煤矿西二采区防突设计.doc

新密市恒业有限公司和成煤矿 西二采区防突专项设计西二采区防突专项设计 编制单位：新密市恒业有限公司 编制时间：二一三年六月十三日 会审记录表会审记录表 设计名称： 西二采区防突专项设计 会审时间：会审地点： 参加会审人员签字 通防科：地测科：工程科： 机电科：调度室：安全科： 通防副总：总工程师： 矿 长： 和成煤矿会审意见 裕中煤业公司审批意见 生产科：安全科： 总工程师：总经理： 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 前前 言言 和成煤矿井田位于郑州市西南约 30km 处的新密市与新郑市交 界处，西距新密市区约 15km，行政隶属新密市曲梁乡管辖。井田东西 长约 8km，南北宽 0.62km，西窄东宽，面积 13.6km2，矿井设计生产 能力 0.45mt/a，服务年限 42.5a。井田交通十分便利，南距登封商丘 公路 5km，西距郑（州）（新）密公路 4km，并有柏油公路相通，东距 京广铁路约 20km，区内乡、村间小柏油公路纵横交错。井田内可采煤 层为二1、七4煤层，二1煤层为主采煤层。 和成矿井田为原河南省密县曲梁煤矿详查区内北部的一个井田， 新密市恒业有限公司于 2003 年 6 月合法获得其煤炭资源勘查权，并 委托郑州煤炭设计院对井田内二1煤层进行了可行性研究，初步确定 在井田内建设一座井型为 0.45mt/a 的煤矿，先期开采地段为二1煤层 -300m 底板标高以上，初期采区放在横 812 勘探线之间，水平运输 大巷放在-280m 标高煤层顶板或底板的岩层内。 目前，矿井三对立井、井下永久避难硐室、充电硐室、中央变电所、 中央水泵房、爆破材料库、地面及井下瓦斯抽放泵站均以建成并投入 使用，矿井总共有四条大巷，分别为轨道运输大巷、胶带运输大巷、回 风大巷、辅助回风大巷。胶带运输大巷与回风大巷已掘进至首采区位 置，西翼轨道运输大巷正在穿煤阶段，目前属于煤巷掘进。 根据 2010 年 7 月煤炭科学研究总院重庆研究院出具的新密市恒 业有限公司和成煤矿二1煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告二1煤 层被鉴定为突出煤层，该矿井为突出矿井。 根据防治煤与瓦斯突出规定第十四条规定：“有突出危险的新 建矿井及突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突专项设计。设计 应当包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、通风系 统、防突设施（设备）、区域综合防突措施和局部综合防突措施等内容。 ”特编制西二采区防突专项设计。 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 一、一、设计设计主要依据主要依据 1.煤矿安全规程（新版）和防治煤与瓦斯突出规定等相关法 规文件； 2.新密市恒业有限公司和成煤矿矿井地质报告； 3.新密市恒业有限公司和成煤矿初步设计说明书； 4.新密市恒业有限公司和成煤矿初步设计修改安全专篇； 5.新密市恒业有限公司和成煤矿二1煤层煤与瓦斯突出危险性 鉴定报告； 6.新密市恒业有限公司和成煤矿二1煤层瓦斯含量测试报告； 7.安监总煤装2011163 号印发的煤矿瓦斯抽采达标暂行规定； 8.煤矿瓦斯抽采基本指标（aq1026-2006）； 9.矿井瓦斯涌出量预测方法（aq1018-2006）； 10.煤矿瓦斯抽采工程设计规范（gb50471-2008）； 11.煤矿瓦斯抽放规范（aq1027-2007）。 二、二、设计设计的指的指导导思想思想 坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，严格执 行“通风可靠、监控有效、管理到位、抽采达标”的瓦斯综合治理十六 字方针。结合和成煤矿的地质特点及设计情况，全面分析矿井建设与 生产的安全技术条件，合理确定矿井的安全技术装备标准、防突人员 及设备的配备、防突专项资金的提取和使用等，提出切实可行的安全 生产技术措施和安全设施，真正做到为今后的安全施工和生产创造良 好的条件，为职工的生命安全及矿井的生产管理提供可靠的安全保障。 三、三、设计设计的主要特点及安全的主要特点及安全评评价价 1.和成煤矿属于煤与瓦斯突出矿井，矿井设计有地面永久瓦斯抽 放系统、井下固定抽放系统和井下移动抽放系统，实现瓦斯分源抽放 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 和稳定抽放，从而减小了矿井瓦斯涌出量。 2.该设计对防治煤与瓦斯出提出了符合和成煤矿西二采区实际 情况的双“四位一体”的防治煤与瓦斯突出措施。 3.西二采区有独立完整的通风系统，采用两进两回布置方式，进 风巷道为西翼轨道运输大巷、西翼胶带运输大巷；回风巷道为西翼回 风大巷、西翼辅助回风大巷，乏风由中央风井排出。 4.根据“安全第一、预防为主，综合治理”的安全生产方针，结合和 成煤矿的瓦斯地质条件和西二采区开拓、开采方式，对煤与瓦斯突出 的各种因素进行了详细地分析、研究，提出了科学合理的防治技术措 施和管理措施，装备了必要的仪器、仪表，为今后的安全生产和施工 创造良好的条件，为矿井的生产管理提供可靠的安全保障。 