華晟榮煤礦3110工作面瓦斯突然驟增涌出的分析及治理

劉慧志

（山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局，太原 030045）

華晟榮煤礦3110工作面瓦斯突然驟增涌出的分析及治理

劉慧志

（山西省煤炭工業(yè)廳煤炭資源地質(zhì)局，太原 030045）

分析華晟榮煤礦3110膠帶順槽900m瓦斯突然驟增的原因，確定了3110膠帶掘進工作面掘進到逆斷層時瓦斯突然驟增的治理方案，為掘進迎頭遇斷層等構(gòu)造時的瓦斯管理及瓦斯異常涌出的預(yù)測預(yù)報工作提供了經(jīng)驗基礎(chǔ)。

華晟榮煤礦;逆斷層;瓦斯驟增;掘進頭

1 礦井基本情況

1.1 礦井建設(shè)情況

華晟榮煤礦井田面積19.788 8 km2，生產(chǎn)規(guī)模為180萬t/a，批準開采3、9、14、15號煤層，開采標高+719.97～+349.97m。現(xiàn)為生產(chǎn)礦井，通風方式為中央并列式，通風方法為抽出式，屬于瓦斯礦井。井田東部與山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司相鄰，西部與南部相鄰的為三元煤業(yè)下霍煤礦，東南部山西長治縣雄山煤炭有限公司第五礦為瓦斯礦井，北部司馬煤礦為高瓦斯礦井。井田位于沁水向斜東翼，受區(qū)域構(gòu)造的控制，井田構(gòu)造總體為一寬緩褶皺構(gòu)造并伴有較小的斷層。井田地層傾角為4°～14°，通過本井田所搜集到的20個鉆孔資料以及礦上所提供的井巷工程資料，可知井田內(nèi)發(fā)育2背斜、1向斜，2個大斷層，2個中型斷層，11個小斷層，5個陷落柱，屬簡單構(gòu)造類型。井田內(nèi)3號煤種為貧煤和貧瘦煤，收集了該礦近四年瓦斯鑒定結(jié)果和瓦斯報表情況發(fā)現(xiàn)，瓦斯含量在3.50m3/t以下，含量不是太大，分析3105膠帶順槽900m瓦斯涌出異常的原因主要是由于井田內(nèi)斷層構(gòu)造的影響，造成煤層中瓦斯局部積聚。根據(jù)近三年來山西省煤炭工業(yè)廳有關(guān)瓦斯等級鑒定結(jié)果確定，山西華晟榮煤礦有限公司3號煤層瓦斯絕對涌出量為1.012～8.72m3/min，相對涌出量為0.42～3.42m3/t，二氧化碳絕對涌出量為1.52～3.81m3/min，二氧化碳相對涌出量為0.57～1.34m3/t。礦井在生產(chǎn)過程中對回采工作面、掘進工作面瓦斯進行檢測，根據(jù)最新檢測數(shù)據(jù)，目前礦井回采工作面、掘進工作面瓦斯絕對涌出量最大值分別為：4.03m3/min、2.88m3/min，《煤礦瓦斯等級鑒定暫行辦法》認定，該礦井為瓦斯礦井。按一般規(guī)律煤層瓦斯含量與礦井瓦斯涌出量，隨煤層埋深增大。根據(jù)山西地寶能源有限公司2011年5月為本礦提供的3號煤層瓦斯地質(zhì)圖，結(jié)合歷年礦井瓦斯資料以及周邊礦井的瓦斯資料綜合分析，預(yù)測本礦在井田西部和北部邊緣瓦斯含量最高，瓦斯相對涌出量達到4.2m3/t，井田內(nèi)用解析吸法取3號煤層瓦斯采樣6個，3號煤層瓦斯成分均以甲烷和氮氣為主，重烴微量，本井田3號煤層瓦斯分帶為氮氣-甲烷帶，局部為氮氣帶，為瓦斯礦井，有逐年瓦斯涌出增大的趨勢，本井田現(xiàn)開采3號煤層，一對立井開拓及一個專門回風斜井，三井口均位于井田中西部[1-2]。

2 3110膠帶順槽掘進頭基本情況

3110膠帶順槽位于整個井田的中北部，掘進方式為綜合機械化，掘進速度為每月400m，本礦埋深在300～400m之間，3110順槽區(qū)域煤層厚度平均為6.08m；順槽東部為實體煤未采動，西部為3110軌道順槽掘進，2012年瓦斯等級批復掘進絕對瓦斯涌出量為0.23m3/min；在3110膠帶順槽開掘到900m時發(fā)生過異常瓦斯涌出增大的現(xiàn)象。

