兴荣矿井防突设计修改

1、织金县绮陌乡兴荣煤矿织金县绮陌乡兴荣煤矿 防治煤与瓦斯突出专项设计说明书防治煤与瓦斯突出专项设计说明书 （设计生产能力：（设计生产能力：9 万吨万吨/年）年） 二二一三年七月一三年七月 目 录 第一章 矿井基本概况 .3 1.1 矿山交通位置、井田范围 .3 1.2 地质概况 .4 1.2.1 地层构造 .4 1.2.2 煤层赋存情况 .6 1.2.3 煤质 .9 1.3 矿床开采技术条件 .11 1.3.1 水文地质条件 .11 第二章 矿井防治煤与瓦斯突出技术措施 .20 2.1 开采保护层 .20 2.2 采用预抽煤层瓦斯的区域性防治突出措施 .21 第三章 区域防突技术措施设计 .22

2、 3.1 保护层开采设计 .22 3.2 保护层回采期间被保护层瓦斯抽放设计 .26 3.2.2 底板岩巷穿层结合本煤层顺层钻孔抽放卸压瓦斯 .27 1、前期预抽瓦斯 .27 3.2.3 底板穿层孔方案设计 .30 3.2.4 预抽效果考察 .36 3.3 顺层钻孔预抽煤层瓦斯防突设计 .37 3.3.1 瓦斯抽采消突原理及实施方法 .37 3.3.2 效果验证 .37 第四章 区域防突措施效果检验 .39 4.1 开采保护层的效果检验 .39 4.2 保护范围及保护效果考察方法 .40 4.2.1 走向和倾向保护范围考察 .40 4.2.2 被保护层原始瓦斯压力和残余瓦斯压力考察 .41 4

3、.2.3 被保护层原始瓦斯含量和残余瓦斯含量考察 .42 4.2.4 被保护层卸压瓦斯抽采量考察 .42 4.2.5 被保护层工作面采掘作业中消除突出危险性的效果检验考察 .43 4.3 预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验 .43 4.5 区域验证.49 第五章 局部防突措施设计 .52 5.1 采煤工作面浅孔卸压抽放 .52 5.2 回采工作面局部防突措施效果检验 .57 5.3 掘进工作面局部防突措施 .58 5.4 局部防突措施效果检验 .65 第六章 石门揭煤的防突设计 .66 6.3 距煤层法距 20m的技术方案.70 6.4 突出危险性预测.71 7.3 距煤层法距 5m的技术方案

4、.73 6.4 防突措施效果检验 .73 6.5 揭开煤层 .74 6.6 安全防护措施 .74 第七章 工作面回采时瓦斯治理方案设计 .75 7.1 高位钻孔.75 7.1.1 高位钻孔瓦斯抽放技术原理 .75 7.1.2 设计方案 .75 7.2 采空区埋管 .76 7.2.1 采空区埋管抽采上隅角瓦斯的原理 .76 7.2.2 设计方案 .76 第八章 保障措施与建议 .78 8.1 组织机构、队伍保障 .78 8.2 技术与装备保障 .78 8.3 建立完善瓦斯抽采系统 .78 8.4 建议 .79 附表 1 石门揭煤工作面突出危险性预测记录表 .80 附表 2 防治突出技术措施效果检

5、验报告单 .81 附表 3：煤与瓦斯突出矿井基本情况调查表 .82 附表 4：煤与瓦斯突出记录卡片 .83 附表 5：矿井煤与瓦斯突出汇总表 .84 附表 6：防治煤与瓦斯突出基本流程参考示意图 .85 附录一 煤层瓦斯压力测定方法 .86 附录二 钻屑指标法 .87 附录三 防突措施有效半径的测定方法 .88 第一章第一章 矿井基本概况矿井基本概况 1.1 矿山交通位置、井田范围矿山交通位置、井田范围 一、交通、位置：一、交通、位置： 织金县绮陌乡兴荣煤矿属织金县技改扩能矿井之一，位于织金县城北东， 行政区划属织金县绮陌乡管辖。地理坐标：东经 10549131054948，北纬 264257

6、264339。 织（金）贵（阳）公路（为三级公路）经过矿区旁侧，矿井至该公路仅 2.5km 左右（为碎石路面） ，距绮陌乡 3.2km，距织金县 7.1km 交通较为方便。 交通位置详见图 1-1-1。 图 1-1-1：兴荣煤矿交通位置图 兴荣煤矿 二、井田范围二、井田范围 根据贵州省国土资源厅 2012 年 1 月颁发的织金县绮陌乡兴荣煤矿采矿许 可证 （副本，证号 c5200002011031120119333） ，井田范围由 4 个拐点坐标圈 定（西安 80 坐标，拐点坐标见表 1-1-1） ，面积 0.9553k，开采深度由 1450m 至 870m。井田呈不规则多边形，走向长 1.2

