煤與瓦斯突出預(yù)兆分析及對策

呂有廠，高建成，代志旭，寇建新

（中平能化集團能源化工研究院瓦斯研究所，河南平頂山 467000）

煤與瓦斯突出預(yù)兆分析及對策

呂有廠，高建成，代志旭，寇建新

（中平能化集團能源化工研究院瓦斯研究所，河南平頂山 467000）

統(tǒng)計了平煤股份八礦建井以來40次煤與瓦斯突出情況，研究和分析了煤與瓦斯突出預(yù)兆，為盡可能地進一步掌握煤與瓦斯突出的共性，針對性地在煤與瓦斯突出預(yù)兆期采取對策，可以避免絕大多數(shù)煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。

煤與瓦斯突出;瓦斯地質(zhì);突出統(tǒng)計;突出預(yù)兆;突出對策

1 瓦斯地質(zhì)概況

八礦位于李口向斜軸的東南轉(zhuǎn)折仰起端，井田西側(cè)與十礦、十二礦井田內(nèi)分布的北西向展布的牛莊向斜、郭莊背斜以及原十一礦逆斷層的末端相連，并受其控制，而井田東側(cè)靠近北東向展布的洛崗大斷裂，該井田既受北西向構(gòu)造的控制，又受北東－北北東向構(gòu)造的控制。

八礦井田背斜、向斜構(gòu)造較發(fā)育，小褶皺引起煤層增厚，易于形成煤與瓦斯突出危險區(qū)。無論是戊組煤層還是己組煤層都存在煤厚分叉合并現(xiàn)象，在煤層合并區(qū)域，煤層瓦斯含量和瓦斯壓力會急劇變大，導(dǎo)致瓦斯涌出量明顯增大，也是煤與瓦斯突出危險性大的地段。

戊9－10、己15煤層中普遍發(fā)育順煤層韌性剪切斷層。發(fā)育順煤層滑動斷層的地帶是煤與瓦斯突出危險地帶。北西向展布的小斷層附近構(gòu)造煤普遍比北東向展布的小斷層要發(fā)育，是煤與瓦斯突出的危險地帶。

截至2011年八礦總計突出40次，突出總煤量3900t以上，涌出瓦斯總量2.5×105m3以上，平均突出強度96t/次。八礦最淺的一次突出發(fā)生在己15－13110風(fēng)巷綜掘過程中，垂深424m，標(biāo)高為－348m，最大突出強度發(fā)生在戊二沿煤膠帶下山，突出煤量551t，涌出瓦斯30103m3。

2 煤與瓦斯突出統(tǒng)計分析

建礦以來，平煤股份八礦煤與瓦斯突出統(tǒng)計如表1，突出前發(fā)生的預(yù)兆如表2，突出時作業(yè)面遇地質(zhì)構(gòu)造統(tǒng)計如表3，突出強度與預(yù)兆關(guān)系分類如表4。

通過對歷次突出事故的分析，八礦煤與瓦斯突出的主要特點是:

（1）突出受地質(zhì)構(gòu)造帶、尤其是斷層的影響十分明顯，地質(zhì)構(gòu)造附近共發(fā)生突出17次，在礦井已經(jīng)發(fā)生的突出中，多數(shù)分布在斷層附近，斷層附近發(fā)生突出16次，其中正斷層附近15次，逆斷層附近1次。

（2）突出以壓出為主，目前所發(fā)生的40次突出中，煤與瓦斯突出7次，煤與瓦斯壓出31次，煤與瓦斯傾出2次。

（3）突出與作業(yè)工序有關(guān)，在目前已經(jīng)發(fā)生的40次突出中，放炮引起的突出32次，割煤引起的突出7次，掘進機掘進引起的突出1次。

（4）突出發(fā)生以煤巷為主，在目前已經(jīng)發(fā)生的40次突出中，采面突出8次，煤巷突出32次。

（5）己15煤層突出19次，戊9－10煤層突出21次，其他煤層未發(fā)生過突出事故。

表1 平煤股份八礦煤與瓦斯突出統(tǒng)計

表2 突出發(fā)生前的預(yù)兆

表3 突出時作業(yè)面遇地質(zhì)構(gòu)造

3 煤與瓦斯突出預(yù)兆的判斷

（1）煤炮聲、瓦斯異常及應(yīng)力顯現(xiàn)所占煤與瓦斯突出次數(shù)的比例高，預(yù)兆比較明顯。

表4 煤與瓦斯突出強度與預(yù)兆關(guān)系分類

（2）在煤與瓦斯突出區(qū)域進行放炮、割煤及其他形式的落煤工序所發(fā)生的應(yīng)力變化雖然測定困難，但執(zhí)行時還應(yīng)比照前后應(yīng)力，如有突出變化則是煤與瓦斯突出的一種預(yù)兆。

（3）煤與瓦斯突出作業(yè)面前方出現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造發(fā)生突出占67.5%左右。因此采掘作業(yè)前方出現(xiàn)構(gòu)造也是煤與瓦斯突出的一種預(yù)兆。

（4）軟分層發(fā)生突出占32.5%，因此軟分層賦存狀況突變，如變厚、扭曲、層理紊亂等應(yīng)看作是煤與瓦斯突出的一種預(yù)兆。

4 煤與瓦斯突出預(yù)兆的處理

（1）當(dāng)有煤炮聲，或悶雷聲由遠漸近或機槍聲并伴有瓦斯涌出異常或突然增大或打鉆時頂鉆、噴鉆，且觀察到遇有地質(zhì)構(gòu)造或煤質(zhì)突然變軟或突然變厚或軟分層突然增厚或發(fā)生煤層層理紊亂等情況時，就是煤與瓦斯突出的預(yù)兆，應(yīng)毫不猶豫地果斷作出判定，立即停止作業(yè)、停電撤人，隨時觀察回風(fēng)流中瓦斯變化情況和監(jiān)聽發(fā)生的一切動靜，同時向調(diào)度及防突部門匯報，并由防突專業(yè)部門制訂專門措施予以處理。

