二采区15#煤层防治煤与瓦斯突出专项防突专项设计.doc

目 录1 矿井概况11.1交通位置及井田范围11.2地形地貌11.3地质构造21.4煤层特征31.5瓦斯、煤尘爆炸性的自燃71.6矿井开拓与开采81.7矿井通风92 矿井瓦斯治理现状162.1管理机构设置及制度172.2瓦斯抽放措施现状172.3安全防突设施、设备183 煤与瓦斯突出防治工作部署203.1基本原则203.2矿井开拓方式213.3 煤层开采顺序233.4 采煤方法233.5 巷道掘进233.6 通风系统244 区域综合防突技术措施254.1二采区区域突出危险性预测254.2二采区区域防突措施274.3区域措施效果检验304.4二采区区域验证355 二采区局部综合防突技术措施375.1工作面突出危险性预测375.2工作面防突措施375.3二采区工作面措施效果检验425.4安全防护措施431 矿井概况1.1交通位置及井田范围山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司位于左权县城北约20km的寒王乡平王村，行政区划属左权县寒王乡管辖。井田地理坐标为：东经11325231132802，北纬371211371352。井田呈不规则状，东西最长4.61km，南北最宽2.95km，井田面积9.33km2。井田北部与山西和顺天池能源有限责任公司井田相邻，南部与山西汾西瑞泰正行佳新能源有限责任公司井田相邻，西部与东部为国家规划区。本井田位于平（定）黎（城）公路西侧，东距207国道仅1km左右，阳涉铁路经井田东部往南通过左权县城。井田北距阳涉铁路寒旺站2km，西距太焦线榆社站63km、距太（原）长（治）高速榆社口45.3km，交通条件较为便利，交通位置详见图1-1。根据山西省国土资源厅2012年12月颁发的采矿许可证(副本)，证号C1400002009121220049235，批准开采9、15号煤层，该矿井田范围由19个拐点坐标连线圈定。井田境界拐点坐标见表1-1（西安80坐标系）。表1-1 井田范围拐点坐标表（西安80坐标系）点号坐标点号坐标XYXY14122789.0838448383.8564120509.4538452161.4724122324.5538449789.0874120788.1238450940.3534122296.0538450688.1584119189.8038450889.7144121649.1938452167.5894120988.2138447560.7954121433.5838452660.721.2地形地貌井田地处太行山东部黄土高原，属低山区，地表经长期风化剥蚀，沟谷纵横，地形较复杂。总体地势为中西部高东南部低，沟谷内多为黄土覆盖，山梁大部分为基岩裸露区。地面最高点位于井田中南部马武寨，标高+1573.80m，最低点位于井田东南角边缘的沟谷中，标高+1316.50m，最大相对高差257.3m。本井田属海河流域南运河水系。井田内有常年性河流西河。井田外东南部有常年性河流寒王河，该河雨季流量较大，平时较小；其它沟谷仅在雨季有短暂流水。图1-1 矿井交通位置图1.3地质构造1.3.1区域地质构造山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司井田位于沁水煤田东北部，即和顺矿区和左权武乡矿区结合部的和顺矿区南端。上述二矿区大地构造位置处在我国东部新华系构造体系第三隆起带的中段，即太行山隆起褶带。井田区域构造处在其二级构造晋（城）-获（鹿）褶断带和武（乡）-阳（城）凹褶带北端的结合部。区域主要构造简述如下：（1）晋（城）-获（鹿）褶断带北起河北省获鹿，向南经和顺县青城、松烟，左权县拐儿镇、桐峪镇，再往南经潞城、高平，延伸至晋城市以南。长250km，宽2025km。总体走向为北2325度东，由断裂和与之平行的褶皱组成。位于和顺、左权境内的主要构造形迹有：青城向斜、麻田背斜、栗城仰冲断裂和桐峪仰冲断裂等。褶断带规模很大，内部构造复杂，太古界结晶基底出露于地表。（2）武（乡）-阳（城）凹褶带该带展布在和顺、左权、屯留一线以西，圣山、樊寺山、沁源、安泽一线以东的广大区域内。呈北北东南南西方向斜贯沁水盆地，总体为一复式向斜，出露地层主要是二、三叠系，主要构造形迹是一系列褶皱，局部见压性断裂，它们的延伸方向大致为北25东。该带褶皱虽普遍发育，但规模不大，极为开阔平缓，两翼岩层倾角在10左右，最大20。相对背斜而言，向斜显得更为阔，压性断裂不发育，只在和顺马坊、紫罗之间，和顺县城东北李阳至左权曹家寨之间有所见及。其走向为北25东左右，一般长58km，最大的为和顺蔡家庄断层，长23km。这些断裂面倾角一般为5060，属高角度的冲断层。1.3.2井田构造井田构造具武(乡)阳(城)凹褶带的构造特征，总体为一走向NE、倾向NW的单斜构造，并发育有轴向与地层走向大体一致的次级褶曲，地层倾角一般410。据野外地质填图及井下揭露，井田内未发现断层及岩浆岩侵入。井田内发育有陷落柱。陷落柱主要特征见表1-1。井田构造属简单型。