急傾斜特厚煤層開采工作面瓦斯涌出量預(yù)測方法的建立及應(yīng)用

王騫

摘 要：現(xiàn)階段，急傾斜特厚煤層開采工作面當(dāng)中，井瓦斯涌出量預(yù)測方式還存在一定問題有待解決，并且經(jīng)過我們的調(diào)查與分析，可以了解到，在我國各地區(qū)急傾斜特厚煤層開采工作當(dāng)中，常用的分源預(yù)測法也是存在一定不足的。近年來，人們通過瓦斯質(zhì)量守恒定律，研究出了巷道瓦斯排放影響系數(shù)的計(jì)算方式。從而通過對鄰近層瓦斯涌出量預(yù)測計(jì)算方式的思考，建立了開采分段下部卸壓煤體瓦斯涌出量預(yù)測相關(guān)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，在這樣的情況下，急傾斜特厚煤層水平分段開采工作面的瓦斯涌出量預(yù)測方法也得以形成，在相關(guān)人員實(shí)際應(yīng)用期間，可以證實(shí)該方法的應(yīng)用所達(dá)成的預(yù)測效果較好，并且具有合理性與可行性。

關(guān)鍵詞：急傾斜;特厚煤層;開采工作面;瓦斯涌出量;預(yù)測方法

相對來說，我國急傾斜特厚煤層資源儲存量是非常豐富的，但是在開采方面難度也是比較大的，在實(shí)際工作期間，頂板、瓦斯、采煤工藝沖擊以及裝備等因素，都有可能對開采質(zhì)量與效率造成影響。隨著社會經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)水平的提升，水平分段綜放采煤方法逐漸被采煤企業(yè)所廣泛應(yīng)用，在這樣的前提下，采煤工藝以及裝備對急傾斜特厚煤層高校開采的影響，也隨之減小。除此之外，通過我國相關(guān)專業(yè)的不斷研究，急傾斜特厚煤層頂板以及沖擊方面的問題，也在一定程度上得以攻克?，F(xiàn)階段，水平分段開采礦井工作的主要影響就是瓦斯災(zāi)害，因此本文將對急傾斜特厚煤層開采工作面，瓦斯涌出量預(yù)測方式的建立與使用進(jìn)行具體探究。

1·現(xiàn)階段水平分段開采工作面中瓦斯涌出量預(yù)測方法存在的問題

1·1礦山統(tǒng)計(jì)法存在的不足

礦山統(tǒng)計(jì)法是比較傳統(tǒng)的一種瓦斯涌出量預(yù)測方法，該方法在瓦斯風(fēng)化帶以下，并且外推垂深不超過100-200米的區(qū)域，是比較適用的，但是要想得到預(yù)測數(shù)據(jù)，還需要至少積累一年以上的瓦斯涌出資料，才能夠得以實(shí)現(xiàn)。由此可見，在預(yù)測區(qū)與回采區(qū)域的瓦斯地質(zhì)，以及開采技術(shù)條件高度一致的情況下，礦山統(tǒng)計(jì)法才能發(fā)揮自身的作用與意義。因此該瓦斯涌出量預(yù)測方式，在一定程度上是存在局限性的，不利于急傾斜特厚煤層開采工作面，瓦斯涌出量預(yù)測工作的順利進(jìn)行。

1·2分源預(yù)測法存在的不足

目前，煤礦行業(yè)當(dāng)中最為常見的瓦斯涌出量預(yù)測方法，就是分源預(yù)測法。該方式是通過急傾斜特厚煤層水平分段開采工藝特點(diǎn)、前人的研究成果以及相關(guān)工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)而形成的。經(jīng)過我們的調(diào)查與分析，可以了解到，水平分段開采工作面瓦斯涌出的來源是比較廣泛的，其中主要來源包括頂煤瓦斯涌出、落煤瓦斯涌出、采空區(qū)瓦斯涌出、開采分段下部卸壓煤體瓦斯涌出，以及上部老采空區(qū)瓦斯涌出等等。我們將對與常見的工作面相比，可以發(fā)現(xiàn)，下部卸壓煤體和上部老采空區(qū)瓦斯涌出是新增的，但是水平分段工作面當(dāng)中分源預(yù)測法的應(yīng)用還存在一定問題有待解決。首先，分源預(yù)測法可能會受到工作面長度的影響，在實(shí)際計(jì)算之后，開采層瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果為負(fù)值的現(xiàn)象屢見不鮮，由此可見，分源預(yù)測法的準(zhǔn)確性有待提升。其次，如果在分層開采的情況下，對本煤層瓦斯涌出量進(jìn)行預(yù)測工作，急傾斜特厚煤層在沿煤層傾向上分層當(dāng)中，將不會受到煤層厚度的限制，而相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，瓦斯涌出量最多不超過分層開采的4層，因此要想實(shí)現(xiàn)更多分層開采瓦斯涌出量系數(shù)的研究是比較困難的，相關(guān)專家需要進(jìn)行進(jìn)一步的考察。除此之外，如果按照鄰近層瓦斯涌出量，對下部卸壓煤體瓦斯涌出進(jìn)行計(jì)算，那么相關(guān)預(yù)測人員，應(yīng)選取與開采分段一定間距煤層的瓦斯含量，以及排放率為基本數(shù)據(jù)，但是在這樣的情況下，煤層分段厚度的確定又缺少依據(jù)[1]。

