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1、某煤业 集团 有限责任公司某煤业 集团 有限责任公司 某煤矿某回采工作面煤与瓦斯突出危险性某煤矿某回采工作面煤与瓦斯突出危险性 评 价 报 告 某理工大学某理工大学 2008 年年 3 月月 目目 录录 前前 言言 1 1 矿井概况矿井概况 2 1 1 矿井生产概况 2 1 2 含煤地层与煤层 3 1 3 矿井构造 5 1 3 1 矿井大中型断裂构造 5 1 3 2 矿井小型断裂构造 6 1 4 矿井煤与瓦斯突出情况 7 2 工作面概况工作面概况 10 2 1 工作面位置范围 10 2 2 煤层瓦斯情况 10 2 3 工作面掘进过程中的防突措施 11 2 3 1 突出危险性预测 检验 11 2
2、 3 2 防突措施 11 2 4 工作面突出危险性分析 12 3 预抽回采工作面煤层瓦斯防突设计预抽回采工作面煤层瓦斯防突设计 15 3 1 防突措施选择 15 3 2 措施参数设计 15 4 抽放钻孔施工与抽放效果抽放钻孔施工与抽放效果 17 4 1 抽放钻孔施工 17 4 2 抽放效果 17 5 预抽煤层瓦斯防突效果评价依据与指标预抽煤层瓦斯防突效果评价依据与指标 18 5 1 防突效果评价依据 18 5 2 防突效果评价指标 19 6 残余瓦斯含量测定与防突效果评价残余瓦斯含量测定与防突效果评价 20 6 1 残余瓦斯含量测定 20 6 2 防突效果评价 20 6 3 评价结果可靠性分析
3、 21 7 结论和建议结论和建议 22 1 前前 言言 某煤业 集团 有限责任公司某煤矿于 1988 年建成投产 设计年生产能力 150 万吨 开采煤层为二叠系山西组二1煤 采用斜井双水平上下山开拓 一水 平标高 150 25m 二水平 25 200m 之间 井口标高 305m 目前开采一水 平 开拓面积 8 85km2 分东西两翼进行分区开采 东翼有 11 13 15 采区 西翼有 12 14 采区 矿井投产以来 绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量较大 2003 年以来某煤矿共发生有较完整记录的瓦斯动力现象 11 次 主要发生在矿 井东翼 11 采区 13 采区和矿井西翼 14 采区 动力现象点
4、标高 60 20 埋藏 深度 290 570m 某回采工作面位于 14 采区 走向长度 655m 里段倾向长度 80m 外段倾 向长度 124m 地面标高 520 600m 工作面标高 21 48m 回采面积 76600m2 工作面地质储量 50 83 万吨 可采储量 48 2 万吨 由于某回采工作 面处于突出危险区域内 采用预抽煤层瓦斯的方法来防治回采过程中的煤与瓦 斯突出危险性 为安全回采创造条件 为了准确评价某回采工作面预抽煤层瓦斯后的防突效果 某煤矿委托某理 工大学对某回采工作面预抽煤层瓦斯防突效果进行评价 本次回采工作面预抽 煤层瓦斯防突效果评价依据有 1 煤炭工业部 防治煤与瓦斯突
5、出细则 北京 煤炭工业出版社 1995 2 国家安全生产监督管理总局 煤矿瓦斯抽采基本指标 AQ1026 2006 北京 煤炭工业出版社 2006 3 国家安全生产监督管理总局 预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯 突出措施效果评价方法 MT T1037 2007 北京 煤炭工业出版社 2007 4 国家煤矿安全监察局 煤矿安全规程 北京 煤炭工业出版社 2006 根据回采工作面预抽煤层瓦斯防突效果评价依据 经合理布点 科学测定 某回采工作面残存瓦斯含量低于 8m3 t 表明某回采工作面通过预抽煤层瓦斯消 除了煤与瓦斯突出危险性 为安全生产创造了有利条件 2 1 矿井概况矿井概况 1 1 矿井生