表1-1 井田内陷落柱情况表编号形状直径(m)备注编号形状直径(m)备注X1近椭圆状10090井田中部X6近椭圆状100120井田东北部X2近椭圆状9060井田东北部X7近圆状4035井田东北部X3近椭圆状100140井田东北部X8近椭圆状5040井田东南部X4近圆状6060井田东北部X9近椭圆状8050井田东南部X5近椭圆状4080井田东北部X10近椭圆状10065井田东南部1.4煤层特征1.4.1含煤地层井田内含煤地层为太原组、山西组，总厚度199.82m，共含煤15层，有下到上依次为15号、15上号、14下号、14号、13号、11号、10号、9号、8号、6号、5号、3号、2号、1号和1上号，各煤层特征见表1-2。煤层累计厚度9.62m，总含煤系数4.81%，其中可采煤层1层（15号煤层），平均厚度4.28m，可采含煤系数2.14%。其余均为不可采煤层，不可采煤层，9号煤层只在井田中部小块达可采厚度（综合柱状图见图1-2）。太原组总厚度132.18m，煤层总厚度7.53m，总含煤系数5.70%；可采煤层(15号)平均厚度4.28m，可采含煤系数3.24%。山西组总厚度67.64m，煤层总厚度2.09m，总含煤系数3.09%。图1-2 煤层综合柱状图表1-2 井田内各煤层特征表地层煤层号 厚度（m）最小-最大平均 层间距（m）最小-最大夹石层数稳定性可采情况顶底板岩性顶板底板山西组1上0-0.540.320.63-1.280.840不稳定不可采泥岩泥岩10.25-0.780.4012.53-18.6715.760不稳定不可采泥岩泥岩20-0.300.194.06-17.3810.850不稳定不可采泥岩泥岩30-0.660.432.00-5.403.050不稳定不可采泥岩泥岩50-0.590.381.81-11.857.310不稳定不可采泥岩泥岩60.32-0.410.3722.68-37.8531.370不稳定不可采泥岩泥岩太原组80-0.510.211.70-4.452.900不稳定不可采泥岩泥岩90.41-0.890.706.85-23.7618.410不稳定零星可采泥岩泥岩100.25-0.550.406.00-25.5315.130不稳定不可采泥岩泥岩110-0.890.3111.46-39.6722.970-1不稳定不可采石灰岩泥岩130-0.390.1712.13-22.9317.020不稳定不可采泥岩泥岩140.39-0.840.652.81-12.726.170不稳定不可采泥岩泥岩14下0-1.420.431.29-17.119.830不稳定不可采泥岩泥岩15上0-1.520.382.45-4.453.490不稳定不可采泥岩泥岩152.08-5.464.280-1稳定全区可采泥岩泥岩1.4.2可采煤层井田内可采煤层为9号、15号煤层，9号煤层只在井田中部小块达可采厚度，零星可采。15号煤层为全井田稳定可采煤层。15号煤层位于太原组下段（C3t1）下部。上距K2灰岩平均20.95m；下距K1砂岩平均2.61m，距奥灰顶面43.35m。该煤层厚度2.085.46m，平均厚度4.28m。煤层结构简单，夹矸01层。煤层顶板多为泥岩，底板为泥岩、砂质泥岩。该煤层稳定，为全井田稳定可采煤层。井田中部较薄，往井田西部有逐渐增厚的趋势。可采煤层特征见表1-4。表1-3 可采煤层特征表煤层编号煤层厚度(m)最小最大平均稳定性煤层倾角（）煤种顶底板岩性顶板底板152.085.464.28稳定（全区可采）410烟煤泥岩泥岩、砂质泥岩1.5瓦斯、煤尘爆炸性的自燃1.5.1瓦斯根据晋中市2013年瓦斯等级鉴定结果，矿井绝对瓦斯涌出量49.47m/min，相对瓦斯涌出量24.92m/t，回采工作面最大绝对瓦斯涌出量43.92m/min，掘进工作面最大涌出量2.32m/min，瓦斯等级为高瓦斯矿井。根据晋煤瓦发【2014】1017号文，矿井瓦斯等级的认定（鉴定）结果，矿井瓦斯等级由高瓦斯矿井变更为煤与瓦斯突出矿井。1.5.2煤尘爆炸性据山西省煤炭工业厅综合测试中心2006年12月22日检验报告：井田内15号煤煤尘云最大爆炸压力0.65 MPa，最大压力上升速度47.14 MPa/s，煤尘云爆炸下限浓度30g/m3,煤尘最低着火温度680，煤尘层最低着火温度290，火焰长度30mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量55%，鉴定结论为煤尘有爆炸性。1.5.3煤的自燃倾向性据山西省煤炭工业厅综合测试中心2006年检验报告：井田内15号煤的吸氧量0.8045cm3/g，自燃倾向性等级为类，倾向性质为不易自燃。据2010年1月31日煤尘爆炸性及煤层自燃倾向性鉴定检验报告（报告编号GMJ20101046，采用地点：150105回风顺槽掘进面）：15号煤的吸氧量0.98cm3/g，自燃倾向性等级为类，倾向性质为不易自燃。据调查，本区15号煤层上部的14下、14号煤层，虽为不可采煤层，但属于容易自燃煤层。15号煤层采空顶板垮落后，采空区内垮落的上部14下、14号煤层会在采空区内自燃，使采空区形成火区。1.6矿井开拓与开采1.6.1矿井开拓根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发2009774号文“关于晋中市左权县煤矿企业兼并重组整合方案(部分)的批复”的批复意见，由“山西左权宏远冀能煤业有限公司”和“山西左权寒旺煤业有限公司”兼并重组成立“山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司”，确定矿井设计生产能力为1.20Mt/a。