火成巖侵入?yún)^(qū)石門揭開煤層群防突技術(shù)研究.pdf

1、煤與瓦斯突出是威脅煤礦安全生產(chǎn)的重要災害之一，往往會造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。即使沒有人員傷亡，也會使得巷道內(nèi)瓦斯涌出量的增大，造成瓦斯?jié)舛雀咧党?，威脅礦井安全。石門揭煤過程中，由于特殊的瓦斯賦存條件和地質(zhì)構(gòu)造因素，煤與瓦斯突出災害發(fā)生的幾率更大。為此，許多國家、科研機構(gòu)和礦區(qū)不斷地探索較為安全可靠的防突技術(shù)，以確保安全、順利地揭煤。
　　海孜煤礦是典型的受火成巖侵入影響較大的礦區(qū)?；鸪蓭r從海孜礦5煤層開始侵入，最大厚度可達到

2、170m，覆蓋礦區(qū)的大部分地區(qū)。在火成巖的炙熱烘烤和上覆載荷的作用下，其下伏煤層的瓦斯賦存異常，工作面前方應(yīng)力峰值增大。歷史上，海孜礦火成巖侵入?yún)^(qū)域下伏煤層曾多次發(fā)生煤與瓦斯突出事故，造成了重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，也出現(xiàn)了多次瓦斯高值超限的事故，給煤礦安全帶來重大安全威脅。
　　海孜礦Ⅱ32采區(qū)主運石門上覆有均厚140m的火成巖分布，為了安全、順利地揭開Ⅱ32主運石門9、8煤層群，首先，通過損傷力學理論和固流耦合的相關(guān)原理分析作為

3、理論基礎(chǔ)，分析造成煤與瓦斯突出的相關(guān)因素;其次運用COMSOL-Multiphysics數(shù)值模擬軟件對比分析在上覆為火成巖和砂巖的兩種不同情況下，待揭煤工作面前方應(yīng)力分布的異同;再次，對比分析受火成巖影響不同的兩個采區(qū)相同煤層瓦斯賦存的異同;最后，對待揭煤層實施密集預抽鉆孔預抽瓦斯和低壓水力沖孔的區(qū)域防治措施，以消除待揭煤層的煤與瓦斯突出危險性。
　　通過數(shù)值模擬分析，上覆為巨厚火成巖的待揭煤工作面前方的應(yīng)力集中區(qū)域和應(yīng)力峰值高于

4、上覆為砂巖的情況，表明待揭煤層的突出危險性會增大;受火成巖影響的采區(qū)的瓦斯賦存相關(guān)參數(shù)明顯高于不受影響的采區(qū);對待揭煤層實施密集預抽鉆孔抽采瓦斯和低壓水力沖孔，沖孔后，鉆孔的純流量增加了26.5％-43.8％，瓦斯?jié)舛仍黾恿?4.4％-91.7％;抽采結(jié)束后，待揭煤層的殘余瓦斯壓力為0.3MPa、0.22MPa，殘余瓦斯含量為5.23m3/t、5.21m3/t，整體抽采率達到了55.7％。表明，采取的一系列措施效果較明顯，可以實現(xiàn)安全、