掘进过断层瓦斯异常涌出的治理与规律浅析.pdf

灾害;与防治 掘 进 过 断 层 瓦 斯 异 常 涌 出 的 治 理 与 规 律 浅 析 孟凡和，赵俊卿 （龙口矿务局，山东 龙口 “） ［摘要］介绍了北皂矿下组煤掘进工作面过断层揭露煤层出现瓦斯异常涌出的基本情况和治 理措施，分析了“断层带”附近瓦斯赋存异常的规律，并提出对类似情况的防治措施。 ［关键词］掘进工作面；断层带；瓦斯异常；防治措施 ［中图分类号］. / 断层（为“正断层” ， 走向近东西，落差 0 2 .3） 。全断面揭煤时， “ / 1”在浅部接近开采上限，巷道底板标高为 / 13。 “上山”在深部，巷道底板标高为 / 03。 个掘进工作面高差 “03，间距 “3，揭露“下盘” 煤层时，出现了瓦斯异常涌出现象。用煤电钻打深 3的超前探眼中喷出的瓦斯有压感，气流冲出孔 口 * 2 *3，瓦斯绝对涌出量急剧增加。 “ / 1” 由 *3.6378增至 *“3.6378； “上山”由 *“3. 6 378增至 *3. 6378。 针对“/ 1”和“上山”瓦斯异常涌出后，掘 进工作面及其回风巷风流中瓦斯浓渡超限，迎头煤 壁附近瓦斯涌出不均匀的特点，采取了综合治理措 施。 “加大风量 为了将掘进工作面及回风巷的瓦斯浓度降至 以下，采取了加大风量的措施。采取措施后， 掘进工作面及其回风巷瓦斯浓度明显降低， “ / 1” 由降至 *0以下， “上山”由 *降至 *. 以下。 为了解决迎头瓦斯局部积聚问题，采取了缩小 风筒口距迎头距离（不大于 3）和随时调整风筒 出风角度的措施。 ““超前探放 为了探明迎头前方的瓦斯压力、浓度和地质构 造，采取了超前2 *3 用煤电钻加长钻杆打探眼 的措施。探眼直径 33，探眼数量 .2 个，均匀 分布在巷道断面上。通过打探眼，能够在保证瓦斯 浓度不超限的前提下，加快瓦斯释放速度，预计 个迎头每天可多释放出瓦斯 3.左右。 “管路导放 由于迎头煤层中瓦斯压力较大，且涌出不均匀 等原因，在几路风筒出风口距迎头的距离均小于 年增刊（总第 . 期）煤矿开采 年 月 “的前提下，仍有局部瓦斯积聚或超限，影响了 正常作业。为此，采取了“管路导放”的措施。 （）软管导放用直径 ““ 的高压胶管将迎 头超前探眼中的瓦斯引到距迎头 “ 以外。具体 做法是将胶管的一端 ““ 段钻上密集的透气 孔插入迎头超前探眼中，用炮泥将孔口与胶管间的 缝隙封严，再将导管顺巷道两侧拉出，出气口距轨 道面约为 ’“。经“导管”排出瓦斯迅速扩散混 合到回风流中，距管口 ““ 处的瓦斯浓度即低 于 。 （）钢管导放由于“ * ”的瓦斯压力和涌 出量均高于“上山” ，是“上山”的 , 倍， 因此，虽然“软管导放”对解决瓦斯局部超限有一 定作用，但因软管数量少（ , 根） ，且为自然释 放，致使导放出的瓦斯量较少（约为 -“ . /） ，未 从根本上解决问题，故采取了“钢管导放”的措 施。即在巷道中铺设直径 ’““ 无缝钢管，钢管 的入气口接至迎头，再将 , - 根“导放软管”引 入钢管。钢管的“排气口”接至矿井总回风巷距回 风井 -“ 的位置，并在管口安装一个外径 -““ 的“喇叭口” ，以充分利用矿井负压作“动力”抽 放瓦斯。钢管导放的瓦斯绝对量为 “ . / 左右。 采用钢管导放措施后，基本解决了迎头瓦斯局部积 聚的问题，为正常作业创造了条件。 “风镐掘进 当“* ”和“上山”出现瓦斯异常涌出后， 短时间内瓦斯浓度超限，甚至达到爆炸界限。因 此，采取了风镐掘进的措施。使掘进工作每日前进 -“左右，从而逐渐穿过了断层带附近的高瓦斯 区。使“ * ”在距断层 -“ 处，瓦斯绝对涌出量 增至高峰值（’ “./）后，以“. / 的平均速 度下降，到距断层 “ 处，降至 -“ . /。 当迎头瓦斯绝对涌出量降至 “. “01 以下时， 开始恢复放炮掘进，以提高掘进速度。 “抹碹体缝隙 在“ * ”断层带全断面揭煤处前后 “ 范围 内，由于瓦斯释放过于集中和回风流上山方向的层 流积聚，巷道碹体周围瓦斯浓度经常出现超过 的现象。为此，采取了用水泥砂浆抹断层带附近的 碹体料石缝隙的措施，使瓦斯由集中释放变成均匀 释放，解决了局部超限问题。 “抽放瓦斯 采用 23 * 型井下移动式抽放泵站，自“ * ”打钻抽放“断层带”附近的瓦斯。抽放泵站安 设在回风井底，抽放管路采用直径 ’““ 无缝钢 管，总长 4“。抽放钻孔沿下山方向自煤层底板 至顶板布置，俯角 - , -5，孔径 ’““，共布 置 个钻孔，孔深 , “，钻孔距断层距离 , “。 