工作面瓦斯涌出（精选8篇）
工作面瓦斯涌出 篇1
龙凤煤矿自建矿以来一直采用炮采采煤工艺, 为提高矿井机械化开采水平, 拟采用综合机械化采煤工艺。采用综采工艺后, 由于推进速度快、产量高, 瓦斯涌出量大, 造成瓦斯治理困难。为保证综采工作面的开采成功, 并准确获得试验数据, 提高综采工作面瓦斯防治水平, 以该矿5916工作面作为考察对象, 分析综采工作面瓦斯涌出规律, 以便采取针对性的防治措施, 做到超前预防、超前处理, 消除与减弱瓦斯灾害, 提高矿井瓦斯防治技术水平, 实现矿井的安全生产。
1 瓦斯涌出来源分析
1.1 工作面概况
5916工作面位于一采区西部, 主采9号煤层, 上部为5914工作面采空区, 下部未开拓。工作面煤层赋存稳定, 构造简单, 煤层倾角3°～5°, 煤层平均厚度为2.5 m, 上距5号煤层10.13 m, 下距13号煤层31 m。工作面倾斜长度160 m, 走向长度1 100 m, 通风方式为“U”型通风, 平均进风量1 050 m3/min。
1.2 瓦斯涌出来源测定
采煤工作面的瓦斯涌出取决于煤层自然因素和开采技术条件等诸多因素。根据综合机械化采煤的特点和瓦斯流动理论, 将瓦斯涌出源划分为煤壁 (围岩) 瓦斯涌出、落煤瓦斯涌出和采空区 (残煤) 瓦斯涌出三个部分。各部分瓦斯涌出量测定方法如下:
1) 在5916工作面刚开始开采阶段, 选择检修班测定工作面进、回风巷风量和瓦斯浓度, 进而确定工作面进、回风瓦斯涌出量, 两者之差即为工作面煤壁瓦斯涌出量。
2) 在综采工作面老顶未垮落前, 选择正常采煤班, 测定采煤过程中进、回风瓦斯涌出量, 两者之差即为工作面落煤瓦斯涌出量与暴露煤壁瓦斯涌出量之和, 将该值减去暴露煤壁瓦斯涌出量即得落煤瓦斯涌出量。
3) 选择工作面老顶来压后的检修班, 测定工作面瓦斯涌出量, 将此值减去暴露煤壁瓦斯涌出量, 即得采空区瓦斯涌出量。
1.3 瓦斯涌出源测定及分析
龙凤煤矿5916工作面于2009年3月6日开始试采, 为了研究工作面瓦斯的涌出源, 分别对综采时的工作面瓦斯涌出量进行实测, 结果如表1—2所示。
根据表1和表2所测数据, 经分析计算, 得到5916综采工作面瓦斯涌出量为15.72 m3/min, 其中, 煤壁瓦斯涌出量为3.84 m3/min, 占工作面总瓦斯涌出量的24.4%;落煤瓦斯涌出量为3.0 m3/min, 占工作面总瓦斯涌出量的19.1%;采空区瓦斯涌出量最大, 为8.88 m3/min, 占工作面总瓦斯涌出量的56.5%, 且随着工作面推移, 采空区面积不断扩大, 采空区瓦斯涌出量还将进一步增大, 预计将达到65%～70%。
2 瓦斯浓度分布规律
综采工作面瓦斯涌出来源及瓦斯涌出量大小除取决于煤层瓦斯含量外, 还与开采强度、回采工艺、回采率、工作面的风量 (采空区的漏风) 和推进速度等诸多因素有关。
2.1 瓦斯浓度在空间上的分布规律
为了掌握综采工作面瓦斯分布的状况, 找出导致综采工作面上隅角瓦斯积聚的原因, 制订技术可行、经济合理的瓦斯治理措施, 必须对工作面的瓦斯浓度分布进行测定分析。
2.1.1 测点布置
根据龙凤煤矿现场具体情况进行测定点布置, 见图1。测定时沿工作面倾向每隔15 m设一个区段单元, 自工作面进风巷侧至工作面回风巷侧分别记作一、二、三……十二区段。每个区段从煤壁到采空区均匀布置5个测点, 共布置60个测点。
2.1.2 瓦斯浓度分布规律
根据5916综采工作面各测点实测数据, 可得工作面瓦斯浓度在空间上的分布规律, 见图2—3。
1) 在横断面上:
采面上部, 瓦斯浓度从煤壁到采空区为“高、低、高”, 呈“马鞍”形;采面下部, 瓦斯浓度由煤壁向采空区减少, 采空区瓦斯浓度与架间瓦斯浓度相差不大;距回风巷5 m处瓦斯浓度为0.90%～1.15%, 远远高于其他地方横断面瓦斯浓度。
2) 沿倾斜方向:
总的变化趋势从工作面进风巷至回风流瓦斯浓度逐渐增大, 但上部瓦斯浓度增加梯度较大, 中、下部瓦斯浓度增加的梯度较小;上隅角附近瓦斯浓度最大, 远远高于其他地方瓦斯浓度。
2.2 瓦斯涌出在时间上的分布规律
2.2.1 瓦斯涌出与综采面推进速度 (产量) 的关系
根据5916 综采工作面瓦斯涌出实测数据, 绘制出绝对瓦斯涌出量与推进速度关系曲线, 如图4所示。由图4可见, 当推进速度不大时, 绝对瓦斯涌出量随推进速度增大而增加, 推进速度大到一定值后, 曲线逐渐平缓。
2.2.2 瓦斯涌出与周期来压的关系
实测结果表明, 周期来压时, 5916综采工作面 瓦斯浓度由平均0.42%～0.56%提高到0.64%～0.90%, 增加了52.4%～61.0%;瓦斯排放量也由7.47～9.59 m3/min提高到了13.68～15.98 m3/min, 增加了49.2%～78.5%。可见顶板周期来压对5916综采工作面的瓦斯涌出有重要影响。
3 结论
通过对龙凤煤矿5916工作面瓦斯来源分析和瓦斯浓度在空间分布规律以及瓦斯涌出不均衡性的分析, 得出以下结论:
1) 5916综采工作面瓦斯主要来自采空区、本煤层和邻近煤层。
2) 5916综采工作面瓦斯浓度在横断面上, 从煤壁到采空区呈“高、低、高”分布, 沿倾斜方向, 总的变化趋势从工作面进风巷至回风流瓦斯浓度逐渐增大。
3) 5916综采工作面瓦斯涌出量随推进速度的增大而增加;顶板周期来压对综采工作面的瓦斯涌出影响较大, 周期来压时大于正常生产时的瓦斯涌出量。
参考文献
[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1992.
