分源预测法在羊场坡煤矿的应用研究

２０１２年０５月第１５期　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏ￣Ｖｉｓｉｏｎ　科技视界　矿业科技　

分源预测法在羊场坡煤矿的应用研究　

陈伟’郭邵金ｚ　

（１．贵州煤安工程技术咨询服务有限公司　贵州　贵阳５５０００３；　

２．贵州兴源煤矿科技有限责任公司　贵州　贵阳５５０００４）　

【摘要】贵州省煤层赋存条件复杂，开采煤层多属高瓦斯近距离突出煤层群，高瓦斯、煤与瓦斯突出煤层较多，导致煤矿安　全形势严峻。因此，对煤矿瓦斯涌出量的预测及治理技术进行研究，具有重要的现实意义。本文通过对羊场坡煤矿瓦斯涌出量的　

预测，能够为有效地防治瓦斯灾害、采取相应的治理技术提供较为可靠的依据。　【关键词】瓦斯；涌出量；分源预测法；瓦斯治理　

近年来．随着采深的增加和回采工作面机械化程度的提　

高，瓦斯涌出量不断增加，不仅制约了生产能力，而且增大了　瓦斯爆炸事故发生的可能性。这就需要用定量化的方法较为　准确地对矿井瓦斯的涌出量进行预测，并采取治理措施，预　

防瓦斯灾害事故的发生。　

１　羊场坡煤矿基本情况概述　

盘县火铺镇羊场坡煤矿位于贵州省盘县火铺镇，设计年　

生产能力３０万吨，该矿地质构造复杂。矿井共划分为两个水　

平两个采区。煤层开采顺序按照自上而下的原则。设计将该　矿的准备巷道布置于岩层之中．矿井在开采一采区时可利用　主、副、回风斜井作为一采区准备巷道，通过石门与各煤层联　系。采煤方法采用走向长壁后退式，以一个普采工作面达产，　

顶板管理方式为全部垮落法。矿井采用中央并列抽出式通风　方式。主、副井进风，风井回风，移交生产时，矿井通风量为　

５７ｍ％，矿井等积孔为２．８８ｍ　。　

２矿井瓦斯涌出量预测方法的选择　

矿井瓦斯涌出量的预测目前普遍采用的方法为矿山统　

计法、分源预测法、综合法３类，由于矿山统计法和综合法需　要在矿井生产中获得实测资料，因此，这两种方法不适合羊　场坡这样的新建矿井．该矿只能采用分源预测法预测矿井瓦　

斯涌出量。　

图１矿井瓦斯涌出构成关系　

分源预测法亦称为瓦斯含量预测法，它根据时间、地点　的不同，分成数个向矿井巷道涌出的瓦斯源，在分别对这些　

２４６　ｌ科技视界　ｃ　ＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮ。Ｌ。ＧＹ　Ｖ　。Ｎ　瓦斯涌出源进行预测的基础上得出矿井瓦斯涌出量的方法。　矿井瓦斯涌出构成关系如图１所示。　

羊场坡煤矿达到设计产量３０万吨时．将在首采层１号　煤层中布置１个回采工作面和２个煤巷掘进工作面。　

３瓦斯涌出量预测　‘　

３．１　回采工作面瓦斯涌出量的预测　根据图１可知，回采工作面的瓦斯出量由２部分组成：　

开采层（包括围岩）瓦斯涌出和邻近层瓦斯涌出。　３．１．１开采层瓦斯涌出量　薄及中厚煤层不分层开采时，开采层瓦斯涌出量下式计　

算：　

ｑ　ｘ　ｌＫ２Ｋ３吾（Ｗｏ－Ｗ　）　

式中：ｑ　——开采层相对瓦斯涌出量，ｍａ／ｔ；　Ｋ　——围岩瓦斯涌出系数；Ｋ　选取范围为１．１－１．３；全部　陷落法管理顶板，碳质组分较多的围岩，Ｋ　取１．３；局部充填　

