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瓦斯来源分析:采煤工作面及采动裂隙场

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:煤层开采过程中,瓦斯原来的赋存平衡状态和流动状态被打破,卸压瓦斯通过煤层和围岩中形成的贯通裂隙,向采动裂隙场及工作面流动和扩散。对于多煤层的工作面,采动裂隙场中的瓦斯主要来源是工作面瓦斯涌出、采空区遗煤的瓦斯涌出和邻近煤层瓦斯涌出。煤层开采后,工作面附近煤层受到支撑压力的影响发生破坏,煤层的透气性系数增大,使得暴露的煤壁及卸压带内瓦斯解吸进入到采动裂隙场中。

瓦斯来源分析:采煤工作面及采动裂隙场

煤层开采过程中,瓦斯原来的赋存平衡状态和流动状态被打破,卸压瓦斯通过煤层和围岩中形成的贯通裂隙,向采动裂隙场及工作面流动和扩散。瓦斯总是由高浓度的地方向着低浓度的地方扩散,直至压力平衡,采动裂隙场内部瓦斯浓度不同为瓦斯涌出提供了动力。

对于多煤层的工作面,采动裂隙场中的瓦斯主要来源是工作面瓦斯涌出、采空区遗煤的瓦斯涌出和邻近煤层瓦斯涌出。这些瓦斯地点即为瓦斯源,瓦斯源的多少以及各自涌出的瓦斯量的多少直接影响采动裂隙场的瓦斯含量。

(1)工作面瓦斯涌出

工作面瓦斯涌出是煤层中瓦斯流动的延续,工作面瓦斯涌出速率、单位面积及单位时间内瓦斯的涌出量与采煤的工序和暴露的时间密切相关,非恒定值。煤层开采后,工作面附近煤层受到支撑压力的影响发生破坏,煤层的透气性系数增大,使得暴露的煤壁及卸压带内瓦斯解吸进入到采动裂隙场中。

(2)采空区遗煤瓦斯涌出(www.xing528.com)

采空区遗留煤炭解吸瓦斯主要由煤层的采出率控制,并受煤的瓦斯含量和暴露时间长短的影响。煤层开采后,周围环境压力的降低使得吸附在孔隙中的瓦斯逐渐解吸出来。遗煤瓦斯涌出是一个长期的过程,并且随着时间的推移呈衰减的态势。

(3)邻近煤层瓦斯涌出

来自邻近层的瓦斯涌出主要取决于邻近煤层的原始瓦斯含量、距开采煤层的距离、顶板管理方法和工作面的推进速度等。当厚煤层分层开采时,煤层开采后将引起上邻近煤层发生跨落、断裂和下沉移动,在上覆岩层中形成采动裂隙,改变了自身原始渗透率和封闭状态,从而使上下邻近层内的卸压瓦斯向开采层的采空区大量涌入,形成向采空区连续流动的瓦斯源。从邻近层涌入的瓦斯在浓度差和风流扰动的作用下,在采空区内重新分布,直至达到新的平衡。

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