[2]戴广龙, 储方健.综采放顶煤工作面瓦斯涌出规律的分析[J].煤矿安全, 2005, 36 (8) :55-57.
工作面瓦斯涌出 篇2
【关键词】瓦斯涌出；存在问题；防治技术
一、矿井瓦斯涌出研究治理存在问题
目前煤层巷道卸压、消突技术措施主要有：开采保护层、区域性瓦斯预抽、超前钻孔、深孔注水、水力冲孔、水力割缝、深孔松动爆破和深孔控制爆破等。但这些措施都有一些局限性和适用条件。但当有相邻两层煤时可供选择开采时，可以先开采突出危险性小的煤层，从而避免下部瓦斯突出的发生。开采保护层是瓦斯突出防治的一项治本措施，但对有些煤层找不到可以保护的煤层，同时，即使保护层开采，还有一个保护范围问题。对于非保护范围，由于应力集中，冲击地压会更加严重，所以寻求本煤层的开采保护是煤与瓦斯突出防治的一个发展方向。开采保护层和区域性瓦斯预抽作为区域性防治矿井瓦斯动力灾害技术已在国内外广泛应用。针对我国突出危险煤层透气性差、煤质松软等特点，人们又研究了水力扩孔等强化抽放技术、风力排渣等顺煤层钻孔施工工艺技术，取得了良好的应用效果。但是，近距离下保护层开采技术、区域性瓦斯预抽消突效果评价体系等有待进一步研究。
二、矿井瓦斯涌出治理的防治措施
（1）掘进巷道一般瓦斯涌出治理。掘进巷道瓦斯来源由工作面前方破坏煤体瓦斯、掘进落煤瓦斯、巷道两侧卸压带瓦斯和临近层涌出瓦斯（非单一煤层）四部分构成，其中掘进工作面后方两侧卸压带瓦斯是主要瓦斯来源。将抽放钻孔布置在距巷道壁不远的卸压带内，对沿煤层向巷道运移的瓦斯建立一道屏障，隔断瓦斯的运移，减少巷道两帮暴露面向巷道涌出的瓦斯。抽放钻孔可以作为这种屏障，打在巷道和瓦斯富集区之间，在负压作用下将向巷道运移的瓦斯抽出，从而减少巷道瓦斯涌出量。隔断抽放是利用巷道两侧煤体的局部卸压作用，引起瓦斯透气性提高而实现的。掘进工作面瓦斯抽放应以防治两侧卸压带瓦斯为主，同时兼顾工作面前方未掘进区域的瓦斯，使它们均处在钻孔的抽放范围以内。隔断式抽放钻孔的最佳效果，是在隔断巷道两侧卸压带瓦斯向巷道空间涌出的同时，还可以对工作面前方的煤体进行预抽，减少工作面前方破坏煤体向工作面空间的涌出，即消除抽放空白带。（2）掘进巷道煤与瓦斯突出治理。第一，超前钻孔。超前钻孔是我国试验和应用最早的一种局部卸压、消突措施。当地应力和瓦斯压力很大时，在突出危险煤层中实施超前钻孔往往会遇到顶钻和卡钻，使钻孔难以到达设计深度，并且在钻进过程中有时会发生突出。超前钻孔的直径一般为75mm～120mm。在透气系数小的煤层，使用超前钻孔排放瓦斯时间较长，影响掘进速度。第二，深孔注水。深孔注水是在工作面前方打40m的长孔，通过钻孔向煤体注水。第三，水力冲孔法。水力冲孔法是在封闭式高压供水条件下，利用钻头钻进、水流冲击和水力脉动输排等作用，诱导和控制喷孔，使工作面前方煤体卸压和排放瓦斯，达到防治突出目的的方法。其煤的坚固系数f值一般应当小于0.5，所用的水量一般为30m3/h～35m3/h。经过水力冲孔后，煤层透气性可增大，煤的膨胀率提高，但是，水力冲孔所用的水量大、工艺复杂，主要用于石门揭煤或自喷能力强的软分层。第四，深孔松动爆破。深孔松动爆破和深孔控制爆破的消突原理基本一致，它们的消突的效果较好。但是，在突出煤层中打长钻孔很困难，而且难以保持钻孔形状完整，对于上山掘进工作面在放炮时很容易造成煤体垮塌。由于客观条件和主观因素的影响，钻孔深度、数量、装药长度和装药位置及封孔长度等难以完全达到设计要求。
工作面瓦斯涌出 篇3
煤层瓦斯涌出是威胁煤矿安全生产的主要因素, 而回采工作面以其瓦斯涌出量大、来源复杂、影响因素多和作业区域内瓦斯分布不均匀而受到特别关注。对工作面瓦斯来源、瓦斯分布、瓦斯涌出动态变化及煤层瓦斯基本参数等研究是开展工作面瓦斯治理的基础。
本文以河南新安煤田新安矿为例, 研究了工作面瓦斯涌出规律, 并对工作面瓦斯涌出量进行了预测, 进而探讨了工作面瓦斯治理措施与方法。
1 回采工作面瓦斯涌出规律
本次研究中, 共统计了5个炮放工作面, 统计结果如表1、图1所示。
综合研究表明:
(1) 相对瓦斯涌出量变化较大, 最大可达到煤层瓦斯含量的7倍, 最小只有煤层瓦斯含量的1/2, 一般瓦斯涌出量与瓦斯含量的比大约为1∶1或2∶1的关系。
(2) 相对瓦斯涌出量的变化与工作面产量均呈完全对应的负相关变化趋势, 但其相关系数R2在不同工作面差别很大。
(3) 绝对瓦斯涌出量总体上比较稳定, 没有明显异常, 最大6.48 m3/min, 最小3.2 m3/min, 但不同工作面之间差别较大, 而且这种差别存在于同一采区及不同采区之间。
(4) 绝对瓦斯涌出量的变化与产量具有明显的正相关变化趋势。
(5) 工作面瓦斯涌出量中, 本煤层约占65.0%, 采空区约占35.0%, 并从上隅角集中涌出。
(6) 工作面瓦斯浓度从进风侧至回风侧逐渐增大, 明显分为三段, 进风侧增大较快, 工作面中部增加较慢, 回风侧增加最快。在垂直煤壁方向出现高-低-高的总体趋势。
2 回采工作面瓦斯涌出量预测
研究区瓦斯涌出量预测不具备瓦斯含量法和瓦斯地质数学模型法的预测条件, 因此, 本文以相似原理为基础, 用综合统计分析的方法进行预测, 预测结果如表1所示。研究区地质条件简单, 对比可靠, 经过实际验证, 预测结果可靠, 可以作为工作面瓦斯防治的一个依据。
3 工作面瓦斯治理[1~5]
瓦斯参数研究表明, 开采煤层瓦斯压力低、透气性差、钻孔瓦斯流量衰减快, 属于极难抽放煤层, 实施煤层瓦斯抽放从经济和技术上均不合理。目前, 工作面风量已经调至1 000 m3/min, 上隅角瓦斯浓度仍然为1%左右, 再增大风量难度很大, 也不合理, 因此, 根据瓦斯治理的原则和工作面瓦斯涌出规律及瓦斯涌出量预测结果, 结合国内外的实践经验, 提出下行风加专用排瓦斯巷和采空区瓦斯抽放两种方法。
