《煤礦安全規(guī)程》第181條規(guī)定，突出礦井必須及進(jìn)編制礦井瓦斯地質(zhì)圖。煤層瓦斯含量和回采期間瓦斯涌出量是編圖過程中必須涉及的兩個重要瓦斯參數(shù)，通常以預(yù)測等值線的形式展示于圖中。一般認(rèn)為，在瓦斯帶以內(nèi)瓦斯含量和瓦斯涌出量都具有隨煤層埋深增加而增大的線性數(shù)值關(guān)系，所以二者之間也應(yīng)該具的某種關(guān)聯(lián)特征和數(shù)量關(guān)系。本文認(rèn)為，明確了該兩個瓦斯參數(shù)間的這種關(guān)系不僅有利于蘆嶺礦進(jìn)一步開展瓦斯預(yù)測工作，而且對提高礦井瓦斯地質(zhì)圖中相關(guān)內(nèi)容的可靠度的精確性也具有非常重要的現(xiàn)實意義和應(yīng)用價值。

1井田概況

蘆嶺井田是淮北礦業(yè)集團(tuán)公司下屬的一對設(shè)計年生產(chǎn)能力為150萬t的大型突出礦井。礦井采用豎井石門分水平開拓方式，總共劃分為3個開采水平：I水平的為－210～－140m，II水平標(biāo)高為－140～－590m，III水平下限的標(biāo)高暫定為－800m。針對主采的8號突出煤層，井田以中央主、副井為界，東南部劃分為一、三、五、七采區(qū)，西南部劃分為二、四、六、八采區(qū)。目前主要的采掘區(qū)域為一、二、四、八采區(qū)。

2瓦斯含量與瓦斯涌出量之間的關(guān)聯(lián)特征

2.1瓦斯含量與煤層底板標(biāo)高之間的關(guān)系

根據(jù)井田的瓦斯、地質(zhì)狀況，通過對大量瓦斯含量實測數(shù)據(jù)的回歸數(shù)值分析，最終確定蘆嶺礦的瓦斯含量預(yù)測關(guān)系為：W=k（-0.025H+4.83）,m³t；其中系數(shù)k按以下方式取值：①煤層底板的標(biāo)高-550m以下區(qū)域，k=0.65；②煤層底板標(biāo)高-550m～-650m區(qū)域，k=0.75; ③煤層底板標(biāo)高-650m以下區(qū)域，k=0.55。

2.2瓦斯涌出量與煤層底板標(biāo)高之間的關(guān)系

頂分層瓦斯涌出量在整個8煤層的瓦斯涌出總量中占著主導(dǎo)地位（占50％以上），因此，瓦斯是制約頂分層開采的最突出因素，而預(yù)測深部頂分層開采的相對瓦斯涌出量值則具有非常實際的意義。本次研究采用線性回歸法分采區(qū)、分隊段對頂分層工作面瓦斯涌出量及回采深度（采用工作面中點垂深值）統(tǒng)計分析，所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料為蘆嶺礦投產(chǎn)以來對各個采區(qū)、不同水平、不同階段8煤層頂分層回采工作面統(tǒng)計的通風(fēng)、瓦斯數(shù)據(jù)，采用對每日實際產(chǎn)量加權(quán)平均法獲取不同工作面一分層回采期間的平均相對瓦斯涌出量。預(yù)測結(jié)果見圖1～圖4。





圖2 二采區(qū)瓦斯涌出量回歸分析圖



圖3 四采區(qū)瓦斯涌出量回歸分析圖



圖4 八采區(qū)瓦斯涌出量分析圖

2.3瓦斯含量與瓦斯涌出量的關(guān)聯(lián)分析

由以上圖形看出，除了東部一采區(qū)外，其它西部二、四、八采區(qū)瓦斯涌出量與8煤層底板標(biāo)高之間具有比較好的線性擬和關(guān)系。考慮到先前已經(jīng)得到了瓦斯含量與8煤層底板標(biāo)高的線性回歸關(guān)系，下面將二者結(jié)合起來，以煤層底板標(biāo)高為中間變量得到二、四、八采區(qū)瓦斯含量與瓦斯涌出量的數(shù)值關(guān)聯(lián)，如表1所示。



通過以上方法導(dǎo)出的瓦斯含量和瓦斯涌出量之間的數(shù)值關(guān)聯(lián)屬于當(dāng)前階段性成果，在現(xiàn)場逐步應(yīng)用時還需考慮以下幾個方面：

（1）由于表1中導(dǎo)出的數(shù)值關(guān)聯(lián)是建立在對大量實際生產(chǎn)實測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析基礎(chǔ)之上，因此對蘆嶺礦深部水平實施瓦斯涌出量預(yù)測時可以和目前已被廣泛推廣應(yīng)用的瓦斯涌出量分源預(yù)測法有機(jī)配合、相互驗證。

（2）根據(jù)礦山統(tǒng)計法的實質(zhì)，對表1中成果的應(yīng)用首先應(yīng)該在蘆嶺礦二、四、八采區(qū)深部相信的階段，具有與已統(tǒng)計區(qū)域相同或近似的瓦斯地質(zhì)條件。

（3）該數(shù)值關(guān)聯(lián)來源于生產(chǎn)實踐，因此在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入拓展、完善后可以逐步推廣應(yīng)用于其它采區(qū)、井田，成為進(jìn)行瓦斯涌出量的另一有效途徑。

3瓦斯地質(zhì)編圖中的一些相關(guān)問題

礦井瓦斯地質(zhì)圖是用于煤礦日常生產(chǎn)和瓦斯管理的一種綜合性指導(dǎo)圖件。瓦斯含量和瓦斯涌出量等值線是圖中必須包括的兩個重要元素，并力求展示準(zhǔn)確、可靠。考慮以上對二者之間的關(guān)聯(lián)分析，編圖過程中應(yīng)該注意以下方面的問題。

（1）不僅要分別利用瓦斯含量與瓦斯涌出量各自與煤層底板標(biāo)高（或埋深）之間的擬和關(guān)系，還要有機(jī)結(jié)合二者之間的相互關(guān)聯(lián)，使其在圖中具有良好的對應(yīng)關(guān)系。即一旦確定了瓦斯含量和瓦斯涌出量之間的數(shù)值關(guān)聯(lián)，數(shù)量上相對應(yīng)的兩類線條在圖中不能出現(xiàn)相交差的現(xiàn)象。

（2）兩類等值線均源于實測點的回歸擬和分析，所以要充分考慮圖中展示線條與實測點之間的關(guān)系，盡量保證其兩側(cè)所有實測值的算術(shù)平均值為零。

（3）根據(jù)目前掌握相關(guān)資料的數(shù)量和可靠程度，能夠?qū)⒁陨蠈?dǎo)出的數(shù)值關(guān)聯(lián)靈活轉(zhuǎn)換，即瓦斯含量實測資料比較豐富的區(qū)域，以瓦斯含量為基礎(chǔ)計算瓦斯涌出量值；反之，則以瓦斯涌出量為基礎(chǔ)導(dǎo)出瓦斯含量值。

（4）緊密聯(lián)系生產(chǎn)實踐，并充分考慮該兩個量與其它瓦斯參數(shù)（瓦斯壓力等）和地質(zhì)因素（斷層特征等）之間的關(guān)系，力求保持整個圖形內(nèi)容的統(tǒng)一。

《煤礦安全》 （張瑞林 張彬 李東印）