巨源矿防治煤与瓦突出综合治理方案.doc

巨源煤矿防治煤与瓦斯突出综合治理可 行 性 报 告一、矿井概况巨源矿于1958年建井，1959年简易投产,原设计能力每年30万吨，1979年开拓云坡里主、付井，设计能力每年45万吨，现实际生产能力22万、吨，现实际生产能力每年吨/年。矿井开拓方式为立井与中央石门开拓，共分四个水平，一水平（-30m）已开采结束，二水平（-130m）为辅助生产水平，三水平（-205m）主要生产水平，四水平（-330m）为开拓延深水平，矿井地质构造复杂属超五类型，开采煤系属上三叠安源煤组，煤系地层总厚度平均为450m，含12个煤组，其中有8个可采煤组，煤层产状变化大、倒转、分叉、尖灭现象普遍，煤层倾角25-90度，急倾斜煤层占大多数，采煤方法为走向长壁式和水平分层采煤法，矿井通风方式为边界抽出式，矿井总排风量为5687 m3/min，煤层瓦斯涌出量很大，属煤与瓦斯突出矿井，瓦斯绝对涌出量为19.52 m3/min，相对涌出量为45.08 m3/t，煤层具有自然发火倾向性，发火期为3-6个月，煤尘具有爆炸性，爆炸指数为19.18%。二、煤与瓦斯突出的现状和综合治理的必要性与紧迫性本矿井是煤与瓦斯突出严重的矿井之一，自建矿以来,共发生突出动力现象22次，最大一次突出煤量达198吨，瓦斯涌出量达2万m3，进入四水平以后,瓦斯动力现象尤为明显，说明深部水平煤与瓦斯突出的机理已发生变化，上部水平的防治煤与瓦斯突出技术参数,已不能适应深水平防治突出的需要，也起不到指导性作用，再加上防突装备的落后、老化、数量不足，防治煤与瓦斯突出工程的滞后，煤与瓦斯突出安全威胁很大。为此，重新确定深水平防突技术参数，更新、增加防突装备，进行瓦斯预抽卸压瓦斯是势在必行，以消除煤与瓦斯突出的重大安全隐患，确保矿井安全生产。三、煤与瓦斯突出综合治理方案（一）、重新确定防突技术参数的方案1、主要试验研究内容:（1）、采样试验测定有关煤层瓦斯基本参数及现场测定主要突出煤层的瓦斯压力，分析发生煤与瓦斯突出主要影响因素，考察主要突出指标的在煤层某些局部区域的变化情况，为制定本矿井防突措施提供理论依据；（2）、测定超前钻孔技术参数：不同直径超前钻孔有效影响半径及有效排放时间，重点测定45、75超前钻孔；（3）、测定煤层透气性系数，钻孔排放衰减系数，以确定钻孔抽放影响半径变化规律，抽放孔布孔密度。（4）、提出适应煤层条件和施工设备条件的防突措施（局部措施、综合措施），研究煤巷掘进工作面、揭煤超前抽放、排放钻孔布置方法及循环方式，试验研究改进南有超前抽放、排放钻孔施工工艺及石门过煤门超前支护；（5）、开采解放层卸压效果、范围的研究；2、采用的研究、试验方法（1）、采用防治煤与瓦斯突出规定的方法，测定、分析巨源矿煤层突出危险性主要指标。其中煤的破坏类型及其公布情况可井下直接观测得到；煤的瓦斯放散初速度指标（p）和煤的坚固性系数(f)值，可采样送实验室按部颁标准测定；煤层瓦斯压力（P）可用封孔测压法直接测定或用解吸法间接测定，在此基础上，测定煤层透气性系数。其中，煤层瓦斯压力可使用直接或间接法。直接测压即在岩巷施工穿煤钻孔，填料封孔测压。采用该法时，为了提高填充密实效果，使用树脂锚固剂。间接方法，是在实验室测定预测地点煤样在不同吸附平衡瓦斯压力下h2值，获得压力P与或h2之间的关系方程，再在井下实测h2 ，并取h2max，按该方程计算煤层瓦斯压力。