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李雅庄煤矿瓦斯涌出量预测及瓦斯涌出影响因素的研究

徐小马  
【摘要】: 瓦斯是指在煤矿生产过程中,从煤层、岩层和采空区放出的各种有害气体的总称,其中甲烷(CH_4)是瓦斯的主体成分,所以狭义的矿井瓦斯一般是指甲烷,主要来自煤层,它构成威胁煤矿开采的主要危险。它对矿井安全的威胁主要有突出、爆炸、和窒息三种形式,最严重的瓦斯灾害是瓦斯爆炸和瓦斯突出事故,它严重威胁着井下人员的生命和矿井设施的安全。 瓦斯涌出量是影响煤矿安全生产的重要因素。在矿井生产中,回采工作面瓦斯涌出量占全矿井涌出量的50%~80%,是全矿井主要的瓦斯涌出源,由于矿压和瓦斯含量的变化及顶板管理和生产工艺的不同,回采工作面瓦斯涌出量变化很大,因此,加强回采工作面瓦斯涌出量预测方法及瓦斯涌出的影响因素研究,掌握回采工作面瓦斯涌出规律,对改善我国煤矿安全生产状况具有积极的意义。 本文较系统的论述了煤层瓦斯的赋存状态与煤对瓦斯的吸附作用以及煤层瓦斯运移的基本规律。通过对回采工作面采煤特点的分析,确定了采煤工作面的四个主要瓦斯涌出源:煤壁、采落煤、采空区落煤以及邻近层瓦斯涌出。 本文收集、整理和分析了大量实测数据资料,通过实测和数学方法,总结煤壁和采落煤的瓦斯涌出规律。通过对现有回采工作面瓦斯预测方法存在问题的分析和总结,以煤层瓦斯流动理论为基础,分别对回采工作面各个瓦斯涌出源瓦斯涌出量进行预测,在分源预测法的基础上,提出了适合因复杂地质导致的瓦斯含量变化比较大的煤矿回采工作面瓦斯涌出量计算公式,并给出该方法所需参数的测定方法。 最后,运用该方法对李雅庄煤矿回采工作面进行了瓦斯涌出量预测,结果与现场实测数据基本吻合。该方法能较好反映煤层瓦斯原始含量变化导致的瓦斯涌出量的变化,较适合复杂地质条件矿井,一般矿井也能适用。 根据李雅庄煤矿的生产实际,探讨回采工作面瓦斯涌出规律、瓦斯浓度分布规律,对瓦斯涌出影响因素进行分析,研究瓦斯涌出量与产量、风量、进尺及喷雾洒水等开采因素之间的关系,并针对李雅庄煤矿小断层众多的实际情况,重点分析小断层对瓦斯涌出的影响。对李雅庄煤矿防治矿井瓦斯灾害,确保煤矿安全生产具有重要意义。


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