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文档简介

合同编号 xxxxx 报告编号 xxxxxxx县xxx乡xxx煤矿X1、X2煤层煤与瓦斯突出危险性鉴 定 报 告xxxxxxx研究院二一二年二月xx县xxx乡xxx煤矿X1、X2煤层煤与瓦斯突出危险性鉴 定 报 告报告编制人:鉴定负责人:报告审核人:授权签字人:xxxxxxx研究院二一二年二月 项目主要工作人员名单姓 名技 术 职 称项目主要工作签 字xxxx研究员报告审核xxx高级工程师鉴定负责xxxxx工程师方案制定xxx工程师报告编制xxxx技术员实验室测试xxxxx技术员现场实测 xxx县xxx乡xxx煤矿x1、x2煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告目 录1 前 言- 1 -2 矿井基本情况- 3 -2.1 交通位置- 4 -2.2 地形地貌- 4 -2.3 煤系地层、煤层及煤质- 4 -2.4 地质构造- 6 -2.5 开拓、开采- 6 -2.6 通风、瓦斯- 11 -2.7 其他- 13 -3 煤层瓦斯突出参数测定- 14 -3.1 技术方案- 14 -3.2 煤层瓦斯压力直接测定- 14 -3.3 煤的破坏类型- 19 -3.4 煤样瓦斯突出参数实验室测定- 24 -3.5 煤层瓦斯突出参数测定结果评价- 24 -4 煤层突出危险性鉴定- 27 -4.1 根据突出危险性单项指标分析- 27 -4.2 煤层突出危险性综合分析- 28 -5 结论及建议- 32 - 35 - xxxxxxxxx研究院1 前 言贵州xx县xxx乡xxx煤矿(以下简称“xxx煤矿”)为新建矿井,位于xx县北东xxx乡,行政区划隶属xx县xxx乡管辖。矿区范围由5个拐点坐标圈定,矿区面积1.081km2,开采标高+1450m+1050m。矿井设计生产能力为15万t/a,采用斜井开拓,服务年限14.1a。为了准确掌握xxx煤矿X1、X2煤层是否具有突出危险性以便对矿井的开拓、开采方式、采区部署、瓦斯综合治理、瓦斯综合利用进行指导,避免瓦斯综合治理工作的有效性、可靠性和有预见性,确保矿井安全生产。为此,xxx煤矿与xxxxxxx研究院(以下简称“xxx煤科院”)签订了技术咨询合同,委托xxx煤科院对xxx煤矿X1、X2煤层煤与瓦斯突出参数进行测定并对X1、X2煤层突出危险性进行鉴定(委托书见附件)。根据合同要求,xxx煤科院与xxx煤矿有关管理人员共同研究,制定了xxx煤矿X1、X2煤层煤与瓦斯突出参数测及煤层突出危险性鉴定实施方案。根据实施方案的要求,本鉴定工作于2011年12月正式开始,通过xxx煤矿与xxx煤科院的共同努力和密切协作,于2011年8月10月完成了X1、X2煤层测压钻孔共20个(每个煤层10个钻孔),并按要求进行封孔,同时在井下X1、X2煤层各采集了2份软分层煤样进行了煤样的瓦斯放散初速度和煤的坚固性系数的测定,在历时近四月的现场测试和实验研究后,完成了技术合同的相关任务。本报告关于xxx煤矿X1、X2煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定的主要结论如下:(1)X1煤层分别在井田范围内向斜西南翼一采区+1421m标高以上不具有煤与瓦斯突出危险性,(具体详见附图中井田范围内A-B-C-D-E与X1煤层露头线圈定范围);(2)X2煤层分别在井田范围内向斜西南翼一采区+1303m标高以上不具有煤与瓦斯突出危险性,(具体详见附图中井田范围内A-B-C-D-E与X2煤层露头线圈定范围)。本鉴定报告自授权签字人签字之日起生效,原鉴定报告作废。1.1 合同内容(1)X1、X2煤层煤与瓦斯突出参数测定现场测定xxx煤矿X1、X2煤层瓦斯压力()、观察煤的破坏类型;实验室测定X1、X2煤层瓦斯放散初速度()、煤的坚固性系数()等参数。(2)X1、X2煤层突出危险性鉴定根据xxx煤矿X1X2煤层煤与瓦斯突出参数的测定结果,按照防治煤与瓦斯突出规定(2009)(以下简称防突规定)和煤与瓦斯突出矿井鉴定规范(AQ 1024-2006)(以下简称鉴定规范)对xxx煤矿X1、X2煤层突出危险性进行鉴定。