瓦斯矿井瓦斯异常涌出的分析与判断
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工 作 面 煤 壁 瓦 斯 异 常 涌 出频 繁 ， 危胁 安全 生产 ， 为 确 保 该 工 作面安全生产 ， 对该 工作 面的 瓦斯来 源 、 涌 出 形 式 进 行 了 分 析 与研 究 。
１ 瓦斯 通 出形 式 与 判 断
当在 ０ ． ５ 的 空 间 内 瓦斯 浓 度 达 到 ２ ％， 称 为 瓦斯 积 降 。
（ ５ ） 超声 波穿 透法 ； （ ６ ） 钻孔 Ｃ Ｔ及 电法 ； （ ７ ） 井 下仰 孔注水 测
１ 观 测 区地 质 开 采 条件 １ ． １ 地 质 条件
漏法等。井 下仰孔注 水测漏 法是 近几 年 山东科技 大学发 明 的“ 钻孔双端封堵 测漏装置” 专利技术 。
邱集煤矿位 于 山东省 西北 部 ， 可采 煤层 四层 （ ７ 、 １ ０ 、 １ １ 、 １ ３ ） 。７ １ ０ ７工作 面位于西～采 区七煤 的上部 。该工作 面走 向
地 稳 定 的涌 出属 瓦斯 的普 通 涌 出 。
（ ３ ） 现在采面所在 的地段 顶板完整无 构造 、 无 淋水 、 煤层 裂隙不发育 。相邻 的 ８ ３ ０ ２工作 面采 空 区在其 东侧 间隔 １ ２ ０ 米的煤 柱 ， 相距 远 又不 具备 导 通 的条 件 ， 经 实测 分析 ， 不是
支护顶 板。采空 区处理方法采 用全部垮落法。
２ 导 水 裂 隙 带 高 度 探 测 设 计
２ ． １ 探 测 技 术 选 择
图１ 探测方 法示意图
２ ． ２ 现 场 探 测 工 程 设 计
根据 工 作 面 附 近 钻 孔 ５—３所 揭 露 覆 岩 岩 性 条 件 ， 顶 板
岩层 主 要 由 粉 砂 岩 、 粉 细砂 岩 、 细砂岩 等所组成 ， 根 据 其 强 度 ７ 煤层 顶板属 于中硬偏软地层 ， 为 保 证 探 测 范 围 超 过 实 际裂 隙带高度 ， 按 中硬岩 层预计 ， 这 里 的 预 计 误 差 取 零 值 。其 预 计公式为 ： 所 采 用 的 探 测 方 法 主要 有 ： （ １ ） 钻孔 冲洗 液法 ； （ ２ ） 钻 孔 电视法 ； （ ３ ） 钻孔深部基点法 ； （ ４ ） 超 声 成 像 及 数 字 测 井法 ；
（ ４ ） 通过 以上计 算和分析 。 充分说 明 ８ ３ ０ ３ 工作面 瓦斯 涌
道水幕可安六个 喷头 ， 则， 所 安水幕 的道数为 ：
ｍ＝ｎ ／ ６ ＝ ４ ６ ０ ／ ６ ＝７ ６ （ 道）
通过 测 算 ， ２ ０ ℃ 的水 温与 ２ ￣ Ｃ的 矿 井 空 气 相 互 混 合 ， 水
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童 撼晨 舛技
２ ０ ０ ５ 年第３ 期
邱 集 煤矿 ７煤 覆 岩破 坏 规 律 探 测 研 究
临 沂矿务局邱集煤矿 摘 要 童培 国 王立才 林英 良 齐东合 该文针对邱集煤矿 ７煤被太原组 一灰直接 充水含 水层覆盖 的具体条件 ， 在７ １ ０ ７工作面轨道 巷 中布 置观测钻房 ， 采用
幕前后 的温度相差 ３ ￣ Ｃ 左右 ， 大大改善了矿井气候条件 。 为井 下员工提供 了良好 的工 作环 境 ， 对安全 生产 ， 减 少事故 的发
