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中国平煤神马集团梨园矿长虹公司瓦斯防治“十二五”规划8 单 位:中国平煤神马集团梨园矿矿 长:总工程师:日 期:二一一年十月四日目 录1矿井概况31.1矿井基本情况31.2地质特征72矿井瓦斯赋存状况及规律152.1煤与瓦斯突出鉴定及区域划分情况152.2瓦斯基础参数情况162.3煤层瓦斯赋存状况及规律182.4煤与瓦斯突出情况及简要规律分析193区域瓦斯治理现状及存在问题193.1矿井区域瓦斯治理现状193.2存在的主要问题204规划的编制原则、依据及技术线路214.1编制原则及依据214.2区域瓦斯治理技术路线225规划的工作目标255.1基本目标255.2其他目标266工程接替276.1矿井水平、采取接替及存在问题276.2矿井采掘接替安排286.3四量时空关系分析296.4瓦斯治理工程296.5钻孔工程安排306.6瓦斯抽采量316.7治理工程及装备资金投入337重点工程337.1一通三防重点工程337.2瓦斯治理示范工程367.3科技攻关378瓦斯治理的保障性措施388.1制度保障388.2机构保障408.3素质保障418.4技术保障438.5投入保障44附表1梨园矿长虹公司2012-2015年采面接替计划44附表2梨园矿长虹公司2012-2015年区域治理工程规划接替44附图1区域瓦斯治理技术路线流程图44附图2石门揭煤流程图44梨园矿长虹公司瓦斯防治“十二五”规划 按照集团公司关于编制集团瓦斯综合治理“十二五”规划的通知(中平【2011】487号)文件要求,梨园矿成立了以矿长为组长、总工程师为副组长的瓦斯防治“十二五”规划编制领导小组,相关业务科室人员参加,编制了梨园矿长虹公司瓦斯防治“十二五”规划。1矿井概况1.1矿井基本情况1.1.1 矿井概述河南长虹矿业有限公司(以下简称长虹公司)位于河南省汝州市境内,西北距洛阳市40km,位于暴雨山井田西南端。长虹公司1988年建井,2008年核定生产能力39万吨,2008年9月长虹公司产业升级改造项目开工,产业升级改造项目完成后,生产能力将达60万t/a。长虹公司井田位于暴雨山井田西南端,井田范围:井田走向长约4.0km,南北宽0.951.50km,面积约4.81km2.井田范围西以F44、F42断层为界,南部以二1煤露头、F63断层和+200二1煤底板等高线为界,东以15勘探线为界,北以-200二1煤底板等高线为界,与暴雨山矿为邻。长虹公司主采煤层为单一煤层二1煤层。截止2010年12月底保有资源储量1748.8万吨,可采储量1003.3万吨,服务年限15年。1.1.2 煤层与资源储量截止2010年底矿井保有资源储量1748.8万吨,其中(122b)类1447.87万吨,(333)类300.93万吨;可采储量1003.3万吨。保有资源储量中 +50标高以上保有资源储量539.8万吨,可采储量191.8万吨;+50标高以下保有资源储量1209万吨,可采储量811.5万吨。如下表1所列:表1 煤层块段资源储量估算明细表煤层编号块段编号资源储量类型水平面积(m2)煤层倾角()平均厚度(m2)比重(T/m3)资源储量万吨煤类二1KD1(333)179275271.71.3746.86贫煤KD2(333)126224232.511.3747.15贫煤KD3(333)37726232.511.3716.39贫煤KD4(122b)280463223.651.37151.26贫煤KD5(122b)291044193.561.37150.13贫煤KD6(122b)353013192.271.37116.1贫煤KD7(122b)326615184.081.37191.96贫煤KD8(122b)97715193.11.3743.89贫煤KD9(122b)302092183.151.37138.44贫煤KD10(122b)362487183.341.37174.4贫煤KD11(122b)299993194.11.37178.22贫煤KD12(122b)62202193.61.3732.45贫煤KD13(122b)108137216.651.37105.53贫煤KD14(122b)30866216.651.3730.12贫煤KD15(122b)104505162.81.3739.34贫煤KD16(333)142628242.31.3749.2贫煤KD17(333)239331172.671.3791.6贫煤KD18(333)55889171.91.3715.21贫煤KD19(122b)40308202.51.3716.62贫煤KD20(122b)176356262.041.3757.09贫煤KD21(333)49503271.71.3712.94贫煤KD22(333)51505282.71.3721.58贫煤KD23(122b)76556202.01.3722.32贫煤合 计1748.8贫煤1.1.3矿井开拓系统矿井开拓方式为三斜一立,三个斜井进风,立风井配两个回风暗斜井回风。