1.2 鉴定的依据和参考资料(1)煤矿安全规程(2011),国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局;(2)防治煤与瓦斯突出规定(2009),国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局;(3)煤与瓦斯突出矿井鉴定规范(AQ 1024-2006),国家安全生产监督管理总局;(4)煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法(AQ/T 1047-2007),国家安全生产监督管理总局;(5)煤的瓦斯放散初速度指标()测定方法(AQ 1080-2009),国家安全生产监督管理总局;(6)煤和岩石物理力学性质测定方法 第12部分:煤的坚固性系数测定方法(GB/T 23561.12-2010),中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会;(7)关于加强煤矿建设项目瓦斯突出防治工作的意见(黔安监管办字2008305号),贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局;(8)xx县xxx乡xxx煤矿开采方案设计说明书(设计能力:15万t/a),贵州xxx技术咨询服务有限公司,2008年12月;(9)xx县xxx乡xxx煤矿安全专篇(设计能力:15万t/a),贵州煤安工程技术咨询服务有限公司,2008年10月;(10)xx县xxx乡xxx煤矿采掘工程平面图(1:2000),xxx煤矿,2010年11月;(11)xx县xxx乡xxx煤矿井上下对照图(1:2000),xxx煤矿,2010年11月;(12)贵州省煤炭管理局文件(黔能源发201002号)关于XXX市工业与信息化委员会关于XXX市小煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定的请示的批复,贵州省能源局,2010年12月28日;(13)xxx煤矿X1、X2测压钻孔瓦斯压力记录表资料;(14)xxx煤矿其他通风、瓦斯日报表、瓦斯监测监控日报表、测风记录等资料;(15)xxx煤矿X1、X2煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定委托书,xxx煤矿,2010年4月;(16)xxx煤矿采矿许可证副本(证号:00),贵州省国土资源厅,2008年28月2日。1.3 项目总体技术方案根据合同要求,结合xxx煤矿实际采掘部署情况,依据有关标准,在现有开拓开采巷道内现场测定xxx煤矿X1、X2煤层的原始瓦斯压力(),现场考察X1、X2煤层的煤体破坏类型;取煤样,实验室测定X1、X2煤层的瓦斯放散初速度()、煤的坚固性系数()等参数。根据上述X1、X2煤层瓦斯突出参数的测定结果,依据防突规定和鉴定规范的有关规定对xxx煤矿X1、X2煤层的突出危险性进行鉴定。2 矿井基本情况xxx煤矿为新建矿井,根据贵州省国土资源厅2008年8月颁发的xx县xxx乡xxx煤矿采矿许可证(副本)(证号:00),xxx煤矿矿区范围由8个拐点坐标圈定,矿区面积1.011km2,开采标高+1450m+1050m,其矿区拐点坐标如表1-1所示。表1-1 xxx煤矿拐点坐标(西安80坐标系)拐点编号XY01234矿区面积1.811km2,开采标高:+1450m+1050m。根据2009年1月贵州省煤田地质局贵州省xx县xxx乡xxx煤矿生产地质报告,xxx煤矿总储量为1515万t,矿井工业资源/储量为1200万t,矿井设计可采储量840.2万t。根据贵州XXX技术咨询服务有限公司xx县xxx煤矿开采设计说明书,矿井设计生产能力15万t/a,矿井服务年限15.1a。2.1 交通位置xxx煤矿位于xx县北东xxx乡境内,距xx县城60公里,距XXX市40公里。地理坐标为:东经 10557201055830,北纬 2620850263800。xx县至织金县公路从矿区北西侧经过,交通较为方便,如图1-1所示。XXX煤矿图1-1 交通位置图2.2 地形地貌矿区位于大娄山脉的南坡属低中山山地地貌类型,总体地形北东部较高,南西部较低,最高处位于矿区北东角冷家水井之北,海拔高为1232.5米,最低点为矿区南西角官田坝的溪流河床(也是区内最低侵蚀基准面)标高为846.6米,相对高差385.9米。2.3 煤系地层、煤层及煤质(1)煤系地层区内出露的地层由老至新有:石炭系、二叠系、第四系出露。矿井及邻近出露地层从新到老有第四系、二叠系上统龙潭组及中统峨眉山玄武岩、茅口组、栖霞组、梁山组,现分述如下:1)二叠系上统龙潭组(P3l):区域含煤地层,主要为海陆交互相沉积。岩性由灰色粉砂岩、细砂岩、灰岩及煤层组成。因出露不全,出露厚度最大230m,含煤10层左右。产大羽羊齿、栉羊齿等植物化石及腕足类、瓣鳃类、腹足类、蜓类等动物化石。含可采煤层2层。剥蚀剩余厚度230m。 2) 二叠系中统峨嵋山玄武岩组(P3):为深灰、深灰绿色致密玄武岩,具杏仁状构造;顶部为1020m之铁泥质凝灰岩 。总厚度150m 。3)二叠系中统茅口组(P2m):浅灰、灰色厚层至块状粉晶灰岩、含生物碎屑灰岩,产腕足类、蜓等生物化石。厚度约100270m。