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淺析采煤工作面斷層處災(zāi)害機(jī)理及防治采礦工程畢業(yè)論文-資料下載頁

2025-01-13 10:08本頁面
  

【正文】 說明: ( 1) 綜合應(yīng)用兩種技術(shù),可以使排水效果更好。 ( 2) 含水?dāng)鄬虞^多的工作面應(yīng)采取必要的防水措施,增添必要的排水設(shè)備;綜采設(shè)備部件敞開處必須防水。 ( 3)以上探放 水技術(shù)同樣適合采空區(qū),必須加強(qiáng)采空區(qū)的探放水,才能確保工作面甚至全礦井的安全生產(chǎn),決不可以顧此失彼。 4 工作面斷層處瓦斯突出機(jī)理和防治措施 與各主要產(chǎn)煤國相比,我國的煤炭賦存條件較差。 95%以上是井工礦,其中高瓦斯和瓦斯突出礦井占一半左右,煤層有自燃發(fā)火的礦井占 50%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國瓦斯突出地點(diǎn)發(fā)生在采煤工作面的概率為 %。近幾年采煤工作面發(fā)生突出的次數(shù)有明顯增多的趨勢。 據(jù)平頂山礦區(qū)統(tǒng)計(jì), 在 55次突出中有 43次突出發(fā)生在礦井構(gòu)造小斷層附近,占突出總數(shù)的 78%,而且突出點(diǎn)煤層層理紊亂,煤體結(jié)構(gòu)破壞 嚴(yán)重,突出點(diǎn)構(gòu)造煤厚度增加。尤其是中小型地質(zhì)構(gòu)造及構(gòu)造尖滅端突出集中分布,如十二礦 160采區(qū)受牛莊逆斷層尖滅端的影響,己 15- 17—16101采面掘進(jìn)時發(fā)生 10次突出。八礦己三采區(qū)受辛店正斷層尖滅端影響,己 15- 17—13170采面掘進(jìn)時發(fā)生 8次突出。兩個采面受到兩條斷層的影響,形成礦區(qū)內(nèi)兩個高突面。 斷層處瓦斯突出機(jī)理 瓦斯突出是煤與瓦斯突出的簡稱。 瓦斯突出是 由 量的積累和采動的影響促成的。 1) 工作面 上下煤層的采掘活動破壞了煤層的 原有 應(yīng)力分布,使裂隙擴(kuò)展,增大了煤體的分裂; 2) 改變了原有瓦斯 的賦存狀態(tài),使游離態(tài)瓦斯增多; 3)瓦斯的涌出更加劇了裂隙的擴(kuò)展,使更多的裂隙貫通,形成了瓦斯流動的通路 ,最終上下煤層與回采煤層中的瓦斯形成一體 ; 4) 斷層 的存在為瓦斯提供了儲存的“氣罐”,隨著周圍瓦斯的匯集,裂隙內(nèi)部瓦斯的壓力逐步升高 ; 5)工作面的推進(jìn)促使了前方煤體的破裂,降低了煤體本身的抗壓抗拉伸強(qiáng)度,增大了煤體的透氣性 ; 6)隨著斷層處靠近工作面?zhèn)让后w的不斷回采,剩有煤體在瓦斯的壓力下由壓縮狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變成拉伸狀態(tài),具有了彈性勢能,達(dá)到極限時突出。 因此,我們采取防治措施時,應(yīng)從 開 “通路”和 絕 “氣源” 的角度 出發(fā)。 防突措施包括兩大類。實(shí)施以后可使較大范圍煤層消除突出危險(xiǎn)性的措施,稱為區(qū)域性防突措施;實(shí)施以后可使局部區(qū)域(如掘進(jìn)工作面)消除突出危險(xiǎn)性的措施稱為局部防突措施。 (一) 區(qū)域性防突措施主要有開采 保護(hù) 層、預(yù)抽煤層瓦斯和煤層注水。 在突出礦井中,預(yù)先開采的、并能使其他相鄰的有突出危險(xiǎn)的煤層受到采動影響而減少或喪失突出危險(xiǎn)的煤層稱為 保護(hù) 層,后開采的煤層稱為被 保護(hù) 層。開采 保護(hù) 層是預(yù)防突出最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施。 開采 保護(hù) 層的關(guān)鍵是選擇 保護(hù) 層。選擇的方法如下: ① 首先考慮 上 保護(hù) 層, 使采煤方式符合盡量符合下行的開采順序。 ② 選擇突出危險(xiǎn)性低的煤層,開采該層時,也要采取必要的防突措施。 ③ 礦井中所有可采煤層都具有嚴(yán)重突出危險(xiǎn)時,也可以選擇不可采的突出危險(xiǎn)性低的煤層作為 保護(hù) 層。 ④ 開采 保護(hù) 層時,應(yīng)同時抽放被 保護(hù) 層的瓦斯。 開采 保護(hù) 層配合被 保護(hù) 層的抽放,可以有效地 增加瓦斯流通的路徑, 減少斷層處瓦斯的聚集 。 (二)局部防突措施 局部防突措施的主要作用是卸出或降低采掘工作面中的煤體應(yīng)力和排放瓦斯。這些措施有松動爆破、局部抽放瓦斯、水力沖孔、排放鉆孔、金屬骨架、煤層注水、超前鉆孔、卸壓槽 等。 ( 1)松動爆破 松動爆破是在工作面前方的應(yīng)力集中區(qū),打鉆孔裝藥爆破,加快瓦斯的排放,降低斷層中的瓦斯壓力,預(yù)防工作面接近斷層時造成突出。 陽泉一礦 3 號煤層試驗(yàn)工作面的條件下,采用長鉆孔控制松動爆破,既在回采工作面巷道打平行于工作面的爆破孔也取得了較好的效果。其參數(shù)為:爆破孔長度 30 m、直徑 73 mm,鉆孔傾角 1176。~ 3176。、封孔長度 7~ 10 m、爆破孔距工作面距離 13~ 15 m。 ( 2)抽放瓦斯 在斷層密布采區(qū),可以預(yù)防性的布置部分探放孔,測定瓦斯壓力, 分析斷層的產(chǎn)狀。確定有突出危險(xiǎn)性的預(yù)兆,適當(dāng)加大鉆 孔布置密度,強(qiáng)力抽放瓦斯。鉆孔的布置方式有 鉆場平面扇形鉆孔、底板巖巷穿層鉆孔、正向平行鉆孔和迎面順層鉆孔四種方式。結(jié)合工作面的巷道布置特點(diǎn),并充分考慮預(yù)抽鉆孔的邊采邊抽效率, 選擇適合的布置方式。 屯城煤礦選擇迎面順層鉆孔方式作為屯城煤礦優(yōu)化鉆孔布孔方式。 具體布孔方法:利用工作面回風(fēng)巷,向回采工作面切眼方向打迎面平行鉆孔,鉆孔方式為雙排三花眼式,如圖 11 示。 ( 3) 煤層注水 在斷層周圍煤體中注水,可以擴(kuò)展裂隙, 擠出游離瓦斯, 使瓦斯釋放效果更好,同時 使煤體濕潤,降低了粉塵的濃度。 其他技術(shù)不再論述。 其中,防治 瓦斯突出的關(guān)鍵在于科學(xué)預(yù)測和 防治,提高操作人員的安全負(fù)責(zé)意識; 堅(jiān)決執(zhí)行“四位一體”,實(shí)現(xiàn)“三專兩閉鎖” ,有疑及時匯報(bào),有險(xiǎn)必須解決。災(zāi)害都可以解決。 圖 1 回采工作面本煤層瓦斯抽放鉆孔布置示意圖 小結(jié): 斷層及其附帶的地質(zhì)災(zāi)害是困擾工作面推進(jìn)的主要障礙,科學(xué)分析其形成機(jī)理,設(shè)計(jì)實(shí)施合理的防治措施,都可以予以很好的避免和解決,為提高工作面的產(chǎn)量奠定基礎(chǔ)。 抽 放 鉆 孔 回風(fēng)大巷運(yùn)輸大巷進(jìn) 風(fēng) 巷回 風(fēng) 巷尾 巷 一通三防 重慶市南川市云華煤炭有限責(zé)任公司,在開采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的單一煤層時,沒有建立瓦斯抽 放系統(tǒng),瓦斯傳感器數(shù)量太少,有些作業(yè)地點(diǎn)沒有安裝,導(dǎo)致 “”特大煤與瓦斯突出事故的發(fā)生,死亡 12 人。 國有煤礦安全欠帳多。多年來,由于行業(yè)管理弱化,煤炭生產(chǎn)經(jīng)營困難,企業(yè)安全投入欠帳很多,據(jù)對 45 戶國有重點(diǎn)煤礦和 125 戶地方國有煤礦的調(diào)查測算,全國國有煤礦安全欠帳約 505 億元。許多國有煤礦,經(jīng)過幾十年的開采,已進(jìn)入衰老期;主要生產(chǎn)設(shè)備老化、超期服役的約占 1/3。一些老煤礦井下使用的通風(fēng)、提升運(yùn)輸和防爆電器等設(shè)備,許多還是上個世紀(jì) 60 年代的產(chǎn)品,不能保障安全。 2022 年 4 月 6 日 20 時 35 分, 湖南省煤業(yè)集團(tuán)金竹山礦業(yè)有限公司一平 峒煤礦 25 采區(qū)回風(fēng)巷發(fā)生煤與瓦斯突出事故,造成 4 人死亡。 2022 年 10 月 31 日 12 時 16 分,靖遠(yuǎn)煤業(yè)有限責(zé)任公司魏家地煤礦西一采區(qū) 1109綜工作面在檢修過程中回風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生瓦斯爆炸,當(dāng)時該區(qū)域有 35 人作業(yè)。 35 人全部搶救出井。其中 6 人受傷 (重傷 1 人 )、 29 人遇難 ] 2022 年 9 月 30 日,黑龍江省雞西市雞東縣哈達(dá)天龍煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故,死亡 13 人。 。
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