????1 矿井工作面概况
????晓南煤矿1980年投产,设计生产能力为90万t/a,经改扩建后,设计生产能力为150万t/a,现实际生产能力稳定在240万t/a以上,现有W2、 W3共2个采区。我矿于2002年引进法国DBT公司刨煤机系统在W3409工作面首次安装使用,W3410是我矿使用刨煤机生产的第二个工作面。W3410工作面位于西三采区北部,南侧为W3409工作面采空区,北侧为W3411工作面(尚未开拓),西为W3二期412工作面(尚未开拓),东部以F 23-1号断层为界与西三采区二期相邻;下部为7-2号煤层,层间距在26~30m之间,上部为2号煤层(不可采)。该工作面走向长795m,倾斜宽215m。工作面开采的是4-2号煤层,煤层厚度1.03~2.5m,平均1.77m,东部薄,向西逐渐增厚。煤层倾角3°~10°,煤质为长焰煤。绝对瓦斯涌出量为30 m3/min,煤尘具有爆炸性,“U”型通风方式,全部陷落法管理顶板。
????2 W3410回采工作面瓦斯涌出特点
????通过对W3410工作面的现场测定和计算,可以得出工作面瓦斯的涌出特点。
????(1)上隅角瓦斯偏高。刨煤机工作面由于采高小,工作面通风断面相对综采面要小得多,工作面后方存在着一定的漏风。通过实测,工作面中部风量只有回风顺槽风量的70%~80%,说明工作面向采空区的漏风量是很大的。工作面落煤及煤壁的涌出的瓦斯一部分很快被新鲜风流冲淡、稀释,一部分随漏风流涌入到采空区;同时,遗煤及邻近围岩的瓦斯也积存于采空区中。采空区内的瓦斯在雷诺数很小的层流状态下,随漏风流运移积聚在工作面上隅角一带,造成上隅角处瓦斯浓度偏高。
????(2)采空区瓦斯涌出量较大。在采动应力影响下,采空区2侧煤层(煤柱)破坏后释放出的瓦斯(呈缓慢涌出状态)涌入工作面采空区,一般认为应力影响区在工作面以外的15~25m内;上邻近层瓦斯随顶板冒落破坏后,沿顶板卸压角以外的冒落带、裂缝带、弯曲下沉带急剧涌入工作面采空区;下邻近层其三向应力状态变为二向应力状态,根据材料力学原理,就要向上产生应变,产生弯曲破坏(表现为底鼓),其吸附状态下的瓦斯就会解吸成游离状态下的瓦斯,涌入工作面采空区。可以认为:工作面的瓦斯来源有3个:开采层、邻近层和采空区遗煤。由于生产过程中邻近层和遗煤瓦斯均是通过采空区涌向工作面的,因此,可以认为工作面的瓦斯涌出来源分为2个:开采层和采空区。
????根据W3410刨煤机工作面老顶初次垮落前后的瓦斯涌出量实测资料计算:开采层的瓦斯涌出量为15.48 m3/min,占工作面瓦斯涌出量的51.65%,采空区瓦斯(邻近层和采空区遗煤)涌出量为14.49 m3/min,占工作面瓦斯涌出量的48.35%。