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贵州省贵州省 煤矿煤矿 防治煤与瓦斯突出方案设计防治煤与瓦斯突出方案设计 说说 明明 书书 煤矿设计研究院煤矿设计研究院 二二 一一 年十月年十月 参加编制人员参加编制人员 序号专 业姓 名职称 或 职务 1采 矿 高级工程师 处长 2矿 建 高级工程师 副处长 3采 矿 高级工程师 副处长 4采 矿 高级工程师 5通 风 工程师 科长 6机 电 高级工程师 7通 风 工程师 8通 风 工程师 9概 算 工程师 目目 录录 前前 言言 1 第一章第一章 矿井概况矿井概况 4 一 概况 4 二 矿井地质及煤层特征 6 三 矿井开拓与开采 16 四 矿井设计生产能力及服务年限 17 五 矿井通风及瓦斯 17 第二章第二章 煤与瓦斯突出危险性预测煤与瓦斯突出危险性预测 20 一 区域性突出危险性预测 20 二 工作面突出危险性预测 22 第三章第三章 防治煤与瓦防治煤与瓦斯突出措施斯突出措施 26 一 区域性防治突出措施 26 二 局部性防治突出措施 36 第四章第四章 防突措施效果检验防突措施效果检验 44 一 区域性防突措施效果检验 44 二 工作面防突措施效果检验 45 第五章第五章 安全防护措施安全防护措施 47 一 远距离爆破 47 二 设置反向风门 47 三 设置避难所 48 四 压风自救系统 49 五 其它安全防护措施 49 第六章第六章 技术经济技术经济 54 一 机构设置 54 二 技术培训 55 三 防突装备 56 四 投资估算 56 附 附 矿井防突工作管理表格 格式 附件 附件 1 1 设计委托书 2 采矿许可证 3 矿井瓦斯等级鉴定报告 乡 煤矿防突设计 1 前前 言言 乡 煤矿位于贵州省 市 北部 属 彝族乡管辖 直距 城关镇 28 公里 其地理位置为 东经 104 35 31 104 36 16 北纬 26 02 24 26 03 03 铁路和 公路从 矿井北部边缘经过 井田内有简易公路与 公路相接 井田直距 铁路 站 2 公里 交通较为方便 乡 煤矿为整合技改矿井 由原 煤矿和 煤矿整合而成 整合技改后的矿井生产能力为 30 万 t a 矿井为私营企业 隶属 煤炭 管理局管辖 现已取得采矿许可证 是合法矿井 矿井采用斜井 平硐联合开拓 矿区范围内有可采或局部可采煤层 15 层 M1 M3 M5 1 M5 3 M6 M9 M12 1 M13 M15 M16 M17 M18 1 M20 M27 M30 煤层 据调查 了解 与 煤矿处于同一个土城向斜北翼西段的邻近矿井 土城矿在开 采 M12 煤层的过程中 曾发生过煤与瓦斯突出现象 根据黔煤生产字 2007 514 号 对 市煤矿 2007 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复 煤矿为高瓦斯矿井 矿井绝对瓦斯涌出量为 1 74m3 min 相对瓦斯涌 出量为 20 95m3 t 为了贯彻 安全第一 预防为主 的指导思想 提高矿井的防治灾 害能力 根据 盘煤通字 2008 45 号 文件 关于做好防突设计的补充 通知 和 防治煤与瓦斯突出细则 有关规定 必须编制防治突出煤层 突出专项设计 我院受 煤矿的委托 对 煤矿进行矿井防治煤与瓦斯 突出设计 一 设计依据一 设计依据 1 设计委托书 乡 煤矿防突设计 2 2 防治煤与瓦斯突出细则 原煤炭工业部 1995 年 3 煤矿安全规程 国家安全监督管理局 国家煤矿安全监察局 2005 年 4 采矿工程设计手册 煤炭工业出版社 2003 年 5 煤矿安全新技术 煤炭工业出版社 2003 年 6 煤矿瓦斯抽采基本指标 AQ 1026 2006 国家安全生产监 督管理总局 2006 年 7 矿井瓦斯涌出量预测方法 AQ 1018 2006 国家安全生产 监督管理总局 2006 年 8 煤矿提供的其它相关资料 二 设计原则二 设计原则 1 坚持 安全第一 预防为主 依靠科学 综合治理的方针和管 理 装备 培训并重 的原则 2 实行 四位一体 综合防治煤与瓦斯突出的措施 即实行突出 危险性预测 防治突出措施 防治突出措施的效果检验 安全防护措施 的综合防治煤与瓦斯突出措施 3 依靠科技进步 结合本矿井的实际情况 采用比较成熟的技术 设备 仪器 仪表提高矿井的综合防突能力 三 主要技术经济指标三 主要技术经济指标 1 矿井配备专职防突机构人员 11 人 2 防突总投资 47 12 万元 其中 防突仪器 仪表和设备投资 37 12 万元 机构设置及人员培训 5 万元 其它费用 5 万元 四 结论与建议四 结论与建议 1 矿区范围内有可采或局部可采煤层 15 层 M1 M3 M5 1 M5 3 M6 M9 M12 1 M13 M15 M16 M17 M18 乡 煤矿防突设计 3 1 M20 M27 M30 煤层 设计采用开采保护层和预抽煤层瓦斯的综 合区域性防突措施 消除突出煤层的突出危险性 确保矿井安全 2 矿井防突设计主要采用钻屑指标法预测工作面的突出危险性和 检验防突措施的效果 由于矿井无实测的突出敏感指标和临界值相关资 料 因此 在今后的防突工作中 应不断摸索和研究其它指标的敏感性 情况和临界值 切实搞好矿井的防突工作 防止矿井突出事故的发生 3 矿井要配备专门的防突机构和专职的防突人员 