4)二叠系中统栖霞组、梁山组(P2l+q):上部为浅-灰色厚层中厚层状灰岩夹白云质灰岩。下部为深灰-黑色薄层状炭质泥岩夹泥岩。厚度约110240m。5)第四系(Q)主要为坡积物,冲积洪砾石等,厚度为020m。(2)煤层矿区内含煤岩系厚约227.4m,平均厚227m,含煤6层,含煤总厚约5.1m,含煤系数约2.2%;其中X1、X2为全区可采煤层,可采煤层总厚约4.00m,可采含煤系数为1. 8%。xxx煤矿含可采煤层2层,由上至下为X1、X2煤层,位于龙潭组中下部。其可采煤层主要特征如下:X1煤层:产于煤组中下部,下距X2煤层约20.3m。煤层平均厚度1.80m煤层,无夹石,较稳定,呈层状产出,煤层产状与地层产状一致。顶板岩性主要为灰岩、泥质粉砂岩,底板岩性为泥质粉砂岩。X2煤层:产于X1煤层之下,上距X1煤层约20.3m,下距茅口组灰岩约20.0m,煤层平均厚度2.20 m,属厚度稳定煤层。不含夹矸,以粉块状为主,结构简单。煤层在空间上展布较稳定,呈层状产出,煤层产状与地层产状一致。顶板岩性主要为砂岩类,底板岩性为泥质粉砂岩。可采煤层特征见表2-1。(3)煤质X1、X2煤层颜色为黑色、深黑色;光泽为似金属光泽;煤岩以半亮煤为主,暗煤次之,条带状结构,外生裂隙发育。阶梯状及参差状断口。其肉眼煤岩类型为半亮煤为主。结构简单,以块煤为主,无夹矸。根据贵州省煤田地质局2009年1月提供的生产地质报告,可采煤层的煤质特征如表2-2所示。表2-1 可采煤层特征表煤层编号煤厚(m)煤层平均间距(m)煤层结构顶底板岩性稳定性平均倾角()容重(t/m)最小最大平均顶底X11.62.01.820.3单一灰岩、泥质粉砂岩砂岩类稳定301.50X21.82.62.2单一泥质粉砂岩泥质粉砂岩稳定301.50表2-2 煤层煤质特征表煤号固定碳(FCd)灰份(Ad)挥发份(Vdaf)硫份SQ d %发热量(MJ/Kg)煤种X179.1212.929.142.6630.22无烟煤X273.5618.606.612.0229.44无烟煤2.4 地质构造矿区所处区域大地构造位置为扬子准地台黔北台隆xx断拱贵阳复杂构造变形区西缘。构造形式主要以多字型构造褶皱为主,断裂次之。褶皱一般呈北东或北东向展布,向斜多为紧密褶曲。断裂以北东向断层为主,规模大,延伸长,断面多倾向北或北西,多为高角度正断层;近南北向断层规模相对较大,延伸长,断面一般倾向西或南西;北西向断裂次之,规模小,主要为横断层。矿井为一向斜构造,轴向约北东30,在北东端被F5断层破坏,但向斜的地层全为二叠系上统龙潭组(P3l)地层。矿井内可采煤层出露于向斜两翼。向斜西南翼岩层倾角总体上大于北西翼的岩层倾角。西南翼岩层倾角2743,北西翼岩层倾角一般小于10,局部较大。矿区内断层均位于煤层露头线以外,可分为北东向及北西向两组断层,北东向组断层有F1、F2、F3、F5、F7,北西向组有F4及F6断层。以上断层均分布于矿界外,对煤矿的开采均无影响。综上所述,矿区内构造复杂程度类型属中等。2.5 开拓、开采xxx煤矿现采用斜井开拓,共设井筒数目3个(主斜井、副斜井和回风斜井),其井筒特征表2-3所示。表2-3 井筒位特征表井 筒名 称井口坐标井口标高(m)方位角()倾角()井筒斜长(m)井筒净断 面 (m2)支护形式XY主斜井.3.8+1456.710621124015.02锚喷或砌碹支护副斜井.7.8+1456.010621100015.07锚喷或砌碹支护回风斜井.7.2+1464.21062178515.02锚喷或砌碹支护矿井前期采用斜井开拓,三条井筒兼做一采区上山,主、副斜井布置在距离X2煤层约10m底板岩层中,主斜井主要用于原煤的运输、进风、运料、排矸、排水、行人电缆架设等;副斜井主要用于进风、电缆架设等。回风斜井布置在距X2煤层约30m底板岩层中,为矿井专用回风井。主斜井、副斜井、回风斜井通过石门与煤层联系,在井筒两侧布置采掘工作面。X1、X2采用联合布置。矿井分为四个采区,即向斜轴以东为一、三采区,向斜轴以西为二、四采区,采区的划分如图2-1所示。矿井采区开采顺序为:一采区二采区三采区四采区,采区内采用本煤层区段下行开采,即先一区段,然后二区段。煤层间开采顺序为先采上层煤X1煤层,再采下层煤X2煤层。回采工作面采用走向长壁后退式采煤法,爆破落煤工艺,单体液压柱(DW22-300/100型)配铰接顶梁(DJA-1000型)支护,全部垮落法管理顶板;掘进工作面采用爆破落煤工艺,金属绞接顶梁支护。项目实施期间,矿井主斜井和副斜井已完成,正在准备一采区巷道的基础建设,在一采区X1煤层布置有一个掘进工作面,即2803回风巷,X2煤层布置有2个掘进工作面(2903运输巷、2903回风巷),无采煤工作面。xxx煤矿采掘工程及巷道布置平、剖面图如图2-2、2-3所示。