关门山煤矿11802回采工作面瓦斯治理专项措施方案.doc

. . . . .关门山煤矿11802回采工作面瓦斯治理专项设计矿 长： 总工程师： 安全矿长： 生产矿长： 机电矿长： .关门山煤矿二O一四年三月十日作业规程（安全技术措施）会审意见会审内容会审时间主持人会审地点会审参加人员会审意见：安全矿长： 年 月 日生产矿长： 年 月 日机电矿长： 年 月 日主管矿长： 年 月 日总工程师： 年 月 日 11802回采工作面瓦斯治理专项设计一：矿井概况1、矿井地理位置及矿区范围 矿井位于水城县勺米乡境内，北距盘水市20km，距4600MW格木底电厂40 km，S217省道穿过本矿，水柏铁路北距本矿仅17km。地理坐标：东经10451561045324，北纬263043263130，交通条件较好。详见交通位置示意图1-1。根据贵州省国土资源厅颁发的采矿许可证（证号：5200000830895），有效期限自2008年09月至2018年09月。整合后，水城县勺米关门山煤矿（整合）矿区范围由8个拐点坐标圈定。生产规模：15万吨/年。矿区范围拐点坐标见表1-1。表：1-1 贵州省六盘水市钟山区关门山煤矿矿区拐点坐标拐点纵坐标（X）横坐标（Y）02935079354867951293429835486605229339003948760032933640354891664293384435489244529341203548905062934120354887597293423535488759开采深度由1880米至1520米，面积1.7344平方公里2、矿井地质概况 2.1地层 矿山出露最老地层为二叠系上统龙潭组(P3l），最新地层为第四系（Q），由新到老依次叙述于下：A、第四系（Q）出露于矿山东部及南东部含煤地层中，主要为飞仙关组（T1f）紫灰色、灰绿色粉砂岩、泥质粉砂岩的风坡积物，厚0-30m，面积约0.80km2。B、下三叠统1）永宁镇组（T1yn）矿山仅出露三段。三段（T1yn3）：灰色薄层状至厚层状灰岩为主，夹泥灰岩。出露不全，可见厚100米以上。二段（T1yn2）：以黄灰色钙质泥岩及泥灰岩为主，夹钙质粉砂岩及细砂岩。平均厚度154m。一段（T1yn1）：上部厚层白云质灰岩与薄层灰岩互层，下部薄层灰岩、泥灰岩夹钙质泥岩薄层。平均厚度144m。2）飞仙关组（T1f）按岩性组合分为二段。（1） 飞仙关组二段（T1f2）按岩性组合分为三亚段。第三亚段（T1f2-3）：黄灰色薄层泥质灰岩夹钙质泥岩及钙质粉砂岩。底部20米左右紫红色钙质泥岩、细砂岩。平均厚度161m。第二亚段（T1f2-2）：钙质泥岩与细砂岩互层，中部及底部夹较多的细砂岩透镜体。平均厚度198m。第一亚段（T1f2-1）：紫红色泥岩夹薄层至厚层状细砂岩。平均厚度122m。(2) 飞仙关组一段（T1f1）:黄绿色、黄灰色粉砂岩及细砂岩，下部夹泥岩。平均厚度147m。C、上二叠统1）龙潭组（P3l）由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩和煤组成，含煤47-78层，下部含2-3层铝土岩，煤层底板普遍都有根土岩。含大羽羊齿、带羊齿、细羊齿等植物化石，并含有稀少的瓣鳃类、腹足类及腕足类化石。厚333-522m。2）峨眉山玄武岩（P2）出露于矿山南部边界附近，为浅灰色绿灰色似层状玄武岩，具豆状、气孔状构造，顶部为凝灰岩，含大量杂色斑纹及黄铁矿结核，厚度180-250m。2.2 地质构造 本矿位于格木底盆形向斜北东翼。矿山整体呈一单斜构造，地层走向北西-南东向，倾向南西，局部倒转。界内地表发现断层4条，即F1 、F2、F9、F68。F1：位于矿山中部，走向100-285，倾向190，倾角80-85度，界内走向长度1.50km。北西盘下降，南上东盘升，为一逆断层，断距30米。F2：位于矿山中部，走向180-25，倾向270-295，倾角60度，界内走向长度1.60km。北西盘下降，南上东盘升，断距30米离米。F9：位于矿山东部（区外），走向190-25，倾向280-315，倾角42度，界内走向长度1.60km。北西盘下降，南上东盘升，断距30米离米。