（2）煤與瓦斯突出預(yù)兆分析中有一種預(yù)兆表現(xiàn)強烈或明顯，只要當(dāng)煤炮聲連續(xù)不斷，且越來越密集，像機槍聲或悶雷聲并且愈來愈近，或打鉆時有強烈的頂鉆、噴鉆表現(xiàn)時，必須立即停電撤人。

（3）1/3的突出案例未發(fā)現(xiàn)明顯預(yù)兆，這可能是:觀察不細，雖有預(yù)兆而未被捕捉到或卡片漏填;在生產(chǎn)過程中，不論是機械落煤，還是爆破或手鎬落煤時，先落了中下部煤體，在掘進工作面出現(xiàn)上部煤體懸掛現(xiàn)象或回采工作面沿傾斜方向出現(xiàn)大面積檐頭，而產(chǎn)生煤體重力導(dǎo)致自動垮落而誘導(dǎo)突出的發(fā)生，類似這些可能被忽略的潛在因素，在作業(yè)中不一定要撤人停電，但也要制定專門措施予以處理。

（4）作業(yè)面前方出現(xiàn)地質(zhì)構(gòu)造或軟分層變化異常應(yīng)及時報告，由防突部門結(jié)合地質(zhì)部門制定專門作業(yè)措施，在措施制訂前應(yīng)暫停作業(yè)。

5 對預(yù)防煤與瓦斯突出工作的幾點建議

（1）對于“煤與瓦斯突出”的機理，國際上尚未形成一個完全統(tǒng)一的認識，預(yù)防、治理在技術(shù)上還不十分完善，如敏感指標(biāo)測試儀表比較原始落后，操作中人為誤差因素難免，這些方面都亟待改進提高。

（2）缺乏預(yù)兆與發(fā)生煤與瓦斯突出之間延時時間數(shù)據(jù)，建議在時間記錄上應(yīng)予以高度關(guān)注。

（3）不放過井下作業(yè)點每一次煤與瓦斯突出預(yù)兆的分析并制定預(yù)防措施。

（4）進一步做好敏感指標(biāo)的鑒定工作，在參照執(zhí)行防突規(guī)定相關(guān)條文時，盡量做好敏感指標(biāo)值的分煤組、煤層標(biāo)定工作。

（5）要督促打鉆隊伍和測試檢驗隊伍認真做好班的日志記錄工作，打鉆工要認真記錄打措施孔的真實參數(shù)，要詳細記錄頂鉆、噴鉆的情況，測試檢驗人員必須認真填寫測試孔的個數(shù)、開終孔層位和測試值，并妥為保管，以供查閱。

（6）對發(fā)生突出頭面現(xiàn)場情況資料搜集工作，要加強、做細，不僅要有文字、數(shù)據(jù)還要有準確的素描，更重要的是必須弄清突出前的相關(guān)情況，詳細填寫突出卡片中每一欄、每一項。

（7）要進一步加強防突措施編制貫徹、執(zhí)行監(jiān)督工作，尤其要重視“措施”執(zhí)行到位程度的檢查工作，確保防突措施不折不扣地實施到位。

6 煤與瓦斯突出技術(shù)管理應(yīng)加強的幾項工作

（1）認真做好瓦斯地質(zhì)工作。這是預(yù)防煤與瓦斯突出事故的基礎(chǔ)。

（2）做好瓦斯參數(shù)的測試工作，包括瓦斯含量、壓力和涌出量等。

（3）確定突出煤層的敏感指標(biāo)及其臨界值。

（4）做好突出煤層突出危險區(qū)的區(qū)劃工作。

（5）做好瓦斯抽放設(shè)計、施工、管理工作。

（6）認真做好防突技術(shù)措施和安全措施的編制、貫徹、實施、驗收等，確保落實到位。

（7）防突工作要做到“認識到位、施工到位、管理到位”。

［1］焦作礦業(yè)學(xué)院瓦斯地質(zhì)研究室.瓦斯地質(zhì)概論 ［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，1990.

［2］張子敏，劉 勇，張玉貴，等.瓦斯地質(zhì)基礎(chǔ)［M］.北京:煤炭工業(yè)出版社，2008.

［3］王明慈，沈恒范.概率論與數(shù)理統(tǒng)計 （第二版） ［M］.北京:高等教育出版社，2007.

［4］林柏泉，崔恒信.礦井瓦斯防治理論及技術(shù)［M］.徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1998.

Analysis of Coal and Methane Bursting Omen and Its Countermeasures

LV You-chang，GAO Jian-cheng，DAI Zhi-xu，KOU Jian-xin
（Methane Research Branch，Energy ＆ Chemical Industry Research Institute，China Pingmei Shenma Group，Pingdingshan 467000，China）

This paper made statistic of 40 coal and methane bursts in 8th Mine from its establishment and analyzed coal and methane burst omen.In order to master common characteristic of coal and methane burst，countermeasures were applied to avoiding coal and methane disasters in the time of coal and methane burst omen.

coal and methane burst;methane geology;burst statistic;burst omen;burst countermeasure

TD713

A

1006-6225（2012）02-0099-03

2011－11－04

呂有廠 （1964－），男，河南淮陽人，碩士，教授級高級工程師，現(xiàn)從事瓦斯治理方面的研究工作。

［責(zé)任編輯:鄒正立］

地質(zhì)與勘測