矿井必须加强 防突人员的技术培训 4 根据调查了解 与 煤矿处于同一个土城向斜北翼西段的邻近 矿井 土城矿在井下实际生产过程中 除 M12 煤层曾发生过煤与瓦斯突 出现象外 其它煤层暂未发生过煤与瓦斯突出动力现象 因此 建议矿 井按设计开采顺序进行开采 在同一标高其它煤层未开采 M12 1 煤层 未得到保护前 暂不要开采 M12 1 煤层 且矿井今后的开拓准备巷道 根据 煤矿安全规程 的规定 必须避开 M12 1 煤层布置 5 由于矿井范围内共有 15 层 M1 M3 M5 1 M5 3 M6 M9 M12 1 M13 M15 M16 M17 M18 1 M20 M27 M30 可采及局部可采煤层 其突出危险性目前只是停 留在调查了解阶段 因此 为确切地掌握矿井可采煤层的突出危险性 建议矿井应尽快组织对矿井井田范围内的可采煤层进行突出危险性鉴定 以便更好地指导矿井的安全生产 防止矿井突出事故的发生 乡 煤矿防突设计 4 第一章第一章 矿井概况矿井概况 一 概况一 概况 1 交通位置及井田境界 乡 煤矿位于贵州省 市 北部 属 彝族乡管辖 直距 城关镇 28 公里 其地理位置为 东经 104 35 31 104 36 16 北纬 26 02 24 26 03 03 铁路和 公路从 矿井北部边缘经过 井田内有简易公路与刘洒公路相接 井田直距 铁 路 站 2 公里 交通较为方便 详见煤矿交通位置图 乡 煤矿一年期采矿许可证由贵州省国土资源厅于 2007 年 6 月 16 日颁发 证号 5200000711175 划定矿区面积 0 9429 平方公 里 井田走向长 1 16km 倾斜宽 0 813km 开采深度 由 1860 米至 1780 米标高 共由 8 个拐点圈定 形状为一不规则的多边形 矿井井田 范围拐点坐标详见表 1 1 表 1 1 矿井拐点 坐标表拐 点 XY 1 2882410 0035460000 00 22882150 0035460450 00 32881350 0035460400 00 42881335 0035460000 00 A2882545 0035459445 00 B2882410 0035460000 00 C2881594 0035459993 90 D2881860 0035459250 00 第一块段 1 2 3 4 1860 1650m 第二块段 A B C D 1860 1780m 矿区面积 0 9429 平方公里 乡 煤矿防突设计 5 煤矿交通位置图 乡 煤矿防突设计 6 2 地形地貌 气候 地形地貌 煤矿为剥蚀单面山地貌 以剥蚀坡为主 由于岩石抗风化程度的 差异 地形坡度变化较大 一般在 20 40 局部坡度较小 煤矿北 部边界外缘为单斜谷地 局部有构造坡分布 其地形坡度与地层倾角基 本一致 约 20 左右 煤矿内冲沟发育 沟深坡陡 致使地形复杂 煤 矿内最高点位于西南隅矿界拐点 0 附近 标高约 2065 米 最低点位于 东北隅 河床 标高约 1698 0 米 相对高差 367 米 属低山地形 煤 矿内煤层出露标高 1700 1900 米 平均 1825 米 气候条件 本地区属亚热带高原季风气候区 气候温和湿润 冬无严寒 夏无 酷暑 雨量充沛 据 气象局资料 年平均降水量 1382 9 毫米 月平 均气温 15 2 日极端最高气温 36 7 日极端最低气温 7 9 年 平均相对湿度 78 3 地震 根据 建筑抗震设计规范 GB50011 2001 规定 本区地震基本 烈度为 6 度 二 矿井地质及煤层特征二 矿井地质及煤层特征 1 1 地层 地层 该矿及其邻近出露的地层从老到新为 二叠系上统峨眉山玄武岩组 龙潭组 三叠系下统飞仙关组 第四系 a 二叠系上统 P3 峨眉山玄武岩组 P3 分布于煤矿北界外围 厚度约 1000 米 按岩性分为三段 第一段 P3 1 厚度约 900 米 以墨绿色玄武岩为主 顶部及中 部夹紫红色凝灰岩 乡 煤矿防突设计 7 第二段 P3 2 厚度 5 25 米 一般厚度 20 米 由深灰色粉砂 岩 泥岩组成 局部夹煤一层 煤厚 0 5 1 00 米 第三段 P3 3 厚度 50 80 米 上部为凝灰岩 下部为玄武岩 龙潭组 P3 l 分布于煤矿的大部分地段 为煤矿内含煤地层 厚度 280 310 米 岩性以细碎屑岩为主 含煤 40 50 层 与下伏地层呈假整合接触 分 上 中 下三段 下段 P3 l1 煤系底界 24 号煤层顶界 厚度 67 0 109 0 米 岩性为深灰色粉砂质泥岩 粉砂岩 含煤层 15 层左右 仅有 27 号煤层 可采 产大羽羊齿 细羊齿等植物化石 局部产瓣鳃类动物化石 中段 P3 l2 24 号煤层顶界 12 号煤层顶界 厚度 135 0 182 0 米 岩性为粉砂岩 细砂岩 粉砂质泥岩及泥岩组成 含 煤层 20 层左右 其中可采煤层为 12 13 15 16 17 及 18 等 6 层 富产大羽羊齿 带羊齿 原始乌毛蕨等植物化石 在 22 及 24 号两层煤 层顶板偶尔可见瓣鳃类及腹足类动物化石 上段 P3l3 12 号煤层顶界 1 号煤层顶界 厚度 94 0 132 0 米 岩性以灰色细砂岩 粉砂岩为主 夹粉砂质泥岩及泥岩 含煤 11 层 其中可采煤层为 3 5 6 9 等 5 层 动物化石分布较普遍 腕足类为 主 腹足类 瓣鳃类次之 亦产植物化石 b 三叠系下统 