加；（4）唐煤层涌出瓦斯程度规律为：煤层逐渐变薄、空气逐渐减少时产生瓦斯压力，容易涌出瓦斯。

4、煤层厚度、压力等影响涌出瓦斯程度（1）随采深加深，煤层面壁倾角增大，煤层中动态压力梯度增大，地层构造更加不稳定；（2）当煤层厚度小于1.2m时，开采会使瓦斯涌出概率增大；（3）薄煤层厚度小于60cm，且顶板距离小于100cm，即可引起瓦斯涌出；（4）当薄煤层的压力情况较大时，可能引起瓦斯涌出；（5）开采深度要控制在合理限度内，不能过大。

5、瓦斯涌出预警及处理（1）采用瓦斯涌出模拟软件，对煤层瓦斯放散程度、放散方向、放散速度等进行分析，按照预警和结果显示，及时采取有效措施；（2）在实际开采中，及时观察采空区、采空区顶板开裂，进入采空区时要进行瓦斯测量；（3）如果出现重大瓦斯涌出现象，应及时进行限流控制，采取措施防止瓦斯危害；（4）当遇到唐煤层出现瓦斯涌出，应立即采取限流措施，减缓瓦斯突出，减少瓦斯放散危害。

煤矿开采渗流场规律与反问题求解

实验法
通过实验手段研究渗流现象，通过实际测量得到数据的方法。适用于难以通过理论和数值方法求解的问题，但需要耗费大量资源和时间。
03
煤矿开采渗流场规律
煤层开采对地下水的影响
地下水位下降
煤层开采过程中，上覆岩层发生破坏和变形，地下水向下渗流，导致开采区域及周边地下水位下降。
水质污染
煤层开采过程中，可能会释放出有毒有害物质，对地下水造成污染，影响水质。
反问题是一种逆向思维方式，通过已知的观测数据和模型，反推出未知的参数、边界条件
或初始条件。
反问题求解在许多领域都有广泛应用，如医学成像、地球物理学、工程设计等。
反问题的求解通常比较困难，因为存在多解性、不适定性和
计算复杂性等问题。
反问题的求解方法
迭代法
通过不断迭代更新未知参数，逐渐逼近真实解。常见的迭代法有梯度下降法、牛顿
03
提出了反问题求解方法，为解决实际问题提供了有效途径。
04
成功应用于多个煤矿开采实例，验证了模型和方法的可行性和有效性。
研究不足与展望
虽然建立了较为完善的模型，但在某些复杂条件下仍需进一
步验证和改进。
反问题求解方法在实际应用中可能受到数据不完整或误差的影响，需要加强稳健性研究。
需要进一步研究渗流场与煤矿开采的相互作用机制，以更好地指导实际生产。
反问题在煤矿开采渗流场中的应用
矿井突水灾害预警
通过反演分析地下水压力和流动速度等信息，预测矿井突水的可能性，为灾害预警提供依
据。
矿井水害治理
通过反演分析矿井水文地质条件，优化排水系统设计，提高矿井水害治理效果。
地下水污染源定位
利用地下水污染物的浓度分布数据，反演污染源的位置和排放量，为污染治理提供依据。

炮掘工作面的瓦斯涌出规律与防治措施

某矿炮掘工作面发生瓦斯突出事故，造成严重人员伤亡
和财产损失。
事故原因
该矿地质条件复杂，未及时采取有效的防治措施，导致
采取有效的防治措施，如钻孔排放、注水等；加强应急预案的制定和演练，提高应急处置能力。
04
CATALOGUE
炮掘工作面瓦斯防治建议与展望
加强通风系统管理
确保通风系统稳定可靠
定期对通风系统进行检查和维护，确保通风设施运行正常，风量充足且稳定。
优化通风网络设计
合理布局通风口和通风网络，以减少通风阻力，提高通风效率。
实施瓦斯抽放措施
对高瓦斯矿井进行瓦斯抽放，降低工作面的瓦斯浓度。
推广新技术应用
引进先进的探测技术
应用先进的瓦斯探测技术，如红外光谱分析、激光光谱分析等，提高瓦斯
检测的准确性和灵敏度。
推广数值模拟技术
运用数值模拟软件对炮掘工作面的瓦斯涌出进行模拟预测，为防治措施提
供科学依据。
研发智能预警系统
利用大数据、物联网等技术，研发智能化的瓦斯预警系统，实现实时监测
和预警。
提高员工安全意识
01
加强安全教育培训
定期组织员工参加瓦斯防治知识培训，提高员工对瓦斯危害的认识和防范意识。
炮掘工作面的瓦斯涌出规律与防治措施
汇报人： 2023-12-05
contents
目录
• 炮掘工作面瓦斯涌出规律 • 炮掘工作面瓦斯防治措施 • 炮掘工作面瓦斯事故案例分析 • 炮掘工作面瓦斯防治建议与展望
01
CATALOGUE
炮掘工作面瓦斯涌出规律
瓦斯涌出的基本概念
瓦斯定义
瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体，主要成分为甲烷，通常存在于煤矿、天然气等资源中。

