回采工作面瓦斯涌出规律及涌出量预测方法的研究
钱家营矿回采工作面瓦斯规律分析
水 力 采 煤 与 管 道 运 输
ＨＹＤＲＡＵＬ Ｃ Ｃ０ＡＬ Ｍ Ｉ Ｎｅ ＆ Ｐ Ｐ ＬＩ Ｉ ＮＩ Ｉ Ｅ ＮＥ ＴＲＡＮＳ ＯＲ Ｐ ＴＡＴ ＯＮ Ｉ
Ｎｏ ２ ．
．．
Ｊ ｎ ２ 蟛 安 霹 ｕ ．｛ １ ００
３ ２
钱 家 营 矿 回 采 工 作 面 瓦 斯 规 律 分 析
●
●
０
●
Ｏ ０
０ Ｏ
２１ ０ ０年 ６月
于之 江等 ： 家营矿 回采 工作 面 瓦斯规 律 分析 钱
８ ６ ０ ８ ６ ４ ０ ４ ２ ２
第 ２期
区 之 间 有 一 个 瓦斯 最 低 点 ， 低 点 的 位 置 由 于 采 最
◆
／
煤 工 作 面 的 位 置 不 同 而 有 所 不 同 。在 ｕ 型 通 风 情 况下 ， 种 高 、 、 的趋 势 比较 明显 ， 在 ｕ 这 低 高 而
＋Ｌ型通 风 情 况 下 趋 势 就 不 那 么 明显 ， 为 采 空 因 区 瓦 斯 通 过 Ｌ巷 进 行 了分 流 。 由 此 可 以 看 出 ，
尹。 ／ ＼ ／ ＼
～ 一
・
● ．
／ ｜ ，
——
＿ ＿ ／
▲
丫ｌ
ｌ
’ ｗ
，
解 瓦斯 分 布规 律 ， 集 大量 数 据 ， 过 对 绝 对 瓦斯 涌 出量 、 对 瓦斯 涌 出量 、 产 量 、 作 面风 收 通 相 月 工
量 、 进 距 间 的 关 系 以及 地 质 情 况 等 基 础 数 据 进 行 分 析 ， 结 规 律 ， 今 后 的 瓦斯 治理 工 作 总 推 总 为
矿井高瓦斯工作面瓦斯涌出规律及防治措施探讨
矿井高瓦斯工作面瓦斯涌出规律及防治措施探讨[摘要]煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中的严重自然灾害之一，因其具有突发性，对生产人员的安全危害极大。
为了掌握回采工作面瓦斯涌出规律，确保工作面安全生产，通过对某矿高瓦斯工作面的瓦斯来源及构成的研究分析，得出了回采工作面瓦斯涌出的分布规律。
有针对性地提出了工作面瓦斯治理的几套措施，从而保证了该高产高效工作面的正常生产。
[关键词]高瓦斯工作面；瓦斯涌出；瓦斯防治中图分类号：td712+.623 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）23-0301-01引言根据以往经验分析，瓦斯事故大多发生在采煤工作面，所以总结分析工作面瓦斯涌出的来源，并用于预测未采区的瓦斯涌出，是煤矿安全生产的关键，同时对瓦斯防治工作起到积极的指导作用。
而对煤层瓦斯基本参数测定工作是开展工作面瓦斯涌出量预测和瓦斯治理的基础。
近几年来，随着矿井开采深度的增大及人们对瓦斯认识的不断提高，工作面瓦斯涌出越来越在高、突矿井受到重视，特别是工作面瓦斯涌出的不均衡性使得上隅角瓦斯和回风巷瓦斯屡次超限，此问题已成为影响安全生产关键因素之一。
1 高瓦斯掘进工作面瓦斯涌出规律掘进工作面，在实施掘进工程过程中，其回风流瓦斯涌出量达到0.4m3/min时，该面即为高瓦斯掘进工作面。
鉴于高瓦斯掘进工作面的施工工艺，煤层瓦斯赋存条件，地质条件等诸多因素及通风方法不一样等原因，经现场测试、观察、分析，基本掌握高瓦斯掘进工作面的瓦斯涌出规律。
1.1 影响瓦斯涌出的因素1.1.1 开采强度和产量矿井的绝对瓦斯涌出量与开采速度或矿井产量成正比，而相对瓦斯涌出量变化较小。
当回采速度较高时，相对瓦斯涌出量中开采煤层涌出的量和邻近煤层涌出的量反而相对减少，使得相对瓦斯涌出量降低。
实测结果表明，如从两方面考虑，则高瓦斯的综采工作面快采必须快运才能减少瓦斯的涌出。
1.1.2 风量的变化风量发生变化时，瓦斯涌出量和风流中的瓦斯浓度由原来的稳定状态，逐渐过渡为另一稳定状态。
综采工作面邻近层瓦斯涌出规律分析及综合治理技术
ＣＨ４ ％ Ｉ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ｖ Ⅵ
１ 概 况
大多数研究瓦斯 治理 ， 主要针对高瓦斯矿井 ， 高瓦斯突 出 工 作面 ， 而对低瓦斯矿井向高瓦斯矿井转变 ， 次采全高综采 一 工作 面邻近层 瓦斯涌 出研究还 比较少 。本文通 过戊 ８ ２ ２ ０ － ２ ３ 工作面为例 ， 介绍一种分 区域多测点测定瓦斯方法。 （ ） １ 该工作面的基本情 况如 下：
Ｏ ： 放 瓦斯 量 ； ｃ 抽 Ｑ ｌ ： 位 钻孑 抽 放 量 ； ｅ 高 Ｌ Ｑ ２ ： 隅 角抽 放 量 ； ｃ 上 Ｏ１ ： 空 区 瓦斯 涌 出量 ； 采
平 均 瓦 斯 涌 出浓 度
０
００８５
．
表 ２ 工 作 面 停产 期 间风 速 测 定
风速 ｍｓ ／ ｌ ｌ Ⅱ Ⅲ ２６ ．２ Ⅳ ２３ ＿ｌ Ｖ ２３ －０ Ⅵ 回 风 流 进 风 流 ２７ ．０
２１ 工 作面 瓦 斯 涌 出量 测 定 ．
影响 因素多 、 作业 区域 内瓦斯 涌出不均匀等 ， 越来 越明显 ， 严 重威胁 到矿 井的安全 。本文对 一次采全高综采工作面瓦斯来 源、 分部 、 出动 态变化及 瓦斯 涌 出基本参 数等的测定 分析 ， 涌 采取综合治理措施 ， 取得 了良好效果。为今后研究综采工作面 瓦斯涌出规律提供可 以借鉴的方法 。
３２ ．４ ７７ ．２ ｌｏ ５ｏ ０
２５ ．３ ８３ ＿ ５ ｌ ６ ２８ ｌ３ ＿ ３
２４ ．７ ８３ ＿５ ｌ４ ２６ １３ ． ７
２１ ．４ ９８ ．０ ｌ５ ２８ ２５ ．８
２５ ．３ ８３ ＿５ ｌ６ ２７ ４１ ．５
２８ ．ｌ ７７ ． ｌ９ ２８ ６７ ．５
回采工作面瓦斯涌出及治理技术
