平煤十矿采掘工作面煤与瓦斯突出特点及规律浅析.doc

平煤十矿采掘工作面煤与瓦斯突出特点及规律浅析 摘要本文在对煤与瓦斯突出的一般规律及特征的研究基础上, 结合平煤集团公司十矿 51次煤与瓦斯突出事故进行统计分析, 总结出该矿采掘工作面突出的特点、规律和原因,对该矿采掘工作 面煤与瓦斯突出综合治理具有重要的意义。 关键词煤与瓦斯突出 规律 特征 0 引言 我国高、 突矿井占国有重点矿井总数的 60, 其中煤与瓦斯突出矿 井接近 20[1]。平顶山矿区是全国最严重的煤与瓦斯突出矿区之 一,随着矿区各突出矿井开采深度、开采强度的增加,瓦斯地质条 件、开采条件的变化,所面临的突出形势日益严峻 [2]。截至 2009年 2月平顶山矿区共发生各类煤与瓦斯突出事故 140次,其中十矿 自 1988年 4月 22日至今已发生 51次突出事故,对该矿井的安全 生产造成了极大的影响。 1 煤与瓦斯突出的一般规律及特征 1.1 煤与瓦斯突出的一般规律。 1.1.1 突出危险性随着采掘深度的增加而增大。 1.1.2 突出多数发生在地质构造带。各种突出在井田中大都比较 集中地分布在某些地质构造带。平煤集团遇到构造或因构造影响的 突出有 81次,占总突出次数 58.0。 1.1.3 按突出发生的地点分析。掘进工作面在突出中是发生事故 最多的地点。掘进工作面形成三面应力,采取措施后使应力逐渐前 移,遇到地质条件变化、应力集中在工作面时,在外力的作用下就 容易发生突出 [3]。 1.1.4 突出危险性随着突出煤层厚度的增加而增大。 1.1.5 突出与作业方式有很大的关系。例如爆破作业时特别容易 诱发突出。 1.2 煤与瓦斯突出的特征。 1.2.1 突出一般会出现各种模样的孔洞,且这些孔洞具有特殊的 形状,多为梨形,倒瓶形或椭圆形,突出的孔洞长度甚至达到几十 米。有的时候看不到孔洞的出现,抛出煤体的地方充满了松散的碎 煤。 1.2.2 突出抛出的煤岩具有明显的气体搬运特性,突出事故 发生现场煤岩可以看到分选性堆积现象。 1.2.3 突出强度越大,煤岩被抛出的距离越远,对井下的设 备和设施的破坏性越大。 1.2.4 突出过程中会涌出大量的瓦斯。特大煤与瓦斯突出事故发 生时,极短的时间涌出的瓦斯量可以达到数百万立方米,瓦斯可能 会与矿井的正常通风线路逆行,对井下的通风设备设施产生非常严 重的破坏。 1.2.5 突出事故发生的过程一般都特别短暂,持续时间最长的也 只能达到几分钟。 2 平煤十矿突出特点及规律研究 2.1 突出概况。该矿自 1988年发生第一次煤与瓦斯突出事故起, 截至 2009年 2月共发生煤与瓦斯突出 51次。随着矿井的不断延深 和生产机械化程度的不断提高,煤与瓦斯突出的问题日益加重。截 止到 2009年 2月十矿突出次数在平煤集团突出 140次中最多,比 例高达 36.43。 2.2 十矿突出的特点与规律。 在总结十矿自 1988年以来发生的 51次煤与瓦斯突出事故的基础上,进行归纳与整理,得到该矿的突出 特点及规律如下所列 2.2.1 突出事故的煤层分布特征。在发生的 51次突出事故中,丁 组煤共发生突出 24次,戊组煤共发生突出 19次,己组煤共发生突 出 8次。 2.2.2 矿井小型突出占 76.47。 平煤集团十矿发生特大突出 1次, 2007年 11月 12日发生在已 15.16-24110采煤工作面;大型突出 占 13.737次 ; 中型突出占 7.844次 ; 小型突出占 76.4739次 。因此该矿是小型突出占绝大多数的矿井。 2.2.3 突出的种类分布。在总计的 51次突出事故中,煤与瓦斯突 出占 11.776次 ;煤的突然倾出占 5.883次 ;煤的突然压 出占 82.3542次 。煤的突然压出是由构造应力或开采集中应力 引起的,瓦斯只是起到次要作用,这说明十矿的构造应力或者开采 集中应力较大。 2.2.4 在丁组煤层发生的 24次突出事故全部发生在丁 5-6合层 区, 并且全部发生在采煤工作面。 突出点附近软分层厚度明显增厚, 煤强度有所降低,说明煤层合层区域开采集中应力极大,地质条件 极为复杂。 2.2.5 在戊组煤层发生的 19次突出事故全部发生在戊 9-10合层 区。 突出点附近煤结构破坏严重, 软分层厚度增厚, 煤体强度降低, 出现片帮现象。 2.2.6 己组煤层共发生的 8次突出事故全部发生在己 15-16合层 区。突出点分布在矿井郭庄背斜北翼,除 1次突出事故发生在采煤 工作面外,其余 7次均发生在掘进工作面。 2.2.7 十矿的突出呈区域性分布且大多发生在地质构造带。 3 小结 十矿的煤与瓦斯突出是以小型突出和煤的突然压出为主的矿井, 该矿煤与瓦斯突出点的分布与地质构造和煤层厚度变化存在很大 的关系,全矿 85以上的突出均发生在地质构造带。在煤层合层结 合部的区域,由于构造煤体强度低及瓦斯含量和压力的变化,更容 易发生煤与瓦斯突出事故,故丁组煤层共发生的 24次突出全部发 生在丁 5-6合层区域,戊组共发生的 19次突出全部发生在戊 9-10合层区域,己组共发生的 8次突出全部发生在己 15-16合层区域。 该矿区发生了复杂地质条件下的低强度开采,和相对简单地质条件 下的高强度集约化开采,以井下地应力为主导作用的异常瓦斯动力 现象。 参考文献 [1]张国枢著 . 通风安全学 [m].徐州 中国矿业大学出版社, 2000.7. [2]卫修君,林柏泉主编 . 煤岩瓦斯动力灾害发生机理及综合治理 技术 [m].北京 科学出版社, 2009. [3]张福旺,张国枢编著 . 矿井瓦斯灾害防控体系 [m].徐州 中国矿 业大学出版社, 2009.8.