防治煤与瓦斯突出专项设计说明书.doc

防治煤与瓦斯突出专项设计说明书编制设计依据设计指导思想1、遵循防治煤与瓦斯突出规定，严格执行区域和局部“两个四位一体”的综合防突措施。2、根据“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理工作体系要求，因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备，建设安全、高效、环保的矿井。3、重视区域防突工作，应做到“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”。4、经济合理、技术可行、安全可靠、方便实用。存在主要问题及建议1、矿井建设及生产过程中，条件具备时，应委托资质单位进行煤层瓦斯基本参数的补充测定及突出危险性鉴定工作。2、设计首采4煤层，由于4号煤层具有突出危险性，采掘作业前应采取区域和局部两个“四位一体”综合防突措施，在确保抽采达标的情况下，做好首采煤层的回采工作。3、根据地勘报告，矿井各煤层瓦斯含量高，矿井在编制采掘计划时应考虑足够充分的预抽消突时间，提高瓦斯预抽率，确保区域消突达标，做到“不掘突出头，不采突出面”。4、根据矿井初步设计，煤巷布置综掘工作面，采用底板瓦斯抽采巷穿层钻孔预抽顺槽条带区域煤层瓦斯的区域消突方法，在保证充分预抽消突的前提下还需做好区域消突效果检验，经区域验证为无突出危险时，方可在采取相应安全防护措施的前提下进行综掘作业。5、矿井配备了专门的防突机构和专职的防突人员，应加强防突人员的技术培训和管理。6、矿井在今后的防突工作中，应不断摸索和研究突出指标在该矿的敏感性情况和临界值，进一步搞好矿井的防突工作。93某某矿井（一期）防突专项设计 一、矿井概况一、矿井基本概况井田概况1、交通位置某某井田位于某某城北东部，属某某乡管辖。井田东西长约8km，南北宽约4.6km，面积35.92km。其中，一期矿区范围：西、东分别以1、J4勘探线为界，北至探矿权边界，南到F5断层和拐点、拐点与拐点的连线为界，东西长约3.5km，南北宽2.04.7km，面积11.38km。区内没有铁路及水路，交通以公路为主。贵毕高等级公路及G321国道经过井田南部，距离某某矿井约15km；某某至金沙公路（X039）由南向北经过本矿井东侧，为本矿井场外道路连接提供了比较方便的条件。井田交通位置见图1-1。2、地形地貌井田地处贵州高原西北部，系某某北高原过渡带，属高原岩溶丘陵地貌。地形地貌受区域性地质构造和岩性控制，总体上地势具“北西高、南东低”之特点。井田内最高点位于西部马鞍山东侧山顶，海拔1462.9m；最低点为东南部大洞暗河入口处，海拔1165m，相对高差最大达298m。区内一般高差在100200m之间。3、地面水系井田内无较大常年性地表水体，仅有小溪沟分布，流量受大气降水控制，雨季暴涨暴落，旱季流量甚微。据对4条小溪观测资料，流量0.45446.4706l/s。井田北部边界外缘的岩脚寨溪，流量相对较大，达0.0441829.2950 m3/s。4、气象特征井田位于亚热带湿润季风气候区，气候宜人，夏无酷暑、冬无严寒，雨量充沛，气候温和，适宜多种农作物生长。据某某气象局提供的气象资料，极端最高气温35.4C（1958年7月），极端最低气温10.4C（1977年2月），年平均气温13.8C，年平均降水量1005.2 mm，平均相对湿度为82%。风向多为南风和偏南风。由于受区域性气候的影响，春旱、倒春寒、冰雹、夏旱、暴雨、秋绵雨、冬霜冻等灾害性天气，时有出现。5、电源条件某某现有某某、林泉及某某110kV变电站三座。某某110kV变电站安装31.5MVA和20MVA主变压器各一台，三回110kV电源分别引自毕节市至林泉110kV变电站再至某某的110kV供电线路和某某110kV变电站以及猫跳河六级水电站。林泉110kV变电站安装10MVA主变压器两台，110kV电源是T接于毕节市至某某的110kV线路上。某某110kV变电站安装40MVA主变压器一台，两回110kV电源分别引自金沙电厂和某某110kV变电站。本矿井拟在工业场地建35/10kV变电所，一回35kV电源引自某某110/35 /10kV变电站，导线采用LGJ-150 mm2钢芯铝绞线，长度约9km。另一回35kV电源引自某某110/35/10kV变电站，导线采用LGJ-150 mm2钢芯铝绞线，长约14km。本地区电网系统结构合理，某某矿井的供电电源可靠。6、水源条件井田内无较大常年性地表水体。根据某某某某煤矿新建工程水资源论证报告书及其批复意见，采用133泉作为生活用水供水水源。矿井的正常涌水量为260m3/h，能满足矿井的生产用水水量要求，经矿井水处理站处理后可作为井下消防洒水、选煤厂生产补充用水、地面消防用水、浇洒道路及绿化用水等。7、通信条件某某已形成了由光缆或微波传输的通讯网，通讯系统均已实现程控化。通讯畅捷。本矿井通讯条件已经具备。