7、8km，倾斜宽 0.74km。 表 1-1-1 井田范围拐点坐标表 拐点xy 12957718.73035581761.263 22957693.72835582504.267 32956419.72135582317.263 42956460.72335581561.259 开采深度由 1450m 至 870m 标高 1.2 地质概况地质概况 1.2.1 地层构造地层构造 1、地层、地层 井田内出露地层有第四系、三叠系下统飞仙关组(t1f)、二叠系上统大隆组、 长兴组、龙潭组，二叠系中统茅口组。从老至新描述如下： （1）茅口组(p2m)：分布于矿界以西地区。为一套浅灰、灰色中厚层、厚 层至块

8、状生物屑灰岩，夹少量白云质灰岩，上部夹燧石灰岩或燧石团块，未见 底，出露厚度大于 loom。 （2）龙潭组(p31)：分布于矿界内家裸以南一带，是矿区内含煤岩系。根 据岩性组合和标志层的分布情况，可划分为三个岩性段。 上段(p3l3)：为以海相为主的海陆交互相沉积，岩性由灰色中厚层灰岩、深 灰、灰黑色薄中厚层粘土岩、炭质粘土岩、细粉砂岩、粘土质粉砂岩、煤 层(线)等组成，其中以灰岩为主。一般含 6 层煤，其中仅 6 号煤层可采。厚 5572m，一般厚 63m。 中段(p3l2)：以陆相为主的海陆交互相沉积，岩性由灰色、深灰、灰黑色薄 中厚层细砂岩、粉砂岩、泥岩、钙质细砂岩、钙质粉砂岩、煤层及少

9、量泥灰 岩组成。一般含 12 层煤，其中 14、16、18、21 号煤层可采。14、18 为大部可 采煤层。厚 84119m，一般厚 93m。 下段(p311)：为以海相为主的海陆交互相沉积，岩性由灰色、深灰、灰黑 色薄中厚层细砂岩、粉砂岩、泥岩、钙质粉砂岩、煤层及少量灰岩组成。一 般含 12 层煤，其中 23、27、28 号煤层可采。23 号、28 为大部可采煤层。厚 84109m，一般厚 95m，与下伏地层为假整合接触。 （3）长兴组(p3c)：上部岩性为深灰色中厚厚层泥晶灰岩夹燧石灰岩、 生物屑灰岩，产中华古纺垂蜒等化石。中部岩性为灰深灰色钙质粉砂岩夹薄 层灰岩，顶部为一煤线。下部为灰、

10、深灰色中厚层至厚层状含燧石细晶灰岩。 产海登贝、南京蜒等化石，厚 1833m，一般厚 26m，与下伏地层整合接触。 （4）大隆组(p3d)：岩性为深灰、黑灰色薄至中厚层硅质灰岩，夹多层浅 灰、黄绿色钙质泥岩和蒙脱石粘土岩。产假提罗菊石、肋瘤菊石等化石。一般 厚 4.8m，与下伏地层整合接触。 （5）飞仙关组(t1f)：分布于把那木梨冲等地。岩性为浅灰、灰、黄绿色 薄层、中厚层微细晶石灰夹白云质灰岩、泥灰岩、页岩夹浅灰色粉砂质条带厚 度大于 170m，末见顶，与下覆地层呈假整合接触。 （6）第四系(q)：主要分布在木梨冲等地低洼地带，另外在一些岩溶洼地、 谷地和缓坡地带亦有分布有残坡积粘土、耕植

11、土及冲洪积砂砾、砂土组成，厚 olom。与下覆地层呈角度不整合接触。 2、矿区构造与断层情况、矿区构造与断层情况 井田位于关寨向斜南端西翼，为单斜构造，地层走向 515，倾向南东， 倾角 2540，矿区地质构造复杂程度属于简单类型。 （1） 、褶皱、褶皱 区内发育的主要向、背斜有：阿弓向斜、地贵背斜、关寨向斜、白果寨向 斜、平桥向斜等 （2） 、断层、断层 兴荣煤矿矿界范围边缘共出露两条断层，东侧为 f28 断层、北面为 f32 断 层。其中 f28 断层为三甲勘探区的边界断层。位于把那木梨冲一线，走向近 南北，倾向东，倾角 80，断距 1015m。地表出露破碎带宽 25m，破碎带 内为角砾岩

12、充填，两盘出露岩性均为飞仙关组，为逆断层。f32 断层位于矿区 北端家裸西侧，走向近南北，倾向东，倾角 70，断距 20m，断于 p3l2 地层中， 为一逆断层。根据已施工钻探情况，在矿区南部 j19 勘探线附近存在 fj191- 1、fj192-1 两个隐伏正断层，fj191-1 倾向东，走向近南北，落差分别为 16m。fj192-1 倾向东走向南北，落差 9m。 1.2.2 煤层赋存情况煤层赋存情况 1、含煤性、含煤性 龙潭组是矿区内的含煤沉积建造，为浅海过渡相沉积，沉积厚度稳定。区 内龙潭煤组地层厚 242265m，一般厚 251m；含煤层 2538 层，一般为 30 层， 总厚度 22

