煤矿瓦斯防治技术方案.doc
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1、泸州市威鑫煤业有限责任公司瓦斯防治技术方案 第一章 矿井基本情况一、概况矿区位于叙永、古蔺两县交界部位,行政区隶属叙永县震东、三合乡和古蔺县乌龙、大寨乡。地理坐标:东经105o3309105o3652,北纬28o042128o0749。矿区靠近321国道和大(方)纳(溪)公路,往南可达贵州、云南等省,往北直通泸州、隆昌等地,与长江航道和成渝铁路相接。隆(昌)黄(桶)铁路的隆(昌)泸(州)段已建成通车,隆(昌)纳(溪)高速公路已建成通车。矿井位于叙永县城145方向,距叙永县城直距21km,距大纳二级公路5km。矿井交通较方便,交通位置见图所示:二、 煤(岩)层赋存特征1.煤(岩)层产状、厚度、结
2、构、坚固性系数 C19煤层俗称“大白煤”,位于含煤地层中下部,该煤层结构简单,不含夹矸,普氏系数为24,属黑色半亮型煤,条带状结构,硬度小,脆度大。在该工作面范围内厚0.750.95米,平均0.85米,煤层产状为:走向:328350、倾角: 1618,易碎。在整个井田内大部分可采,是主要可采煤层之一。煤层特征见表。基本顶为细砂岩、泥质粉砂岩;直接顶为砂质泥岩、泥岩、页岩;伪顶为细砂岩、泥质粉砂岩。直接底为粘土岩、泥岩。顶、底板岩性特征见表3。2.煤层瓦斯涌出量、瓦斯等级、发火期、煤尘爆炸指数等该工作面煤层属于高瓦斯煤层,瓦斯相对涌出量1.736m3/min。煤层无自燃发火倾向。煤尘无爆炸危险。
3、该工作面施工无地温危害。煤(岩)层特征表指标参数备注煤层厚度(最大最小/平均)(m)0.950.75/0.85煤层倾角(最大最小/平均)() 1816/17煤层硬度系统(f)24煤(岩)层层理(发育程度)煤(岩)层节理(发育程度)煤层自然发火期(d)无绝对瓦斯涌出量(m3/min)1.736相对瓦斯涌出量(m3/t)煤层爆炸指数(%)无爆炸性地温()17C19煤层顶底板情况表顶底板名称岩石类别硬度厚度岩性顶板基本顶泥质粉砂岩463.9m含菱铁矿和植物化石碎屑直接顶砂质泥岩460.95m深灰色砂质泥岩,下部含植物化石碎屑伪 顶细砂岩、泥质粉砂岩 46底板直接底粘土岩461.48米灰色泥岩,含植物
4、化石,1米灰色泥质粉砂岩,含团块状菱铁矿三、地 质 构 造 本井田含煤地层为上二叠统龙潭组(P2l),为海陆交互相含煤沉积。厚92.09108.50m,平均厚98.11m。含煤615层,一般有9层,其中全区可采和大部分可采4层,均分布于含煤岩系下部,上部和中部只有零星可采。构成含煤岩系的岩性主要为灰色、深灰色、黑灰色粘土岩、泥岩、砂质泥岩,次为砂岩和粉砂岩,夹煤及炭质泥岩。 距统计,组成龙潭组的岩石以泥质岩为主,次为砂岩、粉砂岩类和煤层。其中,泥质岩平均厚56.96m,占含煤岩系总厚的58%;粉砂岩类平均厚10.80m,占含煤岩系的11%;砂岩平均厚24.52m,占含煤岩系的25%;灰岩平均厚
5、0.69m,占含煤岩系的1%;煤层平均厚5.14m,占含煤岩系的5%:可采煤层厚度为3.37m,可采含煤系数3%。可采煤层有益厚度3.26m。各可采煤层层间距见表下表。 煤层层间距统计表 层位 层间距 最小 最大 平均(点数) P2cC11 7.93 20.45 12.13(18) C11C12 2.27 6.68 5.40(18) C12C13 4.46 14.19 10.04(18) C13C17上 25.32 41.42 32.04(17) C17上C17下 0.05 3.51 1.21(11) C17下C19 3.07 9.85 5.31(17) C19C20 1.65 5.85 3.
