寺河煤矿煤与瓦斯突出主控因素分析及防治对策

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1、寺河煤矿煤与瓦斯突出主控因素分析及防治对策马国龙"，张庆华"，赵彬'（1•瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆40037;2.中国煤炭科工集团重庆研究院有限公司，重庆40037;3•山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河煤矿，山西晋城048205）摘要：针对煤与瓦斯突出影响因素众多、防治难度较大的问题，分析了寺河井田的区域构造背景，总结了寺河煤矿煤与瓦斯突出特征和日常预测指标变化规律，研究了煤层瓦斯、煤体结构、应力分布和地质构造等因素与煤与瓦斯突出之间的关系，确定了寺河煤矿煤与瓦斯突出的主要控制因素为煤层瓦斯和地质构造，并据此提出了严格控制煤层瓦斯、加

2、强地质构造探测、多角度综合预报突出危险和规范防突管理4个方面的防突对策，为寺河煤矿煤与瓦斯突出防治提供给了指导。关键词：煤与瓦斯突出；煤层瓦斯;0引言煤与瓦斯突出是众多矿井安全生产的主要威胁之一，不仅破坏性强、危害性大，而冃过程复朵、影响因素众多，受煤层瓦斯、地质构造、煤体结构、地应力等众多因素影响。因此，结合矿井实际情况,研究各因素与煤与瓦斯突出之间的关系，确定控制煤与瓦斯突出的主要因索，对有针对性地采取防突措施，加强防突管理，保障矿井安全生产，具有重要意义。笔者针对寺河煤矿的实际情况，对煤与瓦斯突出灾害主控因素及防治对策进行了研究与阐述，以期为寺河煤矿煤

3、与瓦斯突出防治提供指导。1矿井概况寺河煤矿按照地质构造和地面条件，分为东、西2个井区。东井区核定生产能力达10.8Mt/a；西井区设计生产能力为4MI/a,目前处于开拓、准备阶段。寺河煤矿现地质构造；防突对策开采二叠系下统山西组3号煤层，采用立井、斜井混合单水平开拓方式，全井出划分为12个盘区，其中东井区包含8个盘区，西井区包含4个盘区。回采工作面采用走向长壁后退式一次采全高综合机械化采煤法，掘进工作面釆用连续釆煤机、综掘机掘进。目前，寺河煤矿东井区为高瓦斯矿井，西井区为煤与瓦斯突出矿井。西井区在开拓、准备过程中，曾发生过2次煤与瓦斯突出事故，其中较大的一次

4、煤与瓦斯突出共突岀煤岩3701,涌出瓦斯87000m随着东井区浅部煤炭资源的枯竭，矿井主采区域逐渐向东井区深部及西井区转移，煤层突出危险性不断增大，矿井防突形势日益严峻，煤与瓦斯突出已成为寺河煤矿持续发展的瓶颈。2寺河煤矿区域构造背景寺河煤矿所在晋城矿区位于太行山复式背斜南段西翼，沁水复式向斜盆地东南缘，晋东南山字形构造脊柱部位南段。晋城矿区东、西分别以3号煤层露头和土沃一寺头断裂带为界，南部为驾岭一南岭断裂带。晋（城）—获（鹿）褶断带南段的伊侯山断裂带斜穿矿区中部，将矿区分割为东、西2个不连续的含煤区，如图1所示。IBI腎址利区构迪訥更东区总体为一走向N

5、NE的不对称向斜构造，东翼较为平缓，西翼相对倾斜。东区为一独立构造单元，其南、北、东三面均为煤层露头，西侧虽受伊侯山断裂带白马寺逆断层影响，煤系地层与中奥陶统灰岩接触，但受长期风化剥蚀，使得煤层露头沿断层分布,从而形成了四周完全开放的构造单元。东区的构造格局，有利于瓦斯沿煤层向地表的运移和排放，煤层瓦斯含量较小，分布于该区的风凰山煤矿、古书院煤矿和王台铺煤矿等矿井均为低瓦斯矿井。西区总体为一走向NNE、倾向NWW的单斜构造，由一系列走向NNE及NS向开阔、宽缓的背斜和向斜组成。西区东、南两面为煤层露头，西以土沃一寺头断裂带为界，北与沁水煤川深部相连，屈于半开

6、放型的构造单元，有利于瓦斯保存。根据地质勘探和生产矿井瓦斯资料，该区的小部和西部区域的煤层埋藏深、瓦斯含量大，而东部煤层露头边缘地带的煤层瓦斯含量低，处于瓦斯风化带。寺河煤矿位于晋城矿区西区，井田基本构造形态与区域构造一致，为走向NNE、倾向NWW的单斜构造，在此基础上发育了一系列近NNW向展布的背、向斜和少量断层，地质构造为简单类型。寺河井田3号煤层受西区瓦斯地质环境控制，向西、向北随着煤层埋藏深度的增加，煤层瓦斯含量由12nf7t逐渐增大到28m3/t,相应的煤与瓦斯突出危险性也逐渐增大。3突出特征规律及主控因素分析3.1瓦斯动力现象特征分析寺河煤矿与邻

7、近的嘉峰煤矿、大宁煤矿等矿井之间采用人为划界，处于同一瓦斯地质单元（图1）,具有相同的瓦斯地质规律。所以，将寺河煤矿与邻近矿井瓦斯动力现象进行统一分析，研究寺河煤矿煤与瓦斯突出灾害特征。寺河煤矿及其邻近矿井发生了多次瓦斯动力现象，其中有记录的有3次，瓦斯动力现象汇总如下：①寺河煤矿西区回风大巷6号联络巷，突出煤岩量370t、瓦斯量87000m3,突出点附近赋存有DF7、DF8两条大断层及其他2条较小的断层，地质构造较为发疗；②寺河煤矿W23012巷，突岀煤岩量18t、瓦斯量553m3,突出点位于煤层倾角变化的转折点；③嘉峰煤矿四区3300运输巷，突岀煤岩量3

8、80t、瓦斯量18100m3,突出点距矿井边界23号