13、m 左右。其中全区可采煤层为 6 号、16 号、21 号、27 号四层，总厚 度一般为 7.80m，大部可采煤层有 14 号、18 号、23 号、28 号四层，总厚度一 般为 4.50m；两者厚度一般为 12.30m，可采含煤系数 4.78%。 煤组分为上、中、下三段。上段含一层可采煤层(6 号煤层)；中段含两层可 采煤层(16 号、21 号煤层)，两层大部可采煤层（14 号、18 号煤层） ；下段含两 层可采煤层(23、27 煤层)，一层大部可采煤层(28 煤层)， (详见煤层特征表 1-1- 2)。 2、可采煤层及煤层结构、可采煤层及煤层结构 （1）全区可采煤层 1）6 号煤层 该煤层位于

14、上煤组中部，距长兴-大隆组 26m 左右，以标三下为真顶，底板 为泥岩。厚度最小 0.73m，最大 4.05m，一般厚 2.30m。区内大部在 2m 左右， 个别有达 3m 以上的；煤层一般不含夹矸，局部含泥岩夹矸。总之，该煤层的 厚度有一定变化，但绝大部分均在 1m 以上，含夹矸属局部或个别的现象。6 号 煤层属稳定的煤层。 2）16 号煤层：位于中煤组的中下部。顶板为一层深灰色、棕灰色粉砂岩 或细砂岩；底板一般为含粘土质的泥岩，其下为细砂岩或粉砂岩。煤层最小厚 度 0.56m，最大 2.28m，一般是 1.50m 左右，区内大部在 12m；该煤层一般结 构较简单，厚度中等，属较稳定煤层。

15、3）21 号煤层 位于中煤组的底部，顶为夹菱铁薄层的粉砂岩或细砂岩，底板一般有 0.2m 左右的泥岩，其下为细砂岩。煤层厚度为 0.661.67m，一般为 1.10m 左右，多 在 12m 间变化。该层厚度变化不大，属较稳定的煤层。 4）27 号煤层 位于下煤组中部，顶板为含菱铁质薄层的粉砂岩。底板一般为泥岩，其上 部含粘土质和植物根部化石，局部见其顶部有 050m 灰色粘土泥岩，其下为 黑色泥岩。 煤厚由 0.831.44m，一般为 1.20m 左右，该煤层结构复杂、合夹 石的厚度、层数的变化较大，属稳定煤层。 （2）大部可采煤层 1）14 煤层 位于中煤组中下部。顶板一般有一层约 0.60

16、m 的黑色泥岩为直接顶板，其 上即为泥质细砂岩。底板一般有 0.50m 左右的泥岩，其下为细砂岩。 煤层最小厚度为 0.44m，最大为 2.51m，一般是 1.20m 左右，厚度一般是 深部比浅部好，区的东部比西部好。煤层中一般不含夹矸，局部含 12 层泥岩 夹石； 该煤的结构比较简单，局部有分叉现象，煤层厚度变化较大，有局部变 薄和尖灭现象，可采范围占区的大部，属较稳定煤层。 2)18 号煤层 位于下煤组中下部。煤层最小厚度 0.64m，最大 2.11m，一般 1.20m 左右。 区的西部比东部稍好，在东部中段有不可采现象。该煤层是以偏薄为主的煤层， 有局部不可采、结构比较简单。属较稳定煤层

17、。 3)23 号煤层 位于下煤组上部以标七下为真顶，区的东西两端一般有厚约 15m 左右 的泥质粉砂岩或泥岩为伪顶，区的中部无伪顶，底板为泥岩。 煤层最小厚度 0.55m，最大 2.26m，一般 1.20m 左右。在南部有不可采现 象。煤层结构与厚度有关，薄的点一般不含夹矸，厚的一般含 l2 层夹矸。夹 矸发育状况：区的东部比西部较普遍。 该煤层是以偏薄为主的煤层，有局部不可采现象，结构比较简单。属较稳 定煤层。 4)28 号煤层 该煤位于下煤组的中上部，为煤组中最下部的一个主要煤层，距茅口组 44m 左右，处于 27 煤层下一般 8m 左右。顶板一般有 1.0m 左右含钙质的泥岩， 其上为细

18、砂岩或粉砂岩。底板一般有 0.30m 左右含粘土质的泥岩，其下为细砂 岩。煤层最小厚度 0.60m，最大 1.82m，一般是 1.00m 左右。在东北部有不可采 现象。该煤的厚度变化有一定规律，可采范围的变薄和不可采的现象是个别的， 可采区域内一般不含夹矸，属较稳定煤层。 表 1-1-2 可采煤层煤层特征表 顶底板岩 性 煤层 编号 煤层 厚度 层间距 (m) 倾角（度）煤层 结构 煤层 稳定性 顶板底板 6 0.734.05 2.30 2540简单稳定泥岩泥岩 65 14 0.442.51 1.20 2540简单较稳定细砂岩泥岩 32 16 0.562.28 1.50 2540简单较稳定细砂

19、岩粘土岩 19 18 0.642.11 1.20 2540复杂较稳定粉砂岩泥岩 15 21 0.661.67 1.10 2540简单较稳定粉砂岩泥岩 18 23 0.552.26 1.20 2540简单较稳定粉砂岩泥岩 24 27 0.831.44 1.20 2540复杂稳定粉砂岩泥岩 28 0.601.82 1.0 1625 40 简 单 较 稳定 泥 岩 泥 岩 （3）煤层露头（含隐露头）及风化带情况 1、煤层露头 可采煤层露头沿地表显现连续清析，呈连续性。 2、风化带 储量核实报告未采风、氧化带煤层样。据矿区区域原生产窑及老窑开采情 况，煤层风、氧化带为煤层露头往下垂深 50m，矿区地层

