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影響礦井瓦斯涌出量的因素

2020-10-21 09:09:42 來(lái)源:煤礦安全生產(chǎn)網(wǎng) 瀏覽量:569
		          

摘要:文章介紹礦井生產(chǎn)過(guò)程中,地質(zhì)因素、開(kāi)采因素和自然因素對(duì)礦井瓦斯涌出量的影響。 關(guān)鍵詞:瓦斯涌出量;瓦斯含量;瓦斯?jié)B透性;通風(fēng)壓力;大氣壓

礦井瓦斯涌出量是指礦井生產(chǎn)過(guò)程中以普通涌出方式實(shí)際涌入采掘工作空間的瓦斯數(shù)量。研究影響礦井瓦斯涌出量的因素是為給礦井設(shè)計(jì)和瓦斯管理提供重要的依據(jù),也是保證礦井安全生產(chǎn)的需要。 1.地質(zhì)因素 1. 1煤層和鄰近煤、巖層的瓦斯含量 開(kāi)采煤層的瓦斯含量高,其瓦斯涌出量也必然大;開(kāi)采煤層本身的瓦斯含量并不高,但在開(kāi)采煤層的上部或下部賦存有瓦斯含量大的煤層(通常稱之為鄰近層)或巖層,由于受開(kāi)采的影響,這些鄰近煤(巖)層中的瓦斯就要大量流入開(kāi)采煤層的采空區(qū)和生產(chǎn)空間,從而增加了礦井的瓦斯涌出量。這些是礦井瓦斯涌出量的決定因素。此外,鄰近層的厚度、層數(shù)以及與開(kāi)采層的間距等也都明顯地影響到礦井瓦斯涌出量。 1. 2煤層和圍巖的瓦斯?jié)B透性 煤層與圍巖的滲透性對(duì)于礦井瓦斯涌出量的大小具有十分重要的影響。滲透性強(qiáng)的煤層,瓦斯易于在其中流動(dòng),流速快,瓦斯涌出強(qiáng)度大,礦井瓦斯涌出量就大;圍巖的瓦斯?jié)B透性強(qiáng),有利于鄰近 層的瓦斯向開(kāi)采層的開(kāi)采空間放散,礦井的瓦斯涌出量也隨之增大。 影響煤層和巖層滲透性的因素除與原生孔隙度、孔隙大小、后期遭受構(gòu)造破壞的程度及構(gòu)造裂隙的性質(zhì)有關(guān)外,還與在受采動(dòng)后煤層和圍巖所產(chǎn)生的采動(dòng)裂隙的發(fā)育程度以及采動(dòng)裂隙發(fā)育的范圍有關(guān)。采動(dòng)裂隙的發(fā)育程度及發(fā)育范圍又與頂?shù)装鍘r石的機(jī)械物理性質(zhì)、松散比、工作面長(zhǎng)度、開(kāi)采范圍、作業(yè)方式等因素有關(guān)。

2開(kāi)采因素 2. 1開(kāi)采規(guī)模 開(kāi)采規(guī)模泛指開(kāi)采深度、開(kāi)拓和開(kāi)采范圍、礦井產(chǎn)量以及工作面?zhèn)€數(shù)、長(zhǎng)度、推進(jìn)速度等。在一定深度范圍內(nèi)煤層瓦斯含量隨埋藏深度的增加而增大。在我國(guó)目前開(kāi)采技術(shù)條件下,開(kāi)采深度越深瓦斯涌出量也就越大。在相似的瓦斯地質(zhì)條件下,開(kāi)拓與開(kāi)采范圍大、產(chǎn)量高的礦井、水平和采區(qū)其絕對(duì)瓦斯涌出量相對(duì)說(shuō)比較大。當(dāng)開(kāi)拓與開(kāi)采達(dá)到一定范圍,產(chǎn)量達(dá)到一定水平之后,礦井相對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到一定數(shù)量后變化不大。 在生產(chǎn)工藝和瓦斯地質(zhì)條件基本相似的條件下,隨著產(chǎn)量的增減礦井絕對(duì)瓦斯涌出量有明顯的增減,而相對(duì)瓦斯涌出量的變化則不明顯。 通過(guò)實(shí)測(cè)分析認(rèn)為,當(dāng)?shù)V井開(kāi)采具有一定規(guī)模后,如果礦井涌出的瓦斯主要來(lái)源于采落的煤塊時(shí),隨著產(chǎn)量的變化,對(duì)絕對(duì)瓦斯涌出的影響較為顯著;如果瓦斯主要來(lái)源于采空區(qū)和煤壁,隨產(chǎn)量的變化對(duì)相對(duì)瓦斯涌出量的影響較為顯著。 2. 2開(kāi)采順序 近距離多煤層或厚煤層分層開(kāi)采時(shí),首采煤層(或首分層)瓦斯涌出量較高,除因本身的瓦斯涌出量外,鄰近層或其他分層的瓦斯,也會(huì)通過(guò)各種途徑涌入首采層的采空區(qū)和開(kāi)采空間中來(lái)。 2. 3開(kāi)采方法 頂板管理采用全部垮落法,由于頂板的垮落和松動(dòng)范圍較大,其瓦斯涌出量就比較大;而采用充填或部分充填法,其瓦斯涌出量相對(duì)比較小。采區(qū)煤柱多,工作面采空區(qū)丟煤多,回采率低的采煤方法(如落垛采煤法)的采區(qū),瓦斯涌出量比較大?;夭晒ぷ髅娉醮蝸?lái)壓、周期來(lái)壓時(shí),以及產(chǎn)生沖擊地壓時(shí),瓦斯涌出量都會(huì)大大增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明,周期來(lái)壓比正常生產(chǎn)時(shí),其瓦斯涌出量增加60%左右。 2. 4生產(chǎn)工藝過(guò)程 在同一采掘工作面中,由于不同的生產(chǎn)工藝過(guò)程,瓦斯涌出量差異很大,一般在落煤時(shí)瓦斯涌出量為最高。據(jù)實(shí)測(cè)資料表明,在采掘工作面不同生產(chǎn)工藝過(guò)程中瓦斯涌出情況如表2-1,表2-2,表2-3所示。 2.5通風(fēng)壓力和風(fēng)量 通風(fēng)壓力的增減,必然影響到瓦斯涌出平衡壓力的變化,即影響到礦井瓦斯涌出量的變化。抽出式通風(fēng)的礦井,瓦斯涌出量隨著礦井通風(fēng)壓力(負(fù)壓)的提高而增大,壓入式通風(fēng)的礦井,瓦斯涌出量隨著礦井通風(fēng)壓力(正壓)的降低而增加。 如果瓦斯主要來(lái)自開(kāi)采煤層(如單一煤層),則風(fēng)量變化時(shí),絕對(duì)瓦斯涌出量變化不大,風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛葘⒁蝻L(fēng)量的增加而減少,反之增加。多煤層回采的采區(qū)內(nèi),采空區(qū)可能積存大量高濃度的瓦斯,風(fēng)量變化將使原有的采空區(qū)瓦斯排出狀況改變。以抽出式

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