通常情况下， 回采工作面的风量增加时 ， 起初 由 于负压的增大 ， 采空 区漏风量也 随之增大 ， 高浓度 瓦 斯从采空 区大量涌 向工作面 回风 隅角 ， 回风流瓦斯 浓度急剧上升 ； 然后 ， 瓦斯浓度 开始下 降 ， 经过一段 时间 ， 回风流瓦斯浓 度降到原值 以下 。回采工作面 的风量减小时 ， 情况相反 。
维普资讯
２Ｏ 年 １ 月 Ｏ６ Ｏ
矿 业 安 全 与 环 保
第３ 卷第 ５ ３ 期
回采 工作 面瓦 斯 涌 出及 治理 技 术
汪 东生 ，
（． １ 中国矿 业大学 能源 学院， 苏 徐 州 ２１ ８ ２ 山东鲁能菏泽煤 电公 司 ， 江 ２０ ； ． ０ 山东 荷 泽 ２４０） ７７１
度变 化在 ００ ％ 一０３ 。 ．５ ．％
出量仍然较高 ； 支护充填工序 ， 围岩有一定程度的破 坏， 工作面瓦斯绝对 涌出量也较高 ； 移溜工序 ， 围岩 基本不受影响 ， 瓦斯涌出量波动较小 ， 瓦斯涌出量也
最低 。
表 １ 回采工作面各 工序的回风流瓦斯浓 度
１３ 风量 变化 ．
采用均压调节技术后 ， ２２回采工作面回风流 １０ ０
回采工作面一般采用“ ” Ｙ 型通风方式 ， 回风流瓦
斯浓度较“ 型通风方式略有减少 ， 可 以解决运 ｗ” 但
输机尾后的瓦斯大量积聚。通 风方 式改变后 ， 工作 面回风流与运输机尾后瓦斯浓度见表 ２ 。
种是采空区顶板小面 积 冒落 ， 由于 冒落时 的冲击作
用和 冒落岩石的影响 ， 采空 区瓦斯涌出量 出现波动 ， 下出口回风流瓦斯浓度变化在 ０ ０ ％ 一 ．％； ．５ ０ ３ 另一 种是采空区顶板初次来压 和周期来 压 ， 顶板大面积 冒落 ， 采空区瓦斯涌出量出现较大波动 ， 出口回风 下 流瓦斯浓度变化在 ０ ５ 一 ．％。 ．％ ３５
煤层瓦斯的涌出规律与预测方法
一
“ 七五 ”期 间 ，提 出矿 井瓦斯 涌 出量 分源预 测方 法； “ 八五”期间，提 出构造单元分源预测法 ； “ 九五”期间 ，研究和完善 了矿井瓦斯涌出量预测 方法 。 经过近４ 年的研 究与发展 ， 目前瓦斯分源预测法 已 ０ 基本达 到实用阶段 ，而近 几年来出现的 一些新预测方 法如灰 色系统预测法 、瓦斯 地质数学预测法 、趋势面 预测法 、神经网络预测法 仍处于探索阶 段 ，没有达到 实用阶段。 （ ）经典预测方法——矿山统计法 二 ｌ 、原理 ：根据 已采矿井或邻近矿井 历年来实际瓦 巨大 威 胁 。 斯涌 出量随开采深度 的变 化规律 ，并据 此预 测新水平 三、煤层 中瓦斯的存在形式 煤层中存在游离瓦斯和 吸附瓦斯 ，在合适 的气压下 或新井中瓦斯 涌出规律 二者之间可以相互 转换 ，在煤层 内存在 动态平衡 。比 ２ 、计算步骤 ： 如当煤层被揭开后 ，其表 面的吸附瓦斯在 气压差的作 首先确定相 对瓦斯涌 出量随开 采深 度的变化梯度ａ 用下迅速释放到空 气中。同样在气压差作 用下 ，煤层 值
按煤 层瓦 斯 涌 出 形式 的流 动 性 质 、表 现 方式 的 不 同 出量 。 可将 煤 层 瓦 斯 的 涌 出形 式 分 为 四 种 ： 其次为瓦斯风化带深度Ｈ０ 的确定 ＨＯ Ｈ１ ａ （ － ） ＝ 一 ＊Ｑ１ ２ ｌ 、正 常式 瓦 斯 涌 出 ； 然后 计算 矿井 相对 瓦斯 涌 出量 （ Ｑ）与开 采深 度 ２ 、喷 出式瓦斯涌出 ； ３ 、矿井动力现象引发的瓦斯涌 出； （ Ｈ）之 间的关系 ４ 、煤 与瓦斯突 出式瓦斯涌 出。 Ｑ （ Ｈ０／ ＝ Ｈ－ ）ａ 针对不同的涌出形式 ，管理防治措施 也各不相 同。 式 中符号同前 。 其 中 ，正 常式瓦斯 涌出是 煤层瓦斯涌 出的主要形式 ， 作者单位 ：中国矿业 大学信 电学院 参考文献 ： 可 以用有关数学模 型来描述 结算 。本文也 是以正常式 【 】《 井 通 风 与 安 全 》 ． 德 明 主 编 ， 国 矿 业 大 学 出 版 １ 矿 王 中 瓦斯 涌出形式为例来讲 解煤层瓦斯的 涌出规律 与预测 社 ，０ ７ １ ． ２ ０ ．０ 方 法 【 综掘 工作面瓦斯预测技术的研究》 ． ２ 】《 陈大力主编 ， 煤矿安全出 ２ ０ ．． 五 、煤层瓦斯 的涌 出规律 （ 煤层被揭 露后 ，随煤层 版 社 ，０ １８ 【］《 ３ 矿井瓦斯涌出理论 与预 测技术》 ． 王魁军 ， 程五 一等编著 ， 煤 暴露时间延长） 炭 工 、 出版 社 ，０ ９ ７ ｌ ２０ ．．
回采工作面瓦斯涌出规律及主要影响因素分析
回采工作面瓦斯涌出规律及主要影响因素分析摘要：影响采空区瓦斯涌出量的主要因素是多方面的，除瓦斯地质因素外，主要有顶板控制、回采工序、风量变化、通风方式。
通过分析回采工作面采空区瓦斯涌出现象及规律，掌握影响回采工作面采空区瓦斯涌出的主要因素，以便采取相应的瓦斯治理方法，保证采面正常回采。
关键词：瓦斯涌出规律主要因素治理10300采区采面为对拉式回采面，煤层厚度0.90m～1.30m，煤层倾角约8°,无烟煤，面长90m，走向长壁后退式炮采，单体液压柱支护，充填法控制顶板；采用上出口主进风，中间运煤巷辅助进风，下出口回风。
采面在回采过程中，多次发生过瓦斯异常涌出，严重影响了采面正常生产。
1瓦斯来源分析在开采初期，高瓦斯采面风流瓦斯浓度在0.11%～0.35%，采面回风隅角瓦斯浓度在0.35%～0.90%，采面回风流瓦斯浓度在0.22%～0.65%。
顶板初期来压后，高浓度瓦斯大量由采空区涌向回风隅角，瓦斯浓度在1.25%～9.0%，采面回风流瓦斯浓度在0.5%～2.5%，面上风流瓦斯浓度没有大的变化。
经分析可知，采面回风隅角、回风流瓦斯浓度高的原因，在于采空区高浓度瓦斯大量涌出的结果。
2 回采工作面瓦斯涌出规律通过分析资料，回采工作面瓦斯涌出量的大小与工作面所在的区域有关，受回采工艺的影响很大，并且随开采工艺的变化回采工作面瓦斯涌出的来源也有所不同，既有本煤层、本煤层采空区、邻近采空区和邻近层采空区涌出的瓦斯量不同。