8、地震情况据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）及建筑抗震设计规范（GB50011-2001），某某境内地震动峰值加速度为0.05g，地震基本烈度为6度。地质特征1、井田地层特征井田内仅发育沉积岩，无岩浆岩分布。出露地层由老至新有：三叠系下统夜郎组玉龙山段上部、九级滩段、茅草铺组及第四系。下三叠统夜郎组玉龙山段下部、沙堡湾段、二叠系上统长兴组、龙潭组及下统茅口组，均未出露。区内地层由老至新叙述如下：二叠系（P）下统（P1）：茅口组（P1m）为浅灰色厚层状石灰岩，致密，产蜓、腕足类等动物化石，与上覆龙潭组呈假整合接触。组厚 50m(钻孔)。上统（P2）a、龙潭组（P2l）本区的主要含煤地层，为一套海陆交互相碎屑岩夹碳酸盐岩含煤岩系，主要由灰、深灰色，薄至中厚层状粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩及少量细砂岩组成，中夹7-9层石灰岩及泥灰岩，底部为0-9.50米为浅灰色铝土质泥岩。含煤14-20层，其中，全区可采煤层二层（4、9号），局部可采煤层3层（5、8、12号）。灰岩和钙质泥岩中产腕足类、瓣鳃类、掘足类等动物化石，有Oldhamina（欧姆贝）、Uncinunellina ( 准小钩形贝)、Pugnax(狮鼻贝)、Dentalium(角贝)等。组厚116-141m，平均厚125.59m。根据岩性、岩相及含煤性，可分为上、下二段：（图1-3-1）。下段（P2l1）龙潭组底界至标三顶界。为典型海陆交互相沉积，灰岩夹层较多（4-6层），由5-6个“灰岩-砂泥岩-煤层”小旋回组成，代表大约6次海平面“升-降”过程。该段碎屑岩中，波状、透镜状、脉状等潮汐层理和砂泥岩互层层理较发育，含动物和植物化石，多呈碎片状，属潮坪环境产物。其间的灰岩多含泥质，富含动物化石，属台地相或间湾沉积。底部为铝土质泥岩，含较多铁质，似属风化壳产物，厚0-9.5米，局部缺失（如309、302孔）。下段厚54-72m，平均厚64m。该段标志层有：标五、标四、标三。含煤性相对较差，含煤7-10层，其中，局部可采煤层1层（12号）。上段（P2l2）标三顶界至龙潭组顶界。含煤7-11层，含全区可采煤层2层（4、9号），局部可采煤层2层（5、8号）。段厚57-78m，平均厚64m。根据岩性、岩相及古生物可分为上、下两部分：下部（B3-B2）：岩性较粗，以粉砂岩、细砂岩为主，砂体厚3-7m，最厚者达13m，各种交错层理发育，盛产植物化石或碎片，无灰岩和海相夹层，为三角洲相沉积，可能属于黔北三角洲之一部分。其含煤性甚好，是全区可采煤层（4、9号）的赋存部位，煤层稳定性较好。此外，局部可采煤层（5、8号）亦发育在该部位。上部（B2-B1）：为海陆交互相沉积，岩性较下部变细，以泥质粉砂岩和粉砂质泥岩为主，间夹灰岩3-4层，大约由3个“灰岩-砂泥岩-煤层”小旋回组成，代表至少3次海平面的“升-降”过程。碎屑岩中，潮汐层理发育，亦属潮坪相沉积。灰岩及钙质泥岩中含腕足类等动物化石。上部含煤性差，只含薄煤层2-3层，一般不可采。b、长兴组（P2c）为深灰色中厚层状含燧石灰岩、灰岩，下部有时夹泥质灰岩及泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，偶含一层煤线；顶部为一层厚0.05-0.30m灰绿色薄层状蒙脱石粘土岩，是二叠系与三叠系的分界标志。盛产腕足类等动物化石，有Haydenella sp.（海登贝）、Meekella sp.（米克贝）、Orthotetina sp.（准直形贝）、Uncinunellina sp.（准小钩形贝）等。组厚27.9(B206孔)-44.6(502孔)m，平均35m。三叠系（T）：下统（T1）夜郎组（T1y）为一套灰、灰紫、紫红色薄至中厚层状钙质泥岩、泥质粉砂岩与石灰岩、泥质灰岩间互组成，具有明显的“三分性”。与下伏二叠系长兴组呈假整合接触。组厚416-422m，平均厚418m。根据岩性，自下而上分为三段：a、沙堡湾段(T1y1)为灰色、灰绿色薄层状钙质泥岩，中下部夹泥质灰岩薄层。产瓣鳃类动物化石。段厚7-45m，平均厚19m。b、玉龙山段(T1y2) 地表仅分布于北部黄沙槽、孔家坡一带和西部猫猫冲等地，只出露上部。据钻孔资料，段厚233-262m，平均厚254m。可分为上、下亚段：上亚段(T1y2-2)：主要为灰、浅灰色中厚-厚层状石灰岩。顶部为鲕粒灰岩，厚约27-69m,一般30-40m；中下部时夹泥质灰岩。该亚段灰岩，质地较纯，岩溶裂隙发育。亚段厚约112-140m,平均126m。下亚段(T1y2-1)：主要由灰色薄-中厚层状泥质灰岩、灰岩、泥灰岩及钙质泥岩组成。顶部常有一层泥灰岩间夹薄层至片状钙质泥岩，岩芯中呈“薄饼状”，易剥落；中下部为一层灰岩，岩溶裂隙亦较发育。产瓣鳃类等动物化石。亚段厚约110-156m，平均128m。c、九级滩段(T1y3)为灰紫、紫红色砂泥岩夹一套泥质灰岩，亦具“三分性”。