淮北煤田煤与瓦斯突出灾害差异性和控制因素研究

王亮^1,2，郑思文^1,2，赵伟³，陈大鹏^1,2，朱子斌^1,2

1. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室2. 中国矿业大学安全工程学院3. 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院

摘 要：淮北煤田是我国重要的煤炭资源开发基地,也是我国煤矿瓦斯灾害最严重的矿区之一。为了掌握淮北煤田瓦斯赋存和灾害特点,通过突出灾害案例分析、瓦斯地质参数统计和理论研究的方法,对淮北煤田瓦斯地质特征、突出灾害差异性和主控因素进行了系统研究。结果表明:淮北煤田处于徐宿弧形构造圈内,煤田内网状断裂构造纵横交错,构造密度最大可达51条/km2,最大煤层瓦斯压力接近6MPa,部分矿井岩浆侵入现象严重,煤田煤层及瓦斯赋存呈现"两极性"分布。淮北煤田发生的煤与瓦斯突出动力现象多集中在处于高瓦斯带的宿县矿区,事故占比达到57%,煤田整体呈现"南高北低、东高西低、东南最高"的瓦斯赋存分布及瓦斯灾害分布特征。煤田内经历多期构造运动,局部区域构造分布十分复杂,地应力分布异常;岩浆侵入的热演化使得煤的微孔发育、吸附瓦斯能力增强,岩浆岩的圈闭作用为下伏煤体中的瓦斯保存提供了良好条件,使得该区域煤层易于发生煤与瓦斯突出,海孜和卧龙湖煤矿共计15起事故发生在岩浆岩下伏煤体的热演化区;煤田内部分煤层厚度大,如芦岭特厚松软煤层厚度大于10 m;煤层顶底板多为透气性较差的泥岩或粉砂岩,有效抑制了煤体中瓦斯的逸散;Ⅲ—Ⅴ类构造煤广泛分布,有利于煤层瓦斯的赋存;部分矿井已延伸至-900—-1 000 m,具有开采深度大、地应力大的特点。研究结果为淮北煤田瓦斯灾害的精准防治及安全高效开采提供了支撑。

关键词：淮北煤田;煤与瓦斯突出;瓦斯地质;灾害差异性;控制因素;