[农学]平禹煤电公司方山矿新井瓦斯防治十二五规划2.doc
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1、平禹煤电公司方山矿二1煤新井瓦斯防治 “十二五”规划总经理:总工程师: 编制时间:二一一年九月平禹煤电公司方山矿二1煤新井瓦斯防治“十二五”规划目 录一、矿井概况31.矿井基本情况32.地质特征6二、矿井瓦斯赋存状况及规律91.煤与瓦斯突出鉴定及区域划分情况92. 瓦斯基础参数情况93.煤层瓦斯赋存状况及规律104.煤与瓦斯突出情况及简要规律分析10三、区域瓦斯治理现状及存在问题111.矿井区域瓦斯治理现状112.存在的主要问题11四、规划的编制原则、依据及技术线路121.编制原则及依据122.区域瓦斯治理技术路线13五、规划的工作目标171.基本目标:172.其他目标18六、工程接替181.
2、矿井水平、采区接替及存在问题182.矿井采掘接替安排193.四个煤量时空关系分析214.保护层开采215.瓦斯治理工程216.石门揭煤工程227.钻孔工程安排228.治理工程及装备资金投入23七 重点工程241. 一通三防重点工程241.1 瓦斯抽采系统241.2 安全监控系统242.瓦斯治理示范工程253.瓦斯利用示范工程25八、瓦斯治理保障性措施251.制度保障252.机构保障273.素质保障294.技术保障305.投入保障31附表132附表233附表334附表435一、矿井概况1.矿井基本情况 矿井概述方山矿二1煤新井地处禹州市西30Km,南距方山镇约3Km。行政隶属方山镇管辖,许(昌)
3、洛(阳)公路从区北白沙镇通过,井田至禹州有柏油公路相通。至方山、白沙、鸠山间皆有简易公路相通,公路四通八达,区内交通方便。矿区西部(浅部)由南向北 分别与银都矿业有限公司、三古垌军阳矿业有限公司、麒华煤业有限公司接壤,三个公司均开采二1煤层。交通位置示意图方山矿二1煤新井为基建矿井,还未投产,所属煤层为单一的二1煤,设计生产能力为30万吨/年。服务年限约为44年。矿井2010年瓦斯等级鉴定结果:全矿井绝对瓦斯涌出量11.72m3/min,相对瓦斯涌出量60.96m3/t,本井田-100m以深为富甲烷带,煤层为煤与瓦斯突出煤层,矿井为煤与瓦斯突出矿井。方山矿二1煤新井二1煤范围具体由河南省国土资
4、源厅颁发的采矿许可证(证号4100000110001)所规定的114号14个拐点依次连接圈定,标高从0m至-300m。南北长约3.3,东西宽约1.2,面积约4.02。井田边界坐标见表1表1 方山矿二1 煤井田边界坐标序号XY序号XY1379377538428325837964883842869023794787384286209379652538428590337950383842772010379676038428625437952723842772111379667538428920537952303842798312379733038428920637953503842801513379
5、743038430330737952833842832214379375038428855 煤层与资源储量二1煤层储量计算的最低可采厚度为0.8m,全井田统一用4.03m纯煤真厚,方山矿二1煤新井全矿井储量为21010Kt,其中B级4300 Kt,C级16710 Kt,高级储量占总储量的比例为20.47,矿井可采储量为地质储量扣去工业场地煤柱、边界煤柱、断层煤柱后乘以75的矿井采区回采率得出,矿井可采储量为13432 Kt。见表2表2 方山矿二1煤新井矿井储量汇总表二1煤层地质储量永久煤柱开采储量可采储量BCB+C呆滞断层边界场地合计430016710210101131779768423310