法管理顶板Ｋ１取１．２；全部充填法管理顶板Ｋ　取１．１；砂质泥　

岩等致密性围岩Ｋ　取值可偏小；Ｋ。取１．３。　Ｋ厂工作面丢煤瓦斯涌出系数，用回采率的倒数来计　

算：　Ｋ广一采区准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响　

系数，Ｋ　＝０．９　

ｍ——开采层厚度，ｍ；　Ｍ——工作面采高，ｍ；　ｗ　—　煤层原始瓦斯含量，ｍ￣／ｔ；　ｗ　一运出矿井后煤的残存瓦斯含量，ｍ３／ｔ．ｒ。　

３．１．２邻近层瓦斯涌出量　

：　（　）’鲁　

式中：ｑ广邻近层相对瓦斯涌出量，ｍ／ｔ；　ｍ　——第ｉ个邻近层煤层厚度，ｍ；　Ｍ——工作面采高，ｍ；

　矿业科技　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｉｓｉｏｎ　科技视界　２０１２年０５月第ｌ５期　

＿—第ｉ个邻近层瓦斯排放率，％；　ｗ　——第ｉ个邻近层煤层原始瓦斯含量，ｍＳ／ｔ，无实测值　

时可参照开采层选取；　ｗ　——第ｉ个邻近层煤层残存瓦斯含量，ｍＴｔ，无实测值　

时可参照开采层选取；　

８　０　＼　

６　０　＼　』　邻近层　

４Ⅱ　＜　

＼　２　Ｄ　、　

Ｄ　．１　ＤＤ％　

赖斜　集层下　近屡　／　２　０　ｔ　／／　／　／　／＜　ｒ　４　Ｄ　／　＼倾制　、急｛顷４　｝煤屡下　／　／　６０　

Ｂ　０　／　

，　

ⅡＯ　图２邻近层邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线　

ｗ　——第ｉ个邻近层煤层原始瓦斯含量，ｍ３／ｔ，无实测值　

时可参照开采层选取：　ｗ　——第ｉ个邻近层煤层残存瓦斯含量，ｍ３／ｔ，无实测值　时可参照开采层选取：　

３．１．３回采工作面瓦斯涌出量　

ｑ　ｑ１＋ｑ２　式中：ｑ　——回采工作面相对　

瓦斯涌出量　ｍ３／ｔ：　

ｑ．——开采层相对瓦斯涌出　

量，ｍＳ／ｔ：　ｑ，——临近层相对瓦斯涌出　

量，ｍ３／ｔ：　

代入相关参数计算得，ｑ。＝　９．１ｍ３／ｔ，ｑ２＝９．４ｍ３／ｔ，计算得回采工　作面瓦斯涌出量为１８．５ｍＳ／ｔ。　３．２掘进工作面瓦斯涌出量　

３．２．１掘进巷道煤壁瓦斯涌出量　

ｒ　ｑ３　ｑ。　（２Ｖ　一１）　

式中：ｑ厂掘进巷道煤壁瓦　斯涌出量．ｍＳ／ｍｉｎ：　

Ｄ——巷道断面内暴露煤壁　面的周边长度，ＩＴＩ；对于薄及中厚　煤层，Ｄ＝２ｍ０，ｍ０为开采层厚度：　对于厚煤层，Ｄ＝２ｈ＋ｂ，ｈ及ｂ分别为巷道的高度及宽度；　ｖ——巷道平均掘进速度，ｍ／ｍｉｎ；　Ｉ一巷道长度，ｍ；　

