见表
从表3中数据可以看出,随着开采深度的加大,突出强度及瓦斯涌出量明显增大。实测资料显示,桑树坪煤矿煤层瓦斯压力梯度平均1.15MPa/hm,当采深大于400mm时,煤与瓦斯突出的频度提高,突出强度增大。例如,采深>415 m的4137回风巷掘进过程中,共发生煤与瓦斯突出6次,其中5次突出强度超过200 t,最大强度为810 t最大瓦斯涌出量为66 784m3。
3.2 突出强度及瓦斯涌出量与采掘工程类型的关系
表4 突出强度及瓦斯涌出量与采掘工程类型的关系
见表
从表4中突出次数看,平巷突出量多,占总突出次数的68.8%;采煤工作面突出次之,占总突出次数的25%;石门最少,占总突出次数的6.2%。但从突出强度看,石门突出强度最大,平巷突出强度次之,采煤工作面突出强度最小。石门突出强度是采煤工作面突出强度的10.63倍,平9 7 3 123 4 8 : 来源:易安网
巷突出强度是采煤工作面突出强度的3倍。由此可以看出,桑树坪煤矿巷道发生煤与瓦斯突出的危险性远元大于采煤工作面。
3.3 突出强度及瓦斯涌出量与作业方式的关系
从表5中突出次数看,放炮和架棚引发突出并列首位,均占总突出次数的37.5%;采煤机割煤引发突出次之,占总突出次数的18.75%;无作业与打钻引发突出最少。但从突出强度看,无作业突出强度最大,放炮与架棚突出强度相近,采煤机割煤突出强度最小。桑树坪煤矿无作业突出和架棚突出强度较大。研究发现,当煤体结构完整时,放炮使煤体破坏,裂隙增多,有利于瓦斯排放;当煤体结构破坏严重,为碎粉煤,糜棱煤时,放炮使媒体内部裂隙闭合或被煤泥充填,煤层透气孔生变差,不利于瓦斯排放,造成煤层瓦斯含量增大,瓦斯压力升高,当瓦斯压力达到一定程度时,发生煤与瓦斯突出。因此,可以认为,放炮既有诱导煤与瓦斯突出的作用,又有延缓煤与瓦斯突出的作用。
表5 突出强度及瓦斯涌出量与作业方式的关系
见表
3.4 突出强度及瓦斯涌出量与地质构造的关系
表6 突出强度及瓦斯涌出量与地质构造的关系
见表
表6显示,在各种构造因素中,褶曲部位煤与瓦斯突出强度最大,在发生的5次突出中,有4次突出强度超过200t,其中+300 m轨道石门发生的强度为1 100 t的煤与瓦斯突出是近年来最强的一次;无构造突出强度排次之;煤厚变化突出强度排第三;断层及层滑构造突出强度最小。桑树坪煤矿无构造突出强度较大,突出次数较多,其原因是这类突出多发生在深部或煤体结构破坏严重的部位。因此,可以认为,桑树坪煤矿煤与瓦斯突出与地质构造联系密切,但在采深>400 m及煤体结构破坏严重的无构造部位,煤与瓦斯突出的危险性依然很大。
3.5 突出强度及瓦斯涌出预兆的关系
表7 突出强度及瓦斯涌出量与突出预兆的关系
见表
由表7可以看出,87.5%的煤与瓦斯突出有突出预兆,并且突出预兆的种类及特征与突出强度和突出时间有密切联系;当有响煤炮、片帮掉碴、顶板来压及瓦斯异常等预兆时,突出强度较大;煤炮声为单个,由远而近,强度由小到大,突出可以有在数小时后发生,突出强度较大;煤炮声为群炮,频率很高,强度很大,突出很快就要发生;当瓦斯异常或瓦斯忽大忽小,且有煤尘及瓦斯冷风出现时,突出可能在数秒或数分钟内立刻发生;突出预兆种类越多,突出发生的时间越近;突出预兆越提前,越明显,突出强度就越大。因此,掌握突出预兆的种类及特征,对煤与瓦斯突出预测,防止突出造成人身伤亡事故,具有重要的现实意义。
4 结论
通过对桑树坪煤矿近6年来48次煤与瓦斯突出进行分析,可初步得出如下结论:
(1)桑树坪煤矿75%的煤与瓦斯