瓦斯运移规律 -回复

瓦斯运移规律 -回复
瓦斯运移规律是指在矿井或地下工程中，瓦斯在地质构造、煤层孔隙、煤岩层间裂隙等介质中的运动规律。

瓦斯运移规律的研究对于瓦斯灾害的预防和治理具有重要意义。

瓦斯在地质构造中的运移受地质构造的控制，包括断层、褶皮、岩层倾角等。

瓦斯在煤层孔隙中的运移受孔隙结构和孔隙度控制，煤层裂隙是瓦斯运移的重要通道。

煤岩层间裂隙是瓦斯运移的一个重要途径，一般是煤岩相互错动和断裂形成的。

瓦斯的运移方式有扩散、对流和渗流三种方式。

其运移速度受温度、压力、煤岩介质类型、裂隙大小和分布等多种因素的影响。

瓦斯运移规律的研究可以指导矿井通风和瓦斯抽采等工程措施，提高矿井瓦斯安全防范水平，保障矿工的安全生产。

综采面瓦斯涌出规律的分析及综合防治措施

综采面瓦斯涌出规律的分析及综合防治措施2023-11-11目录•综采面瓦斯涌出规律分析•综采面瓦斯防治技术•综采面瓦斯综合防治措施•案例分析•结论与展望综采面瓦斯涌出规律分析由于煤炭开采的复杂性，瓦斯涌出量在不同时间段和不同区域都可能存在差异。

瓦斯涌出具有不均衡性采煤工艺的不同可能导致瓦斯涌出的方式和涌出量发生变化。

瓦斯涌出与采煤工艺相关通风系统对瓦斯涌出的控制和排放具有重要作用，通风系统的稳定性对瓦斯防治至关重要。

瓦斯涌出对通风系统有依赖瓦斯涌出规律及特点煤层厚度与瓦斯涌出煤层厚度越大，通常瓦斯涌出量也越大。

煤层透气性与瓦斯涌出煤层的透气性越差，瓦斯不易释放，容易形成高压力，增加瓦斯涌出风险。

煤层埋深与瓦斯涌出煤层埋藏越深，其瓦斯压力和瓦斯涌出量通常也越大。

开采深度与瓦斯涌出随着开采深度的增加，地应力、瓦斯压力都会发生变化，可能导致瓦斯大量涌出。

爆破作业与瓦斯涌出爆破作业可能会改变煤层的应力状态，引发瓦斯的突然释放。

工作面推进速度与瓦斯涌出工作面推进速度的变化可能会影响煤壁的暴露时间，进而影响瓦斯的释放。

综采面瓦斯防治技术瓦斯抽放技术抽放方法根据不同的煤层条件和采空区特点，可以采用不同的抽放方法，如顶板高位抽放、采空区埋管抽放等。

抽放效果通过合理的设计和实施，瓦斯抽放技术可以有效降低采空区内的瓦斯浓度，保障作业安全。

抽放原理瓦斯抽放技术是利用泵将煤层中的瓦斯抽出，降低煤层中的瓦斯压力，减少瓦斯向采空区的涌出量。

通风系统优化通风系统的重要性通风系统是保障矿井安全的重要设施，可以有效地将新鲜空气引入井下，排出有害气体，降低矿井内的瓦斯浓度。

通风系统优化方法通过合理布置通风口的位置，调整风量的大小和方向，以及使用先进的通风设备等手段，对通风系统进行优化。

通风系统对瓦斯防治的作用合理的通风系统可以有效地控制瓦斯的涌出和积聚，防止瓦斯浓度超标和事故的发生。

瓦斯预警与监测技术瓦斯预警系统的组成瓦斯预警系统包括传感器、数据采集装置、数据处理和分析软件等部分。

炮掘工作面的瓦斯涌出规律与防治措施(最新版)

( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改炮掘工作面的瓦斯涌出规律与防治措施(最新版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes炮掘工作面的瓦斯涌出规律与防治措施(最新版)1概况徐州矿务集团有限公司某矿9441运输巷掘进工作面使用28kW 局部通风机、Φ500mm风筒供风，工作面循环进尺1.5m，全断面一次放炮，每班3～4循环。

工作面施工50m后，供风距离为600m，风筒出口风量为110m3/min，此时放炮后10min，回风流中瓦斯浓度达到2%，40min后才降到1%以下。

经更换2×15kW对旋式局部通风机并使用Φ800mm 风筒，加大该工作面的供风量至180m3/min后，工作面放炮后大约经30min后回风流中瓦斯浓度才降到1%以下，严重影响了工作面的正常施工。

为此，通过实测不同循环进尺时的瓦斯涌出量，得出了该工作面的瓦斯涌出规律，并采取了有效的防治措施，保证了该工作面的安全施工。

2掘进面瓦斯涌出规律2.1瓦斯涌出量测定该炮掘工作面经改善了局部通风后，供风距离缩短至450m，风筒出口风量增到275m3/min。

分别实测了两种放炮进尺条件下的瓦斯涌出情况。

由于放炮后瓦斯浓度达最高的时间很短（两种情况下测定分别为2.5min 和7.5min），所以在这个时段的瓦斯变化规律可近似看作是线性变化的，应主要研究最高瓦斯浓度以后的逐渐衰减的瓦斯变化规律。

全断面一次放炮及循环进尺 1.0m时，放炮前回风流瓦斯浓度0.14%，全断面一次放炮及循环进尺1.5m时，放炮前回风流中的瓦斯浓度为0.18%。