3.1 U+L治理工作面瓦斯
采用这样的通风系统可以起到以下两个方面的作用:
一是增加漏风汇, 变一源一汇为一源两汇, 使采空区上隅角瓦斯从漏风汇中排出。注意漏风汇的位置对控制采空区上隅角瓦斯涌出具有重要作用。
二是对高浓度瓦斯实施了隔离。按照《煤矿安全规程》的规定, 尾巷的瓦斯浓度最高可以保持在2.5%, 这样大幅度增加回风巷和尾巷的综合排放瓦斯能力。
根据计算, 在工作面风量为1 000 m3/min时, 瓦斯涌出量为6 m3/min。可以考虑把风量调低到600 m3/min, 对尾巷分配200 m3/min左右, 瓦斯浓度保持在2.0%左右, 这样回风巷的风量在400 m3/min左右, 瓦斯浓度可控制在0.5%以下。现场应用实践表明, 该方法能够有效地解决采空区瓦斯从上隅角一带大量涌出所造成的上隅角瓦斯积聚和回风流瓦斯超限问题。
3.2 工作面隅角瓦斯抽放
该法通过抽放采空区上隅角瓦斯, 使上隅角始终保留一个漏风汇, 并改变该处的瓦斯流动方向, 以排除其高浓度瓦斯和减少向工作面回风巷的涌入。又分预埋管法和高位钻孔法。
埋管法是常用的采空区瓦斯抽放技术, 其特点是简单易行, 成本低廉。高位钻孔法是根据煤层瓦斯地质条件及瓦斯流动规律, 在靠近回风巷的煤层顶板向采空区冒落带及裂隙带打钻孔, 通过抽放负压在冒落带及裂隙带形成通风汇, 进而改变采空区流场分布。现场实际抽放表明, 高位钻孔法比埋管法抽放效果好, 但抽放参数需要进一步在实践中修正。
4 结论
(1) 相对瓦斯涌出量在矿井中西部11、12、14采区低, 一般与瓦斯含量比为1∶1的关系;在矿井东部13采区高, 一般与瓦斯含量的比≥2∶1。
(2) 绝对瓦斯涌出量在每个工作面总体上比较稳定, 变化不大, 但不同工作面差别比较大, 规律性不明显。瓦斯涌出量中, 本煤层约占65.0%, 采空区约占35.0%, 并从上隅角集中涌出。
(3) 以相似原理为基础, 用综合统计分析的方法对未采区工作面瓦斯涌出量进行了预测, 预测结果可以作为矿井瓦斯防治的依据。
(4) 提出了工作面瓦斯治理的两套措施, 专用排瓦斯巷和采空区瓦斯抽放。
参考文献
[1]陈富勇.利用回归分析预测矿井未开采区的瓦斯涌出量[J].煤矿安全, 2003, 34 (2) :15-16.
[2]张兴华, 尚作铁.高产高效工作面的瓦斯涌出量预测方法及其应用[J].煤矿安全, 2001, 32 (4) :35-37.
[3]张子戌, 袁崇孚.瓦斯地质数学模型法预测矿井瓦斯涌出量研究[J].煤炭学报, 1999, 24 (4) :368-372.
[4]林柏泉, 张仁贵.U型通风工作面采空区瓦斯涌出及其治理[J].煤炭学报, 1998, 23 (2) :155-160.
工作面瓦斯涌出 篇4
根据现场对煤层瓦斯含量实测结果,结合矿井地质条件,开采工艺等因素,经分析得到矿井瓦斯分布规律,对预测矿井瓦斯涌出量、回采工作面瓦斯涌出量及制定矿井瓦斯防治的技术及管理措施具有重要的指导意义。国内外研究结果表明[1],煤层露头是煤层瓦斯向地面排放的出口,露头存在的时间越长,瓦斯排放越多,当煤层具有露头或煤层处于冲积层之下时,煤层瓦斯会出现垂直分带现象,即煤层瓦斯沿垂向可以分为两个带:瓦斯风化带和甲烷带。金地煤矿由于其特定的煤层埋藏条件,使其瓦斯的分布规律具有相应特点。
1 井田概况
金地煤矿位于山西省吕梁地区兴县城南,行政区划隶属兴县固贤乡。井田面积5.6408km2,批准开采8号煤层、13号煤层,生产规模0.9Mt/a。
1.1 井田地质构造
本井田地层总体为:走向北北东,倾向北西西的单斜构造,倾角19-31°,井田西北部倾角较平缓,一般小于25°,以中东部倾角较大,倾角可达30°左右。井田中东部在开采过程中发现一条长2150m,向西倾斜倾角65°,落差为3-12m的正断层。未发现岩浆岩侵入,地表和钻探过程中也未发现陷落柱。纵观井田地质构造属于简单类[2]。
1.2 含煤地层及可采煤层
井田内的可采煤层主要为山西组的8号煤层和太原组的13号煤层。山西组共含煤4层(4号、5号、6号、8号),煤层平均总厚度6.87m,含煤系数8.17%; 8号煤层为井田内赋存区稳定可采煤层,4号煤井田内为不稳定零星可采煤层,但大部被风化,其他煤层为不可采煤层。太原组共含煤7层(9号、10号、11号、12号、13号、14号、15号),均为不可采煤层,13号煤层为全区稳定可采煤层,太原组煤层平均总厚度14.15m,含煤系数11.49%。
井田内的可采煤层主要为山西组的8号煤层和太原组的13号煤层。
2 煤层瓦斯含量测定
现场采用钻屑解析法[3]测定8号、13号煤层瓦斯含量。钻屑解析法测定煤层瓦斯含量的基本原理:在井下采集新近掘进巷道原始煤样,实测煤样瓦斯解吸量,根据煤样瓦斯解吸规律推算取样过程中煤样的损失瓦斯量,然后通过实验室对煤样的残存瓦斯量进行测定,最后根据煤样的取样损失瓦斯量、井下实测瓦斯解吸量、残存瓦斯量和煤样中可燃质重量计算煤层瓦斯含量。利用钻屑解析法,对金地煤矿8号煤层和13号煤层共5个地点进行瓦斯含量实测,得到了5个瓦斯含量控制测点,测定结果见表1。
从表1可以看出,矿井在测点控制范围内瓦斯含量不大,8号煤层瓦斯含量为0.43m3/t,13号煤层瓦斯含量在0.42-0.53m3/t之间。
3 矿井煤层瓦斯含量分布特征分析