T1 飞仙关组 T1f 出露于煤矿西南部及其外侧 厚度 621 0 米左右 与下伏龙潭组地 层整合接触 分上 下两段 下段 T1 f 1 厚度 120 0 米 上部灰绿色细砂岩为主 顶部夹紫 乡 煤矿防突设计 8 色粉砂质泥岩 含蠕虫状方解石 下部 30 米为绿灰色粉砂质泥岩夹粉 砂质泥岩 产腕足类 瓣鳃类动物化石 含少量植物碎屑 底部 5 米左 右灰色粉砂质泥岩 含舌形贝化石 上段 T1 f 2 平均厚度 476 0 米 按岩性从下至上分六个亚段 第一亚段 T1 f 2 1 厚度 86 米 紫红色粉砂质泥岩 粉砂岩 第二亚段 T1 f 2 2 厚度 62 米 紫灰 暗紫色细砂岩 粉砂 岩 产瓣鳃类动物化石 第三亚段 T1 f 2 3 厚度 92 米 暗紫色 绿灰色粉砂岩为主 夹灰绿色细砂岩 富产动物化石 第四亚段 T1 f 2 4 厚度 84 米 暗紫色 绿灰色粉砂岩为主 夹细砂岩 粉砂质泥岩条带 中 下部夹泥灰岩薄层 第五亚段 T1 f 2 5 厚度 33 米 紫红色块状泥岩 第六亚段 T1 f 2 6 厚度 110 米 上部为泥灰岩 下部为粉砂岩 细砂岩 c 第四系 评估区内分布广泛 厚 0 10 米左右 由残 坡积物及松散的洪积 物 冲积物等组成 2 地质构造 松森煤矿位于土城向斜北翼西段 为一向南南西倾斜的单斜构造 地层走向北 70 西 地层倾角 22 左右 煤矿内及其边界附近发现断 层 4 条 断层编号为 F35 F90 F91 F92 其中 F90 F91 F92 为煤矿 内断层 F35 为边界断层 现分别叙述如下 F35 斜向逆断层 为煤矿东南部边界断层 为区域性断层 全长约 50 余公里 断层走向北 80 东 倾向北北西 倾角 80 左右 地面上 乡 煤矿防突设计 9 断裂线清楚 两侧各 50 米左右地层直立或倒转 旁侧小断层发育 但 深部无钻孔控制 地层断距 320 米 落差 350 米 F90 斜向正断层位于煤矿东北部 断层走向北西 倾向南西 倾角 60 左右 地面 24 号煤断开 落 20 米左右 断层走向长 120 米 F91 斜向正断层 位于煤矿南部 断层走向东西 倾向南 走向长 220 米 地面见 1 3 号煤层断开 落差 10 米 F92 斜向断层 位于煤矿东南部 断层走向北西 倾向不清 走向 长 190 米 地面见 17 18 号煤层断开 落差 10 米 本煤矿地质构造复杂程度属中等构造 3 3 煤层及煤质 煤层及煤质 1 煤层 煤矿含煤地层主要为二叠系龙潭煤组 区内含煤 40 50 层 煤 层总厚 30 33 45 65m 一般厚 35 48m 含煤系数 11 33 矿区范围内 有可采煤层或局部可采煤层 15 层 1 3 5 1 5 3 6 9 12 1 13 15 16 17 18 1 20 27 30 号煤 主要可采煤层编号为 1 3 5 1 5 3 6 9 12 1 15 16 17 18 1 27 号等 12 层 局 部可采煤层 3 20 30 号煤层 总厚度 30 38m 煤层为较稳定型 1 号煤层 煤层厚度在 1 43 1 56 米之间 平均 1 50 米 较稳定 煤层结构简单 矿区内可采 3 号煤层 煤层厚度在 2 37 3 85 米之间 平均 3 11 米 赋存稳定 煤层结构较简单 一般含 0 05m 夹石 2 3 层 个别点在煤层上部含 0 30m 夹石 5 1号煤层 煤层厚度在 2 03 3 51 米之间 平均 2 77 米 赋存较 稳定 煤层结构较简单 一般含 0 05m 夹石 2 层 个别点夹石达 0 26m 乡 煤矿防突设计 10 5 3号煤层 煤层厚度在 3 36 3 38 米之间 平均 3 37 米 赋存较 稳定 煤层结构较简单 分布于煤矿中部和南部与 5 1 煤层岔合并关系 含 0 10m 左右夹石 1 2 层 6 号煤层 煤层厚度在 2 75 3 77 米之间 平均 3 26 米 赋存较稳 定 煤层结构复杂 一般含 0 05m 左右夹石 2 4 层 个别点达 0 52m 9 号煤层 煤层厚度在 2 94 3 44 米之间 平均 3 19 米 赋存较稳 定 煤层结构简单 个别点含 0 06m 夹石 12 1号煤层 煤层厚度在 3 10 5 94 米之间 平均 4 52 米 赋存 较稳定 煤层结构较简单 含 0 05m 左右夹石 0 2 层 个别点达 0 36m 13 号煤层 煤层厚度在 0 59 2 00 米之间 平均 1 3 米 赋存较稳 定 煤层结构较简单 局部可采煤层 西南部不可采 上部含 0 10 0 20m 夹石 1 层 15 号煤层 煤层厚度在 1 87 3 06 米之间 平均 2 47 米 赋存较 稳定 煤层结构较简单 含 0 10m 夹石 0 2 层 16 号煤层 煤层厚度在 1 97 2 50 米之间 平均 2 24 米 赋存较 稳定 煤层结构较简单 西南部外围 2504 号孔不可采 局部含 1 2 层 不稳定夹石 17 号煤层 煤层厚度在 1 57 3 70 米之间 平均 2 64 米 赋存较 稳定 煤层结构简单 局部含 0 10m 左右夹石 1 2 层 18 1煤层 煤层厚度在 1 82 3 25 米之间 平均 2 54 米 赋存较 稳定 煤层结构较简单 含薄夹石 0 4 层 单层最大厚度 0 15m 20 号煤层 煤层厚度在 0 29 2 60 米之间 平均 1 