急傾斜特厚煤層開采工作面瓦斯涌出量預測方法的建立及應用

王騫

摘 要：現階段，急傾斜特厚煤層開采工作面當中，井瓦斯涌出量預測方式還存在一定問題有待解決，并且經過我們的調查與分析，可以了解到，在我國各地區急傾斜特厚煤層開采工作當中，常用的分源預測法也是存在一定不足的。近年來，人們通過瓦斯質量守恒定律，研究出了巷道瓦斯排放影響系數的計算方式。從而通過對鄰近層瓦斯涌出量預測計算方式的思考，建立了開采分段下部卸壓煤體瓦斯涌出量預測相關的數學表達式，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測方法也得以形成，在相關人員實際應用期間，可以證實該方法的應用所達成的預測效果較好，并且具有合理性與可行性。

關鍵詞：急傾斜;特厚煤層;開采工作面;瓦斯涌出量;預測方法

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，都有可能對開采質量與效率造成影響。隨著社會經濟與科學技術水平的提升，水平分段綜放采煤方法逐漸被采煤企業所廣泛應用，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，通過我國相關專業的不斷研究，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。現階段，水平分段開采礦井工作的主要影響就是瓦斯災害，因此本文將對急傾斜特厚煤層開采工作面，瓦斯涌出量預測方式的建立與使用進行具體探究。

1·現階段水平分段開采工作面中瓦斯涌出量預測方法存在的問題

1·1礦山統計法存在的不足

礦山統計法是比較傳統的一種瓦斯涌出量預測方法，該方法在瓦斯風化帶以下，并且外推垂深不超過100-200米的區域，是比較適用的，但是要想得到預測數據，還需要至少積累一年以上的瓦斯涌出資料，才能夠得以實現。由此可見，在預測區與回采區域的瓦斯地質，以及開采技術條件高度一致的情況下，礦山統計法才能發揮自身的作用與意義。因此該瓦斯涌出量預測方式，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，瓦斯涌出量預測工作的順利進行。

1·2分源預測法存在的不足

目前，煤礦行業當中最為常見的瓦斯涌出量預測方法，就是分源預測法。該方式是通過急傾斜特厚煤層水平分段開采工藝特點、前人的研究成果以及相關工作人員的工作經驗而形成的。經過我們的調查與分析，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，以及上部老采空區瓦斯涌出等等。我們將對與常見的工作面相比，可以發現，下部卸壓煤體和上部老采空區瓦斯涌出是新增的，但是水平分段工作面當中分源預測法的應用還存在一定問題有待解決。首先，分源預測法可能會受到工作面長度的影響，在實際計算之后，開采層瓦斯涌出量預測結果為負值的現象屢見不鮮，由此可見，分源預測法的準確性有待提升。其次，如果在分層開采的情況下，對本煤層瓦斯涌出量進行預測工作，急傾斜特厚煤層在沿煤層傾向上分層當中，將不會受到煤層厚度的限制，而相關標準當中，瓦斯涌出量最多不超過分層開采的4層，因此要想實現更多分層開采瓦斯涌出量系數的研究是比較困難的，相關專家需要進行進一步的考察。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行計算，那么相關預測人員，應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據，但是在這樣的情況下，煤層分段厚度的確定又缺少依據[1]。

2·瓦斯涌出量預測方法在水平分段開采面的實際應用

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，相關工作人員也應重視開采分段下部卸壓煤體，和上部老采空區涌向回采空間的瓦斯。在實際工作期間，我們可以發現，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連續變化的趨勢。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、發育現象也有可能產生，卸壓瓦斯以采動裂隙及原煤巖孔等系統為通道，從而使總體流向發生改變。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·瓦斯涌出量預測方式在水平分段工作面的應用

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，煤礦下部主要由實體煤組成，而兩側則為煤層頂底板，在這樣的基礎上進行開采工作，開采分段會隨著生產力、工作面以及回采率相關參數的變化而變化，在這樣的情況下，瓦斯涌出量也會存在一定的變化，我們將工作面參數以及瓦斯含量等參數，代入到瓦斯涌出量預測方法當中，則可以實現開采分段相對應瓦斯涌出量的計算[3]。

總結語

綜上所述，在我國煤礦行業當中，瓦斯災害存在已久。瓦斯抽采與通風是瓦斯災害相關問題治理的主要措施，而工作面通風與瓦斯抽采設計的基礎工作，則是工作面瓦斯涌出量的預測，瓦斯涌出量預測結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格規定，但是現階段瓦斯涌出量預測方式中還存在一些問題，要想實現煤礦行業的發展，相關人員還需進行認真的探究，從而建立出一套合理的水平分段開采工作面，瓦斯涌出量預測方式。

參考文獻

[1]劉軍.急傾斜特厚煤層開采工作面瓦斯涌出量預測方法的建立及應用[J].礦業安全與環保，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制及強礦壓控制方法[J].巖石力學與工程學報，2018，37（7）：1776-1776.

[3]贠東風，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].煤炭科學技術，2019，47（04）：55-61.