根据初步设计，15号煤层设计服务年限17.0a。矿井采用斜立井开拓方式，主工业广场利用原山西左权宏远冀能煤业有限公司的工业广场，位于井田南部边界。主工业广场内共布置主斜井、副斜井、回风立井3个井筒，后期在井田中部开凿一回风立井。（1）主斜井：净宽3.2m， 净断面7.86m2，荒料石砌碹，倾角17，斜长740m，掘至15号煤层底板下40m处。装备带式输送机，担负全矿井的提煤任务，设行人台阶及扶手，为矿井的进风井和安全出口。（2）副斜井：净宽4.5m， 净断面19.20m2，浇混凝土和锚喷支护，倾角22，斜长400m，掘至15号煤层。装备单钩串车及架空乘人装置，担负全矿井的提矸、下料及下放大件、升降人员等辅助提升任务，设行人台阶及扶手，为矿井的进风井和安全出口。（3）回风立井：净直径4.5m， 净断面15.90m2，混凝土砌碹支护，支护厚度表土段500mm，基岩段400 mm，垂深177m，装备折返式梯子间，为矿井的回风井和安全出口。1.6.2煤层开采顺序和采面接替顺序全井田共布置一个水平，标高为+1177m。井田共划分为4个采区，即1501、1502、1503、1504采区。二采区为1502采区，二采区有以下几个工作面：150201、150202、150206、150203和150205工作面。采区接替按编号顺序进行，二采区内工作面接替顺序采用前进式。二采区采面接替顺序：150201150202150206150203150205工作面1.7矿井通风宏远煤矿采用中央并列式通风（后期为中央分列式），矿井进风为主斜井、副斜井，回风立井回风。矿井主、副斜井均服务于整个矿井，服务年限17a，前期回风立井服务于一、二采区，服务年限8.5a，后期回风立井服务于三、四采区，服务年限8.5a。目前矿井主要通风机选用FBCDZ-8-28()型对旋式轴流风机2台，1台工作，1台备用。风机风量范围97228m3/s，负压范围17504480Pa。选用YBFe560M2-8型电动机， 功率450kW2，电压10kV，转速740rpm。根据采区巷道布置和采煤方法，回采面和掘进面均采用独立通风。工作面通风方式：布置一条运输（进风）顺槽、一条回风顺槽和一条高抽巷，设计供风量2319m3/min。备用工作面设计供风量1160 m3/min。通风系统如图1-3所示。图1-4 矿井四邻位置示意图1.7.1山西和顺天池能源有限责任公司该矿井田面积17.9103km2，批采3号、15号煤层，现采15号煤层，实际生产能力120万t/a，采用斜井、竖井混合开拓（主斜井、副斜井、进风斜井、回风立井），中央分列式通风，皮带运输，放顶煤综采，矿井正常涌水量60m3/h,最大涌水量90m3/h，15号煤层煤尘具有爆炸性，2009年11月鉴定该矿井瓦斯绝对涌出量为59.13m3/min，相对涌出量为27.41m3/t，鉴定结果为高瓦斯矿井。根据煤炭科学研究总院于2011年4月提交的山西和顺天池能源公司15号煤层煤与瓦斯突出鉴定报告，鉴定结论为：山西和顺天池能源公司15号煤层为突出危险煤层，山西和顺天池能源公司为煤与瓦斯突出矿井。据调查采空区范围位于本井田东北矿界附近，未发现有越界开采现象。1-3通风系统图1.7.2山西汾西瑞泰正行佳新能源有限责任公司山西汾西瑞泰正行佳新能源有限责任公司位于本井田外南部。山西汾西瑞泰正行佳新能源有限责任公司由原山西左权佳新能源有限责任公司和山西左权下其至煤业有限责任公司于2009年兼并重组而成。山西汾西瑞泰井矿正行煤业有限公司井田位于左权县城北约20km，寒王乡清河店村西约0.5km处，地理坐标为：东经11324141132633，北纬371028371003。矿井生产能力为3.0Mt/a，批准井田面积10. 4804km2，批准开采14号、15号煤层，现开采15号煤层，为基建矿井。15号煤层位于太原组下段中上部，煤层厚度4.927.22m，平均厚6.20m。煤层结构简单复杂，一般含13层夹矸，单层夹矸最大厚度可达0.50m。煤层顶板为砂质泥岩或粉砂岩，底板为泥岩。矿井采用走向长壁采煤法，综采一次采全高采煤工艺，全部垮落法管理顶板。根据煤炭科学研究总院于2011年6月8日提交的山西汾西瑞泰井矿正行煤业有限公司14号、15号煤层煤与瓦斯突出鉴定报告，鉴定结论为：山西汾西瑞泰井矿正行煤业有限公司14号煤层在+1056m标高以上鉴定范围内没有突出危险性；山西汾西瑞泰井矿正行煤业有限公司15号煤层为突出煤层，矿井为突出矿井。以上两矿采空区范围位于本井田的西南矿界附近，未发现有越界开采现象。2 二采区地质及煤层结构情况说明2.1工作面地质情况2.1.1 二采区首采150201工作面地质情况说明150201工作面回采长度为1240米，根据井下钻探资料发现停采线668米处有一个约56米异常区，范围内预计底板抬升凸起较大，对回采有一定影响；停采线222米处受到煤层走向变化较大的影响，发现平行于巷道落差约为H=1.8m的小型断层；停采线1002米起150米范围内，发现巷道顶板下部有一层均厚为0.6米的泥岩夹矸。