地面钻孔抽采条件下半封闭采空区瓦斯运移及分布规律研究采空区瓦斯抽采方式分为

时间：2019-02-04 05:37:13 来源：千叶帆本文已影响人

　　摘要：地面钻孔抽采条件下，应通过对煤矿瓦斯涌出的影响因素有效分析和研究基础上，在地面钻孔抽采条件下半封闭采空区瓦斯来源以及运移规律进行详细分析和了解，从而得出了瓦斯运移及分布的规律，从而能在具体的开采过程中有效避免瓦斯事故的发生，建立了切实的安全保障机制。
　　关键词：地面钻孔；抽采条件；半封闭；采空区；瓦斯运移；分布规律
　　
　　随着煤炭科学技术的发展，综合机械化采煤技术得到了广泛的推广，高效以及高产的现代化矿井技术成为了采煤技术的目标。综合机械化采煤具优势生产集中、推进速度较快等特点，从而导致采煤面的瓦斯涌出呈现集中化以及不均衡化的发展状况，从而造成了回风流及支架顶、上隅角等处瓦斯超限，对矿井的安全造成了一定的安全隐患。随着我国煤矿井下开采的深度逐渐提高，瓦斯的危害逐渐频繁和严重，由此应通过对矿井中瓦斯运移规律的分析和掌握，为矿井开采的成为矿井安全生产提供相应的技术分析和基础。
　　一、影响瓦斯运移的因素分析
　　煤矿的瓦斯是在煤岩层的沉积过程中逐渐形成的，煤层的开采以及采后采空区内将出现程度不同的逸出，一般通过绝对瓦斯涌出量以及相对瓦斯涌出量两个方面的参数进行表示。绝对瓦斯的涌出量是指矿井在单位时间内涌出瓦斯气体的体积。相对瓦斯涌出量是指矿井在正常生产条件下单位出煤量所涌出的瓦斯体积。绝对瓦斯涌出量只能表示矿井涌出瓦斯的体积多少，但不能根据绝对瓦斯用户量判断矿井瓦斯涌出量的严重程度，而相对瓦斯涌出量是以矿井为基础，从而能为瓦斯的涌出程度进行判断。矿井的瓦斯涌出量大小主要取决于自然因素以及开采技术因素。
　　1、煤层和围岩的瓦斯含量
　　煤矿的煤层以及围岩的瓦斯含量决定了瓦斯涌出量的大小，瓦斯的含量越高，则瓦斯的涌出量就越大，煤层瓦斯含量是预测矿井瓦斯涌出量的主要依据。
　　2、开采规模
　　矿井的开采深度、开拓、开采范围以及矿井的产量综合即是矿井的开采规模，随着开采深度的不断增加，煤层的瓦斯含量将逐渐增大，瓦斯的涌出量也逐渐增大。开采规模愈大，则绝对瓦斯涌出量就越大，而相对瓦斯的涌出量较为复杂。若煤矿的矿井以改进采煤工艺、提高工作面的单位产量来增大产量，此时的相对瓦斯量涌出明显减少，首先由于与煤层采面无直接关系的瓦斯源的瓦斯涌出量在产量提高过程中并未明显增加，其次随着煤层开采速度的加快，领进以及采落煤层的瓦斯量将增加，若是煤矿仅仅依靠扩大生产规模来扩大产量，则相对涌出量则不变或是增大。
　　3、开采顺序与开采方法
　　在对煤层开采过程中的首采煤层时，由于首采煤层涌出的瓦斯来源与采层的本身，并且还来源于上下邻近层。由此，在首采煤层过程中的瓦斯涌出量比开采其他各层大几倍，为了保证矿井瓦斯涌出量不至于发生较大的波动，保证瓦斯含量的稳定性，由此应在煤层群的开采时，应搭配好首层开采与其他层开采的比例。开采凡是的选择也与瓦斯的涌出量密切香瓜，采煤方法的回收率越低，瓦斯的涌出量将越大。所丢煤中包含的瓦斯将绝大部分涌入巷道。在对煤层群的开采中，由于暹罗发管理顶板相对于充填法将造成顶板更大的波坏和松动，由此，陷落发管理顶板相对于充填法管理顶板的工作面瓦斯涌出量相对较大。
　　二、采空区瓦斯来源和运移规律
　　煤矿采空区瓦斯的主要来源是煤层的开采层以及邻近煤岩层，并且在压力梯度的作用发挥下，向着采空区方向流动。然而瓦斯的流动速度与衰减的特性将由于煤层以及岩层具体特性的不同而有一定的差异。采空区的瓦斯压力大小以及煤层瓦斯释放速度取决于采空区空间及其与地面的连通状况。一般情况下，工作面回采完毕后，应封闭采空区。然而采空区但隔离煤柱的采动破损、裂隙发育、以及采空区密闭的施工质量较差，并且老的采空区一般具有较差的矿井通风系统的隔离效果。由此，大量的采空区瓦斯顺着煤柱的裂缝、空隙以及密闭空隙流入矿井通风系统中而排出地面。而当矿井的采空区被充填后，由于珠江封闭了所有巷道，而采空区孤岛瓦斯将不能与矿井的通风系统相连接，采空区的瓦斯将沿着煤系地层的裂缝带裂隙区而向地面迁移。
　　煤矿中由于压力梯度作用，煤层以及岩层的瓦斯将向采空区方向聚集。瓦斯的压力与距采空区临空煤壁的距离与实践呈现了负指数关系，瓦斯的涌出速度将随实践的延续而出现了缓慢衰减。在几十年内，瓦斯的释放范围也仅限于距采空区临空煤壁30 m~ 50m 之内的煤体。当煤矿采空区瓦斯沿着地层张拉裂隙发育区迁移到地表后，若是地表为黄土、亚粘土等渗透性较低的土质，则煤矿中的瓦斯气体将沿着张拉裂隙向水平方向迁移，直到覆盖层较薄区域、或无覆盖层区域，而散溢至大气中。地面钻孔条件下或是黄土层裂隙的导通，相应的瓦斯将在一个地方集中释放。
　　1、采动影响区煤体瓦斯压力分布规律
　　在煤矿开采过程中，媒体临空面初露初期，瓦斯的释放主要来源于媒体表层的瓦斯气体，而这一区域瓦斯压力降较大；随着时间的延长，表层的阿亮瓦斯释放提高了矿井煤层深部的压力梯度，从而促进了身边的完善向外运移。就压力梯度的理论而言，只要存在压力梯度，媒体的瓦斯气体就将不断向外涌出，知道压力梯度以及瓦斯含量很小的状况下才减缓速度、最后停止涌出。据进一步观测可知，随着瓦斯的不断涌出，煤体内瓦斯压力梯度衰减很快，瓦斯涌出速度大幅度降低。由于有压力梯度的存在，深部煤体瓦斯会继续不断涌出，但受煤体瓦斯含量、煤体孔隙率、压力梯度衰减等因素的制约，涌出速度及涌出量越来越小。
　　
　　参考文献
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　　[3]王凯，吴伟阳. J型通风综放采空区流场与瓦斯运移数值模拟[J]. 中国矿业大学学报， 2007，(03)
　　[4]赵栋，张学博，邓权威. 王庄煤矿6206综放面采空区瓦斯流场及浓度分布规律研究[J]. 煤， 2009，(07)
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