冷水江市梓改煤矿瓦斯抽采一矿一策.doc

冷水江市梓改煤矿瓦斯抽采“一矿一策”资料汇编二0一二年六月冷水江市梓改煤矿瓦斯抽采“一矿一策”一、前言矿井基本情况及煤层瓦斯赋存状况1、煤矿基本情况(1)井田位置梓改煤矿位于冷水江市城区以东直距约26km处，属冷水江市梓龙乡梓坪村辖区内，地理坐标为东经11103257”-11103320”，北纬：2704101”-2704133”。矿山有简易公路接冷水江市至渣渡的乡村公路，向北可达S217省道，向南可抵S312省道、湘黔铁路。矿区交通方便。2 矿井概况及井田地质特征 (1) 位置及交通 梓改煤矿位于冷水江市城东梓龙乡梓改村境内，距冷水江市城区约26km，南侧有湘黔铁路经过，距湘黔铁路冷水江东站21km，北与利民煤矿相连，可与渣渡铁路支线沟通，交通较为方便。(2)自然地理地形地势 矿区地表属低山丘陵地貌，区内标高为+240m+443m，地形较陡。 (3)地表水系 矿山属风化剥蚀低山丘陵地形，地表无大的水流及水体，地势起伏较大，地表排泄条件较好。(4)、气候本区属亚热带湿润季风性气候区，雨量丰富。据冷水江市气象局气象观测资料：年降雨量1246.8 mm-1852.8mm，历年平均降雨量1475.8mm，每年4月-7月为雨季，月最大降雨量449.0mm。3 地层、地质构造及煤层特征(1)地层梓改煤矿位于金竹山矿区石湾井田中段98102线之间，井田内出露的地层由上至下主要有：第四系(Q)、中上石炭统壶天群(C2+3ht)、下石炭统梓门桥组(C1z)、测水组(C1c、石磴子组(C1s)，现分述如下：(2)第四系(Q)岩性为灰至灰褐色、褐黄色粘土、砂土类砂砾石，为残坡积物，分布在山坡的山地低洼处，与下伏地层呈不整合接触，一般厚5m。(3)中上石炭统壶天群（C2+3ht）、：上部和中部为白色略带红色灰岩，质纯、致密、性脆，中粗晶结构，巨厚层状；下部为灰白色厚一巨厚层状灰岩，质纯、粗晶结构，夹角砾状灰岩，含透镜状燧石；底部为灰深灰色灰岩，隐晶结构，厚层状，含较多透镜状燧石结核。与下伏地层呈整合接触，该层出露厚度700m-lOOOm，一般厚830m。(4)下石炭统梓门桥组(C1z)：为灰一暗灰色泥质灰岩，泥灰岩为主，夹灰岩，隐晶质结构，互层状，夹少量薄层泥岩，全层厚120-180m，一般厚为150m，与下伏测水组呈整合接触。(5)下石炭统测水组(C1c)：为矿区含煤地层，根据岩性、岩相和含煤性，分为上、下两段。全组厚为129258m，与下伏石磴子组呈整合接触。 上段(C1C2)：为不含煤段为一套海进相序的滨湖、泻湖海湾相沉积，厚约10 3m。岩性为灰绿色、紫红色、浅红色、浅灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩夹石英砂岩、泥质灰岩和泥灰岩。该段底部为厚达7-lOm左右的灰至灰白色中厚至厚层状石英砂岩，细至粗粒结构，硅质、铁质胶结，局部含石英砾石，砾径达2-lOmm，有时该砂岩中还夹有炭屑或煤线，该层厚3.O-35m，平均15.Om。该套石英砂岩是区内划分上下段的标志层，称“分界砂岩”。下段(C1c1)：为含煤段本段为主要含煤段，为一套海退相序的湖相、沼泽相和泥炭沼泽相含煤碎屑沉积而成，主要由石英砂岩、细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤组成，厚91m左右。含煤6层，由上而下命名为2、3、4、5上、5、6煤层，可采煤层为3、5上、5煤层，其它煤层不可采。石湾井田内可采煤层由浅往深部均具有变薄的趋势。