20、位于含煤地层上部， 开采煤层均位于深部风、氧化带以下。本次设计煤层风、氧化带定为 50m。 1.2.3 煤质煤质 1、煤的物理性质及煤岩特征、煤的物理性质及煤岩特征 （1）物理性质 区内煤的颜色为黑色、褐黑色，块状为主，仅 6 号煤为粉状煤；各煤层结 构主要为中细条带状；似金属光泽为主；断口主要为参差状、平坦状，少量 贝壳状、阶梯状；内生裂隙较发育，偶见少量外生裂隙，充填薄膜状、网格状、 脉状方解石，含少量结核状、透镜状、星散状、团块状黄铁矿。 （2）煤岩特征 全区各煤层多以半亮煤、半暗-半亮煤为主，煤岩类型主要为半暗半亮型， 半亮型次之，少量暗淡型。 2、视密度、视密度 表 1-1-3 可采

21、煤层视相对密度表 煤层号614161821232728 视密度 （t/m） 1.451.451.451.451.451.451.451.45 3、化学性质、化学性质 各煤层煤质特征见表 1-1-4。 （根据勘探报告提供） 表 1-1-4 主要煤层煤质特征表 发 热 量 原煤工业分析（%）qgr.d(mj/kg ) 煤 层 号 madadvdafst,d原煤 6 2.49-4.96 3.39 11.22-25.35 17.51 8.59 1.88-2.72 2.32 27.91 14 2.24-3.95 3.10 9.54-29.15 16.65 7.78 2.18-2.51 2.35 29.1

22、5 161.88-5.468.95-16.007.301.45-2.5829.27 3.3713.412.18 18 1.03-1.17 1.10 14.76-26.80 20.78 7.481.5629.83 21 2.48-4.44 3.45 11.64 -26.06 18.53 7.73 1.41-2.37 1.84 29.34 23 2.54-6.61 3.58 10.39-19.66 15.54 6.71 1.06-2.43 1.41 29.79 27 2.28-5.42 3.77 13.19-17.48 15.15 7.23 2.24-2.65 2.39 29.63 28 2.77

23、-4.84 3.69 10.57-22.51 16.64 6.61 0.47-3.80 1.58 29.12 4、工艺性能、工艺性能 （1）抗碎强度 各主要可采煤层平均为 86.23%，以 6 号煤层最小，为 69.95%其余煤层大 于 70%，大样抗碎强度为 81.48%。均属于高强度煤。 （2）热稳定性 除 18 号煤层无资料外，其它可采煤层 ts+13 均在 80%以上，平均为 89.59%， 属高热稳定性煤。 （3）结渣性 6、16、21、23、27 号煤层结渣性均属于中等，14、28 号煤层无资料。 （4）煤对 co2 反应性 在温度为 1000时煤对 co2 反应性，以 27 号煤

24、上分层最低为 10%，下分 层最高为 33；6、16、21、23 号煤层均在 1431之间，14、28 号煤层无资 料。 （5）可磨性 测定了 6、21、23 号煤层 3 个样品，分别为 72.8%、77.8%、82.4%，6、21 号煤层为中等可磨煤，23 号煤层为易可磨煤，其余煤层未测。 （6）煤灰熔融性 软化温度：平均为 1179，以 23 号煤层最低，为 1101；15 号煤层最高， 为 1272，其余煤层均在 11431217之间。 流动温度：23、27 号煤层分别为 1214、1272，其余煤层均在 13001400之间。 本区煤层煤灰熔融性：6、16、21、28 号煤层属较低软化

25、、中等流动温度 灰煤层，14 号煤层属中等软化、中等流动温度灰煤层，23、27 号煤层属较低软 化、较低流动温度灰煤层。 5、工业用途、工业用途 本矿区 6、14、21 号煤层属中灰、中硫、高热值无烟煤，16、27、28 号煤 层属低灰、中高硫、高热值无烟煤，18 号煤层属中灰、中硫、高热值无烟煤， 23 号煤层属低灰、中硫、特高热值无烟煤，27 号煤层属低灰、中高硫、特高热 值无烟煤。 矿井生产的原煤，经重介旋旋器洗选加工后，可生产出三种产品：洗精煤、 洗混煤和洗矸。其中，洗精煤可供钢厂炼焦，洗混煤及洗矸可供电厂发电、动 力用煤作为工业和化工用煤等。 1.3 矿床开采技术条件矿床开采技术条件