段厚124-145m，平均厚144m。根据岩性，可分为三个亚段：第一亚段(T1y3-1)：地表一般出露不全，仅北部黄沙槽、孔家坡和西部猫猫冲等地出露较全。为灰紫夹灰黄、灰绿色薄层状泥质粉砂岩、钙质泥岩，常夹薄层状泥质灰岩。产瓣鳃类动物化石。亚段厚41-50m，平均厚46m。第二亚段(T1y3-2)：灰色中厚层状泥质灰岩，泥晶至微晶结构，具缝合线构造，夹灰绿色钙质泥岩薄层。亚段厚14-22m，平均厚19m。第三亚段(T1y3-3)：紫红、紫灰色薄层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，中上部夹一层1.5-2.0m厚的浅灰色薄层状泥质灰岩。产瓣鳃类动物化石。亚段厚77-80m，平均厚79m。茅草铺组(T1m)主要分布在井田的边缘地带及外围，或作为“戴帽”残留于部分山顶。为灰色中厚-厚层状灰岩，具锯齿状缝合线，岩溶裂隙发育。底部夹浅灰色、灰紫色薄层状泥质灰岩。区内出露不全，仅有下段，厚度100m。第四系(Q)零星分于缓坡、溪沟两侧及其它低凹地带，主要为坡积、残积和冲积之亚砂土、亚粘土、砂质粘土及砂砾，厚0-10m。与下伏地层均呈角度不整合接触。2、井田地质构造井田位于某某向斜北西翼近轴部地带，区内构造形态为次一级缓倾斜褶曲。地层总体走向NE，倾向以NW和SE为主，局部地段（转折端附近）为SW或NE。地层倾角较缓，一般为5-10；断层附近倾角常变陡，局部可达10-21。井田内，次一级褶曲和断层均有发育，构造复杂类型为中等。褶曲：区内地层倾角平缓，次级褶曲较发育，主要有白岩坡背斜、岩头上向斜，此外，在井田西缘尚有小褶曲发育。断层：井田内，共发现断层20条，其中，地表有明显断层迹象的11条，地下隐伏小断层9条。断层集中发育于井田的南部及北部边缘附近。走向均为NE或NNE，断层面倾向多为SE，少数为NW向；以正断层为主。其中,落差大于30m的有6条，即F1、F2、F3、F5、F6、 F9 。一期矿区范围内，地质构造较简单，除了白岩坡背斜以外，断层构造主要有F1和F5。3、煤层含煤地层龙潭组平均厚125.59m，含煤14至20层，煤层总厚度平均12.50m，含煤系数 9.9%。含全区可采煤层2层（4、9号），局部可采煤层3层（5、8、12号）。可采和局部可采煤层总厚度7.25m，可采系数5.8%。在纵向上，上段下部含煤性最好，是全区可采煤层4、9号和局部可采煤层5、8号的赋存层位；下段含煤性次之，含局部可采煤层一层（12号）；上段上部含煤性最差，无可采煤层发育。在横向上，南东部含煤性较好，可采煤层层数较多，可采总厚度较大；北西部含煤性变差。各煤层、标志层的厚度及其层间距，见图1-2。可采煤层4号煤层：位于龙潭组上段中部，上距龙潭组顶界平均27m左右，上距B2（石灰岩）5m左右。煤层厚1.24-5.83m，平均2.79m，全区见煤点共42个，全部可采，属较稳定偏稳定型煤层，是本区的主采煤层。煤芯主要呈柱状和碎块状，部分钻孔夹一层粉煤，个别孔（502）呈粉末状。煤层结构较简单，含夹矸0-3层，多为0-1层，东、西两端夹矸层数增多（2层），夹矸为泥岩、炭质泥岩，厚度0.08-0.68m。煤层顶板一般为泥质粉砂岩，局部为泥岩或粉砂岩，间接顶板为标二（灰岩）；底板为泥岩，富含植物根部化石。4号煤层的富煤带在201-302-B405-J402-502孔一线，呈NE向条带状，煤厚一般3-4m，最厚者达5.83m（502）。由该带向NW和SE，煤层均逐渐变薄，厚度一般在1.5-3m之间。在井田东部的306-305-404-503孔一线以东及北西部的103、207孔一带，4号煤有分叉现象，分为上、下两分层，一般上分层煤较薄多不可采，分层间距最大者达3.6m（306），一般1-2m，其间岩性多为炭质泥岩或泥岩，局部夹粉砂岩（306孔）。煤层分叉后，厚度随之变薄。图1-2 4号煤层等厚线图5号煤层：位于龙潭组上段中部，上距4号煤层0.9-9.6m，平均3.1m。煤层厚0-1.15m，平均0.67m，全区见煤点42，可采点19个，占总点数的45%，属局部可采煤层。煤芯呈柱状，U含量较高（平均为8.38ug/g）。结构简单，多为单一煤层，偶含1层夹矸。煤层顶板为泥质粉砂岩或粉砂岩，底板为泥岩。5号煤的可采区有二块：一是在801-101-J202-303孔一带，呈不规则条带状；二是位于东部306-J401-601孔一线以东地带。可采范围内的纯煤厚一般在0.8-1.1m之间。在502、J201孔，5号煤尖灭，其中，J201孔一带可能是冲刷所致。图1-3 5号煤层可采范围图8号煤层：位于龙潭组上段下部，上距5号17m左右，下距9号煤平均5m左右。煤层厚0-2.29m，平均0.51m。全区见煤点共40个，其中，可采点12个，占总点数的30%，属局部可采煤层。煤层顶板为粉砂岩或泥质粉砂岩，常含植物化石碎片；底板为泥岩或粉砂质泥岩，含植物根部化石。8号煤层变化大，在井田南部大范围尖灭,北部亦时有尖灭点,尖灭点占总点数的40%，稳定性极差。