（2）、超前钻孔技术参数测定方法有效影响半径测定42mm 或75mm超前钻孔的有效排放半径，测定方法按防突规定进行。超前钻孔有效排放时间的测定在没有执行防突措施的有突出危险的采掘工作面，在其软分层中打超前钻孔，孔深610m，封孔测量钻孔瓦斯涌出速度随时间的变化规律，钻孔瓦斯排放系数为0.6米（即钻孔瓦斯涌出量占可涌出量占钻孔可涌出瓦斯总量的90%）所需要的时间为钻孔瓦斯排放有效时间。（3）、瓦斯抽放参数的确定除了孔深和孔径外，抽放参数主要是煤层可抽性指数（如透气性系数）、抽放有效影响半径及其随时间扩大的规律，后者是确定钻孔施工密度的依据。使用直接压法时，透气性系数测定根据瓦斯压力上升曲线或测压完成若干天后测定钻孔流量，可计算获得；此外，还可根据长钻孔，长时间排放后，测定深孔孔段的钻孔瓦斯流量，结合间接法测定的瓦斯压力，计算获得。这里不再复述有关具体过程。（4）、石门揭煤防突措施根据煤层条件，本方案考虑采用以下措施：加强揭煤前的探煤，避免因误揭煤层发生突出事故；利用探煤孔测定突出危险指标h2值、煤层硬度指数，以便制定揭煤前采用的防突措施及参数；对于煤体硬度小，煤层角度大，极易垮冒的局部地点，试用金属骨架或超前锚杆做为辅助防突措施。（5）、煤巷掘进工作面防突措施严重突出危险掘进工作面防突措施应以“长抽短排”为主，“长探短排”、“密集浅孔”为辅。加强封孔质量，采用封孔泵送封孔，封孔深度达到34m。A、布孔原则钻孔直径依实测有效半径和遭受设备、煤层条件综合确定；钻孔密度依实测有效排放半径确定；钻孔控制范围和钻孔深度、循环方式根据实际考察并参考防突细则确定。B、布孔方法根据测定的钻孔技术参数确定。（6）、试验研究改进现有超前钻孔施工工艺选用75型油压钻机。钻机打孔采用风力排碴方式施工，研究合理的供风参数以及防尘、防喷孔技术；风动钻机施工，采用水力排渣，研究合理的供水参数。采用3KW或2KW煤电钻打密集浅孔。（7）、巷旁及采空区卸压带宽度，采用现场打钻测定。测试钻孔布置在煤层中，垂直于巷道的走向打钻，钻孔直径42mm,孔深1015m。钻孔每钻进1m测定一次瓦斯涌出初速度，测量室长度为1m，打完钻孔后2min内完成测量工作。同时，每钻进1m测量一次钻屑瓦斯解吸指标h2,或者在煤层钻孔中用间接法测定煤层瓦斯压力。（8）、根据防治煤与瓦斯突出规定，通过测定被解放层已解放区域和未解放区域的钻孔瓦斯涌出初速度、钻屑瓦斯解放指标h2等指标或有条件时，测定被解放层的瓦斯压力及煤层透气性系数的变化情况，考察开采解放层的卸压效果，考察分析保护层的有效作用范围参数，划定被保护层沿走向、倾向上的保护范围。（二）、更新、增加防突装备矿井进入深部水平以后，防突任务更加艰巨，预测孔、排放孔、瓦斯抽放孔数量要求将更多，单孔深度要求将更深。而现有的防突设备老化（多数系90年代初产品），装备落后、数量少，已不能满足井下防突的需要，必须更新、增加防突装备。（三）、防突装备使用地点：抽放管用于四水平中央付巷和401、402付巷钻场抽放，钻机、钻杆、封孔泵用于超前钻孔和抽放钻孔以及区域性防突措施研究。（四）、费用概算煤与瓦斯突出综合治理费用概算表序号设备名称型号及规 格单位数量单价(万元)费用（万元）合计国补自筹1钻机zL500台28.016162抽放泵Oby3-4