图2-1 xxx煤矿井田范围及采区划分图图2-2 xxx煤矿采掘工程及巷道布置平面图图2-3 以AA为剖面线的巷道布置剖面图2.6 通风、瓦斯2.6.1 矿井通风矿井设计采用中央并列抽出式通风,矿井现处于开拓准备阶段,未建立总回风线路。抽风机房装有型号为FBCZ-10-16B型矿用防爆轴流式通风机2台,一台工作,一台备用,配套电机功率75kw,风量:12402800m3/min,静压210Pa1150Pa;掘进工作面采用FBDZ-.5/7.52kw型对旋式局部通风机压入式通风。通风线路(以1803采煤工作面为例):地面主(副)斜井+1803运输石门1803运输巷1803工作面1803回风巷+1803回风石门回风斜井引风道地面。矿井设计采用中央并列抽出式通风,矿井现处于开拓准备阶段,未建立总回风线路。抽风机房装有型号为FBCZ-10-16B型矿用防爆轴流式通风机2台,一台工作,一台备用,配套电机功率75kw,风量:12402800m3/min,静压210Pa1150Pa;掘进工作面采用FBDZ-.5/7.52kw型对旋式局部通风机压入式通风。通风线路(以1803采煤工作面为例):地面主(副)斜井+1803运输石门18031运输巷1803工作面1803回风巷+1803回风石门回风斜井引风道地面。2.6.2 矿井瓦斯涌出根据XX市行业煤炭协会2010年9月提交的XX市xxx煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定报告书(2010年度),xx县xxx乡xxx煤矿矿井绝对瓦斯涌出量0.41m3/min;二氧化碳绝对涌出量0.12m3/min,属低瓦斯矿井。项目实施期间,其矿井及部分采掘工作面瓦斯涌出情况见表2-4。表2-4 矿井及部分采掘工作面瓦斯涌出情况表巷 道 名 称风 量(m3/min)回风瓦斯浓度()绝对瓦斯涌出量(m3/min)回风斜井409.60.111901回风巷200.80.061901运输巷200.80.141802回风巷200.80.16井底水仓2000.162.6.3 区域及矿井煤与瓦斯突出危险性概况根据贵州省安全监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件(黔安监管办字2007305号)关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见中关于贵州省煤与瓦斯突出矿区和突出危险矿区的划定情况,xxx煤矿位于XX矿区xx县,该区域为煤与瓦斯突出矿区。根据对xx县煤与瓦斯突出情况的调研、xx县煤炭管理局相关管理人员的了解以及对矿方相关管理人员的访谈,xxx煤矿自建矿以来,矿井在X1、X2煤层的开拓开采过程中未发生过煤与瓦斯突出动力现象及突出征兆。xxx煤矿矿区范围北东方向有织金XX煤矿和XX煤矿,XXX煤矿主要开采6号煤层,XXX煤矿主要开采12号、17号煤层,开拓开采过程中均未发生过煤与瓦斯动力现象。xxx煤矿及邻近矿井矿区范围相对位置图如图2-4所示。从图2-4中可以看出,XX煤矿和XX煤矿位于xxx煤矿的北东翼,但XX煤矿和XX煤矿行政管辖属织金县管辖。经查阅各矿井的地质资料,各矿开采的主采煤层均不统一,XX煤矿主采16号煤层,XX煤矿主采14号、16煤层,而xxx煤矿主采X1、X2煤层。又由于地质报告为不同的单位编制且该区域的煤矿较多,暂无法其煤层编号进行统一。根据贵州省能源局文件(黔能源发2010 50号)关于对XX 地区工业和能源委员会(关于请求审批2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告)和(黔能源发200928 号关于XX地区煤炭局(关于请求审批2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告)的批复,XX煤矿和XX煤矿2009年、2010年瓦斯等级鉴定如表2-5所示。表2-5 XX煤矿和XX煤矿近两年瓦斯等级鉴定结果一览表 类 别年 份 矿井名称气 体名 称矿井瓦斯绝对涌出量(m3/min)矿井瓦斯相对涌出量(m3/t)矿 井瓦斯等级备注2010XX煤矿CH41449.30高瓦斯CO21.65.4XX煤矿CH42.3027.90高瓦斯CO20.304.202009XX煤矿CH42.5019.2高瓦斯CO20.907.50XX煤矿CH42.8030.40高瓦斯CO21.8019.902.6.4 矿井瓦斯治理情况项目实施期间,矿井尚未建立斯抽放系统。矿井现阶段处于基建阶段,在X1、X2煤层掘进工作面未采取防突措施,掘进工作面采取边探边掘措施,主要用于探测老窑采空区水;在钻孔施工过程中未出现瓦斯喷孔或顶钻等异常现象。