其可采区段主要有二：一是202-B207孔一带；二是在东部501-B405-502孔一线以东地段。可采区内煤层厚度，除个别点外，一般在0.9-1.3m左右。9号煤层：位于龙潭组上段下部，上距8号煤层底板平均5m左右，下距标三（石灰岩）平均3.8m。全区见煤点共42个，煤层厚1.36-4.66m，平均2.41m，全区可采，属较稳定偏稳定型煤层。煤芯呈柱状或碎块状。结构较简单，含夹矸0-2层，一般0-1层，夹矸为泥岩、炭质泥岩，厚度0.05-0.37m。煤层顶板多为泥质粉砂岩，局部为泥岩，个别点为粉砂岩，底板为泥岩，富含植物根部化石。图1-4 8号煤层可采范围图图1-5 9号煤层等厚线图9号煤层的厚煤地带在井田东南部，大致在702-101-J202-501-601孔一线南东，总体上呈NE向展布，煤厚一般在2.5m以上，其中204-306和B205-J301孔两个地段，煤厚在3.5m以上，最厚者达4.66m（306孔）。由该厚煤带向NW，煤层逐渐变薄至1-2m之间。在井田西北部（802、103、102、B207孔一带及502孔），9号煤层分叉现象，分为两个煤分层，一般上分层煤较薄或为煤线，但在102-802-1001孔一线，上分层较厚（1.4-1.5m），上下煤分层间距在1-3m之间。其分叉、合并的特点有二：一是煤层分叉后，厚度变薄，故分叉区均位于薄煤区（1.3-2m）；二是分叉地带均位于井田西北部，向南东方向煤层逐渐合并为一。12号煤层：位于龙潭组下段中上部，上距标三（石灰岩）约22m，下距茅口灰岩24-48m，平均41m。煤层厚0.40-1.44m，平均0.87m。全区见煤点共42个点，其中可采点23个，占总点数的55%，为局部可采煤层。煤层变化较大，属不稳定型煤层。结构简单至较复杂，含夹矸0-3层，多为0-2层，夹矸多为炭质泥岩，厚度0.05-0.64m。图1-6 12号煤层可采范围图煤层顶板以泥质粉砂岩和泥岩为主，局部为粉砂岩，常含植物化石，其上时有一层灰岩或泥灰岩，含动物化石。12号煤与标三之间，有两层相伴发育、间距近且稳定的薄煤层（10、11号），是对比12号煤层的辅助标志。在井田东部（大致在701-104-202-403孔一线以东），12号煤层发育较好，大面积可采，煤厚一般在0.8-1.2m之间，局部煤厚达到1.4m左右（204、601孔）。井田西部，煤层变薄，常有分叉现象，一般不可采。井田内各可采煤层特征情况，详见表1-1。 各可采煤层特征简表 表1-1 煤层号煤层厚度(m)煤 层 结 构可 采 性煤层间距(m)夹矸层数/钻孔数复杂程度可采率（N）%可采程度0层1层2层3层一般41120720-1较简单100全区可采5299000简单45局部可采8213000简单30局部可采91518520-1较简单100全区可采128191120-2较复杂55局部可采不可采煤层区内编号的不可采煤层有7层，分述如下：1号煤层：位于龙潭组顶部，其顶板即为长兴组底部灰岩（标一）。煤层厚0-2.38m，一般0.1-0.4m。全区见煤点43个，其中可采点3个（均位于西部）；煤层变化大，尖灭点15个，占35%。煤层结构简单，多为单一结构。3号煤层：位于龙潭组上部，上距1号煤一般15-20m。煤层厚0-0.59m,一般0.2-0.4m。全区见煤点43个，尖灭点2个，层位较稳定，均为单一煤层，顶板为一层灰岩或泥质灰岩，产动物化石。10号煤层：位于龙潭组中下部，上距标三（灰岩）8-10m。煤层厚0-0.52m，一般0.2-0.4m。结构单一。见煤点41个，尖灭点1个，层位稳定。顶板多为泥质粉砂岩，局部为灰岩，具“NR呈高异常、GR呈低异常”之特点。11号煤层：上距10号煤2-3m，间距较稳定。煤层厚0-0.64m,一般0.3-0.5m。结构单一。见煤点41个，尖灭点1个，层位稳定。顶板一般为粉砂质泥岩，常产植物化石。13号煤层：位于龙潭组下部，上距12号煤一般13-16m，下距标四（灰岩）1-3m（一般1-2m ）。煤层厚0-1.37m，平均0.66m。全区见煤点20个，其中，可采点6个，占30%，呈零散分布；尖灭点2个，层位较稳定。结构较简单，夹石0-1层，多为单一煤层。顶板为泥质粉砂岩或粉砂岩，有时产植物化石。14号煤层：上距标四5-7m。煤层厚0-1.31m，平均0.59m。全区见煤点19个，其中，可采点7个，约占37%，均呈零散分布；尖灭点2个，层位较稳定。夹石0-1层，多为单一结构。顶板为灰岩，产动物化石。15号煤层：位于龙潭组近底部，上距12号煤层约35m，下距茅口灰岩0-9.50m，平均5m。煤层厚0-1.98m，平均0.79m。全区见煤点共19个，其中可采点8个，占总点数的42%，但多呈线形（3线）或孤立点分布，属不可采煤层。4、煤质井田内，可采煤层的主要工业指标为：原煤的平均灰分（Ad）17.4624.56%；原煤平均硫分（St,d）1.103.39%；浮煤平均挥发分(Vdaf)4.995.51%；浮煤平均固定碳(FC)66.6075.03%；原煤平均发热量（Qgr,v,daf）30.3734.11MJ/kg。