某煤矿采掘工作面煤与瓦斯突出特点及规律浅析

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13.73%（7次）；中型突出占7.84%（4次）；小型突出占76.47%(39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11.77%（6次）；煤的突然倾出占5.88%（3次）；煤的突然压出占82.35%（42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.