矿业安全与环保

作者：梁文勖, 李江涛, 付巍, 张阳

关键词：采空区, 顶板断裂带, 上隅角, 瓦斯来源, 预测, 稳定同位素

为了精确测定群煤层采空区混合瓦斯中本煤层和邻近层的瓦斯涌入比例，提出利用稳定同位素技术分析近距离煤层混合瓦斯来源及比例。以屯兰矿为研究对象，通过测试开采煤层及上下邻近煤层解吸气体中甲烷的碳氢同位素、乙烷的碳同位素值，分析各值的分布特征；测试工作面推进到不同位置时采空区顶板断裂带(高抽巷、顶板走向钻孔)和上隅角附近的混合气体碳氢同位素值，建立三端元混合瓦斯源判识数学模型，计算各混合气体的瓦斯源比例。研究结果表明：屯兰矿上组煤解吸烷烃的碳氢同位素中位值存在差异，其中甲烷和乙烷的碳同位素中位值差异较大，氢同位素中位值差异较小，在测试中不宜作为端元气体；12505综采工作面采空区顶板断裂带和上隅角位置各煤层瓦斯涌入比例呈现动态变化规律，瓦斯涌入分为02 #煤层瓦斯涌入阶段、2 #煤层瓦斯涌入阶段和瓦斯稳定涌入阶段，顶板断裂带内瓦斯稳定涌入阶段混合瓦斯来源于02 #、2 #和4 #煤层的平均比例分别为60%、30%、10%，上隅角和埋管管路中瓦斯稳定涌入阶段混合瓦斯来源于02 #、2 #和4 #煤层的平均比例约为13%、50%、37%。与传统分源预测法相比，利用稳定同位素示踪分源预测法能够动态分析回采期间不同地点的瓦斯来源，可为瓦斯精准治理提供更有效的依据。

来源：2022年第3期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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