其地层由新到老依次为：、黑色泥岩：含较多菱铁矿结核，厚约7m。、上部灰白色中厚层状石英砂岩，质纯坚硬；下部为薄层状细砂岩，常夹粉砂岩，石英砂岩与细砂岩间具2煤层位，不稳定。厚15m。、灰黑色薄层泥岩、砂质泥岩，含丰富植物化石，厚约15m。、3煤层，发育于井田的浅部，为粉末状和条带状半亮型煤，为局部可采煤层。、灰黑色薄层状砂质泥岩和泥岩，夹灰黑色粉砂岩，富含植物化石，在井田中，东部相变为石英砂岩、细砂岩，中部是4煤层层位，不稳定。厚20m。、5上煤层（组）：1-4个分层，上部分层以粉末状半亮型煤为主，含砂岩包体。下部分以线理状、条带状半亮型煤为主，含薄层炭质泥岩。、黑色泥质岩为主，含菱铁矿结核及植物化石，中夹深灰色细砂。岩厚6m。、5煤层，粉末状暗淡型煤，夹有炭质泥岩夹矸，煤厚0-2.85m。平均厚2.42m，属较稳定煤层。、黑色泥岩，含较多菱铁矿结核，为第四层菱铁矿层位，是对比5煤层的标志层，厚5m。、灰色薄层状细砂岩夹薄层泥岩，中部具6煤层层位，不稳定，厚25m。(6)下石炭统石磴子组(C1s)：上部为灰黑色钙质泥岩与中厚层状泥灰岩互层，产丰富的动物化石；中下部为中厚层状深灰色泥质灰岩，夹灰岩和薄层状黑色泥岩。上与测水组呈整合接触。钻孔最大可见厚约为100m。 矿井范围内出露地层有测水组(C1c)和石磴子组(C1s)。(7)构造梓改煤矿位于涟邵盆地桥头河向斜南西段次级向斜北西翼中段，该次级向斜为一两翼不对称向斜，向斜南北长约16.8km，东西宽约7.2km，地层产状东缓西陡，轴部平缓开阔，轴向北东向。向斜内发育北东及北西向两组断裂，对煤层破坏严重。矿井范围内褶皱发育，并倒转，煤层总体近乎直立；地层走向北东；由南西往北东，地层总体倾向由南东变为北西，总体倾角50-800，矿井范围内主要断裂构造有龙盘山逆断层(F1)，该断层是井田内破坏性最大的断层，井田内出露长2000m，矿井内出露长320m，断层走向北东，倾向北西，倾角70-800，使含煤段地层逆覆在不含煤段中部地层之上，使矿井内煤层最大落差达195m，对未来开采影响较大。综上所述，矿井地质构造复杂程度属中等类型。4、煤层及赋存特征(1)含煤地层 本区含煤岩系为测水组，根据岩性、岩相、含煤性等综合分析，划分为上下两段，可采煤层分布于测水组下段。矿井内共含煤6层，由上而下命名为2、3、4、5上、5、6煤层，可采煤层为3、5上、5煤层，其它煤层不可采。矿井深部只有5煤层全区发育，为唯一主采煤层。(2)、可采煤层本矿井内深部主要可采煤层为5煤层，位于测水组下部，以第四层菱铁矿为标志层。据湖南省冷水江市金竹山矿区石湾井田梓改煤矿资源储量报告提供，5煤层厚0-2.85m，平均厚2.42m，属较稳定煤层。煤层倾角50-800,平均倾角都在700。5煤层为粉末状暗淡型煤，煤层结构复杂，夹有炭质泥岩夹矸，属较稳定型中厚煤层。5煤层容重为1.40tm3。3、5上煤层在+190m石门揭露都为煤线，在矿井深部成为不可采煤层。(3）煤质5煤层属低中灰、特低-低磷、特低硫、中-高发热量的无烟煤，是良好的动力用煤和民用煤。5、开采技术条件(1)、水文地质条件该矿井水文地质条件简单，影响矿井充水的主要因素为大气降水、含水层水、断层水和老窿水等。简述如下：1)、大气降水：根据冷水江市气象局观测资料，年降雨量为1159.0-1568.2mm，月降雨量O-470mm，3-6月为雨季。大气降水是该矿井地下水的主要补给来源。(2)、主要含（隔）水层：含水层：本区含水层有下石炭统梓门桥组(C1z)、测水组(C1c)及石磴子组(C1s)。梓门桥组(C1z)：含水层厚150m。