生 起 到 保证 作 用 。
为保证水的压力 ， 同时 考虑 一定 的 系数 ， 按０ ． ５的系 数
设 计 。安 ３ ８道水 幕 。示 意 图如 图 ２ 。
吹”
（ １ ） 根 据 瓦斯 涌 出 的变 化 范 围 和 变 化 趋 势 ， 参 照 相 邻 区
域的瓦斯涌出情况 ， 结合地 质说 明书 中地质条 件 （ 如构造 带 、
断 层带 ） 的变 化 情 况 ， 给 出设 计 区 域 可 能 的 瓦 斯 涌 出 异 常 地 带， 并 根 据设 计 参 数 （ 风量 、 巷 道断 面 ） 预 测 工 作 面 瓦 斯 浓 度 等范 围， 并针 对 存 在 的 隐 患 制 定 出相 应 的 防治 措 施 。 （ ２ ） ； ０ ｎ 强通 风 ， 确 保 通 风 系统 的 稳 定 ， 风量计 算 时 ， 富余 系数 取 值 不 低 于 １ ． ２ ； （ ３ ） 设专职 瓦检员 跟班检 查异 常部位 （ 回风隅 角 、 煤壁 、
长４ １ ０ —５ ６ ０ ｍ， 倾斜宽 １ ６ ０ ｍ 。
井下 仰孔 注水 测漏 法是在 井下 工作 面的外 围巷 道或硐
室中， 向工作 面斜 上 方打小 口径仰 斜 钻孔 ， 钻 孔穿过预 计 的 导水裂缝带范 围并 超过 预计 顶 界一 定高 度 ， 如图 １ 所示， 采
用钻 孔 双端 堵 水 器 对 钻 孔进 行 逐 段 封 隔 注 水 ， 测 定 各 孔 段 漏 失量变化情况 ， 以此 探 测 确定 覆 岩 破 坏 规 律 。
８ ３ ０ ２采 空 区 的 瓦 斯 涌 出 。 因 此 可 以说 明该 段 煤 层 的 围 岩 透 气性较差 ， 主要 是 由 于 煤 壁 受 工 作 面 采 动 影 响 产 生 裂 隙 ， 瓦 斯 的 压力 下 降 ， 就 破 坏 了原 有 的 动 态 平 衡 ， 一 部 分 吸 附 瓦斯 将 解析 转 化 为游 离 瓦 斯 并 涌 出 。
煤层直接顶为泥岩 ， 厚２ ． ４ ｍ， 层状 节理 、 致密块 状 ， 局 部
裂隙发育 ， 充填有方解石脉 ， 性脆易碎 ， 属不稳定 顶板 。底板
为粉 砂 岩 ， 厚 １ ． ４ ８ ｍ， 黑灰色 ， 强 度较低 ， 顶部有 ０ ． １ —０ ． ３ ｍ厚
的粘土岩伪底 ， 粘土强度极低 ， 遇水 膨胀 变软 。煤层倾 角 ５ —
１ １月 ５号 早 班 １ Ｏ ： ２ ｏ Ｏ ． １ ６ Ｏ ． １ ５ Ｏ ． １ ５ Ｏ ． １ ９ Ｏ ． １ ６ ０ ． １ ５ ０ ． １ ４ Ｏ ． １ ３ Ｏ ． １ ３ １ １月 ５号 中 班 １ ９ ： ３ ｏ Ｏ ． ２ Ｏ ． １ ９ Ｏ ． １ ６ Ｏ ． １ ５ ０ ． １ ４ Ｏ ． １ ３ Ｏ ． １ ９ Ｏ ． １ ９ Ｏ ． １ ９
图１ Ｏ Ｈ ，涌 出状态趋势 图
１ ． １ ８ ３ ０ ３工 作 面 回风 巷 距 工作 面 １ ０ ２ ０ ｍ 处 的瓦 斯 含 量 ） 从 １ Ｏ月 ２ ５号 到 ｌ １ 月 ５号 的 瓦 斯 涌 出状 态 图 （ 见图 １ ） 来 看， 瓦斯 涌 出没 有 太 大 的 变 化 ， 徘徊在 ０ ． １ ３— ０ ． １ ６ ％之 间 ， １ ２