150201工作面区域构造简单，其中主采15#煤层位于太原组下段（C3t1)，井下煤层底板标高11001156.5米，地面标高13281432米，盖山厚度最薄处为188米（回采里程0-650米范围内），最厚处327米。150201工作面整体为倾向N83W的单斜褶皱构造，波状起伏。整体东高西低，坡度06，平均3。顶板岩石较厚较硬，回采期间尽量不留顶底煤，遇特殊情况及时上报，加强顶板观测。2.1.2 150202工作面地质情况说明该工作面区域地质构造简单，其中主采煤层15#煤位于太原组下段（C3t1）下部，煤层总体走向为NNE的单斜构造，局部起伏角较大，预计46，工作面整体东高西低，平均坡度4。150202运输顺槽掘进至530米处时，巷道右帮外侧有一个陷落柱，预计受次陷落柱影响，巷道顶板可能较为破碎，注意加强支护。2.1.3 150206工作面地质情况说明150206掘进工作面回采长度为732米，煤层走向N7E、倾向N83W。工作面区域内构造较复杂，煤层整体为背斜式褶曲构造，局部煤层底板含有波状起伏的褶曲构造。根据地质报告及井下钻探、物探等资料发现陷落柱三个。一号陷落柱位于运输顺槽停采线以外105145米，预计150206运输顺槽受影响范围40米，掘进至附近时需注意观察岩层产状变化情况，加强顶板支护，减少留设底煤的情况发生；二号陷落柱、三号陷落柱均在停采线以内的回采工作面上，分别位于距停采线6104米的150206回风顺槽和266304米的回采工作面上，掘进至附近时除了提前做好补充设计和支护，还要加强瓦斯监控和顶板淋水的工作，坚决杜绝煤与瓦斯突出的情况发生。其中主采15#煤层位于太原组下段（C3t1)，15#煤层预计均厚4.5米；15#上12米，均厚1.5米；15#与15#上之间以泥岩为主，夹矸厚度1.21.6米，均厚1.4米；与K2石灰岩老顶隔层均厚10米。区内地层产状较稳定，掘进期间应沿严格15#煤层底板掘进，杜绝留设底煤，保证回采率。若遇到向斜或背斜等褶皱构造而造成巷道坡度起伏时，应观察并记录煤层厚度变化情况，并及时上报相关部门。2.1.4 150203工作面地质情况说明150203掘进工作面回采长度预计为1200米，预计在掘进期间可能遇到陷落柱（X10）和断层（F1H=20m75），15#煤层位于太原组下段（C3t1)，15#煤层预计均厚4.5米；15#上12米，均厚1.5米；15#与15#上之间以泥岩为主，夹矸厚度1.21.6米，均厚1.4米；与K2石灰岩老顶隔层均厚10米。掘过这两个构造后预计前方无构造，煤层结构稳定，顶底板起伏度变化不大，顶板完整，无破碎带，易于支护。2.1.5 150205工作面地质情况说明150205掘进工作面回采长度为1058米。工作面区域构造简单，煤层整体为单一倾斜构造，煤层走向N7E、倾向N83W，局部煤层底板含有波状起伏的褶皱构造。根据地质报告及井下钻探、物探等资料暂未发现断层、陷落柱等特殊地质构造。其中主采15#煤层位于太原组下段（C3t1)，15#煤层预计均厚3.6米；15#上01.5米，均厚0.7米；15#与15#上之间以泥岩、砂质泥岩为主，夹矸厚度2.75米，均厚3.8米。地层产状区内较稳定，掘进期间应沿严格15#煤层底板掘进，杜绝留设底煤。若遇到向斜或背斜等褶皱构造而造成巷道坡度起伏时，应观察并记录煤层厚度变化情况，并及时上报相关部门。2.2 二采区各工作面周边邻近、巷道布置、煤层赋存（顶、底板）情况说明2.2.1 二采区首采150201工作面150201工作面位于已采的150105回采工作面西北方向，位于集中皮带巷正北方向，西部为实体煤。150201工作面共布置三条巷道服务此工作面，其中有运输顺槽、回风顺槽和高抽巷，高抽巷布置在回风顺槽内错平距30m，距15#煤层顶板层2030m岩层中，150201工作面可采长度为1240米，煤层倾角为2+8，煤层硬度f为24，主采15#煤层为不易自燃煤层。150201工作面顶板分为直接顶和老顶，直接顶为泥岩，平均厚度为.4m，岩性特征：黑色、灰黑色为主；老顶为K2石灰岩，厚度为6.5m，岩性特征：灰黑色为主，白色灰岩为辅。色、结构致密、少量节理裂隙。150201工作面底板分为直接底和老底，直接底为铝质泥岩，厚度为4.8m，岩性特征：灰色，结构松散，裂隙较为发育，老底为K1粉砂岩，厚度为3.0m，岩性特征：粉砂质结构，块状结构，硬度较大。2.2.2二采区150202工作面150202工作面位于皮带大巷南翼，本巷道东南方向为已采的15003综采工作面，西南方向为实体煤岩，南为该巷道的井田边界。150202工作面共布置有三条巷道服务此工作面，其中有运输顺槽、回风顺槽和高抽巷，高抽巷布置在距15#煤层顶板2040m的岩层中，150202工作面预计可采长度600m，煤层的倾角为2+10，煤层的硬度为24，主采15#煤层为三级不易自燃煤层。150202工作面顶板分为老顶和直接顶，老顶为石灰岩，厚度为6.8m，岩性特征:深灰色、结构致密、无节理，直接顶为泥岩，平均厚度为10.05m，岩性特征：灰黑色，无节理、结构致密。150202工作面底板分为直接底和老底，直接底为铝质泥岩，厚度为2.6m，岩性特征：灰黑色，局部灰白色、无节理、结构松散，老底为粉砂岩，厚度为6.2m，岩性特征：灰色，水平层理、等粒结构、块状结构。2.2.3二采区150206工作面150206工作面位于矿井井田的西南部，布置于铝质泥岩、粉砂岩与15#煤层中，地面无大的建筑物，多为荒山野岭，有少量可耕农田。