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    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Q1-2、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
    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.min1/2,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)

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