平煤六矿戊8―22310工作面瓦斯涌出规律研究

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1、平煤六矿戊8―22310工作面瓦斯涌出规律研究　　摘要：通过对戊8-22310工作面瓦斯涌出数据分析，运用瓦斯流动及涌出的基本理论和回归分析方法，分析了工作面瓦斯涌出规律，探讨了工作面煤壁及落煤瓦斯涌出量与日产量的关系及采空区瓦斯涌出量与工作面推进速度的关系。0引言平煤六矿位于河南省平顶山市中心西北约8km处，是中平能化集团大型骨干矿井之一，该矿生产能力350万t/年，是煤与瓦斯突出矿井。戊8煤层是该矿区域防突开采保护层，戊8-22310工作面作为一个保护层开采工作面，来自邻近层以及本煤层瓦斯涌出对正常采掘

2、生产影响较大。为此，通过收集工作面自回采以来的通风及瓦斯涌出数据，分析戊8-22310工作面瓦斯涌出规律，为制定合理的瓦斯治理措施打下基础。1戊8-22310工作面概况5戊8-22310工作面作为一个上保护层开采的工作面，开采过程中瓦斯涌出量大，属于瓦斯重灾区。该工作面走向长度1796m，采长177m，圈定可采储量约102万t，采用一进两回的“U+L”型通风方式，即机巷进风、风巷和专排巷回风。机、风巷及专排巷设计断面13m2。工作面通风示意图，如图1所示。考察期间戊8-22310工作面瓦斯涌出总量较大，平均

3、涌出量达到35m3/min左右，部分开采时间段瓦斯涌出总量超过40m3/min，回风巷、上隅角瓦斯浓度维持在0.5%左右，专排巷瓦斯浓度相对较高平均达到1.8%左右，瓦斯涌出量相对较高。图1戊8-22310工作面通风示意图2戊8-22310工作面瓦斯涌出规律众所周知，煤层一旦被暴露或采动，原有的瓦斯压力平衡就会遭到破坏，煤体中的瓦斯立即解吸并向外放散。随着回采工作面的推进，工作面煤壁上的煤被不断采落、运出，其所含有的瓦斯也就源源不断地释放到工作面风流中，该工作面作为一个保护层开采工作面，采空区遗煤瓦斯及邻近

4、层瓦斯，在采动过程中也源源不断的涌向工作面[1]。所以，研究回采工作面瓦斯涌出规律，实际上就是找出煤壁瓦斯、采空区瓦斯随开采速度及日产量的变化特性关系。2.1煤壁及落煤瓦斯煤涌出随日产量变化关系5工作面煤壁及落煤涌出的瓦斯，大部分由工作面风流直接带入至回风巷道中，只有少部分瓦斯在工作面沿程漏风流的作用下带入至采空区内，并随采空区涌出瓦斯一起由工作面专排巷及抽采系统排出[2]。由于工作面瓦斯浓度在工作面巷道内大体符合线性分布，因此取工作面漏风风流的瓦斯浓度为工作面瓦斯浓度的平均值，根据该矿通风数据，由工作面漏

5、入采空区内的风量约为150m3/min，因此由漏风瓦斯浓度和漏风量可以计算得出由工作面漏入采空区的瓦斯量，由工作面风量及瓦斯浓度可计算得出工作面瓦斯量，两者之和即为工作面煤壁及落煤瓦斯涌出总量，结合考察期间该工作面日产量数据可以得出工作面内煤壁及落煤瓦斯煤涌出随日产量变化情况如图2所示。回归方程为，y=-4×10-7x2+0.0024x+5.3768，y―煤壁及落煤瓦斯涌出量，x―工作面日产量，R―相关性系数，R2=0.2362。由图2可知工作面煤壁及落煤瓦斯涌出量总体上随着日产量的增加而增大，但从回归方程

6、来看，他们两者之间线性关系不明显，R2仅为0.2362。2.2工作面采空区瓦斯涌出随工作面推进速度变化关系图2工作面内煤壁及落瓦斯煤涌出随日产量变化情况作为上保护层开采的戊8-22310工作面，在开采过程中，邻近层瓦斯将通过裂隙涌入采空区，然后在压差的作用下涌入到回采工作面[3]。采空区瓦斯的大量涌出严重威胁工作面的安全生产。因此为了更好的治理戊8-22310工作面的瓦斯，对该工作面采空区瓦斯涌出规律的研究就显得尤为重要。根据戊8-22310工作面的生产数据，对采空区瓦斯涌出量随工作面推进速度变化情况进行分

7、析，如图3所示。图35工作面的采空区瓦斯涌出随工作面推进速度变化情况回归方程为，y=-1.52x2+13.49x+3.58，y―采空区瓦斯涌出量，x―工作面推进速度，R―相关性系数。由图3可以看出，随工作面推进速度的加快，采空区内瓦斯涌出量总体呈现增大的趋势，从回归方程来看R2为0.7624，两者之间有明显的函数关系，当工作面推进速度小于4m/d时，随工作面推进速度的增加采空区瓦斯涌出量增加速率较快，然后推进速度继续加快时采空区瓦斯涌出量增加缓慢。这说明随工作面推进速度的加快，采空区绝对瓦斯涌出量逐渐增大，

8、而采空区相对瓦斯涌出量则逐渐减小。分析认为：工作面的推进速度直接影响上覆岩层的移动变形，当工作面推进速度慢时，上覆岩层冒落充分，采空区能充分压实，采空区容纳瓦斯的空间减小，因此采空区瓦斯涌出量增加；相反，当工作面推进速度快时，上覆岩层变形相对较小，采空区容纳瓦斯的空间相对较大，内部可以积存大量瓦斯，因此采空区相对瓦斯涌出量就减小。3结论1）通过对戊8-22310工作面自回采以来的通风及瓦斯涌出数据分析，得出工作面