浅谈龙凤煤矿煤与瓦斯突出防治

2017-03-14 20:23 [煤炭论文] 来源于：贵州林东矿业集团作者：肖年宽

导读：摘要：对龙凤煤矿煤与瓦斯突出事故分析提出了防治措施关键词：煤与瓦斯突出、原因分析、防治措施 1、矿井概况龙凤煤矿开采煤田属黔北煤田，开采煤层为9号煤层，赋存稳定，倾角小，透气性好，埋深浅等特点（地面垂距50～300m，有的达300m以上），顶板为粉

摘要：对龙凤煤矿煤与瓦斯突出事故分析提出了防治措施
关键词：煤与瓦斯突出、原因分析、防治措施
1、矿井概况
龙凤煤矿开采煤田属黔北煤田，开采煤层为9号煤层，赋存稳定，倾角小，透气性好，埋深浅等特点（地面垂距50～300m，有的达300m以上），顶板为粉砂岩，菱铁质灰岩，坚硬致密。井田面积7.112Km，共探明的地质储量共9095.1万吨，其中：其中9号煤层3087.4万吨，可采储量1650.5万吨，服务年限为31年。
本区位于上扬子地台大娄山褶皱带，娄山关背斜南东翼，鸭溪向斜北西翼，出露地层除Q_1-2、S、D、C及E外，自Z至Q均有出露，其中以P、T发育较好，T级以下地层均表现为整合和平行不整合接触，说明本区以燕山运动为主。以前各构造均为升降运动。沉积特点表现为台阶形，厚度、岩性变化不大。
区内出露地层自上而下为：①第四系（Q）；②下三迭系九级滩组（T₁j）；③下三迭系玉龙山组（T₁y）；④下三迭系沙堡湾组（T₁s）；⑤上二叠系长兴组（P₂c）；⑥上二叠系龙潭组（P₂l）；⑦下二叠系阳新组（P₁y）。
断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情况及其分布规律；煤系地层走向、倾斜、倾角及其变化规律；火成岩侵入情况及对煤层的影响。
断层：区内地面共发现大小断层12条,最大为F₂断层,断距50m,其次为F₃断层,断距30m和F₅、F₇及F₁₁，其余均为小断层，区内断层构造除F₂外，均属简单，对煤层开采无大的影响。
褶曲：矿井内主要构造格局由杨家沟背斜控制呈一贝壳状，其喙部位于矿井西南角。背斜轴走向北东，并向北东倾伏，轴面近直立。地层倾角有0～20°，一般5°。地层产状变化平缓，井下实现紧密褶皱，区内褶皱构造简单，区内无陷落柱及侵蚀带。
2001年12月24日经重庆煤炭科学研究院鉴定为煤与瓦斯突出矿井，从开采至今，矿井总共发生了三次煤与瓦斯突出事故。绝对瓦斯涌出量为40.39m³/min，相对瓦斯涌出量为53.16m³/t，煤尘无爆炸性，煤层自燃发火倾向性为Ⅲ类。

表1、矿井概况及煤层瓦斯参数表

矿井名称	核定生产能力（Kt）	埋深（m）	煤层瓦斯参数		瓦斯涌出量衰减系数/d^－1	煤层透气性系数/[m²（Mp².d）]
			压力MPa	含量m³/t
龙凤煤矿	300	50~300	0.12~0.55	8.4712~12.9301	0.0322～0.0424	8.3708～20.39

表2、矿井瓦斯涌出量情况表

矿井名称	瓦斯涌出量	1999年	2000年	2001年	2002年	2003年	2004年	2005年	2006年	2007年
龙凤煤矿	绝对涌出量(m³/min)	7.29	12.66		25.3	28.58	9.66	46.9	47.07	40.39
龙凤煤矿	相对涌出量(m³/t)	50.5	61.3		62.89	65.32	79.28	77.73	48.62	53.16

表3、矿井煤与瓦斯突出情况

编号	突出时间	地点	标高(m)	离地面垂深（m）	地质构造	突出情况
编号	突出时间	地点	标高(m)	离地面垂深（m）	地质构造	突出煤量	瓦斯量	抛掷距离
2001.01	2001.10.29	＋982大巷160m	+982	100	巷道距正头遇F₂断层落差3.5m	425 t	4.52万m³	80m
2005.01	2005.3.16	5915风巷距回风上山685m	+1005	196	巷道正头遇一条落差0.2m正断层	35 t	0.4万m³	7.5m
2005.02	2005.8.14	5915风巷距回风上山770m	+1005	196	走向方向有0.5m的断层	90 t	0.31万m³	11m
2005.03	2005.9.16	5915风巷距回风上山827m	+1006	210	巷道前方有0.5m断层	68 t	0.1583万m³	8m