6、1447713432方山矿二1煤新井当前开采的二1煤层位于山西组下部,下距二1煤层底板砂岩顶界及L7灰岩顶界分别为06m,713m,上距大占砂岩底界分别为315m,2550m。据钻孔资料及浅部其它生产矿井揭露情况,二1煤层仅在区外有2194孔一个零点,浅部28个点,煤厚2.0014.9m,平均6.23m,深部区三孔,煤厚平均1.83m,全区二1煤层变化趋势为,沿煤层倾向浅部厚,深部薄,沿煤层走向薄厚相间,二1煤利用的平均厚度为4.03m,倾角1317,井田内二1煤层总体结构简单,厚度变化规律明显,层理、节理发育粉状为主,块煤较少,强度较低,且不含夹矸,层位稳定,为稳定型煤层。 矿井开拓开采系统
7、二1煤新井为立井开拓,共有主、副、风井三个井筒,副井底车场水平为+84m,由井底车场向北延伸至绞车房,然后采用采区下山的方式开拓轨道、回风、皮带三条下山,一直延伸至-120水平。分两翼进行开采,现仅有位于皮带下山北翼的二111041综采面一个首采面,正在执行区域防突措施,还未进行生产。 矿井通风系统矿井通风方式为中央并列式,通风方法为抽出式,由主、副井进风,北风井回风。目前矿井总进风量为2576 m3/min,北风井主要通风机为FBCDZNO25轴流式通风机,矿井总回风量为2612 m3/min,负压为850pa,等积孔2.14。 矿井瓦斯抽采系统矿井现有一套地面永久抽采系统(已经过试运行,并
8、于近日投入使用),和一套井下移动抽采系统,平均抽采瓦斯纯流量为42m/min。地面抽采系统配备2台2BEC-62型水循环式真空泵,抽放主管路为直径500mm的无缝钢管,额定流量为240m/min,主要抽采,穿层钻孔、顺层钻孔及采空区瓦斯,管路布置为从北风井进入抽放泵站然后沿回风下山进入二1-11041机、风巷,并从回风下山延伸至-120水平。井下移动抽采系统配备2台2BEF-40型水循环式真空泵,额定流量56m/min,抽放主管路为直径200mm的无缝钢管,管路布置为从井下抽放泵站排出,沿回风下山进入二1-11041机、风巷,并从回风下山延伸至-120水平。2.地质特征 地质构造矿区的基本构造
9、形态为走向北东,倾向南东的单斜构造,地层倾角一般为1521,在矿区深部,由于断层挤压,局部倾角可达26。 整个矿区为一宽缓单斜构造,构造简单。断裂构造以走向近东西的倾向正断层为主,次为斜交正断层,未见逆断层。矿区共揭露断层10条,落差20300m。主要有上庄断层,滴水潭断层、老龙窝断层、彭沟断层、好汉坡断层、闫坡断层、官地嘴断层、园沟断层、闫西断层和杏山坡断层等表3 矿井主要断层特征表断层名称性质走向倾向倾角落差(m)备注彭沟断层(方F1)正近东西北7570上庄断层(方F3)正80155170607020滴水潭断层(方F5)正1152560702040老龙窝断层(F7)正85355607030
10、70 煤层及顶底板特性二1煤利用的平均厚度为4.03m,倾角1317,煤层直接顶板多为泥岩或砂质泥岩,偶为粉砂岩或炭质泥岩,老顶一般为中粒长石石英砂岩(Sd),多属不稳定岩层,且部分地段尚有伪顶存在,厚度小于0.50m ,易于垮落,浅部个别生产矿井有冒顶现象。直接底板以、砂质泥岩为主、次为粉砂岩也属不稳定岩层,老底多为粉砂岩,偶为砂质泥岩或细粒砂岩。因此在直接顶板较薄及层间滑动构造通过部位与底板隔水层厚度较小部位。表4 可采煤层特征表煤层煤层倾角()煤层厚度(m)顶板岩性底板岩性地质构造复杂程度其他二1煤13-174.03泥岩砂质泥岩较简单煤层综合柱状突见附表1。 (3) 煤层开采技术条件3.
