浅议矿井瓦斯涌出问题

摘要：众所周知我国是世界上煤矿瓦斯灾害最为严重的国家之一。尤其是随着越来越多矿井使用机械化掘进及开采深度进一步加大，瓦斯问题也就越来越严重，它已成为制约煤炭企业安全生产的一个重大因素，而瓦斯涌出的问题是瓦斯防治的必要环节。本文主要对影响矿井瓦斯涌出的因素及瓦斯涌出量预测进行了初步分析。

关键词：矿井；瓦斯；涌出；预测

Abstract: as everyone knows China is the world's coal mine gas disaster is one of the most serious countries. Especially with the increasing use of mechanized mine tunneling and mining depth increase, the gas becomes more and more serious, which has become a major factor restricting the safe production of coal enterprises, and gas emission problem is the necessary link of gas prevention. This paper makes a preliminary analysis on the factors influencing the emission prediction of mine gas emission and gas.

Keywords: mine; gas ；emission; prediction

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

1、引言

我们都知道瓦斯是一种灾害气体，它不但污染环境，而且可以诱发多种形式的灾害事故，一旦开采煤炭就会有瓦斯涌出，对煤矿安全生产具有极大的危害性。世界各国对煤层中的瓦斯涌出规律一直很重视，做了大量的研究工作，并且是一个逐步深入的过程。直到今天，煤矿生产中的瓦斯问题仍然是世界煤矿开采中的严重威胁。因此，在开拓开采之前，预先对开采煤层的瓦斯涌出量分布规律进行研究，并进行瓦斯涌出量预测，无论对新建矿井或改扩建矿井、生产矿井新水平、新采区的通风设计及制定瓦斯防治措施，还是对人力、物力的节省、工作时间的缩短，均是不可缺少的重要环节。

2、影响瓦斯涌出的因素

那么什么是瓦斯涌出呢？瓦斯能够长时间地、持续地从煤体中释放出来，这是瓦斯涌出的基本形式，又叫瓦斯的普通涌出。与其对应的瓦斯特殊涌出是指在时间上突然，在空间上集中、大量的瓦斯涌出，称为特殊涌出，主要有瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。而影响瓦斯涌出的因素主要取决于自然因素和开采技术因素的综合影响。

(一)自然因素

（1）煤层和围岩的瓦斯含量。瓦斯含量越高，瓦斯涌出量越大。当前矿井的瓦斯涌出量预测把煤层瓦斯含量作为主要因素。

（2）地面大气压变化。当地面大气压突然下降时，瓦斯积存区的气体压力将高于风流的压力，瓦斯就会更多地涌入风流中，使矿井的瓦斯涌出量增大。反之，矿井的瓦斯涌出量将减少。

（二）开采技术因素

（1）开采规模：产量与瓦斯涌出量的关系复杂，开采深度、开拓与开采范围和矿井产量大，矿井瓦斯涌出量也就越大。

1）矿井达产之前，绝对瓦斯涌出量随着开拓范围的扩大而增加。绝对瓦斯涌出量大致正比于产量，相对瓦斯涌出量数值偏大而没有意义；

2）矿井达产阶段后，绝对瓦斯涌出量基本随产量变化并在一个稳定数值上下波动。对于相对瓦斯涌出量来说，如果矿井涌出的瓦斯主要来源于采落的煤炭，产量变化时，对绝对瓦斯涌出量的影响虽然比较明显，但对相对瓦斯涌出量影响却不大；

3）开采工作逐渐收缩时，绝对瓦斯涌出量又随产量的减少而减少，并最终稳定在某一数值，这是由于巷道和采空区瓦斯涌出量不受产量减少的影响，这时相对瓦斯涌出量数值又会因产量低而偏大，再次失去意义。

（2）开采顺序与回采方法：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。顶板管理采用陷落法比充填法能造成顶板更大范围的破坏和卸压，临近层瓦斯涌出量就比较大。