F68：位于矿山中部，走向北北东，倾向342，倾角78度，界内走向长度1.50km。北西盘下降，南上东盘升，推测落差100米。综上所述，矿山整体呈一单斜构造，构造复杂程度中等-复杂。2.3 水文地质类型本矿山大部分矿床位于最低侵蚀基准面（+1700m）以下，直接充水水源主要为通冲河水、龙潭组裂隙水、小煤矿和老窑采空区积水、地表冲沟水，故本矿山属于以裂隙充水为主，水文地质条件复杂程度为中等，水文地质类型属二类二型，只是在断层交错地带、老窑密集地带、煤层低于最低侵蚀基准面地带，水文地质条件复杂程度增大。2.4 煤层 含煤地层龙潭组（P3l）共含煤47-78层，平均总厚度16.85-54.48米，含煤系数5-14%，其中可采煤层、大部分可采煤层及零星可采煤层33层，平均总厚度16-28米。因断层破坏，本矿可采煤层有9、12、18、24、40、85号共6层。由上到下叙述如下：1、9号煤层位于龙潭组上部，煤厚0.801.60m，平均厚1.3m，煤层层位和厚度较稳定，结构单一，一般无夹矸。全区较稳定。2、12号煤层位于龙潭组上部，煤厚0.503.00 m，平均厚1.90米，煤层层位和厚度较稳定，结构单一，一般0-1夹矸，为泥岩。全区较稳定。3、18号煤层位于龙潭组上部，厚0.662.88米，平均厚2.50米，煤层层位和厚度较稳定，结构单一，一般0-2夹矸，为泥岩。全区较稳定。4、24号煤层位于龙潭组上部，厚0.93.0m，平均1.2m，煤层层位和厚度较稳定，结构一般复杂，中、上部偶含12层夹矸，为泥岩。全区较稳定。5、40号煤层位于龙潭组中部，厚0.51.7m，一般1.0m，煤层层位和厚度较稳定，结构一般复杂，偶含12层夹矸，为泥岩。全区较稳定。6、85号煤层位于龙潭组中下部，厚0.71.5m，一般1.1m，煤层层位和厚度较稳定，结构一般简单，偶含13层夹矸，为高岭石泥岩。全区较稳定。综上所述，区内可采煤层厚度及层位较稳定，煤层稳定类型均为较稳定型煤层。煤层特征见表1-2。表1-2 煤层特征表煤层编号煤层厚度（m）煤层倾角(0)夹矸（m）顶板岩性底板岩性煤层间距（m）煤层稳定性容重T/m391.386无夹矸粉砂质泥岩粉砂质泥岩40较稳定1.35121.98601粉砂岩夹泥岩粉砂质泥岩较稳定1.3550182.58602粉砂质泥岩粉砂质泥岩较稳定1.3521241.28612粉砂质泥岩粉砂质泥岩较稳定1.3523401.08612粉砂质泥岩粉砂质泥岩较稳定1.3565851.18613粉砂质泥岩粉砂质泥岩较稳定1.352.5 煤质特征 1）煤种各煤层煤种均为烟煤。2）物理性质（1）宏观煤岩特征： 本矿各主要煤层肉眼观察煤岩类型以半暗型为主，半亮型次之，部分为暗淡型。主要由暗煤与镜煤条带组成，夹丝炭透镜体。结构以宽、中条带状为主，细条带及线理状次之，有少量煤分层是鳞片状，片状或均一状。除12、18号等煤层以粉粒状为主外，其余煤层均以块状为主，粉粒状次之，在平面上有部分煤层自西向东由粉粒状变成块状，也由半亮型逐渐变成半暗型。各煤层镜煤裂隙较为发育，常见有黄铁矿和方解石薄膜充填或浸染于镜煤裂隙中，18号煤层以下各煤层矿化丝炭较多，并能看到有矿物质黄铁矿和方解石充填。（2）微观煤岩特征：有机组分：以镜质组为主，半丝质组次之，丝质组含量除12、18号煤层大于10%以外，其他煤层均低于10%，镜质组由上而下煤层有逐渐增高的趋势，而丝质组恰与此相反。各煤层变质阶段与煤质牌号相符。无机组分：以粘土类和氧化硅类为主，碳酸盐类很少，硫化铁类与全硫含量成正比，各煤层无机组分总含量与灰分产率大体相一致。3）化学性质及有害成分据以往地质资料，结合本次地质工作采样分析，水城县勺米关门山煤矿原煤化验指标见表1-3。 表1-3 六盘水市钟山区关门山煤矿化学分析结果统计表煤层编号9煤样类别原煤水分Mad（%）12原煤0.92-0.9519.86-25.4021.30-23.6035.600.65-2.2918原煤0.86-0.9017.96-27.0.20.63-22.9032.151.14-1.2324原煤40原煤85原煤矿山主要煤层水分含量0.860.95%、灰份含量17.96-27.00%、挥发份含量20.63-23.60%，全硫含量在0.65-2.29%，发热量32.1535.60 MJ/kg。