【分　 类】 化工与理学
【关 键 词】 东欢坨煤矿；瓦斯涌出量；回采工作面；掘进工作面；影响因素；分源预测
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正文：
³/min，其它各主采煤层也有类似瓦斯赋存规律（图4）。
 
 
图4  向斜附近9煤瓦斯涌出量等值线图
Fig.4 The isoline map of 9 coal bed gas emission in syncline
3.2 地下水活动
东欢坨井田位于车轴山向斜的东南翼，东欢坨矿区内地下水主要为承压水，补给来源为大气降水，井田内断层发育，富水性断层多，有四条断到奥灰岩，部分已证明其导水，且水量充足。东欢坨矿属大水矿井，涌水量很大，地下水由东向西流，表现为交互补排的径流特征，形成良好的通径，由于地下水的运移一方面携带瓦斯气体运移而使之逸散，另一方面按照“相似相溶原理”，矿区地下水活跃，水能从煤层中带走大量的瓦斯，使煤层瓦斯涌出量明显减少^[8]。
 
 
图5  3088采面富水区及断层分布图
Fig.5 The map of 3088 Face-rich water zone and faults distribution
通过对3088采面瓦斯与水的关系研究表明，8煤层在-250至-600水平采面瓦斯涌出量介于1.0～2.0m³/min，至3088采面的瓦斯涌出量突然降至0.5m³/min，主要受地下水的影响。3088采面地下水丰富，周围有5个富水区：16#富水区，18#富水区，20#富水区，22#富水区，23#富水区，其中16#和20#是强富水区；5条断层：DF9，DF10，DF12，DF13富水性中等，DF14富水性强（图5）。
由此可见，3088采面地下水丰富，富水性断层多，通径好，地下水运移畅通，一方面可驱动孔隙、裂隙中的瓦斯运移，另一方面又可带动溶解于水体的瓦斯一起流动，有利于瓦斯的逸散，在富水性好的断层周围瓦斯涌出量低^[9、10]。
3.3 煤层顶底板岩性
煤层围岩是指煤层直接顶、老顶和底板在内的一定厚度范围的层段。一般认为：围岩岩性及其透气性对煤层瓦斯涌出量有很大的影响，围岩的透气性越大，瓦斯越容易流失，煤层瓦斯含量就越大。反之，瓦斯易于保存，瓦斯涌出量就越大。泥岩、炭质泥岩和页岩的透气性能均较小，有利于瓦斯的储存；砂岩、砾岩透气性能较大，瓦斯易于逸散^[3、11]。
表1  东欢坨矿各煤层顶板砂岩分布表
Tab.1 The table of coals roof sandstones distributions in Donghuantuo mine

煤层 编号	瓦斯涌出量 （m3/min）	砂岩最大 厚度（m）	平均含砂率 （%）	顶板岩性为砂岩 百分数（%）	底板岩性为砂岩 百分数（%）
8煤	0.5-2.1	30.95	48	80	40
9煤	0.2-3.4	14.09	48	40	80
11煤	0.4-3.6	10.62	45	60	90
12-1煤	0.5-3.3	19.44	67	80	50

东欢坨8、12_-1煤层顶板岩性以砂岩为主，9、11煤层顶板岩性以泥岩为主（表1），8、12_-1煤层瓦斯涌出量比9、11煤层低，矿井瓦斯涌出量与顶板岩性有一定的正相关性。其原因可能是由于顶板岩性多为泥岩，透气性较差，瓦斯保存条件相对较好，造成开采时瓦斯涌出量偏大。
3.4 煤层埋深

图6  9煤瓦斯涌出量回归分析图
Fig.6 The map of 9 coal bed gas emission regression analysis
瓦斯涌出量与煤层埋藏深度有重要的关系，主要是由于煤化作用的程度与煤层埋藏深度密切相关，而成岩过程中瓦斯的生成和逸散也与煤层埋藏深度有关。煤层埋藏深度的增加不仅会因为地应力增高而使煤层和围岩的透气性降低，而且瓦斯向地表运移的距离也增大，这两者的变化均朝着有利于封存瓦斯、而不利于放散瓦斯方向发展^[12]。大量实际资料表明，在一定深度范围内，煤层的瓦斯涌出量随埋藏深度增大而增加。传统的预测矿井瓦斯涌出量的梯度预测法，就是根据这一规律提出的
煤层瓦斯涌出量随着煤层埋藏深度的增加而增加，但各个深度增加的梯度是不同的，越向深部，增加的梯度越小^[13]。通过对煤层埋深与绝对瓦斯涌出量的拟合发现，瓦斯涌出量随着埋深增大而增加，增加的梯度约为每百米0.4 m³/min（图6）。
4 回采工作面瓦斯涌出量预测-分源预测法
4.1分源预测法
分源预测法根据煤层瓦斯含量和矿井瓦斯涌出的源汇关系，利用瓦斯涌出源的瓦斯涌出规律并结合煤层的赋存条件和开采技术条件，通过对回采工作面和掘进工作面瓦斯涌出量的计算，达到预测采区和矿井瓦斯涌出量的目的。经大量实例验证表明，应用分源预测法对矿井瓦斯涌出量预测误差一般为8. 63 %～10. 06 %^[14、15]。
东欢坨矿井可采煤层较多，且煤层均较厚。随着煤层开采深度的加大，煤层瓦斯含量及瓦斯压力明显增大，各煤层的瓦斯分布规律受其他煤层的影响亦明显增大。利用分源预测法对瓦斯涌出量进行预测可较全面地反应其他煤层的瓦斯分布对本煤层的影响^[16、17]。
表2  8煤层工作面瓦斯涌出量分源预测值
Tab.2 The Predictive value of 8 coal bed gas emission

煤层瓦斯 含量 （m3/t）	相对瓦斯 涌出量 （m3/t）	不同日产量下的绝对瓦斯涌出量 （m3/min）
		2200	2500	2800	3100	3400	3700	4000
3	0.94	1.43	1.63	1.82	2.02	2.21	2.41	2.60
3.1	1.09	1.67	1.90	2.13	2.36	2.58	2.81	3.04
3.2	1.25	1.91	2.17	2.43	2.69	2.96	3.22	3.48
3.3	1.41	2.15	2.45	2.74	3.03	3.33	3.62	3.91
3.4	1.57	2.39	2.72	3.05	3.37	3.70	4.03	4.35
3.4	1.72	2.63	2.99	3.35	3.71	4.07	4.43	4.79
3.6	1.88	2.87	3.27	3.66	4.05	4.44	4.83	5.23
3.7	2.04	3.12	3.54	3.97	4.39	4.81	5.24	5.66
3.8	2.20	3.36	3.81	4.27	4.73	5.19	5.64	6.10
3.9	2.35	3.60	4.09	4.58	5.07	5.56	6.05	6.54

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