学文网[摘要]随着煤矿开采深度的增加，煤炭开采过程中出现了一些新现象，特别是煤与瓦斯突出的现象日趋增多。本文对我国发生的几起典型的煤与瓦斯突出事故进行分析，提出煤与瓦斯事故的一些典型特征，以期为煤矿安全生产提供参考。
[关键词]煤矿安全生产；煤与瓦斯突出；冲击地压；事故分析；典型特征
中***分类号：TD 71段 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，我国煤矿相继进入深部资源开采，煤炭开采的深度以每年10～20m的速度递增，煤矿开采平均深度已达600m，个别煤矿采深已达1000m以上。随着开采深度的增加，深部岩体力学行为出现了一系列新现象[1-12]，最突出的是“三高一扰动”的复杂力学环境（三高是指高应力、高温、高岩溶水压或瓦斯压力；一扰动是指强烈的开采扰动）。在这种深部环境下，煤矿工程中与应力和开采扰动密切相关的煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩瓦斯动力灾害也日趋增多，并表现出新的更为复杂的灾害特征[13-16]。
2 深部煤与瓦斯突出典型事故分析
近年来，我国很多煤矿发生过煤与瓦斯突出的灾害事故，其中典型事故有以下矿井：2005年平顶山十二矿、2007年平顶山十矿、阜新矿区五龙矿和王营矿以及抚顺老虎台煤矿。
2.1平顶山十二矿煤与瓦斯突出事故分析
2005年6月29日平顶山煤业集团有限责任公司十二矿己七三水平回风下山煤巷施工中由于放炮引起一起煤岩瓦斯动力现象，抛出煤岩74m3，涌出瓦斯约1600m3。事故发生的己七三水平回风下山位于己七采区下部，巷道埋深为890m～1100m左右，煤层瓦斯含量18～25m3/t，煤层瓦斯压力2.8 MPa，绝对瓦斯涌出量1.7～4m3/min。
最终，经事故调查专家组认定，此次事故是冲击地压和瓦斯共同作用下的复杂矿井动力现象或冲击主导型的煤与瓦斯突出现象。
2.2平顶山十矿煤与瓦斯突出事故分析
2007年11月12日2时45分，平顶山煤业集团有限责任公司十矿己24110回采工作面突出煤量2000t，瓦斯量40000m3，造成了12名工人遇难。突出煤的堆积方面，从工作面距离机巷240m的突出口（采煤机后滚筒所在位置）开始，向机巷方向的突出煤流长度有280m左右。巷道破坏方面：在风巷距切眼37m范围内巷道底板出现大量裂缝；从切眼至风巷向外40m有底鼓现象，最大底鼓量500mm；在距切眼128m的风巷范围内有多处单体支柱圆木梁压裂、折断或翻滚，以及多根锚杆拉断；在风巷距切眼223.5m处，绞车基础底鼓100mm。共突出瓦斯40000m3。
在本次灾害事故中，仅从抛煤量、煤流堆积长度、煤尘沉积范围等现象来看具有典型的煤与瓦斯突出特征；从吨煤瓦斯涌出量，甚至比该矿井平均相对瓦斯涌出量还低，风巷与偏Y巷瓦斯浓度都在10%之下等特征来看，本次灾害事故又不具有煤与瓦斯突出特征；从巷道顶底板出现大量裂缝、底鼓、巷道支护损毁等破坏情况来看本次灾害事故具有冲击地压的特征。
2.3阜新矿区五龙矿煤与瓦斯突出事故分析
2002年4月18日阜新矿区五龙矿331综放面运顺掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故，锚网索支巷巷道发生顶底板重合，风水管折断，瓦斯涌出，死亡8人。事故发生后全风压风量1330 m3/min， 瓦斯浓度10%，绝对瓦斯涌出量133 m3/min，共计涌出瓦斯171756.6 m3。
2003年3月28日该矿331综放面运输顺槽在回采过程中发生煤与瓦斯突出事故，U型棚架变形0.3-1.0m，底鼓1.0m，串车颠覆掉到，波及范围80m，瓦斯涌出，死亡1人。事故发生前工作面风量1020m3/min，瓦斯浓度增大为4%，共计涌出瓦斯8568 m3。
2004年10月18日该矿332回风下山发生煤与瓦斯突出事故，事故发生前回风量180m3/min，正常CH40.5%，绝对瓦斯涌出量0.9m3/min。事故发生后瓦斯浓度迅速增大，达到3.8%，共计涌出瓦斯999.2 m3。同年10月24日该矿332回风巷道发生煤与瓦斯突出事故，事故发生后瓦斯浓度达到6.3%，共计涌出瓦斯311.13 m3。