目前,主提升为主斜井,副斜井提人运料,矿井为单水平开采,水平标高为+50m。矿井在+50m水平布置运输大巷和回风大巷各一条。矿井目前在一水平西翼采区布置1个悬移支架炮采工作面,采用走向长壁后退式采煤法、全部垮落法管理顶板,采煤工作面使用ZH1600/16/24ZL型顶梁组合悬移液压支架(ZH国家代码1600工作阻力16/24最小/最大采高ZL整体顶梁),超前支护和端头支护使用DZ1625型单体液压支柱配HDJA1000型铰接顶梁。运输方式:采煤工作面和机巷分别使用刮板运输机运输和胶带运输机运输。+50水平大巷采用8吨蓄电瓶车牵引1吨矿车串车运输。掘进工艺:开拓和掘进以炮掘和综掘相结合,运输采用耙装机装碴(煤)刮板运输机和胶带运输机,巷道采用锚网喷为主、架棚为辅的支护工艺。1.1.4矿井通风系统长虹公司具有完整独立的通风系统,通风方式为中央并列式,通风方法为抽出式,主、副斜井及新建主斜井进风,回风立井配回风暗斜井回风。井筒位于井田中央,现东西两翼分别形成了独立的通风系统。井田设计为单水平开采,现生产水平为+50米标高,下山采区正在产业升级改造施工。现生产采区为1-2采区和1-1采区。回风立井安装风机两台,型号均为AGF606-2.44-1.2-2轴流式风机,电机功率为500KW,主要通风机工作风量为60006300 m3/min,工作风压为17102325Pa。经实测矿井总进风量为4574m3/min,其中主斜井进风量为1857 m3/min,副斜井进风量为1075 m3/min,新建主斜井进风量为1642 m3/min,总排风量为4783 m3/min,矿井负压1900 Pa,矿井等积孔1.87m2(2011年7月数据),能够满足安全生产需要。1.1.5矿井瓦斯抽采系统矿井有1个地面瓦斯抽放站和1个井下瓦斯抽放站。共装备6套瓦斯抽放泵,总抽放能力208m3/min,安装抽放管路5640m(325mm抽放管路1490m;220mm抽放管路4150m)。地面抽放站:安装有3台2BEF-42抽放泵,单台抽放量156m3/min,主要服务于本煤层、穿层抽放,地面抽放系统设有瓦斯抽放自动监测和人工计量装置。东区抽放站:安装有3台2BEA-303-0抽放泵,单台抽放量为52m3/min,主要服务于二1-11090工作面、二1-11070工作面采掘期间的浅孔抽放及工作面回采期间的上隅角抽放。 1.1.6 监测系统长虹公司于2008年8月份完成了瓦斯监控系统升级改造,由KJ95系统升级为KJ70N系统,并与集团公司通风处实现联网。现有监控主机、上传机(含备机)4台,传输接口2台,井下监测分站22台,瓦斯传感器45台,温度传感器7台,风速传感器7台,CO传感器9台,各种开停传感器合计23个,可对矿井瓦斯、CO、温度、风速、设备开停、风门开停、烟雾、馈电状态等进行24小时连续监测,瓦斯超限报警断电灵敏、可靠。长虹公司人员定位系统采用KJ133型矿用人员安全监测系统,系统较完善。目前井下共安装7台分站、16台接收器、2台验卡分站、13台无线接收器,分布在主要大巷、采掘工作面及主要硐室,对入井人员识别、井下人员流动情况、入井次数、入井班次、入井时间进行分类统计,并能打印相关报表,便于入井人员的管理。1.2地质特征长虹公司井田是一单斜构造,为箕山背斜之北翼,走向近东西,向北倾斜。根据地质报告提供:本井田内发育五条落差大于20m的断层,全部为高角度正断层,分别为F42纸坊断层、F44卧单山断层、F61盆窑断层、F63纸坊泉断层、F41大寺沟断层等,落差大于20m的断层全部分布在井田边界,有一定影响的褶曲为受纸坊断层牵引产生纸坊背斜。各断层特征见表2所示。表2 矿井主要断层表(落差大于10m的断层)断层编号断层名称性质走向()倾向()倾角()落差(m)控制程度F42纸坊断层正290SW7001000准确控制F44卧单山断层正310SW800210可靠F63盆窑断层正50SW70020较可靠F64纸坊泉断层正50SW70030较可靠F41大寺沟断层正近SNSW80022-42较可靠纸坊背斜位于井田西界F42断层之北东侧,轴向近东西,向西倾伏,为燕山期F42断层继承复活时左旋牵引而成。