隨著我國煤礦開采深度的增加，煤與瓦斯突出礦井和突出煤層的數(shù)量不斷增加，利用保護層開采過程中的被保護層的卸壓作用對卸壓瓦斯進行強化抽采，使被保護層由高瓦斯突出危險煤層變?yōu)榈屯咚篃o突出危險煤層，從而實現(xiàn)煤與瓦斯資源的安全高效共采。

　　摘要：基于分源原理的保護層工作面瓦斯涌出預測方法，對保護層回采工作面合理配風，是保護層實現(xiàn)安全開采的關(guān)鍵之一。結(jié)合平煤股份四礦、五礦上保護層開采風量配給，將保護層工作面風量計算結(jié)果與實測結(jié)果進行了對比分析，由于保護層開采的卸壓作用，使被保護層瓦斯大量自然排放到保護層采空區(qū)，并隨采空區(qū)漏風大量涌入作業(yè)空間，導致保護層工作面計算配風量小于實際配風量。為此，保護層回采工作面配風量要大于計算配風量150～200m3/min，但不宜超過最大風速，以達到合理配風要求。

　　關(guān)鍵詞：全國中文核心期刊,突出礦井,保護層開采,配風量

　　基于分源原理的保護層工作面瓦斯涌出預測方法，結(jié)合平煤股份四礦、五礦上保護層開采風量配給，將保護層工作面風量計算結(jié)果與實測結(jié)果進行了對比分析，由于保護層開采的卸壓作用，使被保護層瓦斯大量自然排放到保護層采空區(qū)，并隨采空區(qū)漏風大量涌入作業(yè)空間，對保護層工作面合理配風，是保護層實現(xiàn)安全開采的關(guān)鍵之一。

　　1保護層回采工作面瓦斯來源分析

　　保護層回采工作面瓦斯涌出來源主要來自兩個方面：開采層及鄰近層（包括含有炭質(zhì)的巖層）。

　　1.1工作面瓦斯涌出特征

　　采用綜合機械化采煤，機組割煤比較連續(xù)，工作面推進速度快；采落煤塊較小，粉煤較多；使瓦斯涌出量急劇增加，易造成回風巷和局部瓦斯積聚（尤其是上隅角）。但是，保護層本身煤層瓦斯含量較小，大量瓦斯主要來源于采空區(qū)的涌出瓦斯。

　　1.2采空區(qū)的瓦斯涌出分布

　　采空區(qū)瓦斯涌出又由三部分構(gòu)成：圍巖瓦斯涌出、回采丟煤瓦斯涌出、鄰近層瓦斯涌出，這三部分瓦斯隨著采場內(nèi)煤、巖層的變形或垮落而卸壓，按各自的涌出規(guī)律涌入采空區(qū)，混合在一起。采空區(qū)瓦斯在礦井通風負壓和濃度差的作用下涌向工作面。

　　平頂山礦區(qū)煤層頂、底板多為炭質(zhì)泥巖或砂質(zhì)泥巖，圍巖中瓦斯含量極少，不予考慮。另保護層工作面采高一般在1.4～1.6m，而煤厚一般在0.5～1.0m，可以實現(xiàn)全部回采，回采丟煤瓦斯涌出因素也不存在。這樣，鄰近層瓦斯涌出是采空區(qū)瓦斯的主要來源。

　　2保護層回采工作面瓦斯涌出量預測

　　回采工作面瓦斯涌出量預測用相對瓦斯涌出量表達，以24h為一個預測圓班，采用式（2-1）計算。

　　q采=q1+q2（2-1）

　�。�1）開采層瓦斯涌出量

　　開采層瓦斯涌出量q1，采用式（2-2）計算。

　�。�2-2）

　　K3=（L-2h）/L（2-3）

　　（2）鄰近層瓦斯涌出量

　　鄰近層瓦斯涌出量可由式（2-4）計算。

　�。�2-4）

　　式中：

　　以八礦戊8煤層為例計算，保護層回采工作面瓦斯涌出量預測結(jié)果，見計算表2-1.

　　3保護層回采工作面合理配風量計算

　　保護層工作面采用走向長壁綜合機械化后退式采煤，全部跨落法管理頂板，選用ZY6800-12/25型液壓支架，采面采長按170m，采高1.6m，采面推進度按70m/月。破頂板、底板軟巖回采.配風量主要依據(jù)瓦斯涌出量、勞動氣象、最大作業(yè)人數(shù)等計算，具體如下：

　　3.1按瓦斯涌出量計算

　　Q采=125q采KCH4=125×4.103×2

　　=1025.9m3/min

　　式中：Q采—采面實際需風量，m3/min；

　　q采—回風巷回風流中瓦斯絕對涌出量；

　　q采=q相對采×D/1440=16.88×350/1440=4.103m3/min，其中D為日出煤量：D=2.4×0.6×170×1.43=350t/日。

　　KCH4—采面瓦斯涌出不均勻通風系數(shù)，取2；

　　125—回風流中瓦斯?jié)舛炔粦�超過0.8%的換算系數(shù)。

　　3.2按勞動氣象條件計算

　　Q采=60·S·V采·k采高·k采面長=60×4.861×1.8×1×1.2=630m3/min

　　式中：Q采—采煤工作面需風量，m3/min；

　　S—采煤工作面的平均有效斷面積，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算，m2；（4.64+4.04）/2×1.6×70%=4.861

　　V采—采煤工作面的風速，m/s，按采煤工作面風流的溫度從表3-1中選��；

　　k采高—采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)，具體取值見表3-2；

　　k采面長—采煤工作面長度調(diào)整系數(shù)，具體取值見表3-3；

　　70%—有效通風斷面系數(shù)；

　　60—單位換算產(chǎn)生的系數(shù)。

　　3.3按同時工作最多人數(shù)計算

　　Q采=4N=4×60=240m3/min

　　式中：N-工作面同時工作最多人數(shù)，按60人計算。

　　綜上所述，工作面配風量取1200m3/min。

　　3.4按風速驗算

　　①驗算最小風量

　　1900m3/min>67.87m3/min

　�、隍炈阕畲箫L量

　　1200m3/min<1247m3/min

　　式中：S最大—采煤工作面最大控頂有效斷面積，S最大=L最大×hcf×70%=5.197m2；

　　S最小—采煤工作面最小控頂有效斷面積，

　　S最小=l最小×hcf×70%=4.525m2；

　　L最大—采煤工作面最大控頂距，4.64m；

　　l最小—采煤工作面最小控頂距，4.04m；

　　hcf—采煤工作面實際采高，1.6m；

　　70%—有效通風斷面系數(shù)；

　　4.0—采煤工作面允許的最大風速，m/s。

　　經(jīng)驗算，配風量符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。

　　4結(jié)論

　　采面采取綜合防塵措施后，允許的最大風速5m/s，最大允許配風量1559m3/min。平煤股份四礦、五礦上保護層開采風量配給在1500～1700m3/min之間，存在采面風速超標現(xiàn)象，作業(yè)空間煤巖塵飛揚，給職工健康帶來危害。因此，確定戊8保護層回采工作面合理配風量1200m3/min。

　　為提高保護效果，保護層采面開采同時需對被保護層瓦斯進行區(qū)域治理，完善抽放系統(tǒng)，對保護層回采工作面上隅角、采空區(qū)、被保護煤層瓦斯進行抽放，以保證采面回風流中瓦斯?jié)舛仍谠试S范圍之內(nèi)。

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