26、 1.3.1 水文地质条件水文地质条件 （一）水文地质条件（一）水文地质条件 兴荣煤矿位于关寨向斜西南端翘起封闭段，东北部受 f28 等断层影响，区 内西北翼含煤地层大面积裸露地表；东南部多未出露，常成缓坡地形，有大量 坡积物覆盖。大气降雨可以直接渗入补给，风化裂隙发育，透水性较强，排泄 条件好。由于煤层埋藏垂深普遍小于 400m，当开采发生塌陷裂隙后，大气降雨 渗入，这一矿井充水的因素影响将特别突出和严重。矿区内煤系地层之上的三 叠系飞仙关组广泛出露，溶丘缓坡和其它类型岩溶都较发育，富水性较强；一 段由厚约 50m 的粉砂质泥岩和钙质泥岩组成，富水性弱。煤系地层之下的峨嵋 山玄武岩组缺失，2

27、8 煤层之下的粉砂质泥岩、钙质泥岩埋藏较深，补给条件极 差，对下覆岩溶含水带尚具相对隔水作用。当地最高侵蚀基准面为+1260m，6 号煤层距长兴-大隆组 26m 左右，28 号煤层距茅口组 44m 左右，一般情况下富 水性较强的飞仙关组二段和茅口灰岩对煤系地层没有直接水力影响。 矿床水文地质勘探类型为岩溶裂隙含水层为主的裂隙岩溶充水矿床，顶、 底板直接或间接进水，水文地质类型属中等类别。 （二）瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温（二）瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温 1、矿井瓦斯、矿井瓦斯 兴荣煤矿 2009、2010、2011 年度瓦斯等级鉴定结果批复如下表所示： 表 1-1-5 瓦斯等级鉴定结果表 瓦斯

28、涌出量 二氧化碳涌出 量 序号年度 相对 （m/t） 绝对 （m/mi n） 相对 （m/t ） 绝对 （m/mi n） 瓦斯 等级 鉴定 结果 1 2009 年 度 24.72.925.990.71 高瓦 斯 2 2010 年 度 40.916.824.250.71 高瓦 斯 3 2011 年 度 15.523.083.380.67 高瓦 斯 根据贵州省能源局文件：黔能源发2010498 号“关于对毕节地区工业和能 源委员会关于请求审批织金县绮陌乡兴荣煤矿 k16 煤层煤与瓦斯突出危险性 鉴定报告的报告的批复” ，织金县兴荣煤矿 k16（16 号煤层）煤层+1260m 标 高以上无突出危险。

29、 根据贵州省能源局文件：黔源能发201053 号“关于对毕节地区工业和能 源委员会关于请求审批织金县绮陌乡兴荣煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告 的报告的批复” ，织金县兴荣煤 k6(6 号煤层)煤层+1266m 标高以上无突出危 险。 本矿只针对 k6、k16 煤层作了局部煤与瓦斯突出鉴定，因此，该矿井按煤 与瓦斯突出矿井设计，巷道可能揭穿的厚度大于 0.3m 的煤层须按突出考虑。 2、煤尘爆炸性、煤尘爆炸性 根据贵州省煤田地质局实验室 2006 年 2 月和 2009 年 12 月提交的 16 号、 21 号、27 号、6 号煤层的煤尘爆炸性鉴定报告 ，兴荣煤矿 16 号、21 号、27 号、

30、6 号煤层的煤尘均无爆炸性； 根据贵州省织金县绮陌乡兴荣煤矿资源/储量核实及勘探地质报告 6、14、16、18、21、23、27、28 号煤层的煤尘无爆炸性。 矿井按煤尘无爆炸性设计 3、煤的自燃性、煤的自燃性 根据贵州省煤田地质局实验室 2006 年 2 月和 2009 年 12 月提交的 16 号、 21 号、27 号、6 号煤层的煤炭自燃倾向等级鉴定报告 ，16 号、21 号、27 号、 6 号煤层均为不易自燃煤层。 根据贵州省织金县绮陌乡兴荣煤矿资源/储量核实及勘探地质报告 6、14、18、23、28 号煤层属于自燃（级） ；16 号、21 号、27 号属于自燃 不自燃（、级） 矿井按

31、自燃煤层设计。 4、地温、地温 本井田属地温正常区，无热害影响。 5、冲击地压、冲击地压 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，兴荣煤矿按没有冲击地压危险考虑。 （三）工程地质条件（三）工程地质条件 1、工程地质类型、工程地质类型 第四系滑坡堆积层主要分布于矿区内地势低洼地带。母岩岩性为飞仙关组 一、二段及龙潭组砂、泥岩，土体以砂土为主，少量为角砾土、碎石土，分选 性很差，胶结性差，透水性很好，土体力学强度不好，且很不均匀，稳定性差， 边坡容易失稳，当巷道经过内部时可能产生流沙、涌水、缩径、坍塌等不良工 程地质现象，上部不宜建造大型工程建筑，一般可作为

32、小型、轻型建筑物建筑 场地，只有在地形平缓、土层厚度大、胶结密实度好的局部地段并采取一些地 基加固措施后才可作为大型、重型建筑物建筑场地。 含煤地层上覆围岩多为碎屑岩，少部分为碳酸岩，碎屑岩主要为飞仙关组 一段泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩，岩石多为薄中厚层状，以 泥质胶结为主，泥质含量较高，靠近地表岩石容易遭受风化、剥蚀而形地残积 土，地下深部则岩石较完整，总体上该碎屑岩多为层状结构，少量碎裂结构， 属中等坚硬岩，岩体质量中等，工程地质条件中等。该类岩石中掘进巷道时会 出现掉块、滑落、片帮等不良工程地质现象；碳酸岩主要包括长兴组、大隆组、 飞仙关组二四段灰岩、泥灰岩。灰岩岩石致密、坚