据金地煤矿的地质报告资料显示:该井田位于河东煤田北部,在大地构造位置上处于华北地台之山西断隆的西缘,鄂尔多斯台拗的河东断凹部位。发育有近南北向的褶皱及高角度的正断层。总的看来构造简单,总体呈一向北西倾斜的单斜构造,北部地层倾向北西,向南渐变为向西倾斜,西部倾角较大,高达33°,向东露头处渐缓,倾角渐变为16°,井田内地层平均倾角为21°。井田内大面积为黄土覆盖,中东部有大面积13号煤层隐伏露头及风氧化带存在。井田内未发现陷落柱、岩浆岩等其他构造现象,矿井地质构造复杂程度为Ⅰ类,地质构造较为简单。分析认为井田范围内相同编号煤层属一个成煤期,经历的地史变化相同,且井田范围内没有大型构造(断层)隔开,应属同一个瓦斯地质单元。
研究表明,同一个瓦斯地质单元内控制瓦斯赋存规律的地质因素相同,同一煤层具有相同或相近的瓦斯赋存规律。
本矿井井田范围内的8号、13号煤层在井田东部出露。
国内外研究结果表明[4],当煤层具有露头或煤层处于冲积层之下时,煤层瓦斯会出现垂直分带现象,即煤层瓦斯沿垂向可以分为两个带[5]:瓦斯风化带和甲烷带。根据气体组分的差异,瓦斯风化带还可细分为二氧化碳-氮气带、氮气带和氮气-甲烷带。各瓦斯带煤层瓦斯组分及含量见表2。
根据钻屑解析法实测的煤层瓦斯含量值均偏小,测点所采集煤样瓦斯中的甲烷(CH4)组分为均小于10%;8号煤层煤样瓦斯含量最大为0.43m3/t,13号煤层煤样瓦斯含量最大为0.53m3/t。对照表2,从甲烷组分百分比[6]可以看出采样点控制区域处于瓦斯风化带中的氮气带;从瓦斯含量来看采样点控制区域处于瓦斯风化带中的氮气-甲烷带。
因在瓦斯带的划分中前三带统称为瓦斯风化带,可以推知本矿井井田范围内的8号、13号煤层处于瓦斯风化带中,经验数据表明瓦斯风化带内的煤层及在瓦斯风化带内进行采掘活动中具有下列特征:瓦斯风化带下部边界煤层中甲烷组分含量为80%,煤层瓦斯压力为0.1-0.15MPa,煤的瓦斯含量为2-3m3/t(烟煤)和5-7 m3/t(无烟煤);在瓦斯风化带开采煤层时,其相对瓦斯涌出量一般不超过2m3/t,可以预计矿井在开拓过程中瓦斯涌出量较小。
前述可知,金地煤业井田范围内的8号、13号煤层均位于瓦斯风化带,仅靠已有瓦斯数据,在井田范围内找不出瓦斯风化带下界,以往研究表明:只有在甲烷带内,瓦斯含量才具有随埋藏深度增加而加大的规律,而在瓦斯风化带内,瓦斯赋存不均衡,无明显规律可循。根据本井田范围内煤层赋存特征,难以研究8号、13号煤层瓦斯赋存规律,无法进行瓦斯变化梯度等参数计算。
4 回采工作面瓦斯涌出量预测
4.1 预测方法确定及煤层主要瓦斯数据的选取
目前,我国用于回采工作面瓦斯涌出量预测的方法有两类:分源预测法和统计预测法。考虑到本矿井实际情况,矿井瓦斯涌出量采用分源预测法对采掘工作面及矿井进行瓦斯涌出量预测。
根据上文对矿井煤层进行瓦斯含量直接测定及对煤层瓦斯含量赋存特征的分析后得出在矿井采样点控制范围内的煤层处于瓦斯风化带中,且金地煤矿地勘钻孔所测瓦斯含量数据较采用直接法测定数据偏小,为保证瓦斯涌出量预测结果更接近于矿井在以后生产活动中瓦斯实际涌出,选用直接法测定瓦斯含量的平均值,即8号煤层瓦斯含量取0.43m3/t;13号煤层瓦斯含量取0.45m3/t,进行矿井瓦斯涌出量预测。
4.2 回采工作面瓦斯涌出量计算
回采工作面瓦斯来源主要由开采层瓦斯涌出和邻近层(包括围岩)瓦斯涌出两部分组成[7]。根据AQ1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》[8]中的计算方法:回采工作面瓦斯涌出量预测用相对瓦斯涌出量表达,以24小时为一个预测原班,采用式(1)进行瓦斯涌出量预测计算[7]:
q采=q1+q2 (1)
式中:q采—回采工作面相对瓦斯涌出量,m3/t;
q1—开采层相对瓦斯涌出量,m3/t;
q2—邻近层相对瓦斯涌出量,m3/t。
4.2.1 开采层瓦斯涌出量计算
薄煤层及中厚煤层不分层开采时,回采工作面的瓦斯涌出量开采层计算公式为:
undefined (2)
式中:q1—回采工作面瓦斯涌出量,m3/t;
k1—围岩瓦斯涌出系数;
k2—工作面丢煤瓦斯涌出系数,其值为工作面回采率的倒数;
k3—准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数;
L—回采工作面长度,m;
h—巷道瓦斯预排等值宽度,m;
m—开采层厚度,m;
M—工作面采高,m;
W0—开采煤层瓦斯含量,m3/t;
Wc—开采煤层煤的残存瓦斯含量,m3/t。
经计算,前期开采8号煤层首采工作面,8号煤层相对瓦斯涌出量为0.29m3/t。《山西兴县金地煤业有限公司兼并重组整合矿井地质报告》显示8号煤层与后期开采13号煤层层间距超过70m,13号煤层作为下邻近层[9]瓦斯排放率极小,不考虑8号煤层回采时13号煤层瓦斯预先排放影响,将相关参数带入计算,得出13号煤层工作面本煤层相对瓦斯涌出量为0.32m3/t。
4.2.2 邻近层瓦斯涌出量计算
邻近层瓦斯涌出的计算公式为:
undefined (3)
式中:q2—邻近层瓦斯涌出量,m3/t;
mi—第i邻近层煤厚,m;
M—开采层的采高,m;
W0i—第i邻近层瓦斯含量,m3/t,
Wci—第i邻近层残存瓦斯含量,m3/t;
ηi—第i邻近层的瓦斯排放率,与邻近层至开采层的间距有关。
经计算可知,当8号煤层工作面回采时,计算每个邻近层瓦斯涌出量,通过计算得出矿井8号首采工作面煤层开采时,邻近瓦斯涌出总量为0.07m3/t。
矿井8号煤层采过后,后期开采13号煤层时,9号、10号煤层作为上邻近层受采动影响,也要向13号煤层回采工作面涌出一定量的瓦斯。但9号、10号煤层应在前期开采8号煤层时,已经释放的一部分瓦斯,剩余瓦斯含量通过排放率进行计算。当13号煤层工作面回采时,计算每个邻近层瓦斯涌出量,通过计算得出矿井13号首采工作面煤层开采时,邻近瓦斯涌出总量为0.04m3/t。
