第3章 矿井瓦斯涌出的瓦斯动力形式.ppt

第3章 矿井瓦斯涌出的瓦斯动力形式 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.2煤岩与瓦斯突出防治措施效果 3.3开采突出危险煤层时的一般安全措施 3.4突出危险煤层开采时的主要技术方向 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.1概况 目前在独联体136座煤矿有283个突出危险矿井层。106座有266个突出危险矿井层，其中，22座属于岩石与瓦斯突出矿井，在顿涅茨克矿区发生的占全国总数的90%以上 在顿涅茨克矿区突出危险煤层的开采深度为300-1200m,超过一半的为700-1200m 平均开采深度每年增加11-14m，以后在突出危险煤层中的采掘主要集中在900-1400 不同工业区，不同煤层突出次数和程度相差很大 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.2揭煤时的煤与瓦斯突出 俄罗斯第一次煤与瓦斯突出发生于1906年9月9日 1906-1991期间，在揭露和穿过煤层时共发生196次。其中172次发生在急倾斜煤层，6次在倾斜煤层，18次在缓倾斜 揭煤时的90%以上突出发生在水平巷道内 揭煤时的突出密度比准备巷道高40倍以上，比回采工作面大100倍以上 急倾斜煤层揭煤时比缓倾斜突出强度大1.7倍 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 煤与瓦斯突出强度 震动爆破时的强烈突出是在主焦煤、粘结性贫煤和无烟煤中掘进巷道时 煤与瓦斯突出的影响因素 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 地质破坏类型对突出的影响 在煤层厚度发生变化条件下，发生突出的次数最多。发生在揉皱煤和炭黑质煤区段 当土状分层包裹体的形式位于煤层中或与未破坏煤层或岩层分层相接触时，这样煤层最危险 93%突出发生在距地质破坏5m范围内，5%在5-10m，2%在10-12m 在褶曲转折部煤层结构破坏最严重，发生突出的概率最大 急倾斜煤层突出区，地质破坏的主要特征是厚度的易变性：变厚、变薄、褶皱和褶曲 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 地质破坏类型对突出的影响如右图所示 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 煤的变质程度对突出的影响 突出频率与变质程度的关系： 突出危险煤层和变质程度的关系见右图 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 矿山巷道类型对突出的影响 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 开采方法对突出的影响 由下表可知前进式采煤法对突出的影响远大于柱式采煤法 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 落煤方法对突出的影响 由下表可知所有落煤方式都会发生突出，但使用0.8m下的窄截深采煤机和刨煤机可降低30%-40%的突出，并提高作业的安全性 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 采用梭式回采法，突出主要集中工作面两端，由于卸压带不易形成，其突出的特征孔洞如下图所示 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 目前绝大多数突出发生在长度小于60m的回采区段： 3.1煤岩与瓦斯突出防治现状 3.1.3回采和准备巷道的煤与瓦斯突出 顶板管理方法对工作面突出的影响 3.2煤与瓦斯突出防治措施效果 3.2.1保护层的预先开采 根据煤层厚度、埋藏深度、倾角和煤层间的岩层性质，查明保护作用参数 通过对最近几年间的数据分析，得出突出发生的主要原因有两个： 在回采工作面，由于煤层厚度小和煤层间存在厚而硬的砂岩 在准备工作面，由于煤层间距大，造成开采保护层的保护不足 在保护开采时，必须考虑煤层间的岩石成分以及煤层实际有效厚度 3.2煤与瓦斯突出防治措施效果 3.2.2煤与瓦斯突出防治区域措施 回采工作面采取2种区域防突措施： 1）润湿煤层 2）抽放煤层 限制煤层注水应用范围的原因： 1）现有的打钻设备在突出危险煤层升高的条件下，不能完成长钻孔定向施工 2）在打眼过程中，煤层中有形成突出孔洞的危险 只是在单一突出层，为降低涌出量而采用抽放钻孔 3.2煤与瓦斯突出防治措施效果 3.2.3煤层水力松动 从1962年开始采用水力松动 1977年以前，水力松动参数根据试注结果而定 1977年以来不再进行试注，其参数根据文献确定 目前水力松动是最广泛应用的防突措施 经数据分析，水力松动无效的主要原因是处在未揭露的地质破坏带 认为在准备巷道水力松动是有效的，但回采工作面效果最好 准备巷道窄工作面的特点，不太有利于水力处理过程中煤层卸压 3.2煤与瓦斯突出防治措