150206工作面共布置三条巷道，其中有运输顺槽、回风顺槽和高抽巷，高抽巷布置在距15#煤层顶板2040m的岩层中，150206工作面预计可采长度700m，煤层倾角为-2-8，煤层的硬度为24，主采15#煤层为三级不易自燃煤层。150206工作面顶板分为老顶和直接顶，老顶为石灰岩，厚度为6.8m，岩性特征：灰黑色，无节理、结构致密，直接顶为泥岩，厚度为7.0m，岩性特征：灰黑色，无节理、结构致密。150206工作面底板分为直接底和老底，直接底为铝质泥岩，厚度为2.6m，岩性特征：灰黑色，局部灰白色、无节理、结构松散，老底为粉砂岩，厚度为6.2m，岩性特征：灰色，水平层理、等粒结构、块状结构。2.2.4 150205工作面150205工作面位于150201工作面西北部，布置于铝质泥岩、粉砂岩与15#煤层中，地面无建筑物，多为荒山野岭。150205工作面共布置三条巷道，其中有运输顺槽、回风顺槽和顶板走向高抽巷，高抽巷布置在距15 #煤层顶板2040m的岩层中，150205工作面预计可采长度为1000m，煤层倾角2+8，煤层的硬度为24，主采15#煤层为三级不易自燃煤层。150205工作面顶板分为老顶和直接顶，老顶为石灰岩，厚度为6.8m，岩性特征：灰黑色，无节理、结构致密，直接顶为泥岩，厚度为7.0m，岩性特征：灰黑色，无节理、结构致密。150205工作面底板分为直接底和老底，直接底为铝质泥岩，厚度为3.2m，岩性特征：灰黑色，局部灰白色、无节理、结构松散，老底为粉砂岩，厚度为6.6m，岩性特征：灰色，水平层理、等粒结构、块状结构。2.2.5 150203工作面150203工作面位于150201工作面西北部，布置于铝质泥岩、粉砂岩与15#煤层中，地面无建筑物，多为荒山野岭。150203工作面共布置三条巷道，其中有运输顺槽、回风顺槽和顶板走向高抽巷，高抽巷布置在距15 #煤层顶板2040m的岩层中，150205工作面预计可采长度为1000m，煤层倾角2+8，煤层的硬度为24，主采15#煤层为三级不易自燃煤层。150203工作面顶板分为老顶和直接顶，老顶为石灰岩，厚度为6.8m，岩性特征：灰黑色，无节理、结构致密，直接顶为泥岩，厚度为7.0m，岩性特征：灰黑色，无节理、结构致密。150205工作面底板分为直接底和老底，直接底为铝质泥岩，厚度为3.2m，岩性特征：灰黑色，局部灰白色、无节理、结构松散，老底为粉砂岩，厚度为6.6m，岩性特征：灰色，水平层理、等粒结构、块状结构。 2 矿井瓦斯治理现状2010年8月，煤炭科学研究总院重庆研究院对宏远煤矿达产时的最大瓦斯涌出量进行了预测，结合宏远煤矿地勘钻孔测定的煤层瓦斯含量值以及矿井的其他资料，预测宏远煤矿为高瓦斯矿井。现比照周边矿井对15#煤层按照突出煤层管理。根据2010年8月煤炭科学研究总院重庆重庆研究院编制的山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司矿井瓦斯涌出量预测研究结论，15#煤层的最大瓦斯含量为23m3/t，矿井最大相对瓦斯涌出量为97.98m3/t，按照矿井生产能力1.2Mt/a计算，矿井最大绝对瓦斯涌出量为247.43m3/min。首采面最大相对瓦斯涌出量为27.54m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为69.13m3/min。2013年山西省煤炭工业厅综合测试中心对矿井在一采区投产时矿井瓦斯等级进行了鉴定：矿井瓦斯绝对涌出量为49.47m/min，矿井相对瓦斯涌出量为25.74m/t。属高瓦斯矿井。根据晋煤瓦发20141017号文件关于山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司、山西阳城阳泰集团伏岩煤业有限公司变更瓦斯等级的通知：山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司矿井瓦斯等级由高瓦斯矿井变更为煤与瓦斯突出矿井。2.1管理机构设置及制度目前矿井成立了防突科，建立了瓦斯实验室，完善了防突管理各项管理制度，规范了管理流程，严格执行两个“四位一体”综合防突措施。按照防治煤与瓦斯突出规定、煤矿安全规程的要求：宏远煤矿下达了山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司关于成立防突机构的通知（山煤左宏煤字201204号）文件，建立了专门的防突机构防突科，防突科下设防突组和抽采组。配备科长1名，防突组组长1名，防突组成员6名；抽采组组长1名，抽采组成员10名，打钻队40人。宏远煤业制定有防治煤与瓦斯突出管理制度、防突校检管理规定、防突校检孔、措施孔施工验收管理规定、防突安全防护设施管理规定、现场防突检测基本程序、防突施工现场岗位人员职责划分、区域防突措施效果评价管理规定、防突例会制度以及山煤宏远煤业各级人员防治煤与瓦斯突出岗位责任制、山煤宏远煤业防治煤与瓦斯突出业务保安责任制。