5.4.1 矿井瓦斯涌出
矿井瓦斯涌出是指在开拓、掘进和回采过程中,瓦斯从煤体或岩层中涌向采掘空间的现象。
矿井瓦斯涌出来源包括开采煤层中的瓦斯涌出、岩层中的瓦斯涌出和邻近煤层的瓦斯涌出3个方面。
煤矿井下瓦斯涌出的形式可分为以下3种。
1)普通涌出:瓦斯从煤层及围岩的暴露面上缓慢、均匀、经常性地涌出。这种涌出与煤层暴露时间长短和煤体的破碎程度有密切关系。一般煤层开始暴露时涌出量大,随时间延长逐渐减小。工作面落煤破碎程度越大,初期涌出量越大。
2)瓦斯喷出:瓦斯从煤、岩层的裂隙或岩石空洞中大量喷出。喷出的瓦斯量小的只有数立方米,大则可达数十万立方米;延续时间短则数天,长则数年,甚至更长。在瓦斯喷出口常伴有一种嘶嘶声。如果喷出口有积水,则产生水沸腾的现象和喷出水柱。瓦斯喷出必须有气源和通道。发现喷出后,应查明其气源和通道,采取引排、堵塞或抽放等措施。
3)煤与瓦斯突出(简称“突出”):这是煤矿井下发生的一种复杂的瓦斯动力现象,下文将专门叙述。瓦斯喷出及煤与瓦斯突出,都属于特殊瓦斯涌出现象,由于它们各自都有特殊性,并对煤矿安全生产有较大的影响,所以一般单独进行研究。
5.4.2 矿井瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出量是指在矿井生产过程中涌入采掘空间的瓦斯数量。它是确定矿井瓦斯等级、进行矿井通风设计等的依据。矿井瓦斯涌出量有两种表示方法。
1)绝对瓦斯涌出量:矿井在单位时间内涌出的瓦斯体积,单位为m3/min或m3/d。
2)相对瓦斯涌出量:在矿井正常生产条件下平均每采1 t煤所涌出的瓦斯体积,单位为m3/t。
二者的关系是:
煤成(型)气地质学
式中:q为相对瓦斯涌出量,m3/t;A为平均日产煤量,t/d;Q为绝对瓦斯涌出量,m3/d。
在每年一次的矿井瓦斯等级鉴定工作中,需要实测上述两种瓦斯涌出量。
5.4.3 矿井瓦斯等级
矿井瓦斯等级是根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分的。根据我国《煤矿安全规程》(2001年版),矿井瓦斯等级分为4级(表5.13)。
表5.13 矿井瓦斯等级