大采深高地应力煤与瓦斯突出情况介绍01
煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中常见的安全隐患之一,也是造成煤矿灾害的主要原因之一。
煤与瓦斯突出机理主要包括构造破裂、煤体应力破坏、瓦斯超临界释放等。
下面将详细介绍煤与瓦斯突出的机理。
1. 构造破裂机理煤与瓦斯突出的最主要原因之一是构造破裂。
地表构造活动以及地下矿层的构造应力分布不均匀,使得煤层和岩层受到巨大的压力,随着压力的积累和释放,煤层与岩层之间的接触面发生破裂,进而导致煤与瓦斯突出。
构造破裂机理主要包括构造力学效应和地下水力学效应。
构造力学效应是指地表构造活动对煤层和岩层施加的力学作用,例如断裂、褶皱等。
当构造活动达到一定强度时,会导致煤层和岩层界面发生破裂,使得煤与瓦斯突出。
地下水力学效应是指由地下水引起的构造破裂,沉积层中的水压力会使得岩土界面受到强烈的水力冲击,从而导致破裂。
2. 煤体应力破坏机理煤体应力破坏是造成煤与瓦斯突出的另一个重要原因。
在煤矿开采过程中,煤体会因为拱起、磨皮、光煤带等因素而形成应力集中区域。
当地压力达到一定强度时,会导致应力集中区域的煤体发生破坏,使得煤与瓦斯突出。
煤体应力破坏机理主要包括岩层倾向和倾角、采场空区、开采速度等因素。
岩层倾向和倾角是指煤层倾斜的方向和角度,当煤层倾角较大时,地压力的方向和大小会发生变化,导致煤体应力集中。
采场空区是指煤矿采出煤炭后形成的空隙,这些空隙会使得地压力重新分布,从而导致应力集中。
开采速度是指采煤机的工作速度,过快的开采速度会导致煤体应力集中。
3. 瓦斯超临界释放机理瓦斯超临界释放是煤与瓦斯突出的重要机理之一。
在煤层中,存在着吸附态和游离态两种形式的瓦斯。
在地下采矿过程中,因为采空区、采煤工作面的破坏等原因,会导致煤层中的瓦斯溢出。
瓦斯超临界释放主要是指煤层中的游离态瓦斯溢出。
瓦斯在煤体孔隙中的压力高于临界压力时,瓦斯就会释放出来。
超临界释放主要受到孔隙压力、煤体渗透率、煤体孔隙结构等因素的影响。
当孔隙压力升高时,瓦斯释放速度也会增加。
煤与瓦斯突出及其规律
突出需具有一定的瓦 斯含量和瓦斯压力
突出煤层的强度低, 而且变化大。
突出危险区呈带状分 布。一是地质构造呈 带状;二是采动形成 集中应力带。
煤与瓦斯突出规律
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上山掘进比下山 掘容易突出,突 出次数随着煤层 倾角增大而增多。
采掘工作往往可 以激发突出。
突出危险性随着 有硬而厚的围岩 存在而增高。
重庆工程职业技术学院
主讲人:喻晓峰
地应力的主要作用
1)激发突出
3)影响煤体内部裂隙 系统的闭合程度和生成 新的裂隙
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作用
2)发展阶段与瓦斯 压力共同作用,对煤 体进行剥离、破碎
瓦斯压力的作用
a)当瓦斯压力梯度 很大时,能独立激发 突出
c)膨胀瓦斯破碎,搬 运煤岩,孔壁附近保持 较高的地应力梯度和瓦 斯压力梯度为连续剥离 煤体创造必要条件。
突出发生机理以及一般的规律
第一种是“瓦斯作用 说”,认为煤内存在高压瓦 斯是突出中起主要作用的因 素。 “瓦斯包”和“多聚甲 烷”即这类假说;
第二种“地应力作用说”,认为突 出主要是由“自重应力+构造应力”和 “采掘工作面前方的集中应力而形成的” 高地应力作用结果。
现在大家主要认同的是“综 合作用说”,这种是认为“地应 力、瓦斯、煤的力学性质”三种 因素综合作用结果。地应力和瓦 斯是主动作用,煤的力学性质是 被动作用。当主动作用的综合结 果超过煤的抵抗能力时,即会发 生突出。
煤与瓦斯突出及其规律
重庆工程职业技术学院
主讲人:喻晓峰
第四章 矿井瓦斯的认识 任务一 煤与瓦斯突出
知识点一 煤与瓦斯突 出及其规律
煤与瓦斯突出
煤与瓦斯突出是矿井瓦斯涌出的一种形式,也就是煤矿在采 掘过程中,在地应力和瓦斯(含二氧化碳)的共同作用下,破碎 的煤(岩)和瓦斯由煤(岩)体内突然向采掘空间抛出的异常动 力现象,
第二章煤与瓦斯突出分类及规律
第二章煤与瓦斯突出分类及其规律第一节煤与瓦斯突出的概念、分类及危害一、煤与瓦斯突出的相关概念和特点煤矿在采掘过程中,在地应力和瓦斯(含二氧化碳)的共同作用下,破碎的煤(岩)和瓦斯由煤(岩)体内突然向采掘空间抛出的异常动力现象,叫做煤与瓦斯突出。
它是矿井瓦斯涌出的一种形式。
突出矿井是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。
其中,突出煤层是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。
煤与瓦斯突出的主要特点是:(1)煤与瓦斯突出后,会喷出大量的瓦斯和煤尘,突出时间极短,一般持续几分钟或几秒钟。
(2)破碎的煤(或岩石)常常被抛出一定的距离。
使突出地点人员窒息死亡或被掩埋、卷走,巷道被堵塞或冲垮。
(3)突出后在煤(岩)体内,往往形成大小不同、开关不一的孔洞。
(4)突出时,常常伴有猛烈响声和强大的动力效应。
所谓动力效应,就是突出所形成的冲击波能破坏支架、推倒矿车、移动巨石等的一种动力现象。
(5)喷出的瓦斯量大大超过煤层的瓦斯含量,往往有几千到几万甚至几百万立方米。
(6)突出过程中,不但能顺风流向回风方向冲击,而县常常发生瓦斯逆流现象,即瓦斯流沿着通风相反方向流动。
有的逆流很远,可达几百米甚至上千米;冲击波能破坏通风系统,改变风流方向造成通风混乱,不利于人员的撤退和救灾。