2.1 本煤层与本煤层采空区瓦斯涌出开采初期，回采工作面风量充足，工作面瓦斯涌出量比较稳定，瓦斯涌出无异常现象，且瓦斯涌出量约为0.6m3/min。
开采一段时间后，采空区面积增多，煤层和围岩的瓦斯大量涌入到采空区，在通风负压的作用下，高浓度瓦斯从采空区涌出到回采工作面的回风隅角，造成回采工作面回风流瓦斯浓度超限，瓦斯涌出量高达21.8 m3/min。
2.2 邻近采空区瓦斯涌出回采工作面开采前，位于同一煤层的邻近采面已经开采结束。
矿井瓦斯涌出量预测
202022/316矿井瓦斯涌出量预测张宇摘要本文以我国华北某大型煤矿为主要研究的对象，对井下瓦斯回采、掘进工作面、盘区等各个瓦斯采样点的温度和瓦斯涌出量使用了分源瓦斯通风预测法对其进行了预测[1]。
关键词矿井瓦斯；分源预测法；涌出量预测中图分类号:G122；TP399文献标识码:A DOI ：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.22.42张宇山东科技大学遥1矿井瓦斯资源储量煤矿瓦斯的储量主要指的是在进行煤矿瓦斯生产时，赋存瓦斯的煤、岩体向采动空间排出的瓦斯总量[3]。
煤矿瓦斯的储量计算公式的定义为：W 煤=A×X 煤=2631.40×0.02=52.63Mm 3式中：W 煤－矿井瓦斯资源储量，Mm 3。
A －矿井煤炭地质资源储量，Mt。
X 煤－可采煤层的平均瓦斯含量，m 3/t。
2瓦斯涌出量预测2.1回采工作面开采层、邻近层的相对瓦斯的涌出的总量二者共同组成了井下回采工作面的瓦斯总量。
Q 采=Q 1+Q 2式中：Q 采－回采工作面的相对瓦斯涌出量，m 3/t；Q 1、Q 2－开采层、邻近层的相对瓦斯的涌出的总量，m 3/t。
2.1.1开采层的瓦斯涌出量Q 1=f 1·f 2·f 3·m M ·（I 0-I c ）式中：Q 1－开采层的相对瓦斯的涌出的总量，m 3/t；m －开采层厚度，m；2-1煤层取2.65m，2-2中煤取3.37m；M －工作面采高，m；2-1煤层取2.65m，2-2中煤取3.37m；I c －开采后的残存瓦斯含量，m 3/t；经换算公式可得：2-1煤中残存的瓦斯量约取. All Rights Reserved.0.057m3/t，2-2煤中残存的瓦斯量约取0.021m3/t。
I0—煤层原始瓦斯含量，m3/t；2-1煤原始瓦斯含量取最大值0.19m3/t，2-2中煤原始瓦斯含量取最大值0.07m3/t，2-1煤在开采完后2-2煤中的瓦斯含量得到一定释放，释放后2-2煤中的原始瓦斯含量为0.052m3/t。
瓦斯涌出规律预测预报制度及措施
瓦斯涌出规律预测预报制度及措施根据“矿井瓦斯涌出预测报告”所述，我矿煤层赋存瓦斯量较大，生产作业过程因地质变化影响会出现涌出量聚增现象，回采作业过程因顶板来压，同样会有大量瓦斯涌出，为了有效治理瓦斯，合理组织安排生产，减少危险因素，制定瓦斯涌出规律预报制度。
瓦斯涌出规律预测工作一、矿井井田面积内要请有资质的地质单位进行物探工作，绘制地质图，标明地质变化地带及瓦斯赋存数据，以便于开采时制定相应管理制度和相应的防范治理措施。
二、矿井在新水平延伸作业并要进行瓦斯涌出量预测工作，请河南理工大有关专业人士进行，并出示报告书。
三、掘进、开拓作业前，必须严格执行前探工作，探明前方地质状况，在遇地质变化情况及时报告技术、通风部门，制定治理措施。
四、回采工作面每日记录推进进度，掌握初次来压的范围和周期来压的距离，在每次顶板来压前进行预报。
本矿瓦斯涌出基本规律：开掘工作面在遇地质构造前15米范围明显涌出量增大、爆破后瓦斯浓度升至1.0%-1.8之间，超限时长达3分钟以上。
回采工作面初次来压在推进12-20米之间，周期来压在第一次来压后，推进12-16米之间，上隅角瓦斯浓度可上升至1.5%-3%。
针对瓦斯涌出基本规律制定相应的防范措施：开掘工作：1、开掘工作面每班安排专职瓦斯员负责跟班瓦斯检查工作，严格执行瓦斯检查制度。
2、严格执行“有掘必探、先探后掘”原则，进行作业。
3、在作业前探过程中，瓦斯员必须认真检查每支探进钻杆时，掌握瓦斯变化情况，并做好记录，发现瓦斯变化异常，立即停止钻探，切断作业点所有非本质安全电源，撤出作业人员，汇报调度室、通风科，待采取合理有效措施后进行处理。
4、在掘进前探过程中，距构造带15米时及时通报，瓦斯员负责监督，每次爆破作业时工作面必须实行爆破断电制度，重点加强此作业面瓦斯检查、监管，加强作业面局部通风管理工作。
回采工作：1、工作面每班安排专职瓦斯员负责跟班瓦斯检查工作，严格执行瓦斯检查制度。
采煤工作面瓦斯涌出规律及其防治
裂隙 网的流动阻 力有 高有低 ， 这就形 成邻 近层瓦斯 涌 出量伴随着 围岩 活动 ， 现 出多次 峰值和 各邻近层 瓦 显 斯涌出量依其距开采层 的距离依次叠加 的特征 。
式 中 ： ｑ 一开采煤层本层相对瓦斯涌 出量 ， ｔ Ｉ／； ｎ
１ １ 采 煤 工作 面 瓦斯涌 出源 及其 计算 ． 采煤工作 面瓦斯涌 出来源 于煤 壁 、 落煤 和采 空 采 区， 后者又来源 于邻 近煤层 和 围岩 。前两项 瓦斯 涌 出 强度与煤暴露 时 间的关系 类似 ， 可 以用 ｑ：ｑｅ 都 ｏ 堆方 程来描述 ， 中 ｑ ｑ 分别为煤暴露初始和 ｔｍ ｎ 时的 式 、 （ ｉ） 瓦斯涌 出强度 ， 为衰减 指数 。从 中可知 ， 论是煤 壁 不 还是采落煤 ， 暴露初始 的瞬间涌 出强度最 大 ， 以后 随暴 露时 间的增长而呈负指数关系衰减 。前 两项也有不 同 之处 ， 最重要 的区别在 于煤壁 有被 采煤层 所含 瓦斯 源 源不断地补给 ， 受采 场矿 山压力 和煤体 破坏 所形 成 并 的裂隙 以及采煤 工艺 过程所 控制 ， 以在 衰减 过程 中 所 因矿压与裂隙生成变化而引起 的瓦斯涌 出强 度波动 是 很大的 ； 而采落煤是无瓦斯补给源和不受矿 压控制 的 ， 所 以在衰减过程 中无波动 。 已知开采煤层 的瓦斯 含量 时 ， 可按 下式 计算 开采 煤层煤壁和采落煤的相对瓦斯涌 出量