33、硬，属坚硬类型，抗压强 度高，抗风化能力强，岩体多为块状结构，少量碎裂结构，岩体稳定性中等 良，工程地质条件较好。 2、含煤地层工程地质特征、含煤地层工程地质特征 含煤地层多以碎屑岩为主，局部夹碳酸盐岩。碎屑岩以泥质粉砂岩、粉砂 质泥岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩、煤层为主，多为层状结构，少量碎裂结构； 碳酸盐岩以灰岩、泥质灰岩为主，厚度普遍较小，多为块状结构，少量碎裂结 构。该地层中灰岩、泥灰岩属坚硬岩，力学强度高，遇水时不易软化，岩芯多 呈短柱状，少量碎块状，因节理裂隙较发育而完整性中等，岩体稳定性中等； 泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩属中等坚硬岩组，力学强度中等，有一定遇水软 化性，岩芯以短长柱状

34、为主，岩石完整性中等较好，岩体稳定性中等；粉 砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、煤层属软弱岩组，力学强度很低，遇水时极易软 化，塑性强，岩石完整性不好，岩体稳定性很差，巷道掘至该层段时，易产生 顶部塌陷及底鼓、插底、片帮等工程地质问题，钻孔揭露岩芯多呈短柱状、碎 块状。该地层在地表浅部为中风化及强风化带，岩石容易碎裂，并伴有浅部风 化裂隙水出露，而随着深度的增加，风化程度逐渐减弱。岩体质量极好极劣， 岩体完整性中等，工程地质条件中等。根据钻孔资料，巷道支护、顶底板管理 也相对较容易。但深部可能发生矿压显现（周期来压、岩爆等） 。 煤系下伏地层为二叠系中统茅口组。茅口组灰岩虽然致密坚硬，但岩溶发 育强烈

35、，含水性强，易产生溶洞等现象对煤矿工程地质产生不良影响。 综上所述，根据矿体及围岩、工程地质特征、主要工程地质出现的层位， 地形地貌、地质构造等，矿区工程地质勘查类型为第三类第二型，工程地质条 件复杂程度为中等。 1.2 瓦斯赋存基础参数瓦斯赋存基础参数 1、瓦斯成分、瓦斯成分 本矿可采煤层 8 层，自上而下编为号分别 6 号、14 号、16 号、18 号、21 号、23 号、27 号、28 号煤层，煤层倾角 2540。矿区范围由 4 个拐点坐标 圈定，实际可开采深度由+1450m 至+1033m。 矿井瓦斯成分比较复杂，主要是甲烷（ch4）占 80-90%，此外还有其他烷类如 乙烷（c2h6

36、） 、丙烷（c3h8） 、二氧化碳（co2）和其他气体，有些煤层瓦斯 中还含有氢气（h2） 、一氧化碳（co） 、硫化氢（h2s）等气体。本矿其瓦斯含 量以 ch4 最多，其次为 co2、重烃。 2、瓦斯参数、瓦斯参数 1） 、瓦斯压力 根据贵州省织金县绮陌乡兴荣煤矿资源储量核实及勘探地质报告评审意 见书中提到本次勘查瓦斯采用深度较浅，因此本设计不采用勘探地质报告中各 煤层瓦斯含量进行设计。 根据采矿设计手册瓦斯压力取值范围（p=(2.0310.13)h） ，设计取最大 值（p=10.13h） 。 2） 、瓦斯风化带 根据地质资料中提供的数据，本矿瓦斯风化带深度为 50m。 3） 、瓦斯含量

37、该矿勘探工作采取瓦斯样 8 个，并利用了织金煤田三甲勘探区详查地质报告 中 4 个瓦斯样。煤层瓦斯含量统计结果见表 1-6-1。 表 1-1-6 煤层的瓦斯含量 瓦斯成分（%）瓦斯含量（ml/gr） 煤层 底板深 度 （m）n2co2ch4co2ch4 6194.05 18.7329.09 23.91(2) 1.6115.00 8.305(2) 55.9179.66 67.785(2) 0.290.53 0.41(2) 0.562.23 1.395(2) 14254.2760.832.0237.050.010.14 16276.46 22.7529.85 26.3(2) 2.374.80 3.