煤种均为无烟煤二号（WY2）。可采煤层煤质指标(平均值)简表，见表1-2。5、水文地质井田内，茅草铺组下段灰岩（T1m1）、九级滩段中亚段灰岩（T1y3-2）、玉龙山段上亚段灰岩（T1y2-2）、茅口灰岩（P1m）为富水性强的岩溶裂隙含水层；玉龙山段下亚段（T1y2-1）泥质灰岩、长兴组（P2c）燧石灰岩为层间裂隙含水层，富水性较弱，是矿床间接和直接充水层；而九级滩段上、下亚段（T1y3-3、T1y 3-1）砂泥岩、沙堡湾段（T1y）钙质泥岩、龙潭煤组（P2l）仅含风化或裂隙水，富水性弱，可视为隔水层。 可采煤层煤质指标(平均值)简表 表1-2 煤层编号Ad（%）St,d（%）Vdaf(%)FC（%）（浮煤）Qgr,v,daf(MJ/kg)（原煤）原煤浮煤原煤浮煤 原煤浮煤419.698.162.040.856.895.3671.6332.91524.569.433.391.236.975.5166.6030.92823.719.601.700.796.735.4469.9633.75917.468.151.100.535.924.9975.0334.111223.127.283.281.037.855.0667.2130.37平均21.718.522.300.896.875.2770.0932.41井田内无较大常年性地表水体，仅发育一些季节性溪流，流向均为南东，平时流量小，为0.45-6.47L/s。但大（暴）雨或连续大雨后，山洪暴发，水流骤增，多具有“来势猛、消失快、下段断流时间长”之特点，均为雨源型溪流。区内断层在自然状态下导水性弱。当矿井开采后，使自然状态的水文地质条件发生改变，断层破碎带的导水性可能发生变化。届时，下伏茅口灰岩水、上覆玉龙山灰岩水有可能沿断层带进入矿井。矿床下伏茅口灰岩（P1m），为区域性强含水层，厚约250m。井田内该层稳定水位标高为11371145m，12号煤层下距茅口灰岩最小层间距为29m，9煤层底板下距茅口灰岩最小间距约为59m，因此，在开采9号煤层过程中，应注意隐伏断层是否切割到茅口灰岩及其导水性。井下巷道不宜布置在12号煤层底板岩石中。矿井的正常涌水量按260m/h考虑，矿井最大涌水量按600 m/h考虑。综上所述，本井田先期开采地段开采前期，水文地质类型为水文地质条件简单的裂隙充水矿床。6、瓦斯、煤尘及煤的自燃（1）矿井瓦斯根据中华人民共和国国土资源部国土资储备字200655号文件备案的贵州省某某某某井田煤炭勘探报告，甲烷（CH4）：含量为11.2618.56 ml/g.r，平均16.20 ml/g.r。其中，4、5、9、12号煤层CH4含量较高，平均含量均在1618ml/g.r之间。煤层瓦斯含量均较高。从现有资料分析，井田内主要可采煤层（4、9号）瓦斯含量较高地段，均分布在井田北部308J203一带，瓦斯含量均在20ml/g.r以上，最高达30ml/g.r左右(308孔)，该带大致呈NNE向展布，位于白岩坡背斜北西翼邻近核部一带，瓦斯富集机理是否与背斜有关，尚待研究。本区属隐伏矿床，上覆盖层较厚，煤层埋藏较深（大于330m），构造相对较简单，盖层和承压含水层等地质条件均有利于瓦斯的封闭和储存。4号煤层常夹软煤分层（呈粉未状），在勘探过程中，部分钻孔（如308、J301、J302、B406等）钻进至4号煤层时，发生过瓦斯涌出、软煤分层（粉煤）“喷泻”、垮塌及顶钻具现象，井下瓦斯压力较大，其中308孔尤其突出。矿井于2012年11月8日、11月20日、11月28日在+865m水平南翼轨道大巷施工钻孔时9号煤层发生的3次瓦斯动力现象，均遇到顶钻、夹钻且喷孔现象，喷出煤量较多，最多一次约0.3t，喷出距离约6m。根据某某重庆研究院2013年6月提交的某某某某煤矿4号煤层瓦斯基本参数测定及煤层突出危险性鉴定报告及煤科集团沈阳研究院2013年10月提交的某某开发有限责任公司某某某某煤矿9号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，矿井4、9号煤层均具有煤与瓦斯突出危险。煤尘根据贵州省某某某某井田煤炭勘探报告及贵州省煤田地质局4#煤层自燃倾向性等级及煤尘爆炸性鉴定报告。试验结果，其火焰长度及岩粉量均为“0”，全区均属无爆炸性煤层。煤的自燃发火倾向根据贵州省煤田地质局对4#、9#煤层自燃倾向性等级及煤尘爆炸性鉴定结果，均为级为不易自燃煤层（级）。矿井资源/储量及设计生产能力1、井田境界某某井田探矿权范围的地理坐标为：东经10602301060730，北纬270500270900。井田东西长约8km，南北宽约4.6km，面积35.92km2。探矿权范围由34个拐点坐标圈定。根据采矿许可证（证号5200000810544），矿井一期矿区由16个拐点圈定，开采深度由1463m至840m标高，矿区面积11.3805km。