马鞍山煤矿瓦斯地质理论在防突工作中的应用
摘要:总结了实际工作中防突管理的经验和问题,探讨了科学理论与具体实际的有机结合与统一,采取针对性强的有效措施,确保突出矿井的安全生产.
关键词:煤矿;瓦斯;突出;防突
前言
马鞍山煤矿年建井年改造后设计能力万斜井开拓,分三个水平,中央并列式通用.矿井自**年
发生瓦斯突出开始,至**年**月底共发生突出相对瓦斯涌出量为***,突出强度*
****,最大喷出瓦斯量达*****.近年来随着防突手段与方法的不断更新,针对性措施不断增强,矿井产量稳步上升,煤与瓦斯突出的次数逐渐减少,安全系数得以提高,实现了矿井安全生产.瓦斯地质特征区域构造
马鞍山矿区位于湖南省涟邵煤田北部青峰向斜
外围南端,为具完整收敛端的复式向斜盆地,构造方
向近于南北,两翼倾角-,!$,7,局部较陡.马鞍山
向斜轴自北而南至,线附近受次级构造影响分成(
支,一支向东很快消失,另一支继续南延至"线,次
级褶曲和断裂使本区构造复杂化.
!"#含煤地层
本区含煤地层为晚二叠世龙潭组上段"南型"地
层,水文地质条件简单,瓦斯赋存条件好,其岩性特
征见含煤地层综合柱状图(图").
!"$煤层
区内含煤!层,仅!煤层可采.煤层呈鸡窝状
赋存,倾角(,!$%7,局部倒转.煤体具镜面和揉搓
镜面,软分层厚度大,节理,裂隙发育,为89!9类
构造煤.煤种为主焦—瘦焦煤.!煤中相对瓦斯含
量"$5$!"#5,2-//,煤体中瓦斯压力大,残余内能
高.
图"含煤地层综合柱状图
(煤与瓦斯突出因素
#"!地质因素
瓦斯地质是从地质的角度,用地质学的理论方
法,把具有高压瓦斯内能的煤体作为研究对象,掌握
其形成条件,瓦斯产生,运移,贮存,突出规律,从而
对矿井煤与瓦斯突出进行专项治理.
(5"5"古构造特点
聚煤期古构造广泛制约着本区含煤岩系的沉
积环境,控制着含煤建造的古地理景观.残余构造
收稿日期:(%%(+"%+(";修订日期:(%%(+"(+(,
作者简介:龙新良("..$+)男,工程师,".*.年#
月毕业于原湘潭矿业学院地质系,现从事煤矿技术工作.
第((卷第(期
煤炭技术
应力集中储存在煤厚突变及压扭性构造部位,压应
力的不均匀释放驱动着煤层中瓦斯的不均匀涌出.
马鞍山区强大的压应力将煤层挤向应力最少的
地带,导致产生煤层的塑性变形,构造煤种类,瓦斯
的相对富集,并形成了向斜西翼多为次级向背斜,东
翼逆断层多的构造单元.
地质构造对煤层分布及厚度变化的制约作用使
区内煤层中瓦斯生成,贮存,运移不稳定,瓦斯内能
分布不均匀.
强烈的纬向构造应力作用,造成了马鞍山区的
南北向复式向背斜盆地.构造力使煤层顶底板产生
的不协调性褶曲及压扭性小断层牵引部位成为应力
集中区,煤体中残余的高压瓦斯内能与其保持相对
平衡.
!"#"!沉积环境
含煤岩系堆积的一大套泥岩,砂质泥岩,细砂岩
岩性组合构成了$煤层稳定的围岩特征.固有的低
透气性围岩为瓦斯储存,运移,封闭创造了良好的条
件.
快速沉积的古地理条件制约着煤层赋存,瓦斯
生成,运移的不均衡性.复式褶曲造成的不稳定煤
层及良好的封闭盖层导致了瓦斯分布的不均衡和相
对富集.
!"#"%煤层特征
$煤层为本区唯一可采煤层,煤厚变化大,煤体
均为构造煤.随构造煤厚度增加,煤层软分层变厚,
瓦斯内能和含量增高,煤与瓦斯突出频率与强度增
加.
煤体中瓦斯及内能的变化,体现出不同的煤与
瓦斯突出预兆.瓦斯压力增加,涌出量增大,钻孔及
裂隙中出现瓦斯云,凉风外吹,打钻时顶钻,喷孔,是
预测煤与瓦斯突出的重要依据.
!"!人为因素
外力作用是引起煤与瓦斯突出的外部因素,在
煤与瓦斯突出的过程中起触媒和催化作用.采掘作
业破坏了煤与瓦斯赋存的原始平衡状态,煤层中的
瓦斯通过各种渠道脱离煤层逸散,释放大量的能量,
进而引发煤与瓦斯突出.
当释放能量大于煤壁的抵抗压力时,煤体中就
产生超量的高压瓦斯并伴随能量的急剧释放,突出
强度的大小取决于两者能量的差值.
