煤層瓦斯涌出規律研究

谷藝星，王榮剛

兗州煤業有限公司楊村煤礦，山東濟寧 272100

1 煤層概況

筆者以某煤礦為對象進行了研究，該礦井東西北三面以各煤層露頭為可采邊界，南面以南部大斷裂為邊界，井田走向長7.25km，傾斜長4km，井田面積26.89km2。

8 號煤層：上距8 上號煤層間距2.0m～34.0m，平均為22.0m。全區發育煤層。Ⅹ～Ⅺ線間由于古河流的沖刷煤層變薄（849 孔附近被輝綠巖替代），而Ⅺ線以東則全被含礫砂巖替代。在Ⅴ～Ⅶ勘探線間，由于侵入巖的破壞，煤層厚薄變化不均，往往中上部被輝綠巖替代，而下部保留較好，但Ⅴ線以西，煤層常呈侵入巖之捕擄體出現。空間位置不穩定，結構也復雜化，工業價值不大。可采煤層厚0.2m～6.8m，平均煤厚2.05m，復雜結構煤層，正常情況由1～3 個分層組成，但由于巖漿巖的侵入破壞，局部分割為3～9 個分層。煤層頂板巖性為中、粗粒砂巖，其次為粉砂巖。沿走向由東往西8 層和8 上至Ⅶ線合并。煤種以長焰煤為主，其次為貧煤、無煙煤、弱粘結煤及氣煤。8 號煤層由東北向西南方向有增厚趨勢。

2 煤層瓦斯涌出量預測

2.1 瓦斯地質統計法預測瓦斯涌出量

瓦斯地質統計法就是在系統收集、整理采掘工作面每日的瓦斯濃度、風量和抽放量的基礎上，準確地計算出各個采、掘工作面每日的絕對瓦斯涌出量點值，將整理出來的瓦斯涌出量點值再經過認真的篩選，轉繪到瓦斯地質圖上，就可以直觀的看出與各種地質因素和開采條件之間的關系。

2.2 瓦斯涌出資料統計及分析

通過收集、整理大量的瓦斯通風數據，匯總了采面有代表性的一些數據，見表1。

表1 8 號煤層回采工作面瓦斯涌出量統計表

據該煤礦瓦斯日報表等資料，對已采工作面瓦斯涌出量數據進行了統計分析，來確定瓦斯涌出量值對應的煤層埋藏深度。具體計算時，依據數據組的特點，利用線性回歸方法，確定了瓦斯涌出量（Q）與煤層底板等高線（h）的相關關系。

1）回歸過程

（1）8 號煤層東翼

選取具有代表性的絕對瓦斯涌出量，按照日產量2600t 進行換算得下表：

表2 8 號煤層絕對瓦斯涌出量統計表

根據表2 的瓦斯涌出量數據，利用表中的瓦斯涌出量數據（Q），以及與其對應的煤層底板標高（h），然后進行線性回歸

回歸方程：Q=-0.0334h-13.027

相關系數：R=0.6780

（2）8 號煤層中部

8 號煤層中部利用東翼的線性回歸梯度，得出線性回歸模型：

回歸方程：Q=-0.0334h+2.15

（3）8 號煤層西翼

8 號煤層西翼瓦斯涌出量數據與東翼基本相同，故采用東翼的線性回歸模型進行預測。

2）回歸結果

（1）8號煤層東翼（按照日產量2600t計算）：Q=-0.0334h-13.027

通過數學模型可預測煤層底板標高為：-540m、-689m 處的煤層絕對瓦斯涌出量趨勢值分別為5m3/min、10m3/min；

（2）8號煤層中部（按照日產量2600t計算）：Q=-0.0334h+2.15

通過數學模型可預測煤層底板標高為：-85m、-235m和-384m 處的煤層絕對瓦斯涌出量趨勢值分別為5m3/min、10m3/min 和15 m3/min；

（3）8號煤層西翼（按照日產量2600t計算）：Q=-0.0334h-13.027

通過數學模型可預測煤層底板標高為：-540m、-689m 處的煤層絕對瓦斯涌出量趨勢值分別為5m3/min、10m3/min。

3 效果分析總結

2012 年6 月，利用所建立的數學模型，對8 號煤層綜三工作面進行了瓦斯涌出量預測，利用綜三工作面實測的瓦斯涌出量值對預測結果進行了檢驗，檢驗結果為預測誤差9.13%，表明預測精度較高，預測模型可靠。

[1]張子敏，張玉貴.瓦斯地質規律與瓦斯預測[M].北京：煤炭工業出版社，2005.

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[3]陳本良.滴道盛和煤礦瓦斯地質規律與瓦斯預測[D].焦作：河南理工大學，2011.