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 目目 录录 第一章第一章 矿矿井概况井概况1 第一节 矿井位置和交通1 第二节 矿井开拓与生产现状2 第三节 地质构造2 第四节 煤层概况6 第五节 矿井瓦斯10 第六节 煤层自燃倾向性和煤尘爆炸性12 第二章第二章 采区采掘采区采掘设计设计及接替及接替计计划划13 第一节 采区位置13 第二节 采区开拓方式及巷道布置13 第三节 采煤方法及回采顺序14 第四节 采掘工艺参数15 第五节 采区 2013 年 6 月2015 年采掘接替计划.16 第三章第三章 通通风风系系统统18 第一节 概 况18 第二节 采掘工作面通风和硐室通风19 第三节 采区通风设施构筑标准及要求20 第四章第四章 矿矿井瓦斯管理区分井瓦斯管理区分类认类认定及治理措施定及治理措施22 第一节 突出矿井瓦斯管理区分类认定22 第二节 瓦斯管理区治理措施22 第五章第五章 瓦斯抽采系瓦斯抽采系统统24 第一节 采区瓦斯储量计算24 第二节 采区瓦斯可抽量24 第三节 瓦斯涌出量预测25 第四节 采区瓦斯抽放参数29 第五节 瓦斯抽放系统的确定30 第六节 采区抽放管路系统选型设计31 第七节 瓦斯抽放管路敷设要求及安全装置33 第六章第六章 防治煤与瓦斯突出方案防治煤与瓦斯突出方案36 第一节 突出危险性预测36 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 第二节 石门揭煤综合防突方案37 第三节 采掘工作面区域防突方案42 第四节 区域措施效果检验51 第五节 瓦斯抽采达标评判53 第六节 区域验证55 第七节 局部综合防突方案56 第七章第七章 防突防突设设施（施（设备设备） ）65 第一节 安全避险“六大系统” 65 第二节 防治煤与瓦斯突出预警系统71 第三节 个体防护72 第四节 反向风门72 第五节 远距离爆破73 第六节 防突栅栏73 第八章第八章 安全保障措施安全保障措施74 第一节 防治煤与瓦斯突出安全控制流程74 第二节 安全管理保障81 第三节 瓦斯管理措施87 第四节 瓦斯抽放管理措施89 第五节 钻孔施工安全技术措施90 第六节 防尘管理92 第七节 电器设备管理措施93 第八节 防喷孔及防灭火管理94 第九节 其它措施95 第九章第九章 防突人、防突人、财财、物保障、物保障.96 第一节 防突人员配备96 第二节 防突工程计划投入及设施设备投入96 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 附件：附件： 附表： 附表 1 和成煤矿 2013 年 6-12 月基建矿建工程计划表 附表 2 和成煤矿 2014 年基建矿建工程计划表 附表 3 和成煤矿 2015 年基建矿建工程计划表 附表 4 2013 年矿井防突工程计划资金概算表 附表 5 2014 年矿井防突工程计划资金概算表 附表 6 2015 年矿井防突工程计划资金概算表 附图： 附图 1 2013 年度采掘工程平面图 附图 2 2013 年 6 月2015 年采掘接替计划图 附图 3 和成煤矿瓦斯地质图 附图 4 瓦斯抽采设计图 附图 5 西二采区区域防突及局部防突设计图 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 1 第一章第一章 矿矿井概况井概况 第一第一节节 矿矿井位置和交通井位置和交通 和成矿井田位于郑州市西南约 30km 处的新密市与新郑市交界处， 西距新密市区约 15km，行政隶属新密市曲梁乡管辖，仅东北角小部分属 新郑市小乔乡。 井田西自红椿树洼，东到耿岗村，南至 f10断层，北至 f12断层，井田 东西长约 8km，南北宽 0.62km，西窄东宽，面积 13.6km2。井田内可采 煤层为二1、七4、一1煤层，二1煤层为主采煤层。七4煤层为局部可采煤 层，井田内被中部无煤带划分为东、西两个块断，东部块断埋藏较深，相 对比较完整，尚有推断资源量（333）204 万吨。七4煤层下距主采煤层二1 煤层近 400m 左右，无法与二1煤层统一考虑，故七4煤层资源储量作为 后备储量，后期考虑在深部建小井开采。一1煤层属高硫煤，按国家政策 应属禁采煤层。 图 1-1 和成矿交通位置图 和成矿井田 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 2 井田南距登封商丘公路 5km，西距郑（州）（新）密公路 4km，并 有柏油公路相通。矿区东距京广铁路约 20km。区内乡、村间小柏油公路 纵横交错，交通十分便利。交通位置如图 1-1 所示。 第二第二节节 矿矿井开拓与生井开拓与生产现产现状状 新密市和成煤矿井田为原河南省密县曲梁煤矿详查区内北部的一个 井田，新密市恒业有限公司于 2003 年 6 月合法获得其煤炭资源勘查权， 并委托郑州煤炭设计院对井田内二1煤层进行了可行性研究，初步确定 在井田内建设一座井型为 0.45mt/a 的煤矿，先期开采地段为二1煤层- 300m 底板标高以上，初期采区放在横 8-12 勘探线之间，水平运输大巷 放在-280m 标高煤层顶板或底板的岩层内。矿井设计生产能力 0.45mt/a， 服务年限 42.5a。设计以一个采区、一个采煤工作面、一个抽放工作面，保 证矿井设计生产能力。 矿井采用立井单水平上下山开拓；主、副井及中央风井井口位于井田 中西部曲梁煤矿旧址正东方向 180m，zk808 孔正东 100m 处。井口标高 +204.5m；井筒落底于-280m 水平。通风系统采用中央并列式，主井、副井 进风，中央风井回风，通风机选用 bdk618-8-no25 型轴流风机。 