(7)煤与瓦斯突出后的高浓度瓦斯,开始不会立即爆炸,但在一定供氧条件下,遇火则能引起燃烧;待降到爆炸界限内,遇火源就会爆炸。
因此,突出矿井的火源管理非常重要。
(8)煤与瓦斯突出后,可能在同一地点发生第二次、第三次突出。
二、煤与瓦斯突出的分类煤与瓦斯突出的分类方法有两种,一是按突出现象的力学特征分类,二是按突出强度分类。
(一)按突出现象的力学特征分类1、煤与瓦斯突出(简称突出)发生突出的主要因素是地应力和瓦斯压力和联合作用,通常以地应力为主、瓦斯压力为辅。
实现突出的基本能量是煤体仙积蓄的高瓦斯能量。
判断突出现象的基本特征是:(1)突出的固体物具有气体搬运的特征。
煤与瓦斯突出基础知识汇总
煤与瓦斯突出专项材料1 煤与瓦斯突出概述1.1 煤与瓦斯突出简介在煤矿井下采掘过程中,由于地应力和瓦斯的共同作用,在极短的时间内(几秒或几分钟)破碎的煤(岩)和瓦斯突然从煤(岩)体向采掘空间抛出的异常的动力现象,称为煤与瓦斯突出简称突出。
煤与瓦斯突出是一种极其复杂的矿井动力现象,到目前为止,对各种地质、开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。
煤与瓦斯突出包括突出、压出、倾出三种类型,它有别于单纯的瓦斯喷出和因采掘应力作用而发生的煤层片帮、垮冒、抽芯等。
据不完全统计世界上约有20多个国家(地区)发生过煤与瓦斯突出,其中中国、原苏联、法国、波兰、日本5个国家突出最严重。
世界上最大突出发生在原苏联顿巴斯矿区加加林矿,当石门揭穿厚仅 1.03m的煤层时发生了突出,突出煤(岩)共14200T,涌出瓦斯约25万m3,我国最大一次突出发生在重庆开府矿务局三汇一矿主平硐揭穿煤层时,突出煤(岩)共12780T,喷出瓦斯近140万m3。
1.2 煤与瓦斯突出的危害煤与瓦斯突出是煤与瓦斯突然运动的一种极其复杂的动力现象,它的危害有:(1)突然之间使采掘空间或巷道充满高浓度瓦斯,造成人员窒息,遇火发生瓦斯燃烧和瓦斯爆炸。
(2)瞬间突出的瓦斯、碎煤流带有暴风般的性质,能使通风系统破坏,造成风流紊乱和短时逆转。
(3)突出造成一定的动力效应,可以摧毁支架、破坏设备、设施。
(4)突出的煤炭能堵塞巷道、破坏生产系统,增加巷道通风阻力,在清理突出煤炭和突出孔洞时,有可能造成连续突出,造成人员伤亡。
1.3 煤与瓦斯突出发生的一般规律(1)开采深度增加,突出的危险性增大,主要体现在突出次数增多,突出强度增大,突出煤层层数增加,危险区域扩大,浅部不突出的煤层,深部就有可能突出。
(2)突出往往发生在地质构造区,主要体现在褶曲,断层及岩浆岩侵入的地区,因受挤压扭曲严重,易发生突出。
(3)瓦斯含量和瓦斯压力愈大,突出危险越严重,大多数突出发生在瓦斯压力大于0.74MPa 的情况下。
(六)煤与瓦斯突出及事故预防知识
第六节煤与瓦斯突出及事故预防知识一、煤与瓦斯突出的征兆及常见发生地点1.煤与瓦斯突出的危害煤与瓦斯突出是指煤矿地下采掘过程中,由于地应力和瓦斯的共同作用,在很短时间(数分钟)内,破碎的煤(岩)和瓦斯(甲烷、二氧化碳)由煤体或岩体向采掘工作空间突然喷出的异常动力现象。
它表现出来的危害主要包括:(1)煤与瓦斯突出使采掘工作面及巷道在突然间充满大量的高浓度瓦斯,造成人员窒息,遇火会发生瓦斯爆炸。
(2)突出造成一定的动力效应,可以摧毁支架,破坏设施、设备。
(3)瞬间突出的瓦斯、碎煤(岩)流能破坏通风系统,造成风流紊乱或短时逆转。
(4)突出的煤炭使巷道堵塞,生产系统受到破坏,巷道通风阻力增大,甚至造成矿井停产。
2.煤与瓦斯突出的征兆1)有声征兆(1)煤层中有煤炮声,煤层变形发出劈裂声、鞭炮声、机枪声、闷雷声或远处的雷鸣声,声音由远到近,由大到小,间隔时间的长短也不一致。
(2)支架折断声。
发生突出前,因顶板压力突然增大,支架出现嘎嘎响,发出劈裂折断声。
(3)煤层或岩层的破裂声。
有时煤层内出现破裂,引起煤壁震动、开裂响声等。
2)无声征兆(1)煤层构造方面表现为煤层层理紊乱,煤变软、暗淡无光、变干燥、无光泽、易粉碎。
(2)煤层受挤压褶曲、倾角变大、变陡,煤层突然增厚或变薄,煤层破坏严重并常常伴随断层出现等。
(3)矿压显现方面表现为压力增大,使支架变形、断裂,煤壁外鼓、片帮、掉碴,顶底板出现凸起,炮眼变形,打钻时垮孔、顶钻、夹钻杆、钻机过负荷等。
(4)其他方面的征兆有瓦斯涌出异常、忽大忽小,煤尘增大,空气气味异常、闷人,气温异常,打钻喷瓦斯、喷煤粉等。
上述突出征兆并非每次突出时都会出现,很可能只出现其中的一种或几种。
3.突出常见发生地点(1)突出多数发生在采煤、掘进工作面,其中大多数发生在掘进工作面。
(2)突出多发生在上山掘进头、煤层平巷及石门揭开煤层时,特别是石门揭开煤层时,突出强度最大,次数最多。
(3)突出多发生在地质构造变化的地区。
对防治煤与瓦斯突出的认识
1 、 区域 四 位 一 体
1 . 1区域突 出危 险性预 测 在 矿井 防突 工 作 中 , 区域 突 出危 险性 预测 主要 以 煤 层原 始相对 瓦斯 含量 ( ≥8 m / t 为 突出煤层 ) 、 煤 层原 始瓦斯 压力 ( ≥0 . 7 4 Mp a为 突 出煤 层 ) 、 煤 层 瓦 斯放 散 初 速度 ( ≥1 0 m / s 为突 出煤层 ) 为指标 。 煤层原 始相 对 瓦斯 含 量 : 主 要 是 对 未 采 动 煤 层 布 置钻 孔取 煤芯 进行试 验解 吸而得 。 煤层 原始 瓦斯 压 力 : 主 要 是 对 未 采 动 煤 层 布 置 钻 孔、 安装 压力表 现场 观察 记 录 、 待压 力 稳定 7 2 h的数 据 即为该煤 层 的原始 瓦斯压 力 。 1 . 2区域 防突措 施 开采 保护 层 : 根 据各 地 区 、 各 煤 矿 矿井 煤 层 赋存 情 况、 煤层 相对 瓦 斯 含 量 和绝 对 瓦斯 含 量 及 矿 井 实 际地 质情 况 , 经有 资 质 的设计 部 门现 场 勘 查 出具 具 有 指 导
