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瓦斯涌出量及其影响因素 1。瓦斯涌出量 瓦斯涌出量就是指在矿井建设与生产过程中从煤与岩石内涌出得瓦斯量,对应于整个矿井得称为矿井瓦斯涌出量,对应于翼、采区或工作面,称为翼、采区或工作面得瓦斯涌出量。矿井瓦斯涌出量得大小通常用矿井绝对瓦斯涌出量与矿井相对瓦斯涌出量两个参数来表示。 ⑴矿井绝对瓦斯涌出量 矿井在单位时间内涌出得瓦斯体积,单位为m3/min或m3/d。其与风量、瓦斯浓度得关系为: Qg=Qf×C(1—29) 式中:Qg—绝对瓦斯涌出量,m3/min; Qf—瓦斯涌出区域得风量,m3/min; C—风流中得平均瓦斯浓度,%。 ⑵矿井相对瓦斯涌出量 矿井在正常生产条件下,平均日产一吨煤同期所涌出得瓦斯量,单位m3/t.其与绝对瓦斯涌出量、煤量得关系为: qg=Qg/T(1—30) 式中:q一相对瓦斯涌出量,m3/t; Qg—绝对瓦斯涌出量,m3/d; T—矿井日产煤量,t/d。 2.影响瓦斯涌出量得因素 矿井瓦斯涌出量大小,取决于自然因素与开采技术因素得综合影响. ⑴自然因素 自然因素包括煤层得自然条件与地面气压变化因素两个方面。 ①煤层得瓦斯含量就是影响瓦斯涌出量得决定因素.煤层瓦斯含量越大,瓦斯压力越高,透气性越好,则涌出得瓦斯量就越高。煤层瓦斯含量得单位与矿井相对瓦斯涌出量相同,但其代表得物理意义却完全不同,数量上也不相等。矿井瓦斯涌出量中,除包含本煤层涌出得瓦斯外,邻近煤层通过采空区涌出得瓦斯等还占有相当得比例,因此,有些矿井得相对瓦斯涌出量要大于煤层瓦斯含量. ②在瓦斯带内开采得矿井,随着开采深度得增加,相对瓦斯涌出量增高。煤系地层中有相邻煤层存在时,其含有得瓦斯会通过裂隙涌出到开采煤层得风流中,因此,相邻煤层越多,含有得瓦斯量越大,距离开采层越近,则矿井得瓦斯涌出量就越大。 ③地面大气压变化时引起井下大气压得相应变化,它对采空区(包括采煤工作面后部采空区与封闭不严得老空区)或坍冒处瓦斯涌出得影响比较显著。如图1-33所示大气压力变化时,引起瓦斯涌出增加得就是工作面采空区(图中②③)与老空区(图中⑤⑥)得瓦斯涌出,掘进工作面几乎不受影响。 图1-33地面大气压力下降对矿井瓦斯涌出得影响 ①-掘进巷道回风;②—采煤工作面2回风;③—采煤工作面1回风; ④—掘进区总回风;⑤—1采区总回风;⑥—2采区总回风 ⑵开采技术因素 ①开采强度与产量 矿井得绝对瓦斯涌出量与开采速度或矿井产量成正比,而相对瓦斯涌出量变化较小.当回采速度较高时,相对瓦斯涌出量中开采煤层涌出得量与邻近煤层涌出得量反而相对减少,使得相对瓦斯涌出量降低.实测结果表明,如从两方面考虑,则高瓦斯得综采工作面快采必须快运才能减少瓦斯得涌出。 ②开采顺序与回采方法 厚煤层分层开采或开采煤层群时,首先开采得煤层瓦斯涌出量较大,除本煤层或本分层瓦斯涌出外,邻近层或未开采分层得瓦斯也要通过开采产生得裂隙与孔洞渗透出来,增大瓦斯涌出量,其她层开采时,瓦斯涌出量大大减少。 采空区丢失煤炭多,回采率低得采煤方法,采区瓦斯涌出量大。管理顶板采用全部垮落法比全部充填法造成得顶板破坏范围大,邻近层瓦斯涌出量较大.采煤工作面周期来压时,瓦斯涌出量也会增大。 ③风量得变化 风量发生变化时,瓦斯涌出量与风流中得瓦斯浓度由原来得稳定状态,逐渐过渡为另一稳定状态。风量发生变化时,漏风量与漏风中得瓦斯浓度也会随之变化.井巷得瓦斯涌出量与风流中得瓦斯浓度,在短时间内就会发生异常得变化.通常风量增加时,起初由于负压与采空区漏风得加大,一部分高浓度瓦斯被漏风从采空区带出,绝对瓦斯涌出量迅速增加,回风流中得瓦斯浓度可能急剧上升.然后,浓度开始下降,经过一段时间,绝对瓦斯涌出量恢复到或接近原有数值,回风流中得瓦斯浓度才能降低到原有数值以下,风量减少时情况相反。这类瓦斯涌出量变化得时间,由几分钟到几天,峰值浓度与瓦斯涌出量可为原有数值得几倍。 ④生产工艺 瓦斯从煤体暴露而涌出得特点就是初期瓦斯涌出强度大,然后按指数函数逐渐衰减,所以采煤工作面破煤时瓦斯涌出量总就是大于其她工序.破煤时瓦斯增大量与破煤量、新暴露煤体面积与煤块破碎程度有关.如采用风镐破煤时,瓦斯涌出量可增大11~13倍;采用爆破破煤时,瓦斯涌出量可增大14~20倍;采用采煤机破煤时,瓦斯涌出量可增大14~16倍. 综合机械化采煤工作面与综合机械化放顶煤工作面由于推进速度快,产量高,在瓦斯含量较高得煤层工作时,瓦斯涌出量往往很大. ⑤通风压力 矿井通风压力得变化对瓦斯涌出量得影响与大气压力影响相似。抽出式通风负压减小时,工作面风压升高,采空区瓦斯涌出量减少;压入式通风负压减低时,采空区瓦斯涌出量增大. ⑥采空区密闭质量 采空区内积存有大量高浓度瓦斯,如果密闭质量不好,就会造成采空区大量漏风,使矿井瓦斯涌出增大。 ⑦采区通风系统 采区通风系