38、585(2) 65.3574.88 70.115(2) 0.150.19 0.17(2) 2.554.90 3.725（2) 18294.3432.581.7065.590.031.33 21316.10 43.9241.32 42.62(2) 2.635.50 4.065(2) 53.4553.18 53.315(2) 0.210.90 0.555(2) 5.198.69 6.94(2) 23333.1026.552.2671.020.061.80 煤层 底板深 度 （m） 瓦斯成分（%）瓦斯含量（ml/gr） n2co2ch4co2ch4 27354.25 26.4939.73 33.11

39、(2) 3.6316.69 10.16(2) 56.6456.82 56.73(2) 0.390.46 0.425(2) 1.556.11 3.83(2) 28194.6546.605.1347.830.060.54 1.3 采区布置及开采情况采区布置及开采情况 1、采区布置、采区布置 （一）采区巷道布置 主斜井、副斜井、回风斜井兼作一采区运输上山、轨道上山、回风上山， 采区内各区段采用石门联系；采煤工作面顺槽沿各煤层布置。12103 工作面、 12104 掘进工作面和顶板瓦斯抽放巷具体布置如下： 主斜井内+1266m 运输石门至揭穿 21 号煤层，然后沿煤层走向向南施工 12103 工作面运

40、输巷和向北施工 12104 掘进运输巷；在+1235m 标高沿煤层走向 向南施工 12103 工作面回风巷和向北施工 12104 掘进回风巷；在+1266m 运输石 门至距离 21 号煤层顶板 20m 处，向南北两翼施工 21 号煤顶板瓦斯抽放进风巷； 在回风斜井内+1235m 标高至距离 21 号煤层顶板 20m 处，向南北两翼施工 21 号煤顶板瓦斯抽放回风巷，贯穿南北两翼底板瓦斯进回风巷形成两底板瓦斯抽 放工作面。 （二）采区生产系统 1） 、运输 矿井现采用斜井开拓方式，主斜井、运输石门、工作面运输顺槽采用胶带 输送机完成煤炭的运输任务，采面采用刮板输送机运输。副斜井设置一套提升 设备

41、作单钩串车提升，完成矸石、设备和材料等的提升任务。设备、材料采用 人工及小绞车通过人行通道运至采掘工作面。 2） 、通风 矿井采用并列抽出式通风系统。根据井田开拓布署、采区划分及井筒位置， 主斜井、副斜井进风，回风斜井回风。 回采工作面采用“u”型通风系统，运输顺槽和回风顺槽分别为回采工作面进、 回风巷，利用矿井总负压通风。掘进工作面通风掘进工作面利用矿井总负压及 局扇通风，和回采工作面不串联，实行独立通风，局扇采用压入式。 3） 、排水 本矿采用斜井开拓，划分一个水平、二个采区，一采区在+1266m 水平标高 设采区泵房集中排水，排水管道铺设两趟，经管子道副斜井将井下水排至地 面。 4） 、

42、供电 采区供电由地面变电所供给，自地面变电所引双回路电源电缆下井，对工 作面及掘进面等进行供电，局部通风机采用“三专、两闭锁”进行供电。 （三）设备选型 （1） 、运输设备： 1）井下煤炭运输 采用胶带输送机进行煤炭运输，主斜井选用 dtl80/20/275 型固定式胶带 运输机运输，采煤面运输巷使用一台 dsj80/20/40 可伸缩带式输送机和一台 sgb630/75c 系列刮板转载机，工作面选用搪瓷溜槽。 2）井下设备、材料、矸石运输 井下辅助运输主要包括矸石、材料、设备的运输以及人员的运送，由于煤 炭采用胶带输送机运输，加上矿井的设计生产能力不高，因此，辅助运输总量 并不大。本着安全、

43、经济、可靠的原则，根据矿井的辅助运输量，副井敷设 22kg/m 钢轨，使用 jtp-1.61.5 型提升绞车即可满足矸石、材料、设备的运输 要求，副斜井安设 rjdy 单侧固定式抱索器架空乘人装置满足矿井人员运输。 对于采面运输巷、掘进工作面的辅助运输，考使用 jd-11.4 调度对拉运输。 （2） 、通风设备： 选用 fbcdz-6-no19a 型防爆对旋式轴流通风机两台，一台工作，一台备 用，其技术参数为：风量 31101m/s，风压 200 2757pa，转数 980r/min， 防爆电机型号 ybfe315l1-6，功率为 2110kw。 掘进工作面现使用的局部通风机为 fbd6.3/

44、215 型二级对旋式局部通 风机，配用电机型号 ybf2-160-2，电机功率 215kw，电机转速 2900r/min，其额定风量为 237410m/min，全压 4004775pa。风筒直径 600mm。 （3） 、压气设备： 地面已建有空压机房，选用 lg110a-8 型双螺杆空气压缩机二台（一台工 作，一台备用） ，主管选用 1084 的无缝钢管（10.26kg/m） ，支管（分支管路） 选用 573.5（4.62kg/m）的普通无缝钢管。压风自救系统安设在压风管网上， 满足要求。 （4） 、瓦斯抽放设备：该矿井按有煤与瓦斯突出危险性进行设计和管理， 在工业场地附近建瓦斯抽放站的集中抽

45、放方式，设置高、低负压抽放系统，抽 放主管通过回风斜井下井。 高负压泵选用两台 2be1 605-1 型水环式真空泵，配用电机功率 220kw，转 速 236r/min，最低吸入绝压 33hpa，两台泵一台工作，一台备用。 低负压抽放泵选用两台 2be1 403-0 型水环式真空泵，配用电机 110kw，转 速 330r/min，最低吸入绝压 33hpa，两台泵一台工作，一台备用。 2、开采情况 兴荣煤矿始建于 2005 年，于 2005 年 10 月取得 9 万吨/年采矿许可证，于 2006 年 9 月建成，于 2007 年 5 月取得合伙企业营业执照，于 2008 年 12 月取 得 9