图2-5 xxx煤矿及相邻矿井矿区范围相对位置图2.7 其他根根据贵州省煤田地质局实验室2008年10月27日和2009年1月12日提交的煤炭自燃倾向等级鉴定报告,xxx煤矿X1煤层煤炭自燃倾向性为类,为自燃煤层;X2煤层煤炭自燃倾向性为类,为不易自燃煤层。根根据贵州省煤田地质局实验室2008年10月27日和2009年1月12日提交的煤尘爆炸性鉴定报告,xxx煤矿X1、X2煤层均无煤尘爆炸性。井田内无地温异常现象,属正常地温矿井;从建矿以来尚未有冲击地压情况的发生。3 煤层瓦斯突出参数测定3.1 技术方案根据xxx煤矿地勘资料,矿区内断层均位于矿界外,对矿井煤层开采无影响,但在矿界内存在一轴向约北东30的向斜构造。现xxx煤矿的开拓及准备巷道均位于向斜轴一侧的西南翼,且位于一采区。从巷道揭露情况勘察,一采区X1、X2煤层及地层赋存较稳定,一采区应属于同一地质单元,二、三、四采区无开拓开采巷道,不具备鉴定条件。因此,本次对xxx煤矿X1、X2煤层煤与瓦斯突出参数测及突出危险性鉴定,仅限于向斜轴西南翼现有的一采区开拓及准备巷道条件下进行。根据安全生产行业标准煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法(AQ/T 1047-2007)(以下简称测压方法)的有关规定,结合xxx煤矿现有的开拓部署情况,经与矿相关技术管理人员研究,决定在xxx煤矿主斜井井底、主副井井底联巷延伸巷、1803运输巷、1803回风巷、1803运输石门布置X1、X2煤层测压钻孔,采用被动式测压法直接测定X1、X2煤层的原始瓦斯压力。运用测压钻孔现场实测X1、X2煤层的原始瓦斯压力,现场考察X1、X2煤层的煤体破坏类型,采用刻槽取样法采取X1、X2煤层软分层煤样2个,在xxx煤科院实验室对煤样的瓦斯放散初速度()、煤的坚固性系数()等参数进行测定。3.2 煤层瓦斯压力直接测定瓦斯压力是标志煤层瓦斯赋存状态的一个重要参数。在研究矿井煤与瓦斯突出、瓦斯涌出、瓦斯抽放及煤与瓦斯突出危险性鉴定(评价)时,它是一个关键性的基础参数。瓦斯以游离和吸附状态赋存于煤的微孔隙和裂隙中。一般情况下,瓦斯压力越大,煤层瓦斯含量就越大。瓦斯压力与埋藏深度和局部构造应力等因素有关,与成煤年代、煤的变质程度无关;浅部瓦斯压力较小,随着开采深度的增加,瓦斯压力一般近似线性增加。在地质构造带,强大的构造应力作用可使煤体中的孔隙和裂隙变小,甚至闭合,瓦斯流通性大大减弱,瓦斯占据孔隙减小,出现局部瓦斯压力增高带;在一些开放性构造带,瓦斯运移使瓦斯压力减小。因而,瓦斯压力在煤层中将呈现与埋深的线性相关性和局部的非均匀性。3.2.1 测定方法煤层原始瓦斯压力的测定主要在井下巷道内打钻孔直接测定。测压钻孔的封孔方法,按其工艺大致可分为5种:(1)手工封孔;(2)注浆封孔;(3)机械封孔器封孔;(4)液压式封孔器封孔;(5)胶圈压力粘液封孔。各种方法都有其优缺点和一定的适用条件,测压过程需要一定时间和空间。测压封孔有严格的要求,操作稍有失误,就难以准确测出煤层瓦斯压力。xxx煤矿X1、X2煤层瓦斯压力测定严格按测压方法的相关规定进行,采用注浆封孔,被动式测压法。测压孔施工结束后,将测压管安装在钻孔中预定的封孔深度,孔口用玛丽散堵塞并固定测压管,并安装好注浆管。根据封孔深度确定水泥及膨胀剂的数量,并按一定比例配制成水泥浆,用注浆设备一次连续将水泥浆注入孔内,经24h凝固后,然后安装压力表。观察、记录表值的变化,直到表压值稳定57d为止。测压主要材料包括425标号水泥、15mm直径白铁管作测压管以及注浆管、管接头、压力表等,注浆设备为ZJB型注浆泵,工作压力2.0MPa。3.2.2 测压钻孔的布置(1)钻孔布置按照测压方法中有关测压钻孔的要求,在具体选择测压孔位置时,应避开地质构造裂隙带、采动等影响范围,测压孔见煤点与地质构造裂隙带、采动影响范围至少要大于50m。xxx煤矿为新建矿井,根据测压方法有关测压钻孔布置的相关要求以及经井下勘察,结合xxx煤矿的煤层赋存条件、矿井开拓及准备巷道工程的实际情况,为保证测压钻孔满足煤层突出危险性鉴定的条件及要求,保证测压钻孔具有鉴定区域的代表性,决定在现有开拓巷道沿走向、倾向分别布置X1、X2煤层瓦斯压力测点。其中X1煤层走向方向上在1803运输巷、1803回风巷、1803运输石门和井底车场联络延伸巷布置4个测点进行测定,倾向方向上在1803回风巷、井底水仓和井底车场联络延伸巷布置3个测点(与走向方向上共用2个测点)进行测定;X2煤层走向方向上在1803运输巷、主斜井井底水仓变坡点、副斜井和井底车场联络延伸巷布置4个测点进行测定,倾向方向上在主斜井1803运输巷交叉处、主斜井井底水仓变坡点和井底车场联络延伸巷布置3个测点(与走向方向上共用2个测点)进行测定,测点布置已达到鉴定规范关于在同一地质单元内煤层走向和倾向方向上不少于3个测点的相关要求。