煤与瓦斯突出事故原因分析与防范措施
来源:用户上传
作者:
摘要：本文针对淮南矿业集团某矿2113顺槽掘进工作面发生的一起煤与瓦斯突出事故，分析了煤与瓦斯突出的原因，提出了掘进过程中煤与瓦斯突出事故的防范措施，具有一定借鉴意义。
关键词：煤与瓦斯突出；事故；原因分析；防范措施
中图分类号：TD76 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2011）0014(C)-0200-01
引言：淮南矿区位于安徽省中北部，走向长100km，倾斜宽20―30km。可采煤层段为石炭二迭纪煤系地层，厚度约350m，含可采煤层9―18层，可采煤层厚度22―34m，主采层Cl3厚度6―10m。该矿位于淮南市西部，八公山煤田的中部，井田南北走向长5.6km，东西倾斜宽3.75km，开采面积20.23km2。矿井可采深度为―1000m，现已延深至―900m水平。所采煤层均属低透气性难以抽放煤层，有自燃发火倾向性，自然发火期为3―6个月，自然发火期短。煤尘具有爆炸危险性，属煤与瓦斯突出危险的矿井。随着开采深度及强度的增加，煤层自然发火较为严重。在正常生产条件下瓦斯绝对涌出量为110m3/min，相对涌出量为20m3/t，煤层平均瓦斯含量为14m3/t。随着矿井采掘水平延深，矿井瓦斯涌出量明显增大，特别是高瓦斯、突出煤层采掘面的瓦斯涌出量显著增高，采煤面瓦斯涌出量最高在30m3/min以上，掘进面瓦斯涌出量最高达10m3/min以上。
一、事故经过
2006年12月25日0时14分，该矿2113顺槽掘进工作面发生一起煤与瓦斯突出，突出煤量1114T、涌出瓦斯60684m3为矿区煤巷掘进最大一次突出，属于特大型突出事故。放炮前，迎头工作人员全部撤离到安全警戒线外，出现突出后工作人员迅速撤离，并及时汇报矿调度，将2113区段回风巷道中及中央风井的所有非本安型电源全部停掉，使突出的瓦斯顺利的从中央风井排出，没有人员伤亡，避免了一起重大伤亡事故。
二、事故原因分析
（一）掘进迎头前方5m为F10正断层，虽有大量抽放钻孔和卸压钻孔已控制住断层上盘，但因是连续错动，对断层下盘控制不清。
（二）瓦斯抽放不足，煤体未得到充分卸压。顺层钻孔未超过35m，未过断层带，底板穿层孔抽放超前距离和抽放时间不够，致使断层下盘蕴藏的大量高压瓦斯未能得到充分卸压，放炮造成煤与瓦斯突出。
（三）对煤巷突出强度的认识不足。该矿历史上大型突出都发生在石门揭煤过程，而煤巷突出都是中小型，几十吨的煤量，属倾出、压出类型的。突出地点2113顺槽在500余米的掘进施工过程中，没有发现瓦斯涌出异常现象，而且F10―5（11）断层在上阶段―506m顺槽掘进时已安全穿过。因而未能对突出点前方F10－5（11）断层采取针对性补充措施，未向断层下盘煤体施工卸压钻孔。
三、事故教训及防范措施
（一）突出危险掘进工作面过断层必须采取针对性补充措施，并认真落实措施及考察效果。该工作面在掘进施工时，虽然同时采取底板穿层打钻卸压永久泵抽放、煤层顺层超前打钻卸压移动泵抽放，并留有5m超前距以及轻型防突钻机打8m深密集卸压钻等综合防突措施，但是却忽视了对断层另一盘（下盘）打钻卸压。
（二）要加强地质工作，研究煤层的地质构造与突出的联系，并对每次发生瓦斯喷出或煤与瓦斯突出的资料进行详细记录，分析原因，总结经验，并将事故发生地点填入采掘平面图中，便于以后的分析与处理。突出危险掘进工作面过断层，如果断层落差较大（至少大于煤厚）时，应视作“石门揭煤工作面”，采取相应的前探、消突等措施，准确控制层位。
（三）对于突出危险性严重的区域，必须采取保护层开采或预抽瓦斯等消突措施。预抽瓦斯的底板穿层钻孔，必须尽早超前预抽，保证足够的抽放时间。
（四）严格落实防突措施，强化钻孔验收制度。
（五）提高预测（效检）人员业务素质和责任心，确保布孔科学、合理，操作熟练、准确。
（六）强化职工防突知识培训教育，使职工熟悉突出预兆并掌握防治突出的基本知识。
四、经验与体会
根据井下动力现象的分类结果，煤与瓦斯突出是地应力和瓦斯压力共同作用于含瓦斯软煤时产生的动力现象。当地应力，瓦斯压力及煤体强度三因素处于同一系统，形成一个含瓦斯煤体的动态应力场，条件具备时就会发生煤与瓦斯突出过程。
对于突出煤层来说，有效抽采半径是指钻孔抽采一定时间后能消除突出危险的范围，这个范围用以钻孔为中心的半径来表示，采用测定瓦斯压力的变化情况，并根据钻孔瓦斯抽采和消突对瓦斯压力和瓦斯含量指标的要求，考察目前抽采措施间距能否满足消突要求。此次突出地点2113顺槽在500余米的掘进施工过程中，虽然没有发现瓦斯涌出异常现象，顺槽掘进时已安全穿过，但是因为断层落差较大（6m），下盘煤体瓦斯压力还没有释放，也就是说下盘含高瓦斯煤体前面还有一层岩层（硬煤）保护。当放炮时破坏了软煤体前面的岩层（硬煤），地应力和瓦斯压力共同作用，破坏含有大量瓦斯的软煤体，软煤释放瓦斯，瓦斯使煤体裂纹扩展并使形成的球盖状煤壳失稳破坏，将原本具有一定支撑能力的表面破坏煤体抛向巷道空间，迫使地应力峰移向深部，从而发生突出，根据球壳失稳机理分析也验证了这一点。
作者单位：淮南矿业集团谢桥煤矿
参考文献;
[1]张国枢等.通风安全学.徐州:中国矿业大学出版社.1999.6.
[2]蒋承林，俞启香.煤与瓦斯突出的球壳失稳机理及防治技术.徐州:中国矿业大学出版社.1998.
[3]袁亮.淮南矿区瓦斯治理技术与实践.矿山安全与环保.2000.6.(3):1―6.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-938690.htm
