《2023 年《安全管理论文》桑树坪煤矿煤与瓦斯突出规律分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023 年《安全管理论文》桑树坪煤矿煤与瓦斯突出规律分析.doc（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、此资料由网络收集而来，如有侵权请告知上传者马上删除。资料共共享，我们负责传递学问。桑树坪煤矿煤与瓦斯突出规律分析 桑树坪煤矿是一个年产300万t、具有煤与瓦斯突出危急的矿井，1997年矿井建成投产以来，煤与瓦斯突出时有发生，严峻影响煤矿生产平安。随着采掘深度的加大和采掘速度的不断提高，煤与瓦斯突出等煤岩灾难动力现象日趋严峻。因此，进行煤与瓦斯突出规律分析争辩，找出影响煤与瓦斯突出的因素，对有效地防治煤与瓦斯突出，消退或降低煤与瓦斯突出事故造成的危害，具有重要的现实意义。 1 井田概况 桑树坪煤矿地处陕西省韩城市北部，属渭北石炭二叠纪煤田东北端，面积63km2。井田为一走向北东、倾向北西的单斜构
2、造，受东部边缘韩城大断层影响，边浅部煤层倾角10左右，深部35。井田内中小型褶曲、断层均很发育，断层密度为32.5条/km2。井田含煤地层为二叠系山西组及石炭系太原组，含煤9层（1、2、3、5、7、8、9、11、12），其中3号煤、11号煤为主采煤层，2号煤局部可采。3号煤厚5m，煤层瓦斯含量10.23 m3/t；11号煤厚3.3 m，煤层瓦斯含量9.27 m3/t；2号煤厚1.0 m，煤层瓦斯含量8.74 m3t。矿井接受联合开拓（平硐-斜井）。平硐矿井确定瓦斯涌出量20.80 m3/min，相对瓦斯涌出量10.35 m3/t；斜井矿井确定瓦斯涌出量4.98 m3/min，相对瓦斯涌出量42
3、.28 m3/t。平硐接受对角式通风，斜井接受分区式通风。 2 煤与瓦斯突出类型及突出强度特征 桑树坪煤矿1998年至2023年5月共发生强度不同的煤与瓦斯突出48次，按突出类型及突出强度统计分析如下。 2.1 煤与瓦斯突出类型 表1 煤与瓦斯突出类型突出类型突出次数/次突出强度/t瓦斯涌出量/m3压出36422042.3681028 0004 717.94突出12931 100478.925 60066 78427 635.50 由表1可以看出，桑树坪煤矿煤与瓦斯压出较多，共36次，占总突出数的75，突出强度较小，平均突出强度 42.36 t，平均瓦斯涌出量4 717.94 m3，突出强度超
4、过100t的仅有3次；煤与瓦斯突出12次，占总突出次数的25，但突出强度较大，平均突出强度478.92 t，平均瓦斯涌出量27 635.50 m3。从压出和突出次数所占总突出次数百分比看，桑树坪煤矿煤与瓦斯突出多为以地应力主要作用力的压出。 2.2 煤与瓦斯突出强度 表2 煤与瓦斯突出强度突出强度/t突出次数/次占总数比例/50501001003003006006001 0001 000286543158.312.510.58.36.32.1 表2中煤与瓦斯突出强度分布特征显示，小于100 t的突出共34次，占总突出次数的70.8。因此，桑树坪煤矿煤与瓦斯突出以强度100 t的突出主为。 3
5、煤与瓦斯突出与各种影响因素的关系 3.1 突出强度及瓦斯涌出量与开采深度的关系 表3 突出强度及瓦斯涌出量与开采深度的关系开采深度/m突出次数/次突出强度/t瓦斯涌出量/m340040060060080020253422047.3431 100227.4812549212.6782028 0004 595.8581066 78413 961.604 76649 30920 173.67 从表3中数据可以看出，随着开采深度的加大，突出强度及瓦斯涌出量明显增大。实测资料显示，桑树坪煤矿煤层瓦斯压力梯度平均1.15MPa/hm，当采深大于400mm时，煤与瓦斯突出的频度提高，突出强度增大。例如，采深
6、415 m的4137回风巷掘进过程中，共发生煤与瓦斯突出6次，其中5次突出强度超过200 t，最大强度为810 t最大瓦斯涌出量为66 784m3。 3.2 突出强度及瓦斯涌出量与采掘工程类型的关系 表4 突出强度及瓦斯涌出量与采掘工程类型的关系采掘工程类型突出次数/次突出强度/t瓦斯涌出量/m3平巷石门采面333124810152.75411 100540.33322050.8381066 78413 961.602 10042 00023 366.6713028 0006 402.84 从表4中突出次数看，平巷突出量多，占总突出次数的68.8；采煤工作面突出次之，占总突出次数的25；石门最