根据矿井工作面布置规划[10]:先期矿井达产时在8号煤层内布置一个综采工作面,两个综掘工作面达产90万t/a;后期8号煤层回采结束后,在13号煤层内布置一个综采工作面,两个综掘工作面达产0.9Mt/a。
结合工作面瓦斯涌出量计算结果,得出矿井回采工作面的瓦斯涌出量预测结果,详见表3所示。
从表3可以看出,先期矿井开采8号煤层时,回采工作面相对瓦斯涌出量为0.36m3/t;后期8号煤层回采后,13号煤层回采工作面相对瓦斯涌出量为0.37m3/t。
5 结论
(1)通过对金地煤矿8号、13号煤层实测瓦斯含量和瓦斯组分的分析,得出:由于受井田中东部大面积13号煤层隐伏露头影响,可确定8号、13号煤层处于瓦斯风化带中的氮气—甲烷带。
(2)只有在甲烷带内,瓦斯含量才具有随埋藏深度增加而加大的规律,而在瓦斯风化带内,瓦斯赋存不均衡,无明显规律可循。根据本井田范围内煤层赋存特征,难以研究8号、13号煤层瓦斯赋存规律,无法进行瓦斯变化梯度等参数计算。
(3)按照金地煤矿的开采顺序(前期开采8号煤层,后期开采13号煤层)对不同生产条件下工作面瓦斯涌出量作出预测,为矿井长期稳定生产中的瓦斯安全管理提供了可靠地量化参考。
参考文献
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工作面瓦斯涌出 篇5
1 矿井概况
大水头煤矿始建于1958年, 在小窑平硐生产的基础上进行改造, 于1970年简易投产。经多次改造, 2008年矿井生产能力核定为220万t。目前矿井生产能力属于大型矿井, 矿井开拓方式为斜井多水平上下山开拓。井田含煤一层, 赋存于中下侏罗统 (J1+2) 上段地层中, 煤层平均厚度10.34m。
目前, 矿井生产主要在1260m水平和1180m水平, 有三个综放工作面, 3个煤巷掘面和2个岩巷掘面, 矿井开采过程中未出现过煤与瓦斯动力现象。煤层 (1#) 瓦斯含量为3.2~9.37 m3/t。呈现东高西低的特征, 瓦斯压力0.35~1.48MPa, 煤层透气性系数1.11~4.66m2/MPa2d, 属于可抽煤层。
2 瓦斯等级
1998年煤炭科学院重庆分院以渝煤研推字 (98) 第107号文提交了《靖远矿务局大水头煤矿煤与瓦斯突出危险性的评价》报告, 报告结论认为, 大水头煤矿为高瓦斯矿井。
矿井历年瓦斯总涌出量与相对瓦斯涌出量统计见表1。
根据以上大水头煤矿历年瓦斯鉴定统计资料, 矿井的瓦斯等级应为高瓦斯矿井。
3 构造煤发育及分布特征
根据现有地质资料, 大水头井田地质条件复杂, 断层及褶曲构造发育。在地质构造强应力作用下, 煤层物理性质发生较大变化, 尤其是断层及褶曲构造周围煤层松软破碎, 粘结性极差, 储气空间增大。井田构造煤主要是由断层应力作用揉搓或牵引造成, 故构造煤主要分布在断层破碎带或牵引带及其周围10~140m范围内, 构造煤的储量与断层构造性质及落差有关。一般情况下, 逆断层由于强挤压应力作用, 断层破碎带煤层堆积叠加, 构造煤厚度增加, 如本井田内刀楞山断层 (逆断层) 由于挤压应力作用, 断层周围60m范围煤层呈粉末状, 掘进及回采期间极易造成片帮抽冒, 瓦斯涌出量相对较高。正断层附近, 由于煤层受强牵引应力张性作用, 煤层受张拉作用变薄, 故煤层中瓦斯含量相对较低。
4 矿井瓦斯涌出资料统计及分析
大水头煤层瓦斯含量存在“东高西低”的赋存规律, 煤层赋存呈西浅东深趋势, 从井田走向划分:井田瓦斯含量由西到东为4.17~9.37m3/t。在掘进和回采过程中, 瓦斯绝对涌出量也遵循这一规律, 即“深高浅低”和“东高西低”。
根据采掘期间工作间实际瓦斯涌出量、煤层钻孔瓦斯含量及地质构造等资料, 综合分析得出矿井的瓦斯涌出量存在如下规律:一是同一区域沿倾斜方向开采深度越大, 瓦斯涌出量越大;二是同一回采水平煤层厚的区域, 瓦斯涌出量大;三是透气性差的煤层顶板较之透气性好的煤层顶板, 煤层瓦斯涌出量大;四是在地质构造集中区域瓦斯涌出量明显增大, 据统计资料其绝对瓦斯涌出量增量在1.8~3.5m3/min左右;五是在同一采区中首掘、首采工作面的瓦斯涌出量相对于同等条件的其他工作面明显要大, 据统计资料其绝对瓦斯涌出量增量为1.2~5.0m3/min;六是原始煤层的煤层结构越受到破坏, 煤层坚固性系数f值越小, 瓦斯涌出量则越大。
5 大水头矿井按煤层瓦斯涌出量级别分以下几个区域
5.1 瓦斯涌出量在5~10m3/min区域
矿井中一采区和中二采区在采掘生产中, 瓦斯涌出量大都为5~10m3/min。中101工作面和中202工作面分别是中一采区和中二采区的首采工作面, 瓦斯涌出量相对较大, 回采时瓦斯涌出量分别达到10 m3/min以上。
井田西部区域 (西一采区) 和南部区域 (东三采区) 煤层没有揭露, 西部煤层和南部煤层相对中部已开采煤层 (中一采区和中二采区) , 煤层平均埋深加深约70m, 而煤层厚度相对较薄, 平均为7米 (中部区域煤层平均厚度为10m) , 西部煤层和中部煤层瓦斯含量大都为4~5m3/t (南部区域煤层瓦斯含量没有测定) 。根据以上情况预测, 井田西部和南部区域煤层瓦斯涌出量与井田中部区域相近, 为5~10m3/min。
5.2 瓦斯涌出量为10~15m3/min区域
DF40大断层, 沿东西走向基本贯穿了整个井田, 长度约5.06km。地层产状变化较大, 岩心破碎。根据临近DF40号断层的中101回风顺槽和中202运输顺槽掘进时期的瓦斯涌出量情况, 预测DF40号断层带内 (140m范围) 瓦斯涌出量为10~15 m3/min。
根据东一采区已回采过的东115、东112工作面和正在回采的东113工作面的瓦斯实际涌出情况, 东一采区除花尖子向斜大褶曲区域外, 大部分区域瓦斯涌出量为10~15 m3/min。