6、产概况矿井生产概况 某矿于 1988 年建成投产 设计年生产能力 150 万吨 开采煤层为二叠系山 西组二1煤 采用斜井双水平上下山开拓 一水平标高 150 25m 二水平 25 200m 之间 井口标高 305m 目前开采一水平 开拓面积 8 85km2 分东 西两翼进行分区开采 东翼有 11 13 15 采区 西翼有 12 14 采区 矿井有五个进风井 四个回风井 通风方式采用中央并列与区域混合抽出 式通风 采煤方法主要是炮采放顶煤和综采放顶煤 走向长壁后退式 全部垮 落式管理顶板 回采工作面采用 U 型通风 一般配风 600 800m3 min 掘进工 作面采用局扇通风 一般掘进头风量为
7、 200 250m3 min 开采煤层具有自然发 火倾向 发火期为 2 个月 表表 2 1 某煤矿近年瓦斯等级鉴定统计表某煤矿近年瓦斯等级鉴定统计表 矿井投产以来 绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量较大 历年矿井瓦斯鉴 定为高瓦斯矿井 表 2 1 2003 年以来 个别地段出现的瓦斯集中涌出现象和 偶然发生的瓦斯局部聚集等 成为发生瓦斯事故的隐患 年 份 年产量 t 绝对瓦斯涌出量 m3 min 相对瓦斯涌出量 m3 t 矿井瓦斯 等级鉴定 备 注 199710 2310 18高依据规程 19988 549 85高依据规程 19997 7710 55高依据规程 200012 479 97高依据规程
8、 200172888822 6514 42高依据规程 2002120035726 539 56高依据规程 2003142437829 48 96高依据规程 2004141116728 8410 53高依据规程 2005143900233 6410 12高来源矿上 3 1 2 含煤地层与煤层含煤地层与煤层 与华北地区类似 含煤岩系属于石炭 二叠系 含煤地层有太原组 山西 组 下石盒子组及上石盒子组 属多煤组多煤层地区 其中山西组为本井田主 要含煤地层 含煤地层总厚约 576m 共含煤六组 计 28 层煤 煤层总厚 7 30m 含煤 系数 1 27 全井田仅二1煤层大部分可采 其它煤层均属不可采或
9、偶尔可采 可采煤层厚 0 18 88m 可采含煤系数 0 73 太原组 太原组 含煤九层 一1煤层 俗称底煤 厚 0 2 50m 平均厚 0 50m 因 原勘探程度不够 其可采情况尚难定论 其它煤层均属不可采或偶尔可采 煤 层总厚 1 73m 含煤系数 4 33 山西组 山西组 含煤五层 仅二1煤层全井田大部分可采 二3煤层偶尔可采 其它均属不可采煤层 煤层总厚 4 46m 含煤系数 6 23 可采煤层厚 4 22m 可采含煤系数 5 89m 二1煤层位于煤组底部 大占砂岩为其直接顶板 二2煤层夹在大占砂岩 中 为偶见 二3 二4煤层位于煤组中部 为常见煤层 二5煤层位于香炭砂 岩之上 仅 1
10、6015 孔见及 二1煤层的稳定性受多种因素控制 二2煤层发育与大占砂岩中是否夹有 泥岩或砂质泥岩有关 当其夹有泥岩或砂质泥岩时 则有二2煤层存在 二3 二4煤层稳定性与大占砂岩顶部湖沼相的发育程度有关 当湖沼相发育时 则 二3或二4发育 二者多呈消长关系 二1煤煤岩成分多以亮煤为主 暗煤次之 其中夹微量丝炭和少许镜煤条 带 因成煤后期构造影响 煤层层理受到严重破坏 煤层中含有较多的滑面 滑面上可见镜面和大量的擦痕 平均容重 1 39T m3 比重为 1 5 孔隙度为 7 12 煤层结构简单 机械强度极低 粉状 易污手 原煤灰份平均 20 01 属中灰煤 全硫含量 2 01 属中硫煤 变化趋势
11、是井田西南部灰产率 硫含 量高 东北部低 沿倾向浅部高 深部低 同一煤层下部较高 下石盒子组 下石盒子组 含煤三层 均为偶见煤层且不可采 煤层分布在大紫泥岩与 四煤组底板砂岩之间的一套紫红色地层中 三1煤层位于煤组下部紫色泥岩中 俗称 紫夹煤 井田外一孔见到 三2煤层位于煤组中部 仅 1203 和 1508 孔 4 见到 三3煤层位于四煤组底板砂岩之下的紫色泥岩中 仅付 1804 孔见到 该 组煤层一般均被炭质泥岩所代替 上石盒子组 上石盒子组 共含煤三组 四 五 七煤组 计 11 层煤 四煤组位于本 组下部 五煤组位于本组中上部 七煤组位于本组上段的中下部 除七1 七2 煤层偶尔可采外 其余