南翼不全,北翼完整。于纸坊一带表现最强烈,主要涉及柔性的煤系地层,而核部寒武系的刚性灰岩不具牵引,南冀地层走向287,倾向南西,倾角20-34,北翼地层走向258,倾向北西,倾角约18。纸坊断层(F42)为高角度正断层。走向290,倾向南西,倾角为73,落差大于1000m,地表被第四系掩盖,沿走向有0701、0801、0904孔控制,故而准确可靠。卧单山断层(44)位于井田西界之卧单山附近,为纸坊断层形成时的伴生构造,落差210 m,走向310,倾向南西,倾角80,属一高角度正断层。北西端伸于井田之外。井田内长约1.4公里。切割最新地层为三迭系,亦是燕山期产物,资料可靠。盆窑断层(63)属一高角度正断层。走向50,倾向北西,倾角70,落差约20 m。1896点见到破碎带和角砾岩;物探队资料中各种曲线均有反映,资料较可靠。大寺沟断层(41)属一高角度正断层。走向近南北向,倾向西,倾角80,落差22-42 m。1302、1304两孔的煤层标高于剖面上连不起来,资料较可靠。根据河南省煤田地质局物探测量队三维地震勘探资料提供:其中大于1000m的断层1条:F42(纸坊断层);大于等于50m小于100m的断层1条:SF3;大于等于20m小于50m的断层4条:SF5、SF18、F7、F18;大于等于10m小于20m的断层6条:SF6、SF7、SF17、SF18、SF21、F4;大于等于5m小于10m的断层4条:SF8、SF9、SF13、SF14;小于5m的断层11条(SF1、SF2、SF10、SF11、SF12、SF16、SF19、SF20、SF22、SF23、SF24。各断层特征如下表3所示:表3 二1煤层断层统计一览表 (三维地震)名称性质落差(m)走向倾向倾角(度)延伸长度(m)控制断点可靠性SF1正03NWSW7020SF2正03NWSW70160SF3正060NEESSE776208A+4B+4C可靠SF5正035NWNE776609A+5B+3C可靠SF6正015NWNE741603A+2B+1C可靠SF7正010NNENWW713505A+2B+2C可靠SF8正05NENW751703A+1B+1C可靠SF9正08NEENNW752502A+4B+1C较可靠SF10正03NNENWW75160SF11正03NNESEE75142SF12正03SNW7560SF13正05NNESEE752402A+3B+2C较可靠SF14正05EWN752343A+2B+1C可靠SF15正05NESE753305A+2B+2C可靠SF16正03NNENWW75107SF17正010NENW754204A+6B+2C较可靠SF18正027NENW702624A+3B+1C可靠SF19正03NNENWW75120SF20正03NWSW75206SF21正010NENW752003A+2B+2C可靠SF22正03NESE75170SF23正03NWNE7570SF24正03SNW7580F4正010NESE752805A+2B+1C可靠F7正020NWNE703005A+2B+2C可靠F18正027SNW706604A+2B+2C可靠F42正大于1kmNWWS70120020A+8B+2C可靠三维地震勘探前后,二1煤层底板形态变化不大,三维地震勘探前二1煤层底板形态是由30多个钻孔控制的,其形态为一走向北东倾向北西单斜,煤层倾角17左右。而三维地震勘探后二1煤层底板形态总体上仍然为一走向北东倾向北西的单斜,只是通过三维地震勘探其控制更精细,控制了一个次级褶曲的形态,煤层倾角1729左右。三维地震勘探前后断层变化较大,勘探前,区内二1煤层发育的断层仅有6条。勘探后,共解释错断二1煤层的断层27条,其中新发现断层23条,修改原有断层4条(F4、F7、F18、F42)。由于卧单山断层向西移出三维地震勘探区,所以未能控制。本井田断层主要为正断层,其主要特征为:(1)以北东向高角度正断层为主。(2)控制井田边界及分布于深部的断层规模较大,而出露于含煤地层的断层规模较小,落差30m左右。(3)主要为燕山运动的产物。(4)断层组合较为清晰,由老至新主要分东西组、北东组、北西组等三组。影响长虹煤矿的断层有:北西组的断层有纸坊断层、卧单山断层;北东组的大寺沟断层。图1 长虹井田构造分布图1.2.2煤层及顶底板特性暴雨山井田含煤地层属石炭、二迭系。