ｑ　～煤壁瓦斯涌出强度，ｍｆｆｍ　ｍｉｎ，　

ｑｏ＝ｏ．０２６［０．０００４（Ｖ　）　＋０．１６　ＪｘＷ０　

式中：ｑ　一巷道煤壁瓦斯涌出量初速度，ｍ３／ｉＴｌ２￣ｍｉｎ；　ｖ一煤中挥发分含量，％；　

ｗ　一煤层原始瓦斯含量，ｍ３／ｔ；　３．２．２掘进落煤的瓦斯涌出量　

ｇ　＝Ｓ・　・　。（　一Ｗ　）　

式中：ｑ厂一掘进巷道落煤的瓦斯涌出量，ｍ３／ｍｉｎ；　ｓ——掘进巷道断面积，ｍ　；　ｖ——巷道平均掘进速度，ｍ／ｍｉｎ：　

ｒ煤的密度，ｔ／ｍ　；　ｗ　一煤层原始瓦斯含量，ｍ３／ｔ；　

ｗ　－一运出矿井后煤的残存瓦斯含量，ｍ３／ｔ。　３．２．３掘进工作面瓦斯涌出量　

ｇ　ｑ３＋ｑ４　式中：ｑ　——掘进工作面绝对瓦斯涌出量，ｍ３／ｍｉｎ；　ｑ广掘进工作面巷道煤壁绝对瓦斯涌出量，ｍ３／ｍｉｎ；　ｑ　一掘进工作面落煤瓦斯涌出量，ｍ３／ｍｉｎ。　

３．３生产采区瓦斯涌出量　

１∑　Ａ　＋１４４０　）　

式中：ｑ　——生产采区相对瓦斯涌出量，ｍ３／ｔ；　

——生产采区内采空区瓦斯涌出系数：　

表１　未进行预抽时掘进工作面瓦斯涌出计算表　（下转第８２页）　

掘进巷道瓦斯涌出量计算表　

煤层　开采煤　巷道内的　掘进巷道　暴露煤壁　巷道掘进　煤壁瓦斯涌　巷道　编号　层厚度　月进尺　挥发份　瓦斯含量　煤壁瓦斯　周边长　出强度　长度　涌出量　

（ｍ）　Ｄ（ｍ）　Ｌ（ｍ／月）　Ｖ　（／％）　Ｗ０（ｍ３／ｔ．ｒ）　ｑｏ　ｍ３ｈＦｌ￣ｍｉｎ）　Ｌ（ｍ）　ｑ３（ｍ３／ｍｉｎ）　

ｌ　１．７９　３．５８　１５０　２４　ｌＯ．８　Ｏ．１１　５０ｏ　１．０４　掘进落煤的瓦斯涌出量　

煤层　掘进速　掘进巷道　掘进落煤的瓦斯　编号　度　断面积　煤的密度　瓦斯含量　残存瓦斯含量　涌出量　

ｖ（ｍ／ｍｉｎ）　Ｓ（ｍ　）　７（ｔ／ｍ　）　Ｗｏ（ｍ３／ｔ．ｒ）　Ｗ　（ｍＳ／ｔ）　ｑ４（ｍＳ／ｍｉｎ）　

ｌ　０．０ｏ３５　８．Ｏ６　１．４５　１０．８　２．４１　０．３４　掘进工作面瓦斯涌出量　

掘进巷道瓦斯涌出　掘进落煤的瓦斯涌出　煤层编号　量计算表　量　掘进面瓦斯涌出量　

ｑ３（ｍ３／ｍｉｎ）　ｑ４（ｍＳ／ｍｉｎ）　ｑ￣（ｍＳ／ｍｉｎ　

１　１．０４　０．３４　１．３９　

ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＶＩＳＩＯＮ科技视界ｌ　２４７　Ｉ

　２０１２年０５月第ｌ５期　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｉｓｉｏｎ　科技视界　高校科技　

机构设置的人员都知道，为保障正常的教学秩序，学校设置　了许多部门来对学生进行管理，这些部门由于考虑问题的角　度不同，因此出台的各种管理措施往往相互冲突。根据笔者　

的体会，学校的很多管理措施往往最后都通过辅导员来实　施。如果这些措施不互相冲突的话，学生辅导员只是扮演学　

校管理措施的执行者，这比较好办。但麻烦的是，当这些措施　互相冲突的时候学生辅导员就不好解决问题。笔者认为．辅　导员对学生的管理应该不同于学校其它管理机构对学生的　

管理。辅导员主要应当是措施的执行者．当发现管理措施互　相冲突或效果不明显时，则有责任向学校管理机构进行信息　反馈，而不是一个管理的决策者。对这个问题，高校管理似乎　

