阳泉地区某矿15号煤层瓦斯涌出量预测和技术治理

赵文利，王光伟

（1.大同煤炭职业技术学院，山西大同 037003;2.山西省煤炭工业厅，太原 030012）

阳泉地区某矿15号煤层瓦斯涌出量预测和技术治理

赵文利1，王光伟2

（1.大同煤炭职业技术学院，山西大同 037003;2.山西省煤炭工业厅，太原 030012）

通过对阳泉地区某矿15号煤层采煤工艺和采煤系统的介绍，及瓦斯涌出规律的研究，较准确的预测了15号煤层瓦斯涌出量，在工作面的瓦斯涌出总量中，开采层工作面占整个开采工作面瓦斯涌出的大致34%，邻近层瓦斯涌出量，大致为22.21～22.81 m3/min，占整个回采工作面瓦斯涌出的大致66%，并介绍了该生产矿，回采工作面瓦斯抽放的技术特征，为周边矿井的瓦斯防治工作，提供一些参考价值。

瓦斯涌出量；预测；抽放方案

1 预测的方法及预测参数的取值

阳泉地区某矿的15号煤层采用分层的综合化开采方法，先开采上分层煤炭，高度3 m，在上分层煤炭开采后，下分层煤炭便直接暴露于空气中，使下分层煤层中的瓦斯不断的涌入上分层煤层，开采上分层瓦斯涌出量大于开采下分层时，因为由于受上分层综采的影响，内错式布置的下分层煤体得到了不同程度的卸压，透气性普遍增强。因此，从制定合理的通风设计和严防治瓦斯超限的这两个角度，只需对15号煤层上分层工作面利用分源预测法预测[1]。

2 矿井瓦斯涌出量的预测

根据矿井在设计时，考虑到矿井主扇通风能力和瓦斯防治的需求，对矿井未开采的煤层区域进行了最大瓦斯涌出量的数据预测[2]。结果如表1-表4所示：

表1 回采面瓦斯涌出预测结果

表2 掘进面瓦斯涌出量预测结果

表3 上层采区瓦斯涌出量预测结果

表4 上分层瓦斯涌出量预测结果

由表4可以看出：15号煤层第一采区在回采过程中，绝对瓦斯涌出量最大值为185.27 m3/min，相对瓦斯涌出量的最大为97.82 m3/t；15号煤层第二采区回采期间，绝对瓦斯涌出量最高值达到了182.43 m3/min，相对瓦斯涌出量最大值达到96.32 m3/t，从中我们可以得出一采区瓦斯的绝对相对瓦斯涌出量均略微大于二采区瓦斯的绝对相对瓦斯涌出量。

3 矿井瓦斯涌出结果分析

由预测结果可知，矿井瓦斯涌出量，为在182.43～185.27 m3/min范围之内，其中，回采瓦斯涌出，在106.32～114.36 m3/min范围之内，占全矿井瓦斯涌出的58.28%～61.73%；掘进面瓦斯涌出，在10.44～14.30 m3/min范围之内，占全矿井瓦斯涌出的5.72%～7.72%，采空区涌出，在56.61～65.68 m3/min范围之内，约占全矿井瓦斯涌出的30.56%～36.00%。在回采瓦斯涌出中，开采层为在22.21～22.81 m3/min范围之内，约占整个回采工作的34%，邻近层为在41.17～44.28 m3/min范围之内，约占整个回采工作的66%，这与其他矿井的瓦斯涌出量的结构组成是基本相同的。

4 瓦斯治理技术研究

根据地质资料数据研究，15号煤全部属于难抽放煤层，通过观测研究，可以发现进风巷道钻孔抽采量变化情况分为三个阶段[3]，距离工作面大约21.3 m以外的区域，为瓦斯抽采的原始期；第二阶段，从距采煤机21.3 m处到10.3 m处为瓦斯抽采的增长期；第三阶段从10.3 m处至抽采钻孔口为衰减期。

a.瓦斯抽采原始期内煤体内的瓦斯处于应力平衡状态，瓦斯抽采量都比较小，抽采效果不好。其中单孔抽采量在0.001 8～0.04 m3/min之间，平均为0.013 m3/min。

b.瓦斯抽采增长期内的煤体受到采煤机截齿开采松动的影响，煤体中形成大量的采动裂隙，应力平衡打破，瓦斯由吸附态变为大量的游离瓦斯，瓦斯涌出量开始成比例增长。本阶段内钻孔瓦斯抽采保持上升势头，达到峰值，其中单孔均值为0.034 5 m3/min，幅度在2.19～4.85倍之间。

c.瓦斯抽采衰减期。随着采煤机的继续推进，煤体采动裂隙逐渐开始闭合，钻孔瓦斯的抽采量便下降，最终归于零。据调查阳泉地区某矿瓦斯抽采资料：本煤层和邻近层瓦斯综合抽采过程中，抽采效果保持较稳定的状态，平均为3.759 m3/min，在抽采总量中开始的98.98%峰值降至3.36%；高抽巷在开抽初期，抽出瓦斯量相对很少，平均只有8.26 m3/min；但当基本顶初次来压时，高抽巷开始抽上大量的瓦斯，瓦斯量逐渐达到峰值46.67 m3/min，约占到总量的90.87%；之后由于负压的原因开始下降，最小时占总量的77.73%；可见，在回采综采工作面中，瓦斯综合治理中，主要做法是抽采邻近层瓦斯。

5 结束语

通过对该矿瓦斯涌出量是利用分源预测法预测的，得出的结果为瓦斯涌出值为182.43～185.27 m3/min，其中，回采工作面占瓦斯涌出总量的58.28%～61.73%；掘进面瓦斯涌出占总量的5.72%～7.72%，采空区瓦斯涌出占总量的约为30.56%～36.00%。所以，建议该矿在治理工作面瓦斯时，一是要在本煤层预抽瓦斯的的基础上，二是利用瓦斯尾巷有效解决上隅角瓦斯超限问题，保证安全生产，同时注意加强高抽巷，在治理邻近层瓦斯涌出方面的发挥重要作用。

[1]张西志.利用分源法预测矿井瓦斯涌出量[J].中州煤炭，2006（6）：66-68.

[2]田新亮.阳泉矿区本煤层开采卸压瓦斯运移和涌出规律研究[J].煤炭工程，2011（5）：65-68.

[3]蒋光勇，苏举端.深热矿井保护层采面瓦斯综合治理技术[J].煤炭科技，2012（1）：80-83.

Gas Emission Prediction and Control of No.15 Coal Seam in a Mine in Yangquan

ZHAO Wenli1,WANG Guangwei2
(1.Datong Vocational and Technical College of Coal,Datong 037003,China;
(2.Department of Coal Industry of Shanxi Province,Taiyuan 030012,China)

Mining techniques and mining system of No.15 coal seam in some mine in Yangquan were introduced.The analysiscould accurately predictitsgasemission.Thismining face accounted for about 34% of the overall gas emission.The gas emission from adjacent seams was about 22.21～22.81 m3/min,taking up around 66%.In addition,technological properties of the were presented,which could provide some reference for the gas control in surrounding mines.

gas emission;prediction;drainage plans

TD712.5

A

1672-5050（2015）03-0034-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.03.012

（编辑：薄小玲）

2015-02-03

赵文利（1982-），男，河北阳县人，硕士，讲师，从事煤矿安全生产工作。