煤与瓦斯突出地质因素影响分析

瓦斯突出

中国煤炭学会煤矿安全专委会2009年学术研讨会论文集

矿业安全与环保

第36卷增刊2009年8月

煤与瓦斯突出地质因素影响分析

吴自立

(煤炭科学研究总院重庆研究院,重庆400037)

摘　要:煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯、煤层结构特征的综合作用,大小在学术界仍存在较大的分歧。结合部分煤矿现场实际,进行了分析。

关键词:煤与瓦斯突出;地应力;断层;褶皱;中图分类号:TD713　　　文献标志码:C4495(2009)S1-0208-02　　,的自然灾害。,突出矿井,出要严重,如重庆的南桐矿区、天府矿区、中梁山矿区,湖南的白沙矿区、涟邵矿区,不仅表现在突出矿井数和突出次数多,而且突出强度大。突出的发生具有明显的区域性,不同矿区、不同煤层,甚至于是同一矿区同一煤层的不同区域,其发生突出的可能性以及突出强度的大小都是不一样的。椐统计资料表明:发生突出的区域仅占突出煤层整个采掘面积的10%～20%。地应力、瓦斯、煤层结构特征均是地壳运动、成煤过程、地质构造形成过程的产物,是在煤与瓦斯突出发生前已经客观存在的,因此,其存在伴随着地质上的原因和条件。

2　断层、褶皱和煤与瓦斯突出的关系

正断层一般是煤(岩)层受到张应力或张扭应力的作用而形成的,而煤层的正断层则是煤层在挤压过程中转化的局部张应力形成的。正断层虽然给瓦斯的赋存提供了一定的空间,瓦斯体积有所增加,但煤层内的瓦斯含量及瓦斯压力不会增加。当采掘活动经过该正断层时,煤层瓦斯的涌出量会有一定程度的增加,但发生煤与瓦斯突出的可能性不大。

逆断层是煤(岩)层受到压应力或压扭应力的作用而形成的。此类断层附近的煤层受到不同程度的挤压、揉搓,使得煤体的原生结构和构造受到不同程度的破坏,这种破坏作用往往使得整个煤层或煤层的分层出现大量的带有微孔裂隙的粉煤,使煤的比表面积增加数倍。而这些微孔隙的透气性能极低,同时构造挤压产生的压应力和剪应力又使其发生动力变质作用,产生大量变质增生游离瓦斯,进入煤层微孔隙和构造裂隙中。煤体强度又随着吸附瓦斯量的增加而降低,当采掘活动进入该断层附近区域时,煤体原有的应力平衡状态被打破,煤体内的瓦斯压力远远大于采掘空间的大气压力,进而激发了瓦斯动力现象的发生。地质构造区域常常存在复杂的构造应力,一方面,有利于煤体弹性潜能的集中,增加了煤与瓦斯突出的危险性;另一方面,地质构造区域煤体结构破坏严重,往往伴生着构造软煤,使煤体的强度大幅度降低,造成抵抗煤与瓦斯突出的能力下降。

利用断层落差的大小来判定煤层是否具有突出危险性,具有实际意义。重庆松藻煤电有限责任公司石壕煤矿在现场实际工作中采取的判识指标是:断层落差大于0.5m时,断层两侧各10m范围内划定为突出危险区;断层落差为1.0～2.0m时,断层

1　突出煤层的赋存情况

从发生煤与瓦斯突出矿井统计资料分析,煤与

瓦斯突出的发生既有煤层群的矿井,也有单一煤层的矿井。煤层的赋存情况非常复杂,既有急倾斜煤层,也有倾斜和缓斜煤层;既有薄煤层,也有中厚煤层和厚煤层。在同一矿井煤层倾角和厚度的变化较大。从煤层的赋存情况及区域地质构造来看,突出煤层分布在石炭纪、二叠纪及侏罗纪等煤系地层中,但以晚二叠纪的龙潭煤系占多数。与聚煤时期或成煤后期的构造运动相联系,在一个较大的区域,由于挤压作用、压扭作用,使地层内部的地应力处于紧张状态,未能得到释放,从而使煤层内的瓦斯不易释放,使得煤层内的瓦斯含量高。

收稿日期:2009-07-11

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