7、少，占总突出次数的6.2。但从突出强度看，石门突出强度最大，平巷突出强度次之，采煤工作面突出强度最小。石门突出强度是采煤工作面突出强度的10.63倍，平巷突出强度是采煤工作面突出强度的3倍。由此可以看出，桑树坪煤矿巷道发生煤与瓦斯突出的危急性远元大于采煤工作面。 3.3 突出强度及瓦斯涌出量与作业方式的关系 从表5中突出次数看，放炮和架棚引发突出并列首位，均占总突出次数的37.5；采煤机割煤引发突出次之，占总突出次数的18.75；无作业与打钻引发突出最少。但从突出强度看，无作业突出强度最大，放炮与架棚突出强度相近，采煤机割煤突出强度最小。桑树坪煤矿无作业突出和架棚突出强度较大。争辩发觉，当煤体
8、结构完整时，放炮使煤体破坏，裂隙增多，有利于瓦斯排放；当煤体结构破坏严峻，为碎粉煤，糜棱煤时，放炮使媒体内部裂隙闭合或被煤泥充填，煤层透气孔生变差，不利于瓦斯排放，造成煤层瓦斯含量增大，瓦斯压力上升，当瓦斯压力达到肯定程度时，发生煤与瓦斯突出。因此，可以认为，放炮既有诱导煤与瓦斯突出的作用，又有延缓煤与瓦斯突出的作用。 表5 突出强度及瓦斯涌出量与作业方式的关系作业方式突出次数/次突出强度/t瓦斯涌出量/m3放炮采煤机割煤架棚打钻无作业189181214810161.61322045.784610140.60773120671.5081028 5948 774.2287728 0005 907
9、.671 28766 78412 757.334 76613 96942 0007 984.50 3.4 突出强度及瓦斯涌出量与地质构造的关系 表6 突出强度及瓦斯涌出量与地质构造的关系构造类型突出次数/次突出强度/t瓦斯涌出量/m3断层及层滑构造褶曲煤厚变化无构造11513193012041.73251 100532.604361114.313810159.878208 9003 710.451 39342 00020 717.4087766 78414 053.7982049 30913 755 118 表6显示，在各种构造因素中，褶曲部位煤与瓦斯突出强度最大，在发生的5次突出中，有4次突
10、出强度超过200t，其中300 m轨道石门发生的强度为1 100 t的煤与瓦斯突出是近年来最强的一次；无构造突出强度排次之；煤厚变化突出强度排第三；断层及层滑构造突出强度最小。桑树坪煤矿无构造突出强度较大，突出次数较多，其缘由是这类突出多发生在深部或煤体结构破坏严峻的部位。因此，可以认为，桑树坪煤矿煤与瓦斯突出与地质构造联系亲密，但在采深400 m及煤体结构破坏严峻的无构造部位，煤与瓦斯突出的危急性照旧很大。 3.5 突出强度及瓦斯涌出预兆的关系 表7 突出强度及瓦斯涌出量与突出预兆的关系突出预兆突出次数/次突出强度/t瓦斯涌出量/m3响煤炮片帮、掉碴煤结构紊乱顶板来压喷顶夹钻瓦斯特别瓦斯忽大
11、忽小无预兆301115353364549159.874549207.07322045.6025480180.33324371.204549108.255360128.67251 10024682066 78411 993.131 92949.30913 755.1882028 0004 648.81 59626 00010 45787713 9695 707.802 48149 30919 5691 39311 4835 8528104 2009 620.83 由表7可以看出，87.5的煤与瓦斯突出有突出预兆，并且突出预兆的种类及特征与突出强度和突出时间有亲密联系；当有响煤炮、片帮掉碴、顶板来
12、压及瓦斯特别等预兆时，突出强度较大；煤炮声为单个，由远而近，强度由小到大，突出可以有在数小时后发生，突出强度较大；煤炮声为群炮，频率很高，强度很大，突出很快就要发生；当瓦斯特别或瓦斯忽大忽小，且有煤尘及瓦斯冷风消灭时，突出可能在数秒或数分钟内马上发生；突出预兆种类越多，突动身生的时间越近；突出预兆越提前，越明显，突出强度就越大。因此，把握突出预兆的种类及特征，对煤与瓦斯突出猜测，防止突出造成人身伤亡事故，具有重要的现实意义。 4 结论 通过对桑树坪煤矿近6年来48次煤与瓦斯突出进行分析，可初步得出如下结论： （1）桑树坪煤矿75的煤与瓦斯突出为以地应力为主导的煤与瓦斯压出，突出强度一般100 t。 （2）各种巷道掘进中发生的煤与瓦斯突出强度大、频度高、危害严峻；工作面采过程中发生的煤与瓦斯突出多为小型压出。 （3）放炮突出和炮后延期突出的强度和频度均较高，说明放炮既有诱导煤与瓦斯突出的作用，又有延缓煤与瓦斯突出的作用。 （4）褶曲构造、煤厚变化是影响煤与瓦斯突出的重要因素，但当采深超过400 m时静压力成为煤与瓦斯突出的重要影响因素。 （5）绝大多数煤与瓦斯突动身生之前有预兆消灭，预兆的种类、特征与突出强度、突出时间亲密相关。当有响煤炮、顶板来压、片帮掉碴及瓦斯特别等预兆中的2种以上同时消灭时，发生突出的强度大。
