急倾斜特厚煤层开采工作面瓦斯涌出量预测方法的建立及应用

王骞

摘 要：现阶段，急倾斜特厚煤层开采工作面当中，井瓦斯涌出量预测方式还存在一定问题有待解决，并且经过我们的调查与分析，可以了解到，在我国各地区急倾斜特厚煤层开采工作当中，常用的分源预测法也是存在一定不足的。近年来，人们通过瓦斯质量守恒定律，研究出了巷道瓦斯排放影响系数的计算方式。从而通过对邻近层瓦斯涌出量预测计算方式的思考，建立了开采分段下部卸压煤体瓦斯涌出量预测相关的数学表达式，在这样的情况下，急倾斜特厚煤层水平分段开采工作面的瓦斯涌出量预测方法也得以形成，在相关人员实际应用期间，可以证实该方法的应用所达成的预测效果较好，并且具有合理性与可行性。

关键词：急倾斜;特厚煤层;开采工作面;瓦斯涌出量;预测方法

相对来说，我国急倾斜特厚煤层资源储存量是非常丰富的，但是在开采方面难度也是比较大的，在实际工作期间，顶板、瓦斯、采煤工艺冲击以及装备等因素，都有可能对开采质量与效率造成影响。随着社会经济与科学技术水平的提升，水平分段综放采煤方法逐渐被采煤企业所广泛应用，在这样的前提下，采煤工艺以及装备对急倾斜特厚煤层高校开采的影响，也随之减小。除此之外，通过我国相关专业的不断研究，急倾斜特厚煤层顶板以及冲击方面的问题，也在一定程度上得以攻克。现阶段，水平分段开采矿井工作的主要影响就是瓦斯灾害，因此本文将对急倾斜特厚煤层开采工作面，瓦斯涌出量预测方式的建立与使用进行具体探究。

1·现阶段水平分段开采工作面中瓦斯涌出量预测方法存在的问题

1·1矿山统计法存在的不足

矿山统计法是比较传统的一种瓦斯涌出量预测方法，该方法在瓦斯风化带以下，并且外推垂深不超过100-200米的区域，是比较适用的，但是要想得到预测数据，还需要至少积累一年以上的瓦斯涌出资料，才能够得以实现。由此可见，在预测区与回采区域的瓦斯地质，以及开采技术条件高度一致的情况下，矿山统计法才能发挥自身的作用与意义。因此该瓦斯涌出量预测方式，在一定程度上是存在局限性的，不利于急倾斜特厚煤层开采工作面，瓦斯涌出量预测工作的顺利进行。

1·2分源预测法存在的不足

目前，煤矿行业当中最为常见的瓦斯涌出量预测方法，就是分源预测法。该方式是通过急倾斜特厚煤层水平分段开采工艺特点、前人的研究成果以及相关工作人员的工作经验而形成的。经过我们的调查与分析，可以了解到，水平分段开采工作面瓦斯涌出的来源是比较广泛的，其中主要来源包括顶煤瓦斯涌出、落煤瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出、开采分段下部卸压煤体瓦斯涌出，以及上部老采空区瓦斯涌出等等。我们将对与常见的工作面相比，可以发现，下部卸压煤体和上部老采空区瓦斯涌出是新增的，但是水平分段工作面当中分源预测法的应用还存在一定問题有待解决。首先，分源预测法可能会受到工作面长度的影响，在实际计算之后，开采层瓦斯涌出量预测结果为负值的现象屡见不鲜，由此可见，分源预测法的准确性有待提升。其次，如果在分层开采的情况下，对本煤层瓦斯涌出量进行预测工作，急倾斜特厚煤层在沿煤层倾向上分层当中，将不会受到煤层厚度的限制，而相关标准当中，瓦斯涌出量最多不超过分层开采的4层，因此要想实现更多分层开采瓦斯涌出量系数的研究是比较困难的，相关专家需要进行进一步的考察。除此之外，如果按照邻近层瓦斯涌出量，对下部卸压煤体瓦斯涌出进行计算，那么相关预测人员，应选取与开采分段一定间距煤层的瓦斯含量，以及排放率为基本数据，但是在这样的情况下，煤层分段厚度的确定又缺少依据[1]。

2·瓦斯涌出量预测方法在水平分段开采面的实际应用

我们通过水平分段工作面瓦斯涌出来源的探究，可以了解到，该来源主要为邻近层与开采分段，除此之外，相关工作人员也应重视开采分段下部卸压煤体，和上部老采空区涌向回采空间的瓦斯。在实际工作期间，我们可以发现，工作面下部卸压煤体的瓦斯涌出，与邻近层瓦斯涌出是十分相似的，但是二者之间也不是完全相同的，例如：分段开采的上下分段煤层之间是不存在岩层的，并且开采分段垂距的增加，对于煤层瓦斯含量是具有直接影响的，由此可见，煤层瓦斯含量与开采分段垂距都是呈现连续变化的趋势。而二者之间的相同之处就是工作面的回采，是导致瓦斯涌向工作面的基本原因，在这样的情况下，煤岩裂隙的二次分布、发育现象也有可能产生，卸压瓦斯以采动裂隙及原煤岩孔等系统为通道，从而使总体流向发生改变。除此之外，开采分段下部煤体的瓦斯排放率，还会受到开采分段距离的影响。在开采距离逐渐增大的情况下，开采分段下部煤体的瓦斯排放率会随之减小[2]。

3·瓦斯涌出量预测方式在水平分段工作面的应用

某煤矿位于中国东北部，其煤层具有易自燃性，煤层的平均厚度为17·4和23·8，煤矿下部主要由实体煤组成，而两侧则为煤层顶底板，在这样的基础上进行开采工作，开采分段会随着生产力、工作面以及回采率相关参数的变化而变化，在这样的情况下，瓦斯涌出量也会存在一定的变化，我们将工作面参数以及瓦斯含量等参数，代入到瓦斯涌出量预测方法当中，则可以实现开采分段相对应瓦斯涌出量的计算[3]。

总结语

综上所述，在我国煤矿行业当中，瓦斯灾害存在已久。瓦斯抽采与通风是瓦斯灾害相关问题治理的主要措施，而工作面通风与瓦斯抽采设计的基础工作，则是工作面瓦斯涌出量的预测，瓦斯涌出量预测结果对于矿井的采掘安全具有直接影响，因此我国在这一方面也具有严格规定，但是现阶段瓦斯涌出量预测方式中还存在一些问题，要想实现煤矿行业的发展，相关人员还需进行认真的探究，从而建立出一套合理的水平分段开采工作面，瓦斯涌出量预测方式。

参考文献

[1]刘军.急倾斜特厚煤层开采工作面瓦斯涌出量预测方法的建立及应用[J].矿业安全与环保，2019，46（01）：51-55+60.

[2]张基伟.王家山矿急倾斜煤层长壁开采覆岩破断机制及强矿压控制方法[J].岩石力学与工程学报，2018，37（7）：1776-1776.

[3]贠东风，王震，伍永平.大倾角特厚煤层工作面圆弧段割煤工艺仿真研究[J].煤炭科学技术，2019，47（04）：55-61.