杨家湾矿井6#煤首采工作面相对瓦斯涌出量预测

摘 要：文章以山西省河东煤田杨家湾矿井地勘资料为依据，采用分源预测法，详细预测了6#煤层首采工作面相对瓦斯涌出量，为预测矿井瓦斯涌出量提供依据。

关键词：杨家湾矿井；瓦斯涌出量；研究分析

1 井田概况

杨家湾矿井位于山西省河东煤田北部，黄河东岸，位于保德县东关镇王家滩村-杨家湾镇后会村-韩家川乡官局村一带，东西最宽约7.2km，南北最长约14.3km，面积为73.34km2。

由于煤层压茬关系，设计首采工作面布置在6#煤层，该煤层平均厚度1.41m，工作面长度220m，煤层倾角5°，煤层埋深500m，综合机械化开采，工作面走向长度3000m，年推进度2600m。

井田内共含6层全区可采或大部可采煤层，自上而下依次为山西组的6#、8#煤层和太原组的9#、10#、11#、13#煤层。其中6#和8#间距11.92m，8#和9#间距3.58m，9#和10#间距8.60m，10#和11#间距7.67m，11#和13#间距16.72m。

在一定条件下，工作面相对瓦斯涌出量决定了回采工作面产量，是矿井配风的主要依据，因此工作面相对瓦斯涌出量的预测对于矿井安全生产具有举足轻重的作用， 依据地质报告中提供的各煤层瓦斯含量，按照《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018-2006），采用分源预测法计算工作面瓦斯涌出量。

2 回采工作面相对瓦斯涌出量预测

为了具体确定本项目瓦斯涌出量，对瓦斯涌出量预测如下：根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018-2006）中提供的回采工作面瓦斯涌出量预计公式计算：

q采=q采1+q采2

式中：q采-回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t；q采1-开采层相对瓦斯涌出量，m3/t；q采2-邻近层相对瓦斯涌出量，m3/t。

2.1 开采6号煤层时瓦斯涌出量q采1

q采1=K1×K2×K3×m/M×（W0-Wc）

式中：q采1-开采6号煤层相对瓦斯涌出量，m3/t；K1-围岩瓦斯涌出系数，全部垮落法管理顶板，取K1=1.3；K2-工作面丢煤瓦斯涌出系数，K2=1/？浊，？浊为工作面回采率，97%；即：K2=1/0.97=1.03；K3-准备巷道预排瓦斯影响系数。K3=（L-2h）/L=（220-2×23）/220=0.79

式中：L-工作面长度，取L=220m；h-掘进巷道预排等值宽度，m，依据《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018-2006）中表2取值。

式中：m-开采层厚度，m；M-工作面采高，m；W0-煤层原始瓦斯含量，m3/t.r；6煤取2.827m3/t.r；Wc-运出矿井后煤的残存瓦斯含量，Wc取0.002724m3/t·r。

依据《采矿工程设计手册》计算，

式中：q采2-回采工作面邻近煤层瓦斯涌出量，m3/t；mi-第i个邻近煤层的厚度，m；M-开采煤层的厚度，m；W0i-第i个邻近煤层的瓦斯含量，m3/t；Wci-第i个邻近煤层的残存瓦斯含量，m3/t；Ki-第i个邻近煤层受采动影响的瓦斯排放率，依据《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018-2006）中图1取值。

依据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采过规程》，底板采动破坏带与岩石强度、工作面斜长、采深、采厚、倾角等因素有关，采用回归分析，只考虑工作面斜长的情况下，得到以下统计公式：

h1=0.7007+0.1079L

h2=0.303L0.8

式中：L-壁式工作面斜长，m；h-底板采动破坏带深度；

当考虑采深、倾角和工作面斜长的情况下，得到下述统计公式：

h3=0.0085H+0.1665α+0.1079L-4.3579

式中：H-开采深度；α-煤层倾角

为保证计算的可靠性，约定取三个公式计算结果的最大值，作为6#煤工作面开采时邻近层选取的依据。

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#煤层开采时有影响的邻近煤层为8#、9#、10#煤。

经计算，8#、9#、10#煤的原煤瓦斯含量及残余瓦斯含量如表3所示。

6#煤层邻近层瓦斯涌出量见表4。

6号煤层：q采2=4.9773m3/t

2.3 6号煤层回采工作面相对瓦斯涌出量

q采=q采1+q采2=1.496+4.9773=6.4733m3/t

3 结束语

（1）文章详细给出如何利用地勘报告相关参数合理计算综采工作面相对瓦斯涌出量。（2）邻近层的瓦斯涌出量对本煤层开采影响极大，尤其邻近层厚度较大，瓦斯含量较高的情况下，更会对本煤层瓦斯涌出量预测结果产生很大的影响，文章在缺少邻近矿井开采经验的情况下，合理确定开采煤层的邻近层，并计算邻近层瓦斯涌出量。

参考文献

[1]张荣立，何国伟，李铎.采矿工程设计手册[M].北京：煤炭工业出版社.

[2]建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程[S].北京：煤炭工业出版社，2000.

[3]AQ1018-2006.矿井瓦斯涌出量预测方法[S].

作者简介：许鹏飞，男，山西晋城人，助理工程师，现从事矿井采矿设计工作。