性的《 开采方案》 和《 安全专篇》 选择保护层开采 。 穿层 钻孔 预 抽 煤 层 瓦 斯 : 根据 矿 井 的采 掘接 续 情 况, 合 理布 置顶 、 底 板 瓦斯 抽 放 巷 。严 格 按 照 《 防 治煤 与瓦斯 突 出规定 》 读本 的相关 规定 进行 预抽 煤层 瓦斯 。 顺 层钻 孔预 抽煤层 瓦 斯 : 根据 矿 井 的采 掘 情 况 , 合 理 布置 钻孔 预抽 煤层 瓦斯 。 1 . 3区域 防突措 施效果 检验 残 余 瓦斯压 力 : 主 要 是 对 采 取 区 域 防 突 措 施 以后 的 区域 煤层 严格 按照 《 防治 煤与 瓦斯 突 出规定 》 读 本 的 规定 布置 测压孔 、 安 装压 力 表现 场 观察 记 录 、 待 压力 稳 定7 2 h后 的数 据 即为该 区域煤层 的残余 瓦斯压 力 。 残余瓦斯含 量 : 主要是对采取 区域 防突措施 以后 的区域煤 层 ( 严 格按 照《 防 治煤 与 瓦 斯 突 出规 定 》 读 本 的规 定 ) 布置钻 孔取 煤芯进 行试 验解 吸而 得 。
煤与瓦斯突出基本知识
嘉禾矿业公司煤与瓦斯突出基本知识罗治顺二0一二年八月一、煤与瓦斯突出概述(什么叫煤与瓦斯突出)煤与瓦斯突出是发生在煤矿井下采掘过程中的一种极其复杂的瓦斯动力现象。
是在很短时间(几秒到几分)内,在地应力和瓦斯的共同作用下,破碎的煤、岩和瓦斯由煤体或岩体突然向采掘空间抛出异常现象,并伴随产生不同程度的动力效应,可造成设施破坏和人员伤亡的现象,是煤矿井下最严重的灾害之一。
按照巷道分类:石门巷道突出、回采工作面突出、煤巷掘进头突出什么叫地应力:在采掘运动过程中和上覆岩层自重作用下,岩体在天然条件下产生的内部应力。
地应力是存在于地壳中的未受工程扰动的天然应力,也称岩体初始应力、绝对应力或原岩应力。
地壳内各点的应力状态不尽相同﹐并且应力随(地表以下)深度的增加而线性地增加。
在煤层中的应力还未达到新的稳定状态时,采掘工作面就快速进入到应力不稳定的区域就容易引起突出。
因而可以通过降低工作面推进速度的方法来防止煤与瓦斯突出。
瓦斯涌出过程:吸收→吸着→游离→涌出(瓦斯压力降低,煤体硬度增加)。
在采掘的过程中,由于煤层的应力从不平衡到平衡需要一定的时间周期,当采掘速度增快时,在煤层中的应力还未达到新的稳定状态时,采掘工作面就快速进入到应力不稳定的区域就容易引起突出。
因而可以通过降低工作面推进速度的方法来防止煤与瓦斯突出。
我们实行在限掘限采的条件下,小班允掘允采,或隔班允掘允采——间歇作业。
瓦斯赋存、瓦斯解吸、瓦斯放散初速度—突出关系煤层瓦斯的赋存状态:矿井瓦斯在煤、岩层中以两种状态存在,即自由状态和吸附状态。
自由状态又称游离状态。
吸附状态分为两种表现形式,即吸着状态和吸收状态。
自由瓦斯和吸附瓦斯关系:二者是处于一种动平衡状态,即在一定条件下自由瓦斯和吸附瓦斯可以互相转化。
左图为煤体中瓦斯的赋存状态示意图1-自由瓦斯;2-吸着瓦斯;3-吸收瓦斯;4-煤体;5-空隙煤层瓦斯的赋存状态什么叫瓦斯解吸:瓦斯放散初速度:煤初始暴露时煤层气涌出的速度,它是表示瓦斯从煤内放散出来快慢的相对指标,能反映煤的孔隙结构和微观破坏程度,单位为ml/s。
防突细则解读
序号
名 称
抛出煤量
预抽防突措施
1
小型突出
<100t
2
中型突出
100t~500t (含100t)
3
大型突出
500t~1000t (含500t)
不准用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯作为区域防突措施。
4
特大突出
1000t及以上
二、煤层瓦斯赋存 1、瓦斯大量排放 成煤形成的瓦斯通过各种通道向大气排放 通道(面源释放和集中点源释放): 煤体中的间隙渗透;地壳运动或高压地应 力形成的破碎带、开放性断层,水体浸蚀 等带出。 2、瓦斯赋存状态( 两类三种状态) 煤是孔隙直径0.5nm至数百微米的多微孔性 固体(微孔表面积占97%以上)。 内表面积可高达200 m2/g 微孔容积、内表面积随煤的变质程度 (褐煤→无烟煤)而增大。
朗缪尔方程式 a—吨煤极限吸附瓦斯量 (一般为13 ~ 60 m3/t ) b—吸附敏感梯度 (当煤含50%的 a时,瓦斯压力的倒数,0.5 ~ 5.0 Mpa-1 ) p—吸附平衡时的瓦斯压力, Mpa
煤层含可燃基的比例 Ad——煤的灰分(%) Mad——煤的水分(%)
四、煤层突出的影响因素及临界指标 1、煤层瓦斯压力(P) ——封闭环境下受地应力的影响较大,主要做煤层 、区域的突出参数指标。 煤层瓦斯压力临界值——统计方法确定(0.7~1.0Mpa,普遍认同0.75Mpa ) △最先:煤层瓦斯绝对压力0.74Mpa——P →放宽:煤层瓦斯相对压力0.74Mpa ——PCY →随煤硬度再次放宽:煤层瓦斯相对压力0.74Mpa +↗ 突出预测:低变质、低孔隙率的(肥、焦)煤层效果较好
真空泵
阀门
阀门
三通阀
煤与瓦斯突出预兆及特征
突(压,倾)出的基本特征 压,倾)
3.倾出的基本特征
3)无明显动力效应; 4)倾出常发生在煤质松软的 急倾斜煤层中; 5)巷道瓦斯(二氧化碳)涌出量 明显增加.
谢 谢!