２１年 期 ０ 第２ ２
堪ｊ ｉ Ｉ 舛技
１ ７ ３
采煤 工 作 面 瓦斯 涌 出规 律 及 其 防 治
邱 建 邱 帅 ，
（． １ 肥城矿业集 团公 司白庄煤矿 ， ’ 山东 肥城
摘 要
２ １２ ；． ７６ ３ ２ 肥城矿业集团公司梁宝寺二 号井， 山东 嘉祥 ２ ２ ０ ） ７ ４４
采煤工作面瓦斯涌出规律研究
浓度 ； 随着采煤作 业 的进行 ， 的煤 壁不断 暴露 ， 新 在矿 山压力的作用下 ， 近工作 面煤壁 的部分煤体处 于卸 靠 压状态 ， 因而煤体 的透气性 增加 、 吸附瓦斯 大量解 析 ， 并在瓦斯压力的作用 下 ， 出现 了透气性增大 的卸压区 ， 瓦斯沿煤体 的裂隙及空隙向工作面涌 出， 因此 ， 在周期 来压时 ， 煤壁附近 的瓦斯浓度 要 比其 他两点 的浓度要 高， 而且 回风流 中的瓦斯浓度有上升的趋势 。 对 于煤壁和采空 区处 ， 瓦斯 涌出量 的大小不能仅 仅通过瓦斯浓度 的大小来 判断 ， 因为浓度 的大小 除与 涌出量有关系外 ， 其与风量的大小也有直接关系 ， 后尾 梁采空 区处 由于落煤 、 支架等 的阻挡 ， 风量相对 于工作 面小得多 ， 因此 了解其 瓦斯涌 出量 的大小还应考虑 风 量的相对大小 ， 而不应仅仅通过瓦斯 浓度高低判断。 值得注意的是 ， 工作 面 回风 隅角处 的瓦斯浓度始 终高于其他地点 的瓦斯浓 度。因此 ， 在工作 面生产过 程中， 要根据工作 面来压 情况有 针对性地 采取瓦斯 防 治措施 ， 此外重点还应该防止上隅角瓦斯超 限 ， 在采煤 期间应加强对工 作面各点瓦斯浓度的监 测和确保 良好
度变化较小 ， 般在 ０— ．２ 一 ０ ｏ ％之 间 ； ２ ６ ｍ范 围 在 ０— ０
作者简介 ： 孟亚鹏 （９ ３一） 男 ，９７年毕业 于西安 矿业学 院， １６ ， １８ 大 学本科 ， 现任柴里煤矿滕东项 目部副经理， 工ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ师 ， 采矿专业。
内瓦斯 浓度 变化 较大 ， 般在 ００ ０ ６ ％之 间 ； 一 ．２— ． ６ 在 ６ ９ｍ范 围 内瓦斯 浓 度 升 高 较 快 ， 般 在 ０６ ０￣ ０ 一 ．６— ０９ ％之 间； ９ ｍ至 回风 隅角 范围 内瓦斯浓度 变化 ．６ 在 ０ 较少 ， 一般在 ０９ —１４ ％之间。 ． ６ ．６ （） ２ 采空 区瓦斯 流动 大体 可划 分为 三个带 ： 涌 ① 出带（ 距工作面 ０￣ ０ ２ ｍ范围内） ②过渡带 （ ； 距工作面 ２ ４ ｍ范围内）③滞 留带 （ ０— ０ ； 距工作面 ４ ｍ以外 ） ０ 。
回采工作面瓦斯涌出规律研究
ｐ ｐ ｒ ａ ｅ ｎ ｔ ｅｒ ｇ ｅ ｓｏ ｎ ｌｓ ｓ ｈ ｔ ａ ｅ ｏ ｔｌ ｗ ｗｓｏ ｏ ｌ ｌ ａ ｄ ｆ ｌ ｎ ｃ ａ ｏ ｌ ｎ ｎ ａ ｅ ．Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ａ ａ ｙ ｉ ，ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｕ ｆ ｏ ｌ ｆ ａ ｗａ ｌ ｎ ａｌ — ｏ ｌ ｎ ｃ ａ ａ ｃ ｅ ｉ ｍｉ ｉｇ
叶 青 林柏泉 姜文忠
（ 中国矿 业大 学能 源 学院 ・源自州 ２ １ ０ ） 徐 ２ ０ ８
摘 要 ： 矿 ２ ８ 某 ７ １回采 工 作 面 经 常 发 生 瓦斯 浓 度 超 限 现 象 ，为 掌 握 该 工 作 面 瓦 斯 涌 出 规 律 和 确 保 工
作 面 安 全 生 产 ，笔 者 对 该 工 作 面 瓦斯 涌 出 量 进 行 了实 测 ，对 工 作 面 瓦 斯 涌 出来 源 及 构 成 进 行 了分 析 ，并 利 用 回 归 分 析 法 ，找 出 了工 作 面 落 煤 、煤 壁 瓦 斯 涌 出 规 律 ，获 得 了采 空 区 瓦 斯 浓 度 分 布 规 律 ，为 工 作 面 的通 风 管 理 与 安 全 生 产 提 供 了必 要 的技 术 指 导 。 关键 词 ： 斯 涌 出 回 采 工 作 面 瓦
矿 井 瓦斯是 煤 矿生产 过 程 中的主 要不 安全 因素 之 一 ，在 高瓦斯 矿井 的采 煤工 作 面 ， 由于瓦斯 涌 出 量 大 ，往往 使 矿井存 在难 以以风 定产 ，事 故 隐患 多 的现象 。回采工 作 面瓦斯 涌 出规律 是 工作 面瓦 斯涌 出量预 测 、合理 通 风 设 计 和 瓦 斯抽 放 设 计 的依 据 ， 其 结果 直接 影 响着工 作 面通 风 的合理 性 、瓦斯 防治 措 施 的有 效性 和高 效生 产 的安全 性 。某 矿是 一个 以 中厚 煤 层为 主采 层 的高瓦 斯矿 井 。近几 年来 ，随 着 开采 深 度和 产量 的增 大 ，瓦斯 涌 出量 呈现增 加 的 趋势 ，瓦 斯潜 在 的影 响将变 得更 加显 著 。如何 解 决 工作 面瓦 斯 超 限 ， 已成 为 矿 井 瓦 斯 治 理 的 首 要 问
掘进工作面区段瓦斯涌出量预测报告
掘进工作面区段瓦斯涌出量预测报告一、引言煤矿瓦斯涌出是煤矿生产中的重要安全问题，瓦斯涌出量的准确预测对煤矿生产安全具有重要意义。
本报告旨在通过分析掘进工作面区段瓦斯涌出规律，预测瓦斯涌出量，为煤矿生产提供科学依据。
二、掘进工作面区段瓦斯涌出规律分析1. 煤层气含量分析：通过对掘进工作面区段的煤层气含量进行采样分析，可以了解煤层气的丰度水平，进而判断瓦斯涌出量的可能范围。