11、1 水文情况二l煤层底板隔水层主要由二l煤层底界至太原组顶界灰岩间的泥岩、粉砂岩组成,厚2.3610.89m,平均6.50m。一般能阻挡太原组上段灰岩水进入二l煤层,但在断裂带或薄弱地段可能失去隔水作用。在开采二l煤层条件下,压力释放可能引起太原组上段灰岩承压水突破该隔水层而进入矿井,官山煤矿,屈沟煤矿曾发生类似事件。山西组隔水层由二l煤层之上砂锅窑砂岩以下的砂质泥岩、泥岩及粉、细砂岩组成,厚34.3158.74m,平均42m。一般能阻断山西组之上各含水层间的水力联系。但在采空塌陷的情况下会失去隔水作用。根据地质报告,二1煤层顶板直接充水含水层为山西组砂岩含水层,底板直接充水含水层为太原组上段
12、灰岩含水层,底板直接充水含水层的含水性强于顶板含水层。水文地质条件简单。矿井涌水量:正常267.62m3h,最大344.09m3h。3.2 煤层自然情况2009年经国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心鉴定方山矿二1煤新井二1煤自燃性等级为类,属不易自然煤层。3.3 瓦斯情况根据2010年3月河南理工大学提交的河南平禹煤电有限责任公司方山矿二1煤层煤与瓦斯突出鉴定报告:二1煤层属于类破坏煤体,煤层坚固性系数(f)为0.120.19,瓦斯放散初速度(P)为16.519.0,瓦斯压力为0.351.74MPa,瓦斯含量为10.7412.08m3/t,二1煤为突出煤层。3.4 煤尘情况2010年2月9日
13、经平顶山天安煤业股份有限公司技术智能更新瓦斯研究所实验室游离SO2含量及粉尘分散度试验报告显示,方山矿二1煤新井二1煤层11041机巷煤尘含量达到0.67,11041风巷煤尘含量达到0.66。二1煤层煤尘爆炸指数为15.06%,属有爆炸危险的煤层。3.5 根据地质报告方山矿二1煤新井无冲击地压和地温超标现象。二、矿井瓦斯赋存状况及规律1.煤与瓦斯突出鉴定及区域划分情况平禹方山矿二1煤新井2010年由河南理工大学鉴定,瓦斯等级鉴定结果为全矿井绝对瓦斯涌出量11.72m3/min,相对瓦斯涌出量60.96m3/t,本井田-100m以深为富甲烷带,煤层为煤与瓦斯突出煤层,矿井为煤与瓦斯突出矿井。2.
14、 瓦斯基础参数情况2.1 二1煤层坚固性系数(f)为0.120.19。2.2 瓦斯放散初速度(p)为16.519.0。2.3 瓦斯压力测点布置在11041机巷高抽巷30m、70m处和回风管子道72m处,共设3组测点,利用穿层钻孔测定二1煤层的瓦斯压力,经测定,方山矿二1煤层瓦斯压力为0.35-1.7Mpa。2.4 瓦斯含量为10.7412.08m/t。2.5 在测定区域内,方山矿二1煤层钻孔瓦斯流量衰减系数为0.16890.3730d-1。2.6 煤层透气性系数0.00702.1857/(Mpa2.d)表5 各主采煤层瓦斯基础参数表煤层测定地点瓦斯压力(Mpa)瓦斯含量(m3/t)透气性系数m
15、2/ (Mpa)2.d标高(m)埋深(m)测定单位测定时间二1煤11041机巷高抽巷70m处1.710.390.0070540河南理工大学2009年9月二1煤11041机巷高抽巷70m处0.353.670.0620540河南理工大学2009年9月3.煤层瓦斯赋存状况及规律预测瓦斯储量及瓦斯含量梯度;据方山镇一矿资料和223勘探线钻孔瓦斯资料,二l煤层随深度的增加,瓦斯的涌出量、含量也逐渐增大。这也是瓦斯赋存的一般规律。据223勘探线钻孔瓦斯资料计算,甲烷含量变化梯度为54.93mm3t.daf,百米增长率为1.82m3t.daf。由于2234孔瓦斯样为炭质泥岩,与实际煤层瓦斯含量应有较大出入,
16、所以,百米甲烷增长率应大于2m3/t.daf,其变化梯度也应小于54.93m。矿井瓦斯地质图见附表24.煤与瓦斯突出情况及简要规律分析4.1 11041机巷中切眼以里80米处,煤变薄至0.5m,在无人施工情况下,发生了瓦斯喷出或瓦斯异常现象。发生时间、具体情况不详。4.2 11041风巷口以里260m处,发生瓦斯动力现象,巷道瓦斯涌出量增大。事故发生以后,对现场进行了勘察,发现煤由两帮向巷道压出,巷道支护严重变形,且底板有底鼓现象。4.3 2003年4月23日,在11011风巷100m处施工时发生瓦斯动力现象,标高为+6m。该风巷沿二1煤层底炮掘,在掘进过程中未采取任何措施。在掘进工作面施工时