从老到新,依次为石炭系上统太原组,二迭系下统山西组、下石盒子组,上统上石盒子组,总厚度为624.11m,共含煤9组,计41层。煤层总厚11.33m,含煤系数为1.82%。二1煤层为主要可采煤层,基本全区可采,其余局部或大部可采的煤层有七2、五3、四3、二12、二2、一7、一1等。长虹井田主采单一煤层二1煤层。图2 矿井含煤地层柱状图二1煤层位于山西组下部,赋存在大占砂岩和老君堂砂岩之间,上距香炭砂岩28.09m,下距L7灰岩26m左右,穿过层位点30个,见煤点28个,可采点25个,可采含煤率88%,煤厚012.78m,平均3.5m,煤层可采性指数为0.94,变异指数30%。煤层直接顶板多为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩,少为中、细粒砂岩;煤层直接底板为泥岩或粉砂岩,间接底板为细、中粒砂岩。煤层倾角1635,平均22。煤层结构较简单,少数见煤点含夹矸16层,大多数见煤点仅含一层夹矸,岩性为炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩。主要煤层二1煤呈黑色,条痕为灰黑色。具金属光泽,参差状断口。煤岩成分以亮煤为主,暗煤次之。宏观煤岩类型:以半亮型为主,兼有少量光亮型和半暗型。因受构造影响,煤层层理遭受破坏,层理不甚明显,次生裂隙发育,并具擦痕及摩擦镜面。煤层结构简单,组织疏松机械强度特低,多呈粉状产出,且易污手。平均原煤灰分15.91%,挥发分14.72%,水分0.83%,平均全硫含量2.11%,平均含磷量0.015%,原煤发热量7160卡/克,为低中灰、中硫、低磷高熔点粉状贫煤,可选性中等,煤的机械强度特低,热稳定性好,一般以动力煤和民用煤为主。一7煤赋存于太原组上部。上距二1煤层平均间距为26m左右,煤层厚度在0.20.6m之间,平均坡度19,其顶板为灰岩,底板为泥岩、砂质泥岩,为一层位稳定,发育较差的局部可采煤层。四3煤赋存于四煤组中部,下距二1煤层为173.45m,距四底砂岩34.09m,上至五煤层66.34m,煤层底板为泥岩、粉砂岩,间接或直接顶板为细至中粒长石石英砂岩,该层砂岩较发育。煤厚在0-2.53米,平均为0.99m,局部可采。如下表4所示:表4 可采煤层特征表煤层煤层倾角()煤层厚度(m)顶板岩性底板岩性地质构造复杂程度其他二1煤层平均223.5多为泥岩、砂质泥岩或粉砂岩泥岩或粉砂岩简单全区可采1.2.3煤层开采技术条件(1)瓦斯长虹公司是梨园矿唯一一对煤与瓦斯突出矿井,2010年矿井相对瓦斯涌出量16.4m/t,绝对瓦斯涌出量6.37m/min。历年瓦斯鉴定如表5所列。表5 长虹公司历年矿井瓦斯鉴定等级年度绝对量(m3/min)相对量( m3/t)鉴定结论1994年1.6215.6高瓦斯1997年2.410.1高瓦斯1998年2.822高瓦斯1999年10.3高瓦斯2000年2.410.1高瓦斯2006年2.029.15高瓦斯2007年3.026.76突出2008年6.819.68突出2009年7.8310.92突出2010年6.3716.4突出(2)煤尘根据长虹公司煤尘爆炸性鉴定,所采二1煤层煤尘爆炸指数为20.12%,具有煤尘爆炸性。(3)自燃发火长虹公司二1煤自燃等级为类不易自燃。(4)水害随着开采深度的增加,长虹公司主要水害类型为顶板砂岩水、老空水和煤层底板灰岩承压水。本井田二1煤层直接充水含水层为山西组砂岩和太原群上段灰岩,岩溶裂隙发育较弱,大气降水为主要补给水源,富水性较小,钻孔抽水试验,单位涌水量约小于0.1kg/m.s,长虹公司井田水文地质类型属中等类型。现阶段正常涌水量200 m3/h,最大涌水量280 m3/h。(5)地温本矿区属地温正常区,无热害现象。2矿井瓦斯赋存状况及规律2.1煤与瓦斯突出鉴定及区域划分情况梨园矿长虹公司二1煤层于2009年12月经河南理工大学鉴定,根据井田瓦斯地质条件,划分成3个瓦斯地质单元,以瓦斯含量8m3/t和动力显现与地质构造的关系作为区域突出危险性预测指标,凡瓦斯含量小于8m3/t的区域为无突出危险区域,瓦斯含量大于8m3/t和具有动力显现的区域为突出危险区域。单元:二1煤层-128标高以上为无突出危险区域,-128标高以下为突出危险区域;单元:标高+120m以上为无突出危险区域,标高+120m+60m之间为突出危险区域,标高+60m-73m之间为无突出危险区域,标高-73m以下为突出危险区域;单位:全部为突出危险区域。