人們從多次沼氣噴出的事故中不斷地尋找規(guī)律,并尋找其發(fā)生的原因。一般認(rèn)為:煤層或巖層的構(gòu)造裂縫中貯存的大量高壓沼氣是引起沼氣噴出的內(nèi)在因素;在開(kāi)采過(guò)程中,由于放炮穿透或機(jī)械震動(dòng)、或地壓活動(dòng),使煤巖造成卸壓縫隙,構(gòu)成沼氣噴出的通道是其外在因素。噴出一般有如下規(guī)律:
(1)沼氣噴出與地質(zhì)變化有密切關(guān)系,一般噴出均發(fā)生在地質(zhì)變化帶。如南桐煤礦回采工作面的噴出,就是發(fā)生在向斜軸或斷層這些壓扭性結(jié)構(gòu)面附近。
(2)煤層頂、底板巖層中有溶洞、裂隙發(fā)育的石灰?guī)r,其中儲(chǔ)有大量沼氣時(shí),則可能發(fā)生大規(guī)模的沼氣噴出現(xiàn)象。
(3)沼氣噴出一般具有明顯的噴出口或裂隙。
(4)沼氣噴出量有大有小,從幾立方米到幾十萬(wàn)立方米,噴出的持續(xù)時(shí)間從幾分鐘到幾年,甚至十幾年。它與蓄積的沼氣量和沼氣來(lái)源的范圍有密切的關(guān)系。
(5)沼氣噴出前往往出現(xiàn)預(yù)兆,如沼氣濃度變大,或忽大忽小以及沼氣噴出量增加時(shí)的嘶嘶聲等。
沼氣噴出的預(yù)防與處理措施
預(yù)防與處理沼氣噴出的措施,應(yīng)根據(jù)沼氣噴出量的大小和沼氣壓力的高低來(lái)擬定。有的礦井總結(jié)為“探、排、引、堵”。探就是探明地質(zhì)構(gòu)造和沼氣情況;排就是排放或抽放沼氣;引就是把沼氣引至總回風(fēng)流或工作面后20米以外的區(qū)域;堵就是將裂隙、裂縫等堵住,不讓沼氣噴出。
1.探明地質(zhì)構(gòu)造
在掘進(jìn)工作面的前方和兩側(cè)打鉆孔,探明是否存在有斷層、斷裂和溶洞,探明它們的位置、大小和沼氣情況。
2.排放(或抽放)沼氣
在探明地質(zhì)構(gòu)造后,若斷層、斷裂范圍不大,溶洞容積較小,或沼氣積蓄量不多時(shí),則可讓其自然排放。若范圍較大、沼氣積蓄量較多時(shí),噴出持續(xù)時(shí)間可能長(zhǎng),不能讓其自然排放,應(yīng)將鉆孔接入抽放管路,封堵嚴(yán)密后進(jìn)行抽放。中梁山煤礦曾使用鉆孔抽放溶洞沼氣。抽放后沼氣絕對(duì)涌出量由17.8立方米/分降至2.64立方米/分。 (www.Examw.com)
3.將沼氣引至回風(fēng)流
若噴出沼氣的裂隙范圍小,沼氣積蓄量不大,可用金屬罩或帆布罩將噴出沼氣的裂隙蓋住,然后在罩上接風(fēng)筒或管子將沼氣引入回風(fēng)流或距工作面20米以外的巷道中,保證工作面放炮、掘進(jìn)的安全。
4.封堵裂隙
若噴出沼氣的裂隙較小,積蓄的沼氣量較少,可用黃泥或其它材料封堵裂隙,阻止沼氣噴出,保證掘進(jìn)時(shí)的安全。
此外,有沼氣噴出的工作面要有單獨(dú)的通風(fēng)系統(tǒng),并要適當(dāng)加大供風(fēng)量,保證沼氣不超限和不影響其它區(qū)域。預(yù)防鄰近煤層噴出,可在開(kāi)采煤層工作面回采的初期,及時(shí)放頂,減少集中壓力的作用,還可在開(kāi)切眼附近多打抽放沼氣的鉆孔,增大抽放沼氣量,降低煤層中的沼氣壓力。