目前，矿井已开始首采区的开拓工作，首采工作面即将揭煤，轨道运 输大巷与胶带运输大巷已掘至首采区西边界工作面顺槽（胶回六联巷已 贯通），在西翼轨道运输大巷揭煤过程中，曾发生瓦斯动力现象。根据 2010 年 7 月煤炭科学研究总院重庆研究院出具的新密市恒业有限公司 和成煤矿二1煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，和成煤矿二1煤层被 鉴定为突出煤层，该矿井为突出矿井。 第三第三节节 地地质质构造构造 一、区域地一、区域地质质构造特征构造特征 本区地层属华北地层区豫西分区，区域内出露地层有下元古界嵩山 群五指岭组新生界全新统，其中缺失陶奥系上统石炭系下统及三叠 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 3 系白垩系地层。 本区位于秦岭纬向构造带东段北支的南侧及新华夏系第二沉降带西 侧，断裂和褶皱均发育。褶皱主要为轴向近东西的开阔对称背向斜，断裂 以与褶曲轴大致平行的近东西向高角度正断层为主，并发育少量北西向 断层。这些褶皱、断裂对含煤地层起区域性控制作用。 二、井田地二、井田地质质构造特征构造特征 井田位于五指岭白寨背斜东端之南翼，密县新郑复向斜之北翼， 岗亚腰断层（f10）和梁山断层（f12）之间的地垒构造上，其基本构造形态为 一向东倾伏的宽缓背斜。 （一）断层 除井田边界断层 f10、f12外，在井田东部发育有牛奎寨滑动构造 （f11）。另外据地震物探资料解释在井田内还发育有 df1、df3、df4、df5、df6五条小断层。见图 1-2 所示。 图 1-2 和成矿井田构造纲要图 1、岗亚腰断层（f10）：为井田南部边界断层，西起红椿树沟，经糖房、 煤窑沟、王臣沟向东延伸，区内长 8.5km。横 4 线以西和横 0 线以东均叉 为两支。西段走向 285，东段走向 90，中部呈弧形南凸，倾向 180195， 倾角 6080。断距 255530m，为北升南降的正断层。该断层地表无露 和成矿井田构造纲要图 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 4 头，被 tc1揭露，并有七个钻孔穿见。见表 1-1 所示。 地震勘探中，有 16 条地震测线控制，在地震时间剖面上表现明显， 断点、断面清晰，断点控制级别为 8a+5b+3c。该断层已达严密控制程度。 表 1-1 钻孔穿见 f10情况一览表 孔号 破碎带止 深(m) 破碎带厚 度(m) 断失地层 断距 (m) 446.366.49下石盒子组中、下部、山西组顶部180 zk1208 517.642.76太原组上部75 181.7328.79上石盒子组中、下部，下石盒子组上部215 zk1109 380.337.63下石盒子组下部，山西组上部80 112.6312.64上石盒子组大部245 zk1009 464.1122.37下石盒子组底，山西组上、中部40 320.16109.62石千峰组底、上石盒子组、下石盒子组上部280 zk810 618.511.64下石盒子组底部，山西组大部75 zk410331.4811.59石千峰组下段底部，上石盒子组上、中部320 zk010865.18243.94 上石盒子组底部，下石盒子组、山西组、太 原组、本溪组 400 263.113.54石千峰组下段下部，上石盒子组上、中部400zk 东 210702.643.62山西组下部，太原组上部130 2、梁山断层（f12）：为井田北部边界断层，是区域性断裂，西起严家 堂，经梁山，到红椿树沟进入本区，又经驼腰洼、孟岗口、至翟家寨出矿 区继续向东延伸，全长 15km 以上，区内长 8.5km。总体走向 90，局部有 波状弯曲，倾向北，倾角 5065，落差 320600m 左右。为南升北降的 张性正断层。该断层在区内地表有三处出露，深部有九个钻孔穿。见表 1- 2 所示。 表 1-2 钻孔穿见 f12 情况一览表 孔号 破碎带止 深(m) 破碎带厚度 (m) 断失地层 断距 (m) sk114.7510.88石千峰组下段，上石盒子组上、中部350 zk120781.7612.16石千峰组下段下部至下石盒子组上部350 zk1107347.8348.99上石盒子组下部，下石盒子组上、中部370 zk100767.444.06石千峰组下段下部，上石盒子组大部350 zk907109.6011.28石千峰组下段, 上石盒子组大部320 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 5 zk806622.326.78上石盒子组底，下石盒子组大部320 zk607125.1415.81 石千峰组上段下部、石千峰组下段，上石盒 子组上部 600 zk407109.8130.34石千峰组下段、上石盒子组上、中部560 zk007206.754.95石千峰组下段、上石盒子组上、中部580 地震勘探中，有 16 条地震测线控制，断点控制级别为 9a+5b+2c， 在地震时间剖面上断点清晰，正断层特征明显。该断层已达到严密控制 程度。 3、牛奎寨滑动构造（f11） 位于井田东部，西起横 4 线，向东延伸出勘查区，区内东西长约 3 千 米，南北宽 0.61km，面积约 2.5km。可能只是整个大面积滑动构造西 南边缘的一少部分，向北被 f12断层错断。 从钻孔资料和地震物探资料分析，勘查区内滑动构造面位于二1煤 层上部，滑面没有影响到二1煤层。