6、29(16) C20C24 8.76 14.62 11.93(16) C24C25 5.06 12.18 7.27(17) C25P2m 1.73 8.85 4.87(17) 矿山主采C19、C20、C24煤层。四、 水 文 地 质水文地质简单,地下水以顶板裂隙水为主。工作面区域一般表现无水,有个别地段裂隙发肓,赋存有少量静储量水,顶板潮湿和滴水现象,有少量的水会顺锚杆、锚索滴出,对日常生产工作影响不大。五、煤质据精查地质报告,井田内煤层以低中灰中高灰、特低硫和中高硫及中高灰、低中硫为主,中灰中高灰、特低硫和特高硫煤次之。C25煤层硫分含量平均3.94%,按国家规定不准开采。四川省环境保护局于
7、1998年7月8日以川环函1998144号及川环函2003318号文批复C25煤层不准开采。按照中国煤炭分类国家标准(GB575186),矿区煤层为无烟煤,主要工业用途为合成氨用煤、高炉喷吹用煤、发电及民用煤、烧结矿石用煤以及一般工业锅炉用煤。 六、煤与瓦斯突出性、煤层自燃爆炸性及冲击地压1.矿井瓦斯根据西安煤科院提供的四川省威达煤业有限责任公司威鑫煤矿煤层瓦斯参数测试报告:C19号煤层的瓦斯含量为:2.088.72m3/tC20号煤层的瓦斯含量为:1.925.42m3/tC24下号煤层的瓦斯含量为:1.256.19m3/t据资料,煤层埋深200m为二氧化碳氮气带,埋深200300m为氮气沼气
8、带,埋深300m以下为沼气带。因此,瓦斯是矿井灾害预防的重点。2.煤与瓦斯突出性根据煤炭科学研究总院重庆研究院提供的泸州市威鑫煤业有限责任公司C19、C20、C24、C25号煤层瓦斯突出参数测定及突出危险性鉴定报告,威鑫煤矿C19号煤层鉴定为突出煤层;C20、C24、C25号煤层不具有突出危险性。2011年9月,重庆煤科院对矿已经揭露之首采区一、二区段进行了突出危险性鉴定,鉴定结果为“首采区一、二区段无煤与瓦斯突出危险”。3.煤的自燃性根据煤炭科学研究总院重庆研究院提供的煤自燃倾向性鉴定报告, C19、C20、C24煤层的自然倾向性等级为类,属不易自燃煤层。4.煤尘爆炸性根据煤炭科学研究总院重
9、庆研究院提供的煤尘爆炸性检验报告, C19、C20、C24、C25煤层均无爆炸性。5.冲击地压及地温根据调查,本矿无冲击地压影响。矿井平均地温为16.6,与叙永县年平均气温17.73相近,矿井开采高度在+800m之上,井田属地温正常区。第二章 矿井突出煤层区域综合突措施一、区域突出危险性预测1.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。设计区域突出危险性预测方法采用煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法。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
10、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;(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
11、瓦斯含量进行预测。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3预测。表3 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/(m.t-1)区域类别0.748无突出危险区除上述情况以外的其他情况突出危险区2.根据煤层瓦斯压力或者瓦斯含量进行区域预测的临界值应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察。在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。3.进行开拓后区域预测时,还应当符合下列要求:(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
12、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。二、区域防突措施根据本矿井煤层赋存情况、开拓和采区巷道布置情况,确定采取的矿井区域性措施为开采保护层和预抽煤层瓦斯。首采区一、二区段经重庆煤科院区域鉴定为无煤与瓦斯突出危险,故采用顺层和高位钻孔预抽煤层瓦斯作为防突措施。首采区三区段采用掘进条带超前钻孔预抽。预抽煤层瓦斯由于三区段C19煤层的11906工作面按突出设计,采掘前在11906机巷内每间隔40m做超前预抽钻孔施工钻场施工一组不少于60m长得超前预抽钻孔对11906掘进工作面进行瓦斯条带预抽,以降低各瓦斯含量和瓦斯压力。设计
13、在方法相结合进行预抽,作为三区段区域防突主要措施(详见11906防突设计)。通过预抽煤层瓦斯后,达到在采掘作业前将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa(表压)以下后方可掘进或回采。石门揭煤采用穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施。煤巷掘进工作面采用穿层钻孔预抽掘进条带瓦斯和顺层钻孔预抽条带瓦斯为主的区域性防突措施。要求达到回采和掘进前将各煤层瓦斯含量降到8m3/t以下、将煤层瓦斯压力降到0.74MPa(表压)以下后方可回采或掘进。采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应当符合防突规定第四十九条的要求。由于矿井开采的C19煤层在一、二区段内经鉴定为无煤与瓦