井下仰孔双端封堵测漏技术 ， 对覆岩破 坏进 行 了采前 与采后注水漏失量探测 ， 研究得到 了 ７ 煤 开采覆岩 导水裂 隙带发育规律 ， 为矿 井水体下采煤提供 了依据 ， 该 技术在黄河北煤 田及类似条件矿井具有 良好 的推广前景。
关 键 词 导水 裂 隙 带 井下 仰 孔 观 测 注 水 漏 失量
２ ０ ０ ４ 年１ Ｏ月 ３ １ 号中班 ， ８ ３ ０ ３工作面在 ５并一６ 并架 前局 部煤壁逆风点测 出瓦斯浓度达 ５ ％， 工作 面 回风 流 中瓦斯浓
度达 ０ ． ％（ 正常为 ０ ． ０ ８ ％） ， 及时 制订 防制 措施 ， 确 保 安 全 生 产 。 同时 ， 调出 １ Ｏ月 ３ １日之 前 的瓦 斯 检 查 记 录 ， 进行了仔 细分析。
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２ ０ ０ ５ 年 第３ 期
互娃ｊ ｊ ： 舛ｌ 枝
６ ３
低 瓦斯 矿 井 瓦斯 异 常涌 出 的分 析 与判 断
山东济宁矿 业集团运 河煤矿 关键词 综采工 作面 瓦斯异常 涌 出状态 瓦斯 管理 济宁运河煤矿年生产 能力 １ ５ ０万 ｔ ， 矿井立井 开拓 ， 中央
从计算来看涌 出量都很低 ， 达不到 高瓦斯矿井 的等级也
非 高 瓦斯 区 。
１ ． ３ 按 瓦斯 局 部 积 聚 分 析
目前生产主水平在 一７ ２ ５水平 ， ８ ３ ０ ３ 综 采 工作 面切 眼布 置在 一７ ５ 水平 以下 ， ２ 切 眼标 高 一９ ０ ０ ｍ。工作 面采用后 退式 倾斜长 壁采煤 法 ， 倾 向长 １ ４ ０ ０ ｍ， 走 向长 ８ ０ ｍ， 采空 区顶板 管 理 为全部跨落法 ， “ ｕ ” 形通风方式。２ ０ ０ ４ 年 ６月份 开始 回采 ，
选工作面煤壁处最 高 的三个 点 ， 测量 位置距煤 壁 ｌ Ｏ ｃ ｍ， 在测 点前后 ２ ． ５ ｍ范围内的顶板 、 底 板之 间的空 间 内测得 的数值
如表 １ 。
表 １ 瓦斯测点浓度数值
１ ４号 一１ ５ 号 前 ４ ０号 加 前 ４ ９号 架 前 顶 壁 底 顶 壁 底 顶 壁 底 （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％）
８ 。 ， 平均煤厚 １ ． ２ ５ ｍ， 黑 色块 状 。有 细 小 方 解 石 脉 顺 外 生 裂 隙 穿切 ， 局 部 见 透 镜 状 粉 砂 岩 夹 矸 。煤 层 硬 度 系 数 ｎ． ３ １ ， 工 作 面构造简单 ， 煤层赋存稳定 。
１ ． ２ 开 采 条 件
工作面选用走 向长壁 对拉 工作 面 ， 后 退式采 煤 法 ， 采 用 Ｄ Ｚ Ｉ ４ —２ ５ ／ ８ ０型 单 体 液 压 支 柱 ， 配合 Ｈ Ｄ Ｊ Ａ一１ ０ ０ ０型 铰 接 顶 梁
监 控 系统 的 时 时 监 测 相 结 合 。
（ ４ ） 煤壁 瓦斯 涌出 占工作 面瓦斯 涌 出的 比例最大 ， 因此 必 须 完 善 采 煤 机 的 内外 喷 雾 系统 和 二 次 负 压 降 尘 系 ， 及 时排 除采煤机滚筒附近的瓦斯 ， 同时消除割煤时产生的火花。 （ ５ ） 回风隅 角瓦斯 管理是 难 点 ， 采 用 风 幛 导 风 及 抽 排 法 排放瓦斯 ， 不 得 采 用 压 人式 排 放 瓦 斯 ， 避免 瓦斯超限时“ 一 风