2010-7-7
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突(压,倾)出的基本特征 压,倾)
6)突出孔洞呈口小肚大的梨形,舌 形,倒瓶形以及其它分岔形状等. 2.压出的基本特征 1)压出有两种形式,即煤的整体 位移和煤有一定距离的抛出,但位 移和抛出的距离都较小;
突(压,倾)出的基本特征 压,倾)
2)压出后在煤与顶板之间的裂隙中, 常留有细煤粉,整体位移的煤体上 有大量的裂隙; 2.压出的基本特征
突(压,倾)出的基本特征 压,倾)
1.突出的基本特征 1)突出的煤向外抛出的距离较远, 具有分选现象; 2)抛出山的煤堆积角度小于煤的自 然安息角; 3)抛出的煤破碎程度较高,含有大 量的煤块和手捻无粒感的煤粉;
突(压,倾)出的基本特征 压,倾)
1.突出的基本特征 4)有明显的动力效应,破坏支架, 推倒矿车,破坏和抛出安装在巷道内 的设施; 5)有大量的瓦斯(二氧化碳)涌出,瓦 斯(二氧化碳)涌出量远远超过突出煤的 瓦斯(二氧化碳)含量,有时会使风流逆 转;群力煤矿本次突出煤量约500吨, 突出瓦斯量约4.9万立方米 (98m3/t ) .
煤与瓦斯突出预兆
煤与瓦斯突出主要表现在三个方面, 即地压显现,瓦斯涌出及煤层结构的 变化等. 1,地压显现:煤炮声,支架响声, 煤岩开裂,掉渣,底鼓,煤岩自行剥 落,煤壁颤动,钻孔变形,塌孔,顶 钻,夹钻杆,钻机过负荷等.
煤与瓦斯突出预兆
2,瓦斯涌出:瓦斯涌处异常,瓦斯浓度 忽大忽小,煤层增大,气温异常,气味异 常,打钻喷瓦斯,喷煤粉,哨声,蜂鸣声 等. 3,煤层结构及构造预ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ:煤层层理紊乱, 煤层强度松软或不均质,煤暗淡无光泽, 煤层厚度增大(特别是软分层增大),煤 倾角变陡,挤压褶曲,波状隆起,煤体干 燥,顶底板阶梯突起,断层等.
煤与瓦斯突出机理
煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出是煤矿开采中常见的一种危险现象,主要是由于煤中的瓦斯在矿井中聚集形成高浓度,当煤面受到作业活动的刺激时,瓦斯会突然释放并迅速蔓延,导致矿井发生爆炸事故。
煤与瓦斯突出的机理主要包括瓦斯解吸、应力释放和动力破坏三个方面。
首先,瓦斯解吸是煤与瓦斯突出的主要原因之一。
在煤矿采矿过程中,煤层受到机械力的压缩和摩擦,导致煤中的瓦斯从煤体中解吸出来。
瓦斯解吸是一个复杂的物理过程,主要包括扩散、渗流和吸附解吸等环节。
当瓦斯压力超过一定临界值时,瓦斯会突然解吸并迅速蔓延到矿井中。
其次,应力释放也是煤与瓦斯突出的重要因素之一。
在煤矿开采过程中,由于采空区、岩层移动等原因,煤层会受到应力的积累和积聚。
当煤层中的应力达到一定临界值时,应力会突然释放,并伴随着瓦斯的爆炸释放。
应力释放会导致煤体的破裂和瓦斯的集中释放,从而引发煤与瓦斯突出事故。
最后,动力破坏是煤与瓦斯突出的另一个重要机制。
在煤矿开采过程中,当矿工进行钻孔、爆破等工作时,会产生巨大的冲击波和振动力,这些力量可以导致煤层的破碎和溃塌,从而释放出大量的瓦斯。
尤其是在采高厚矿层中,由于爆破力的作用更加显著,煤与瓦斯突出的风险更大。
在煤与瓦斯突出机理中,瓦斯解吸、应力释放和动力破坏三个方面相互作用,并相互促进。
瓦斯解吸和应力释放是煤与瓦斯突出的物理基础,通过动力破坏作用,可以加速瓦斯的释放和扩散,从而引发煤与瓦斯突出。
针对煤与瓦斯突出的机理,煤矿安全防范工作需要采取一系列的措施,包括瓦斯抽放、通风排瓦斯、瓦斯浓度监测等。
首先,要加强对煤矿瓦斯解吸、应力释放和动力破坏机理的研究和分析,提前预防煤与瓦斯突出事故的发生。
其次,要加强煤矿通风系统的建设和运行管理,保证矿井中的瓦斯浓度在安全范围内。
同时,要加强瓦斯抽放工作,及时排除矿井中的瓦斯,减少突出事故的发生可能性。
总之,煤与瓦斯突出是煤矿开采过程中面临的重要安全问题,其机理主要包括瓦斯解吸、应力释放和动力破坏三个方面。
煤与瓦斯突出预兆及应急处理措施范文
煤与瓦斯突出预兆及应急处理措施范文煤与瓦斯突出是煤矿生产中一种严重的地质灾害,给工人的生命安全和矿井的正常生产带来了巨大的威胁。
为了有效预防和处理煤与瓦斯突出事故,必须充分了解、掌握煤与瓦斯突出的预兆,并采取科学合理的应急处理措施。
本文将介绍煤与瓦斯突出的预兆以及应急处理措施。
一、煤与瓦斯突出的预兆1. 煤岩物理性质异常变化在煤与瓦斯突出前,煤岩物理性质会发生异常变化。
如煤的体积膨胀、弹性模量和泊松比的变化,煤岩的压缩模量和弹性限模变化等。
当煤岩物理性质异常变化时,需高度警惕煤与瓦斯突出的可能性。
2. 瓦斯含量和压力的增大随着煤矿开采深度的增加,煤体中的瓦斯含量和瓦斯压力也会增大。
瓦斯含量和压力的变化是煤与瓦斯突出的重要预兆。
当瓦斯含量和压力超过一定程度时,随时有可能发生突出事故。
3. 地质构造的异常活动地质构造的异常活动是煤与瓦斯突出的重要预兆之一。
煤矿周边地质构造的活动会导致应力分布的变化,从而引起瓦斯的突出。
工程地震的发生、煤与瓦斯突出点的迁移等都是地质构造异常活动的表现。
4. 回采工作面瓦斯流量的变化煤与瓦斯突出事故往往发生在回采工作面。
当回采工作面瓦斯流量突然增大或超过正常范围时,应立即采取应急措施,预防煤与瓦斯突出的发生。
5. 煤矿井下地温的异常变化由于煤与瓦斯突出事故释放大量能量,会导致煤矿井下地温的异常变化。
监测地温的变化可以及时发现煤与瓦斯突出的预兆,采取相应的措施避免事故的发生。
二、煤与瓦斯突出的应急处理措施1. 立即撤出危险区域一旦发现煤与瓦斯突出的预兆,首先要立即撤出危险区域,确保工人的生命安全。
2. 停止生产作业当发生煤与瓦斯突出事故时,应立即停止生产作业,切断电源,关闭通风系统。
3. 及时报警与求救发生煤与瓦斯突出事故后,要迅速向上级报警,并请求紧急救援。
通知矿井救援队伍进行紧急救援。
4. 封堵瓦斯流通道在煤与瓦斯突出事故发生后,应尽快封堵瓦斯流通道,防止瓦斯进一步泄漏。
煤与瓦斯突出
1、煤与瓦斯突出理论发展现状1.1煤与瓦斯突出的动力现象及特征煤与瓦斯突出是指煤与瓦斯在一个很短的时间内突然地连续地自煤壁抛向巷道空间所引起的动力现象。
