[发明专利]一种矿井工作面瓦斯涌出量预测的方法

说明书

一种矿井工作面瓦斯涌出量预测的方法，包括以下步骤：根据矿山压力对工作面的作用效果，把工作面前方煤体划分为初始压缩及塑性变形区A、煤体的强烈压缩及破坏区B和顶板回转作用区C。由于应力的升高致使煤体内压力升高，从而使该部分煤体中部分游离态的瓦斯会变成吸附态瓦斯，不利于瓦斯的释放。工作面瓦斯的释放可以看做是这两部分释放的，算出A区的瓦斯量与两帮的释放量就可以近似的表达工作面的瓦斯含量。本发明通过将工作面前方煤层划分为不同的几个区域，通过计算破碎区域区域的瓦斯涌出含量，从而得到工作面的瓦斯涌出量。通过计算得到的数据，用来指导矿井采取更加经济合适的措施预防瓦斯，从而提高矿井安全生产水平。

技术领域

本发明属于煤矿矿井瓦斯治理技术领域，尤其涉及一种矿井工作面瓦斯涌出量预测的方法。

背景技术

工作面瓦斯预测是矿井瓦斯预测的基础。目前矿井瓦斯涌出量预测大多采用分源预测法和统计分析法。其中分源预测法主要针对薄及中厚煤层不分层开采，对于厚煤层开采的瓦斯涌出量预测采用瓦斯涌出系数进行计算，由于具体开采条件的差异，相关的系数往往需要进行实际测定，在没有进行测定前会造成预测数据的不精确。而统计预测法则要求被预测的回采工作面在开采方法、煤层赋存条件、瓦斯地质条件与样本工作面相同或相似。在厚煤层开采时，尤其是用放顶煤开采时，煤体放出的不均匀性、不同煤厚和顶板矿山压力对煤体破断影响的差异性、以及不同开采条件回采率不同等原因，目前的预测方法对放顶煤开采时的预测普遍存在困难。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可实时监控锚杆受力状况、提高安全支护监测、及时提醒工人排出安全隐患的矿井工作面瓦斯涌出量预测的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种矿井工作面瓦斯涌出量预测的方法，包括以下步骤，

（1）、根据矿山压力对工作面的作用效果，把工作面前方煤体由后向前依次划分为第一初始压缩及塑性变形区A、第一煤体的强烈压缩及破坏区B和第一顶板回转作用区C；

（2）、矿井下的区域运输巷平行于区域回风巷，区域运输巷位于区域回风巷的左侧，区域运输巷的右侧帮由左向右依次划分为第二初始压缩及塑性变形区A1、第二煤体的强烈压缩及破坏区B1和第二顶板回转作用区C1，区域回风巷的左侧帮由右向左依次划分为第三初始压缩及塑性变形区A2、第三煤体的强烈压缩及破坏区B2和第三顶板回转作用区C2；

（3）、对步骤（1）中工作面前方煤体瓦斯绝对涌出量Q_A；

（4）、对步骤（2）中区域运输巷的右侧帮和区域回风巷的左侧帮煤体的瓦斯绝对涌出量Q₁₊₂；

（5）、最后得到矿井工作面处瓦斯涌出量Q=Q_A+ Q₁₊₂。

步骤（3）中Q_A的确定过程为：

第一初始压缩及塑性变形区A与第一煤体的强烈压缩及破坏区B相邻，其分界线是由煤体各层位破坏支承压力点连成的，其截距及该煤壁至分界线与煤层底板界面交点的水平距离x₀可以用下式表示：

其中x₀——煤壁至曲线与煤层底板界面交点的水平距离，m；

M——煤层厚度，m；

λ——侧压系数， ，μ为煤体的泊松比；

Φ——煤体的内摩擦角，°；

K——支承压力峰值的应力集中系数；

H——煤层采深，m；

γ——上覆岩层平均容重，；

C——煤体的内聚力，MPa；