柳家庄煤矿掘进头过断层时瓦斯异常涌出的研究

刘慧志，苟瑞君

（中北大学 化工与环境学院，山西 太原 030051）

1 矿井的基本情况

柳家庄煤矿隶属于山西柳林凌志集团，根据山西省煤矿企业晋煤重组办发[2009]33号“关于吕梁市柳林县煤矿企业兼并重组整合方案（部分）的批复”，柳家庄煤业有限公司由原山西柳林永新煤业有限公司、山西（陕西吴堡）麻塔则煤矿、山西亚通柳家庄煤业有限公司及新增区兼并重组整合而成，是一座年产120万t的中大型矿井、正在基建，通风方法为抽出式，属于低瓦斯矿井。井田西及北邻邓家庄煤矿为高瓦斯矿井，南邻双柳煤矿为高瓦斯矿井，东南邻柳林宏盛聚德煤业有限公司为低瓦斯矿井，东邻兴家沟煤矿为低瓦斯矿井；井田地层走向近南北，总体为一向西倾斜的单斜构造，在单斜上发育有宽缓的褶皱构造，产状井田北部较陡、中部及南部较缓，倾角2～6°。井田内仅东北角5号煤层巷道揭露3条小断层，落差均小于5m，均为正断层。未发现陷落柱，构造简单。井田内5号煤种为焦煤和肥煤，但据近5a瓦斯鉴定结果和瓦斯报表发现，瓦斯含量在3 m3/t以下、并不高，原因主要是井田内断层切割的影响，造成煤层中瓦斯积聚。根据2007～2009年度瓦斯等级鉴定，相对瓦斯涌出在2.61～6.12 m3/t之间，绝对瓦斯涌出在0.86～2.27 m3/t之间，二氧化碳相对涌出量在0.89～2.61 m3/t之间，二氧化碳绝对涌出量在0.33～0.86 m3/t之间，为低瓦斯低二氧化碳矿井，但在5212运输顺槽掘进过程中发生过瓦斯异常涌出现象。

2 5212运输顺槽掘进头的情况

5212运输顺槽位于本井田的最西部边界，采用综掘速度300 m/月，埋藏深度在300 m以上，煤层厚度1.7～2.5 m，平均2 m；本顺槽北部为邓家庄煤矿采空区，西部和南部均未采动，绝对瓦斯涌出量1.00～1.80 m3/min之间。

1）瓦斯来源分析。由于本顺槽掘进北部为邓家庄煤矿采空区，且东部本井田已大面积采空，南部双柳煤矿为高瓦斯矿井；断定瓦斯涌出主要来源于采空区和原煤瓦斯含量自身增大。

2）5212运输顺槽掘进头的瓦斯异常涌出。5212运输顺槽工作面掘进到400m时，突然煤层变薄、且煤层向下倾斜，并发现迎头探水孔内有声响，经检测6个探眼内瓦斯浓度均达到70%以上。通过对比图纸资料及现场进行分析，发现5312回风顺槽在掘进到400m左右时也发生过瓦斯异常涌出现象，掘进迎头前方距F6断层8m左右。F6断层为逆断层，落差0～20m，属于压扭性断层，接触紧闭延展性差，积聚的形变潜能相对较大，不利于瓦斯的排放，通过断层附生裂隙或者受断层附近掘进迎头探水震动影响等原因进行释放。通过治理5212运输顺槽掘进工作面瓦斯异常涌出，弄清了该掘进头瓦斯异常涌出的规律，得出掘进遇断层瓦斯异常区距离为8～25m，为今后对瓦斯异常涌出提供了经验值。

3 矿井瓦斯涌出的治理

1）采空区瓦斯涌出的治理。针对本煤层大面积采空区的特点，要加强采空区瓦斯管理。先要提高5212回风顺槽及切眼的密闭质量，防止北部邓家庄采空区和本井田东部采空区瓦斯的涌出；同时要加强密闭前后的瓦斯的检查、隐患及时排查，还要注意调整通风系统的管理，要提前对采空区瓦斯涌出情况进行分析和预测。特别要加强沿采空区掘进施工管理，坚持“先探后掘”原则，提前打钻探放采空区的瓦斯，防止发生瓦斯事故。

2）矿井瓦斯异常涌出的治理。掘进工作面在断层面内掘进时，必须严格执行边探边掘措施。每次预测时，必须探测到工作面前方2 m以后的煤厚，当到2 m以上时，立即停头，施工卸压钻孔。在工作面卸压钻孔探测到距离断层前10 m，必须立即停止掘进，采取过断层措施。并在掘进过程中加强瓦斯检测，特别注意对掘进头探眼瓦斯浓度的检测，发现探眼内或裂隙中有气体涌出、探眼口瓦斯浓度超过1%，或风流中瓦斯浓度超过0.6%，应该严格按照瓦斯异常区进行管理，并制定异常瓦斯防治措施，确保矿井安全。

4 结束语

柳家庄煤矿经过多年的开采，5号煤层再采一个工作面就基本采空，已延伸8号煤层，随着埋深的加大，瓦斯含量随之增大。现对5212运输顺槽掘进接近断层时迎头探水眼内发生瓦斯异常涌出的治理，可为今后掘进过程中遇断层等构造易发生瓦斯异常涌出进行预测预报提供经验，也对今后的瓦斯防治具有指导意义。

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