因此,在一采区X1、X2煤层分别布置10个上向测压钻孔,其具体布置如下:X1煤层测压钻孔布置 在主斜井距井底联络巷20m处的钻场(躲避硐)内布置2个穿层上向测压钻孔,钻孔编号为8-1、8-2。在1803运输巷距主斜井140m处布置2个穿层上向测压钻孔,钻孔编号为8-3、8-4。在1803回风巷距主斜井75m处布置2个穿层上向测压钻孔,钻孔编号为8-5、8-6。 在1803运输石门距副斜井10m处布置2个穿层上向测压钻孔,钻孔编号为8-7、8-8。 在井底联络巷延伸巷距副斜井25m处的巷头处布置2个穿层上向测压钻孔,钻孔编号为8-9、8-10。X2煤层测压钻孔布置 在主斜井井底水仓变坡点布置2个穿层上向测压钻孔,钻孔编号为9-1、9-2。 在1803运输巷做底板石门约20m(进入X2煤层底板)处布置2个穿层上向测压钻孔,钻孔编号为9-3、9-4。在1803运输巷距主斜井20m、40m处处布置2个穿层上向顺层测压钻孔钻孔编号为9-5、9-6。 在副斜井距井底联巷40m、80m处(此处为副斜井的2个躲避硐)布置2个上向穿层测压钻孔,钻孔编号为9-7、9-8。 在井底联络巷延伸巷距副斜井25m做底板石门约12m(进入X2煤层底板)处布置2个穿层上向测压钻孔,钻孔编号为9-9、9-10。xxx煤矿X1、X2煤层测压钻孔布置如图3-1所示,其中以AA为剖面线得出X1、X2煤层各钻孔剖面图如图3-2所示。(2)测压钻孔参数测压钻孔开孔直径65mm直至终孔。本次测压钻孔均为上向测压钻孔,钻孔施工过图3-1 xxx为煤矿X1、X2煤层测压钻孔布置平面图 图3-2 X1、X2煤层各测压钻孔布置剖面示意图(A-A剖面线)程中未发生喷孔、顶钻等异常情况;各钻孔施工过程中均无流水现象。测压钻孔竣工参数见表3-1。(3)封孔封孔质量是确保钻孔准确测定煤层瓦斯参数的重要因素。为了提高封孔质量,本次测定采用注浆泵进行注浆封孔。本次测压钻孔注浆封孔长度严格按有关规定,避开了煤层采动影响范围。测压管为直径15mm的铁管连接而成,前端的第一根铁管为筛孔管,将测压管安装在钻孔中预定的封孔深度,孔口用玛丽散堵住固定测管,并安装好注浆管。为防止水泥浆凝固后因收缩产生裂隙,根据封孔深度,在水泥浆中加入一定比例的膨胀剂,在按一定比例配制好水泥浆后,用注浆泵一次性连续将水泥浆注入钻孔内,直到注到预定深度。本次xxx煤矿X1、X2煤层分别布置的10个测压钻孔且均按要求封孔到位。在注浆24h内,经检查密封效果达到要求后,安装压力表。3.2.3 测定结果 安装压力表后,每天观测煤层瓦斯压力,直至瓦斯压力稳定为止。 待瓦斯压力稳定后,卸除压力表,卸表时各孔均无积水。 各测压钻孔测得的煤层瓦斯压力(表压)如表3-2所示。 本次X1、X2煤层实测瓦斯压力中,将各测压钻孔的表压上升曲线,并绘制成图,如图3-322所示。3.3 煤的破坏类型煤的破坏类型主要通过对煤矿井下煤的赋存情况进行现场考察,直接观察煤体受力破坏情况,通过煤的光泽、构造、节理、断口、手试强度等特征来进行判断。根据对xxx煤矿X1煤层情况的现场勘查,X2煤层情况现场勘查,xxx煤矿X1、X2煤层颜色为黑色,暗亮型为主,X1煤层厚度约1.8m、X2煤层厚度约2.2m,煤层断面上部呈层状构造,条带明显,次生节理面多,节理面平整,煤体坚硬,不易掰开,煤层断面中部有0.2m厚的夹矸,次生节理密度大,断口参差状,用手极易剥成小块,手捻可以成碎粒状。根据安全生产行业标准AQ 1024-2006煤与瓦斯突出矿井鉴定规范(以下简称鉴定规范)的附录A煤的破坏类型分类表对煤的破坏类型分类特征的描述,可以得出xxx煤矿X1、X2煤层煤体破坏类型均为类(破坏煤强烈破坏煤)。表3-1 测压钻孔竣工参数表煤 层测压地点测压孔号钻 孔 参 数钻进情况备注方位()倾角()见煤长(m)煤孔长(m)孔深(m)X1主斜井距井底联络巷20m处8-13403519.51.521.0正常穿层孔、无水8 -2404022.41.824.2正常穿层孔、无水1803运输巷距主斜井140m处8-32702020.51.822.3正常穿层孔、无水8-43503017.41.619.0正常穿层孔、无水1803回风巷距主斜井75m处8-52654014.31.315.6正常穿层孔、无水8-63304014.41.415.8正常穿层孔、无水1803运输石门距副斜井10m处8-73053015.41.416.8正常穿层孔、无水8-8363017.31.518.8正常穿层孔、无水井底联络延伸巷距副斜井25m处8-92403034.31.435.7正常穿层孔、无水8-101803035.01.536.5正常穿层孔、无水X2主斜井井底水仓变坡点9-1421234.25.239.4正常穿层孔、无水9-2731635.56.341.8正常穿层孔、无水底钻场距1803运输巷20m处9-31302516.01.517.5正常穿层孔、无水9-4852413.21.214.4正常穿层孔、无水1803回风巷距主斜井20m、40m处9-59014顺层孔33.733.7正常无水9-69014顺层孔45.845.8正常无水副斜井距井底40m、80m处9-719013顺层孔40.740.7正常无水9-819013顺层孔37.237.2正常无水井底联络延伸巷距副斜井25m处9-92001921.26.828.0正常穿层孔、无水9-101502019.06.625.6正常穿层孔、无水表3-2 