45 米 赋存较 稳定 煤层结构复杂 含薄夹石 0 4 层 单层最大厚度 0 23m 27号煤层 煤层厚度在0 97 1 16米之间 平均1 05米 赋存较稳 乡 煤矿防突设计 11 定 煤层结构较简单 含0 10m左右夹石1层 30号煤层 煤层厚度在 0 70 0 96米之间 平均0 82米 赋存较稳定 煤层结构复杂 含薄夹 石0 6层 单层最大厚度0 47m 煤矿可采及局部可采煤层特征见表1 2 表 1 2 煤矿可采及局部可采煤层特征表 煤层厚度 m 煤层 编号 最小 最大 平均 煤层 间距 m 煤层稳 定程度 煤层 结构 煤层顶 板岩性 煤层底 板岩性 其它 1 1 43 1 56 1 50 较稳定简单 泥质粉 砂岩 泥岩 粉砂 岩 矿区内可采 13 1 3 2 37 3 85 3 11 稳定较简单 粉砂岩 粉砂质泥岩 粉砂岩 一般含 0 05m 夹石 2 3 层 个别点在煤层上部含 0 30m 夹 石 8 0 5 1 2 03 3 51 2 77 较稳定 较简单 泥质粉 砂岩 粉砂岩 一般含 0 05m 夹石 2 层 个 别点夹石达 0 26m 3 1 5 3 3 36 3 38 3 37 较稳定 较简单 粉砂岩 泥岩粉 砂岩 分部于煤矿中部和南部与 5 1 煤层岔合并关系 含 0 10m 左 右夹石 1 2 层 8 2 6 2 75 3 77 3 26 较稳定复杂 粉砂质 泥岩 泥岩粉 砂岩 一般含 0 05m 左右夹石 2 4 层 个别点达 0 52m 17 1 9 2 94 3 44 3 19 较稳定简单 泥质粉 砂岩 泥岩粉 砂岩 个别点含 0 06m 夹石 42 9 12 1 3 10 5 94 4 52 较稳定 较简单 粉砂质 泥岩 泥岩 含 0 05m 左右夹石 0 2 层 个别点达 0 36m 6 6 13 0 59 2 00 1 30 较稳定 较简单 粉砂岩 粉砂质 泥岩 局部可采煤层 西南部不可 采 上部含 0 10 0 20m 夹石 1 层 9 3 15 1 87 3 06 2 47 较稳定 较简单 粉砂岩 粉砂质 泥岩 含 0 10m 夹石 0 2 层 5 8 16 1 97 2 50 2 24 较稳定 较简单 粉砂质 泥岩 泥岩细砂岩 西南部外围 2504 号孔不可采 局部含 1 2 层不稳定夹石 5 8 17 1 57 3 70 2 64 较稳定简单粉砂岩泥岩 局部含 0 10m 左右夹石 1 2 层 9 9 18 1 1 82 3 25 2 54 较稳定 较简单 泥质粉 砂岩 细砂岩 粉砂质 泥岩 含薄夹石 0 4 层 单层最大 厚度 0 15m 20 0 29 2 60 1 45 15 2 较稳定复杂 泥质粉 砂岩 粉砂岩 粉砂质 泥岩 含薄夹石 0 4 层 单层最大 厚度 0 23m 乡 煤矿防突设计 12 2 煤质 煤类 据据资源 储量核实报告 在本井田范围内煤矿的煤类为焦煤 煤质分析 在含煤地层剖面自上而下 煤的变质程度有逐渐增高趋势 矿区内 可采煤层为 1 3 5 1 5 3 6 9 12 1 13 15 16 17 18 1 20 27 及 30 号等 15 层 可采煤层中煤的灰分以中灰为主 其次为 富灰 仅 18 1号煤层为低灰 各煤层硫分除 5 3 6 9 及 27 号煤层为中 硫外 其余煤层均为特低硫 各煤层磷含量为特低磷 低磷 以特低磷 为主 矿区内煤层煤类为焦煤 黑色 半暗型和半亮型 玻璃光泽 较坚 硬 断口为参差状 煤中均含丝炭及矿化丝炭 综上所述 矿内原煤具有特低全水分 低 中灰 富灰 特低硫 中硫 低挥发分 中挥发分 特高热值的特征 在含煤地层剖面上自上 而下煤的变质程度有逐渐增高趋势 根据贵州省煤田地质局一五九队二00七年八月提交的 贵州省 彝族乡 煤矿资源 储量核实报告 矿井范围内共有15层 M1 M3 M5 1 M5 3 M6 M9 M12 1 M13 M15 M16 M17 M18 1 M20 M27 M30 可采及局部可采煤层 其煤层煤质特征详见表1 3 4 4 水文地质情况 水文地质情况 114 2 27 0 97 1 16 1 05 较稳定 较简单 粉砂岩粉砂岩含 0 10m 左右夹石 1 层 25 6 30 0 70 0 96 0 82 8 3 至 P3 较稳定复杂 粉砂岩 细砂岩 泥质 粉砂岩 含薄夹石 0 6 层 单层最大 厚度 0 47m 乡 煤矿防突设计 13 1 地貌 区内地貌具明显的受构造控制及遭受后期侵蚀破坏作用的侵蚀 构造特征 有利于地表水排泄 与本区相邻及越过煤系地层之主要 河流为 三条 水浅流急与大气降水关系密切 有利于 地表水排泄 表表1 31 3 煤矿煤层煤质特征表煤矿煤层煤质特征表 原 煤 分 析 煤层 编号Mad Ad Vdaf St d Pd Qb MJ kg 3 0 98 1 68 1 35 13 42 18 90 16 04 28 91 29 70 29 31 0 14 0 29 0 23 35 76 5 1 0 85 1 34 1 12 14 10 22 35 19 34 27 00 28 06 27 80 0 17 1 00 0 50 5 30 7326 151 68 6 0 82 1 45 1 14 28 08 36 03 32 41 27 78 30 16 28 97 1 47 3 43 2 47 35 83 9 0 76 1 91 0 96 