出形 式 是 普 通 涌 出 ， 涌 出量 是 正 常 的状 态 ， 瓦 斯 涌 出 受 多 种 因素 影 响 ， 不但 与采深 有关 而且 风量 的变化 、 气 压 的变化也
１ 瓦斯 通 出形 式 与 判 断
当在 ０ ． ５ 的 空 间 内 瓦斯 浓 度 达 到 ２ ％， 称 为 瓦斯 积 降 。
（ ５ ） 超声 波穿 透法 ； （ ６ ） 钻孔 Ｃ Ｔ及 电法 ； （ ７ ） 井 下仰 孔注水 测
１ 观 测 区地 质 开 采 条件 １ ． １ 地 质 条件
漏法等。井 下仰孔注 水测漏 法是 近几 年 山东科技 大学发 明 的“ 钻孔双端封堵 测漏装置” 专利技术 。
邱集煤矿位 于 山东省 西北 部 ， 可采 煤层 四层 （ ７ 、 １ ０ 、 １ １ 、 １ ３ ） 。７ １ ０ ７工作 面位于西～采 区七煤 的上部 。该工作 面走 向
地 稳 定 的涌 出属 瓦斯 的普 通 涌 出 。
（ ３ ） 现在采面所在 的地段 顶板完整无 构造 、 无 淋水 、 煤层 裂隙不发育 。相邻 的 ８ ３ ０ ２工作 面采 空 区在其 东侧 间隔 １ ２ ０ 米的煤 柱 ， 相距 远 又不 具备 导 通 的条 件 ， 经 实测 分析 ， 不是
支护顶 板。采空 区处理方法采 用全部垮落法。
２ 导 水 裂 隙 带 高 度 探 测 设 计
２ ． １ 探 测 技 术 选 择
图１ 探测方 法示意图
２ ． ２ 现 场 探 测 工 程 设 计
根据 工 作 面 附 近 钻 孔 ５—３所 揭 露 覆 岩 岩 性 条 件 ， 顶 板
岩层 主 要 由 粉 砂 岩 、 粉 细砂 岩 、 细砂岩 等所组成 ， 根 据 其 强 度 ７ 煤层 顶板属 于中硬偏软地层 ， 为 保 证 探 测 范 围 超 过 实 际裂 隙带高度 ， 按 中硬岩 层预计 ， 这 里 的 预 计 误 差 取 零 值 。其 预 计公式为 ： 所 采 用 的 探 测 方 法 主要 有 ： （ １ ） 钻孔 冲洗 液法 ； （ ２ ） 钻 孔 电视法 ； （ ３ ） 钻孔深部基点法 ； （ ４ ） 超 声 成 像 及 数 字 测 井法 ；
（ ４ ） 通过 以上计 算和分析 。 充分说 明 ８ ３ ０ ３ 工作面 瓦斯 涌
道水幕可安六个 喷头 ， 则， 所 安水幕 的道数为 ：
ｍ＝ｎ ／ ６ ＝ ４ ６ ０ ／ ６ ＝７ ６ （ 道）
通过 测 算 ， ２ ０ ℃ 的水 温与 ２ ￣ Ｃ的 矿 井 空 气 相 互 混 合 ， 水
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２ ０ ０ ５ 年第３ 期
邱 集 煤矿 ７煤 覆 岩破 坏 规 律 探 测 研 究
临 沂矿务局邱集煤矿 摘 要 童培 国 王立才 林英 良 齐东合 该文针对邱集煤矿 ７煤被太原组 一灰直接 充水含 水层覆盖 的具体条件 ， 在７ １ ０ ７工作面轨道 巷 中布 置观测钻房 ， 采用
幕前后 的温度相差 ３ ￣ Ｃ 左右 ， 大大改善了矿井气候条件 。 为井 下员工提供 了良好 的工 作环 境 ， 对安全 生产 ， 减 少事故 的发
生 起 到 保证 作 用 。
为保证水的压力 ， 同时 考虑 一定 的 系数 ， 按０ ． ５的系 数