2.2瓦斯抽放措施现状宏远煤矿抽采系统于2012年2月份开始运行，根据煤炭科学研究总院重庆研究院2010年8月编制的山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司瓦斯抽采工程初步设计，采用低负压抽采系统抽采采空区；采用高负压系统抽采回采工作面与掘进工作面，目前，正在抽采150201工作面本煤层瓦斯、150203回风顺槽区段顺层和150202运输顺槽本煤层预抽瓦斯。（图2-2 抽采系统图）2.3安全防突设施、设备2.3.1矿井监控系统根据山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司兼并重组整合项目初步设计（修改版），矿井使用KJ90型矿井安全监测及生产监测、监控系统，对井上下生产环境及各主要生产设备运行状态实施数据采集、传输、显示、记录，使有关人员能够及时、准确、全面了解井下环境状况，达到对各类灾害的早期预测，一旦发现有瓦斯超限立即声光报警，并切断相关设备电源，防止事故的发生。矿井共选用KJ90-F分站14台，地面风机房设1台，井底车场的分站设在主变电所、采区变电所内，回采工作面的分站设在运输顺槽配电点。掘进工作面的分站设在掘进工作面配电点。现在井下共布置1个综采工作面、2个综掘工作面和1个岩巷炮掘工作面，各采掘工作面均按规定装备了相应的传感器，并留有相应的备用量。根据防治煤与瓦斯突出规定的要求，矿井采煤、掘进工作面均按照规定配备高、低浓度甲烷传感器。2.3.2防突设备矿井目前防突设备主要有架柱支撑气动手持式钻机8台，型号为Zq5J-140/4.2；WTC突出参数检定仪4台；煤层瓦斯压力记录仪1台，型号为JPD-M；瓦斯含量计算仪装置1台，型号为YHJ3.7B,ZY-45型压缩氧自救器400台；压风自救装置10套。MD-2型煤钻屑瓦斯解析仪4台。2 2-2 抽采系统图2.3.3压风系统及人员定位地面空压机站位于副斜井井口附近，选用2台FHOGD-250F型空气压缩机，配用电机功率250kw，电压10kv，1台工作，1台备用。空气压缩机供气量为41.5m3/min，供气压力为0.85MPa。矿井设计选用1套KJ296型矿井人员考勤定位系统。该系统采用无限射频识别技术(FRID)，通过双频点实现可靠的全双工通信，每个信息采集器和人员识别卡采用全新的嵌入式微处理器和嵌入式软件进行设计，具有读卡距离远、可任意调整系统的识别范围、识别无“盲区”、信号穿透力强、安全保密性能高、对人体无电磁污染、环境适应性强、可同时识别多张人员识别卡、便于网络连接等性能优点。该系统可充分利用矿井已有煤矿监控系统平台资源联网运行，有效节约投资。3 煤与瓦斯突出防治工作部署3.1基本原则宏远煤矿15号煤层按照煤与瓦斯突出煤层管理，因此在新水平、新采区开拓布置回采前（一采区进入二采区），必须编制防突专项设计。专项防突设计应包括开拓方式、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。整个矿井的防突工作应坚持“区域防突措施先行、局部防突措施补充”的原则，根据矿井的实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。区域防突工作应当做到“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”的要求。矿井防治煤与瓦斯突出基本流程见图3-1。图3-1 防治煤与瓦斯突出基本流程示意图矿井在15号煤层进行采掘活动前应当根据防突专项设计的内容，做好矿井防突工程的计划和实施，将防突的预抽煤层瓦斯、保护层开采等工程与矿井采掘部署、工程接替等统一安排，使矿井的开拓区、抽采区和突出煤层开采区按比例协调配置，以保证在突出煤层采掘前实施区域防突措施。地质测量部门与防突机构、通风部门共同编制出矿井瓦斯地质图，并在图中标明采掘进度、被保护范围、煤层赋存条件、地质构造、突出点的位置、突出强度、瓦斯基本参数及绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量等资料，作为区域突出危险性预测和制定防突措施的依据；地质测量部门在采掘工作面距离未保护区边缘50m前，编制临近未保护区通知单，并报矿技术负责人审批后交有关采掘区（队）；突出煤层顶、底板岩巷掘进时，地质测量部门提前进行地质预测，掌握施工动态和围岩变化情况，及时验证提供的地质资料，并定期通报给煤矿防突机构和采掘区（队），遇有较大变化时，随时通报。3.2矿井开拓方式巷道部署和要求根据防治煤与瓦斯突出规定第16条规定：突出矿井的巷道布置应当符合下列要求和原则：（1）运输和轨道大巷、主要风巷、采区上山和下山（盘区大巷）等主要巷道布置在岩层或非突出煤层中；（2）减少井巷揭穿突出煤层的次数；（3）井巷揭穿突出煤层的地点应当合理避开地质构造破坏带；（4）突出煤层的巷道优先布置在被保护区域或其他卸压区域。矿井矿井采用斜井方式开拓，布置主斜井、副斜井和回风立井3个井筒，后期在井田的中部布置一专用回风立井。在井田的东南角沿15号煤层平行布置运输、轨道、回风大巷，其中运输大巷沿15#煤层底板布置，轨道、回风大巷沿15#煤层顶板布置。目前二采区大巷已掘形成，运输大巷沿15#煤层底板控制在层间距约10m岩层中，集中轨道大巷和总回风大巷布置在15#煤层顶板层间距10m岩层位置。