2.1 瓦斯來源分析研究

3110膠帶順槽北部的司馬煤礦為高瓦斯礦井，井田西部有兩個回采工作面已經(jīng)采空，東部為實體煤還未采動，收集近幾年瓦斯涌出資料，分析瓦斯突然涌出增大現(xiàn)象，本礦北部埋深相對較深，所以煤層自身瓦斯含量的增大是本礦的瓦斯主要來源。

2.2 3110膠帶順槽掘進頭瓦斯涌出突然增大

根據(jù)煤礦地質(zhì)資料，3110膠帶順槽掘進頭工作面在掘進到900m時，煤層突然局部缺失且煤層厚薄變化特別明顯，煤層向上上升，物探隊技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)掘進頭探測孔內(nèi)有呲呲聲響，經(jīng)瓦檢儀檢測探測孔瓦斯?jié)舛染_到10%以上，往前繼續(xù)掘進至915m，瓦斯涌出又恢復正常，探測孔內(nèi)瓦斯?jié)舛刃∮?.8%。通過地質(zhì)、通風資料及現(xiàn)場檢測分析，發(fā)現(xiàn)3110膠帶順槽900m距F16斷層5m，F(xiàn)16斷層為一逆斷層，斷絕5m，傾角70°。屬于壓扭性斷層，接觸緊閉延展性差，積聚的形變潛能相對較大，不利于瓦斯的排放，通過斷層附生裂隙或者受斷層附近掘進迎頭探水震動影響等原因進行釋放。通過治理3110運輸順槽掘進工作面瓦斯突然驟增涌出，弄清了該掘進頭瓦斯突變涌出的規(guī)律，得出掘進遇斷層瓦斯突變區(qū)距離為5～26m，尤其是斷層的特性，保障了煤礦安全生產(chǎn)，提高了煤礦效益。

3 礦井瓦斯涌出的治理

掘進工作面在斷層面內(nèi)掘進時尤其是逆斷層，必須嚴格執(zhí)行先探后掘措施。掘進前，必須探測到掘進頭煤層厚度二倍以上的距離。探測到二倍以上距離時，立即停止掘進，布置探測鉆孔，等瓦斯恢復正常時，再繼續(xù)掘進。當探測鉆孔探測到距離斷層12m，立刻停止掘進工作，制定掘進頭過斷層措施。并在掘進過程中加強瓦斯日常檢測，尤其是探測孔內(nèi)瓦斯?jié)舛鹊姆治鰴z測，發(fā)現(xiàn)裂隙中或探眼內(nèi)有氣體涌出、探眼孔瓦斯?jié)舛瘸^0.8%或風流中瓦斯?jié)舛瘸^0.6%，應(yīng)嚴格按照瓦斯異常區(qū)采區(qū)措施管理，并制定異常瓦斯防治措施，確保礦井安全[3-4]。

4 結(jié)束語

針對3110膠帶順槽掘進頭接近逆斷層時迎頭瓦斯涌出突然驟增的異常涌出現(xiàn)象的治理，為今后采掘進過程中遇斷層、陷落柱等構(gòu)造易發(fā)生瓦斯異常涌出進行預(yù)測預(yù)報提供經(jīng)驗基礎(chǔ)，對今后的瓦斯防治具有指導意義。

[1]胡殿明.林柏泉.煤層瓦斯賦存規(guī)律及防治技術(shù)[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社,2006.

[2]孟祥春.采空區(qū)瓦斯涌出特點與抽放方法[J].山東煤炭技術(shù),2010(3):184,186.

[3]余啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社,1992.

[4]王東風,馮耀挺.地質(zhì)條件對瓦斯突出的影響淺析[J].陜西煤炭,2002(2):25-27.

Analysis and Control of Sudden Increase of Gas Emission of No.3110 Working Face in Huashengrong Mine

LIU Huizhi
(Coal Geological Bureau of Shanxi Coal Industry Department,Taiyuan 030045,China)

To analyze the reasons of sudden increase of gas at 900meters of belt gateway on No.3110 working face in Huashengrongmine,the control plan was built for the working face advancing to thrust fault,which could provide experience for the gas control when heading facemeets fault and for the forecastingofunusual gas emission.

HuashengrongMine;thrust fault;gas burst;headingfaces

TD712

A

1672-5050（2015）05-0014-02

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.05.006

（編輯：樊敏）

2015-06-29

劉慧志（1988-），男，山西五臺人，碩士，助理工程師，從事煤礦安全研究工作。