煤与瓦斯突出的基本特征有:(1)抛出的固体物具有明显的气体搬运特征。
在突出现场可以看到突出的煤和岩块从突出口搬至较远的地方,甚至拐了几个弯:煤、岩块的堆积角度小于自然安息角:堆积物中大的颗粒落在近处和下部,小的颗粒飘到远处并覆盖在突出物的上方,这种现象也称为分选性堆积。
(2)突出物中呈现出明显的高压气体爆炸的特征。
软煤被抛出后,由于其中的高压气体迅速膨胀,破碎煤体,因而突出物中含有大量的极细的煤尘。
有时候突出过程还对己抛出的软煤进行了重新固结和捣实,需要镐刨才能运走。
(3)突出的孔洞具有一些特殊的形状。
有的呈梨形、倒瓶形,口小腔大,孔洞的轴线往往沿煤层倾斜方向延伸或与倾斜方向成~不大的角度,突出孔洞的长度为几米到几十米。
有时候则看不到突出孔洞,抛出煤体的地方充满了松散的碎煤。
(4)突出过程中伴随有大量的瓦斯涌出。
在突出过程中,抛出的煤量越大,涌出的瓦斯越多。
当涌出的瓦斯量十分大对,瓦斯会逆着矿井的风流而行达儿十米,甚至几百米、上千米,对矿井的通风系统和设施造成严重破坏。
1.2国内外煤与瓦斯突出机理研究现状煤与瓦斯突出是一种复杂的自然现象,要防止突出带来的危害,必须了解和掌握这种自然灾害发生和发展的规律,以便采取正确的防治方法和措施。
因此,自从1834年法国发生世界上第一次突出以来,人们就一直在研究煤与瓦斯突出是怎样发生的?这些问题统称为煤与瓦斯突出机理。
特别是本世纪以来,人们从突出现场和实验室对突出进行了细致的观察,积累了成千上万次的突出记录,总结了历年来突出防治的成功经验与失败教训,提出了几十种关于突出机理的假说。
归纳起来,主要有以下几种类型:(1)瓦斯作用说这类假说认为煤体内储存的高压瓦斯是突出中起主要作用的因素。
其代表有“瓦斯包说”,“粉煤带说”,“煤孔隙结构不均匀说”等等。
简述煤与瓦斯突出的一般规律
简述煤与瓦斯突出的一般规律
煤与瓦斯突出是指在煤矿井下采掘过程中,煤和瓦斯突然从采掘工作面喷出的现象。
以下是煤与瓦斯突出的一般规律:
1. 采掘深度增加:随着采掘深度的增加,煤层所受的地应力增大,瓦斯压力也相应增加,从而增加了煤与瓦斯突出的危险性。
2. 瓦斯含量增加:瓦斯是煤与瓦斯突出的主要动力源,瓦斯含量越高,突出的危险性越大。
3. 煤层赋存条件:煤层的厚度、倾角、埋藏深度、煤层结构等赋存条件对煤与瓦斯突出有重要影响。
一般来说,煤层厚度大、倾角大、埋藏深、煤层结构复杂的地方,煤与瓦斯突出的危险性较大。
4. 地质构造:地质构造对煤与瓦斯突出也有很大影响。
如断层、褶皱、煤层顶板的裂隙等构造,会使煤层中的瓦斯积聚和释放受到影响,从而增加突出的危险性。
5. 采掘工艺:采掘工艺对煤与瓦斯突出也有影响。
如爆破、采掘机割煤等采掘工艺会产生震动和冲击,从而诱发煤与瓦斯突出。
6. 突出预兆:在煤与瓦斯突出前,往往会出现一些预兆,如采掘工作面瓦斯浓度突然增大、煤层变软、煤层中出现异常声响等。
这些预兆可以作为预防煤与瓦斯突出的重要参考。
总之,煤与瓦斯突出是一种复杂的地质灾害,其发生规律受到多种因素的综合影响。
为了有效预防和控制煤与瓦斯突出,需要采取综合的预防措施,包括加强地质勘探、合理选择采掘工艺、加强瓦斯抽采、设置防护设施等。
浅谈地应力对瓦斯突出的研究
浅谈地应力对瓦斯突出的研究作者:徐涛来源:《科学与财富》2017年第25期摘要:利用空心包体地应力测量方法对煤与瓦斯突出严重的平顶山八矿区地应力场进行了测量分析,得出煤与瓦斯突出矿区地应力场分布规律最后讨论了地应力对突出的作用,认为高地应力增加了突出的动力--瓦斯含量和瓦斯压力,降低了突出的阻力--煤体破坏强度(峰值强度)。
高地应力区域内易出现煤体失稳破坏、发生煤与瓦斯突出,对矿区预防煤与瓦斯突出具有重要的意义。
关键词:地应力测量;岩石力学;煤与瓦斯突出;地应力分布规律1 测量方法及结果地应力测量能够确定测点处地应力场的类型,及该点处构造应力和水平应力的大小和方向,进而由区域内几个点的测量结果来分析该区域的地应力场情况。
文章采用的是空芯包体地应力测量方法,采用钻孔套芯应力解除法进行,使用中国地质力学研究所研制的KX—81型空芯包体式三轴应力计。
2 地应力测量结果分析2.1 垂直应力分布规律E.Hock等通过对世界一百多个地点的地应力值进行分析,得出垂直应力分布呈现一定规律,绝大部分垂直应力数据分布于平均密度为2.7g/cm3的上覆岩体重力引起的应力梯度直线周围,关系式如下表示:(1)八矿区垂直应力与深度的变化关系见图1:(R=0.947)(2)矿区内的垂直应力分布规律与E.Hock等的统计结果并无显著差异(R为相关性系数),应力值随着开采深度的增加而线性增加,且数据的相关性较好,区内垂直应力属于正常水平。
2.2 最大主应力分布规律根据我国绝大多数矿区的地应力实测结果,如开滦、淮南、焦作等矿区,得出我国矿区的原岩应力相对较低,最大水平主应力用如下关系式表示:(3)根据八矿地应力实测数据得出最大主应力随深度的变化关系如图2:(R=0.9613)(4)得出矿区内最大主应力值随着深度的增加而增大,且数据相关性较好,从得出计算式中可以看出,与国内其它矿区的一般水平相比,八矿区的最大主应力明显高于一般水平,聚集了较高的水平构造应力,这与矿区内突出灾害频发相一致。
煤与瓦斯突出机理及防治技术研究
在理论分析方面,研究者运用弹性力学、流体力学等理论对瓦斯煤的力学特性 进行了研究。例如,吕祥锋等1]建立了考虑吸附和解吸的瓦斯煤力学模型,并 分析了瓦斯压力对煤体变形和破坏的影响。张勇等2]则运用流体力学理论对煤 与瓦斯延期突出的流动行为进行了研究,并提出了相应的预测模型。
在实验研究方面,研究者们通过不同类型的实验手段研究了瓦斯煤的力学特性 和煤与瓦斯延期突出的机理。例如,刘少伟等3]通过岩石力学实验研究了不同 瓦斯压力下煤岩的强度和变形特性,并分析了其对瓦斯煤突出的影响。此外, 研究者们还通过模拟实验研究了煤与瓦斯延期突出的形成条件和演化过程4]。
防治技术
1、引言
防治煤与瓦斯突出技术是煤炭工业生产中的重要环节。针对煤与瓦斯突出的机 理,应采取一系列有效的防治措施,以降低突出事故的发生率和危害程度。
2、防止煤与瓦斯突出的基本原 则
