吕家坨煤矿深部瓦斯涌出量预测研究

吕家坨煤矿深部瓦斯涌出量预测研究

亢韦权彪

中国矿业大学资源与地球科学学院亢韦权彪

摘要：基于开滦集团吕家坨煤矿瓦斯分析报表、地质报告、三维地震成果、钻孔资料、采掘工程平面图等资料的整理及分析，综合考虑瓦斯涌出量的开采技术因素与自然因素等影响，深入研究了吕家坨煤矿的深部瓦斯地质特征。采用分源预测法对矿区内主采煤层，主要对其中7#、8#煤层深部瓦斯涌出量进行预测研究，得出了7#、8#煤层深部的瓦斯涌出量，为该矿的煤炭安全、高效开采提供了重要的理论依据。

关键词：吕家坨煤矿；瓦斯涌出量预测；分源预测法

中国是产煤大国，更是以煤炭为主要能源的国家，近年来随着科技的发展以及浅部煤炭资源的慢慢减少，越来越多的矿井趋于使用机械化和进一步加大开采深度，由于开采强度大、生产集中、推进速度快，造成采面瓦斯涌出集中、涌出不均衡等特点，并且导致瓦斯事故的频发，对煤矿的安全生产构成了极大威胁。瓦斯灾害严重影响了煤矿生产建设和持续稳定发展，为了避免瓦斯灾害的发生，必须对矿井瓦斯进行管理和可靠地预测。

1井田概况

1.1构造特征。吕家坨井田以褶皱构造为主，主要构造线方向为近EW向，自北而南依次发育有黑鸭子向斜、吕家坨背斜、范各庄向斜、毕各庄向斜、南阳庄－岭上背斜、小张各庄向斜等五个主要褶曲构造，在井田南部，吕家坨背斜、毕各庄向斜、南阳庄－岭上背斜、小张各庄向斜等褶曲构造复合，形成了董各庄盆地构造区和王各庄马鞍形构造区。

1.2煤层特征。煤系地层由石炭、二叠纪含煤岩系组成，含煤20余层，煤系地层总厚度约500m，煤层平均总厚度约19m，含煤系数为3.85%。吕家坨井田设计开采煤层有6层，二叠系下统大苗庄组的5#、7#、8#、9#煤层和石炭系上统赵各庄组的11#、12#煤层。论文主要针对7#、8#煤层，对其瓦斯涌出量预测。吕家坨煤矿采煤方法为综合机械化采煤，2011年矿井绝对瓦斯涌出量为17.511m3/min，相对涌出量为2.741m3/t，瓦斯等级鉴定为瓦斯矿井。

2矿井深部瓦斯涌出量预测

瓦斯涌出量预测技术是建立在瓦斯赋存和瓦斯涌出规律的研究基础之上[6]，目前属分源预测法和矿山统计法应用较广。分源预测法技术关键在于掌握瓦斯在不同涌出条件下的涌出规律以及相应涌出条件的确定，根据涌出规律和涌出条件计算瓦斯源的涌出量。通过分析吕家坨煤矿近年来的瓦斯浓度、瓦斯涌出量、风量、产量等统计资料和瓦斯等级鉴定结果，采用了分源预测法预测吕家坨煤矿深部瓦斯涌出量。

2.1分源预测法预测原理

分源预测法实质是按照矿井生产过程中瓦斯涌出源的多少，各个涌出源瓦斯涌出量的大小来预测矿井、采区、回采面和掘进工作面等的瓦斯涌出量。各个瓦斯源涌出瓦斯量的大小是以煤层瓦斯含量、瓦斯涌出规律及煤层开采技术条件为基础进行计算确定的[7]。论文根据AQIO18—2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》对7#、8#煤层回采工作面及邻近层瓦斯涌出量进行预测，计算公式如下：(1)回采工作面瓦斯涌出量计算公式及所需数据.开采煤层（包括围岩）瓦斯涌出量。

3结论

基于开滦集团吕家坨煤矿瓦斯分析报表、地质报告、三维地震成果、钻孔资料、采掘工程平面图等资料的整理及分析，综合考虑瓦斯涌出量的开采技术因素与自然因素等影响，深入研究了吕家坨煤矿的深部瓦斯地质特征。并运用分源预测法对吕家坨煤矿进行了瓦斯涌出量的预测，结果显示7#、8#煤层瓦斯涌出量与瓦斯含量及日产量均有密切关系，随着瓦斯含量或日产量的增大而增大，并计算预测出不同瓦斯含量及不同日产量下的瓦斯涌出量，为矿井安全开采提供技术支撑。

参考文献

[1]王景山，朱炎铭，宋金栋等．矿井瓦斯涌出量预测方法综述[J].能源技术与管理，2008(4)：49-51

[2]罗跃，朱炎铭，王怀勐，等．开平煤田吕家坨矿7煤层断裂构造特征[J].黑龙江科技学院学报，2009，21(2)：93-96．

[3]鲁义，王署勋，蔡云龙．分源预测法在整合矿井瓦斯涌出量预测的应用[J].山西焦煤科技，2011．35(8)：27-31

作者简介：亢韦（1990-），女，硕士研究生，主要研究方向：古生物学与地层学。