%煤与瓦斯突出的特点
地质构造带是煤与瓦斯突出发生的多发地点.
历年发生的突出中,构造带突出占突出总数的
&'"(),煤与瓦斯突出具有地质构造分级控制的特
点.大量的统计资料表明:马鞍山向斜西翼突出点
少,突出量大,喷出瓦斯多,东翼突出点多,突出量
少,喷出瓦斯相对较少.矿井发生的$次大型突出,
造成主井反风#'*+,以上,均发生在矿井西翼.
突出煤层厚度变化范围大,突出量及喷出瓦斯
与煤厚变化及煤层厚度成正比.马鞍山井发生的
!-%次煤与瓦斯突出,最少突出厚度'"-*,最少突
出量./,最大突出厚度#'*,最大突量0.-/.
开采深度增加,突出频率增高,突出强度增大.
突出最浅距地表最近垂深!%'*,最深$('*,最大
瓦斯喷出量#'.-&%*%.
$预防煤与瓦斯突出的方法
人类对煤与瓦斯突出的控制,只能靠调节采掘
活动的方式,通过其对围岩及煤体的作用力维持煤
体深部的应力平衡关系来实现.
(#)区域预测:通过地质构造,始突深度,构造煤
种类与厚度对突出的制约作用,针对矿井各采区的
具体情况进行预测,确定突出危险区域,突出威胁
区,根据不同区域的特点采取相应的防突措施.
(!)执行措施:大直径深孔排放瓦斯,孔径
!0'**,孔深."#!*,基本排放时间#&1.突出
危险区域执行效果校验,确定掘进进尺与防突措施,
校验方法按《防治煤与瓦斯突出细节》执行.
(结论
瓦斯地质工作是一项专业技术性强,安全威胁
大,作业环境差的工作,是防突工作的基础.它贯穿
于矿井生产的全过程,它以瓦斯,煤层及地质构造作
为研究对象,在一定程序上属于矿井地质的范畴.
煤与瓦斯赋存和突出的相关因素对煤矿采掘活动的
影响,又依赖于生产设计及其实施的全过程,可概括
为:(#)地质是基础:它要求我们在充分收集地质资
料的同时,必须侧重地质构造分析,积极探讨地质构
造及煤层赋存与突出的关系和规律,开展好全方位
的区域预测工作.
(!)采矿是途径:它通过计划的实施,在总结中
提高,再应用推广,是我们建立防突科研体系,有效
预防突出的根本途径.
(%)生产是手段:生产活动是我们征服自然的手
段,把认识上升为理论是基础,只有在实践中总结,
理论才能完善,加以应用推广.
($)管理是效益:管理活动贯穿于生产设计全过
程,只有抓好各个环节的工作,才能发挥其效益,真
正体现科技是第一生产力的作用.
(' 煤炭技术第!期
万方数据
放顶煤排瓦斯巷的几种布置方式
鲁建成
(鹤岗矿务局兴安煤矿,黑龙江鹤岗!"#!$$)
摘要:针对含瓦斯煤层采用放顶煤开采时排瓦斯巷如何布置进行说明.根据实践将排瓦斯巷分成三大类,即石
门反上式,顶板式及混合式.
关键词:放顶煤;排瓦斯巷;石门;顶板
中图分类号:%&'!()*+文献标识码:,文章编号:!$$-.-'("(($$/)$(.$$"!.$/
$前言
对于含瓦斯煤层,采用放顶煤开采(综放,!放,
普放)时,一般都要施工专用排瓦斯巷道,以解决工
作面瓦斯超限和采空区瓦斯积聚问题.以下是作者
在实践中总结出的在采用放顶煤开采时排瓦斯巷的
几种布置方式.
先提条件是大系统已经形成或可以形成.包括
运输系统,工作面正常回风系统,专用排瓦斯系统
(以下简称总排)和为开采应具备的其他系统.需要
说明的一点是排瓦斯巷应布置在煤层标高相对较
高,且是回风的一侧.以下默认轨道一侧为标高较
高,且为回风的一侧.
!排瓦斯巷分类
文中将排瓦斯巷分成三大类:一是石门反上式;
二是顶板式;三是混合式.顶板式又分为空区式,随
采式和随采空区式,下面分别介绍.
!"!石门反上式(图!("))
从总排内重新施工一条排瓦斯总轨道,再从排
瓦斯总轨道内施工石门或反上,终点到底板层轨道
内"0左右的煤层顶板(图!(1)).
图!石门反上式布置图
排瓦斯总轨道可以布置在开采煤层(!层)的
相邻下一层("层)煤层中,也可以布置在!层的底
板岩石中.如果布置在"层煤层中,前提条件是"
层煤不发火,或发火期长,可以满足开采!层煤完
毕,开采"层煤可以使用此巷道,在此期间保证不
发火.这样将排瓦斯总轨道布置在"层煤层中.
开采"