防止煤与瓦斯突出的基本原则是采取综合性措施,包括:合理设计采掘顺序, 避免应力集中;加强矿井通风,降低瓦斯浓度;采取抽放瓦斯等预抽措施,降 低煤层瓦斯压力。
2、存在的问题及挑战
尽管在煤与瓦斯突出机理及防治技术方面取得了一定的成果,但仍存在以下问 题和挑战:
(1)对煤与瓦斯突出的内在机制认识尚不充分; (2)现有防治技术尚未完 全达到安全生产的要求; (3)对新技术、新方法的推广应用还需进一步加强。
3、未来的发展趋势
未来在煤与瓦斯突出机理及防治技术方面的发展趋势包括:
4、煤与瓦斯突出防治技术的选 择依据
在选择煤与瓦斯突出防治技术时,应综合考虑以下因素:
(1)矿井的煤岩层赋存条件、地质构造等; (2)矿井生产过程中的采掘顺 序、通风系统等因素; (3)技术可行性、经济成本及施工周期等因素。
研究现状
煤与瓦斯突出分类特点机理及规律课件
THANKS.
垂直分布规律
在垂直方向上,煤与瓦斯突出可能随着开采深度的增加而增 加,或者在特定深度范围内更为集中。
强度规律
单次突出强度规律
单次煤与瓦斯突出的强度可能与突出 的位置、地质构造、瓦斯压力等因素 有关。
累计突出强度Leabharlann 律长期观察和统计表明,煤与瓦斯突出 的累计强度可能随着开采时间的增加 而增加。
04
煤与瓦斯突出防治
瓦斯流动速度
瓦斯的流动速度对突出过程有重要影响。高流速的瓦斯能够更快地冲破煤层, 形成突出。因此,控制瓦斯的流动速度是预防突出的重要手段。
采矿因素
开采深度与采掘强度
随着开采深度的增加和采掘强度的增 大,煤层中的应力集中程度和瓦斯压 力逐渐增加,突出风险也随之增大。
采掘布置与工艺
不合理的采掘布置和工艺选择也可能 诱发煤与瓦斯突出。例如,采用不合 理的炮眼深度、装药量和爆破方式等 都可能增加突出的风险。
放。
震动放炮
通过震动放炮产生的冲击波,使 煤体产生裂隙,释放瓦斯压力。
钻孔控制
在煤层中钻孔,对瓦斯进行排放 或注入阻化剂,降低突出风险。
瓦斯抽采与利用
瓦斯抽采
利用抽采设备将煤层中的瓦斯抽出,减少煤层瓦斯压力和含量。
瓦斯利用
将抽采出的瓦斯进行净化处理,用于发电、供热等能源利用。
煤与瓦斯突出案例
05
分析
国内突出案例
贵州水城矿区
该矿区发生过多次煤与瓦斯突出事故,其中以汪家寨煤矿最为典型。该矿在开采过程中,由于煤层较 软、瓦斯含量高,容易发生突出。经过调查分析,发现该矿存在通风系统不完善、瓦斯抽放不充分等 问题。
山西焦煤集团
该集团下属的屯兰煤矿发生了一次特别重大煤与瓦斯突出事故。该矿在开采过程中,由于瓦斯治理措 施不到位、通风系统不完善等原因,导致了突出事故的发生。事故造成了多人伤亡和巨大的经济损失 。
煤与瓦斯突出概述
煤与瓦斯突出一、概述在煤矿井下采掘过程中,在极短的时间内(几秒或几十秒),在瓦斯和地应力的作用下,突然从煤岩体内喷出大量的煤岩与瓦斯的现象,称为煤与瓦斯突出。
是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象,是煤矿最为严重的灾害之一。
煤与瓦斯突出是矿井中一种复杂的动力现象,也是煤矿一种严重的自然灾害。
1834年在法国鲁阿雷煤田依萨克矿井发年了第一次煤与瓦斯突出。
随后在世界上的主要产煤国都发生了煤与瓦斯突出的动力现象。
据不完全统计,各国突出次数共约四万次,突出次数超过1000次的有中国、法国、前苏联、波兰、日本等五个国家。
根据资料记载,世界上煤与瓦斯突出已有150多年的历史。
1834年3月22日法国鲁阿尔煤田依萨克煤矿在急倾斜厚煤层平巷掘进工作面发生了第一次有记载的突出。
当时支架工在架棚子时发现工作面煤壁外移,三个人立即外撤,撤退时一人被煤流埋没,一人被瓦斯窒息死亡,一人逃跑得救。
突出煤沿巷道堆积13米长,煤粉散落15米长,迎头支架倾倒。
世界上最大的一次突出发生在1969年7月13日原苏联的顿巴斯加加林矿井710米水平主石门揭穿厚度仅有1.03米的煤层时,突出煤量14200吨,瓦斯25万立方米以上。
中国早在1939年吉林辽源矿务局就发生动力现象。
有记载第一次的突出发生在1950年4月20日吉林辽源矿务局富国西二坑在掘进垂深280米的煤巷掘进工作面。
我国最大的一次突出发生在1975年8月8日四川天府局三汇坝一矿主平硐(+280米),震动性放炮揭穿6号煤层时,突出煤岩12780吨,瓦斯140万立方米以上。
我公司有记载第一次的突出发生在1984年10月13日八矿戊二皮下。
我公司最大的一次突出发生在2000年10月15日八矿戊二皮下,突出煤岩562吨,瓦斯30103立方米。
我矿于2002年5月2日在丁6-22160掘进工作面发生了瓦斯动力现象压出煤量2.2吨,涌出瓦斯近400立方米。
由于煤与瓦斯突出严重影响安全生产,许多产煤国,如法国、比利时、日本等国在七十年代初期已停止开采突出危险煤层。
煤与瓦斯突出分类
第145条 有下列情况之一的矿井,必须建立地面永 久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统:
(一)1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1 个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min,用通风方 法解决瓦斯问题不合理的。
(二)矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的:
第113条 生产水平和采区必须实行分区通风。
准备采区,必须在采区构成通风系统后,方可开掘其 他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排 水系统后,方可回采。
高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出 危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区, 必须设置至少1条专用回风巷;低瓦斯矿井开采煤层 群和分层开采采用联合布置的采区,必须设置1条专 用回风巷。