设 计 。安 ３ ８道水 幕 。示 意 图如 图 ２ 。
吹”
（ １ ） 根 据 瓦斯 涌 出 的变 化 范 围 和 变 化 趋 势 ， 参 照 相 邻 区
域的瓦斯涌出情况 ， 结合地 质说 明书 中地质条 件 （ 如构造 带 、
断 层带 ） 的变 化 情 况 ， 给 出设 计 区 域 可 能 的 瓦 斯 涌 出 异 常 地 带， 并 根 据设 计 参 数 （ 风量 、 巷 道断 面 ） 预 测 工 作 面 瓦 斯 浓 度 等范 围， 并针 对 存 在 的 隐 患 制 定 出相 应 的 防治 措 施 。 （ ２ ） ； ０ ｎ 强通 风 ， 确 保 通 风 系统 的 稳 定 ， 风量计 算 时 ， 富余 系数 取 值 不 低 于 １ ． ２ ； （ ３ ） 设专职 瓦检员 跟班检 查异 常部位 （ 回风隅 角 、 煤壁 、
长４ １ ０ —５ ６ ０ ｍ， 倾斜宽 １ ６ ０ ｍ 。
井下 仰孔 注水 测漏 法是在 井下 工作 面的外 围巷 道或硐
室中， 向工作 面斜 上 方打小 口径仰 斜 钻孔 ， 钻 孔穿过预 计 的 导水裂缝带范 围并 超过 预计 顶 界一 定高 度 ， 如图 １ 所示， 采
用钻 孔 双端 堵 水 器 对 钻 孔进 行 逐 段 封 隔 注 水 ， 测 定 各 孔 段 漏 失量变化情况 ， 以此 探 测 确定 覆 岩 破 坏 规 律 。
８ ３ ０ ２采 空 区 的 瓦 斯 涌 出 。 因 此 可 以说 明该 段 煤 层 的 围 岩 透 气性较差 ， 主要 是 由 于 煤 壁 受 工 作 面 采 动 影 响 产 生 裂 隙 ， 瓦 斯 的 压力 下 降 ， 就 破 坏 了原 有 的 动 态 平 衡 ， 一 部 分 吸 附 瓦斯 将 解析 转 化 为游 离 瓦 斯 并 涌 出 。
煤层直接顶为泥岩 ， 厚２ ． ４ ｍ， 层状 节理 、 致密块 状 ， 局 部
裂隙发育 ， 充填有方解石脉 ， 性脆易碎 ， 属不稳定 顶板 。底板
为粉 砂 岩 ， 厚 １ ． ４ ８ ｍ， 黑灰色 ， 强 度较低 ， 顶部有 ０ ． １ —０ ． ３ ｍ厚
的粘土岩伪底 ， 粘土强度极低 ， 遇水 膨胀 变软 。煤层倾 角 ５ —
１ １月 ５号 早 班 １ Ｏ ： ２ ｏ Ｏ ． １ ６ Ｏ ． １ ５ Ｏ ． １ ５ Ｏ ． １ ９ Ｏ ． １ ６ ０ ． １ ５ ０ ． １ ４ Ｏ ． １ ３ Ｏ ． １ ３ １ １月 ５号 中 班 １ ９ ： ３ ｏ Ｏ ． ２ Ｏ ． １ ９ Ｏ ． １ ６ Ｏ ． １ ５ ０ ． １ ４ Ｏ ． １ ３ Ｏ ． １ ９ Ｏ ． １ ９ Ｏ ． １ ９
图１ Ｏ Ｈ ，涌 出状态趋势 图
１ ． １ ８ ３ ０ ３工 作 面 回风 巷 距 工作 面 １ ０ ２ ０ ｍ 处 的瓦 斯 含 量 ） 从 １ Ｏ月 ２ ５号 到 ｌ １ 月 ５号 的 瓦 斯 涌 出状 态 图 （ 见图 １ ） 来 看， 瓦斯 涌 出没 有 太 大 的 变 化 ， 徘徊在 ０ ． １ ３— ０ ． １ ６ ％之 间 ， １ ２
井下仰孔双端封堵测漏技术 ， 对覆岩破 坏进 行 了采前 与采后注水漏失量探测 ， 研究得到 了 ７ 煤 开采覆岩 导水裂 隙带发育规律 ， 为矿 井水体下采煤提供 了依据 ， 该 技术在黄河北煤 田及类似条件矿井具有 良好 的推广前景。