(见表6突出区域划分列表)根据集团公司批复(平煤股份【2 0 1 0 】 2 2 号):梨园矿长虹公司西翼-70m标高以上区域按无突出危险管理。突出区域划分如表6所列表6 突出区域划分列表煤层瓦斯地质单元瓦斯地质单元范围标高(m)瓦斯含量(m3/t)区域突出危险性预测结果二1单元西起井田西边界断层纸坊断层,东至11勘探线,南起二1煤层露头,北至井田边界-200m等高线。-128m标高以上2.286无突出危险区域-128m标高以下8突出危险区域单元西起11勘探线,东至14勘探线以西200m处,南起矿井井田边界和二1煤层露头,北至边界北界-200m等高线。+120m以上3.195.68无突出危险区域+12+60m之间8突出危险区域+60-73m之间2.676.78无突出危险区域-73m以下8突出危险区域单元西起14勘探线以西200m处,东至矿井井田边界15勘探线,南起矿井井田边界,北至井田边界-200m等高线。整个区域9.8310.96突出危险区域2.2瓦斯基础参数情况按照河南长虹矿业有限公司 二1煤层区域突出危险性预测研究报告、平煤集团梨园矿长虹公司瓦斯地质规律及瓦斯综合治理技术研究课题报告(河南理工大学)和中平能化集团瓦斯研究所对长虹公司二1煤层瓦斯基础参数测定报告,所测瓦斯基础参数如表7、表8所列:表7 瓦斯基本参数实测及参考值表参数名称对象煤层单位参数值备注煤层瓦斯含量二1煤m3/t11.92煤容重二1煤t/m31.47煤层透气性系数二1煤m2/Mpa2d0.0736钻孔瓦斯流量衰减系数二1煤d-10.7705百米钻孔初始瓦斯涌出量二1煤m3/min100m0.015说明:以上数据均来源于平煤集团梨园矿长虹公司瓦斯地质规律及瓦斯综合治理技术研究课题报告表8 矿井瓦斯压力及含量测点名称标高m垂深m瓦斯含量m3/t瓦斯压力Mpa煤层透气性系数M2/Mpa2d钻孔抽放半径m衰减系数d-1二1-11070机巷底抽巷200m-6.594567.46070.7二1-11070机巷底抽巷400m-7.24763.76240.25二1-11070机巷底抽巷600m-747611.67521.35二1-11090机巷底抽巷200m+393397.24570.9二1-11090机巷底抽巷400m+503415.10350.5二1-11090机巷底抽巷600m+643794.60650.43二1-11090风巷底抽巷200m+873498.18841.15二1-11090风巷底抽巷400m+1203164.75340.45二1-11090风巷底抽巷600m+1203163.97520.35下延采区轨道下山03904.9150.4下延采区轨道下山-1004939.6531.1下延采区轨道下山-15054011.701.6下部瓦斯参数测试巷开口处-144051.90380.2二1-11170风巷55米处+413493.7710.4511170风巷50m下帮+503405.350.453东运输巷32测点处+783124.310.480.0736-0.12860.7705-0.812.3煤层瓦斯赋存状况及规律2.3.1瓦斯含量与煤层埋藏深度有关煤层瓦斯含量随着煤层埋藏深度的增加而增高,但由于井田内瓦斯地质条件的差异,瓦斯含量梯度的增减有所不同。14勘探线以西为瓦斯中常区,瓦斯含量3.1910.71m3/t;平均垂深每增加100m,瓦斯递增2.54m3/t。1418勘探线之间为瓦斯富集区,瓦斯含量2.2412.74 m3/t;平均垂深每增加100m,瓦斯递增5.88m3/t。18勘探线以东为瓦斯放散区,瓦斯含量05.49 m3/t;平均垂深每增加100m,瓦斯递增1.35m3/t。2.3.2瓦斯分带明显自二1煤层露头向深部依次出现瓦斯风化带和瓦斯带。分带方向大致与煤层走向平行或斜交。但在15勘探线附近,瓦斯成分与含量较高,无瓦斯风化带。瓦斯风化带大体在煤层底板标高+100m以上,CH4成分80%,含量在 412.7m3/t。2.3.3瓦斯含量与煤层厚度有关在同一深度,若地质条件相同而煤层厚度大,则有利于瓦斯的生成和保存,瓦斯含量高。反之,煤层厚度越小,瓦斯含量越低。但在1418勘探线之间的瓦斯富集区,个别点有反常现象。煤层瓦斯含量与煤层厚度的关系如表9所列:表9 二1煤层瓦斯含量与煤层厚度的关系孔号副1903副1303150副150180副160160115031501煤层厚度(m)0.831.451.312.052.303.352.776.058.28瓦斯含量(m3/t)2.453.415.687.228.308.809.109.8310.962.4煤与瓦斯突出情况及简要规律分析自2004年10月以来,在二1煤层东翼煤巷掘进过程中,发生过1次瓦斯动力现象和多次喷孔、响煤炮等动力显现。