由泥质灰岩、泥灰岩夹石灰岩组成，岩溶裂隙发育，为一富水性中等的岩溶裂隙层间含水层，水质类型属HC03SO42-Ca2+型水。测水组(C1c)：含砂岩数层，砂岩裂隙发育，富水性较弱，为一承压含水层（组），水质类型为SO42-Ca2+型水。石磴子组(C1s)：勘探厚度约100m，上部为钙质泥岩，夹泥灰岩、泥质灰岩。下部为中厚层状泥灰岩，岩溶裂隙较发育，为一富水性中等的承压含水层。隔水层：上隔水层位于煤系地层顶部，由梓门桥组底部的钙质泥岩夹泥灰岩，测水组上部的砂质泥岩组成，厚约20m;下隔水层位于煤系地层底部，由测水组底部的砂质泥岩、泥岩与石磴子组顶部的钙质泥岩、泥灰岩组成。上下隔水层的岩性质软、细腻，富水性弱，阻水性好，可阻止煤系上下含水层的水渗入坑道，可视为良好的隔水层。断层水：矿井内主要有龙盘山逆断层，该断层切割石磴子组、测水组，使石磴子灰岩与煤层直接接触，而石磴子组为一富水性中等的承压含水层，但断层带内大多被钙、泥质胶结，因此，断层的富水性弱，但在今后开采近断层煤层时，应留设隔水煤柱。老窿水：矿井范围内浅部有老窿分布，据访老窿多以平硐及斜井开采，且大部分已倒塌，使残坑废巷中积水，特别是老窿开采的浅部，岩石裂隙相对较发育，大气降水和地表水通过岩石裂隙或孔隙渗入老窿，再经老窿流入矿坑，对矿坑充水有较大影响，是矿坑充水的主要来源之一。因此，矿井在开采近老窿残煤时，除了及时掌握这些老窿的分布范围和积水情况外，还应坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先探后采”的防治水害原则。根据矿井的水文资料，矿井正常涌水量为25m3h，最大涌水量为60m3h。6 煤层顶底板条件主采煤层为5煤层，顶、底板岩性分述如下：5煤层顶板：直接顶为灰黑色砂质泥岩，薄层状，夹黑色泥岩及薄层细砂岩，厚度一般15m，抗压强度不大，不易维护，属II级顶板。5煤层底板：为黑色泥岩，局部夹有灰色砂质泥岩，团块状疏松砂岩，及大小不等之菱铁矿结核，厚2.5m左右，具有底鼓现象。据生产井调查，3煤层、5上煤层顶板泥岩，5煤层顶板砂质泥岩，及5煤层底板泥岩，遇水均会膨胀，特别是5煤层底板泥岩，遇水膨胀后，其中之包体砂岩及菱铁矿结核剥落，产生底鼓现象，破坏巷道，因此，水对巷道具有极大的破坏性，保持巷道干燥是一项极为重要的工作。综上所述，矿井工程地质条件属较复杂类型，顶板较难维护，底板遇水易膨胀，对易垮塌地段要及时加强支护，同时要保持巷道干燥。7、瓦斯根据湖南省煤炭工业局关于2011年度矿井瓦斯等级鉴定和二氧化碳测定结果的批复（湘煤行2012 21号文），矿井为煤与瓦斯突出矿井。相对瓦斯涌出量为17.37m3/t，相对二氧化碳涌出量为7.69m3/t。8、 煤尘经过湖南煤炭工业质量监督检验站鉴定，5煤层煤尘无爆炸危险性。9、自燃本矿井5煤层属无烟煤，含硫低，经过湖南煤炭工业质量监督检验站鉴定，5煤层属不易自燃煤层。10、地温矿井地温正常，无热害现象。二、矿井目前采掘、抽布置情况1、矿井生产接替情况矿井在+190水平以上区域形成1151全负压通风采煤工作面，在+130到+190标高形成2151和2152全负压通风采煤工作面，在+40-+80标高形成3151接替采煤工作面，采煤工作面接替为1151-2151-3151-2152。2、开拓巷道布置+190南底板运输大巷计划掘进450米，+80南底板运输大巷计划掘进400米，并在两巷之间每隔100米设计布置一条南翼采区底板轨道上山；+10水平布置北翼底板运输大巷400米；在+190运输大巷掘北暗付下山作为架空人车巷长490米。