2、资源/储量依据贵州省某某某某煤矿 资源储量核实报告，矿井一期矿区范围内查明资源量共计8559万t。准采标高（+1462.9m-+840m）范围内7604万吨，其中，（331）2866万吨；（332）4260万吨（其中硫分大于3%160万吨）；（333）478万吨（其中硫分大于3%170万吨）。准采标高外+840m以下（平面拐点坐标范围内）资源量955万吨，其中（331）5万吨；（332）419万吨；（333）531万吨。经计算，矿井工业资源/储量为7508.4万t，其中4煤层4538.0万t（其中硫分大于3%296.0万吨），9煤层2970.4万t。3、设计生产能力及服务年限本矿井一期设计生产能力为60万t/a，服务年限56a。矿井开拓与开采1、矿井开拓本矿井采用斜井开拓，主工业场地位于长坡西北部，主井井口位于306孔西南约500m（周家寨村附近），主、副、回风斜井位于工业场地内，主、副斜井井口标高+1234m，回风斜井井口标高+1271m。井底车场及大巷水平标高+865m，沿+865m水平大巷布置倾斜长壁工作面回采。后期在井田南部、北部各布置一个风井场地，设置后期回风立井。北回风井位于老凹岩附近；南回风井位于蒙家寨附近。井田划分为六个采区（即：一六采区），其中：一期矿区范围内，分为4个采区，即一采区、二采区、三采区、四采区。本着先近后远原则采区接替顺序为：一采区二采区三采区四采区。2、井下开采一采区走向长度约1.25km，倾斜宽度约1.18km，面积约1.48km。首采煤层4煤，一采区内可采煤层为4煤和9煤，根据钻孔资料，4煤层厚1.863.95m，平均3.09m；9煤层厚1.663.58m，平均2.64m。本井田主采煤层全区稳定可采。构造比较简单，倾角平缓，煤层为近水平缓倾斜中厚煤层。主要煤层赋存较稳定，4煤、9煤平均厚度分别为3.09m、2.64m，为中厚煤层。结合矿井开拓布置，不同块段的工作面采用倾斜长壁式采煤法（后期，根据具体条件采用走向长壁采煤法），后退式回采，全部垮落法管理顶板。回采工作面采用“U”通风方式，一进一回布置两条顺槽，其中胶带输送机顺槽进风，轨道顺槽回风；另外，考虑本矿井煤层瓦斯含量高、具有突出危险性，根据区域消突的需要，设计在煤层底板设置瓦斯抽采专用巷，布置在4号煤底板下20m的岩层中。采区巷道布置平、剖面图分别见插图1-7、1-8。矿井移交时配备4个掘进工作面，其中1个煤巷综掘工作面，3个岩巷掘进工作面，矿井采掘比例为1:4。矿井通风情况矿井初期通风方式为中央并列式。初期移交一采区，二采区为接续采区。在矿井工业场地内设置主、副、回风斜井。主、副斜井进风，回风斜井回风。矿井后期，在井田南部、北部各布置一个风井场地，设置后期回风立井。本矿井通风方式为分区式（初期为中央并列式）。移交一采区，新鲜风流从主、副斜井进入一采区，经一采区轨道大巷运输顺槽采煤工作面；清洗工作面的乏风经回风顺槽回风大巷回风斜井（专用回风）通过主要通风机排出地面。 矿井前、后期总风量分别为138m3/s和147m3/s，通风阻力分别为1370.39Pa和1863.55Pa。设计选用两台FBCDZ-10-27矿用对旋式通风机，一台工作，一台备用。前期每台风机配2台YBF630S1-10 200KW 10kV 590r/min防爆电动机，后期每台风机配2台YBF630S1-10 400KW 10kV 740r/min防爆电动机。风量分配：4煤工作面配风30m3/s，9煤层综采工作面配风量30m3/s；煤巷或半煤岩普掘工作面风量10m3/s；煤巷综掘工作面风量12m3/s；岩巷普掘工作面风量为8m3/s；井下爆破材料库和采区变电所均为3m3/s，蓄电池充电硐室4m3/s。井下各采煤工作面均利用矿井主要通风机全负压通风，各回采工作面均设有独立的进回风系统；掘进工作面利用局部通风机压入式通风，使用长距离通风的抗静电、阻燃性能风筒、双风机双电源并能自动切换和“三专两闭锁”（专用变压器、专用开关、专用回路，风电闭锁、瓦斯电闭锁）。回采工作面采用上行通风。某某矿井（一期）防突专项设计 二、煤与瓦斯突出危险性分析二、煤与瓦斯突出危险性分析煤层瓦斯基本参数根据某某重庆研究院2013年6月提交的某某某某煤矿4号煤层瓦斯基本参数测定及煤层突出危险性鉴定报告及煤科集团沈阳研究院2013年10月提交的某某开发有限责任公司某某某某煤矿9号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，矿井4、9号煤层均具有煤与瓦斯突出危险，矿井在建设和生产过程中必须严格执行防治煤与瓦斯突出规定中区域和局部两个“四位一体”的综合防突措施。1、瓦斯成分井田内，可采煤层瓦斯成分，主要为CH4、N2、CO2和重烃，另有微量CO、O2。各可采煤层瓦斯自然组分，见表2-1。本井田为隐伏矿床，上覆盖层较厚，可采煤层最浅埋深为338m左右，瓦斯中的可燃气含量，一般大于70%，属甲烷带。 