平煤集团十二矿己七三水平回风下山突出条带成因研究和防突措施的应用
主题词
: 突出条带成因对策
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内容提要:对己七三水平回风下山突出条带成因进行探讨,并据此采取针对性的防突
措施,有效地消除了突出条带对掘进工作的影响,从而保证安全生产能顺利进行。
一、工作面概况和瓦斯地质
己七三水平回风下山位于己七采区下部,南接二期回风下山,北至李口向斜轴附近。该
工作面设计长度
1800m,揭露标高在-590m~-820m 之间,垂深 890m~1000m 左右,地面对
应标高为
180m~300m。
巷道布置在己
15 煤层之中,煤层赋存比较稳定,煤厚没有大的变化,平均 3.5m。从已
掘过的
750m 巷道可以看出,该面没有遇到大的构造分布,煤层节理较发育,煤层倾角在
8~200 之间。煤层顶底板为砂质泥岩,透气性差。
煤层瓦斯含量
15m3/t,瓦斯压力 2MPa 左右。该面在所有工作面中埋藏最深,瓦斯含量
最高,压力最大,突出的危险性最大。
三、突出条带成因
当巷道掘进至距开口
570m 位置时,出现异常情况:在 19 号钻场内施工挂耳钻孔的过
程中,喷孔夹钻严重,打不进去。设计孔深
45m,实际孔深却在 16m~26.8m 之间,原来一
个原班的工作量,此时施工了
3 个原班,也没有达到设计孔深。在迎头施工超前排放钻孔的
过程中,喷孔顶钻现象严重,并伴有强烈的煤炮声。从
570m 位置到 580m 位置,进尺
10m,用了 20 天时间,共计施工了 105 个超前排放钻孔,执行了 12 次措施,效检了 10 次,
突出危险性效检指标超限
8 次,其中 S max =20.5kg/mqmax=36L/min。掘进过程中,放炮后
瓦斯浓度经常处于临界值。
通过对挂耳钻孔所得的资料分析,前方无明显的断层及其他大的构造。迎头煤体层理紊
乱,小的节理裂隙发育,煤体破坏较为严重。这一突出条带的形成一定有其特定的原因。
通过对煤层顶板进行认真观察,发现有 5 条断裂平行排列,呈张性结构面。(见下
图)走向
NW2950,每条断裂间距为 1.5~2.5 m,它们的特征是:
(
1) 斜切煤层层理
(
2) 有很大的长度
(
3) 产状比较稳定
(
4) 裂隙壁上常见擦痕
(
5) 常有几厘米的断距
平行断裂的形成,是属于断层伴生的次一级同序次断裂,它们都是在区域应力场条件
下形成的,并以所谓
“正”断层移位表现出来。三水平回风下山巷道上部地层层位比下部层位
偏新,下部处于
“下滑”状态。正常情况下保持稳定。当受区域性构造应力作用:主正应力
σ1(岩层重力产生铅直应力),同时区域内垂直于断层面走向方位存在水平张应力 σ3,侧
向存在
σ2 应力。(σ1 直立,σ2 水平,σ3 水平。其中 σ2 与断裂走向一致)。在地应力的多期
活动中,造成张性下滑,形成复合式正断裂位移保留下来。
该区域内煤体结构遭到破坏的根本原因,主要是受到多期次构造应力作用的影响,也
就是受到
5 条平行断裂的直接影响形成的。因此该条带内应力相对集中,瓦斯相对富集,突
出危险性非常大。
二、突出条带中采取的针对性措施
1.超前排放