（3）生产工艺：初期大，呈指数下降；落煤时瓦斯涌出量大。

（4）风量变化：单一煤层，随风量减而增；煤层群随风量增而增。

（5）采区通风系统：采区通风系统对采空区内和回风流中瓦斯浓度分布有重要影响。

（6）采空区的密闭质量：采空区内往往积存着大量高浓度的瓦斯，如果封闭的密闭墙质量不好，或进、回风侧的通风压差较大，就会造成采空区大量漏风，使矿井的瓦斯涌出增大。

3、矿井瓦斯涌出量预测

所谓瓦斯涌出量是指矿井建设或生产过程中从煤与岩石内涌出的瓦斯量；矿井瓦斯涌出量或冀、采区或工作面的瓦斯涌出量。瓦斯涌出量的预测是根据某些已知相关数据，按照一定的方法和规律，预先估算出矿井或局部区域瓦斯涌出量的工作。它的任务是确定新矿井、新水平、新采区、新工作面投产前瓦斯涌出量的大小；为矿井、采区和工作面通风提供瓦斯涌出基础数据；为矿井通风设计、瓦斯抽放和瓦斯管理提供必要的基础参数。矿井风量的主要因素往往是瓦斯涌出量，所以预测结果的正确与否，能够影响矿井开采的经济技术指标，甚至影响矿井正常生产。对于大型高瓦斯矿井，如果预测瓦斯涌出量偏低，投产不久就需要进行通风改造，或者被迫降低产量。而预测瓦斯涌出量偏高，势必增大投资和通风设备的运行费用，造成不必要的浪费。因此对瓦斯涌出量正确的预测就会显得至关重要。从目前的研究现状来看：瓦斯涌出量预测方法主要可分为：

（一）是建立在数理统计规律基础上的统计预测法，该方法是依据矿井瓦斯涌出量与开采深度等参数之间的统计规律，外推到预测区域的瓦斯涌出量；是国内外有关矿井长期以来普遍采用的矿井瓦斯涌出量预测方法；主要用于生产矿井。该方法的基本原理是：根据矿井已采区域历年测定的相对瓦斯涌出量及相应的开采深度，采用数理统计方法建立二者之间的线性或非线性回归方程，用于对深部(或条件相同矿井)未采区域的瓦斯涌出量作出预测。

（二）是以煤层瓦斯含量为基本参数的分源计算，应用分源预测法预测矿井瓦斯涌出量，是以煤层瓦斯含量、煤层开采技术条件为基础，根据各基本瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律，计算回采工作面、掘进工作面、采区及矿井瓦斯涌出量。从而得到矿井或某一预测区域的相对瓦斯涌出量，主要用于新建矿井。

（三）是以煤层瓦斯含量为基本参数的瓦斯含量法，按照煤层瓦斯含量与采后煤炭的残余瓦斯含量计算相对瓦斯涌出量，简称其为瓦斯含量法，其优点是成熟，应用效果较佳。

4、结论

总之，矿井瓦斯涌出工作是一项长期复杂的系统工程。它是新建矿井及生产矿井水平延深设计的基础，准确的瓦斯涌出量预测对合理的通风系统设计、采取有效的瓦斯防治措施确保矿井安全生产具有十分重要的意义。

参考文献

[1]刘明举，房耀洲，魏建平，等.基于瓦斯地质观点的巷道掘进瓦斯 涌出异常分析，煤矿安全，2007，（7）：21-23.

[2]于不凡.煤矿瓦斯防治技术[M].北京：中国经济出版社，1987.

[3]刘新荣，鲜学福.煤层瓦斯涌出量与煤层埋藏深度关系的探讨[J].矿 业安全与环保，2001，28（1）：41-42.

[4] 张子戌,袁崇孚.矿井瓦斯涌出量预测方法探讨[J].焦作矿业学院学报.1993(6).

[5] 刘英学.矿井瓦斯涌出量预测方法的研究[J].湘潭矿业学院学报,1995,10(3).