13 39 27 67 20 82 26 09 27 31 26 82 1 58 2 89 2 31 35 77 12 1 0 63 1 39 1 01 8 11 33 71 16 60 24 04 26 48 25 11 0 16 0 22 0 21 36 10 13 0 65 1 47 1 06 24 78 32 65 28 29 24 75 29 07 26 97 0 13 0 20 0 17 15 0 53 1 42 0 93 12 63 18 13 15 23 23 26 25 98 24 50 0 14 0 18 0 17 35 86 16 0 59 1 16 0 88 16 42 24 90 20 38 25 14 25 87 25 51 0 13 0 15 0 14 35 55 17 0 83 1 53 1 17 13 13 19 23 17 73 22 39 24 44 23 20 0 15 0 22 0 18 18 1 1 21 1 31 1 25 14 05 15 80 14 92 21 80 23 88 23 08 0 17 0 21 0 16 35 82 27 0 60 0 99 0 93 19 24 35 06 25 35 19 65 23 22 21 51 0 66 1 53 0 003 0 0183 0 0026 0 0055 0 0024 0 0088 0 0081 0 0038 0 0474 0 0181 0 0045 精 煤 分 析 煤层 编号Mad Ad Vdaf St d Y mm 煤 类 3 0 92 1 19 1 05 6 65 10 50 8 92 28 80 29 43 29 18 0 16 0 20 0 18 21 22 5 1 3 焦煤 5 1 0 94 1 44 1 22 6 89 12 78 9 69 26 23 28 07 27 26 0 23 0 44 0 33 19 29 5 焦煤 5 31 0012 8828 351 2420 5 焦煤 6 0 76 1 18 0 91 13 98 17 26 15 12 26 73 30 34 28 80 1 44 2 29 1 80 20 34 5 焦煤 9 0 80 1 08 0 89 9 89 17 26 12 64 25 50 26 38 25 99 0 96 1 41 1 14 15 5 32 焦煤 12 1 0 53 1 99 1 00 6 08 9 99 7 71 24 40 27 73 25 85 0 19 0 19 0 19 18 23 焦煤 乡 煤矿防突设计 14 2 地层含水性 峨眉山玄武岩组 第一段 P3 1 地面调查泉点 27 个 一般流量 0 004 2 157 升 秒 1 个钻孔做了 抽水试验 单位涌水量 0 00137 升 秒 米 本段浅部含风化裂隙水 深 部含裂隙水 富水性微弱 第二段 P3 2 地面调查泉点 3 个 流量 0 027 0 237 升 秒 钻孔穿过本段时水 位和消耗量无明显变化 本层浅部含风化裂隙水 深部不含水 可视为 隔水层 第三段 P2 3 地面调查泉点 2 个 流量 0 168 0 298 升 秒 钻孔有涌 漏水现 象 有 3 个钻孔做了抽 放 水试验 单位涌水量 0 0015 0 0439 升 秒 米 本段赋存裂隙水 含水性弱 龙潭组 P2l3 调查泉点 35 个 长观点最大流量 4 483 升 秒 最小流量 0 053 升 秒 一般流量小于 0 3 升 秒 钻孔简易水文中有 29 个涌 漏水点 段 其中 20 个点 段 在当地侵蚀基准面 1629 米 以上 漏水量 13 0 44 1 16 0 91 10 10 17 75 13 83 22 79 26 51 25 17 0 18 0 20 0 19 17 22 焦煤 15 0 61 1 32 0 94 7 03 8 92 8 10 23 09 25 88 24 30 0 19 0 20 0 20 20 28 焦煤 16 1 01 1 42 1 18 7 33 11 18 9 16 23 14 24 85 23 89 0 2017 23 5 焦煤 17 0 94 1 31 1 10 8 30 11 08 9 38 21 34 23 40 22 31 0 16 0 18 0 17 17 21 焦煤 18 1 0 99 1 38 1 24 5 05 8 20 6 90 22 17 23 64 23 33 0 2022 23 焦煤 27 0 61 0 98 0 79 10 54 24 15 15 69 19 51 21 94 20 62 0 43 0 4915 29 焦煤 乡 煤矿防突设计 15 3 60 12 00 米 3 小时或不返水 漏水点孔深多在 150 米以上 漏水点 层位多集中在 6 号煤层底板 10 号煤层底板 12 号煤层顶板 18 24 号煤层之间 27 号煤层顶板及 29 号煤层的顶底板 钻孔抽 放 水试验 上段 水位标高 1654 82 1819 06 米 单位涌水量 0 0009 0 0112 升 秒 米 中段 水位标高 1631 74 米 单位涌水量 0 117 升 秒 米 下 段 水位标高 1629 43 1781 49 米 单位涌水量 0 003 0 516 升 秒 米 本组是含水不均一的弱含水层 浅部风化裂隙带含裂隙水 深部含 