17、,工人听到了煤炮声后,立即组织了撤离,随后发生了瓦斯动力现象。瓦斯浓度急剧上升,超过传感器上限,瓦斯涌出量较大。事故发生以后,对现场进行了勘察,发现煤抛出距离有10m左右,抛出煤量约101t,涌出瓦斯量约11700m3,且抛出煤炭压住了风筒。孔洞来自巷道上帮,其具体形状不详。煤的分选性未作记录。表6 煤与瓦斯突出统计表序号突出煤层突出时间突出地点突出标高突出煤量(t)突出瓦斯量(m3)突出点构造特征及煤层厚度变化情况突出类型1二1煤具体时间不明11041机巷中切眼以里80m处-8不明不明无明显变化瓦斯涌出2二1煤具体时间不明11041风巷口以里260m处+20不明不明无明显变化压出3二1煤20
18、03年4月23日11011风巷100m处0101t11700无明显变化突出三、区域瓦斯治理现状及存在问题1.矿井区域瓦斯治理现状 保护层开采治理工程二2、二3煤层下距二1煤层34m,发育成0.2m厚的煤线,局部变相为炭质泥岩,基本不可采,不具备保护层开采的条件。一组煤包括一1一8煤层,在二1煤层以深70m处,煤层赋存不稳定,只有局部可采;一组煤煤层顶、底板岩层为太原灰岩含水层,且距离寒武系灰岩含水层较近,若以一组煤作为二1煤层的保护层开采,受到承压水威胁,因此,不选择一煤组作为二1煤层的保护层。综上所述,二1煤层没有合适的保护层,不具备开采保护层的条件,故没有保护层开采治理工程 预抽煤层瓦斯治
19、理工程2.存在的主要问题二111041采面在掘进过程中采用,顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施先行超前钻孔局部防突措施补充的双四位一体的综合防突措施,工作面形成后又采用了顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯防突措施,钻孔利用率较高,但存在以下方面的不足:1、二1煤层赋存厚度很大,最厚处煤层达到16m左右,平均可利用煤层厚度在4.03m,所以在打钻过程中很难准确的达到预期的打钻抽放效果,瓦斯治理工作难度较大。2、现有的井下抽放泵站和抽放管路抽放能力不能满足抽放需要。四、规划的编制原则、依据及技术线路1.编制原则及依据 编制原则认真落实“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针,积极构建“通风可
20、靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯治理工作体系。坚持高投入,高素质,强技术,严管理,重问责,打造一流的防突队伍。做到防突意识超前,思想防控,区域治理技术支撑,标本兼治整体推进。合理布局,确保“抽、采、掘”平衡,大力提高瓦斯综合治理工程效益和工作效率。坚持区域防突措施先行,局部防突措施补充的瓦斯治理战略和“可保必保、应抽尽抽、区域治理、每面一策”的工作方针,落实“一矿一策、一区一策、一面一策”的瓦斯治理思路。 编制依据1、河南省禹州市方山煤矿(二1煤层)详查地质报告;2、许平煤业公司相关规定;3、中平办201123号转发省工业和信息化厅关于2010年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果批复的通知;4
21、、煤矿瓦斯抽采指基本指标(AQ 1026-2006);5、煤矿瓦斯抽放规范(AQ 1027-2006);6、煤矿瓦斯抽采工程设计规范(GB 50471-2008);7、防治煤与瓦斯突出规定(2009年版)8、煤矿安全规程(2011年版);2.区域瓦斯治理技术路线 保护层选择 方山矿二1煤新井二1煤层距相邻煤层距离过远,不具备开采保护层的条件, 单一煤层治理技术 掘进期间:采用穿层钻孔预抽煤层条带煤层瓦斯(低抽巷)和顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯相结合的方法对掘进巷道进行消突,保证施工安全。钻孔布置示意图如下穿层钻孔预抽煤层条带煤层瓦斯布置示意图(低抽巷)顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯示意图回采期间
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