可采煤层瓦斯自然组分统计表 表2-1煤层CH4（%）C2H6重烃（%）N2（%）CO2（%）瓦斯分带4甲烷带5甲烷带894.11（1）0.404.11（1）1.40（1）甲烷带9甲烷带120.44（1）甲烷带平均甲烷带2、瓦斯含量甲烷（CH4）：含量为11.2618.56 ml/g，平均16.20 ml/g。其中，4、5、9、12号煤层CH4含量较高，平均含量均在1618 ml/g之间。重烃：含量0.0320.57ml/g，平均0.37ml/g。其中，5号煤重烃含量最低，仅为0.032 ml/g；4、9、12号煤层均在0.40.6ml/g之间。氮（N2）：含量为0.812.60ml/g，平均1.64ml/g。二氧化碳（CO2）：含量为0.182.79 ml/g，平均0.79ml/g。各煤层瓦斯含量，见表2-2。主要煤层瓦斯含量统计表 表2-2煤层CH4（ml/g）C2H6重烃（ml/g）N2（ml/g）CO2（ml/g）备注45811.26（1）0037（1）1.34（1）0.29（1）912平均3、瓦斯赋存规律本区属隐伏矿床，上覆盖层较厚，煤层埋藏较深（大于330m），构造相对较简单，井田区域内各煤层无瓦斯风氧化带。井田各主要煤层瓦斯含量随埋深或赋存标高的规律关系尚不明显，主要可采煤层（4、9号）瓦斯含量较高地段均分布在井田北部308J203一带，瓦斯含量均在20ml/g以上，最高达30ml/g左右（308孔），该区域大致呈NNE向展布，位于白岩坡背斜北西翼邻近核部一带，瓦斯富集机理是否与背斜有关，尚待研究。此外，尚有零星分布的瓦斯富集点，如404孔4号煤瓦斯含量高达28.93ml/g；201、503孔9号煤瓦斯分别达23.19ml/g和21.77ml/g。井田西部地区（101-104孔一线以西），瓦斯含量相对较低，4号煤瓦斯含量一般小于13ml/g，9号煤小于10ml/g。4煤层和9煤层的瓦斯含量等值线，见图2-1、2-2。图2-1 4煤层瓦斯含量等值线图图2-2 9煤层瓦斯含量等值线图4、煤的瓦斯吸附试验在J202、J203、J301、J302、702号孔，采瓦斯吸附样共7件（4号煤3件、9号煤4）件。增作了煤的孔隙率、坚固性系数（f）、瓦斯放散初速度（P）、等温吸附试验（a、b）。试验结果见表2-3。 煤的瓦斯吸附试验结果汇总表 表2-3煤层编号样品编号采样井深（m）孔隙率（%）煤的坚固性系数（f）瓦斯放散初速度（P） 等温吸附试验ab4J204-4361.00364.684.61.579.735.420.153J302-4385.10389.354.51.4910.136.360.159702-4366.60369.765.31.787.235.020.150平 均4.81.619.035.600.1549J202-9392.14395.304.61.959.839.700.107J301-9533.93537.674.51.8110.436.670.142J302-9420.26422.504.41.639.834.550.181702-9389.42-392.315.11.907.536.170.146平 均4.651.819.3836.770.144试验结果表明：4、9号煤的孔隙率为4.654.8%，平均4.72%。4号煤孔隙率略高。孔隙率越大，充填在煤体裂隙中的游离态甲烷（CH4）量越多。煤的坚固性系数（f）：为1.61.8，平均1.7。其中9号的坚固性系数相对较高。煤层坚固性系数，随煤体破坏程度的增加而降低。煤的瓦斯放散初速度（P）：为9.09.38，平均9.19。两煤层变化不大，9号煤略高。随着煤体破坏程度增大，瓦斯放散初速度亦随之增快，它与煤体破坏程度成正相关关系。煤的综合指数（K=P/f）：经计算，4、9号煤分别为5.59和5.15。煤的吸附试验结果：a值为34.5539.70，平均为36.54；b值为0.1070.181，平均为0.148。9号煤的变化幅度相对较大。邻近矿井煤与瓦斯突出情况据北侧8公里化窝煤矿资料，2003年以来每班生产原煤统计，吨煤瓦斯相对涌出量平均为33.6m3，最高达40m3，最近20年来，已先后发生三次瓦斯爆炸事故，死伤10人，该矿4号煤已出现瓦斯突出10多次。矿井西北侧9公里红林煤矿于2003年1月15日发生了首次瓦斯动力现象。发生的地点位于西运输大巷，该点的标高为1594m，埋深约为250m左右。煤层为9煤层，厚度2.0m，倾角8，顶板为泥岩、粉砂岩，底板为粉砂岩。2003年1月15日1时，在上次放炮后30min，安全员进入工作面检查瓦斯，瓦斯浓度为0.45%，未见其它异常情况，随即通知作业人员进入工作面作业。此时，听见从煤壁深处传来煤炮声，而且煤炮声由远而近、由小变大、由缓而急，同时，发现煤壁有外鼓现象，随即撤出人员。24h后，技术人员到现场勘察，发现煤体整体外移2m，并抛出煤量21吨，抛出距离为10m，堆积坡度25左右，抛出的煤体没有分选性。瓦斯涌出量增大，但未进行测算。经重庆煤科院鉴定，鉴定结论为：此次动力现象所属类型为煤与瓦斯突出现象中的压出类型，红林煤矿9号煤层为突出煤层，红林煤矿为煤与瓦斯突出矿井。