上盘滑动系统主要由二叠系上统的石 千峰组、上石盒子组及下统的下石盒子组地层组成。滑动构造破碎带具 有分带性、中部断裂带多为断层角砾岩，岩性混杂，上、下部多为碎裂带， 岩石破碎但仍保持原岩层序。整个带内揉皱、片理、水平滑动镜面和擦痕 十分发育，具有明显的水平方向的运动痕迹。滑动构造面以下岩层受影 响较小，岩层完整且层序正常。目前，该构造在勘查区内已被 4 个钻孔控 制。见表 1-3 所示。 表 1-3 钻孔穿见 f11情况一览表 孔号 破碎带深 度(m) 破碎带垂 厚（m） 断 失 地 层 断距 （m） zk 东 208 455.3065.08上石盒子组下部，下石盒子组上部200 zk007489.436.71下石盒子组下部110 171.387.94上石盒子组中部135 zk008 458.108.94下石盒子组少部（三煤组顶部）25 zk208199.134.05 石千峰组下段底部，上石盒子组上、 中部 220 （二）褶曲 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 6 井田位于 f10与 f12之间的地垒构造上，构造形态为一个开阔的背斜， 轴部位于 sk1zk1109zk908zk408 一线，轴向呈近东西方向，向 东倾伏，两翼基本对称，分别倾向北北东和南南东，倾角 1020左 右。横 4 线以东有较大变化。 第四第四节节 煤煤层层概况概况 一、煤一、煤层层特征特征 （一）含煤性 井田内含煤岩系为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组，下石盒 子组和上统上石盒子组，含煤地层平均总厚度 726m，分为 9 个煤组，含 煤 23 层。其中二1煤层为井田主要可采煤层，一1、七4煤层为局部可采 煤层，其余均不可采。煤层平均总厚度 5.97m，含煤系数 0.86%。含煤情 况见图 1-3。 （二）可采煤层 1、二1煤层 二1煤层位于二叠系下统山西组下部，直接顶板多为泥岩及砂质泥 岩，局部有炭质泥岩伪顶，老顶为大占砂岩。二1煤层层位稳定，井田内 所施工钻孔均穿见二1煤层，其厚度 0.4612.74m，平均 4.11m，一般厚 35m，厚度变化系数 78.5%，煤层倾角 219，一般 510，属较稳定 煤层。煤层结构较简单，一般无夹矸，局部见一层夹矸，个别地段见二层 夹矸，夹矸厚 0.021.97m，其岩性多为炭质泥岩。二1煤层厚度在井田 内有一定的变化，但也具有一定的规律性，厚煤带分布在先期开采地段 东半部 zk1007、zk908、zk808 一带（7.8612.74m），在井田东部 zk008zk 东 208 处是另一个厚煤带分布区（6.4011.29m）。薄煤带主 要分布在井田西端及东部北侧一带（0.461.51m）。 井田内二1煤层埋深 290900m，展布标高-100-750m。 2、七4煤层 七4煤层位于二叠系上统上石盒子组中下部，上距平顶山砂岩平均 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 7 240.51m，下距二1煤层约 392m，层位稳定，横 612 线之间及横 2 线以 东区段可采。煤层厚 02.08m，可采区内煤层厚 0.82.08m，一般厚 12m。结构较简单，一般不含夹矸，局部含一层夹矸。其直接顶板为泥 岩或细砂岩，多见炭质泥岩伪顶。底板为泥岩或砂质泥岩。可采区七4煤 层埋深 10350m，煤层展布标高+250-150m。本层煤在横 612 线之 间已开采多年，资源已接近枯竭。横 2 线以东由于埋藏较深，目前还未开 采。 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 8 图 1-3 和成煤矿井田煤系地层含煤情况 3、一1煤层 一1煤层位于石炭系上统太原组底部，上距二1煤层一般 110m 左右， 层位稳定，横 8 线以东及 zk1007、zk907 附近区段可采，可采区内煤厚 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 9 0.852.44m，平均 1.68m。煤层结构多为一层夹矸，矸厚 0.190.29m， 为炭质泥岩。煤层顶板为灰岩，底板为泥岩。可采区一1煤层埋深 520850m，展布标高-280-670m。 由于一1煤层属高硫煤，按国家政策应属禁采煤层。根据此情况，和 成煤矿将不考虑对一1煤层的开采工作。 二、煤二、煤质质特征特征 （一）二1煤层 黑色、钢灰黑色，条痕呈黑色、金刚光泽及似金属光泽，内生裂隙不 发育。煤的原始结构、构造不易辨认，多呈粉末状及鳞片状，疏松易碎。 仅局部可观察到宏观煤岩成分，其主要为亮煤及镜煤，暗煤次之，少量丝 炭。宏观煤岩类型以半亮型为主，少量光亮型及半暗型。其真密度 1.541.65，视密度平均 1.53t/m。 （图 1-4） （二）七4煤层 灰黑色、条痕黑色，金刚光泽，内生裂隙不发育，条带状结构为主， 局部呈粉末状及鳞片状，薄层状及块状构造，呈贝壳状、参差状断口。宏 观煤岩成分主要为亮煤和暗煤。少量镜煤及丝炭。宏观煤岩类型为半暗- 半亮型。真密度 1.72，因测点少不具代表性。视密度平均 1.59t/m。 （三）一1煤层 钢灰色、条痕深灰色，似金属光泽，内生裂隙不发育，真密度 1.561.66 左右，视密度 1.48 吨/立方米。多呈碎粒状及粉末状，宏观煤 岩组分以亮煤和镜煤为主，属光亮型及半亮型。 