巷道采用锚网喷支护，每月定每头掘进任务40米。3、抽采钻场布置+190、+80、+40南底板运输巷和+10北底板运输巷每掘进30米，布置施工一个抽采钻场。每个钻场设计施工25个钻孔，控制范围上帮20米，下帮10米，每个钻场钻孔总进尺900米以上。钻场按每个水平布置先后进行编号。梓改煤矿顺层抽放钻场布置，目前只在+40与+80之间布置有2个顺层抽放钻场，每个钻场控制范围上帮20米，下帮10米，其它两侧按煤层赋存情况进行布置，能控制到底(顶)板的尽量控制到位，不能控制到位时不少于15米。预测预板情况：区域性预测主要采用湿式流量计预测煤层瓦斯压力的方法和钻屑指标法进行预测，局部预测以钻屑指标法进行。效果检验方法同样是以钻屑指标法进行效果检验。防突措施：梓改煤矿主要以底（顶）板穿层钻场抽放为主，以顺层抽放为辅，目前+80以上是以小孔径密排为主要防突措施。三、矿井瓦斯抽采目前存在的一些具体问题1、机构、人员配备情况虽然成立了瓦斯抽采领导小组，但真正进行抽采的人员少，煤矿目前只有6人进行专职抽采工作，其中：抽放泵工1人，进行排放孔施工2人，钻场打钻工3人（包括防突技术员），且年龄都在50岁上下。由于岁数大，文化程度低，技术水平差。2、装备、执证情况1)装备：目前煤矿有岩石钻机3台，2台2J-750型和一台ZLJ-750型两种钻机，没有配备煤巷抽放钻机，煤巷钻场不能达到一定的深度。由于文化水平低，不能按设计要求进行施工，抽放效果较差。2)人员执证情况：目前有证人数只有3人有证，其它要待培。3“三量”管理：目前煤矿“三量”管理平衡，北翼暂时没有开拓。四、矿井今后开展瓦斯抽采实施方案1、矿井“三量”平衡及主要抽采工程施工计划。梓改煤矿2012年掘、抽、修计划巷道名称煤岩类别断面(m2)支护方式计划工程量(m)已完成工程量(m)剩余工程量(m)一季度二季度三季度四季度全年合计1月2月3月2、穿层抽采布置的区域、地点、方式、钻机、控制范围。穿层抽采布置区域、地点、方式。目前在南翼+80、+40水平每距30米布置一个钻场，+80布置有2个钻场、+40布置有4个抽放钻场、+10北运输巷布置有2个钻场、正在布置第三个钻场，钻机型号为ZJ-750钻机布置钻孔，控制范围上帮20米，下帮10米，左右两侧15米。3、顺层抽采布置的区域、地点、方式、钻机及控制范围顺层钻场布置，目前只在+40水平与+80水平之间布置有2个顺层钻场，+40顺层钻场用ZJ-750型钻机布置一个钻场，控制范围上帮20米，下帮10米，底板边控制15米，长度控制60米。4、目前瓦斯抽放存在的问题钻场断面太小：影响钻机不能很好的施工，控制范围不过，引起两个钻场中存在抽放盲区。以后掘进钻场时，钻场断面要设计3.5米宽和最少3米高的钻场，有利于钻机施工。钻场长度小：目前只有4-5米远，控制高度不足，加上区段标高40米，且钻机上向角度最大只能施工到630，钻场距煤层距离10米左右，太近上向孔和下向孔施工控制范围不足，只能在钻场顶板巷道上往后延长钻孔才能控制到上帮要求，所以今后底（顶）板掘进时，应严格控制底（顶）板距煤层距离应最小20米以上，这样，钻场长度能达10米以上，可以在钻场巷道顶部增加1-2排上向孔，加大上帮控顶范围，做到底（顶）板钻场能全面控制区段范围内的抽采要求，减少顺层抽放钻场的设计和施工，增加煤巷掘进进度。加强培训：提高施工队伍技术水平，争取与上级有关部门联系，培训一批年青、文化程度高的技术施工队伍，做到人人持证上岗，能够严格按设计要求进行施工，消灭抽放盲区，做到抽采达标，真正做到不掘突出头，不采突出面。