根据GB/T15224煤炭质量分极, 各煤层为中灰、特低硫中高硫、特高热值煤。主要可采煤层煤质指标见表122。2.6 其他技术开采条件 1）矿井瓦斯根据贵州省能源局文件：黔能源煤炭2011833号对六盘水地区2011年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复,该矿井绝对瓦斯涌出量为7.86m3min，。根据煤矿安全规程第133条规定，该矿井瓦斯等级突出矿井。根据矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ1018-2006）标准，采用分源预测法对矿井相对瓦斯涌出量进行预测，经预测，采煤工作面相对瓦斯涌出量为24.9m3/t、绝对瓦斯涌出量为7.86m3/min，2个掘进工作面绝对瓦斯涌出量为21.78=3.56m3/min；矿井相对瓦斯涌出量为47.29 m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为12.25m3/min。2）煤尘爆炸性根据贵州省煤田地质局实验室2010年8月提交的水城县勺米关门山煤矿煤尘爆炸性鉴定报告，结论为煤尘有爆炸性。本设计按煤尘有爆炸性进行设计和管理。3）煤层自燃倾向性根据贵州省煤田地质局实验室2010年8月提交的水城县勺米关门山煤矿炭自燃倾向性等级鉴定报告，该矿M18煤层自燃倾向性属二类自燃煤层，本矿井按二类自燃煤层进行设计和管理。4）冲击地压危险性地质资料中未提供冲击地压的相关资料，该矿井及周围矿井尚未有冲击地压情况的发生，本设计暂按无冲击地压危险考虑。5）地温情况本井田无地温异常现象，属于正常地温矿井。3、11802采面布置概况1）邻近层开采情况根据我矿实际调查采空区情况，M12、M18煤层在F9断层以东+1640m标高以上已采空，M12、M18煤层在F9断层以西+1730m标高以上已采空。2） 采面布置情况 11802回采工作面位于+1580m回风石门西面位置，沿M18煤层走向由西向东布置，回风顺槽长度375m，运输顺槽长度530m，切眼斜长86m。为了确保回采过程中不影响+1620m车场及11580车场，采面回采300m后停止回采，留230m保安煤柱；工作面采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法，顶板采用全部垮落法管理，工作面支护方式为柔性掩护式支架支护。采用U型通风方式。二、 组织机构为确实落实此工作面瓦斯治理工作，做好瓦斯管理的各项工作，做到分工明确，责任到人，特成立11802回采工作面瓦斯治理专项小组。组 长：朱礼军副组长：于秀河、张贵发、夏启长、贺水泉成 员：谭龙勇、郑习之、沈 绘、刘前江、唐建新、余俊该、张 荣、李运海、采煤队及各班班长、瓦检员 3、 区域防突措施根据我矿实际情况及防突设计，11802采面区域防突措施采用布置顺层钻孔方式预抽煤层瓦斯，在11802回采工作面回采前采用的区域防突措施为“先抽后掘”方式。根据关门山防突专项设计要求，在11802运输、回风顺槽内，打顺层斜向垂直煤壁钻孔进行抽放，抽放半径为2.5m，钻孔间距为5米，回风顺槽共布置68个钻孔；运输顺槽共布置99个钻孔（顺层钻孔设计图详见附图）。所有施工钻孔均要求在每一个钻孔安设单孔闸阀，单孔闸阀上面加工有测试孔，以便对单孔进行测试；在抽放过程中由专职的测试工对所有在抽钻孔定期对瓦斯抽放浓度、负压、流量、压差、温度等相关参数进行测试；要求为：抽放干、支管至少每周进行对相关抽放参数测试一次，单孔每月至少测试一次，特殊情况随时对钻孔进行测试和适当调整钻孔抽放负压，保证抽放效果。每月对11802采面瓦斯抽放量进行统计并通过月报上报和存档。4、 局部防突措施11802工作面在回采过程中必须严格执行突出危险性预测，确保工作面安全施工。每10m一个循环，每循环允许允许推进7m。1） 采用钻屑瓦斯解析指标法预测具体操作步骤方法：在11802回采工作面沿推进方向打三个孔（附图），用1-3mm的筛子筛分钻屑，测定其瓦斯解析指标K1和h2值。