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        楊家灣礦井6#煤首采工作面相對瓦斯涌出量預(yù)測

        2015-05-07 15:09:44許鵬飛
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年14期
        關(guān)鍵詞:研究分析

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

        關(guān)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?xùn)|煤田北部,黃河?xùn)|岸,位于保德縣東關(guān)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(guān)系,設(shè)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(nèi)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(chǎn)量,是礦井配風(fēng)的主要依據(jù),因此工作面相對瓦斯涌出量的預(yù)測對于礦井安全生產(chǎn)具有舉足輕重的作用, 依據(jù)地質(zhì)報告中提供的各煤層瓦斯含量,按照《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》(AQ1018-2006),采用分源預(yù)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(yù)測

        為了具體確定本項目瓦斯涌出量,對瓦斯涌出量預(yù)測如下:根據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》(AQ1018-2006)中提供的回采工作面瓦斯涌出量預(yù)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(shù),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(shù),K2=1/?濁,?濁為工作面回采率,97%;即:K2=1/0.97=1.03;K3-準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯影響系數(shù)。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(yù)排等值寬度,m,依據(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)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(jù)《采礦工程設(shè)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(jù)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》(AQ1018-2006)中圖1取值。

        依據(jù)《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)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(guān),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(dāng)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(jié)果的最大值,作為6#煤工作面開采時鄰近層選取的依據(jù)。

        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(jīng)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(jié)束語

        (1)文章詳細給出如何利用地勘報告相關(guān)參數(shù)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(yù)測結(jié)果產(chǎn)生很大的影響,文章在缺少鄰近礦井開采經(jīng)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(shè)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(shè)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(yù)測方法[S].

        作者簡介:許鵬飛,男,山西晉城人,助理工程師,現(xiàn)從事礦井采礦設(shè)計工作。

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