厚 厚厚厚厚厚厚厚厚厚 厚 厚 厚 厚 厚厚 厚厚 底板标高度-277m， 煤层结构0.76(0.03)12.00 厚 厚 灰色，粉砂质结构，块状构造，含较多植物化石。 灰色，块状构造，泥质结构，含植物化石，中部夹 0.4m煤(二0)。 浅灰色，隐晶质结构，块状构造，成分为云解石，裂 隙中充填方解石细脉。 上部深灰色，下部浅灰色，泥质结构，块状，中间夹 0.05m煤。 浅灰色，隐晶质结构，块状构造，成分为云解石，裂 隙中充填方解石细脉,局部含黄铁矿。 灰色，泥质结构，块状,成分泥质。 深灰色，块状构造，泥质结构，成分泥质，含植物化 石。 黑灰色，泥质结构，呈厚片状，成分炭质、泥质。 黑灰色，泥质结构，块状，夹少量粉砂质条带。 浅灰色，中粒砂状结构，微斜层理，碎屑成分为石英、 长石、云母组成，层理面含白云母，局部含泥砾，泥 硅质基底胶结。 主要由石英、长石、云母组成，硅泥质胶结，水平层 理，层理面含植物化石及碳膜，夹有泥岩。 深灰色，砂泥质结构，块状，产植物化石，局部为炭 质泥岩，夹有中砂岩。 灰白色，主要成分为石英、长石、云母、炭屑，构成 水平及交错层理，硅质胶结，夹薄层泥岩，局部含菱 铁矿鲕粒。 灰色，泥质结构，交错层理发育。 浅灰、灰白色，交错层理发育,主要为石英、长石、云 母,含大量菱铁矿鲕粒，局部含泥砾。 细砂岩 粉砂质泥岩夹 粉砂岩 中粒石英 砂岩 粉砂质泥 岩 中粒石英砂岩 粉砂质泥岩 中砂岩（标 5） 粉砂质泥 岩 炭质泥岩 泥 岩 二1煤 泥质粉砂 岩 泥 岩 灰 岩 泥 岩 灰 岩 泥 岩 图 1-4：二1煤层顶底板岩性综合柱状图 第五第五节节 矿矿井瓦斯井瓦斯 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 10 一、地勘一、地勘时时期的瓦斯情况期的瓦斯情况 根据勘探报告提供的瓦斯资料，经测定：二1煤中瓦斯含量相差较大， 最小 1.595ml/g.r（zk208），最大为 16.991 ml/g.r（zk1107），具有一定的规 律性。详见二1煤层钻孔瓦斯含量表 1-4。 表 1-4 二1煤层地勘时期瓦斯含量 瓦斯成分(%)瓦斯含量(ml/g.r)样品质量 孔号 采样 深度 (m) co2ch4n2co2ch4n2 mad (%) ad (%) 资料 评价 zk008562.770.6295.493.890.06710.2240.4163.3813.95合格 zk410671.572.0491.836.130.28612.9010.8613.0215.85合格 zk609565.539.0265.4524.480.2411.7490.6542.7418.65合格 zk208634.30.1841.5950.909合格 zk908479.430.25913.431.203合格 zk1107501.140.53716.8573.504合格 zk1108438.770.3474.5741.682合格 zk1109417.390.7123.5820.402合格 井田二1煤层瓦斯自然组分以 ch4为主，多在 50%以上，最大达 95.49%（zk008）。瓦斯分带规律明显，沼气带分布于井田东半部南侧二1 煤层埋藏较深部位，西部及浅部均为氮气沼气带。和成矿井田瓦斯含 量 1.6016.99m3/t，一般小于 10 m3/t，局部（zk1107、zk908 和东南角 zk410、zk008）瓦斯含量大于 10 m3/t。根据河南省地矿局第二地质勘查 院 2005 年 8 月提交的新密市白石沟井田煤炭勘查报告修改补充意见， 河南省地矿局第二地质勘查院对矿区补充勘探时，和成煤矿井筒的井检 孔二1煤层瓦斯测试结果为：煤层瓦斯压力 1.49mpa，煤的瓦斯放散初速 度p=32，煤的坚固性系数 f=0.7。 二、生二、生产产揭露揭露时时期瓦斯情况期瓦斯情况 目前，和成煤矿西翼轨道运输大巷属于煤巷掘进工作面，此外，2205 工作面胶带顺槽回风联巷即将揭煤。2008 年 10 月 29 日，焦作煤业（集团） 公司科研所瓦斯研究室在和成煤矿轨道运输大巷对二1煤层瓦斯压力进 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 11 行了井下直接测定，同时选取二1煤层的煤样进行相关测试，此次和成煤 矿二1煤层瓦斯压力的测定结果为 0.76mpa（岩层裂隙发育，测试结果偏 低），瓦斯放散初速度p=33，煤的坚固性系数为 f=0.15。根据焦作煤业 （集团）公司科研所瓦斯研究室于 2009 年 10 月在和成矿西翼轨道大巷打 穿层钻孔采样，5 个取样点结果瓦斯含量分别为 13.81、7.12、12.75、17.26、17.13m3/t，平均 13.61m3/t。 和成煤矿于 2012 年 3 月份外委河南理工大学对二1煤层瓦斯含量 进行了测定，测试分七次。结论如下： 1、第一次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 5.598.98m3/t.r，瓦斯含量为 5.588.88m3/t。 2、第二次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 3.245.62m3/t.r，瓦斯含量为 3.085.28m3/t。 3、第三次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 2.659.89m3/t.r，瓦斯含量为 3.367.95m3/t。 4、第四次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 5.457.86m3/t.r，瓦斯含量为 4.427.55m3/t。 