我國(guó)礦山采掘業(yè)是地質(zhì)災(zāi)害最頻發(fā)的行業(yè)之一。河南省是我國(guó)產(chǎn)煤大省,也是全國(guó)著名的瓦斯重災(zāi)區(qū),省內(nèi)50%以上的煤礦為高瓦斯或煤與瓦斯突出礦井。為此《典型瓦斯地質(zhì)災(zāi)害與防治》進(jìn)行了專題研究,精選自新中國(guó)成立以來(lái)發(fā)生在河南省的大量災(zāi)難性瓦斯地質(zhì)災(zāi)害的典型實(shí)例,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和專家訪談,針對(duì)每個(gè)事故災(zāi)害的具體特點(diǎn),著重從災(zāi)害過(guò)程實(shí)錄、災(zāi)害基本特征、災(zāi)害成因機(jī)制、災(zāi)害經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及瓦斯地質(zhì)災(zāi)害防治措施等方面,進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的分析研究。
《典型瓦斯地質(zhì)災(zāi)害與防治》可供礦山工程勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、安全、礦井地質(zhì)工程技術(shù)人員參考,也可作為大中專院校有關(guān)專業(yè)師生的參考材料。
礦山安全是煤礦生產(chǎn)永恒的話題,而防治瓦斯地質(zhì)災(zāi)害是煤礦安全生產(chǎn)所面臨的一個(gè)迫切的重大課題。
河南省煤炭工業(yè)由于其規(guī)模產(chǎn)量和特殊的地域優(yōu)勢(shì),長(zhǎng)期以來(lái)一直在全國(guó)煤炭行業(yè)占據(jù)著重要的地位,在全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中同樣起到了非常重要的作用。進(jìn)入21世紀(jì)以后,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的持續(xù)快速發(fā)展,人們對(duì)煤炭的需求逐年遞增。煤炭工業(yè)作為河南省的支柱產(chǎn)業(yè),對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的支撐效應(yīng)也越來(lái)越明顯。然而,隨著礦井開采機(jī)械化程度的提高,礦井開采向深部延伸,開采規(guī)模逐年增大,以及在許多特殊條件下開采(如在瓦斯突出區(qū)采煤)等,所遇到的地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜,煤礦安全事故時(shí)有發(fā)生,安全成本逐年上升,怎樣從根本上遏制事故的發(fā)生是煤炭系統(tǒng)面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。
就地質(zhì)條件而言,河南省煤礦多系“三軟”礦區(qū),礦井瓦斯地質(zhì)災(zāi)害頻繁,常常誘發(fā)群死群傷事故!兜湫屯咚沟刭|(zhì)災(zāi)害與防治》在前人已有工作的基礎(chǔ)上,總結(jié)了新中國(guó)成立以來(lái)河南省歷次重大瓦斯事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),綜合應(yīng)用瓦斯地質(zhì)學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、煤巖學(xué)、地球物理學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)理論,對(duì)礦井瓦斯地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理、控制因素及災(zāi)難性進(jìn)行了系統(tǒng)的清晰論述和科學(xué)探討。同時(shí),對(duì)各種勘察技術(shù)手段、防治方法、預(yù)測(cè)數(shù)理模型、環(huán)境地質(zhì)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用等也進(jìn)行了初步探索。
前言
緒論
第一章 地質(zhì)及瓦斯地質(zhì)特征
第一節(jié) 河南省煤田區(qū)域地質(zhì)背景
第二節(jié) 河南省煤田瓦斯地質(zhì)背景
第三節(jié) 河南省瓦斯地質(zhì)分區(qū)特征
第二章 礦區(qū)瓦斯地質(zhì)條件分析
第一節(jié) 研究區(qū)概況
第二節(jié) 瓦斯生成條件分析
第三節(jié) 瓦斯運(yùn)移條件分析
第四節(jié) 瓦斯保存條件分析
第三章 瓦斯地質(zhì)災(zāi)害案例分析
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 瓦斯窒息事故案例分析
第三節(jié) 瓦斯突出事故案例分析
第四節(jié) 瓦斯次生(煤塵)災(zāi)害分析與防治
第四章 煤與瓦斯突出防治方法
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的瓦斯突出強(qiáng)度預(yù)測(cè)
第三節(jié) 基于灰色理論的瓦斯突出風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)
第四節(jié) 基于瓦斯地質(zhì)參數(shù)的瓦斯突出位置預(yù)測(cè)
第五節(jié) 礦井瓦斯地質(zhì)災(zāi)害防治信息化前景
第六節(jié) 瓦斯抽放與煤層氣開發(fā)
第七節(jié) 巖石與瓦斯突出防治方法
第五章 突出煤層的采煤方法
第一節(jié) 概述
第二節(jié) 充填采煤的發(fā)展及似膏體充填技術(shù)
第三節(jié) 煤礦似膏體充填料漿的特性
第四節(jié) 煤礦似膏體充填固結(jié)體的早期強(qiáng)度
第五節(jié) 煤礦似膏體充填固結(jié)體的容許比壓和壓縮率
第六節(jié) 煤礦似膏體充填實(shí)例
圖版及說(shuō)明
參考文獻(xiàn)
第二章 礦區(qū)瓦斯地質(zhì)條件分析
第三節(jié) 瓦斯運(yùn)移條件分析
以掀斜斷塊為主要標(biāo)志的伸展構(gòu)造和沿蓋層中軟弱層位發(fā)育的重力滑動(dòng)構(gòu)造,是河南省煤田尤其是豫西煤田內(nèi)最富特色的構(gòu)造現(xiàn)象(馬杏垣,1981;李萬(wàn)程,1979;王昌賢,1984;曹代勇,1985)。由于處于上述拉張性區(qū)域構(gòu)造背景,煤系蓋層在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期中遭受風(fēng)化剝蝕,數(shù)千米厚的三疊系地層基本消失殆盡,煤層中瓦斯也得以大量釋放,豫西鄭州礦區(qū)14對(duì)生產(chǎn)礦井(除滑動(dòng)構(gòu)造區(qū))大都呈現(xiàn)低瓦斯特征就是一個(gè)最好的佐證。
然而,老第三紀(jì)始新一漸新世產(chǎn)生的重力滑動(dòng)構(gòu)造,極大地改變了本區(qū)的構(gòu)造面貌。在研究區(qū)南部告成一大冶一超化一線大致形成東西向,以逆沖縮短為特征的前緣擠壓帶。該構(gòu)造帶擠壓作用強(qiáng)烈,構(gòu)造應(yīng)力集中,對(duì)“三軟”煤層瓦斯構(gòu)成十分良好的封閉性地質(zhì)環(huán)境,從而構(gòu)成本區(qū)特有的瓦斯異,F(xiàn)象。
一、煤體的微觀變形特征
煤的空隙發(fā)育特征是評(píng)價(jià)煤層瓦斯運(yùn)移條件的基本內(nèi)容?障兜男再|(zhì)、大小以及空間分布狀況直接影響到煤的滲透率。相對(duì)一般巖石而言,煤是一種包含孔隙和裂隙、既是儲(chǔ)層又是源巖的雙空隙有機(jī)巖石。前者是煤中的微孔隙,主要影響瓦斯的賦存、解吸和擴(kuò)散;后者由構(gòu)造變形引起,主要影響瓦斯的滲透和運(yùn)移。