浅析地质构造变化带瓦斯涌出异常原因及防治措施.pdf

2 0 1 1 年 第5 期 童 瞧晨 舛技 l 8 3 浅析地质构造变化带瓦斯涌出异常原因及防治措施 王文彬 ， 东辉 徐矿集团 张双楼 煤矿 ， 江苏 沛县2 2 1 6 1 1 摘要在经过整理、 分析各种地质资料的基础上， 分析了7 4 2 3运输机道掘进工作面瓦斯异常涌出的原因， 并预测了同煤层的下一工作面和 下一煤层同区段工作面掘进、 回采期间过瓦斯涌出异常区的情况， 以及在采掘过程中瓦斯涌出异常期间瓦斯的防治。 关键词 瓦斯涌出 瓦斯赋存涌出量 中图分类号 T D 7 1 2 文献标识码B 张双楼煤矿属于低瓦斯矿井， 自建井以来， 采掘工 作面及其回风的瓦斯浓度均在 0 ． 1 ％以下。2 0 0 7年 4 月下旬起 ， 7 4 2 3运输机道掘进工作面出现了瓦斯涌出 异常现象。在供风正 常的情况下， 迎头瓦斯浓度在 0 ． 2 ％左右， 最高达0 ． 7 ％， 而掘进迎头炮眼中瓦斯浓度 则高达 2 0 ％。瓦斯涌出异常区范围走向长度为 1 0 0 m。 在分析各种地质资料的基础上， 确定了7 4 2 3运输机道 掘进工作面瓦斯异常涌出的原因及防治对策。 1 7 4 2 3工 作面概 况 7 4 2 3工作面西起西一 一1 0 0 0 m皮带上山， 东至工 业厂场保护煤柱， 南部为 7 4 2 1 工作面， 北部为未采区。 根 据勘探钻 孔 、 7 4 2 1运 输机 道 的六 个 探煤 钻孔 、 7 4 2 3 运输机道的两个探煤钻孑 L 资料以及 7 4 2 3运输机道瓦 斯报表的分析 ， 预测 7 4 2 3工作面厚煤带在煤层合层线 以东 5 0～ 2 0 0 m左右 的范 围内。在 7 4 2 3运输机道掘进 工作面没有发育大的断层 ， 在 7 4 2 1 工作面揭露了几条 近S N向小断层及一条落差0～ 7 m近 E W 向正断层 ， 具 体工作面地质构造见图 1 所示。 2 瓦斯 涌 出异 常的地 质原 因 经分析 7 4 2 3运输机道的瓦斯涌出异常与其复杂 的地质条件是紧密相连的。 }收稿 日期 2 0 1 1一o 6一 o 9 作者简介 王文彬 1 9 8 2一 ， 男 ， 贵州省普安县人， 2 0 0 5年毕业 于贵州大学矿业学院， 现任徐州矿务集团有限公司张双楼煤矿通风 工 区助理工程师。 图1 工作面构造 图 2 ． 1 煤 层 厚度 从 7 4 2 3运输机道探煤钻孔资料可知 ， 7 4 2 3运输机 道瓦斯涌出异常区里煤的厚度大， 局部煤厚达 1 0 m以 上。厚煤带除了为生成大量的瓦斯提供丰富的物质 外， 还为瓦斯的储集提供了良好的场所。在 7 4 2 3运输 机道施工的 1 号和2号探煤钻孔相距仅 1 0 0 m， 但是它 们的岩性对比不能整合 见图 2 ， 说明这一区域的地 质结构十分复杂， 有煤层分岔的可能性， 煤层厚度变化 大， 因而这一区域是瓦斯富集且瓦斯压力较大的地方。 5 月中旬迎头瓦斯涌出量趋于正常， 在炮眼中测出的 瓦斯浓度低于 1 ％， 此时煤层厚度已趋 于稳定。因此 煤厚是瓦斯涌出异常重要的影响因素。 2 ． 2 地 质构 造 7 4 2 3工作面断层不发育， 主要有一条近 S N向小 型逆断层及一条落差约为 5 m的近 S N向的正断层穿 过。7 4 2 3运输机道瓦斯 涌出异常 区在 E 1 断层附近。 5 每个工作面必须筹备防灭火材料 ， 水枪 2杆、 风钻 2 部、 钻杆 2 0个孔的数量、 注水耙子 2个， 以备发 现问题后以最快的时间进行治理。 6 建筑设施必须符合规定， 并能有利于防灭火 工作。 4下一步防治的工作重点 1 调整矿井通风系统， 确保矿井总风量符合 防 灭火要求。 2 在下分层采煤工作面停采线 向里至切眼， 随 切眼推进方向施工长探气孔。 3 工作面透窝后及时调整通风系统， 防止溜煤 眼内余煤 自燃。 4 编制高温点防火预案 ， 反映现场防灭火真实 情况。 5 各采区要对喷堵质量进行严格验收， 特别是 注浆、 注氮地点要作为重点。 6 各包保 区域要有专人记录、 做到每项工作都 有据可循、 有据可依。 1 8 4 。 挺晨 斜技 2 0 1 1 年 第5 期 1 号孔 图 例 匡 注单位 111 2 号孔 重_ 泥岩 砂岩 煤 图 2钻 孔柱 状 图 在逆断层处， 煤层由于受到挤压， 应力集中。