??? 桑樹坪煤礦是一個年產300萬t、具有煤與瓦斯突出危險的礦井,1997年礦井建成投產以來,煤與瓦斯突出時有發(fā)生,嚴重影響煤礦生產安全。隨著采掘深度的加大和采掘速度的不斷提高,煤與瓦斯突出等煤巖災害動力現(xiàn)象日趨嚴重。因此,進行煤與瓦斯突出規(guī)律分析研究,找出影響煤與瓦斯突出的因素,對有效地防治煤與瓦斯突出,消除或降低煤與瓦斯突出事故造成的危害,具有重要的現(xiàn)實意義。
??? 1 井田概況
??? 桑樹坪煤礦地處陜西省韓城市北部,屬渭北石炭二疊紀煤田東北端,面積63km2。井田為一走向北東、傾向北西的單斜構造,受東部邊緣韓城大斷層影響,邊淺部煤層傾角10°左右,深部3°~5°。井田內中小型褶曲、斷層均很發(fā)育,斷層密度為32.5條/km2。井田含煤地層為二疊系山西組及石炭系太原組,含煤9層(1、2、3、5、7、8、9、11、12),其中3號煤、11號煤為主采煤層,2號煤局部可采。3號煤厚5m,煤層瓦斯含量10.23 m3/t;11號煤厚3.3 m,煤層瓦斯含量9.27 m3/t;2號煤厚1.0 m,煤層瓦斯含量8.74 m3t。礦井采用聯(lián)合開拓(平硐-斜井)。平硐礦井絕對瓦斯涌出量20.80 m3/min,相對瓦斯涌出量10.35 m3/t;斜井礦井絕對瓦斯涌出量4.98 m3/min,相對瓦斯涌出量42.28 m3/t。平硐采用對角式通風,斜井采用分區(qū)式通風。
??? 2 煤與瓦斯突出類型及突出強度特征
??? 桑樹坪煤礦1998年至2004年5月共發(fā)生強度不同的煤與瓦斯突出48次,按突出類型及突出強度統(tǒng)計分析如下。
??? 2.1 煤與瓦斯突出類型
??? 表1 煤與瓦斯突出類型
突出類型 | 突出次數/次 | 突出強度/t | 瓦斯涌出量/m3 |
壓出 | 36 | 4~220 42.36 | 810~28 000 4 717.94 |
突出 | 12 | 93~1 100 478.92 | 5 600~66 784 27 635.50 |
??? 由表1可以看出,桑樹坪煤礦煤與瓦斯壓出較多,共36次,占總突出數的75%,突出強度較小,平均突出強度 42.36 t,平均瓦斯涌出量4 717.94 m3,突出強度超過100t的僅有3次;煤與瓦斯突出12次,占總突出次數的25%,但突出強度較大,平均突出強度478.92 t,平均瓦斯涌出量27 635.50 m3。從壓出和突出次數所占總突出次數百分比看,桑樹坪煤礦煤與瓦斯突出多為以地應力主要作用力的壓出。
??? 2.2 煤與瓦斯突出強度
??? 表2 煤與瓦斯突出強度
突出強度/t | 突出次數/次 | 占總數比例/% |
<50 50~100 100~300 300~600 600~1 000 >1 000 | 28 6 5 4 3 1 | 58.3 12.5 10.5 8.3 6.3 2.1 |
??? 表2中煤與瓦斯突出強度分布特征顯示,小于100 t的突出共34次,占總突出次數的70.8%。因此,桑樹坪煤礦煤與瓦斯突出以強度<100 t的突出主為。
??? 3 煤與瓦斯突出與各種影響因素的關系
??? 3.1 突出強度及瓦斯涌出量與開采深度的關系
??? 表3 突出強度及瓦斯涌出量與開采深度的關系
開采深度/m | 突出次數/次 | 突出強度/t | 瓦斯涌出量/m3 |
<400 400~600 600~800 | 20 25 3 | 4~220 47.34 3~1 100 227.48 12~549 212.67 | 820~28 000 4 595.85 810~66 784 13 961.60 4 766~49 309 20 173.67 |