5、第五次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 9.3411.86m3/t.r，瓦斯含量为 8.9610.65m3/t，和成煤矿二1煤层坚固性 系数（f）介于 0.160.34 之间，和成煤矿二1煤层的瓦斯放散初速度（p） 介于 2226 之间。 6、第六次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 10.6614.38m3/t.r，瓦斯含量为 9.8312.68m3/t。 7、第七次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 14.6115.94m3/t.r，瓦斯含量为 12.4314.20m3/t。 各地点瓦斯含量及压力测定情况详见和成煤矿瓦斯地质图。 三、瓦斯三、瓦斯动动力力现现象象 在二1煤层顶板的巷道施工穿层钻孔和西翼轨道运输大巷施工顺层 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 12 钻孔时，曾有不同程度的喷孔、顶钻、卡钻等动力现象发生。 第六第六节节 煤煤层层自燃自燃倾倾向性和煤向性和煤尘尘爆炸性爆炸性 矿井于 2011 年 12 月份外委国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中 心对二1煤尘爆炸性、煤自然倾向性进行鉴定。 经鉴定和成煤矿二1煤自然倾向性等级为类（不易自然），无煤尘 爆炸性。 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 13 第二章第二章 采区采掘采区采掘设计设计及接替及接替计计划划 第一第一节节 采区位置采区位置 西二采区位于和成煤矿井田西南部，是和成煤矿首采区。东部以工 广煤柱为界，西部以横 11 勘探线界，北部以大巷煤柱为界，南部以 f10分 支断层为界。东西长 1.3km，南北宽 0.5km，面积 0.65km2。西二采区二1 煤层平均厚度 4.51m，可采储量 217.7 万吨。采区生产能力按 0.45mt/a 计 算，服务年限 5.0a。 第二第二节节 采区开拓方式及巷道布置采区开拓方式及巷道布置 一、采区巷道的布置一、采区巷道的布置 本采区采用倾斜长壁法开采，回采巷道直接与大巷连接。 西翼轨道运输大巷标高-280m，沿水平掘进，向西穿过二1煤层，前 段为煤层顶板上方，后段为煤层底板下方。西翼胶带运输大巷、西翼回风 大巷和西翼辅助回风大巷均位于顶板大占砂岩中，距离二1煤层 1218m，以利于支护和排放瓦斯。煤层顺槽与平巷的联络，设计采用以 下方式： 1、工作面运输顺槽与胶带运输大巷搭接联系。 2、工作面轨道顺槽与轨道大巷通过平车场连接，便于人员行走、通 风和设备安装检修。 3、顺槽采用 12#工字钢支护，在靠近工作面 30m 左右，以金属铰接 顶梁加双排单体液压支柱加强支护。 二、采区回采巷道的布置二、采区回采巷道的布置 根据瓦斯、通风及运输等要求，经综合分析并兼顾矿井建设期间的 实际情况，回采工作面布置两条巷道，其中进风巷道一条，回风巷道一条。 回采工作面轨道、运输顺槽均沿二1煤层顶板布置。回采工作面采用 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 14 后退式回采方式（图 2-1）。 图 2-1 西二采区采掘工程平面图 第三第三节节 采煤方法及回采采煤方法及回采顺顺序序 设计根据现有地质勘探资料和国内外厚煤层开采技术发展现状，结 合井田煤层赋存及开采技术条件，设计认为二1煤可供选择的采煤方法 有：分层开采、一次采全厚和放顶煤开采。分述如下： 一、分一、分层层开采采煤方法开采采煤方法 分层开采是我国一直沿用开采厚煤层的传统采煤方法，在煤层稳定、 厚度变化较小的矿井中应用较普遍，且积累了较丰富的经验。分层开采， 上分层是以煤体作底板，支架易下沉，同时需铺设金属网，工艺复杂；下 分层处在假顶之下采煤，顶板破碎，上下出口难以维护，影响工作面产量。 分层开采效率低，掘进量大，若不是受到开采技术条件的限制，高产高效 的矿井一般不会采用。首采区的煤层平均厚度为 4.51m，采用分层开采 的第一分层高度应为 2.3m 左右。 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 15 二、二、综综采大采高采煤方法采大采高采煤方法 综采大采高采煤方法工艺简单，由于采用重型化、强力化、自动化和 机电一体化的设备，其工作面单产和工效得到大幅度提高，尤其是在近 水平、中等硬度、顶板稳定、瓦斯含量较小的条件下，其效果更好。目前， 综采设备最大采高为 6m 左右。 三、放三、放顶顶煤采煤方法煤采煤方法 放顶煤采煤法，实践证明其单产高、效率高、成本低，搬家次数少， 对煤层有较好的适应性，因而近些年来，得到了普遍推广和应用。放顶煤 采煤法的关键是煤层的可冒放性，煤层的冒放性与煤层厚度、结构、节理 裂隙发育程度、顶底板条件等有关，一般认为当煤层硬度 f 系数小于 3， 强度小于 20mpa 时，冒放性较好，反之，冒放性较差。 综合以上情况，根据矿方实际打钻探煤情况，煤层赋存变化情况与 郑州煤田煤层赋存情况较为相似，顶底板变动频繁，顶底板均不稳定，很 多时候同时反向变化，俗称“鸡窝煤”，同时煤层顶板受褶皱、断层影响， 扰动强烈，成岩性较差。