通过实测和回归分析，煤层瓦斯含量随着埋深的增加而变化，可用下式表示：
w=0.13H/(1＋0.0036H)
式中：W=煤层瓦斯含量
H＝煤层埋藏深度
2、突出实例
2.2.1    10.29突出实例：
2001年10月29日，凌晨4时30分，＋982西大巷进行放炮(3个岩炮)时，发生煤与瓦斯突出，突出煤量425t，抛掷距离80m，堆积角为8°，突出瓦斯量为4.25万m³，突出孔为梨型，口小腔大，孔深18.5m，宽4.5m，造成瓦斯逆流108m，因瓦斯逆流造成进风流中人员窒息死亡4人，伤8人。突出点为F₂断层，落差3.5m。
2.2.2    3.16突出事故
2005年3月16日，14时25分，5915风巷在放炮过程中发生煤与瓦斯突出，突出煤量35t，抛掷距离7.5m，堆积角为12°，涌出瓦斯0.4万m³，突出孔在巷道上帮，孔深1.5m，宽2.5m，高度0.5m，突出孔洞为半园型，口大腔小，突出点为0.2m的小断层。未造成人员伤亡。
2.2.3   8.14突出事故
2005年8月14日，21时30分，5915风巷放炮时发生煤与瓦斯突出，突出煤量90t，涌出瓦斯0.31万m³，抛掷距离11米，堆积角16°，突出孔洞为半梨型，口大腔小，孔深3.2m，宽2.3m，高1.5m，突出点在巷道上帮，突出孔洞为半梨型。突出点为0.5m的小断层。未造成人员伤亡。
2.2.4   9.16突出事故
2005年9月16日，凌晨0点55分，5915风巷距运输大巷827m时放炮发生煤与瓦斯突出，突出煤量68t，涌出瓦斯1583m³，抛掷距离8m，突出孔在上帮，突出孔深3.4m，宽2.3m，高2.5m，突出孔洞为半梨型，口大腔小。突出点为0.5m的小断层。未造成人员伤亡。
如图所示：

3、突出原因分析
3.1 突出特征
⑴、发生的四次突出煤层埋深都在100m～210m，煤层储存瓦斯含量较大，构造越大，涌出的煤量和瓦斯量较大，突出的孔洞也较大。
⑵、突出过程时间短，几乎和炮响声同时进行。
⑶、突出的规模不大，最大突出煤炭425t，但产生的动力效应很强，10.29事故将煤抛掷80m，突出破坏性较大，造成风流逆转100多米。
⑷、煤的抛掷距离随突出量的增大而增加，分选现象明显，产生的煤粉颗粒小。
⑸、突出时喷出瓦斯量远大于突出煤量的煤层瓦斯含量。
⑹、突出孔洞为梨型或半梨型。
3.2突出规律
⑴、从2001年至今的4次突出来看，回采工作面未发生过突出现象，突出均发生在掘进工作面。
⑵、突出均为掘进过程中诱发突出。
⑶、突出强度随地质构造变化的增大而增加，突出都发生在地质构造带，煤厚由小变大，煤质变软，裂隙发育，软分层比较明显。
⑷、突出前，掘进工作面的瓦斯涌出量并不大，瓦斯浓度并不高，检测K₁值指标并不高，4次突出K₁＜0.4ml/g.min^1/2，均未超过防突细则的标准。
⑸、突出预兆不明显。
3.3突出原因
⑴、思想麻痹，技术素质低，对突出的严重性认识不足，矿井防突机构不健全，防突人员未经过正规培训，防突知识缺乏。
⑵、突出检测手段单一，只采用钻屑指标法，测定K₁值和钻屑量s。
⑶、地质资料不详细，没有精查地质报告。瓦斯地质报告没有指导性，对前方构造认识不足。根据巷道揭露情况，尽管地质构造简单，煤层埋藏稳定，但也有小型地质构造破坏带，存在有局部褶曲、小断层，也可遇煤层局部不稳定区。这些局部地带、区域是局部的高应力区，是引起突出的主要原因之一，是突出的高发区。
⑷、在地质构造带处理措施单一，瓦斯抽放时间不足。
⑸、放炮诱发煤与瓦斯突出。
⑹、未采取区域性防突措施，未开采解放层。
4、防治突出措施
⑴、大力开展安全教育和加强防突专用知识学习，防突专用人员必须经有资质的单位培训合格后上岗，防突人员必须是责任心强、素质高、防突知识牢固的人员担任。
⑵、认真加强队伍防突管理，严厉打击防突造假，每次抽放孔和防突孔必须经过验收人员现场验收签字，施工队严格按审批的防突报表掘进，严禁超掘超采。
⑶、加强“四位一体”的综合防突措施。
⑷、与科研院校一起成立防突科研机构，防治突出的科研课题。
⑸、采用多种防突手段，进行防突综合治理。
⑹、加强瓦斯抽放力度，做到可抽尽抽，确保预抽时间，抽放后的综合效果检验，如钻屑指标法、瓦斯含量测定法、瓦斯压力测定等综合检测手段。
⑺、加强地质预测预报，提供准确的地质资料，提前作好防范措施。
⑻、加大区域防治，开采保护层，提前释放瓦斯。
⑼、采用煤层注水，对煤层施行水力压裂，湿润煤体。
⑽、建立必要的安全防护，掘进工作面采用反向防突风门外放炮，采面采用远距离放炮，放炮操作点应在进风侧，并不得小于300m，放炮工作面的排风巷要停电撤人，炮后30min方可进入工作面检查。另外，进入突出危险工作面的作业人员必须佩带隔离式自救器。完善压风自救系统，完善避难硐室。
(11)、实施煤体注水，对煤层施行水力压裂，湿润煤体。对煤体进行静压或动压注水，以软化煤体和缓解应力集中，从而改变煤体的物理机械性，达到卸压目的。
4、结语
通过对以上4次突出事故分析，找出事故原因，不断总结提高，采取了综合防突措施。通过加强管理，2006年至今未发生过煤与瓦斯突出事故。

参考文献: ①李建铭.煤与瓦斯突出防治技术手册.北京.中国矿业大学出版社.
②徐方德.煤矿瓦斯抽放实用技术.北京.

（编辑：东北亚）

浅谈龙凤煤矿煤与瓦斯突出防治

友情链接