2·瓦斯涌出量預(yù)測方法在水平分段開采面的實(shí)際應(yīng)用

我們通過水平分段工作面瓦斯涌出來源的探究，可以了解到，該來源主要為鄰近層與開采分段，除此之外，相關(guān)工作人員也應(yīng)重視開采分段下部卸壓煤體，和上部老采空區(qū)涌向回采空間的瓦斯。在實(shí)際工作期間，我們可以發(fā)現(xiàn)，工作面下部卸壓煤體的瓦斯涌出，與鄰近層瓦斯涌出是十分相似的，但是二者之間也不是完全相同的，例如：分段開采的上下分段煤層之間是不存在巖層的，并且開采分段垂距的增加，對于煤層瓦斯含量是具有直接影響的，由此可見，煤層瓦斯含量與開采分段垂距都是呈現(xiàn)連續(xù)變化的趨勢。而二者之間的相同之處就是工作面的回采，是導(dǎo)致瓦斯涌向工作面的基本原因，在這樣的情況下，煤巖裂隙的二次分布、發(fā)育現(xiàn)象也有可能產(chǎn)生，卸壓瓦斯以采動裂隙及原煤巖孔等系統(tǒng)為通道，從而使總體流向發(fā)生改變。除此之外，開采分段下部煤體的瓦斯排放率，還會受到開采分段距離的影響。在開采距離逐漸增大的情況下，開采分段下部煤體的瓦斯排放率會隨之減小[2]。

3·瓦斯涌出量預(yù)測方式在水平分段工作面的應(yīng)用

某煤礦位于中國東北部，其煤層具有易自燃性，煤層的平均厚度為17·4和23·8，煤礦下部主要由實(shí)體煤組成，而兩側(cè)則為煤層頂?shù)装?，在這樣的基礎(chǔ)上進(jìn)行開采工作，開采分段會隨著生產(chǎn)力、工作面以及回采率相關(guān)參數(shù)的變化而變化，在這樣的情況下，瓦斯涌出量也會存在一定的變化，我們將工作面參數(shù)以及瓦斯含量等參數(shù)，代入到瓦斯涌出量預(yù)測方法當(dāng)中，則可以實(shí)現(xiàn)開采分段相對應(yīng)瓦斯涌出量的計(jì)算[3]。

總結(jié)語

綜上所述，在我國煤礦行業(yè)當(dāng)中，瓦斯災(zāi)害存在已久。瓦斯抽采與通風(fēng)是瓦斯災(zāi)害相關(guān)問題治理的主要措施，而工作面通風(fēng)與瓦斯抽采設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工作，則是工作面瓦斯涌出量的預(yù)測，瓦斯涌出量預(yù)測結(jié)果對于礦井的采掘安全具有直接影響，因此我國在這一方面也具有嚴(yán)格規(guī)定，但是現(xiàn)階段瓦斯涌出量預(yù)測方式中還存在一些問題，要想實(shí)現(xiàn)煤礦行業(yè)的發(fā)展，相關(guān)人員還需進(jìn)行認(rèn)真的探究，從而建立出一套合理的水平分段開采工作面，瓦斯涌出量預(yù)測方式。

參考文獻(xiàn)

[1]劉軍.急傾斜特厚煤層開采工作面瓦斯涌出量預(yù)測方法的建立及應(yīng)用[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2019，46（01）：51-55+60.

[2]張基偉.王家山礦急傾斜煤層長壁開采覆巖破斷機(jī)制及強(qiáng)礦壓控制方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2018，37（7）：1776-1776.

[3]贠東風(fēng)，王震，伍永平.大傾角特厚煤層工作面圓弧段割煤工藝仿真研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2019，47（04）：55-61.