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1、瓦斯涌出量及其影响因素瓦斯涌出量及其影响因素 1瓦斯涌出量 瓦斯涌出量是指在矿井建设和生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量，对应于整个矿井的称为矿井瓦斯涌出量，对应于翼、采区或工作面，称为翼、采区或工作面的瓦斯涌出量。矿井瓦斯涌出量的大小通常用矿井绝对瓦斯涌出量和矿井相对瓦斯涌出量两个参数来表示。 矿井绝对瓦斯涌出量 矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积，单位为m3/min或m3d。其与风量、瓦斯浓度的关系为： Qg = QfC 式中：Qg绝对瓦斯涌出量， m3/min； Qf瓦斯涌出区域的风量， m3/min； C风流中的平均瓦斯浓度，。 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
2、所涌出的瓦斯量，单位m3/t。其与绝对瓦斯涌出量、煤量的关系为： qg= Qg/T 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影响瓦斯涌出量的因素 矿井瓦斯涌出量大小，取决于自然因素和开采技术因素的综合影响。 自然因素 自然因素包括煤层的自然条件和地面气压变化因素两个方面。 煤层的瓦斯含量是影响瓦斯涌出量的决定因素。煤层瓦斯含量越大，瓦斯压力越高，透气性越好，则涌出的瓦斯量就越高。煤层瓦斯含量的单位与矿井相对瓦斯涌出量相同，但其代表的物理意义却完全不同，数量上也不相等。矿井瓦斯涌出量中，除包含本煤层涌出的瓦斯外，邻近煤层通过采空区涌出的
3、瓦斯等还占有相当的比例，因此，有些矿井的相对瓦斯涌出量要大于煤层瓦斯含量。 在瓦斯带内开采的矿井，随着开采深度的增加，相对瓦斯涌出量增高。煤系地层中有相邻煤层存在时，其含有的瓦斯会通过裂隙涌出到开采煤层的风流中，因此，相邻煤层越多，含有的瓦斯量越大，距离开采层越近，则矿井的瓦斯涌出量就越大。 地面大气压变化时引起井下大气压的相应变化，它对采空区或坍冒处瓦斯涌出的影响比较显著。如图133所示大气压力变化时，引起瓦斯涌出增加的是工作面采空区和老空区的瓦斯涌出，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的影响 掘进巷道回风；采煤工作面2回风；采煤工作面1回风； 掘进区总回风
4、；1采区总回风；2采区总回风 开采技术因素 开采强度和产量 矿井的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的量和邻近煤层涌出的量反而相对减少，使得相对瓦斯涌出量降低。实测结果表明，如从两方面考虑，则高瓦斯的综采工作面快采必须快运才能减少瓦斯的涌出。 开采顺序和回采方法 厚煤层分层开采或开采煤层群时，首先开采的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的瓦斯也要通过开采产生的裂隙与孔洞渗透出来，增大瓦斯涌出量，其他层开采时，瓦斯涌出量大大减少。 采空区丢失煤炭多，回采率低的采煤方法，采区瓦斯涌出量大
5、。管理顶板采用全部垮落法比全部充填法造成的顶板破坏范围大，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。 风量的变化 风量发生变化时，瓦斯涌出量和风流中的瓦斯浓度由原来的稳定状态，逐渐过渡为另一稳定状态。风量发生变化时，漏风量和漏风中的瓦斯浓度也会随之变化。井巷的瓦斯涌出量和风流中的瓦斯浓度，在短时间内就会发生异常的变化。通常风量增加时，起初由于负压和采空区漏风的加大，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，回风流中的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，回风流中的瓦斯浓度才能降低到原有数值以下，风量减
6、少时情况相反。这类瓦斯涌出量变化的时间，由几分钟到几天，峰值浓度和瓦斯涌出量可为原有数值的几倍。 生产工艺 瓦斯从煤体暴露而涌出的特点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是大于其他工序。破煤时瓦斯增大量与破煤量、新暴露煤体面积和煤块破碎程度有关。如采用风镐破煤时，瓦斯涌出量可增大1113倍；采用爆破破煤时，瓦斯涌出量可增大1420倍；采用采煤机破煤时，瓦斯涌出量可增大1416倍。 综合机械化采煤工作面和综合机械化放顶煤工作面由于推进速度快，产量高，在瓦斯含量较高的煤层工作时，瓦斯涌出量往往很大。 通风压力 矿井通风压力的变化对瓦斯涌出量的影响与大气压力
7、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。 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。 采区通风系统 采区通风系统对采空区内和回风流中的瓦斯浓度分布有重要影响。 总而言之，影响矿井瓦斯涌出量的因素是多方面的，应当通过经常和专门观测和监测，找出气主要因素和基本规律，才能采取针对性措施控制瓦斯涌出量，减少瓦斯事故的发生。 三、瓦斯涌出不均系数 在正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响，其数值是经常变化的，但在一段时间内只在一个平均值上下波动，我们把其
8、峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。在确定矿井总风量选取风量备用系数时，要考虑矿井瓦斯涌出不均系数。矿井瓦斯涌出不均系数表示为： kg=QmaxQa (1-31) 式中kg给定时间内瓦斯涌出不均系数； Qmax该时间内的最大瓦斯涌出量，m3min； Qa该时间内的平均瓦斯涌出量，m3min。 确定瓦斯涌出不均系数的方法是根据需要，在待确定地区(工作面、采区、翼或全矿)的进、回风流中连续测定一段时间(一个生产循环、一个工作班、一天、一月或一年)的风量和瓦斯浓度，一般以测定结果中的最大一次瓦斯涌出量和各次测定的算术平均值代人上式，即为该地区在该时间间隔内的瓦斯涌出不均系数。表1-10为一些矿根据通风报表统计的瓦斯涌出不均系数。 表1-10 部分矿井瓦斯涌出不均系数表 矿井名称 淮南谢二矿 抚顺龙凤矿 抚顺胜利矿 阳泉一矿北头嘴井 全矿 1.18 1.18 1.29 1.24 采煤工作面 1.5l 1.32 1.38 1.41 掘进工作面 1.42 1.40 通常，工作面的瓦斯涌出不均系数总是大于采区的，采区大于一翼的，一翼的大于全矿井的。进行风量计算时，应根据具体的情况选用合适的瓦斯涌出不均系数。 总之，任何矿井的瓦斯涌出在时间上与空间上都是不均匀的。在生产过程中要有针对性地采取措施，使瓦斯涌出比较均匀稳定。例如尽可能均衡生产，错开相邻工作面的破煤、放顶时间等。