水微弱或不含水 飞仙关组 下段 T1 f 1 调查泉点 5 个 流量 0 569 1 627 升 秒 穿过本段钻孔 93 个 涌漏水点 36 个 涌漏水点标高多在当地侵蚀基准面以上 涌漏水量为 3 60 12 00 米 3 小时或不返水 钻孔抽水试验单位涌水量 0 0037 0 0250 升 秒 米 水位标高 1664 04 1668 33 米 本段是矿 井直接充水含水岩层 在风化裂隙带内透水性较好 风化裂隙水较活跃 深部透水性差 含水性弱 上段 T1 f 2 本段第一亚段和第五亚段岩性以泥质岩为主 可视为隔水层 第二 亚段至第四亚段和第六亚段 共调查泉点 8 个 流量 0 039 0 822 升 秒 钻孔有漏水现象 但漏水点标高均在当地侵蚀基准面以上 本段含 浅部风化裂隙水 深部含水微弱或不含水 第四系冲积 洪积层 分布在 河床附近 厚度 0 18 36 米 平均厚度 6 18 米 B2 号泉 流量 1 243 9 375 升 秒 靠大气降水和沟溪水补给 动态变化大 3 断层富水性及导水性 乡 煤矿防突设计 16 断层多为压扭性结构面 断层带挤压紧密 断层附近无较大泉点出 露 根据 82 个穿见断层点的钻孔简易水文资料 水位及消耗量均无异 常反映 在自然条件下 属含水微弱或不含水 不导水的封闭型断层 4 老窑积水 据老窑调查资料 在开采浅部煤层时多有顶板滴水 淋水现象 停采 后多有积水 与大气降水有水力联系 5 充水因素分析 大气降水 第四系潜水及老窑积水是矿床充水主要因素 一般沿风 化裂隙渗入矿井 裂隙发育地段矿井充水会有所增大 但随着开采深度 增加水量会愈来愈大 为了防止老窑积水渗入矿井 应留足隔水安全煤 柱 6 水文地质特征 煤矿内含裂隙水 其含水性随着垂深增加风化程度减弱而减弱 深 部含水甚微或不含水 裂隙水以渗流为主 水力联系较差 本煤矿水文 地质条件属第二类第一型 即中等复杂类型 即以大气降水为主要补 给来源的裂隙充水矿床 水文地质条件简单 矿井正常涌水量水量为 31m3 h 最大涌水量为 80m3 h 综上所述 井田属以地表溪水 大气降水沿各种节理 裂隙 裂缝 向矿井充水 老窑积水充水矿床 水文地质条件相对简单 5 5 煤层自燃及煤尘爆炸特征 煤层自燃及煤尘爆炸特征 1 煤层的自燃特性 根据贵州省煤田地质局实验室 2008 年 4 月提交的 乡 煤矿 煤炭自燃倾向等级鉴定报告 煤矿井田范围内 M12 M15 M17 M18 煤层自燃倾向为 类 即属容易自燃煤层 2 煤尘的爆炸特性 乡 煤矿防突设计 17 根据贵州省煤田地质局实验室 2008 年 4 月提交的 乡 煤矿 煤尘爆炸性鉴定报告 煤矿井田范围内 M12 M15 M17 M18 煤层都 有煤尘爆炸危险性 三 矿井开拓与开采三 矿井开拓与开采 1 1 开拓方式 开拓方式 根据贵州兴源煤矿科技有限责任公司二 八年六月提交的 乡 煤矿 整合 开采方案设计 煤矿采用斜井 平硐联合开拓 主斜井 副平硐和回风斜井方位角均为 38 井口标高分别为 1709 0m 1701 5m 1720 5m 井筒倾角分别为 6 3 7 以方 位 0 布置轨道暗斜井 新回风石门 新运输石门 同时布置井底水仓 及泵房和井底车场相连接 形成通风 运输 提升 排水等生产系统 全矿分三个区段布置 分别布置区段回风和运料石门 采用 双石门 的布置方式 把运料和回风系统分开 设置专用的区段回风通道 采用 斜石门揭露煤层后布置首采面运输 回风巷 通过采面切眼贯通形成回 采工作面 矿井划分为一个水平一个采区三个区段 开采顺序为由上至 下区段式开采 矿井设计以一个回采工作面和二个掘进工作面达到设计 生产能力 2 2 采煤方法与顶板管理 采煤方法与顶板管理 矿井煤层平均倾角 20 设计采用走向长壁采煤方法 回采工作面 采用 MG150 AW 型双滚筒采煤机 采用 SGB 630 150W 型可弯曲刮板输 送机运煤 回采工作面采用 DW25 300 100X 型单体液压支柱和 HBGA 1200 型 金属铰接顶梁支护 支柱排 柱距为 0 6m 四五 排支护方式 最大 控顶距 4 4m 最小控顶距 3 8m 全部垮落法管理顶板 乡 煤矿防突设计 18 四 矿井设计生产能力及服务年限四 矿井设计生产能力及服务年限 根据贵州 二 八年六月提交的 乡 煤矿 整 合 开采方案设计 煤矿矿井设计生产能力为 30 万 t a 服务年限 为 13 5a 五 矿井通风及瓦斯五 矿井通风及瓦斯 1 矿井通风 矿井采用抽出式通风方式 回采工作面采用上行 U 型通风 掘进工 作面采用局部通风机接风筒压入式通风 矿井目前处于整合设计施工阶 段 使用原有的通风设备进行通风 主要通风机和备用通风机型号均为 YBFe450S3 8 型矿用通风机 其电机功率为 220 2kW 通风机风量 72 160 m3 s 负压 900 3400Pa 掘进工作面使用的局部扇风机为 YBEe200L 4 型 电机功率 30KW 风量 9 23m3 s 根据矿井通风系统图 实测风量记录 矿井总风量 4380m3 min 回 采工作面配风量 4248m3 min 每个掘进工作面配风量 609m3 min 2 瓦斯情况 根据黔煤生产字 2007 514 号 对 市煤矿 2007 年度矿井瓦斯 等级鉴定报告的批复 煤矿为高瓦斯矿井 矿井绝对瓦斯涌出量为 1 74m3 min 相对瓦斯涌出量为 