抽放负压 , 4-678，抽放瓦斯浓 度 , 9，共抽放 /，每天净抽放时间 - , 4“01，累计抽放时间 9“01，累计抽放瓦斯量 “。 采取抽放瓦斯措施后，使掘进工作面回风流中 的瓦斯浓度有了明显下降，并抽出了相当自然排放 约/的瓦斯量。为安全掘进和尽快脱离“瓦斯异 常区”创造了有利条件。 “加强管理 为了切实加强对“ * ” 、 “上山”以及整个下 组煤的瓦斯管理，在职工中广泛开展了“加强瓦斯 知识再教育”的活动，以增强群众性的安全意识， 提高管理水平。 ’规律性分析 “ * ”自过断层揭煤时瓦斯绝对涌出量达 --4“. “01起，降至 -“.“01（9“. /）止（此 时迎头 距断层法线 距离为 “）共涌出瓦 斯 - “，异常涌出时间 /，平均每天涌出瓦 斯- “， “上山”自过断层揭煤时瓦斯绝对涌出 量达 -“.“01起，降至-“ . “01止（此时迎头 距断层法线距离为 “） ，共涌出瓦斯 ’ “。 异常涌出时间 /，平均每天涌出瓦斯 “ 。经 整理分析得出 “ * ”和“上山”两迎头瓦斯绝 对涌出量与断层的法线距离的关系有着基本相同的 规律性（图） 。 图 瓦斯绝对涌出量与断层垂距关系 “* ”迎头；“上山”迎头 4- 年增刊（总第 期）煤矿开采 年 月 由图 可看出 （）“（全断面揭煤处） 段为“瓦斯急剧 上升区。 ”其瓦斯绝对涌出量 “ ’“”由 ““* ,上升至 - “““*,，提高了 ’“.，平均每米上升 /0“*； “上山”由 ’““*, 上升至 * 0““* ,，提 高了-’.，平均每米上升 *“*。 （） “段为“瓦斯急剧下降区” 。其瓦斯 绝对涌出量“ ’“”由 - “““ * ,，下降至 ““ *,下降了 *-.，平均每米下降 0““ *；“上山” 由 * 0““* , 下降至 ““* ,，下降了 -.，平 均每米下降 “*。 （*）“ 段为“瓦斯微量下降区” 。其瓦 斯 绝 对 涌 出 量 “ ’“ ” 由 “““ * ,下 降 至 /““ * ,，下降了 0.，平均每米下降 0“*； “上 山”由 ““* , 下降至 ““* ,，下降了 /.， 平均每米下降 “*。 （） 段为“瓦斯急剧下降区” 。其瓦 斯 绝 对 涌 出 量 “ ’ “ ” 由 /““ * ,下 降 至 /““* ,，下降了 0.，平均每米下降 *““*； “上 山”由 ““*, 下降至 *““ * ,，下 降了 /’.，平均每米下降 “*。 （） 外为“瓦斯缓慢下降区” 。其瓦斯绝 对涌出量 “ ’“”由 处的 /““ * ,，下降至 ““处的 /“* ,，下降了 -.，平均每米下降 **； “上山”由 处的 *““*, 下降至 * 处 的 ““* ,，下降了 **.，平均每米下降 “ *。 （0） “ ’“”和“上山”两迎头瓦斯绝对涌出 量 “1* 23（/“ * ,）等值线距断层垂距分别为 ““和 “，与断层呈“扇形”分布，由浅至深 逐渐靠近断层，沿断层走向每百米移进 *1*。瓦 斯在“扇形”区域内的等值分布情况如图 所示。 图 瓦斯在“扇形”区域内等值分布 防治措施 由于高瓦斯区域是在距断层 *“ 范围内，因 此，在下组煤巷道掘进中，在遇到构造前，应采取 超前防治措施 （）在距断层 “ 前，向断层打钻，探明瓦 斯地质情况，以确定是否采取抽放的措施； （）应提前准备好双风机、双电源，风机功率 要求小于 -45，并准备好 台以上的 *45 备用 风机和直径-““ 的风筒； （*）要提前准备好压风管路，以便无法放炮时 采取风镐掘进。 ［责任编辑崔德仁］ （上接 页） （）停、撤面期间，工作面矿压显现、支架工 况受停面地质生产条件、支架实际支护能力等多种 因素影响。保证支架有合理的支护强度，以使工作 面矿压显现逐渐趋向平缓，保证支架压不死，从而 确保停、撤面工作的成功。 （） “三软”地层综放工作面支架控顶距离与 支架合理支护强度及支护状态有着密切的联系，控 顶距离的加大（如撤面期间） ，支架实际支护强度 也要相应提高，否则支护状态将变得很差。停撤面 期间应将控顶距降至最小。 （*）停面应选在非周期来压期间，停面前支架 初撑力要达到标准，保证架架不低于 “678。 （）根据活柱下缩速率，合理计算出停面前支 架的合理活柱高度，本矿综放面停撤面前支架活柱 高度不宜低于 /““。 （）利用矿压监测手段做到信息及时反馈，充 分发挥矿压工作的预测作用。 ［责任编辑毛德兵］ / “““年增刊（总第 * 期）煤矿开采““ 年 月