瓦斯动力现象于2004年10月16日发生在长虹公司井田东翼的11140运输上山距11140机巷口约54 m左右,此处标高+102.1m,巷道倾角1820。压出煤量约13t(此处距11140机巷口约54m左右),巷里2.4m巷道大部分被煤体充实,瓦斯涌出量估计约500m,吨煤瓦斯含量为38.5m3/t。煤与瓦斯突出统计如表10所列:表10 煤与瓦斯突出统计表序号突出煤层突出时间突出地点突出标高突出煤量 突出瓦斯量 突出点构造特征及煤层厚度变化情况突出类型1二12004年10月16日11140运输上山机巷口约54m左右+102.1m13t500 m33区域瓦斯治理现状及存在问题3.1矿井区域瓦斯治理现状3.1.1保护层开采治理工程长虹公司近年来为加大区域瓦斯治理力度,严格按照防治煤与瓦斯突出规定的相关要求,坚持“区域措施先行,局部措施补充”的原则,优先采用保护层开采区域防突措施,圈定了二1-11090、二1-11070两个保护层工作面。3.1.2预抽煤层瓦斯治理工程二1-11170机、风巷掘进过程中采取顺层钻孔预抽采面回采区域煤层瓦斯。两巷掘进过程中,向采面施工顺层预抽钻孔,抽放钻孔按孔间距3m布置一排,机巷设计预抽钻孔孔深不低于70m,风巷设计预抽钻孔孔深不低于60m,钻孔实现交叉10m,采面两巷设计本煤层顺层钻孔300个钻孔,使用地面瓦斯抽放泵站抽放本煤层瓦斯。3.2存在的主要问题长虹公司从2009年按照防治煤与瓦斯突出规定相关要求,坚持“区域措施先行,局部措施补充”的原则,优先采用开采保护层区域防突措施,通过反复实践探索,在保护层开采期间遇到前所未有的难题,具体情况如下:(1)一7煤保护层工作面由于煤层赋存不稳定,煤层厚度00.6米,局部缺失;倾角1635,局部接近40;走向方向分布数量不等落差在25米的走向断层;现工作面有30m3/h左右的底板水的涌出。煤薄、采高低、断层多、倾角大、底板水涌出等原因,造成保护层采面回采困难,推进速度缓慢。先进的支护形式和机械化采煤工艺受到限制,工作面条件差,劳动强度大,矸石采出率高(60%以上),工作面循环慢(采面推进每月不足20米)。(2)梨园矿长虹公司保护层层位选择在一7煤层中。一7煤顶板局部有0.3米不等的炭质泥岩、泥岩伪顶;直接顶板为致密坚硬的燧石灰岩,厚度38米;其上为310米灰色泥岩、砂质泥岩,在穿层打钻中燧石灰岩段很难钻进,现有的钻具无法取得突破性进展。(3)根据长虹公司煤层赋存状况,没有比较合适的保护层选择,按照规定要求对井田内所有测压钻孔统计,目前井田-150m标高以上瓦斯压力均小于2MPa,因此需重新选择区域瓦斯治理方案。(2)梨园矿长虹公司二1煤层预抽瓦斯浓度低,需要进一步采用新的封孔工艺提高封孔质量。4规划的编制原则、依据及技术线路4.1编制原则及依据4.1.1编制原则围绕“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针和“科学布局、合理配采、安全高效、持续发展”的原则,积极构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理工作体系。坚持“区域措施先行、局部措施补充”的瓦斯治理战略,矿井采掘工作做到不掘突出头,不采突出面,全面开展区域瓦斯治理工作。4.1.2编制依据依据防治煤与瓦斯突出规定、瓦斯抽采基本指标、国办发(26)号文关于进一步加强煤矿瓦斯防治工作的若干意见,中平(2011)487号文关于编制集团瓦斯综合治理“十二五”规划的通知、梨园矿长虹公司20122015年生产经营计划、长虹公司安全专篇、梨园矿长虹公司防突专项设计、河南长虹矿业有限公司 二1煤层区域突出危险性预测研究报告等相关文件。4.2区域瓦斯治理技术路线为了实现“双不”( 不掘突出头、不采突出面),长虹公司坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则,调整区域瓦斯治理方案和采掘部署。根据长虹公司井田的地质资料以及掌握的现有区域瓦斯治理技术,区域瓦斯治理技术路线为:西翼-128m以上的无突出危险区域采用区域验证进行采掘作业;西翼-128m以下的突出危险区域采用底板穿层钻孔条带预抽结合顺层钻孔预抽回采区段煤层瓦斯区域瓦斯抽采技术;东翼0m以上突出危险区域采用顺层钻孔预抽煤巷条带结合顺层钻孔预抽回采区段煤层瓦斯区域瓦斯抽采技术;东翼0m以下突出危险区域采用底板穿层钻孔条带预抽结合顺层钻孔预抽回采区段煤层瓦斯区域瓦斯抽采技术,工作面回采期间采用工作面浅孔释放、上隅角插管抽放等方法抽采工作面瓦斯。