20 95m3 t 根据调查了解 与 煤矿处于同一个土城向斜北翼西段的邻近矿井 土城矿在井下实际生产过程中 M12 煤层曾发生过煤与瓦斯突出动力 现象 3 煤层瓦斯压力 煤矿煤层瓦斯压力没有实际测定 根据贵州 责任公司 二 八年十月提交的 乡 煤矿 整合 安全专篇 提供的资料 乡 煤矿防突设计 19 煤矿煤层瓦斯压力 参数见表 1 4 4 煤层瓦斯含量 根据贵州 限责任公司二 八年十月提交的 乡 煤 矿 整合 安全专篇 提供的资料 煤矿煤层瓦斯 含量参数见表 1 4 5 煤层残存瓦斯含量 根据贵州 技有限责任公司二 八年十月提交的 乡 煤矿 整合 安全专篇 提供的资料 煤矿煤层残存瓦斯含量参数见 表 1 4 6 矿井抽放设备 乡 煤矿为整合技改矿井 由原 二排煤矿和坪地一排煤矿整 合而成 原 二排煤矿瓦斯抽放系统采用型号为 26EA 2BEC 型瓦斯抽放 泵两台 一台工作 一台备用 配套电机功率 250kW 坪地一排未安设 瓦斯抽放等设备 表表 1 4 煤矿煤层瓦斯主要参数表煤矿煤层瓦斯主要参数表 煤层厚度 m 煤层 编号 最小 最大 平均 地质 资源 储量 M t 煤层瓦斯 压 力 Mpa 瓦斯含量 m3 t 残存瓦斯 含 量 m3 t r 3 2 37 3 85 3 11 1010 4521 253 5 1 2 03 3 51 2 77 980 4721 363 5 3 3 36 3 38 3 37 380 5121 43 6 2 75 3 77 3 26 1270 6120 753 9 2 94 3 44 3 19 2000 9121 483 12 1 3 10 5 94 4 52 2571 2522 373 乡 煤矿防突设计 20 13 0 59 2 00 1 30 611 3620 443 15 1 87 3 06 2 47 1761 6521 833 16 1 97 2 50 2 24 1501 6821 013 17 1 57 3 70 2 64 1761 8221 613 18 1 1 82 3 25 2 54 1401 8621 673 27 0 97 1 16 1 05 912 0421 553 乡 煤矿防突设计 21 第二章第二章 煤与瓦斯突出危险性预测煤与瓦斯突出危险性预测 矿井突出危险性预测分为区域突出危险性预测和工作面突出危险性 预测 一 区域性突出危险性预测一 区域性突出危险性预测 突出煤层中的区域预测可采用瓦斯地质统计法 综合指标法或其它 经试验证实有效的方法 煤矿设计采用综合指标法对突出煤层中的区域预测 综合指标法 主要依据煤层的瓦斯压力 煤的坚固性系数 煤的瓦斯放散初速度 埋 藏深度等参数计算区域性预测的综合指标 D K 值 其计算方法为 74 0 3 0075 0 P f H D f p K 式中 D 煤层的突出危险性综合指标 K 煤层的突出危险性综合指标 H 开采深度 m P 煤层瓦斯压力 MPa p 软分层煤的瓦斯放散初速度指标 f 软分层煤的坚固性系数 综合指标 D K 的突出临界指标值应根据本矿区实测数据确定 目 前 该矿暂无实测资料 参照表 2 1 所列的数据确定区域突出危险性 乡 煤矿防突设计 22 表表 2 12 1 综合指标综合指标 D D 和和 K K 预测煤层区域突出危险性的临界值预测煤层区域突出危险性的临界值 煤层突出危险性综合指标 K 煤层区域突出危险性 煤层突出危险性综 合指标 D 无烟煤其它煤种 突出威胁 0 25 突出威胁 0 25 20 15 突出危险 0 25 20 15 注 1 如果式中两个括号内的计算值都为负时 则不论 D 值大小 74 0 3 0075 0 P f H D 都为突出威胁区域 2 地质勘探和新井建设时期进行煤层突出危险倾向性预测时 突出威胁视为无突出危 险煤层 对于局部区域预测 还应符合下列要求 一 应主要依据实测的煤层瓦斯压力 煤的瓦斯放散初速度 坚 固性系数等数据进行预测 测定煤层瓦斯压力等参数的地点应按照不同 的地质单元分别进行布置 每个地质单元内宜根据地质单元的范围 地 质复杂程度等实际情况和条件沿走向和倾向方向分别布置一定数量的测 点 但必须至少沿煤层走向方向布置不少于 2 个测点 倾向方向不少于 3 个测点 二 当用穿层钻孔测定瓦斯压力时 在打测压孔的过程中每米煤 孔采取一个煤样 测定煤的坚固性系数 f 把每个钻孔中坚固性系数最 小的煤样混合后测定煤的瓦斯放散初速度 p 则此值及所有钻孔中 测定的最小坚固性系数 f 值作为软分层煤的瓦斯放散初速度和坚固性系 数参数值 三 若用顺层钻孔测压 则在孔口附近巷帮采取软分层煤样测定 煤的坚固性系数 f 和煤的瓦斯放散初速度指标 p 四 如果测压孔所取得的煤样粒度达不到测定 f 值所要求的粒度 20 30mm 时 可采取粒度为 1 3mm 的煤样进行测定 所得结果按 乡 煤矿防突设计 23 下式换算 f1 3 0 25 时 f f1 3 f1 3 0 25 时 f 1 57 f1 3 0 14 式中 f1 3 粒度为 1 3mm 煤样的坚固性系数 矿井区域性预测煤层突出危险性也可根据下列指标进行预测 煤的 破坏类型 瓦斯放散初速度指标 P 煤的坚固性系数 f 和煤层瓦斯 压力 P 各指标临界值应根据相邻突出矿井实测资料确定 如无实测 资料时 参照 防治煤与瓦斯突出细则 提供的数据进行预测 具体详 见表 2 2 