5.3 瓦斯涌出量在15m3/min以上区域
矿井113工作面整个回采期间瓦斯涌出量基本上都为15~25 m3/min。根据东103工作面的瓦斯涌出情况, 预测东一采区花尖子向斜大褶曲区域内瓦斯涌出量在15 m3/min以上, 其中以向斜轴部瓦斯涌出量最大。
东一采区115工作面以北为井田东四采区, 东115工作面回采时瓦斯涌出量在15 m3/min左右, 由于受DF46号断层的影响, 预测矿井东四采区瓦斯涌出量在15 m3/min以上, DF46号断层带内瓦斯涌出量能达到20m3/min。
6 矿井接续工作面瓦斯涌出量预测
根据各个采区已回采工作面的瓦斯实际涌出量情况, 并结合各个采区的煤层埋深、煤厚变化情况以及煤层顶板岩性等, 预测东一采区各个综放工作面较之矿井其他采区的综放工作面, 瓦斯涌出量最大, 而且东一采区瓦斯涌出量会有南高北低的特征, 特别南部花尖子向斜与腰水背斜区域为高瓦斯带, 该区处于已采的东103及其南北相邻的东101、105工作面, 考虑到已回采的103工作面对其相邻工作面瓦斯释放的影响, 预测东101、105工作面回采时瓦斯涌出量会在15 m3/min以上。中二采区203工作面结合中201等已回采工作面的瓦斯涌出情况和中203煤层较薄的实际情况, 预测瓦斯涌出量也为5~10 m3/min。西二采区各工作面根据煤深、煤厚及煤层顶板岩性等情况, 预测回采期间瓦斯涌出量为5~10 m3/min。
7 结论
大水头井田地质构造复杂, 勘探程度相对较低, 本次所采用的地质资料不能完全反映井田瓦斯地质赋存特征及分布规律, 为了更加详尽地反映瓦斯地质赋存情况, 必须加强井田地质勘探工作, 对井田未开采区域进行高分辨率三维地震勘探, 及时收集各类地质资料, 不断完善井田瓦斯地质基础资料。
参考文献
[1]张子敏.瓦斯地质学[J]:中国矿业大学出版社, 2008.
工作面采落煤瓦斯涌出规律研究 篇6
瓦斯在煤层中有三种赋存状态, 分别为游离、吸附和吸收, 其中80%～90%的瓦斯以吸附状态存在。煤层未采动时, 吸附的瓦斯和游离的瓦斯处于动态平衡状态中, 即吸附状态的瓦斯分子和游离状态的瓦斯分子不断进行交换。受煤层采动影响, 煤中原有的瓦斯吸附平衡状态将被打破, 吸附平衡状态打破后, 煤中吸附的甲烷将向外扩散, 且随着时间的延长, 煤中吸附的甲烷量会逐渐减少。随着工作面的推进, 工作面采落煤不断被运出, 采落煤中的甲烷源源不断地逸散到采掘空间。但由于落煤方式不同, 造成采落煤的粒度差异较大, 煤中的甲烷放散特性亦有所区别, 最终导致甲烷解吸量大小不同。因此, 研究工作面采落煤甲烷涌出规律, 找出采落煤甲烷解吸量随时间的变化模型, 对瓦斯涌出量预测和瓦斯治理具有重要的意义。
2 试验地点概况
为了研究无烟煤落煤瓦斯解吸规律, 试验地点选择在沁水煤田永红煤矿3511运输顺槽掘进工作面。永红煤矿位于山西省沁水县, 井田走向长3.2km, 倾向宽2.65km, 面积8.517km2。2010年, 矿井绝对瓦斯涌出量为107.79m3/min, 相对瓦斯涌出量为37.49m3/t, 批复等级为煤与瓦斯突出矿井。
3511上分层运输顺槽为3511上分层回采工作面的运输巷道, 工作面位于新区3500 轨道大巷左侧, 是新区左翼上分层第2个综采工作面, 其西部和南部均为实体煤, 东侧与3500 轨道大巷相接, 北侧为3513综采工作面。3511上分层运输顺槽长度为1120 m, 开口于矿井新区3500运输大巷、3513综采工作面运输顺槽配巷左侧164 m处, 3511上分层运输顺槽配巷开口位置位于3511上分层运输顺槽右侧24 m处。该工作面煤层为一单斜构造, 煤层走向NW9°, 倾向NE9°, 倾角2～4°, 平均厚度5.98m, 变化不大, 含一层夹矸, 厚度平均0.1m, 岩性以炭质泥岩为主。顶板以炭质泥岩为主, 泥岩次之, 底板以粉砂岩为主, 泥岩次之。
3 采落煤甲烷解吸规律研究
为了研究采落煤甲烷解吸规律, 获取采落煤瓦斯解吸模型, 实验采用了瓦斯解吸仪对落煤不同时间段内的瓦斯解吸体积进行了测定。测定步骤为:将工作面采落煤在落煤瞬间不加分选地装入煤样罐内, 并迅速密封煤样罐, 将煤样罐与解吸仪连接, 启动秒表并读取不同时间段内的甲烷解吸体积, 直至5min内无甲烷解吸量为止, 然后, 打开煤样罐, 对原煤样 (包括水分和灰分) 进行称重。然后根据测定的不同时间段内甲烷解吸体积和煤样重量, 研究采落煤甲烷含量随时间的变化模型。
采落煤的甲烷解吸强度由下式计算:
式中:VL—采落煤甲烷解吸强度, mL/g·min;
t1、t2 — 测定时间, min;
Q1、Q2 —t1、t2时间下甲烷解吸体积, mL/min;
G — 煤样重量, g。
利用上述方法, 在永红煤矿3511运输顺槽工作面进行了落煤瓦斯涌出数据进行了测试。对测试数据进行加工处理, 按照公式 (1) 计算甲烷涌出强度, 通过对不同时间下的解吸强度进行回归分析, 回归曲线见图1。
由图1可知, 随着时间延长, 落煤瓦斯解吸强度逐渐减小, 且甲烷解吸强度与时间遵循形如式 (2) 的统计关系:
式中:V1 -经过 (l+t) 时间后, 采落煤的甲烷解吸强度, mL/g·min;
V0-相当于t=0时采落煤的甲烷解吸强度, mL/g·min;
t-采落煤的暴露时间, min;
a-衰减系数。
将公式 (2) 进行变形得:
LnVL=LnV0-α·Ln (1+t) (3)
式中: V0, a 为常数, VL 、 t 为测定数据。将实际测定数据代入 (3) 式, 即可求出V0和 a , 计算的V0和 a见表1。