矿区东南侧14km的青龙煤矿M16（4号）、M18（9号）煤层均为突出煤层，为煤与瓦斯突出矿井。本矿井煤与瓦斯突出危险性根据某某重庆研究院2013年6月提交的某某某某煤矿4号煤层瓦斯基本参数测定及煤层突出危险性鉴定报告及煤科集团沈阳研究院2013年10月提交的某某开发有限责任公司某某某某煤矿9号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告，矿井4、9号煤层煤与瓦斯突出危险性参数及鉴定结论如下：4、9号煤层煤与瓦斯突出参数测定成果表 表2-4煤 层煤体破坏类型瓦斯放散初速度（）坚固性系数（）瓦斯压力（）（MPa）4号450.502.329号48.820.422.944号煤层厚度1.24-4.44m，平均2.79m，全区可采，属较稳定偏稳定型煤层，煤芯主要呈柱状和碎块状，部分钻孔夹一层粉煤；4煤层瓦斯含量10.9530.0 ml/g，平均17.90 ml/g。9号煤层位于4煤层下伏25.639.7m，平均间距31.2m。1.36-4.66m，平均2.50m，全区可采，属较稳定偏稳定型煤层，煤芯呈柱状或碎块状；9煤层瓦斯含量8.5629.62 ml/g，平均18.56 ml/g。根据上述资料，4煤与9煤层破坏类型为强烈破坏的类煤，瓦斯放散初速度（P）4号煤层小于9号煤层，均远大于突出临界值10；煤层坚固性系数（f）4号煤层略大于9号煤层，均满足突出临界值； 4号煤层瓦斯压力略小于9号煤层，均大于0.74MPa；矿井4、9号煤层均为强烈突出煤层。根据各项突出指标分析，4号煤层突出危险性略小于9号煤层。综上所述，结合邻近矿井资料分析，某某煤矿4、9号煤层均具有突出危险性，按煤与瓦斯突出矿井设计。某某矿井（一期）防突专项设计 三、开拓开采设计中的防突措施三、开拓开采设计中防突措施本矿井设置专门的防突机构，健全以总工程师（技术负责人）为核心的技术管理体系，设立通风、防突、抽采、安全监控等专业机构，组成人员中，有地测、采矿、通风安全等专业人员。生产实际管理中，要加强防突专业培训，充分认识煤与瓦斯突出的一般规律和突出征兆，加强防范意识。煤层开采顺序根据储量核实报告，矿井一期范围内，有4#、9#两个可采煤层（5#、8#等煤层不可采）。根据某某煤矿4、9号煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定结论分析，4、9煤层均为煤与瓦斯突出煤层，且9号煤层突出危险性略大于4号煤层，结合采区巷道布置方式，设计采用下行开采方式，4号煤层作为保护层首采。由于4号煤层为突出危险煤层，因此，在4号煤层采掘前应采用大面积预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施，保证4号煤层的安全开采。 开拓方式和主要巷道层位矿井采用斜井开拓方式，初期设主、副斜井、回风斜井3个井筒。主、副斜井进风，回风斜井为专用回风。井底车场及大巷水平标高+865m，沿+865m水平大巷布置倾斜长壁工作面回采。三条井筒穿4号煤层至底板+865m水平与大巷相连，主要开拓大巷及专用瓦斯抽采巷布置在4、9号煤层之间岩层中，岩性为粉砂岩、粉砂质泥岩。矿井开拓方式布置已按突出矿井要求进行设计，井筒穿煤时已采取了区域及局部两个“四位一体”综合防突措施。开拓大巷及底抽巷掘进施工应探明掘进工作面与4、5、8、9号煤层的相对位置关系，编制防突措施。采煤方法和采区巷道布置本井田主采煤层全区稳定可采。构造比较简单，倾角平缓，煤层为近水平缓倾斜中厚煤层。主要煤层赋存较稳定，一采区4煤、9煤平均厚度分别为3.09m、2.64m，为中厚煤层。结合矿井开拓布置，移交采区的工作面采用倾斜长壁式采煤法后退式回采，全部垮落法管理顶板。矿井投产时移交一采区，布置一个综采工作面，工作面接续应避免跳采所出现应力集中带或“孤岛”工作面现象，防止应力集中导致回采工作面突出事故的发生。工作面长度为150m，倾斜长11001200m左右，采煤机截深630mm，采高2.03.8m，年推进度约8001000m，工作面年产量可达60万t。配备浅截深滚筒式采煤机，回采工作面斜长及走向长度适中，便于对防突管理。通风方式和通风系统矿井采用分区式（初期为中央并列式）通风。采、掘工作面及各用风地点均利用矿井主要通风机全负压通风，各用风地点均配设足够的风量，所有掘进工作面采用压人式通风且均应独立进回风；采煤工作面采用上行通风；由于煤层底板为粉砂质泥岩，暂不采取工作面煤层注水防突。矿井设专用回风斜井及回风大巷，由于工作面采用倾斜长臂布置，回风大巷作为一采区专用回风巷，矿井各采区均应设专用回风巷。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。瓦斯抽采矿井在风井场地设置高、低负压双系统进行瓦斯抽采，高负压系统用于煤层预抽和消突及邻近层卸压抽采，低负压系统用于采空区抽采。设计以穿层预抽