所有矿井必须安装矿井安全监控系统。矿井安全 监控系统的安装、使用和维护必须符合规程和相 关规定的要求。(第158条修订)
第173条 在煤(岩)与瓦斯突出矿井和瓦斯 喷出区域中,进风的主要运输巷道和回风巷 道内使用矿用防爆特殊型蓄电池电机车或矿 用防爆型柴油机车时,蓄电池电机车必须设 置车载式甲烷断电仪或便携式甲烷检测报警 仪,柴油机车必须设置便携式甲烷检测报警 仪。当瓦斯浓度超过0.5%时,必须停止机车 运行。
第149条 矿井必须建立瓦斯、二氧化碳和其他有害气体检查 制度,并遵守下列规定:
。。。。。。。。
(三)采掘工作面的瓦斯浓度检查次数如下:
1.低瓦斯矿井中每班至少2次;
2.高瓦斯矿井中每班至少3次;
3.有煤(岩)与瓦斯突出危险的采掘工作面,有瓦斯喷出 危险的采掘工作面和瓦斯涌出较大、变化异常的采掘工作面, 必须有专人经常检查,并安设甲烷断电仪。
第68条 采用放顶煤采煤法开采时,必须遵守 下列规定(第68修订) :
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2007年11月12日02时45分 十矿己1524110综采工作面 综采工作面发生 2007年11月12日02时45分,十矿己15-16-24110综采工作面发生 煤与瓦斯突出事故; 煤与瓦斯突出事故; 突出煤量2000t,突出瓦斯量4 突出煤量2000t,突出瓦斯量4万m3; 2000t 造成12人死亡。 造成12人死亡。 12人死亡
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工作面日常防突措施: 工作面日常防突措施:
每天在回采工作面向煤层卸压区施工一轮抽放浅孔,孔径89mm 89mm, 每天在回采工作面向煤层卸压区施工一轮抽放浅孔,孔径89mm,孔深 9m(保留不少于5m的超前距),每架 1.5m)布置一个( 80~ 9m(保留不少于5m的超前距),每架(1.5m)布置一个(在80~140 5m的超前距),每架( 架煤层赋存异常区域加密到每米一个钻孔); 架煤层赋存异常区域加密到每米一个钻孔); 打钻异常时,则在该孔两侧各补1个孔。 打钻异常时,则在该孔两侧各补1个孔。钻孔施工完后即插入封孔器 抽放,最后一个钻孔抽放时间不得少于2个小时。11月11日八点班共 抽放,最后一个钻孔抽放时间不得少于2个小时。11月11日八点班共 施工抽放浅孔180个 施工抽放浅孔180个。 180 采用q 布置1 采用q和s值双参数进行突出危险性预测,每15m布置1个预测钻孔,预 值双参数进行突出危险性预测, 15m布置 个预测钻孔, 测孔深7m,每次预测保留3m超前距。 测孔深7m,每次预测保留3m超前距。 7m 3m超前距 如出现预测超标,在预测超标区域(30m范围内)呈上、 如出现预测超标,在预测超标区域(30m范围内)呈上、中、下三排 范围内 五花眼施工浅孔抽放,抽放后进行效果检验, 五花眼施工浅孔抽放,抽放后进行效果检验,效检孔布置在措施孔之 间,位于超标孔两侧各4.5m。 位于超标孔两侧各4.5m。 4.5m
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十矿概况: 十矿概况:
矿井主采丁、戊、己三组煤层; 矿井主采丁、 己三组煤层; 戊9-10、己15-16煤层分别于1991年、2002年经煤科总院重庆分院、抚顺 1991年 2002年经煤科总院重庆分院 年经煤科总院重庆分院、 15- 煤层分别于1991 分院鉴定为突出煤层。2007年矿井瓦斯鉴定结果为突出矿井 年矿井瓦斯鉴定结果为突出矿井, 分院鉴定为突出煤层。2007年矿井瓦斯鉴定结果为突出矿井,历史上 发生突出48 48次 发生突出48次。 相对瓦斯涌出量为32m /t,绝对瓦斯涌出量121.73m 己15-16煤层相对瓦斯涌出量为32m3/t,绝对瓦斯涌出量121.73m3/min 15- 煤层相对瓦斯涌出量为
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己16-17-24110采面巷道布置及瓦斯抽采示意图 24110采面巷道布置及瓦斯抽采示意图 16-
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偏Y巷
风巷 工作面抽放浅孔 底板巷穿层抽放孔
15-16
50m
1.5m
17
机巷顺层抽放孔
60m
机巷
偏Y巷顺层抽放孔
256m
53m
50m
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工作面主要防突技术措施
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本煤层抽放
3m垂直煤壁布置 ⑴在机巷施工期间,由机巷上帮,沿煤层每3m垂直煤壁布置1 在机巷施工期间,由机巷上帮,沿煤层每3m垂直煤壁布置1 个钻孔,孔径75mm,孔深60m左右,共布置钻孔280个 个钻孔,孔径75mm,孔深60m左右,共布置钻孔280个; 75mm 60m左右 280 ⑵在施工偏Y巷期间,由偏Y巷向采面施工本煤层抽放钻孔, 在施工偏Y巷期间,由偏Y巷向采面施工本煤层抽放钻孔, 每2m布置1个钻孔,孔径75mm,沿煤层垂直煤壁布置,孔深 2m布置1个钻孔,孔径75mm,沿煤层垂直煤壁布置, 布置 75mm 50m以上,共布置钻孔423个 边施工边打钻孔进行抽放; 50m以上,共布置钻孔423个,边施工边打钻孔进行抽放; 以上 423 24110风巷施工时的防突问题 风巷施工时的防突问题, 首先解决己15-16-24110风巷施工时的防突问题,其次对风 15巷以下本煤层预抽。 巷以下本煤层预抽。
十矿概况: 十矿概况:
十矿位于平顶山矿区东部,始建于1958年 1964年建成投产; 十矿位于平顶山矿区东部,始建于1958年,1964年建成投产; 1958 年建成投产 设计生产能力120万t/a;1982年改扩建后,能力达到180万t/a; 设计生产能力120万t/a;1982年改扩建后,能力达到180万t/a; 120 年改扩建后 180 2006年核定能力290万t/a。 年核定能力290 2006年核定能力290万t/a。