4.2.1单一煤层治理技术(1)东翼0m以上突出危险区域区域治理方案:二1-11070、二1-11090机、风巷掘进过程中采取顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯。掘进控制两帮各15m、控制前方60m,保留20m区域措施孔超前距。两巷掘进过程中,向采面施工顺层预抽钻孔,抽放钻孔按孔间距3m布置一排,机巷设计预抽钻孔孔深不低于70m,风巷设计预抽钻孔孔深不低于60m,钻孔实现交叉10m,采面两巷设计本煤层顺层钻孔534个钻孔,使用地面瓦斯抽放泵站抽放本煤层瓦斯。(如图3所示)图3 东翼0m以上突出危险区域区域治理方案(2)东翼0m以下及西翼-128m以下突出危险区域区域治理方案:在二1煤层底板布置底板抽放巷,施工穿层预抽钻孔保护二1煤层的二1-21030机风两巷掘进。布置下一相邻工作面时,在上一工作面机巷下帮采用顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯治理,保护下一工作面风巷掘进施工。底抽巷内错二1煤层掘进工作面14m布置,超前二1煤层掘进工作面不小于200m。在底抽巷内向二1煤层预抽区域打穿层抽放钻孔,巷道两侧轮廓线外控制各15m。二1煤层抽放半径暂取23m,抽放终孔间距按4m布置。沿抽采巷走向每隔4m布置1组钻孔,每组10个,钻孔直径89mm,钻孔应穿透二1煤层厚度。穿层钻孔施工完毕后,应采用水力冲孔、松动爆破、水力压裂等措施增加透气性,提高抽放率。(如图4所示)图4 东翼0m以下及西翼-128m以下突出危险区域区域治理方案4.2.2石门揭煤治理技术梨园矿长虹公司进行石门揭煤时,严格按照防治煤与瓦斯突出规定,按程序编制审批专项揭煤过煤安全技术措施并严格执行。按照瓦斯地质探测、区域防突措施、区域措施效果检验、区域消突评价、区域验证、工作面防突措施、工作面效果检验,边探边掘,并执行安全防护措施和远距离放炮的程序揭开突出煤层,在过煤期间采取局部防突措施的情况完成揭煤全过程。为保证揭煤前区域预抽措施抽放效果达标达到快速揭穿突出煤层目的,梨园矿长虹公司拟采取松动爆破、水力冲孔等技术手段对石门揭煤区域首先进行煤体增透,提高区域预抽瓦斯抽放浓度和预抽效果,缩短预抽时间,达到快速揭穿突出煤层目的。采取松动爆破措施时,在距突出煤层法向距离10m(构造带20m)时,首先采取探测手段准确掌握煤层层位和揭煤区域瓦斯赋存情况,可利用探煤钻孔或补充钻孔对揭煤区域进行松动爆破,增加煤层透气性,提高揭煤前区域预抽措施的预抽效果,缩短预抽期。5规划的工作目标5.1基本目标实现“不掘突出头,不采突出面”;杜绝煤与瓦斯突出事故;杜绝计划外高浓度瓦斯超限;确保矿井安全高效。(1)实现防爆、防突、瓦斯高值零超限目标,杜绝“一通三防”责任事故。(2)矿井通风质量标准化保持一级,创建瓦斯综合治理示范化矿井。(3)落实瓦斯治理“四个转变”及“五化”方针,实现将高瓦斯突出煤层转换为低瓦斯无突出煤层状态。构建防突治本立体保障体系,丰富矿井瓦斯灾害综合治理模式内涵。“四个转变”:局部治理向区域治理转变,生产过程治理向超前治理转变,措施型治理向工程型治理转变,单纯治理向综合转变。“五化”:消突区域化,抽采最大化,防突精细化,装备系列化,打钻专业化。防突治本立体保障:提高防突效率,提高岩巷掘进效率,提升瓦斯综合治理工程效益和工作效率;创新集成瓦斯治理装备技术管理体系,实现智能跟综、动态预警、实时控制。(4)、实现“三零”目标,加强安全培训,实现“人人学防突,人人都是防突工”。5.2其他目标:“十二五”瓦斯治理实现“四量”和“两率”指标。“四量”:瓦斯抽采量、瓦斯利用量、防突抽采钻孔量和瓦斯治理岩巷工程量;“两率”:瓦斯抽采率、瓦斯利用率。(如表11、12)年份瓦斯治理岩巷工程量/m防突抽采钻孔量/ m抽采量/万m3瓦斯利用量/万m32012128011075457.42013192017947259.4201496012547461.5201513705808063.6合计5530473780241.9表12 “两率”分年度目标表年度20112012201320142015抽采率/%13.214.815.315.716.2瓦斯利用率/%(1)瓦斯治理岩巷工程量2012年2015年瓦斯治理岩巷工程量5530m。