2. 煤岩构造特征分析：煤层中的构造特征对瓦斯涌出量有一定影响。
例如，煤层中存在的节理、裂隙等结构性特征会增加瓦斯涌出的通道，导致瓦斯涌出量增加。
3. 煤层厚度分析：煤层的厚度与瓦斯涌出量密切相关。
通常情况下，煤层厚度越大，瓦斯涌出量也会相应增加。
4. 瓦斯含量与地应力关系分析：瓦斯含量与地应力大小有一定的关系，对于具有较大地应力的区域，瓦斯涌出量通常会更高。
三、掘进工作面区段瓦斯涌出量预测方法1. 统计学方法：通过对历史数据的分析，建立瓦斯涌出量与影响因素之间的数学模型，利用统计学方法对未来瓦斯涌出量进行预测。
2. 人工神经网络方法：通过构建人工神经网络模型，将瓦斯涌出量与煤层气含量、煤岩构造特征、煤层厚度、地应力等因素进行训练，从而实现对未来瓦斯涌出量的预测。
3. 数值模拟方法：通过建立煤层气运移模型，考虑煤层气的产生、运移和聚集等过程，利用数值模拟方法对掘进工作面区段的瓦斯涌出量进行模拟预测。
四、掘进工作面区段瓦斯涌出量预测案例分析以某煤矿掘进工作面为例，通过对煤层气含量、煤岩构造特征、煤层厚度、地应力等因素的调查和分析，得出瓦斯涌出量与这些因素之间的关系，并利用统计学方法、人工神经网络方法和数值模拟方法进行预测。
根据历史数据统计分析以及人工神经网络模型的训练结果，预测得出掘进工作面区段瓦斯涌出量将在未来一段时间内保持相对稳定的状态，且处于较低水平。
这是因为该区段煤层气含量相对较低，煤岩构造特征较简单，煤层厚度适中，地应力较小，这些因素共同作用导致瓦斯涌出量较低。
低瓦斯煤层回采工作面瓦斯涌出规律与防治
应 用表 明 ． 高位 钻孔 法抽 放 瓦斯 效果较好 。 ［ 键词 ］ 工作 面 ； 关 瓦斯 ； 出规律 ； 涌 参数 ； 治理 ［ 中图分 类号 ］ Ｔ １＋ ４ ［ 献标识 码 ］ Ｂ ［ Ｄ７ ２． ５ 文 文章 编号 ］ １７ －９ ３ ２ ０ ）２０ ２ －３ ６ ２９ ４ （０ ７ ０ － ０ ０ ０
靠 近采 空 区一侧 高 ， 靠近煤 壁一侧 低 的总体 趋势 。
分 析其原 因主要 是 工作面 瓦斯来 源 于采空 区所 占
的 比例远 大 于本 煤层 瓦斯 所致 。
图１ 可看 出．瓦斯涌 出量 预测等 值线 大体 上沿 北 东 方 向 展 布 ． 等 值 线 范 围 从 ８ ｍ／ ｎ增 大 到 ３ ｍｉ １ ３ ｉ 。具有 随煤层埋 藏深 度 的增 加 而增大 的 ４ｍ／ ｎ ｍ
趋 势
律及煤层 基本 瓦斯参 数 。进 而探讨 工作 面 瓦斯治
理 措施 与方法
是： 确定 统 计单 元 ； 择 因变量 和 自变 量 ； 立 预 选 建
测方程 ； 未采 区瓦斯 涌 出量 预测 。 在方程 建立过 程 中，根据 收集到 的瓦斯 涌 出
量实 测数据 ， 以工作 面月 回采线 为界 ， 将每个 工作 面划分 为 ２ ４个 统计单 元 。以绝对 瓦斯涌 出量 为 — 因变量 ， 煤层 底板标 高 、 层埋深 、 煤 煤层 厚度 、 顶板 砂岩 比、 煤层 分合层 等为 自变量建 立数 学模 型 ， 得
高瓦斯回采工作面瓦斯涌出特征及治理方法研究
系 如 图 ２所示 。
３ ６
０
姚念 岗 ， 等
高瓦斯 回采 工作 面瓦斯 涌 出特征及 治理 方法研 究 ２ １ ０ ２年第 ４期
采 用 走 向长 壁 后 退 式 综 采 机 落 煤 ， 用 “ ＋ ” 采 Ｕ Ｌ 型 通 风 ， 部 垮落 法管 理顶板 。 全
作面瓦斯涌出的不均衡性使得上隅角瓦斯 和回风
巷 瓦斯 屡 次超 限 ，此 问题 已成为 影 响安 全生 产关
键 因素之一 。以杏花 矿 ２ ８煤层 为 例 ， 讨 瓦斯 治 探 理 措施 与方 法 ， 确保 工作 面安 全 生产 。
（． １ 龙煤 集团佳木斯 瓦斯地质研 究院有 限责任公司 ， 龙江 佳木斯 １ ４ ０ ；． 黑 ００ ２龙煤 集 团鸡 西分公 司 杏 花煤 矿， ５ 黑龙江 鸡
西 １ ８ ３） １７ ５
要 ］ 为 了掌握 回采 工作 面 瓦斯 涌 出的状 况及 分 布特 征 ， 寻找 瓦斯 的源 头 ， 确保 工作 面安 全 生产 ， 过对 鸡 西矿 区某矿 高 瓦斯 工作 面的 瓦斯 来 源及 构成 的研 究分析 ， 出 了 通 得 回采 工作 面瓦斯 涌 出的分 布规 律 。利 用分 源预 测 法对 工作 面 瓦斯 涌 出量进 行预 测 ， 依 据 工 作 面 瓦斯 涌 出量构 成及 瓦斯 涌 出量预 测 结 果 ，有针 对性 地提 出了工作 面 瓦 斯 治理 的几套 措施 ， 而保 证 了该 高产 高效工 作 面的正 常 生产 。 从 瓦斯 涌 出 ： 出量 预 测 ； 斯 治 理 涌 瓦 ［ 关键 词 ］ 回 采 工 作 面 ： ［ 中图分 类号 ］Ｔ １ ［ 献标 识码 ］Ｂ ［ Ｄ７２ 文 文章 编 号 ］１７ ＿９３２ １）４ ３ ＿３ ６２９４ （ ２０ ０５０ ０ ［ 摘
矿井回采工作面瓦斯涌出量预测新途径
瓦斯 涌 出量预 测 方法 中的优 势 ， 根据 某矿 １２回采 工作 面 的相 关 瓦斯 涌 出数 据 ， ０ 以灰 色预 测理 论 为基 础 ， 通过对 影 响回采 工作 面 瓦斯 涌 出量 的关键 因素分析 ， 建立该 工作 面的 瓦斯 涌 出量 Ｇ １ Ｍ（ ， １ 预 测模 型 ， ） 通过模 型 的求解 ， 出预 测 结果 ， 给 并对 结 果进 行检 验 。结 果表 明 ， 该模 型预 测 结 果 与 生产 实际吻合 度较 高， 煤矿 瓦斯 管理具 有 十分重要 的指 导 意义 。 对
表 １ 部分 瓦斯 涌出量实测值（ 时间数据列 ）
Ｔ ｂ １ Ｐ ｒ．ｍｅｇｓｅ ｓｉ （ ｉ ａａｓｒｅ） ａ ． ａｔ ｉ ａ ｍｉ ｏ Ｔｍｅｄ ｔ ｉｓ ｔ ｓｎ ｅ ｍ ／ ｔ