X1、X2煤层瓦斯压力测定结果煤 层测压地点钻孔编号巷道底板标高(m)钻孔开口标高(m)封孔长度(m)测压气室/见煤标高(m)埋深(m)瓦斯压力/MPa备注X1主斜井距井底联络巷20m处8-11309.51311.918.01320.199.90.14无水8 -21309.51311.922.01326.399.70.20无水1803运输巷距主斜井140m处8-31308.01310.018.01315.0105.00.15无水8-41308.01309.816.01318.5101.50.16无水1803回风巷距主斜井80m处8-51328.51329.613.51337.752.30.16无水8-61328.51329.614.01337.852.20.17无水1803运输石门距副斜井10m处8-71319.01321.114.01328.886.20.20无水8-81319.01321.216.01329.985.10.18无水井底联络延伸巷距副斜井25m处8-91302.01304.232.01321.4140.60.32无水8-101302.01304.034.01321.5121.50.18无水X2主斜井井底水仓变坡点9-11294.01295.336.01302.5114.50.15无水9-21294.01295.438.01305.2114.70.14无水1803运输巷距底板石门20m处9-31319.01320.516.01327.377.70.22无水9-41319.01320.412.01325.879.20.18无水1803回风巷距主斜井20m、40m处9-51328.51329.830.01329.888.20.14无水9-61328.51329.942.01329.993.10.16无水副斜井距井底30m、70m处9-71307.21308.438.01308.4116.60.12无水9-81313.21314.634.01314.6110.40.12无水井底联络延伸巷距副斜井25m处9-91302.01303.526.01310.4141.60.32无水9-101302.01303.622.01310.1139.90.26无水 图3-3 1-1测压钻孔表压上升曲线 图3-4 8-2测压钻孔表压上升曲线 图3-5 8-3测压钻孔表压上升曲线 图3-6 8-4测压钻孔表压上升曲线 图3-7 8-5测压钻孔表压上升曲线 图3-8 8-6测压钻孔表压上升曲线 图3-9 8-7测压钻孔表压上升曲线 图3-10 8-8测压钻孔表压上升曲线 图3-11 8-9测压钻孔表压上升曲线 图3-12 8-10测压钻孔表压上升曲线 图3-13 9-1测压钻孔表压上升曲线 图3-14 9-2测压钻孔表压上升曲线 图3-15 9-3测压钻孔表压上升曲线 图3-16 9-4测压钻孔表压上升曲线 图3-17 9-5测压钻孔表压上升曲线 图3-18 9-6测压钻孔表压上升曲线 图3-19 9-7测压钻孔表压上升曲线 图3-20 9-8测压钻孔表压上升曲线 图3-21 9-9测压钻孔表压上升曲线 图3-22 9-10测压钻孔表压上升曲线3.4 煤样瓦斯突出参数实验室测定实验室测定煤样瓦斯突出参数包括煤的瓦斯放散初速度()、煤的坚固性系数(),本次实验室煤样瓦斯突出参数测定的样本为X1、X2煤层软分层煤样各2个,其中X1煤层软分层取自1803回风巷190m处和1803回风巷70m处、X2煤层软分层取自副斜井井底联络巷5m处和1803运输巷140m处,其实验室测定结果如表3-3所示。煤层取样地点瓦斯放散初速度()坚固性系数()X11803回风巷200m处250.211803回风巷80m处370.26X2副斜井井底联络巷5m处430.151803运输巷180m处370.20表3-3 X1、X2煤层实验室参数测定结果3.5 煤层瓦斯突出参数测定结果评价3.5.1 测定方法评价(1)瓦斯压力测定方法本次xxx煤矿X1、X2煤层原始瓦斯压力的测定,符合测压方法的有关规定。该标准规定:通过松软岩层及煤巷中测定煤层原始瓦斯压力时,若钻孔深度大于15m,应采用注浆封孔测压法。