5、其它瓦斯抽采方式布置的区域、地点、控制范围目前梓改煤矿在+80-+190区段上，由于从上往下进行水平分层开采，上部属于采空区，布置时只留有1-2米的煤皮，瓦斯能够释放一部分进行突出危险性预测的无突出危险时，采取小孔密排，进行排放，能保证抽采效果，控制范围上帮和左、右两帮7米，下帮控制3米。附：1、抽放系统图 2、顺层抽采钻场设计3、穿层抽采钻场设计煤 巷 掘 进 顺 层抽 放 钻 场 设 计编 制：审 核：二0一二年 月顺层抽放钻场设计图钻孔参数表孔号钻孔直径间距(m)开孔位置方位(0)倾角(0)深度(m)备注孔号钻孔直径间距开孔位置方位倾角深度备注175(mm)6m0.4*0.425060钻场方位此钻场方位为250。137560.4*0.4311 3065 0021.34开孔位置为0.40.4m，最下层下向孔距底板0.2m防止水流入钻孔。允许误差不超过10，长度在走向没有变化的情况下，必须按设计长度施工不许偷工减尺。222040660.321437 20-6 0060.3732003012 1261.611529 20-10 1055.0241801018 63.571630 20-11 3049.1951705018 5057.491731 00 -13 3043.4461703021 0051.841831 30 -15 4037.6271523 3046.511931 20-18 4031.84812 3027 41.352032 00-22 5026.21910 0030 5036.152135 20-28 0020.7410803037 0031.492238 30-38 2015.7311402044 3026.982353 40-56 5012.4912357 0054 2023.30钻场工程量：934.6m。施工要求：1、严格按操作规程进行操作。2、进行施工前先检查工作面支护情况，严禁在空帮空顶下施工。3、检查当头瓦斯浓度和监控系统情况，传感器是否正常，否则不准施工。4、布置钻场时，必须进行边布边抽，以防瓦斯自然排出，造成风流中瓦斯超限。5、打钻工必须随身携带100%瓦斯检测仪和瓦斯报警仪，当瓦斯超限时，或有顶钻、卡钻、喷孔等动力现象时，必须立即停止钻进，断电源，只有瓦斯浓度在规定允许范围内方可进行施工。6、布置钻场前必须先距支架0.3米处开掘水沟，以利于排水。7、施工前应先打中心孔，按断面孔号进行施工，最后施工下向孔。8、打钻孔前，必须清理干净工作面的浮煤和松石，特别是伞檐应清理平整。9、封孔长度必须达到8米以上。施工好一个钻孔必须通过当班安监员或矿长进行验收合格后，方可进行封孔工作。10、钻孔中PCR管的长度不得少于钻孔深的2/3，且施工记录必须详细真实。严禁弄虚作假。11、施工完成后，必须清理好卫生，做到文明施工。底板抽放钻场二钻场抽 放 设 计编 制：审 核：二0一二年三月剖面图断面图抽放钻场钻场设计平面图钻孔参数表孔号钻孔直径间距(m)开孔位置方位(0)倾角(0)深度(m)备注孔号钻孔直径间距开孔位置方位倾角深度备注175(mm)6m中心0017.0钻场方位以垂直煤层走向为钻场正方位，此钻场方位为以中心线左边为负，右边为正，倾角向上为正，下向孔为负15756右-33 203319.34此钻孔深度为见煤的深度，原则上每个钻孔都必须穿透煤层进入顶板0.5米以上，如万一煤层厚不能穿透时，在煤层中钻孔长度不得少于15米。2偏右18017.9016左-33 204821.183偏右33 20020.3617左-185319.624偏右-18017.9018中上055 20