根据防治煤与瓦斯突出规定所列指标临界值预测突出危险性。工作面突出危险性临界值表钻屑种类钻屑解析指标临界值h2（pa）K1(mL/g.min1/2)干煤2000.5湿煤1600.4当指标超过表中的任何一临界值指标时，该工作面就为突出危险性工作面，反之为无突出危险工作面。钻孔布置图工作面每7米进行一次突出危险性预测，孔深布置10米，允许进尺7米，预留超前控制距离3米。3、 在危险性预测过程中，如果出现指标超过表中的任何一临界值指标时，该工作面就为突出危险性工作面，工作面必须采取补充措施，一般采用打排放孔的方式进行排放瓦斯，排放孔按两排沿工作面布置，钻孔间距0.8m（见附图），钻孔深30m.排放瓦斯后对工作面再进行突出危险性预测，只有各项指标低于突出危险性临界表，方能组织回采；工作面突出危险性临界值表钻屑种类钻屑解析指标临界值h2（pa）K1(mL/g.min1/2)干煤2000.5湿煤1600.4五、安全技术措施（一）一般措施1、瓦检员必须严格执行现场交接班制度，局部通风机由瓦检员管理，严防非计划性停风。如风机停止运转必须立即开启。如瓦斯超限，1.5%时可由瓦检员现场按照瓦斯排放相关要求排放，如瓦斯超过1.5%时，必须汇报调度室，制定专门的瓦斯排放措施进行排放。2、必须严格执行“一炮三检”、“三人连锁”放炮制度，炮泥填充必须符合规程相关要求，必须使用水泡泥。（二）瓦斯治理措施1、防止瓦斯积聚加强瓦斯检查、检测管理 （1）、通防队监测队，负责对井下瓦斯检查、监测仪器的校对与管理。不得发放不灵敏或有损害的仪器，保证井下监控、检测数据的准确性与可靠性。 （2）、通防队安排专职瓦斯员，每班对11802工作面、上隅角（包括切顶柱以里顶部）、煤壁及老空侧、前后刮板输送机机尾处等重点部位进行瓦斯检查，并安排其他瓦斯员检查回风流瓦斯，有瓦斯异常情况瓦斯员要及时汇报，并迅速处理。 （3）、瓦斯员每班在瓦斯检查的同时用光干涉瓦斯鉴定器与甲烷传感器进行校对，如果误差大于规定值时，必须立即通知监测队进行处理、更换。 （4）、通风队监测队每7天必须对工作面、上隅角、回风流的甲烷传感器以及采煤机机载断电仪进行一次“瓦电闭锁”实验，工作面、上隅角的甲烷传感器随回采工作面推进而后移，由每班专职瓦斯员负责。生产单位任何人员不得移动甲烷传感器以及损坏甲烷传感器和线路。 （5）、为防止瓦斯超限，瓦斯员有权停止现场所有人员进行作业，采煤队派人配合、并听从现场瓦斯员指挥共同管理工作面回风处及上隅角瓦斯；若采煤队不听从瓦斯员指挥而造成瓦斯超限，由安全科、通防队对采煤队队及相关领导进行处罚。 2、保证系统稳定与风量配比 利用通风的方法处理工作面瓦斯问题是最有效最根本的方法。（1）、通防队负责对系统的管理，保证系统稳定。对存在漏风的通风设施及时补修。 （2）、采煤队必须保证11802进、回风顺槽的通风设计断面，巷道内严禁堆放杂物，存放备料应码放整齐，不得影响通风行人。 （3）、采煤队尽量将前、后刮板运输机机尾下卧，保证工作面回风口有足够通风断面和安全出口。 （4）、通防队须保证11802工作面配有足够风量，配风量不得小于设计863m3/min；测风组必须按规程规定时间一旬一测，对该区域风量调节、漏风等进行严格检查。3、工作面进、回风隅角的管理与措施 （1）、采煤队要按规定及时压顶，保证隅角及时塌落。 （2）、为了减少进风隅角向采空区漏风，工作面进风隅角要悬挂接顶接底风障，当进风隅角空顶距大于5米不垮落时，采煤队须安排人员在进风隅角垛煤袋与MEA混合物进行封堵。 （3）、工作面回风口处吊挂接顶接低导向风帐，将工作面风流引向上隅角后进入回风巷；风帐管理由通风区专职瓦斯员负责，生产单位任何人员不得随意改动、破坏风帐；需调动风障时，必须在瓦斯员监管下进行。 （4）、上隅角吊挂风水喷雾，以防止该处瓦斯积聚。风水喷雾必须保证处于常开状态，由通风区专职瓦斯员管理，生产单位任何人员不得随意关闭。 （5）、工作面回风隅角大面积不塌落时，由通防队安排人员进行垛煤袋处理。 4、采空区埋管 针对上隅角瓦斯涌出量大的问题，对采空区埋管进行抽放。 目前在工作面回风巷内铺设直径40mmPEC管路（根据实际情况调整埋入直径不等PEC管路,最大可达280mm），随工作面推进，管路进入