该标准A.2.2条规定:用膨胀不收缩水泥浆封孔,由膨胀剂(膨胀率不小于0.02)、水泥(硅酸盐水泥、标号不低于425)与水(井下清洁水)按一定比例制成,也可参照水灰比为2:1的比例进行配制,膨胀剂的掺量为水泥的12。该标准第6条规定:测定地点的选择原则:测定地点应优先选择在石门或岩巷中,选择岩性致密的地点,且无断层、裂隙等地质构造处布置测点,其瓦斯赋存状况要具有代表性。测压钻孔应避开含水层、溶洞,并保证测压钻孔与其距离不小于50m;对于测定煤层原始瓦斯压力的测压钻孔应避开采动、瓦斯抽采及其它人为卸压影响范围,并保证测压钻孔与其距离不小于50m;选择测压地点应保证测压钻孔有足够的封孔深度(穿层测压钻孔的见煤点或顺层测压钻孔的测压气室应位于巷道的卸压圈之外),采用注浆封孔的上向测压钻孔倾角应不小于5。同一地点应设置两个测压钻孔,其终孔见煤点或测压气室应在相互影响范围外,其距离(除石门测压外)应不小于20m。第7.2.3条规定:注浆封孔测压法的测压钻孔封孔深度应满足下式:式中:钻孔封孔深度,m;钻孔所需最小封孔深度(有效封孔段长度),m,应保证穿层测压钻孔的见煤点、顺煤层测压钻孔的测压气室位于巷道的卸压圈之外,且不小于12.0 m;穿层测压钻孔的不应进入被测煤层,顺煤层测压钻孔封孔后应保证其测压气室长度为不小于l.5m。钻孔的直径,m;钻孔的倾角,(),590。本次xxx煤矿X1、X2煤层瓦斯压力测定从选点、布点、封孔、测压等方法均符合上述要求。且测压钻孔布置于同一地质单元内。(2)煤的破坏类型根据鉴定规范中附录A对煤的破坏类型分类特征的描述,煤的破坏类型可分为类。通过对xxx煤矿1901运输石门揭露X1煤层情况的现场勘查,1901运输巷、1901回风巷揭露X2煤层情况的现场勘查,可以得出xxx煤矿X1、X2煤层煤体破坏类型为类(破坏煤强烈破坏煤)。(3)瓦斯放散初速度测定方法 本次xxx煤矿X1、X2煤层瓦斯放散初速度()的测定,依据为煤的瓦斯放散初速度指标()测定方法(AQ 1080-2009)和实验室相关操作规程的有关规定。本次xxx煤矿X1、X2煤层瓦斯放散初速度()的测定从采样、制样、测定均按煤的瓦斯放散初速度指标()测定方法(AQ 1080-2009)和相关操作规程的规范标准进行。(4)煤的坚固性系数测定方法 本次xxx煤矿X1、X2煤层煤的坚固性系数的测定,依据为煤的坚固性系数()的测定方法(GB/T 23561.12-2010)和实验室相关操作规程的有关规定。本次xxx煤矿X1、X2煤层煤的坚固性系数()的测定从采样、制样、测定和计算均按煤的坚固性系数()的测定方法(GB/T 23561.12-2010)和相关操作规程的规范标准进行。3.5.2 测定结果评价(1)瓦斯压力测定结果评价本次xxx煤矿X1、X2煤层瓦斯压力测定地点及其设计施工的测压钻孔符合测压方法的相关规定,各钻孔选点、布孔、封孔工艺、测定过程等均符合测压方法的要求;测得的有效瓦斯压力随埋深的增加而相对增加,埋深相近,瓦斯压力相近,符合煤层瓦斯压力分布的一般规律;且本次测定的X1、X2煤层瓦斯压力值相对较低,最大值均为0.32MPa,与现有开拓范围内X1、X2煤层埋藏深度不超过145m有关,且与采掘工作面绝对瓦斯涌出量较小(不超过0.2m3/min)基本相符。因此,本次所测得X1、X2煤层瓦斯压力是真实可靠的。(2)煤的破坏类型通过对xxx煤矿X1、X2煤层揭露情况的现场勘查,xxx煤矿X1、X2煤层煤体破坏类型为类(破坏煤强烈破坏煤)。煤的破坏类型确定依据为鉴定规范中附录A(煤的破坏类型分类表),其X1、X2煤层破坏类型勘查结果与煤层赋存特征相符。(3)实验室参数测定结果评价本次xxx煤矿X1、X2煤层瓦斯放散初速度()和煤的坚固性系数()的测定严格按照规定的测定方法进行。瓦斯放散初速度()的测定依据为煤的瓦斯放散初速度指标()测定方法的规定;煤的坚固性系数()的测定依据为煤的坚固性系数()的测定方法的规定。瓦斯放散初速度()和煤的坚固性系数()的测定严格按仪器操作规程和相关标准进行。瓦斯放散初速度()的测定结果与X1、X2煤层实际的瓦斯涌出特征相符,且取自不同地点软煤标测定的煤的值均较大,其值接近。坚固性系数()的测定结果与井下巷道揭露X1、X2煤层的煤的破坏类型、煤的物理力学性质相符,且取自不同地点软煤标测定的值均较小,其值相近。说明本次xxx煤矿X1、X2煤层瓦斯放散初速度()和煤的坚固性系数()测定结果也是准确可靠的。4 煤层突出危险性鉴定根据防突规定第十三条:突出煤层鉴定应当首先根据实际发生的瓦斯动力现象进行。当动力现象特征不明显或者没有动力现象时,应当根据实际测定的煤层最大瓦

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