向斜构造煤与瓦斯突出探讨.doc

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1、向斜构造煤与瓦斯突出探讨摘要：本文首先介绍了向斜构造的煤与瓦斯突出实例，然后进行了向斜构造分析，最后提出了向斜构造煤与瓦斯突出的相关问题，具有较强的理论性和指导性，供借鉴参考。关键词：向斜构造；煤与瓦斯突出；应力；煤体结构Abstract:thispaperintroducesthestructureoftheinclinedcoalandgasoutburstexamples,andtheanalysistothestructure,andfinallyputsforwardsomeconstructionfromthecoalandgasoutburstofrelatedprobl

2、ems,withstrongtheoreticalandguidanceforreference.Keywords:fromthestructure;Coalandgasoutburst;Stress;Coalbodystructure中图分类号：TQ517.5文献标识码：A文章编号：煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力及煤的物理力学性质等因素综合影响下的矿井动力灾害。研究表明，在3082次有准确记录的突出事例中，81.9%的突出地点为软分层变厚，有断层、褶曲、火成岩侵入、煤层厚度变化等的地质构造。生产实践表明，向斜构造是煤与瓦斯突出的多发地带。构造地质学家们对向斜构造进行了大量研究且取得了

3、卓有成效的进展(Bio,t1961；Ramsary,1962；Ramberg,1963；Williams,1980；B。只pomeBCKfi［丘，1981；Hudelston,1993；SchmalholzandPadladchikov,1999；Manete-low,2001)o在煤田地质方面，康继武、郭德勇、朱志敏、李贵中分析了褶皱构造煤层瓦斯的储存条件和分布特征。陈练试、朱兴珊、王生全等分析了褶皱构造煤体结构破坏特征。王桂梁、王生全分析了褶皱构造煤层厚度变化特征。何俊利用分形理论分析了褶皱构造的儿何特征和煤与瓦斯突出危险性之间的关系。本文从分析向斜构造的几何特征入手，进一步讨论了

4、向斜构造煤层与围岩组成的软硬互层系统的应力-应变特征、层间滑动特征、煤体宏观与微观结构特征以及瓦斯压力与瓦斯含量分布特征，论述了向斜构造煤与瓦斯突出的机理。1向斜构造的煤与瓦斯突出实例平顶山矿区位于李口向斜西南部，矿区总体地质构造线展布方向与李口向斜平行(图1)。矿区东部的八矿、十矿和十二矿以李口向斜、牛庄向斜等为主；中部的一矿、四矿和六矿主体为规模较小的断层；西部的五矿、七矿和十一矿主要为锅底山断层、九里山断层及中间地带的郝堂向斜等。对平顶山矿区煤与瓦斯突出的统计表明，突出具有区域性分布特征，表现为矿区东部的3对矿井为突出矿井，已发生突出43次，位于西部的矿井只有少数的突出显现，而位

5、于中部的矿井基本上没有突出显现。总体上，平顶山矿区的煤与瓦斯突出宏观上受到向斜构造的控制。平顶山矿区的十二矿的16101工作面，在煤巷掘进中发生突出11次，占十二矿己组煤突出的70%（图2）。现场调查表明，煤体结构破坏类型以III,IV为主，瓦斯压力分别为1.45和2.60MPa,瓦斯涌出量异常高。图1平顶山矿区地质构造（据张铁岗，2001）图1平顶山十二煤矿与瓦斯突出于向斜构造的关系湖南利民煤矿井田南北两端为大量的褶皱，褶皱密度、褶皱幅度比较大，且多为紧闭，甚至倒转，井田中部褶皱不甚发育，一般比较宽缓；南北两端为不稳定、极不稳定煤层，井田中部为较稳定煤层；井田南端瓦斯压力为1.90M

6、Pa,瓦斯含量19.72川3/；t北端瓦斯压力为2.95MPa,瓦斯含量26m3/；t中部瓦斯压力为0.39MPa,瓦斯含量11.26m3/；t井田南端煤层普氏系数为0.06〜0.22,北端为0.17~0.41,中部为0.56~0.59。井R1南部褶皱带煤与瓦斯共突出60次，北端褶皱带共突出128次，中部除深部突出4次外，其余地区未曾突出过。鹤壁矿区位于华北拗陷和太行山隆起之间的过渡地带，以一系列NWW向张扭性逆冲断层和褶皱构造为主。鹤壁矿区44次突出中有26次突出发生在褶曲轴部（向斜和背斜），且基本都发生在附近没有大断层或连通地表断层发育的封闭性褶曲内。袁家矿区浦溪井田位于袁家向斜北

7、段偏南，褶曲轴为近SN向。浦溪井70多次突出中，35次都集中在向、背斜轴部附近，不但突出次数多，而旦突出强度大。在淮北矿区，向斜构造形态控制煤层瓦斯分布基本状况。从宿东向斜的两翼过渡到轴部，8号煤层瓦斯压力、瓦斯含量逐渐增大，煤与瓦斯突出也逐渐增多2向斜构造分析向斜是地壳中岩石受力弯曲变形构造之一。岩石的弯曲变形可以用弯曲弹性梁的应力、应变情况来说明。岩层在弯矩M的作用下弯曲，以中性层为界，下部受拉应力作用，上部受压应力作用，并且拉（或者压）应