掘进巷道煤壁瓦斯涌出极限长度研究.pdf

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1、能源技术与管理2013年第38卷第4期24EnergyTechnologyandManagementVo1．38No．4doi：lO．3969／j．issn．1672-99432013．04．009掘进巷道煤壁瓦斯涌出极限长度研究贺依宁-，闫斌移z，李淑艳(1．神华神东煤炭集团安监局，内蒙古鄂尔多斯017209；2．煤炭科学研究总院沈阳研究院煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁抚顺113122)[摘要]矿井瓦斯涌出量预测是矿井通风设计、制定瓦斯防治措施的依据，巷道煤壁瓦斯涌出极限长度的确定对于煤巷掘进工作面瓦斯涌出量预测尤为关键。通过对保德煤矿88501回采工作面胶

2、运顺槽试验研究，得出了保德煤矿88501回采工作面掘进巷道瓦斯涌出极限长度，提高了煤巷掘进工作面瓦斯涌出量预测的准确性。[关键词]掘进巷道；煤壁；瓦斯涌出；极限长度[中图分类号]TD712+．5[文献标识码]B[文章编号]暴露面积、巷道掘进速度、掘进巷道煤壁排瓦斯极1试验区概况限长度以及煤的挥发分等因素有关。88501回采工作面为保德煤矿五盘区首采工2．1巷道煤壁瓦斯涌出强度测定作面，位于8号煤层集中主、辅运大巷以西，五盘巷道煤体中的瓦斯随着掘进巷道的推进由煤区主、辅运大巷正北，78101采空区以南，以西为体裂隙涌向巷道风流，其涌出量大小随时间的延未开发煤体。煤

3、层倾角2~-5。，平均3．6。；煤层走向长而呈衰减趋势。研究认为，巷道煤壁瓦斯涌出量340。，倾向280。。煤层底板标高715～742m，最大与煤壁暴露时间存在一定函数关系。通常以煤壁相对高差27m。88501回采工作面胶运顺槽位于瓦斯涌出强度来表示，其意义为单位时间内单位8号煤层中，采用连续采煤机和掘锚一体机的掘进煤壁涌出的瓦斯量。煤壁瓦斯涌出强度取决于煤方式，巷道断面15m，平均掘进速度为20m／d。层瓦斯含量、煤的透气性、煤的物理和化学性质、通过对该回采面掘进巷道的研究，得出保德煤矿煤层瓦斯压力、巷道掘进速度及煤壁暴露时间等。煤巷瓦斯涌出极限长度，为矿井瓦

4、斯治理提供了假设其他条件固定不变，煤壁瓦斯涌出量与煤壁理论依据。暴露时间存在一定函数关系，且随着时间延续，煤壁瓦斯涌出量呈下降趋势瞳]。2掘进工作面瓦斯涌出分析为了确定保德煤矿8号煤层掘进工作面煤壁在该巷道掘进过程中，巷道周围煤体中原有瓦斯涌出量口随煤壁暴露时间t的变化曲线，科的应力平衡被破坏，在煤体内部到巷道煤壁一定研人员在保德煤矿88501回采面胶运顺槽进行了范围内产生了应力梯度，与此同时，由于煤体遭到大量的测定工作：在88501回采面胶运顺槽5m破坏，大量吸附瓦斯由吸附状态解吸而变为游离处起，每隔100m布置1个测点，共布置5个测瓦斯。在煤体内部到煤壁之间

5、存在的瓦斯压力梯点，测点布置如图1所示。连续1a每天测定这5度作用下，通过因煤体被破坏而构成的裂隙向巷个测点通过的风量及风流中的瓦斯体积分数，从道风流中涌出。巷道掘进时，增加了巷道周围煤体而计算出各段巷道的瓦斯涌出量，根据各段的巷的破碎，也产生了很多裂隙，加速了煤中的瓦斯由道长度，计算出煤壁瓦斯涌出量g值。并按照巷吸附状态转变为游离状态，并迅速涌入巷道风12345流⋯。该掘进巷道风流中的瓦斯来源于两部分，一部分为掘进落煤瓦斯涌出，一部分为巷道煤壁瓦‘斯涌出，掘进落煤瓦斯涌出量是单位时间内单位一l质量剥落煤炭的瓦斯涌出量，主要和掘进巷道断面大小、巷道掘进速度、煤层

6、瓦斯含量、瓦斯残存2345量等因素有关。煤壁瓦斯涌出量大小和巷道煤壁煤壁瓦斯涌出测点布置示意图2013年8月Feb．，2013贺依宁，等掘进巷道煤壁瓦斯涌出极限长度研究25道掘进速度，求出该段巷道平均暴露时间t，最后强度口可表示为：作出口一t关系曲线图。q=O．0231(1+t)m。(5)2．2掘进巷道瓦斯涌出量测定2．3掘进巷道煤壁瓦斯涌出的极限巷道长度科研人员在保德煤矿88501回采面胶运顺槽设煤壁瓦斯涌出相对衰减系数：叼=卫一(6)掘进工作面，对8号煤层掘进巷道煤壁瓦斯涌出g0贝0：=(1+f)m(7)强度与暴露时间关系进行了长达1a的测定。对由式(7)可

7、得在不同的暴露时间t时的值，所测数据采用计算机回归分析，得到88501回采如表1所示。面胶运顺槽掘进工作面瓦斯涌出强度与暴露时间表1在不同暴露时间下的竹值的关系曲线。巷道煤壁瓦斯涌出强度q与暴露时间t的关系式可表示如下：时间／d515203O6012018O240300360g=可(1)出23．8810．908刀6_433．742．16I．51．25_09式中q一经过l+t时间后，巷道煤壁瓦斯涌从表中可以看出，当煤壁暴露15d时，其瓦出强度，m3／m·min；斯涌出量为初始瓦斯涌出量的10．90％，30d时为『_瓦斯涌出初速度，相当于t=O时6．43％，60d时

8、为3．74％，120d时