作 Ｇ １１模型， Ｍ（ ，） 相应 的微 分 方程 为
ｄｌ ｘ） １ ｄ ＋ ＿． … － ６ 似： 一 ）
关键 词 ： 矿 开采 ；灰 色预 测理 论 ；预 测模 型 ；瓦斯 涌 出量 煤
中图分 类号 ： Ｄ７ ２ Ｔ １
文献标 志码 ： Ａ
０ 引 言
瓦斯灾害是煤矿生产“ 五大 自 然灾害” 之首 ， 往往会酿成重大恶性事故 。近十多年来 ， 随着采矿工业
的发展 ， 机械 化程 度不 断提 高 ， 随之 而来 的则 是 矿 井 瓦斯 涌 出量 的急 剧 增 大 ， 矿 安 全 生 产受 到严 重 威 煤
文 章编 号 ： ６ ２— ３ ５ ２ １ ）６— ７ ８— ３ １７ ９ １ （ ０ Ｉ ０ ０ ０ ０
矿 井 回采 工作 面 瓦斯 涌 出量预 测 新 途径
赵建会 ， 孙榕 鸿
（ 西安科技 大学 能 源学 院 ， 陕西 西安 ７ ０ ５ ） １０ ４
炮掘工作面的瓦斯涌出规律与防治措施
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。
回采工作面瓦斯涌出分析
高。 ３３采空 区的瓦斯涌 出 ＿
采 空区 的瓦斯 积存是 由于开 采过程 中 的 煤柱 、 浮煤 、 围岩裂 隙等瓦斯赋存地带卸压后 向 采 空区涌出而形成 的。这些瓦斯伴随着采空 区 漏 风风流 ， 涌人开采空 间 ， 向采空 区漏 风越大 ， 采空 区内瓦斯 向外扩散越快 ，瓦斯涌 出量也越 大。 采空区瓦斯涌出 ， 直接由风流带出的瓦斯量 较小 ，主要是在工作面本身通风系统 的风压影 响下 ，通过瓦斯本身 的扩散作用而渗人 工作 面 附近的空 间，其 主要涌 出地点是工作面 的上偶 角 ，因此 采煤工作 面瓦斯 防治 的重点 为工作 面 上偶 角的瓦斯 治理。
小 ， 到 ５ ％。 不 ０ 回采工作面 的瓦斯 涌出不仅在空 间上 ， 而
高， 工作 面中部 瓦斯增 加较缓慢 ， 工作 面上部 瓦 斯 浓度升高幅度较 大 ，这 主要受采空 区瓦斯涌 出影响 ， 与采空区来风方向及路线 正相符合 。 ４２ 工作面割煤时 ，工作 面各处 瓦斯浓度 ， 值 与不割煤 （ 或检修班 ） 比增加较 大 ， 相 特别 是 工 作面割煤 时其采煤机 上方瓦斯浓 度较高 ， 这 主要由于采煤机割煤时煤 壁暴 露和采 落碎煤 的 自由面增 加 ， 中吸附瓦斯迅 速转换 成游离瓦 煤 斯释放 来 ， 导致瓦斯浓度较高。 ４３工作面瓦斯涌出量中 ，采空区扩散到 ． 采 场空间的瓦斯所 占比重较大 ，占回采工作面 瓦斯涌 出量 的 ５ ％以上 ， ０ 而工 作面煤壁 和采 落 的碎煤瓦斯涌出量较小 ， 不到 ５ ％。 ０ ４４ 工作 面 每一 断 面上煤 壁 向采 空 区方 ． 向， 其瓦斯浓度逐渐降低 ， 由采空区向采空 区深 部， 其瓦斯浓度又逐渐升高 。
分析 回采工作面 瓦斯 涌出规律 ， 为治理瓦 斯采取针对性措施提供依据 ，为煤层 的安全 回 采提供保障。 １矿井采煤工作面瓦斯 涌出情 况检测 １１瓦 斯 涌 出 检 测 ． １１１检测用仪器仪表 ．． 本次检测所用仪 器仪表有 ：测 风表 １ ， 套 秒表 １ ， 块 皮尺 １ ， 学瓦斯检定 器 １台， 个 光 采 样球若干 ， 气象色谱 仪一台。 圈 ３ １１ ．． ２检测测点布置 本次测 定共布 置 ９ 测点 ， 中 ， 个 其 工作 面 进风巷始点和 回风巷各布置一个测点 ，工作面 进风巷 、 工作面下端头 、 工作面下部中点（／ １ ４等 分Ｊ ， ）工作面 中部（ ／ １ ２等分｜ ， ）Ｔ作面上部 中 点 （／ ３４等分点 ） 及工作面上端头 ， 工作面回风巷 共计 ９ 个测点 ， 其中工 作面 下端头 、 工作面下部 中点（ ／ １ ４等分 点 ）工 作面 中部 （ ／ 等 分点 ） ， １ ２ ， 工作面 上部中点 （／ ３ ４等分点 ） 工作面上端 头 及 五个测点为断面测点 ，即每个断面测 点又布置 ５个分测点 ，分别为 Ｉ一煤 壁 、Ⅱ一 第一排柱 ３ 瓦 斯 涌 出分 析 子、 Ⅲ一 第三排柱子 、 Ⅳ一第 四排 柱子 （ 靠采 空 ３１回采Ｔ作面 进风 流携带瓦斯 ． 区侧 ） Ｖ一采 空 区 ， 、 具体 测点 布置下 图所示 。 在每个测点处分别测定 风速、 断面 、 瓦斯浓度等 从 矿井 采煤工 作面 各断 面各分 测点 Ｃ ４ Ｈ 浓度变 化曲线 可知 ，采煤 工作 面的进 风下端进 参数 以及瓦斯采样进行色谱分析。 风 流 ＣＨ 浓 度 一 般 为 ０ 个 ， 别工 作 面 由于碎煤 运输 过 程 中释放 的 瓦斯及 进 风巷 围岩涌 出的瓦斯 （ 据资料 ， 般情况下 ， 工作面 在开始 回采时 ， 进风 巷围岩暴露时 间接近或 超 过瓦 斯涌 出衰 减 期 ， 瓦斯 涌 出 量 极 小 甚 其 至 为零 ） ，使进 风流 中携带 少 量 的瓦 斯 。 ３２ 回 采 工 作 面 的 瓦 斯 涌 ．
采煤工作面瓦斯涌出量计算
采煤工作面瓦斯涌出量计算一、瓦斯涌出量的定义和重要性瓦斯涌出量是指在采煤工作面上煤层中由于煤层破坏和煤与岩石的相互作用而释放出的瓦斯量。
瓦斯涌出量的准确计算对于采煤工作面的安全生产和瓦斯防治具有重要意义。
二、瓦斯涌出量计算的方法1. 实测法：通过在工作面上设置瓦斯抽放孔，使用瓦斯抽放装置对瓦斯进行抽放，并记录瓦斯抽放量。
这种方法比较准确，但需要时间和人力成本较高。
2. 经验公式法：根据历史数据和实际情况，采用经验公式进行瓦斯涌出量的估算。
这种方法简单快捷，但精度相对较低。
3. 数值模拟法：利用煤层数值模拟软件，根据煤层地质条件、采煤参数等参数进行模拟计算，得到瓦斯涌出量的预测结果。
这种方法较为精确，但需要专业知识和专业软件支持。
三、瓦斯涌出量计算的影响因素1. 煤层地质条件：煤层的厚度、含瓦斯量、煤层裂隙等都会影响瓦斯的涌出量。