因而，分层综采实施难度较大,且该矿瓦斯涌出 量较大，对放顶煤开采有一定影响。综合以上因素，经过采煤方法论证， 本次设计选用综采一次采全高的采煤方法，该方法采用重型化、强力化、 自动化和机电一体化的设备，使工作面单产和工效得到大幅度提高，且 易于集中生产。 采区内共设计有 7 个工作面，首采面定为 2205 工作面。 第四第四节节 采掘工采掘工艺艺参数参数 一、采高一、采高 矿井初期开采二1煤层，平均煤厚 4.11m，首采区平均煤厚 4.51m， 设计为综采一次采全高采煤方法，故采高为 4.51m。 二、回采工作面二、回采工作面长长度度 矿井初期开采的二1煤层，赋存较稳定，厚度适中，顶底板条件较好， 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 16 倾角平缓。设计初期回采工作面长度取 120m，随着开采技术和管理水平 的提高，可适当加长回采工作面长度，提高回采工作面单产。 三、回采工作面推三、回采工作面推进进度度 根据首采区煤层赋存状况、回采工艺以及回采工作面作业循环安排， 综合确定工作面年推进度为 550m。 第五第五节节 采区采区 2013 年年 6 月月2015 年采掘接替年采掘接替计计划划 一、一、2013 年年 612 月月矿矿建建计计划划 2013 年 612 月，矿井将施工胶回六联巷、辅助回风巷（西段）、 2203 胶带顺槽回风道、辅助回风巷（上段）、辅助回风巷（西段）、辅助回 风巷（中段）、辅助回风巷东段及联巷、西翼轨道运输大巷过煤段、西翼轨 道运输大巷岩巷段、2205 胶带顺槽车场、2205 胶带顺槽、2205 轨道顺槽 车场、西翼回风大巷、回辅联络巷、辅助回风巷西段、 清水仓、西总回风 回风眼硐室。 （详见详见附表附表 1） 接计划，辅助回风巷（东段）将于 6 月底贯通；辅助回风巷（中段）将 于 11 月下旬贯通；辅助回风巷（西段）将于 12 月中旬底贯通。 2205 胶带顺槽回风联巷、2205 轨道顺槽回风联巷将进行揭煤工作。 二、二、2014 年年矿矿建建计计划划 2014 年矿井将施工 2203 胶带顺槽回风道、2203 胶带顺槽、2203 胶 带顺槽车场、2203 胶带顺槽底抽巷、2203 轨道顺槽回风道、2203 胶带顺 槽回风道、2203 轨道顺槽车场、西翼轨道运输大巷（岩巷段）、2205 胶带 顺槽底抽巷、2205 切眼底抽巷、2205 胶带顺槽、2205 轨道顺槽车场、 2205 轨道顺槽底抽巷、2205 轨道顺槽、轨-辅联络巷。 （详见详见附表附表 2） 按计划，2014 年 4 月下旬，2203 胶带顺槽通风系统形成； 6 月下旬， 2203 轨道顺槽车场通风系统形成；9 月中旬 2203 胶带顺槽车场完工； 三、三、2015 年年矿矿建建计计划划 2015 年矿井将施工 2203 胶带顺槽底抽巷、2203 切眼底抽巷、2203 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 17 胶带顺槽、2203 轨道顺槽底抽巷、2203 轨道顺槽、2205 胶带顺槽、2205 轨道顺槽底抽巷、2205 轨道顺槽、西翼轨道大巷。 （详见详见附表附表 3） 按计划，2015 年 1 月底，2205 底抽巷、2203 轨道顺槽车场将完成施 工；6 月底 2205 切眼贯通；7 月 2203 切眼底抽巷完工；11 月底抽巷完工。 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 18 第三章第三章 通通风风系系统统 第一第一节节 概概 况况 一、一、矿矿井通井通风风系系统统 矿井通风方式采用中央并列式，通风方法为抽出式，即主、副井 进风，中央风井回风。 二、采区通二、采区通风风系系统统 西二采区有独立完整的通风系统，采用两进两回的巷道布置方式， 进风巷道为西翼轨道运输大巷、西翼胶带运输大巷；回风巷道为西翼 回风大巷，西翼辅助回风大巷，乏风由中央风井排入大气。 首采 2205 工作面通风线路：主、副井井底车场（上仓胶带斜巷） 西翼轨道运输大巷（西翼胶带运输大巷）2205 工作面车场2205 胶带顺槽2205 工作面2205 轨道顺槽2205 轨道顺槽回风联巷 西翼回风大巷（西翼辅助回风大巷）中央风井主要通风机排 入大气 三、井筒数目及位置三、井筒数目及位置 （一）该采区由主、副井进风，中央风井回风；共三对立井。 （二）井筒位置 1、主井、副井位于矿井工业广场内，永久服务矿井。 2、矿井初期利用中央风井回风。中央风井位于矿井工业广场内， 服务西二、西四、西六采区，服务年限大约 15 年。 3、后期在东翼设东风井。东风井位于井田东部牛角湾村东南方 向 150m 附近，服务东一、东三、东五、东七、东八采区，服务年限约 27 年。 四、通四、通风风装装备备 1.目前，中央风井安装有 2 台 bdk618-8-n025 型防爆对旋轴流 式主要通风机，一台运转，一台备用,电机功率 2250kw，电压 6kv。 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 19 主要通风机均采用双回路供电，装备有风机运行参数自动监测仪和水 柱计。 2.掘进工作面均采用压入式供风，选用 fbd230kw 或 fbd245kw 对旋式高效局部通风机供风，掘进工作面主、备风机均 采用“三专”供电，并设专人看护风机，安排人员每班检查风机运行情 况，每天坚持进行一次风机倒台及风电闭锁试验，保证掘进工作面连 续可靠、稳定均衡通风。 