煤层全部指标值达到或超过临界值时 该煤层即为突出煤层 表表 2 2 2 2 区域性预测煤层突出危险性单项临界指标表区域性预测煤层突出危险性单项临界指标表 煤层突出危险性煤的破坏类型 瓦斯放散 初速度 P 煤的坚固 性系数 f 煤层瓦斯压力 P MPa 突出危险 10 0 5 0 74 矿井目前未开展区域性预测 因此 建议矿井应从安全生产角度考 虑 尽快请有资质的单位组织对矿井井田各煤层进行突出危险性鉴定 二 工作面突出危险性预测二 工作面突出危险性预测 1 石门揭煤工作面突出危险性预测 石门 斜井或斜巷 揭煤工作面的突出危险性预测 可选用综合指 标法 钻屑瓦斯解吸指标法 瓦斯含量法或其它经试验证实有效的方法 煤矿石门 斜井或斜巷 揭开煤层前 设计采用钻屑瓦斯解吸指 标法预测工作面突出危险性 具体操作步骤和方法为 在石门 斜井或 斜巷 揭煤工作面距所揭煤层最小垂距 5m 时 至少打三个钻孔 在钻 乡 煤矿防突设计 24 孔钻进到煤层时每钻进 1m 采集一次孔口排出的粒径 1 3mm 的煤钻屑 测定其瓦斯解吸指标 h2值或 K1值 测定时 应考虑不同钻进工艺条件 下的排渣速度 钻屑瓦斯解吸指标的突出临界值应根据实测数据确定 目前 矿上 无实测数据 参照表表 2 32 3 中所列的指标临界值预测突出危险性 表表 2 32 3 钻屑瓦斯解吸指标法预测石门 斜井或斜巷 揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标法预测石门 斜井或斜巷 揭煤工作面 突出危险性的参考临界值突出危险性的参考临界值 钻孔工艺 h2指标临界值 Pa K1指标临界值 mL g 2 1 min 干式钻进 2000 5 湿式钻进 1600 4 所有实测的指标中如果有任何一个数据超过了表 2 3 中的任一临界 值指标时 该工作面即为突出危险工作面 否则 如未发现其他异常情 况即可判断为无突出危险工作面 钻屑指标预测石门 斜井或斜巷 揭 煤工作面突出危险性的纪录见附表 1 2 煤巷掘进工作面突出危险性预测 煤巷掘进工作面的突出危险性可采用下列方法预测 A 钻屑指标法 B 复合指标法 C 瓦斯含量法 D R 值指标法 E 其他经试验证实有效的方法 煤矿煤巷掘进工作面 设计采用钻屑瓦斯解吸指标法预测突出危 乡 煤矿防突设计 25 险性 操作步骤和方法为 在倾斜或急倾斜煤层至少打 2 个直径 42mm 孔深 9m 的钻孔 在缓 倾斜煤层向工作面前方煤体至少打 3 个钻孔 钻孔布置见图 2 1 测定 钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量 钻孔应尽可能布置在软分层中 一个钻孔位于巷道工作面中部 并 平行于掘进方向 其他钻孔的终孔点应位于巷道两侧轮廓线外 2 4m 处 钻孔每钻进 1m 测定该 1m 段的全部钻屑量 S 每钻进 2m 至少测定一 次钻屑瓦斯解吸指标 h2值或 K1值 采用钻屑指标法预测工作面突出危险性的各项指标临界值 应根据 现场测定资料确定 目前 矿井无实测资料 在预测煤巷掘进工作面突 出危险性时 设计采用煤科总院重庆分院生产的 WTC 防突参数仪测定 K1 值进行预测 也可使用煤科总院抚顺分院生产的解析仪测定 h2值 并参照表 2 4 的临界值确定工作面的突出危险性 表表 2 42 4 钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值 钻屑瓦斯解吸指标 h2钻屑瓦斯解吸指标 K1钻屑量 S PamL g 2 1 minkg mL m 2000 565 4 实测得到的 h2 K1 S 的任一测定值等于或大于临界值时 该工 作面即预测为突出危险工作面 在打钻过程中 有喷孔 顶钻等现象时 也视为有突出危险工作面 否则 如未发现其他异常情况即可判断为无 乡 煤矿防突设计 26 突出危险工作面 当预测为无突出危险工作面时 每预测循环应留 2m 的预测超前距离 钻孔 巷道 2 4m 9m 图图 2 12 1 煤巷掘进工作面突出危险性预测钻孔布置图煤巷掘进工作面突出危险性预测钻孔布置图 3 回采工作面突出危险性预测 采用煤巷掘进工作面突出危险性预测方法 沿工作面每隔 10 15m 布置一个预测钻孔 孔深 9m 当实测的钻屑解吸指标 K1 或 h2 值超过 表 2 4 的指标时 该工作面预测为突出危险工作面 反之工作面无突出 危险性 预测为无突出危险工作面时 每预测循环应留 2m 的预测超前 距离 乡 煤矿防突设计 27 第三章第三章 防治煤与瓦斯突出措施防治煤与瓦斯突出措施 矿井防治煤与瓦斯突出措施包含区域性防治突出措施和局部性防治 突出措施 一 区域性防治突出措施一 区域性防治突出措施 区域性防治突出措施有开采保护层和预抽煤层瓦斯措施 1 开采保护层 开采保护层分为开采上保护层和开采下保护层两种方式 1 保护层的选择原则及保护层开采后被保护层的保护范围 选择保护层时应遵循以下规定 首先选择无突出煤层作为保护层 当煤层群中有几个煤层可作 为保护层时 应根据安全 技术和经济的合理性 综合比较分析 择优 选定 选择保护层时 应优先选择上保护层 条件不允许时 也可选 择下保护层 但在开采下保护层时 不得破坏被保护层的开采条件 矿井中所有煤层都有突出危险时 应选择突出危险性较小的煤 层作保护层 开采下保护层时 上部被保护层不被破坏