1礦井及工作面概況
??? 曉南煤礦1980年投產,設計生產能力為90萬 t/a,經改擴建后,設計生產能力為150萬t/a,現實際生產能力穩定在240萬t/a以上,現有w2、W3共 2個采區。我礦于2002年引進法國DBT公司刨煤機系統在W3409工作面首次安裝使用,W3410是我礦使用刨煤機生產的第二個工作面。W3410工作面位于西三采區北部,南側為W3409工作面采空區,北側為W3411工作面(尚未開拓),西為W3二期 412工作面(尚未開拓),東部以F23-1號斷層為界與西三采區二期相鄰;下部為7—2號煤層;層間距在 26-30m之間,上部為2號煤層(不可采)。該工作面走向長795m,傾斜寬215m。工作面開采的是4—2號煤層,煤層厚度1.03~2.5m,平均1.77 m,東部薄,向西逐漸增厚;煤層傾角3°~10°,煤質為長焰煤。絕對瓦斯涌出量為303/m,煤塵具有爆炸性,“U”型通風方式,全部陷落法管理頂板。
2? W3410回采工作面瓦斯涌出特點
??? 通過對W,410工作面的現場測定和計算,可以得出工作面瓦斯的涌出特點。
??? (1)上隅角瓦斯偏高。刨煤機工作面由于采高小,工作面通風斷面相對綜采面要小得多,工作面后方存在著一定的漏風。通過實測,工作面中部風量只有回風順槽風量的70%~80%,說明工作面向采空區的漏風量是很大的。工作面落煤及煤壁的涌出的瓦斯一部分很快被新鮮風流沖淡、稀釋,一部分隨漏風風流涌人到采空區;同時,遺煤及鄰近圍巖的瓦斯也積存于采空區中。采空區內的瓦斯在雷諾數很小的層流狀態下,隨漏風風流運移積聚在工作面上隅角一帶,造成上隅角處瓦斯濃度偏高。
??? (2)采空區瓦斯涌出量較大。在采動應力影響下,采空區2側煤層(煤柱)破壞后釋放出的瓦斯(呈緩慢涌出狀態)涌人工作面采空區,一般認為應力影響區在工作面以外的15—25m內;上鄰近層瓦斯隨頂板冒落破壞后,沿頂板卸壓角以外的冒落帶、裂縫帶、彎曲下沉帶急劇涌人工作面采空區;下鄰近層其三向應力狀態變成二向應力狀態,根據材料力學原理,就要向上產生應變,產生彎曲破壞(表現為底鼓),其吸附狀態下的瓦斯就會解吸成游離狀態下的瓦斯,涌人工作面采空區。可以認為:工作面的瓦斯來源有3個:開采層、鄰近層和采空區遺煤。由于生產過程中鄰近層和遺煤瓦斯均是通過采空區涌向工作面的,因此,可以認為工作面的瓦斯涌出來源分為 2個:開采層和采空區。
根據W3410刨煤機工作面老頂初次垮落前后的瓦斯涌出量實測資料計算:開采層的瓦斯涌出量為15.48m3/min,占工作面瓦斯涌出量的51.65%,采空區瓦斯(鄰近層和采空區遺煤)涌出量為14.49 m3/min,占工作面瓦斯涌出量的48.35%。