2. 采煤参数：包括工作面的长度、采煤速度、回采方式等，这些参数对瓦斯涌出量有很大的影响。
3. 工作面瓦斯抽放措施：合理设置和使用瓦斯抽放孔，提高瓦斯抽放效果，可以降低瓦斯涌出量。
四、瓦斯涌出量计算的应用1. 安全生产评价：瓦斯涌出量的计算可以用于煤矿的安全生产评价，判断瓦斯防治措施的有效性。
2. 瓦斯抽放设计：根据瓦斯涌出量的计算结果，设计合理的瓦斯抽放系统，提高瓦斯抽放效果。
3. 瓦斯防治规划：根据瓦斯涌出量的计算结果，制定合理的瓦斯防治规划，保障煤矿的安全生产。
总结：瓦斯涌出量的计算对于煤矿的安全生产和瓦斯防治至关重要。
通过实测法、经验公式法和数值模拟法等方法，可以得到瓦斯涌出量的估算结果。
瓦斯涌出量的计算需要考虑煤层地质条件、采煤参数和瓦斯抽放措施等因素。
应用瓦斯涌出量的计算结果可以进行安全生产评价、瓦斯抽放设计和瓦斯防治规划等工作。
通过科学准确地计算和应用瓦斯涌出量，可以提高煤矿的安全生产水平和瓦斯防治效果。
回采工作面瓦斯涌出分布规律
回采工作面瓦斯涌出分布规律
郭玉森;林柏泉;周业彬;吴海进;林传兵
【期刊名称】《煤矿安全》
【年(卷),期】2007(038)012
【摘要】回采工作面瓦斯超限现象经常发生,给煤矿安全生产带来重大隐患.为了掌握回采工作面瓦斯涌出的状况及随时空的变化规律,寻找瓦斯富集地点,确保工作面安全生产.采用单元法原理对新峰四矿12160工作面的瓦斯来源及构成进行了研究分析,得出了回采工作面瓦斯涌出的分布规律,为工作面防止瓦斯积聚及改变瓦斯运移通道等瓦斯治理提供必要的技术指导.
【总页数】3页(P66-68)
【作者】郭玉森;林柏泉;周业彬;吴海进;林传兵
【作者单位】龙岩学院,资源系,福建,龙岩,364012;中国矿业大学,江苏,徐州,221008;徐州天能集团,江苏,徐州,221001;中国矿业大学,江苏,徐州,221008;中国矿业大学,江苏,徐州,221008
【正文语种】中文
【中图分类】TD712+.5
【相关文献】
1.回采工作面瓦斯涌出分布规律的研究 [J], 郭玉森;林柏泉;吴海进;林传兵
2.Design-Expert在回采工作面瓦斯涌出量预测中的应用研究 [J], 亢鹏飞
3.分源预测法在回采工作面瓦斯涌出量预测中的应用 [J], 马迅
4.动态回采工作面煤壁瓦斯涌出数值计算及现场应用 [J], 刘彦青
5.龙家堡矿回采工作面瓦斯涌出量预测 [J], 薛伟超
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
④邻近层的瓦斯涌出为卸压涌出 ,沿倾向采场 顶板岩层的卸压范围向上以梯形发展 ,采用式 (3) 计 算邻近层的瓦斯涌出量 ,以预测回采工作面的瓦斯 涌出量 ,显然不够准确 。
从以上 4 点可以看出 ,采用 (1) ～ (4) 式预测回 采工作面的瓦斯涌出量 ,分析不够严密 ,考虑不够全 面 ,预测的精确度值得探讨 。
采空区采落的残煤瓦斯含量由 (5) 、(6) 式得
W落残
=
W壁残 (1 +
t)
-
n
=
W含
e-
b
h v
(1 +
t)
-
n
(9)
采空区采落的残煤瓦斯涌出量为
Q = Kad m1L4′ 4v0γ(1 - K回 ) ( W落残 - W残 )
= Kad m1L4′ 4v0γ( 1 -
K回 ) [ W含
e-
b
h v
h —采煤机截深 ,m ;
v —工作面推进速度 ,mΠd 。
因此 ,煤壁绝对瓦斯涌出量 (m3Πmin) 为
Q=
Kad m1L4′ 4v0γW含 (1 -
e-
b
h v
)
(7)
式中 L′= L - 2 l ;
L —回采工作面长度 ,m ;
l —掘进巷道预排等值宽度 ,m ; γ—煤的密度 ,tΠm3 。 312 采落煤的瓦斯涌出量
表 1 12 # 煤层及邻近层的瓦斯赋存参数
煤层 煤层厚度 距 12 # 煤层 原始瓦斯含 原始瓦斯 Mad Aad Vdaf Kad
Πm
间距Πm 量Πm3 ·t - 1 压力ΠMPa / % / % / % / %
8#
0187
50147
9上#
0150
35137
9#
0196
29168
12165
115 1198 10137 10125 01877
(10) 式 ,得 :工作面煤壁瓦斯涌出量 3192 m3 / min ;采 落煤瓦斯涌出量 5120 m3Πmin ;采空区残煤的瓦斯涌 出量 1118 m3Πmin 。
将上下邻近层的各有关原始参数代入 (13) 式 , 得 :9 # 煤层的瓦斯涌出量 1819 m3Πmin ; 9上# 煤层的瓦 斯涌出量 914 m3Πmin ;8 # 煤层的瓦斯涌出量 714 m3Π min ;13 # 煤层的瓦斯涌出量 611 m3Πmin 。
梯度场 ,产生层间瓦斯越流 。邻近层瓦斯涌出量主 要取决于邻近层瓦斯含量 、层间距和采长等 。
3 回采工作面瓦斯涌出量预测
计算瓦斯涌出量时 ,由于实测煤层的原始瓦斯含
·3 ·
1999 年第 6 期
中州煤炭
总第 102 期
量为可燃基吨煤瓦斯含量 ,而预测瓦斯涌出量时 ,所 采用的是矿井生产的原煤产量 。因此 ,在计算吨煤
通过以上计算 ,回采工作面的瓦斯涌出总量为 5211 m3Πmin ,开采层的瓦斯涌出量为 1013 m3Πmin ;邻 近层 的 瓦 斯 涌 出 量 为 4118 m3Πmin , 占 总 涌 出 量 的 8012 % 。计算结果与现场实践经验相吻合 。
5 结 论
(1) 通过对现有回采工作面瓦斯涌出量预测计 算方法存在问题的分析 ,确定了回采工作面瓦斯涌 出的 4 个来源 :开采煤层煤壁瓦斯涌出 、采落煤瓦斯 涌出 、邻近层及围岩的瓦斯涌出以及采空区残煤解 吸瓦斯涌出 。
(1 +
t) - n
-
W残 ]