第二第二节节 采掘工作面通采掘工作面通风风和和硐硐室通室通风风 一、掘一、掘进进工作面通工作面通风风方式方式 掘进工作面利用压入式局部通风机供风，使用长距离通风的抗静 电、阻燃性风筒、双风机双电源并能自动切换和“三专两闭锁”（专用 变压器、专用开关、专用电缆和风电闭锁、瓦斯电闭锁）。局部通风机 必须安设在进风巷道中，且距掘进巷道回风口大于 10m；全负压供给 该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，局部通风机应有专人负 责管理，保证正常运转。 局部通风机严禁循环风。严禁 3 台（含 3 台）以上的局部通风机同 时向 1 个用掘进工作面供风。严禁使用一台局部通风机同时向两个及 以上掘进工作面供风。 二、采煤工作面通二、采煤工作面通风风方式方式 采煤工作面采用全负压通风，由工作面胶带顺槽进风，轨道顺槽 回风，即 “u”型通风方式。 三、三、硐硐室通室通风风方式方式 井下爆破材料库、电机车维修充电硐室与采区变电所等硐室均采 用独立通风，乏风直接引入回风流中，采用负压通风及调节风门、风 窗控风。 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 20 第三第三节节 采区通采区通风设风设施施构筑构筑标标准及要求准及要求 一、在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧必须设置至 少2道牢固可靠的反向风门，风门之间的距离不得小于4m。 二、反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应根据掘进工 作面的通风系统和预计的突出强度确定，但反向风门距工作面回风巷 不得小于10m。 三、不应在倾斜运输巷中设置风门;如果必须设置风门，应设专人 管理，并有防止矿车和风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全措施。 四、风门墙垛用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深 度可根据岩石的性质确定，但不得小于 0.2m，墙垛厚度不得小于 0.8m。在煤巷构筑反向风门时，风门墙体四周必须掏槽，掏槽深度见 硬帮硬底后再进入实体煤不小于 0.5m。需要通过风门墙垛的风筒、水 沟、刮板输送机道等，必须设有逆向隔断装置。风压大，难以开启的风 门应设置卸压小门（窗）。 五、风门的墙体两侧要预留足够数量的电缆孔和管子孔，电缆孔 和管子孔要封堵严密，严禁漏风。风门墙体下部水沟要设反水池，并 安装防突拍板。 六、调节风窗必须预留在墙体上方，并应根据需要风量进行调节， 调节风窗要设置防逆流装置。 七、风门墙厚不低于0.8m，灰浆饱满，严禁出现重缝、裂缝、空缝， 四周要有不少于10mm 的裙边。墙垛面平整，1m 内凸凹不大于 10mm。 八、风门要牢固可靠，门框要包边沿口，有衬垫，四周接触严密， 门扇平整不漏风。 九、人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。工作面放炮 和无人时，反向风门必须关闭。 十、通风设施前后 5m，必须保证巷道支护良好，无动压影响，且 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 21 风门前后 10m，密闭墙、挡风墙前 5m 范围内，应清除杂物、积水、淤 泥。 十一、密闭墙前设置牢固的栅栏，栅栏高度不得低于 1.5m，栅栏 要用寸管、木条、竹竿等材料制成，采用方格网形式，其横竖间隔不大 于 250250mm。栅栏中间留有高 1m、宽 450mm 左右能打开的检查 门，用铁丝固定在栅栏上。无水的密闭墙可只设测气孔，有水的要设 放水管。 十二、通风设施竣工后，必须有通防科负责组织验收，不符合要 求的要重建。 十三、风门、密闭需编号挂牌管理，并建立管理台帐和通风设施 管理牌板。管理牌板内容应包括构筑日期、责任单位、责任人、检查日 期、设施编号，密闭牌板还应包括密闭巷道长度、密闭外瓦斯或 co2 浓度，温度。 神火集团和成煤矿 西二采区防突专项设计 22 第四章第四章 矿矿井瓦斯管理区分井瓦斯管理区分类认类认定及治理措施定及治理措施 第一第一节节 突出突出矿矿井瓦斯管理区分井瓦斯管理区分类认类认定定 根据豫政办 201218 号河南省高瓦斯和煤与瓦斯突出煤矿分 类管理实施意见相关规定,西二采区应按照类管理区进行管理。 第二第二节节 瓦斯管理区治理措施瓦斯管理区治理措施 根据豫政办 201218 号意见中的相关规定，类瓦斯管理区 应按以下要求进行瓦斯治理： 1、实施区域性综合防治措施,建立瓦斯抽采系统,采用地面钻孔超 前大面积预抽、开采保护层、井下穿层及顺层钻孔预抽煤层瓦斯。 2、具备保护层开采条件的,必须优先开采保护层;没有煤层可作 为保护层开采的,应以突出煤层邻近的煤线、软岩或其他有开采价值 的有益矿层作为保护层进行开采;不具备开采解放层条件的,必须采用 底(顶)板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯,煤巷必须在岩巷的掩护下掘进, 回采区段必须利用底(顶)板岩巷穿层钻孔进行预抽,实现在安全区域 对煤层回采区段的瓦斯抽放全覆盖,实现彻底消突。切实做到不掘突 出头,不采突出面。 3、对区域消突效果,按防治煤与瓦斯突出规定、 煤矿瓦斯抽采 达标暂行规定有关标准进行评价。区域