关 键 词 导水 裂 隙 带 井下 仰 孔 观 测 注 水 漏 失量
２ ０ ０ ４ 年１ Ｏ月 ３ １ 号中班 ， ８ ３ ０ ３工作面在 ５并一６ 并架 前局 部煤壁逆风点测 出瓦斯浓度达 ５ ％， 工作 面 回风 流 中瓦斯浓
度达 ０ ． ％（ 正常为 ０ ． ０ ８ ％） ， 及时 制订 防制 措施 ， 确 保 安 全 生 产 。 同时 ， 调出 １ Ｏ月 ３ １日之 前 的瓦 斯 检 查 记 录 ， 进行了仔 细分析。
维普资讯
２ ０ ０ ５ 年 第３ 期
互娃ｊ ｊ ： 舛ｌ 枝
６ ３
低 瓦斯 矿 井 瓦斯 异 常涌 出 的分 析 与判 断
山东济宁矿 业集团运 河煤矿 关键词 综采工 作面 瓦斯异常 涌 出状态 瓦斯 管理 济宁运河煤矿年生产 能力 １ ５ ０万 ｔ ， 矿井立井 开拓 ， 中央
从计算来看涌 出量都很低 ， 达不到 高瓦斯矿井 的等级也
非 高 瓦斯 区 。
１ ． ３ 按 瓦斯 局 部 积 聚 分 析
目前生产主水平在 一７ ２ ５水平 ， ８ ３ ０ ３ 综 采 工作 面切 眼布 置在 一７ ５ 水平 以下 ， ２ 切 眼标 高 一９ ０ ０ ｍ。工作 面采用后 退式 倾斜长 壁采煤 法 ， 倾 向长 １ ４ ０ ０ ｍ， 走 向长 ８ ０ ｍ， 采空 区顶板 管 理 为全部跨落法 ， “ ｕ ” 形通风方式。２ ０ ０ ４ 年 ６月份 开始 回采 ，
选工作面煤壁处最 高 的三个 点 ， 测量 位置距煤 壁 ｌ Ｏ ｃ ｍ， 在测 点前后 ２ ． ５ ｍ范围内的顶板 、 底 板之 间的空 间 内测得 的数值
如表 １ 。
表 １ 瓦斯测点浓度数值
１ ４号 一１ ５ 号 前 ４ ０号 加 前 ４ ９号 架 前 顶 壁 底 顶 壁 底 顶 壁 底 （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％） （ ％）
８ 。 ， 平均煤厚 １ ． ２ ５ ｍ， 黑 色块 状 。有 细 小 方 解 石 脉 顺 外 生 裂 隙 穿切 ， 局 部 见 透 镜 状 粉 砂 岩 夹 矸 。煤 层 硬 度 系 数 ｎ． ３ １ ， 工 作 面构造简单 ， 煤层赋存稳定 。
１ ． ２ 开 采 条 件
工作面选用走 向长壁 对拉 工作 面 ， 后 退式采 煤 法 ， 采 用 Ｄ Ｚ Ｉ ４ —２ ５ ／ ８ ０型 单 体 液 压 支 柱 ， 配合 Ｈ Ｄ Ｊ Ａ一１ ０ ０ ０型 铰 接 顶 梁
监 控 系统 的 时 时 监 测 相 结 合 。
（ ４ ） 煤壁 瓦斯 涌出 占工作 面瓦斯 涌 出的 比例最大 ， 因此 必 须 完 善 采 煤 机 的 内外 喷 雾 系统 和 二 次 负 压 降 尘 系 ， 及 时排 除采煤机滚筒附近的瓦斯 ， 同时消除割煤时产生的火花。 （ ５ ） 回风隅 角瓦斯 管理是 难 点 ， 采 用 风 幛 导 风 及 抽 排 法 排放瓦斯 ， 不 得 采 用 压 人式 排 放 瓦 斯 ， 避免 瓦斯超限时“ 一 风
出形 式 是 普 通 涌 出 ， 涌 出量 是 正 常 的状 态 ， 瓦 斯 涌 出 受 多 种 因素 影 响 ， 不但 与采深 有关 而且 风量 的变化 、 气 压 的变化也
