涟源小型煤矿煤与瓦斯突出防治技术探究
摘要:根据涟源市小型煤矿的矿井瓦斯特点,分析了其频发煤与瓦斯突出事故的原因,通过对煤与瓦斯突出规律的分析和探讨,介绍了部分防突技术措施,并提出了一些实际问题和改进建议。认为通过采取综合防突、立体消突等技术措施,能够有效地防治煤与瓦斯突出。加强地应力以及突出预测技术的研究,是煤与瓦斯突出防治的重要方面。
关键词:涟源市小型煤矿;煤与瓦斯瓦斯突出;灾害防治
Research on the Technique of Coal and Gas Outburst Controlling in
LouDi Vocational and Technical College, Department of resources engineering, LouDi City, 417000, HuNan
Abstract: According to the characteristic of mine gas in small coal mine in Lianyuan city, this paper analysis on the reasons of frequently experience coal and gas outburst. The coal and gas outburst has some analysis, through research on this, introduce some technical measures what have been taken, and put forward some practical and improvement suggestion. To take some measures, strengthen the stress and prediction researching, can get some effects.
Key words: small coal mine in Lianyuan; coal and gas outburst; disaster controlling
1 概述
涟源市位于湖南省中部,为全国100个重点产煤县(市)之一。境内煤炭资源丰富,在其所辖的20个乡镇办事处中19个有煤炭资源,预测储量达6.86亿吨,占湖南省煤炭总量的20.1%,产量、产值均居湖南各县市首位,被誉为“湘中煤海”。此外,涟源作为南方产煤区高突矿井(瓦斯可能突然喷出的矿井)的代表,具有煤矿安全防范上的样本价值。涟源市的煤矿大多是年生产能力在30万吨以下的小型煤矿,这类煤矿具有如下特点:一是规模小、布局不合理;二是安全条件差、管理基础薄弱;三是煤层赋存及地质条件非常复杂;四是巷道布置系统较为复杂,采煤工艺相对落后,绝大多数仍然采用手镐或风镐落煤;五是机械化程度较低,装备水平不高。
该市现保留的96处煤矿中,煤与瓦斯突出矿井45处,占全省突出矿井总数的15%。,高、低瓦斯矿井50处。在十几个产煤乡镇中,有6个重点产煤乡镇,年产量400万吨左右。
这6个重点产煤乡镇煤矿数量占全市的77%,而突出矿井占到68%。
煤与瓦斯突出是煤矿中的一种动力现象,具有突发性,且破坏性极大,是煤矿安全生产中的主要灾害之一。涟源市小型煤矿由于上述特点,是一个煤矿瓦斯事故多发县市,煤与瓦斯突出灾害尤为严重。近三年来瓦斯突出事故死亡人数见下表。
涟源市2010-2012年煤矿事故死亡人数统计表
2010年 2011年 2012年
瓦斯突出事故(人) 2 8 9
其它事故(人) 7 10 6
总计(人) 9 18 15
瓦斯突出死亡人数占总死亡人数百分比 22.2% 44.4% 60%
从表中可以看出,近年来涟源市小型煤矿瓦斯突出事故死亡人数占总死亡人百分比逐年增加,2012年达到了60%。这些突出事故,不仅造成了重大的人员伤亡和巨大的经济损失,同时是人们清醒地认识到,涟源市必须找到治理瓦斯的有效途径,从根本上治理瓦斯超限和煤与瓦斯突出,以确保安全生产。
2 煤与瓦斯突出的一般规律及原因分析
2.1 突出发生的一般规律
迄今为止,人们对煤与瓦斯突出发生的机理尚未完全了解,但通过对长期以来所发生的大量突出事故进行分析比较,认为煤与瓦斯突出具有如下一些基本规律:
