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桑树坪煤矿煤与瓦斯突出规律分析

桑树坪煤矿煤与瓦斯突出规律分析
添加日期:2006-11-1 作者或来源:煤矿安全
作者:王东风 冯耀挺

桑树坪煤矿是一个年产300万t、具有煤与瓦斯突出危险的矿井,1997年矿井建成投产以来,煤与瓦斯突出时有发生,严重影响煤矿生产安全。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害动力现象日趋严重。因此,进行煤与瓦斯突出规律分析研究,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,消除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3°~5°。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。矿井采用联合开拓(平硐-斜井)。平硐矿井绝对瓦斯涌出量20.80 m3/min,相对瓦斯涌出量10.35 m3/t;斜井矿井绝对瓦斯涌出量4.98 m3/min,相对瓦斯涌出量42.28 m3/t。平硐采用对角式通风,斜井采用分区式通风。

2 煤与瓦斯突出类型及突出强度特征

桑树坪煤矿1998年至2004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

见表

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

见表

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 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

见表

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>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

见表

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险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
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