2.4阜新矿区王营矿煤与瓦斯突出事故分析
1983年11月16日阜新矿区王营矿650南翼配风巷发生煤与瓦斯突出事故，巷道严重底鼓，瓦斯涌出量为8165m3/d。1984年5月25日该矿650南翼配风巷发生煤与瓦斯突出事故，放炮诱发瓦斯突出，抛煤3t，瓦斯涌出量为12960m3/d。同年6月21日该矿650充电室回风巷发生煤与瓦斯突出事故，岩墙发生瓦斯突出，形成1.3m的空洞，突出天然焦0.2t。
1985年6月25日该矿一号水仓发生煤与瓦斯突出事故，岩墙出现一条长0.8m，宽0.02m的裂缝，瓦斯急剧涌出，由2 m3/min增加至10 m3/min，持续3个月，总涌出量90万m3发生瓦斯突出，形成1.3m的空洞，突出天然焦0.2t。同年10月3日该矿650北翼大巷发生煤与瓦斯突出事故，放炮诱发冲击地压，伴有水、瓦斯、天然焦同时涌出，至87年10月20日共涌出瓦斯69.12万m3，最高涌出108 m3/min。
1991年10月24日该矿5312下川发生煤与瓦斯突出事故，放炮诱发冲击地压，推倒1架U型棚，突出煤35t，涌出瓦斯3916 m3。同年11月3日该矿5312下川又发生煤与瓦斯突出事故，放炮诱发冲击地压，突出煤55t，涌出瓦斯8405 m3。5天后11月8日放炮诱发冲击地压，推倒4架U型棚，突出煤10t，涌出瓦斯3704 m3。11月13日放炮诱发冲击地压，突出煤27t，涌出瓦斯2302 m3。
2.5抚顺老虎台矿煤与瓦斯突出事故分析
表 1为抚顺老虎台矿1997年7月至2004年9月期间冲击地压事件统计及伴随瓦斯超标次数统计情况，表 2为老虎台矿1978-2003年期间煤与瓦斯突出统计记录。
表1 1997年7月-2004年9月老虎台矿冲击地压与瓦斯相关统计
采深水平/m 冲击地压次数/次 伴随瓦斯超标次数/次 伴随瓦斯超标比例/%
-580 165 1 0.61
-630 224 13 5.80
-680 269 34 12.64
-730 135 10 7.41
-780 337 83 24.63
-830 87 40 45.98
合计 1217 181
表2 1978年-2003年老虎台矿煤与瓦斯突出相关统计
采深水平/m 煤与瓦斯突出次数/次 伴随冲击地压次数/次 伴随冲击地压比例/%
-580 2 0 0
-680 3 0 0
-730 5 1 20
-780 6 2 33.3
-830 4 3 75
由表 1可以看出随着矿井向深部延伸，冲击地压发生后伴随瓦斯超标比例显著增大。由表2看出随着矿井向深部延伸，冲击地压和煤与瓦斯突出开始同时出现，且这种相关性随着采深加大而增加[17]。
3 深部煤与瓦斯突出灾害事故新的表现特征
通过比较分析可知，深部煤与瓦斯突出灾害事故新的特征表现为：
①与典型的煤与瓦斯突出灾害的发生过程相比，深部煤与瓦斯突出灾害事故瓦斯的参与程度有所降低。从以上事故的调研资料可知，突出事故发生后，吨煤瓦斯涌出量一般不大；事故发生后回风巷瓦斯浓度一般较低。
②随着采深的增大，地应力逐渐增高，在灾害的发生过程中地应力的作用凸显。从以上事故的调研资料可知，灾害事故发生的地点埋深大，一般超过500m，事故发生地点均有明显的顶板下沉断裂、底鼓、巷道挤压等矿压显现情况。
③随着采深的增加和地应力的增大，同样强度的煤体在深部表现出明显的软化特征，在浅部条件下难以发生突出事故的强度较大的煤体，在深部条件下也可发生类突出事故。
④事故表现特征的差异。深部开采条件下，事故灾害新的表现特征可概括为： 1）一般具有一定的孔洞；2）抛出煤岩距离较远，但抛出煤岩无明显的分选性；3）煤层地应力大，灾害的发生中应力所占比例较大；4）抛出煤岩量大，吨煤瓦斯涌出量较小，风流逆转现象不明显；5）灾害发生点的顶底板出现裂缝、底鼓或有煤壁外移等明显的矿压显现状况；6）灾害发生地点一般处在地质构造带。
4 结论
根据对全国部分矿区高瓦斯煤层发生冲击地压和突出的调研分析发现，随着采深的增加和开采强度的不断加大，煤岩瓦斯动力灾害也日趋增多。尤其是含瓦斯煤层发生的动力灾害往往表现出兼具煤与瓦斯突出和冲击地压两种灾害的特征。
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