1、随着开采深度的不断增加,突出危险性也在增大。大量的突出实例表明,在煤层始突深度以下,煤与瓦斯突出的次数和强度随着开采深度的增加而增大。
2、煤层厚度越大,煤与瓦斯突出危险性越大。对同一煤田来说,煤层越厚,发生煤与瓦斯突出的危险性越大。
3、煤与瓦斯突出多发生在地质构造带。在断层、褶皱、火成岩侵入和煤层厚度、倾角、走向等煤层赋存条件发生变化的地质构造带,容易酿成煤与瓦斯突出事故。
4、掘进工作面易发生煤与瓦斯突出。据统计,煤与瓦斯突出事故在掘进工作面发生的次数占总突出事故数的80%以上,特大型的突出绝大多数是在石门揭煤时发生的。
5、煤与瓦斯突出发生前多有预兆。煤体发出异常声音、支架来压、掉渣、工作面煤壁开裂、炮眼严重变形、风流瓦斯浓度忽大忽小等有体现。
2.2 涟源小型煤矿煤与瓦斯突出事故原因分析
2012年2月15日,涟源市龙塘乡某矿在1152工作面机巷进行维修作业发生煤与瓦斯突出事故,造成2人死亡。经调查分析,是由于防突措施落实不到位,违章作业诱导煤与瓦斯突出。
2012年7月8日,涟源市安平镇某矿-80水平南14石门北机巷开门2米处施工本煤层抽放钻孔时发生煤与瓦斯突出事故,导致7人死亡。 经分析,是因为抽放钻孔事先没按要求布置,在补打钻孔时诱导煤与瓦斯突出所致。
所有事故的发生都不是偶然的,通过对近年来涟源小型煤矿所发生的煤与瓦斯突出事故进行调研和分析,认为造成上述事故的原因主要集中在以下几个方面:
(1)瓦斯预抽放效果差、防突措施不落实是引发煤与瓦斯突出事故的主要原因。
(2)在地质构造带或煤层急剧变化处,未采取必要的勘探措施或勘探技术不到位,对前方工作面的瓦斯情况不能进行准确的探测,更不能根据实际情况采取相关主动防御措施,造成瓦斯的被动防御;
(3)在煤层掘进巷道进行不规范作业,或是在未达到预抽防突标准的前提下作业;
(4)违规放炮或是在危险区域放炮,未对机械震动进行有效估测和防治。
3 涟源小型煤矿防突技术现状及存在的问题
3.1 防治煤与瓦斯突出技术现状
煤与瓦斯突出事故频发,给涟源市造成的损失是巨大的,教训也是深刻的。针对上述事故事故原因,该市做了一些防突技术探讨和积极的防御工作。其中像安平镇力达煤矿、湄江镇塞海煤矿率先进行瓦斯抽放,在生产实践中断总结经验,逐步形成了一套瓦斯预测、瓦斯抽放、突出防治、爆炸控制等综合配套技术及装备体系。近年来,通过科学合理的治理矿井瓦斯,该市在煤与瓦斯突出防治方面取得了一定成效。
(1)底板预抽与本煤层抽放相结合
为了强力推进瓦斯治理抽放工作,涟源市专门制订了瓦斯治理实施方案,提出“一矿一策、分矿治理”,即全市23处煤与瓦斯突出严重矿井必须实行底板抽放的区域防突措施, “底板预抽、本煤层抽放、效果检验、全井撤人放炮”四步工作方式,其余突出危险性相对较轻的矿井实行“本煤层抽放、效果检验、全井撤人放炮”三步工作方式,有效推进了煤矿瓦斯抽放工作的开展。
(2)立体消突
力达煤矿曾提出“立体消突”的理念,即对采、掘、瓦斯治理工程的空间、时间关系进行合理安排,采取综合全方位消除煤与瓦斯突出的措施,克服单一与短期防突措施的不足,从根本上消除突出危险。开采上(下)保护层配合专用抽放巷穿层及本煤层钻孔抽放,预测与检测相结合,直至达到消突目的为止。
(3)井下特殊地带掘进瓦斯治理技术
该技术的基本做法是:先在靠近掘进工作面迎头的两帮施工钻场,在钻场内先施工钻孔对工作面前方的待掘进煤体进行隔断式抽放;然后,用钻机在掘进工作面施工2-3个深约30m的炮眼进行深孔控制爆破,达到对煤体进行卸压及增强透气性的目的。其在群力煤矿得到实施,在一定程度上缓解采面接续紧张的局面。
3.2 仍存在的一些问题
(1)防治煤与瓦斯突出的基础工作仍存在缺陷,对“四位一体”综合防突措施理解和执行仍不到位,采取的防突措施不能达到理想效果,预测预报及检测体系不能完善。
(2)区域防突工作有待加强,突出危险性预测技术掌握的不太理想,不能很好地判断前方地质构造,特别是在煤层赋存条件比较复杂的区域,采取的勘探技术不理想。
(3)掘进工作面有其复杂性,防突任务比较艰巨,特别是对地应力的把握不足,针对放炮诱导煤与瓦斯突出的现象防御措施不够。
(4)瓦斯预抽放效果不理想,抽放钻孔的质量不能保证,对钻孔的位置和角度把握不够。
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