文档介绍：大采高工作面瓦斯来源分析及涌出量
预测方法探讨
摘要:瓦斯涌出量是影响煤矿安全生产的重要因素。由于煤矿开采规模越来越大,综合机械化开采程度越高,在开采过程中,随着产量的加大,瓦斯涌出量也相继加大,瓦斯日常管理和治理瓦斯的难度加大,所以搞清大采高工作面的瓦斯涌出量,对于改善煤矿安全生产状况具有积极的意义。本文通过在生产实践中资料的收集、整理和分析,总结了大采高工作面瓦斯来源分析和瓦斯涌出量的预测方法。
关键词:大采高工作面瓦斯来源瓦斯涌出量预测方法
瓦斯是严重威胁煤矿安全生产的主要自然因素之一。在煤炭开采过程中,瓦斯灾害每年都造成许多人员伤亡和巨大财产损失。因此,预防瓦斯灾害对煤炭工业的健康、和谐、稳定、可持续发展具有重要的意义。
在含瓦斯煤层中进行采矿作业时,瓦斯涌出量是影响煤矿安全生产的最主要因素。近年来,由于煤矿开采规模越来越大,综合机械化开采程度越来越高,综采放顶煤、大采高采煤工艺越来越普遍,开采深度大、强度大、速度快。特别对于高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井,在开采过程中,随着产量的加大,瓦斯涌出量也相继加大,瓦斯的日常管理和治理瓦斯的方法、措施显得更为重要,所以搞清大采高工作面的瓦斯涌出量对于改善煤矿安全生产状况具有积极的意义。本文通过在生产实践中资料的收集、整理和分析,总结了大采高工作面瓦斯来源分析和瓦斯涌出量的预测方法。
一、大采高工作面瓦斯来源分析
采场范围内涌出瓦斯的地点称为瓦斯源,瓦斯涌出源的多少,各源涌出瓦斯量的大小直接影响着采场的瓦斯涌出量。
大采高工作面瓦斯涌出来源可划分为四大部分:
回采工作面采落煤块的瓦斯涌出
采落煤块瓦斯涌出是工作面采落煤炭解吸的瓦斯。
回采工作面煤壁瓦斯涌出
3、回采工作面运输、回风顺槽煤壁瓦斯涌出。
4、回采工作面采空区瓦斯涌出
采空区瓦斯涌出可分为四部分:(1)围岩瓦斯涌出;(2)未采全高遗煤涌出;(3)回采丢煤瓦斯涌出;(4)邻近层瓦斯涌出。
邻近层(包括上、下邻近层)的瓦斯涌出有一定的规律:一般在老顶第一次冒落前,邻近层的瓦斯基本上不向采空区涌出,这时的瓦斯涌出可以认为是开采层本身涌出的瓦斯。等老顶第一次冒落后,卸压松动的邻近层就开始向采空区大量涌出瓦斯,卸压松动的邻近层的瓦斯涌出虽然也有波动,但总的趋势是随着工作面开采范围的扩大,瓦斯涌出逐渐增大,并达到某一稳定值,等工作面回采接近边界时,瓦斯涌出又逐渐减少。
对于大采高工作面,其工作面瓦斯来源构成见图
二、大采高工作面瓦斯涌出量预测
1、大采高工作面瓦斯涌出量预测的必要性
大采高工作面瓦斯涌出量预测,是指根据某些已知相关数据,按照一定的方法和规律,预先估计出工作面瓦斯涌出量的工作。
决定大采高工作面风量的主要因素往往是瓦斯涌出量,所以,预测结果的正确与否,能够影响工作面回采的经济技术指标,甚至决定工作面能否进行正常生产。大型高瓦斯矿井,如果预测的涌出量偏低,回采时容易造成瓦斯超限而被迫降低产量以致无法生产;而预测偏高,势必增大投资和通风设备的运行费用,造成不必要的浪费。采用可行的方法对工作面瓦斯涌出量进行比较准确的预测,对工作面的正常生产具有指导性的意义。
工作面瓦斯涌出量是工作面通风设计、瓦斯抽放和瓦斯管理必不可少的基础参数,是决定工作面回采方案、通风系统选择、瓦斯综合治理方法选择的重要指标,在工作面回采时,对瓦斯涌出量进行预测是非常有必要的。
2、大采高工作面瓦斯涌出量预测方法分类
瓦斯涌出量预测方法可概括为两大类:统计预测法和分源计算预测法。
(1)、统计预测法,是根据生产矿井或水平,在以往生产过程中积累的大量不同深度相对瓦斯涌出量与深度的数据,通过整理分析,找出相互之间变化关系的统计规律,推算出相邻的新矿井或延伸水平瓦斯涌出量的方法。如果预测地区的地质、采矿因素没有明显的变化,那么预测结果可以满足需要。
由于统计预测法必须具备所要预测的矿井或采区煤层开采顺序、采煤方法、顶板管理、地质构造、煤层赋存、煤质等与生产矿井或生产区域相同或类似的条件,是对矿井或邻近矿井实际瓦斯涌出资料的统计分析得出的矿井瓦斯涌出量随开采深度变化的规律,主要预测新井或新水平瓦斯涌出量的方法,因此本文不作详细探讨。
(2)分源计算预测法,即根据煤层瓦斯含量,按工作面主要瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律,对回采工作面的瓦斯涌出量进行分源计算。
大采高工作面瓦斯来源按性质分可分为两大类,一类是主要取决于开采层瓦斯含量的瓦斯涌出源,包括工作面落煤瓦斯涌出、工作面煤壁(切眼)瓦斯涌出、围岩瓦斯涌出、采落后丢到采空区内煤的瓦斯涌出、采空区遗煤(未采全高)的瓦斯涌出。
另一类是不取决于开采层瓦斯含量涌出源,包括邻近层瓦斯涌出量及工作面顺槽煤壁瓦斯涌出量。
即 Q回=Q1+Q2+Q3
式中 Q回-工作