还有不少的探索空间。　第二，辅导员作为学生的“人生导师”。那么“人生导师”　

的具体内涵是什么？按照教育部的规定．这似乎可以理解成　学生的成长引路人。对此笔者有些疑惑。能成为引路人的人　必须具有丰富的人生阅历和广博的见识。而我国多数高校的　

辅导员往往都是从学校毕业不久的研究生或本科生来担任　的，这部分群体往往缺少的正是人生阅历．因此笔者在实际　工作中感觉到，让刚毕业的学生来担任辅导员很难扮演好　

“引路人”的角色。因此笔者建议，高校在对辅导员进行招聘　时应当充分考虑到这一因素，否则教育部的规定就会流于形　式，很难发挥实际效果。　总之，学生辅导员所扮演的角色是多面的，这些角色的　具体内容也是随着时代的发展而不断变化和完善的，相信通　

过对我国高校辅导员制度的不断探索，我们一定能够建立起　

一套符合中国特色的高校辅导员制度。ｅ　

【参考文献】　［１］张端鸿．中美高校辅导员制度比较研究［Ｊ］．思想理论教育，２００５，３：　

１９．　［２］刘刚．我国高校辅导员制度的历史演进［Ｊ１＿思想政治教育研究，　

２００９（４）：２１．　［３］杨勇，许爱华，刘红旗．关于高校辅导员角色定位及职业分析【ＪＪ．教　育理论研究，２００９（３）：１５．　［４］林章杰，沈研．辅导员角色定位新思考ｆＪ］．国家行政学院学报，　２００８．１　１：６９．　

注释：　①根据１９８５年《中国大百科全书》教育卷对学生辅导员的解释：　

中国高等学校的基层工作干部，其基本任务是对学生进行思想政治　教育．做好学生的思想政治工作．　

ｍＳ／ｔ；　（上接第２４７页）ｇ　——第ｉ采区工作面相对涌出量，　

表２未进行预抽时生产采区瓦斯涌出量计算表　

回采工作　生产采区采　生产采　开采　生产能　采区　掘进工作面瓦　掘进队　面瓦斯涌　空区瓦斯涌　区瓦斯　煤层　力　数目　斯涌出量　数目　出量　出系数　涌出量　

ｆ万ｔ／ａ）　ｑ￣（ｍｓ／ｔ）　（个）　ｑ（ｍ３／ｍｉｎ）　（个）　Ｋ１　（ｍ３／ｔ）　

１　３０　１８．５　１　１＿３９　２　１．２５　２５．１６　

表３未进行预抽时矿井瓦斯涌出量计算表　

开采　采空区瓦斯　生产采区　生产采区瓦　瓦斯涌出不　矿井相对瓦　矿井绝对瓦　煤层　涌出系数　数目　斯涌出量　均衡系数　斯涌出量　斯涌出量　Ｋ”　（个）　（ｍ３／ｔ）　Ｋｎ　ｑ：￣（ｍ３／ｔ）　ｑ＃（ｍ３／ｍｉｎ）　

１　１．４５　１　２５．１６　１．１５　４１．９５　２６．４９　

Ａ；——第ｉ个回采工作面的日产量，取８１８ｔ；　

ｇ　。——第ｉ个掘进工作面绝对瓦斯涌出量，ｍＳ／ｍｉｎ；　

Ａ。——生产采区平均日产量，取９０９ｔ。　

３．４矿井瓦斯涌出量　

８２　Ｉ科技视界ｓｃ　ＥＮｃＥ＆ＴＥｃＨＮ。Ｌ。ＧＹ　Ｖ　ｓ　。Ｎ　［责任编辑：王洪泽］　

ｋ”（∑ｑ雕Ａ　）　

ｇ　＝—　—　∑Ａ　ｉ＝１　式中：ｑ＃——矿井相对瓦斯涌出量，ｍ３／ｔ；