3. 针对平煤面临的大采深、高应力,矿井动力现象频发局面的认识 针对平煤面临的大采深、高应力, 4. 下一步科研攻关方向
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1、矿区概况
平顶山矿区煤层赋存条件复杂,瓦斯灾害严重。 平顶山矿区煤层赋存条件复杂,瓦斯灾害严重。 煤层赋存条件复杂
全公司现有21个原煤生产单位,31对矿井,其中11对突出矿井, 全公司现有21个原煤生产单位,31对矿井,其中11对突出矿井,3对高瓦斯 21个原煤生产单位 对矿井 11对突出矿井 矿井。 矿井。 平煤集团所属矿井大多瓦斯含量高、压力大(部分区域瓦斯压力大于5MPa) 5MPa)、 平煤集团所属矿井大多瓦斯含量高、压力大(部分区域瓦斯压力大于5MPa)、 瓦斯含量高 绝对瓦斯涌出总量628m 平均每年以12%的速度递增, 12%的速度递增 矿井绝对瓦斯涌出总量628m3/min,平均每年以12%的速度递增,矿井相对瓦 斯涌出量1.71 1.71~ 斯涌出量1.71~32.0m3/t。 煤层属于低透气性难抽放煤层。透气性系数0.0001 0.0001~ 毫达西)。 煤层属于低透气性难抽放煤层。透气性系数0.0001~0.0061mD(毫达西)。 矿区自1984年发生第一次煤与瓦斯突出以来,累计突出150次 矿区自1984年发生第一次煤与瓦斯突出以来,累计突出150次,突出总煤量 1984年发生第一次煤与瓦斯突出以来 150 11017t,总瓦斯量55.7 55.7万 平均煤量73.5t/ 73.5t/次 平均瓦斯量3716m 11017t,总瓦斯量55.7万m3,平均煤量73.5t/次,平均瓦斯量3716m3/次,其 中最大强度突出为十矿“11.12”突出 突出煤量2000t 瓦斯量4 突出, 2000t, 中最大强度突出为十矿“11.12”突出,突出煤量2000t,瓦斯量4万m3。
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2、矿井动力灾害情况及初步分析
十矿“11.12”地应力主导引发的 2.1 十矿“11.12 地应力主导引发的 煤与瓦斯突出事故情况及初步分析 2.2 十一矿己16-17-22120采面冲击地压 22120采面冲击地压 16情况简介 2.3 2.1 十矿“11.12”地应力主导 十矿“11.12”地应力主导 引发的煤与瓦斯突出情况及初步分析
采面采用底板抽放巷; 采面采用底板抽放巷; 工作面内卸压带浅孔抽放; 工作面内卸压带浅孔抽放; 工作面上隅角抽放; 工作面上隅角抽放; 机风两巷本煤层抽放及偏Y巷辅助抽放等抽放方法; 机风两巷本煤层抽放及偏Y巷辅助抽放等抽放方法; 总抽放纯量约12m /min,抽放率42.8% 总抽放纯量约12m3/min,抽放率42.8%。 42.8%。
平顶山矿区构造和井田分布图 2011-1-3
世界各国平均水平应力与垂直应力的比值随深度变化规 律
煤层具有自燃倾向,自然发火期3 12个月,最短18天 煤层具有自燃倾向,自然发火期3~12个月,最短18天; 个月 18 矿井地温高; 矿井地温高;
煤层处于较高的温度环境下,更易引起煤层的自燃发火、触发矿井火灾, 煤层处于较高的温度环境下,更易引起煤层的自燃发火、触发矿井火灾, 甚至成为诱发瓦斯爆炸事故的隐患; 甚至成为诱发瓦斯爆炸事故的隐患;
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底板抽放巷: 板抽放巷:
布置在己17煤层下 ,内错机巷50m,巷道总长1035m; 布置在己17煤层下7m,内错机巷50m,巷道总长1035m; 煤层下7m 在距切眼30m位置沿倾向(切眼方位)向上施工40m。 在距切眼30m位置沿倾向(切眼方位)向上施工40m。 位置沿倾向 其目的: 其目的: (1)解决己15-16-24110机巷掘进防突问题。在底板抽放巷内每隔30m在下帮做一 解决己15-16-24110机巷掘进防突问题 在底板抽放巷内每隔30m在下帮做一 机巷掘进防突问题。 钻场,每个钻场布置11个钻孔 孔径75mm,向机巷位置打钻抽放, 个钻孔, 钻场,每个钻场布置11个钻孔,孔径75mm,向机巷位置打钻抽放,抽放钻孔超前 己15-16-24110机巷工作面200m以上。 15-16-24110机巷工作面 机巷工作面200m以上。 以上 ⑵底抽巷位于采面中下部,在底抽巷内向工作面煤层打钻抽放,通过预抽解决采面 底抽巷位于采面中下部,在底抽巷内向工作面煤层打钻抽放,通过预抽解决采面 中部空白带问题; 中部空白带问题; ⑶在采面回采期间进行穿层卸压抽放,解决邻近层(己17煤层)和采空区瓦斯涌出 煤层) 在采面回采期间进行穿层卸压抽放,解决邻近层( 17煤层 问题。底抽巷共施工抽放钻孔710个 问题。底抽巷共施工抽放钻孔710个。
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矿井采掘深度大,构造复杂, 矿井采掘深度大,构造复杂,围岩应力高
平煤集团垂深大于800m的采掘工作面有36个 平煤集团垂深大于800m的采掘工作面有36个 ,其中回采工 垂深大于800m的采掘工作面有36 作面14 作面14个,掘进工作面22个,分布在一矿、二矿、四矿、 14个 掘进工作面22 22个 分布在一矿、二矿、四矿、 五矿、六矿、八矿、十矿、十一矿和十二矿等9对矿井中 五矿、六矿、八矿、十矿、十一矿和十二矿等9对矿井中, 最大采掘深度(12矿三水平)达到1150m,十矿“11.12” 最大采掘深度(12矿三水平)达到1150m,十矿“11.12”煤与 (12矿三水平 1150m,十矿 瓦斯突出事故工作面采深达到880 1039m; 瓦斯突出事故工作面采深达到880-1039m; 880构造复杂。受李口向斜、锅底山断层、白石沟断裂等较大 构造复杂。受李口向斜、锅底山断层、 构造影响严重(图); 构造影响严重( 原岩应力高。据实测1000m左右原岩应力达到30MPa以上。 1000m左右原岩应力达到 原岩应力高。据实测1000m左右原岩应力达到30MPa以上。 以上