(10)
式中 K回 量 ,m3 / t 。
314 邻近层瓦斯涌出量
受煤层开采的卸压作用 ,邻近层的瓦斯解吸涌 出 ,其排放率 η排 受多种因素影响 ,但主要取决于层 间距 。第 i 层邻近层排放率η排 与层间距有如下关
系
η排 = 1 -
hi hp
(11)
式中 hi —第 i 层邻近层至开采层的层间距离 ,m ;
hp —受开采层采动影响顶板岩层的破坏范围 ,
hp = Ky m (112 + cosα) ;
α—开采层的倾角 , (°) ;
Ky —取决于顶板管理方法的系数 。
邻近层的相对瓦斯涌出量 (m3Πt) 为
q=
m邻 γ邻 mγ
( W邻含
-
W邻残 )η排
(12)
式中 m邻 —邻近层的厚度 ,m ;
W邻含 —邻近层的原始瓦斯含量 ,m3Πt ;
W邻残 —邻近层的残余瓦斯含量 ,m3Πt ;
γ邻 —邻近层煤的密度 ,tΠm3 。
邻近层绝对瓦斯涌出量为
·4 ·
Q = kad kv
mLvγ邻 1440
·m邻 m
W邻含η排
(2) 以瓦斯源的瓦斯涌出规律的研究为基础 ,建 立了回采工作面瓦斯涌出量的分源预测法 ,经实例 验证 ,与现场实践经验相吻合 。 ⑤
参考文献
1 煤炭科学研究总院抚顺分院 1 煤矿安全手册 1 北京 :煤 炭工业出版社 ,1994
2 郭凡进 ,辛新平 1 回采工作面瓦斯涌出量预测的实践与 探讨 1 煤矿安全 ,1998 (2)
瓦斯涌出量和绝对瓦斯涌出量时 ,应附加一修正系 数 Kad = (100 - Mad - A ad ) Π100 ,式中 Mad 和 Aad 分别为 吨煤中分析水分和灰分的含量 。
311 煤壁瓦斯涌出量 由 (5) 式 ,开采 1 t 煤的煤壁瓦期涌出量为
q = Kad ( W含 - W壁残) = Kad W含 (1 - e - bt ) 式中 t —采煤机循环时间 , t = hΠv ;
1 研究概况
从目前国内的研究状况看 ,矿井瓦斯涌出量预 测方法主要有两类 : 一类是建立在数理统计基础上 的矿山统计法 ; 一类是以煤层瓦斯含量为基础参数 的分源 预 测 法 。矿 山 统 计 法 存 在 严 重 的 应 用 局 限 性 ,无法保证预测结果的可靠性 。分源预测法是根 据矿井各个瓦斯源的涌出规律 ,进行预测 。分源预 测法中 ,将回采工作面瓦斯涌出分为开采层和邻近 层两部分 ,计算公式如下 。
出影响系数 ;
m0 —煤层厚度 (夹矸按层厚 1Π2 计算) ,m ;
m1 —煤层开采厚度 ,m ;
X0 —煤层原始瓦斯含量 ,m3Πt ;
X1 —煤运至地表时的残存瓦斯含量 ,m3Πt 。
②厚煤层分层开采时按下式计算
q1 = k1 k2 k3 kf i ( X0 - X1 )
(2)
式中 kf i —分层开采瓦斯涌出系数 ,取决于煤层分
(1) 开采层瓦斯涌出量 ①薄及中厚煤层不分层开采时按下式计算
q1 = k1 k2 k3
m0 m1
( X0
-
X1 )
(1)
式中 q1 —开采层 (包括围岩) 相对瓦斯涌出量 ,m3Πt ;
k1 —围岩瓦斯涌出系数 ;
k2 —工作面丢煤瓦斯涌出系数 ,其值为工作
面采出率的倒数 ;
k3 —准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌
工作面瓦斯涌出源划分为 4 个 :开采层煤壁 、采落煤 的瓦斯涌出 、邻近层及围岩的瓦斯涌出以及采空区
残煤解吸瓦斯涌出 。
211 煤壁瓦斯涌出规律
煤壁暴露 t 时间后的瓦斯含量 W壁残 与时间 t 之
间为负指数函数关系
W壁残 = W含 e - bt
(5)
式中 W含 —煤层原始瓦斯含量 ;
b —取决于矿山压力和煤层透气性的系数 。 212 采落煤的瓦斯涌出规律
采落煤的残余瓦斯含量 W落残 与暴露时间 t 之间
为双曲线函数关系
W落残 = W壁残 (1 + t) - n
(6)
式中 t —采落煤在工作面的暴露时间 ; n —采落的煤炭瓦斯放散速度系数 。
213 邻近层瓦斯涌出规律 当开采煤层的顶底板卸压带内有邻近层时 ,通
过采动裂隙使采空区与邻近层贯通 ,形成瓦斯压力
2 回采工作面瓦斯涌出规律
根据以上分析 ,为了准确地预测回采工作面的
瓦斯涌出量 ,对工作面的瓦斯源应进行更细致地划
分 ,并根据各瓦斯源涌出规律的不同 ,分别予以预测
计算 。以一定深度的煤壁 (取采煤机截深) 为研究对
象 ,从新鲜煤壁到采落煤 ,到一部分运出工作面另一
部分遗留采空区直至瓦斯解吸平衡 ,动态地将回采
21122
2127 2104 9115 8108 01888
21172
2130 2104 9115 8108 01888
12 # 1165
14175
1149 9162 10113 01889
13 # 0160
8121
12123
0164 2169 6103 9151 01913
412 回采工作面瓦斯涌出量计算 将 12 # 煤层的有关原始参数分别代入 (7) 、(8) 、
由 (5) 、(6) 式 ,可得采落 1 t 煤瓦斯涌出量为
q = Kad ( W壁残 -
W落残 )
=
Kad
W含
e-
b
h v
[1 -
(1 +
t) - n ]
因此 ,采落煤的绝对瓦斯涌出量为
Q=
Kad m1L4′ 4v0γW含
e-
b
h v
[1 -
(1 + t) - n ]
(8)
313 采空区残煤瓦斯涌出量
1999 年第 6 期
中州煤炭
总第 102 期
回采工作面瓦斯涌出规律及涌出量 预测方法的研究
梁运培 罗小林
(煤炭科学研究总院重庆分院 400037)
摘要 从对目前国内各种回采工作面瓦斯涌出量预测方法的分析 ,提出更为精确的预测 计算公式 ,并以阳泉一矿 12 # 煤层为例进行了预测验证 。 关键词 回采工作面 瓦斯涌出 分源预测法