楊家灣礦井6#煤首采工作面相對瓦斯涌出量預測

摘 要：文章以山西省河東煤田楊家灣礦井地勘資料為依據，采用分源預測法，詳細預測了6#煤層首采工作面相對瓦斯涌出量，為預測礦井瓦斯涌出量提供依據。

關鍵詞：楊家灣礦井；瓦斯涌出量；研究分析

1 井田概況

楊家灣礦井位于山西省河東煤田北部，黃河東岸，位于保德縣東關鎮(zhèn)王家灘村-楊家灣鎮(zhèn)后會村-韓家川鄉(xiāng)官局村一帶，東西最寬約7.2km，南北最長約14.3km，面積為73.34km2。

由于煤層壓茬關系，設計首采工作面布置在6#煤層，該煤層平均厚度1.41m，工作面長度220m，煤層傾角5°，煤層埋深500m，綜合機械化開采，工作面走向長度3000m，年推進度2600m。

井田內共含6層全區(qū)可采或大部可采煤層，自上而下依次為山西組的6#、8#煤層和太原組的9#、10#、11#、13#煤層。其中6#和8#間距11.92m，8#和9#間距3.58m，9#和10#間距8.60m，10#和11#間距7.67m，11#和13#間距16.72m。

在一定條件下，工作面相對瓦斯涌出量決定了回采工作面產量，是礦井配風的主要依據，因此工作面相對瓦斯涌出量的預測對于礦井安全生產具有舉足輕重的作用， 依據地質報告中提供的各煤層瓦斯含量，按照《礦井瓦斯涌出量預測方法》（AQ1018-2006），采用分源預測法計算工作面瓦斯涌出量。

2 回采工作面相對瓦斯涌出量預測

為了具體確定本項目瓦斯涌出量，對瓦斯涌出量預測如下：根據《礦井瓦斯涌出量預測方法》（AQ1018-2006）中提供的回采工作面瓦斯涌出量預計公式計算：

q采=q采1+q采2

式中：q采-回采工作面相對瓦斯涌出量，m3/t；q采1-開采層相對瓦斯涌出量，m3/t；q采2-鄰近層相對瓦斯涌出量，m3/t。

2.1 開采6號煤層時瓦斯涌出量q采1

q采1=K1×K2×K3×m/M×（W0-Wc）

式中：q采1-開采6號煤層相對瓦斯涌出量，m3/t；K1-圍巖瓦斯涌出系數，全部垮落法管理頂板，取K1=1.3；K2-工作面丟煤瓦斯涌出系數，K2=1/？濁，？濁為工作面回采率，97%；即：K2=1/0.97=1.03；K3-準備巷道預排瓦斯影響系數。K3=（L-2h）/L=（220-2×23）/220=0.79

式中：L-工作面長度，取L=220m；h-掘進巷道預排等值寬度，m，依據《礦井瓦斯涌出量預測方法》（AQ1018-2006）中表2取值。

式中：m-開采層厚度，m；M-工作面采高，m；W0-煤層原始瓦斯含量，m3/t.r；6煤取2.827m3/t.r；Wc-運出礦井后煤的殘存瓦斯含量，Wc取0.002724m3/t·r。

依據《采礦工程設計手冊》計算，

式中：q采2-回采工作面鄰近煤層瓦斯涌出量，m3/t；mi-第i個鄰近煤層的厚度，m；M-開采煤層的厚度，m；W0i-第i個鄰近煤層的瓦斯含量，m3/t；Wci-第i個鄰近煤層的殘存瓦斯含量，m3/t；Ki-第i個鄰近煤層受采動影響的瓦斯排放率，依據《礦井瓦斯涌出量預測方法》（AQ1018-2006）中圖1取值。

依據《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采過規(guī)程》，底板采動破壞帶與巖石強度、工作面斜長、采深、采厚、傾角等因素有關，采用回歸分析，只考慮工作面斜長的情況下，得到以下統(tǒng)計公式：

h1=0.7007+0.1079L

h2=0.303L0.8

式中：L-壁式工作面斜長，m；h-底板采動破壞帶深度；

當考慮采深、傾角和工作面斜長的情況下，得到下述統(tǒng)計公式：

h3=0.0085H+0.1665α+0.1079L-4.3579

式中：H-開采深度；α-煤層傾角

為保證計算的可靠性，約定取三個公式計算結果的最大值，作為6#煤工作面開采時鄰近層選取的依據。

h1=0.7007+0.1079×220=24.4m

h2=0.303L0.8=0.303×2200.8=22.7m

h3=0.0085H+0.1665α+0.1079L-4.3579=0.0085×500+0.1665×5+0.1079×220-4.3579=24.5m

取最大值，24.5m

因此，6#煤層開采時有影響的鄰近煤層為8#、9#、10#煤。

經計算，8#、9#、10#煤的原煤瓦斯含量及殘余瓦斯含量如表3所示。

6#煤層鄰近層瓦斯涌出量見表4。

6號煤層：q采2=4.9773m3/t

2.3 6號煤層回采工作面相對瓦斯涌出量

q采=q采1+q采2=1.496+4.9773=6.4733m3/t

3 結束語

（1）文章詳細給出如何利用地勘報告相關參數合理計算綜采工作面相對瓦斯涌出量。（2）鄰近層的瓦斯涌出量對本煤層開采影響極大，尤其鄰近層厚度較大，瓦斯含量較高的情況下，更會對本煤層瓦斯涌出量預測結果產生很大的影響，文章在缺少鄰近礦井開采經驗的情況下，合理確定開采煤層的鄰近層，并計算鄰近層瓦斯涌出量。

參考文獻

[1]張榮立，何國偉，李鐸.采礦工程設計手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社.

[2]建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2000.

[3]AQ1018-2006.礦井瓦斯涌出量預測方法[S].

作者簡介：許鵬飛，男，山西晉城人，助理工程師，現從事礦井采礦設計工作。