在打 2号 探煤钻孔时， 孔中有连续气泡冒出， 用手已经明显的感 觉到压力的存 在 ， 说 明该 区域 瓦斯压力 较 大。同时在 瓦斯涌出异常区内发现 了一些软煤团块及软煤线， 它 们是受到构造应力作用的结果 ， 这也说明该区域的应 力较大。由于软煤煤质松软， 孔隙量大， 吸附着大量的 瓦斯， 它们的存在对瓦斯保存十分有利。7 4 2 3 运输机 道瓦斯涌出异常区在单斜构造上的一个变坡处， 在往 东方向上是平缓的， 瓦斯往上运移后受阻， 不利于瓦斯 的横向运移排放 ， 因而瓦斯便富集变坡处的煤层中。 2 ． 3 水 文地质 张双楼井 田瓦斯含量小 的一个 重要原 因就是 因为 矿井地下水活动活跃， 涌水量大， 近十年来矿井涌水量 平均在 8 0 0 m ／ h以上。掘进时涌水量大 ， 顶板常有淋 水现象。但在 7 4 2 3运输机道掘进时， 涌水量极小。经 测定 7 4 2 3运输机道煤中水分含量为 1 ． 2 7 ％， 而其他地 点煤中水分含量一般为 3 4 ． 2 8 ％。因此该区域煤吸 附瓦斯能力大， 煤层中的瓦斯含量高。 2 ． 4 围岩 7 4 2 3工作面煤层顶底板均为对瓦斯封闭有利的 致密性泥岩。泥岩层较厚 ， 直接顶泥岩厚度平均为 4 m。不利于瓦斯的释放。 3 对 回采工作面 影 响的预 测 3 ． 1 7 4 2 3工作 面 在7 4 2 3工作面回采至厚煤带时， 下部煤层受到采 动的影响， 下部煤层得到卸压， 煤层及围岩中的瓦斯得 以释放， 瓦斯会大量涌入采空区及工作面， 使工作面的 瓦斯涌出量增加， 回风隅角容易出现瓦斯积聚。 3 ． 2 7 4 2 5工作 面 预测厚煤带从 7 4 2 3溜子道往下在倾向方向上还 有 1 0 0 m左右， 而且处于煤层变薄线的弧顶处 ， 煤层后 都会变得更厚 ， 范围更宽， 故 7 4 2 5掘进及回采过程中 也会出现瓦斯涌出异常现象。 3 ． 3下煤层九煤 在回采下层煤九煤时， 上部七煤已经采空， 本区段 九煤离七煤的距离较近， 层间距平均 l O m， 因而九煤层 得到卸压并产生垂直层面的膨胀变形 ， 使煤层透气性 得到大幅度增加； 同时卸压也为瓦斯的解吸和释放创 造了有利条件。但在探煤钻孔时， 发现钻孔 内瓦斯含 量高， 且七、 九煤煤层间的砂岩中夹有 1 ． 2 m的泥岩 ， 对 瓦斯的释放有阻碍的作用。故在回采该区域九煤时瓦 斯涌出量也会有异常现象。 4防治措 施 4 ． 1 通风 管理 加强局部通风管理， 确保掘进工作面的供风量， 掘 进工作面不得出现无计划停电停风， 每天检查确保 风 电闭锁” 和 “ 瓦斯电闭锁” 完好并正常使用。回采工作 面加 强回风 隅角的 瓦斯管理 ， 发 现瓦斯有 积聚 时及 时 采取导风障、 使用引射器等措施进行稀释。 4 ． 2 瓦 斯治理 瓦斯员要加强瓦斯检查， 严格执行“ 一炮三检” 和 “ 三人连锁放炮” 等制度。重点为工作面打眼、 放炮前 后的瓦斯检查， 凡迎头 2 0 m内瓦斯达到0 ． 8 ％时应停 止用电钻打眼。 为提前释放瓦斯 ， 防止瓦斯事故， 采取打探眼探放 瓦斯的办法 ， 在掘进迎头使用煤电钻施工探放瓦斯钻 孔， 使用 2 5 m m钻杆 ， 3 8 m m钻头， 探眼为 6个， 分别 在迎头上、 下帮、 中间距顶底板0 ． 5 m各施工 2个， 孔深 不低于5 m， 探孔不得作为炮孔使用。 4 ． 3 电气设备管理 杜绝所有电气设备失爆现象。严格实行风电闭锁 和瓦斯电闭锁。要加强跟窝刮板输送机的维修， 特别 是机尾滚筒 ， 严禁机尾滚筒不转， 防止拉死刮板而产生 火花发生。 4 ． 4监 测监控 系统管理 加强安全监控系统的管理， 探头严格按标准要求 校验、 吊挂 ， 保证系统正常、 可靠。 5 结论 7 4 2 3运输机道瓦斯异常是 由于特殊 的地质情况 而引起的。7 4 2 3和 7 4 2 5工作面以及该区域九煤回采 至厚煤带时， 会出现瓦斯涌出量增大的现象。在今后 的采掘活动中加强矿井通风管理， 落实管理措施、 技术 措施、 技术装备措施和教育培训措施工作。 参考文献 [ 1 ] 徐州矿务集团公司张双楼煤矿． 张双楼煤矿矿井地质报告． 2 0 0 6 ． 6 [ 2 ] 焦作矿业学院瓦斯地质研究室． 瓦斯地质概论． 北京 煤炭工业 出版社 ， 1 9 9 0 ． 8 [ 3 ] 张天恩． 防治煤与 瓦斯突 出基础知识．煤炭工业出版社 ， 1 9 9 0 ． 1