隨著我國(guó)煤礦開(kāi)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(hù)層開(kāi)采過(guò)程中的被保護(hù)層的卸壓作用對(duì)卸壓瓦斯進(jìn)行強(qiáng)化抽采，使被保護(hù)層由高瓦斯突出危險(xiǎn)煤層變?yōu)榈屯咚篃o(wú)突出危險(xiǎn)煤層，從而實(shí)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(hù)層工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)方法，對(duì)保護(hù)層回采工作面合理配風(fēng)，是保護(hù)層實(shí)現(xiàn)安全開(kāi)采的關(guān)鍵之一。結(jié)合平煤股份四礦、五礦上保護(hù)層開(kāi)采風(fēng)量配給，將保護(hù)層工作面風(fēng)量計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，由于保護(hù)層開(kāi)采的卸壓作用，使被保護(hù)層瓦斯大量自然排放到保護(hù)層采空區(qū)，并隨采空區(qū)漏風(fēng)大量涌入作業(yè)空間，導(dǎo)致保護(hù)層工作面計(jì)算配風(fēng)量小于實(shí)際配風(fēng)量。為此，保護(hù)層回采工作面配風(fēng)量要大于計(jì)算配風(fēng)量150～200m3/min，但不宜超過(guò)最大風(fēng)速，以達(dá)到合理配風(fēng)要求。

　　關(guān)鍵詞：全國(guó)中文核心期刊,突出礦井,保護(hù)層開(kāi)采,配風(fēng)量

　　基于分源原理的保護(hù)層工作面瓦斯涌出預(yù)測(cè)方法，結(jié)合平煤股份四礦、五礦上保護(hù)層開(kāi)采風(fēng)量配給，將保護(hù)層工作面風(fēng)量計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析，由于保護(hù)層開(kāi)采的卸壓作用，使被保護(hù)層瓦斯大量自然排放到保護(hù)層采空區(qū)，并隨采空區(qū)漏風(fēng)大量涌入作業(yè)空間，對(duì)保護(hù)層工作面合理配風(fēng)，是保護(hù)層實(shí)現(xiàn)安全開(kāi)采的關(guān)鍵之一。

　　1保護(hù)層回采工作面瓦斯來(lái)源分析

　　保護(hù)層回采工作面瓦斯涌出來(lái)源主要來(lái)自兩個(gè)方面：開(kāi)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(jī)械化采煤，機(jī)組割煤比較連續(xù)，工作面推進(jìn)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(fēng)巷和局部瓦斯積聚（尤其是上隅角）。但是，保護(hù)層本身煤層瓦斯含量較小，大量瓦斯主要來(lái)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(chǎng)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(fēng)負(fù)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(hù)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(shí)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(lái)源。

　　2保護(hù)層回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)

　　回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)用相對(duì)瓦斯涌出量表達(dá)，以24h為一個(gè)預(yù)測(cè)圓班，采用式（2-1）計(jì)算。

　　q采=q1+q2（2-1）

　�。�1）開(kāi)采層瓦斯涌出量

　　開(kāi)采層瓦斯涌出量q1，采用式（2-2）計(jì)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(jì)算。

　�。�2-4）

　　式中：

　　以八礦戊8煤層為例計(jì)算，保護(hù)層回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果，見(jiàn)計(jì)算表2-1.

　　3保護(hù)層回采工作面合理配風(fēng)量計(jì)算

　　保護(hù)層工作面采用走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)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(zhǎng)按170m，采高1.6m，采面推進(jìn)度按70m/月。破頂板、底板軟巖回采.配風(fēng)量主要依據(jù)瓦斯涌出量、勞動(dòng)氣象、最大作業(yè)人數(shù)等計(jì)算，具體如下：

　　3.1按瓦斯涌出量計(jì)算

　　Q采=125q采KCH4=125×4.103×2

　　=1025.9m3/min

　　式中：Q采—采面實(shí)際需風(fēng)量，m3/min；

　　q采—回風(fēng)巷回風(fēng)流中瓦斯絕對(duì)涌出量；

　　q采=q相對(duì)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(fēng)系數(shù)，取2；

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

　　3.2按勞動(dòng)氣象條件計(jì)算

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

　　式中：Q采—采煤工作面需風(fēng)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(jì)算，m2；（4.64+4.04）/2×1.6×70%=4.861

　　V采—采煤工作面的風(fēng)速，m/s，按采煤工作面風(fēng)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(jiàn)表3-2；

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

　　70%—有效通風(fēng)斷面系數(shù)；

　　60—單位換算產(chǎn)生的系數(shù)。

　　3.3按同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算

　　Q采=4N=4×60=240m3/min

　　式中：N-工作面同時(shí)工作最多人數(shù)，按60人計(jì)算。

　　綜上所述，工作面配風(fēng)量取1200m3/min。

　　3.4按風(fēng)速驗(yàn)算

　�、衮�(yàn)算最小風(fēng)量

　　1900m3/min>67.87m3/min

　�、隍�(yàn)算最大風(fēng)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(shí)際采高，1.6m；

　　70%—有效通風(fēng)斷面系數(shù)；

　　4.0—采煤工作面允許的最大風(fēng)速，m/s。

　　經(jīng)驗(yàn)算，配風(fēng)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(fēng)速5m/s，最大允許配風(fēng)量1559m3/min。平煤股份四礦、五礦上保護(hù)層開(kāi)采風(fēng)量配給在1500～1700m3/min之間，存在采面風(fēng)速超標(biāo)現(xiàn)象，作業(yè)空間煤巖塵飛揚(yáng)，給職工健康帶來(lái)危害。因此，確定戊8保護(hù)層回采工作面合理配風(fēng)量1200m3/min。

　　為提高保護(hù)效果，保護(hù)層采面開(kāi)采同時(shí)需對(duì)被保護(hù)層瓦斯進(jìn)行區(qū)域治理，完善抽放系統(tǒng)，對(duì)保護(hù)層回采工作面上隅角、采空區(qū)、被保護(hù)煤層瓦斯進(jìn)行抽放，以保證采面回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛仍谠试S范圍之內(nèi)。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]張國(guó)樞.通風(fēng)安全學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2007

　　[2]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.AQ1028-2006煤礦井工開(kāi)采通風(fēng)技術(shù)條件[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006

　　[3]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.防治煤與瓦斯突出規(guī)定[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009

　　[4]國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.AQ1050-2008保護(hù)層開(kāi)采技術(shù)規(guī)范[S].北京：煤炭工業(yè)出版社，2009

---

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自：http://www.jinnzone.com/kuangyelw/39282.html