(2)防突抽采钻孔量:到2015年实现防突打钻两473780m。(3)瓦斯抽采量:到2015年实现瓦斯抽采量241.9万m3(4)瓦斯利用量:因梨园矿长虹公司未进行瓦斯利用,故无利用量。(5)瓦斯抽采率:到2015年实现瓦斯抽采率16.2%。(6)瓦斯利用率:因梨园矿长虹公司未进行瓦斯利用,故无利用量。表11 “四量”分年度目标表6工程接替6.1矿井水平、采区接替及存在问题(1)、二1-21020工作面原设计为综采工作面,采长在170m-190m,煤层赋存不稳定,局部坡度大,现改为悬移支架回采,回采时,循环慢不易管理。(2)、突出工作面需要6个月的预抽期,单面接替工期非常紧张。(3)、原设计下延采区为单面综采、综掘工艺,由于煤层赋存不稳定,现改为悬移支架炮采工艺,单面接替,产量低,技改完成后,完不成60万吨/年。6.2矿井采掘接替安排根据生产和区域瓦斯治理需要,20112015年采面接替计划如下(见20112015年采面接替一览表)其中: 1、2011年生产指标: 2011年原煤产量计划39万吨,其中回采煤量37万吨,掘进煤量2万吨。2、2012年生产指标:2012年原煤产量计划35万吨,其中回采产量31.2万吨,掘进产量3.8万吨。3、2013年生产指标:2013年原煤产量计划35万吨,其中回采产量31.8万吨,掘进产量3.2万吨。4、2014年生产指标:2014年原煤产量计划55万吨,其中回采产量49万吨,掘进产量6万吨。5、2015年生产指标:2015年原煤产量计划55万吨,其中回采产量49万吨,掘进产量6万吨。综采准备队:二1-12060工作面-二1-21020工作面-二1-21040工作面-二1-21060工作面 综采队:二1-11090工作面-二1-21030工作面5年内共有6个工作面发生接替,开采无突出危险性工作面4个,突出危险工作面2个,做下底抽巷4条。(如表13所列)表13 2011年至2015年采面接替一鉴表施工队伍采面名称设计采长/m设计走向长/m储量/万吨回采年份综采准备队二1-12060140420202011.1-2011.12二1-21020180830532012.1-2013.12二1-210401201400552014.1-2015.10二1-210601201400552015.11-2017.8综采队二1-11090120750302014.1-2015.3二1-210301202000792015.4-2017.11年度开拓煤量(万t)工作面准备煤量(万t)安全煤量(万t)回采煤量(万t)2012760二1-21020760105532013725二1-21020 72578272014690二1-11090二1-2104069085852015640二1-21040二1-21030二1-21060二1-110906401691696.3四量时空关系分析 截止2011年3季度末,矿井开拓煤量768.8万吨,可采期12.8年,准备煤量768.8万吨,可采期153.8月,回采煤量63万吨,可采期21月。安全煤量116万吨。(如表14所列)表14 “四个煤量”统计表6.4瓦斯治理工程梨园矿长虹公司2012年至2015年瓦斯治理工程共计9项,总工程量5530m。其中2012年2项,工程量1280m;2013年2项,工程量1920m;2014年3项,工程量960m;2015年2项,工程量1370m。表15 瓦斯治理工程规划年度巷道名称断面/m3计划工程量/m备注2012年二1-21030机巷底抽巷10640全岩二1-21030风巷底抽巷10640全岩2013年二1-21030风巷底抽巷10960全岩二1-21030机巷底抽巷10960全岩2014年二1-21030风巷底抽巷10420全岩二1-21030机巷底抽巷10420全岩二1-21030切眼底抽巷10120全岩二1-21050机巷下底抽巷10410全岩2015年二1-21050机巷下底抽巷10960全岩合计55306.5钻孔工程安排根据梨园矿长虹公司生产接替安排,2012年至2015年防突抽放钻孔计划总工程量473780万m。其中,具体分别为:2012年施工抽放钻孔110754m;2013年施工抽放钻孔179472m;2014年施工抽放钻孔125474m;2015年施工抽放钻孔58080m。钻孔工程量规划如表16所列根据防突钻孔计划,2011年至2015年
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