14、斯突出危险,因此,开采鉴定区域以内的C19煤层可不采取区域防突措施,但必须采取局部综合防突措施和安全防护措施。三、区域措施效果检验1.采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时,应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验证实有效的指标和方法进行措施效果检验。检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。设计采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量为预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验指标。2.对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,应当根据经试验考察确定的临界值进行评判。在确定前可以按照如下指标进行评判:可采用残余瓦斯压力指标进行检验,如果没有或者缺少残余瓦斯
15、压力资料,也可根据残余瓦斯含量进行检验,并且煤层残余瓦斯压力小于0.74MPa或残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区,否则,即为突出危险区,预抽防突效果无效;也可以采用钻屑瓦斯解吸指标对穿层钻孔预抽石门(井巷等)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验,钻屑指标法预测石门突出危险性的指标临界值应根据试验考察确定,在确定前可暂按表4的临界值进行预测。如果所有实测的指标值均小于表4的临界值则为无突出危险区,否则,即为突出危险区,预抽防突效果无效。表4 钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的临界值h2(Pa)K1(mL/g.min1/2)干煤 2000.5湿煤 1600.4但若检
16、验期间在煤层中进行钻孔等作业时发现了喷孔、顶钻及其他明显突出预兆时,发生明显突出预兆的位置周围半径100m内的预抽区域判定为措施无效,所在区域煤层仍属突出危险区。当采用煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量的直接测定值进行检验时,若任何一个检验测试点的指标测定值达到或超过了有突出危险的临界值而判定为预抽防突效果无效时,则此检验测试点周围半径100m内的预抽区域均判定为预抽防突效果无效,即为突出危险区。4、对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时,均应当首先分析、检查预抽区域内钻孔的分布等是否符合设计要求,不符合设计要求的,不予检验。四、区域验证在石门揭煤工作面对无突出危险区进行的区域验证,应当采用综合指标
17、法、钻屑瓦斯解吸指标法或其他经试验证实有效的方法进行区域验证。设计采用综合指标法对石门揭煤工作面进行区域验证。在煤巷掘进工作面和回采工作面分别采用钻屑指标法、复合指标法、R值指标法或其他经试验证实有效的方法进行区域验证。设计采用钻屑指标法对煤巷掘进工作面和回采工作面进行区域验证。对无突出危险区进行区域验证时,应当按照下列要求进行:1、在工作面进入该区域时,立即连续进行至少两次区域验证;2、工作面每推进1050m(在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值)至少进行两次区域验证;3、在构造破坏带连续进行区域验证;4、在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于1
18、0m的超前钻孔或者采取超前物探措施,探测地质构造和观察突出预兆。5、当区域验证为无突出危险时,应当采取安全防护措施后进行采掘作业。但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时,采掘前还应保留足够5m的突出预测超前距。第三章 矿井突出煤层局部综合防突措施矿井采取“顺层钻孔超前预抽”和“排放孔排放瓦斯”,并进行措施效果检验。经复合指标法检验证实措施有效后,即判定为无突出危险;当措施无效时,仍为突出危险工作面,必须采取补充防突措施,并再次进行措施效果检验,直到措施有效。无突出危险工作面必须在采取安全防护措施并保留足够的突出预测超前距或防突措施超前距的条件下进行采掘作业。煤巷掘进和回采工作面应保留的最
19、小预测超前距均为2m。工作面应保留的最小防突措施超前距为:煤巷掘进工作面5m,回采工作面3m;在地质构造破坏严重地带应适当增加超前距,但煤巷掘进工作面不小于7m,回采工作面不小于5m。每次工作面防突措施施工完成后,应当绘制工作面防突措施竣工图。一、工作面突出危险性预测1.石门揭煤工作面突出危险性预测石门揭煤工作面的突出危险性预测选用综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法进行。设计采用综合指标法预测石门揭煤工作面突出危险性。采用综合指标法预测石门揭煤工作面突出危险性时,应当由工作面向煤层的适当位置至少打3个钻孔测定煤层瓦斯压力P。近距离煤层群的层间距小于5m或层间岩石破碎时,应当测定各煤层的综合瓦斯压力
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