1 礦井工作面概況

????曉南煤礦1980年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為90萬t/a，經(jīng)改擴(kuò)建后，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為150萬t/a，現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力穩(wěn)定在240萬t/a以上，現(xiàn)有W₂、 W₃共2個(gè)采區(qū)。我礦于2002年引進(jìn)法國DBT公司刨煤機(jī)系統(tǒng)在W₃409工作面首次安裝使用，W₃410是我礦使用刨煤機(jī)生產(chǎn)的第二個(gè)工作面。W₃410工作面位于西三采區(qū)北部，南側(cè)為W₃409工作面采空區(qū)，北側(cè)為W₃411工作面（尚未開拓），西為W₃二期412工作面（尚未開拓），東部以F _23-1號(hào)斷層為界與西三采區(qū)二期相鄰；下部為7－2號(hào)煤層，層間距在26～30m之間，上部為2號(hào)煤層（不可采）。該工作面走向長795m，傾斜寬215m。工作面開采的是4－2號(hào)煤層，煤層厚度1.03～2.5m，平均1.77m，東部薄，向西逐漸增厚。煤層傾角3°～10°，煤質(zhì)為長焰煤。絕對(duì)瓦斯涌出量為30 m³/min，煤塵具有爆炸性，“U”型通風(fēng)方式，全部陷落法管理頂板。

????2 W₃410回采工作面瓦斯涌出特點(diǎn)

????通過對(duì)W₃410工作面的現(xiàn)場測定和計(jì)算，可以得出工作面瓦斯的涌出特點(diǎn)。

????（1）上隅角瓦斯偏高。刨煤機(jī)工作面由于采高小，工作面通風(fēng)斷面相對(duì)綜采面要小得多，工作面后方存在著一定的漏風(fēng)。通過實(shí)測，工作面中部風(fēng)量只有回風(fēng)順槽風(fēng)量的70％～80％，說明工作面向采空區(qū)的漏風(fēng)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鮮風(fēng)流沖淡、稀釋，一部分隨漏風(fēng)流涌入到采空區(qū)；同時(shí)，遺煤及鄰近圍巖的瓦斯也積存于采空區(qū)中。采空區(qū)內(nèi)的瓦斯在雷諾數(shù)很小的層流狀態(tài)下，隨漏風(fēng)流運(yùn)移積聚在工作面上隅角一帶，造成上隅角處瓦斯?jié)舛绕摺?br />
????（2）采空區(qū)瓦斯涌出量較大。在采動(dòng)應(yīng)力影響下，采空區(qū)2側(cè)煤層（煤柱）破壞后釋放出的瓦斯（呈緩慢涌出狀態(tài)）涌入工作面采空區(qū)，一般認(rèn)為應(yīng)力影響區(qū)在工作面以外的15～25m內(nèi)；上鄰近層瓦斯隨頂板冒落破壞后，沿頂板卸壓角以外的冒落帶、裂縫帶、彎曲下沉帶急劇涌入工作面采空區(qū)；下鄰近層其三向應(yīng)力狀態(tài)變?yōu)槎驊?yīng)力狀態(tài)，根據(jù)材料力學(xué)原理，就要向上產(chǎn)生應(yīng)變，產(chǎn)生彎曲破壞（表現(xiàn)為底鼓），其吸附狀態(tài)下的瓦斯就會(huì)解吸成游離狀態(tài)下的瓦斯，涌入工作面采空區(qū)?？梢哉J(rèn)為：工作面的瓦斯來源有3個(gè)：開采層、鄰近層和采空區(qū)遺煤。由于生產(chǎn)過程中鄰近層和遺煤瓦斯均是通過采空區(qū)涌向工作面的，因此，可以認(rèn)為工作面的瓦斯涌出來源分為2個(gè)：開采層和采空區(qū)。

????根據(jù)W₃410刨煤機(jī)工作面老頂初次垮落前后的瓦斯涌出量實(shí)測資料計(jì)算：開采層的瓦斯涌出量為15.48 m³/min，占工作面瓦斯涌出量的51.65％，采空區(qū)瓦斯（鄰近層和采空區(qū)遺煤）涌出量為14.49 m³/min，占工作面瓦斯涌出量的48.35％。