其中, V0和a与工作面自然条件和开采技术条件有关, 自然条件有煤层瓦斯含量、煤层透气性、煤的坚固性系数和煤的瓦斯放散速度, 开采技术条件有采落煤的粒度组成和工作面推进速度等。为了使研究结果更加符合实际情况, 进行现场测试时, 对实验煤样粒度不加分选, 直接将新采落的煤块装入煤样罐中, 使得测试数据与实际落煤瓦斯涌出具有一致性。
在 (l+t) 时间点后的一个无限短时间段 (dt) 内, 单位采落煤的甲烷解吸体积由下式表示:
dVL=V0 (1+t) -αdt (4)
对式 (4) 进行积分, 获得的单位时间段内采落煤瓦斯涌出总量为:
VL=∫
进一步积分后得:
式中:VL—单位时间内落煤总瓦斯涌出量, mL/min;
V0—相当于t=0时采落煤的甲烷解吸强度, mL/g·min;
t—采落煤块的暴露时间, min;
a—衰减系数。
该式即为单位时间内落煤瓦斯涌出总量计算模型。
对于3511运输顺槽工作面:
该式即为3511工作面单位时间内落煤瓦斯涌出总量计算模型。
4 结论
⑴通过对无烟煤不同时间段内的瓦斯解吸量进行测试, 获取了不同时间段瓦斯解吸强度随时间的变化规律;
⑵根据无烟煤不同时间段内的瓦斯解吸数据, 研究得到了3511工作面单位时间段内落煤瓦斯解吸量模型;
⑶因解吸强度诸多因素有关, 因此, 建议矿井在生产过程中对工作面瓦斯涌出强度进一步研究, 分析各因素对其影响规律。
摘要：落煤瓦斯解吸量的大小和快慢直接影响采掘面瓦斯涌出量, 通过测定落煤不同时间段内瓦斯解吸量来研究其瓦斯涌出规律, 建立无烟煤采落煤瓦斯解吸强度与时间的关系式, 研究采落煤瓦斯解吸量随时间的变化规律, 得到单位时间内采落煤瓦斯涌出总量计算公式, 由此可推导出任一时间段的落煤瓦斯涌出量, 给矿井工作面通风和瓦斯治理提供了基础依据。
关键词：落煤,瓦斯涌出,解吸强度
参考文献
[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1992.
[2]王佑安.煤矿瓦斯防治[M].北京:煤炭工业出版社, 1997.
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工作面瓦斯涌出 篇7
在灰色系统中, 随机过程可看作是发生在局部时空区域的变化过程, 灰色变量可通过随机量得到, 对无规则序列或离散数列可通过有限次的生成将无规序列变成满足灰色建模条件的有规序列, 灰色预测最终目的是发现系统的内在规律, 通过已掌握的系统规律对系统在一定时空区域的状态作出科学的定量预测, 为系统规划提供依据, 建立的GM (n, k) 模型中, n代表阶数, k代表变量个数[1]。
1 GM (1, 1) 模型
1.1 GM (1, 1) 模型的离散响应方程
GM (1, 1) 是目前应用最广泛的灰色模型, 其预测的基础是基于累加生成[2]。
设为非负序列, 为的一阶累加生成序列:
可以建立白化形式的方程为:
该式为一阶单变量灰微分方程模型。
记参数向量为, 式中参数可用最小二乘法求解, 即:
则。
式 (1) ~式 (2) 中, x (0) 为预处理数列;x (1) (k) 为一阶累加数列;n为阶数;k为变量个数。式 (3) ~式 (4) 中, B为数据矩阵;YN为数据列;b为一阶微分数列;a为x (1) 的参数数列。
离散响应方程为:
1.2 GM (1, 1) 模型的检验
有三种方法可对灰色模型进行检验:检验数列的残差大小;检验数列的关联度, 是预测曲线和参考曲线相似程度检验;检验数列的后验差, 通过对数列的统计特性进行检验。
本文采用的是后验差检验, 其公式如下:
后验差比值 (或称均方差比值) c为:
小误差概率p为:
式 (6) ~式 (7) 中, S1为的方差;为残差的平均值;S2为的方差, 为残差。
给定p和c, 可以确定模型拟合精度的等级。表1中的四种精度检验等级可供检验模型时参考。
2 插值法在灰色系统中的应用
2.1 灰色模型的预处理
灰色预测法中自变量一般是以等间隔时间为x轴, 瓦斯涌出量为y轴, 研究瓦斯涌出量随时间的变化关系。研究选取的对象是日产量与日最大瓦斯涌出量, 通过对数列的分析得出两者之间的函数关系。在建模前需对数列进行处理, 使其符合灰色预测模型的建模要求, 通过使用插值算法对数列预处理, 使产量序列的时间间隔相等。
2.2 线性插值
已知函数f (x) 在区间[xk, xk+1]的端点上的函数值求一个一次函数, 使得其几何意义是:已知平面上两点、求一条直线过该已知两点。
由直线的点斜式公式可得拉格朗日型插值多项式:
式 (8) 中, yk为端点xk的函数值;lk为中点值。
3 实例分析
3.1 使用灰色预测法预测81003综采工作面相对瓦斯涌出量
预处理81003工作面产量与相对瓦斯涌出量原始数据序列, 选取相同产量下对应的最大相对瓦斯涌出量, 如表2。
利用MATLAB进行插值, 并编写灰色预测程序, 可得灰色预测离散响应方程为:
因此:
实际瓦斯涌出量与预测瓦斯涌出量曲线图, 见图1。
3.2 后验差检验
根据MATLAB所编写程序计算可得, 的方差S1为2.326 5;残差的平均值q軈为-0.006 3;的方差S2为20.741 8。
因此可得后验差比值 (或称均方差比值) c为0.334 9小于0.35, 小误差概率p为1, 检验结果为好。
4 结语
不单独考虑煤矿瓦斯涌出的各种影响因素, 把瓦斯涌出量的大小看作一个灰色系统, 通过灰色预测, 得出整体因素对瓦斯涌出量的影响。并对预测模型进行后验差检, 模型预测精度等级为好。
参考文献
[1]吕光华.矿业灰色系统[M].北京:煤炭工业出版社, 1993.
