《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(guò)程中必須涉及的兩個(gè)重要瓦斯參數(shù)，通常以預(yù)測(cè)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(gè)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(kāi)展瓦斯預(yù)測(cè)工作，而且對(duì)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(shí)意義和應(yīng)用價(jià)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(duì)設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為150萬(wàn)t的大型突出礦井。礦井采用豎井石門(mén)分水平開(kāi)拓方式，總共劃分為3個(gè)開(kāi)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(duì)主采的8號(hào)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?yàn)橐弧⒍⑺摹瞬蓞^(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(guò)對(duì)大量瓦斯含量實(shí)測(cè)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(cè)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(gè)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(kāi)采的最突出因素，而預(yù)測(cè)深部頂分層開(kāi)采的相對(duì)瓦斯涌出量值則具有非常實(shí)際的意義。本次研究采用線性回歸法分采區(qū)、分隊(duì)段對(duì)頂分層工作面瓦斯涌出量及回采深度（采用工作面中點(diǎn)垂深值）統(tǒng)計(jì)分析，所采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料為蘆嶺礦投產(chǎn)以來(lái)對(duì)各個(gè)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(jì)的通風(fēng)、瓦斯數(shù)據(jù)，采用對(duì)每日實(shí)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(duì)瓦斯涌出量。預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)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(lái)，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(guò)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(chǎng)逐步應(yīng)用時(shí)還需考慮以下幾個(gè)方面：

（1）由于表1中導(dǎo)出的數(shù)值關(guān)聯(lián)是建立在對(duì)大量實(shí)際生產(chǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析基礎(chǔ)之上，因此對(duì)蘆嶺礦深部水平實(shí)施瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)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(cè)法有機(jī)配合、相互驗(yàn)證。

（2）根據(jù)礦山統(tǒng)計(jì)法的實(shí)質(zhì)，對(duì)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(jì)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(lái)源于生產(chǎn)實(shí)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(wèn)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(gè)重要元素，并力求展示準(zhǔn)確、可靠。考慮以上對(duì)二者之間的關(guān)聯(lián)分析，編圖過(guò)程中應(yīng)該注意以下方面的問(wèn)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(duì)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(duì)應(yīng)的兩類(lèi)線條在圖中不能出現(xiàn)相交差的現(xiàn)象。

（2）兩類(lèi)等值線均源于實(shí)測(cè)點(diǎn)的回歸擬和分析，所以要充分考慮圖中展示線條與實(shí)測(cè)點(diǎn)之間的關(guān)系，盡量保證其兩側(cè)所有實(shí)測(cè)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(shí)測(cè)資料比較豐富的區(qū)域，以瓦斯含量為基礎(chǔ)計(jì)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(shí)踐，并充分考慮該兩個(gè)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(gè)圖形內(nèi)容的統(tǒng)一。

《煤礦安全》 （張瑞林 張彬 李東印）