二采区布置有150201、150202、150203、150205、150206工作面，其中二采区首采面150201工作面，巷道共布置三条巷道，其中进、回风顺槽和高抽巷，进、回风顺槽布置沿15#煤层进行布置，高抽巷布置在距15#煤层顶板20米的岩层中，如图所示：二采区(A1、B1、C1和D1)图2-2 二采区圈点示意图3.3煤层开采顺序根据宏远煤矿综合柱状图（见图1-2）可知，井田内含煤地层为太原组、山西组，共含煤15层，有下到上依次为15、15上、14下、14、13、11、10、9、8、6、5、3、2、1和1上号。煤层累计厚度9.62m，总含煤系数4.81%。除了15号煤层，其余均为不可采煤层，9号煤层只在井田中部小块达可采厚度。因此，宏远煤矿属单一煤层开采。3.4 采煤方法部署和要求根据煤矿安全规程第一百一十五条：有下列情形之一的，严禁采用放顶煤开采：（1）缓倾斜、倾斜厚煤层的采放比大于1:3的。（2）采区或工作面回采率达不到矿井设计规范规定的。（3）煤层有突出危险的。根据矿井采掘活动范围（一采区进入二采区），二采区位于突出危险区，因此，二采区采煤工作面采用一次采全高采煤方法。3.5 巷道掘进根据防治煤与瓦斯突出规定第19条，煤巷掘进时应满足下列要求：（1）掘进工作面与煤层巷道交叉贯通前，被贯通的煤层巷道必须超过贯通位置，其超前距不得小于5m，并且贯通点周围10m内的巷道应加强支护。在掘进工作面与被贯通巷道距离小于60m的作业期间，被贯通巷道内不得安排作业，并保持正常通风，且在爆破时不得有人；（2）煤、半煤岩炮掘和炮采工作面，使用安全等级不低于三级的煤矿许用含水炸药（二氧化碳突出煤层除外）；（3）在同一突出煤层正在采掘的工作面应力集中范围内，不得安排其他工作面进行回采或者掘进。具体范围由矿技术负责人确定，但不得小于30m；（4）突出煤层的掘进工作面应当避开邻近煤层采煤工作面的应力集中范围。突出煤层巷道以外的掘进巷道还应满足：所有突出煤层外的掘进巷道（包括钻场等）距离突出煤层的最小法向距离小于10m时（在地质构造破坏带小于20m时），必须边探边掘，确保最小法向距离不小于5m。3.6 通风系统部署和要求根据防治煤与瓦斯突出规定、煤矿安全规程规定要求，矿井的通风系统应当符合下列要求：（1）井巷揭穿突出煤层前，具有独立的、可靠的通风系统；（2）突出矿井、有突出煤层的采区、突出煤层工作面都有独立的回风系统。采区回风巷是专用回风巷；（3）在突出煤层中，严禁任何两个采掘工作面之间串联通风；另外，矿井通风系统还应满足以下相关规定：（1）煤（岩）与瓦斯突出煤层采区回风巷及总回风巷安设高低浓度甲烷传感器；（2）突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施。易自燃煤层的回采工作面确需设置调节设施的，须经煤矿企业技术负责人批准；（3）严禁在井下安设辅助通风机；（4）突出煤层掘进工作面的通风方式采用压入式。（5）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道牢固反向风门。风门之间的距离不得小于4m。反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应当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，与工作面的最近距离一般不得小于70m，如小于70m时应设置至少三道反向风门。反向风门墙垛可用砖、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0.8。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。通过反向风门墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等，必须设有逆向隔断装置。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。（6）专用回风巷内，不得运送材料，不得有供电设备，不得作为主要行人巷道。在煤与瓦斯突出危险区，专用回风巷内不得行人。（7）突出煤层采掘工作面回风侧不得设置调节风量的设施。矿井由高瓦斯升级为煤与瓦斯突出矿井，矿井的主要大巷采用“三进一回”通风，即运输大巷、轨道大巷和排矸运输巷进风，回风大巷为回风。采区布置三条大巷，采区运输巷和采区轨道巷进风、采区专用回风巷回风。采煤工作面通风采用U型通风方式。综采工作面为上行通风，独立通风，无串联通风。4 区域综合防突技术措施防治煤与瓦斯突出规定第五条要求，区域综合防突措施包括下列内容：（1）区域突出危险性预测；（2）区域防突措施；（3）区域措施效果检验；（4）区域验证。4.1二采区区域突出危险性预测区域突出危险性预测主要是开拓前区域突出危险性预测，因此，二采区先进行开拓前的区域预测。4.2.1二采区区域突出危险性预测方法区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行，也可以采用其他经试验证实有效的方法。