46、万吨/年安全生产许可证，2009 年 5 月取得 9 万吨/年煤炭生产许可证，属 于六证齐全的合法矿井。 兴荣矿采空区主要分布在 6 号、16 号及 18 号煤层中，6 号煤层采空区面积 约 188061，最低开采标高为+1266m；16 号煤层采空区面积约 62379，最低 开采标高为+1260m。 根据贵州省煤田地质局一一三队 2010 年 6 月提交的贵州省织金县绮陌乡 兴荣煤矿资源/储量核实及勘探地质报告及批复（黔国土资储备字2010174 号）：截至 2010 年 6 月 20 日，矿井保有煤炭资源储量(111b+122b+333）1123 万吨，其中， （111b）224 万吨，

47、（122b）607 万吨， （333）292 万吨。扣除 2010 年 6 月 20 日至今 6、16 号煤层新增加的采空区及小窑破坏区资源消耗量 44 万 吨后，矿井现有保有资源量为 1079 万吨，详见表 1-3-1。 表 1-3-1 矿井现有资源储量估算汇总表 万 t 合计 煤层编 号 111 b 资源量 122b 资源量 333 资 源量（万 （万 （万 t）（万 t）t）t） 63410614154 144474118 1679928179 184064104 213512515175 23265837121 273511338186 2815294286 合计21157729110

48、79 第二章第二章 矿井防治煤与瓦斯突出技术措施矿井防治煤与瓦斯突出技术措施 根据防治煤与瓦斯突出规定 、 煤矿安全规程的要求，有突出危险的 新建矿井及突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突专项设计。其设计应当 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。 根据贵州省能源局文件：黔能源发2009281 号、2010699 号、2011792 号，兴荣煤矿 2009、2010、2011 年度瓦斯等级鉴定结果批复均为高瓦斯矿井。 根据贵州省能源局文件：黔能源发2010498 号“关于对毕节地区工业和能 源委员会关于请

49、求审批织金县绮陌乡兴荣煤矿 k16 煤层煤与瓦斯突出危险性 鉴定报告的报告的批复”，织金县兴荣煤矿 k16（16 号煤层）煤层+1260m 标高以上无突出危险。 根据贵州省能源局文件：黔源能发201053 号“关于对毕节地区工业和能 源委员会关于请求审批织金县绮陌乡兴荣煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告 的报告的批复”，织金县兴荣煤 k6(6 号煤层)煤层+1266m 标高以上无突出危 险。 本矿只针对 k6、k16 煤层作了局部煤与瓦斯突出鉴定，因此，按煤与瓦斯 突出矿井设计，巷道可能揭穿的厚度大于 0.3m 的煤层须按突出考虑。防治煤与 瓦斯突出基本方案有两种，即开采保护层和预抽煤层瓦斯。 2

50、.12.1 开采保护层开采保护层 由于煤层的开采引起顶底板岩层移动，产生裂隙，使具有突出危险煤层中 的瓦斯能够释放出来。此外，由于煤层开采形成采空区，煤层顶板冒落，顶部 煤层随着下沉，底部煤层向上发生膨胀变形，开采层顶底板煤层中承受的地应 力减小，突出危险性变弱或消失。这就是保护层开采消除突出危险的原理。因 此，有条件时，优先开采保护层是消除突出危险性最有效的区域性技术措施。 为了减少保护层开采时顶底板煤层中大量瓦斯涌向开采层，同时为了彻底消除 突出煤层的突出危险性，必须对被保护层瓦斯进行抽放。 矿井内 16 号、18 号煤层位于整个可采煤层中部，其上部 6 号煤，三层煤 均已采空，且 18

51、号煤距 21 号煤层顶板只有 19m，已经作为保护层开采完毕， 是行之有效的卸压通道。煤层瓦斯将得到大幅度的释放。但开采时应当对被保 护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。如果被保护层的最大膨胀 变形量大于千分之三，则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被 保护层；否则，应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外， 若保护层与被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时， 应当再次进行效果检验和保护范围考察。保护效果检验、保护范围考察结果报 煤矿企业技术负责人批准。 兴荣煤矿是多煤层开采，具备开采保护层条件，在区域防突措施上，符合 优先采用开采保护层的要求。 2.22.2 采用预抽煤层瓦斯的区域性防治突出措施采用预抽煤层瓦斯的区域性防治突出措施 1、在 21 号煤层顶板 20m 处的岩层中布置底板瓦斯抽放巷，在顶抽巷内每 隔 10m 布置一个钻场，向上打穿层钻孔预抽各煤层瓦斯实现待开采块段的区域 消突，进行采掘工作前，应先进行区域验证，如有突出危险，应采取本煤层瓦 斯深孔抽放的区域防突措施，然后进行区域防突措施的效果检验，如经区域验 证或经区域防突措施的效果检验无突出危险性，在采取安全防护措施后进行采 掘工作；如经区域防突措施的效果检验有突出