工作面瓦斯涌出 篇8
鄂庄煤矿井田总体呈东西走向, 南北为一大向斜, 向斜南翼坡度平均为12°, 向斜北翼平均为30°靠近向斜轴部的两翼断层构造发育, 岩层破碎。7层煤107采区深部煤层中瓦斯含量较高, 一般炮眼瓦斯浓度在50%～70%, 最高炮眼瓦斯浓度达到92%。煤层具有自燃倾向性, 1712面走向长度1 700 m, 倾斜长度185 m, 采用“U”型通风方式, 上行风。工作面计划风量为385 m3/min, 实际风量达到957 m3/min, 但工作面上隅角仍然时常出现瓦斯积聚, 由于工作面煤层厚度只有1.3 m, 风速已经达到2.81 m/s, 继续增加风量必然会增大工作面的粉尘飞扬, 不利于工作面人员的工作。为解决上隅角瓦斯时常超限的情况, 在“U”型通风方式上采取了多种措施, 仍有瓦斯超限的情况, 后改为“Y”型通风, 即在1712面上部新打了一条巷道, 与1712面回风巷形成平行巷道, 通过联络巷将两条巷道沟通, 经集团公司批准后, 调整通风系统, 形成了“Y”通风方式。但沿空留巷段回风流中瓦斯浓度达到0.5%～0.7%, 靠近巷帮处瓦斯浓度有时达到2.3%。
2 通风方式与瓦斯涌出的分析
2.1“U”型通风对瓦斯积聚的影响
“U”型通风方式通常会在工作面的隅角处形成无风区或微风区, 造成瓦斯积聚, 采用一系列的措施, 能够起到一定的作用, 但当瓦斯涌出量较高时, 并不能保证瓦斯不超限。
(1) 使用抽出风机抽排隅角瓦斯。使用抽出风机, 风筒吸风口可将上隅角处积聚的瓦斯带走, 但由于抽出风机的吸风作用, 在风筒吸风口的上方的涡流区, 形成的微小负压区, 成为瓦斯集中区域, 仍然容易造成瓦斯超限。
当采空区出现大面积冒顶, 会造成采空区中积聚的瓦斯在短时间内大量扇出, 2×5.5 kW抽出风机的风量在180～230 m3/min, 当采空区冒顶扇出的风量大于抽出风机的吸风量时, 造成工作面回风流中瓦斯超限。
(2) 挡风障引风。在上机窝处打挡风障, 可以使工作面风流到达上隅角, 稀释了上隅角处积聚的瓦斯, 消灭了无风区。但同时增加了工作面的回风阻力, 减少了工作面的风量, 使工作面回风流中的瓦斯浓度相对增加, 当采空区瓦斯涌出量较高时, 仍然会造成上隅角处瓦斯浓度超限。
(3) 上端头超前工作面。采取上端头始终超前工作面一排柱子的措施, 即上隅角切顶排始终提前回一排柱子, 减少上隅角面积, 有一定的效果, 但采空区瓦斯浓度积聚较高时, 仍然会逸散到切顶排以里上隅角处, 造成瓦斯积聚。
2.2“Y”型通风沿空留巷回风对瓦斯积聚影响
“Y”型通风沿空留巷回风通风方式如图1所示。
(1) 上隅角瓦斯情况。工作面上、下巷进凤, 下巷进风量700 m3/min, 上巷进风量200 m3/min。上巷采用沿空留巷进行回风, 有效解决了工作面上隅角瓦斯积聚的情况。
(2) 沿空留巷封闭情况。沿空留巷段采空区密封采用矸石、料石、水泥砌筑, 墙体厚度5 m, 砌好后墙面进行喷浆, 密闭泄漏瓦斯。由于采空区的动压不稳定, 沿空留巷经常出现瓦斯泄漏。
(3) 由于沿空留巷段处在负压区, 下巷进风有少量的风流通过采空区回到沿空留巷段, 容易造成采空区浮煤出现自燃。
3 采取的措施
(1) 将“Y”型通风沿空留巷回风, 改为“Y”型通风沿空留巷进风的通风方式。调整通风系统后, 工作面由下巷和沿空留巷段进风, 上巷回风, 工作面的风流由下巷进风后, 折返到工作面的上巷回风, 由下巷进入的风量为690 m3/min, 沿空留巷段新风风量200 m3/min新鲜风流直接进入上巷回风, 风流不再对采空区形成负压影响, 避免了采空区的瓦斯涌出。“Y”型通风沿空留巷进风通风方式如图2所示。
(2) 沿空留巷封闭由料石墙喷浆改为矸石加粘土墙。矸石墙厚5 m, 先砌筑2 m后, 中间充填1 m的粘土, 再用双抗网包括矸石进行充填, 厚度2 m。由于粘土具有很强的塑性, 在动压区能够有效的封闭采空区的瓦斯泄露。
(3) 将沿空留巷段的巷道下帮每1 m布置一条锚索, 采用加厚的W钢带将顶板锚索连在一起, 保证了对巷道顶板支护的整体性。
(4) 采用单体支柱对后维护段进行加强支护, 保证了顶板不出现大的离层, 确保后维护段密闭严密不漏风。
4 取得的效果
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