根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行：（1）煤层瓦斯风化带为无突出危险区域；（2）根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果，采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时，则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出危险区边缘到构造线的最远距离，并结合下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区；否则，在同一地质单元内，突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m（埋深）及以下的范围为突出危险区（图4-1）；1-断层；2-突出点；3-上部区域突出点在断层两侧的最远距离线；4-推测下部区域断层两侧的突出危险区边界线；5-推测的下部区域突出危险区上边界线；6-突出危险区（阴影部分）图4-1 根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图（3）在上述（1）、（2）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，应当根据煤层瓦斯压力P进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，也可根据煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定，在确定前可暂按表4-1预测。表4-1 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值瓦斯压力P（MPa）瓦斯含量W（m3/t）区域类别P0.74W8.0无突出危险区除上述情况以外的其他情况突出危险区备注：1、预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据；2、测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置；同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个，沿倾向不少于3个，并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。4.1.2区域预测方法确定根据煤炭科学研究院重庆研究院矿井瓦斯涌出量预测报告，15号煤层推测井田内15号煤层瓦斯垂直分带为CH4带。因此，应按照防突规定43条要求，采用“煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法”（即瓦斯地质分析结合瓦斯压力或瓦斯含量法）进行区域预测。根据预测结果采取相应的区域防突措施。4.1.3区域预测结果矿井所采15#单一煤层，15#所属突出煤层，二采区范围内属突出危险区。4.2二采区区域防突措施4.2.1区域防突措施方法选择区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。矿井主采煤层为15#煤层，15#煤层平均厚度为4.28m，因此，根据矿井实际情况，采用预抽煤层瓦斯的方法进行区域防突措施。4.2.2预抽煤层瓦斯区域防突方法选择预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面井预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。预抽煤层瓦斯区域防突措施应当按上述所列方式的优先顺序选取，或一并采用多种方式的预抽煤层瓦斯措施根据矿井实际的施工条件和巷道开拓布置情况，选择使用“穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯”4.2.3二采区石门揭煤区域防突措施按照防治煤与瓦斯突出规定要求，我的主要运输和轨道大巷和主要回风大巷、应布置在岩层或非突出煤层中。当石门揭煤工作面揭煤地点经预测有瓦斯突出危险性时，采用穿层钻孔预抽作为石门揭煤工作面区域防突措施，钻孔布置必须满足如下要求：区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前（在构造破坏带应适当加大距离）实施；穿层钻孔的最小控制范围：石门（含立、斜井）揭煤处巷道轮廓线外12m，同时保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；石门揭煤工作面布置钻孔共7排，排间距为0.5m，钻孔孔间距为0.5m，设计钻孔孔深为穿透揭露煤层的1.0m，有效预抽半径1.5m，钻孔终孔间距为3.0m。石门揭煤工作面穿层钻孔布置如图4-2所示。4.2.4煤巷掘进工作面区域防突措施根据煤科集团沈阳研究院有限公司2015年11月编制的山西煤炭进出口集团左权宏远煤业有限公司15号煤层瓦斯基础参数测定报告煤层坚固性系数（最小）（f值）为0.37，根据煤矿安全规程（2016）第210条，当埋深大于500m时，不得将在本巷道施工顺煤层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施。矿