红稗地煤矿煤与瓦斯突出危险性预测

吴 超（运城职业技术学院，山西 运城 044000）

红稗地煤矿煤与瓦斯突出危险性预测

吴 超
（运城职业技术学院，山西 运城 044000）

通过对红稗地煤矿井下取样分析和现场实测，分别得出煤样破坏类型等级、原始瓦斯参数、坚固性系数、瓦斯放散初速度等数据的测取和分析，并在研究煤的初始释放瓦斯膨胀能指标的基础上，对所测煤层进行煤与瓦斯突出危险性综合性预测。

煤与瓦斯突出；瓦斯压力；瓦斯膨胀能

1　煤矿概况

（1）煤层赋存状况。红稗地煤矿隶属贵州省清镇市，鉴定的突出危险性预测煤层为矿界范围内标高+1100 m的K5煤层，K5煤层为矿区目前主采煤层，全区稳定可采。煤层厚度5.4—5.6m，平均厚度5.50m；（2）矿井瓦斯概况。煤矿2010年度瓦斯等级鉴定和二氧化碳测定报告可知:该矿鉴定为高瓦斯矿井；（3）煤尘爆炸性及煤的自燃倾向性。根据贵州省煤田地质局实验室对K5煤层的鉴定报告，K5煤层煤尘无爆炸性，自然发火倾向为不易自燃（Ⅲ类）；（4）煤矿瓦斯动力现象证明。根据红稗地煤矿提供的《红稗地煤矿瓦斯动力现象证明》：“截至鉴定前，红稗地煤矿在采掘过程中，未发生过符合煤与瓦斯突出基本特征的瓦斯动力现象。同期内红稗地煤矿周边的矿井在采掘过程中，未发生过符合煤与瓦斯突出基本特征的瓦斯动力现象”［1-2］。

2　现场瓦斯数据测定

通过对红稗地煤矿井下采掘系统条件分析，在充分进行现场勘查后，确定了瓦斯压力测定钻孔实施方案［3-4］，测压工作结束之后，测压钻孔参数及瓦斯压力测定结果见表1；

表1　瓦斯压力测定钻孔参数及结果表

根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》［3］的要求，取一水平副井大巷测压点3，1#钻孔获取的相对瓦斯压力值为0.30MPa，并将其作为判断K5每层是否存在突出危险性的重要指标之一。

3　其他突出参数测定

（1）煤的破坏类型。根据鉴定人员在井下对K5煤层暴露点的观察，K5煤层呈不规则小块或粒状，层理紊乱，无次序，颜色偏暗，用手捻之可成粉末。根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》要求，K5煤层破坏类型为Ⅳ类。

（2）煤的坚固性系数测定。本次测定采用落锤法测定煤样坚固性系数，即f值。由于本次所取煤样全部为软分层煤，所以其粒径都很小，K5煤层煤样的坚固性系数测定结果见表2。

表2　K5煤层煤样f值测定结果

根据测定结果可知红稗地煤矿K5煤层的坚固性系数最小值为0.231。

（3）煤样的瓦斯放散初速度⊿p测定。测定瓦斯放散初速度⊿p，选用的是WT-1型瓦斯扩散速度测试系统，最终测定结果汇总如下表3。

表3　红稗地煤矿K5煤层煤样测定数据表

根据上述测试结果，红稗地煤矿K5煤层煤样的最大瓦斯放散初速度ΔP=33.1mmHg。

（4）初始释放瓦斯膨胀能指标测定。煤样初始释放瓦斯膨胀能是一个反映地应力，瓦斯压力及煤体强度在突出过程中的作用的综合指标，其临界值为42.98mJ/g。红稗地煤矿K5煤层的初始释放瓦斯膨胀能测定结果为46.53mJ/g，大于弱突出的临界值42.98mJ/g。

4　结论和建议

（1）结论。1）根据测定各项数据看，K5煤层破坏类型为Ⅳ类；煤层坚固性系数为0.231，小于0.5；煤层瓦斯放散初速度为33.1mmHg，大于10mmHg；煤层相对瓦斯压力为0.30MPa，小于0.74MPa；其中，前三个数据均已达到《防突规定》中的单项临界指标，但K5煤层的相对瓦斯压力没有达到《防突规定》中的单项临界指标要求，缺乏突出动力，因此综合各单项指标可判断，在鉴定范围内K5煤层没有突出危险性；2）红稗地煤矿K5煤层煤样的初始释放瓦斯膨胀能为35.72mJ/g，小于弱突出的临界值42.98mJ/g，因此从初始释放瓦斯膨胀能指标来看，红稗地煤矿在现有矿界范围内标高+1110m以上的K5煤层内没有突出危险性；3）综上所述，红稗地煤矿在现有矿界范围内标高+1110m以上的K5煤层没有突出危险。

（2）建议。在本次测定过程中，瓦斯压力最大值出现在测点3附近，其埋深为175m。按照瓦斯梯度与埋深成正比的原则，同等标高埋深有可能不同，这样同标高埋深较深的地方煤层瓦斯压力可能会高于测点3的瓦斯压力，所以当开采这样的区域时，要注意加强对煤与瓦斯突出的预测预报工作，发现有突出征兆及时采取综合防突措施，避免发生突出事故。

［1］《关于加强煤与瓦斯突出矿井鉴定工作的通知》（煤安监办［2005］11号），国家安全生产监督管理总局［S］.

［2］《防治煤与瓦斯突出规定》［S］.国家安全生产监督管理总局，2009.

［3］《煤矿安全规程》［S］.国家煤矿安全监察局，2011.

［4］《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》，AQ/T1047-2007［S］. ［5］《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》［S］.AQ1024-2006.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.064