12、均属不可采煤层 煤厚总厚 1 09m 含煤系数 0 28 四煤组煤层较均匀的分布在整个煤组段中 四1煤层位于四煤组底部 为 偶见煤层 四2煤层位于煤组中下部 为常见煤层 顶板常为厚度不大的灰白 色中粒砂岩 易于辨认 四3煤层位于煤组中部 为偶见煤层 四4煤层位于煤 组中上部 为常见煤层 四5煤层位于煤组上部 仅 1607 孔见 四煤组段含煤 性由西南向东北逐渐变差 在 19 勘探线以东 煤层多为炭质泥岩代替 四2与 四4煤层均较常见 间距稳定在 18m 左右 为四煤组煤层的组合特征 五煤组和七煤组煤层的组合特征有相似之处 煤层夹在厚 3 5m 的深灰色 泥岩或砂质泥岩中 均以密集形式出现 煤层
13、相邻间距小 五煤组煤层位于煤 组段的上部 五1煤层较常见 五2 五3煤层偶见 以五3煤层顶板常为厚层 中粒砂岩为其组合特征 七煤组煤层位于煤组段的中部 煤层间距小 以七1 和七2煤层较常见 七3煤层偶见 以七2煤层顶板常为中 粗粒砂岩为其煤层 组合特征 图图 2 1 某煤田构造纲要图某煤田构造纲要图 5 1 3 矿井构造矿井构造 某煤矿位于某向斜北翼 为一平缓的简单单斜构造 图 2 1 井田内地层 走向北东 倾向南东 倾角西部稍大 在 9 11 之间 东部较小 为 7 8 据 三维地震勘探资料 在井田单斜构造背景上发育有小的波状起伏或次级褶皱 使煤层底板等高线发生不同程度的弯曲变化 1 3 1
14、 矿井大中型断裂构造矿井大中型断裂构造 井田内大中型断裂构造稀少 规模比较大的断层主要有 F58 F2和 F29 而 且均为井田边界断层 1 F58断层断层 又称龙潭沟断层 位于矿区西南部边界龙潭沟 山神庙一带 走向 40 50 倾向 NE 倾角 70 80 落差大于 500m 延伸长度约 45km 断层南西盘远离 断层依次出露奥陶 寒武和震旦系地层 断层北东盘远离断层依次出露寒武 奥陶 石炭 二叠系地层 在靠近断层处 两盘岩层产状变化均出现直立和倒 转 远离断层 岩层产状逐渐趋于正常 另外 在断层北部断层上盘奥陶系灰 岩地层中 有一系列断层发育 规模不等 与主断层近于平行 可视为主断层 的伴
15、生构造 2 F2断层断层 亦称许村断层 自学村经 80 号孔附近过畛河经陈湾南沟 石家门外向东延 展 走向近 EW 倾向 N NNE 倾角 65 70 落差 150 200m 为井田东北部 边界断层 地表迹象明显 畛河西岸见 P21 2与 P22地层呈断层接触 东岸见 P21 1与 P21 2 P21 2与 P22地层呈断层接触 80 号孔在孔深 136 17m 处穿过本断层 落差 150m 3 F29断层断层 该断层在地表自老大沟经眷庄村延伸至畛河后交于 F2 为井田东北部边界 断层 地表所见落差 25 50m 走向 NNW 倾向 SWW 倾角 65 70 勘探中 有补 8 补 9 补 10
16、 地质点控制 均见 P21 2上部地层与 P22呈断层接触 3302 钻孔附近见 P21 2地层错开 3501 孔中见二1煤底板泥岩直接覆于太原组 L7灰岩 6 之上 岩心破碎且倾角变陡 地层间距缩短 14m 除了上述主要构造行迹外 井田周围尚发育一些规模较小的断层 落差小 于 35m 延伸长度一般在 1000m 范围之内 主要断层特征 断层性质以正断层为主 在统计的 27 条断层中 有 25 条正断层 2 条 逆断层 逆断层见于井田北部的丘沟和张窑院两地 在地表均表现为煤系地层 底部的奥陶系灰岩与本溪组地层被错开 断层产状以斜向断层为主 其次为走向断层 倾向断层最少 断层倾向 表现为向两个相反的方向倾斜 断层倾角一般 60 70 断层落差普遍较小 在统计的 27 条断层中 断层平均落差 18m 落差小 于 10m 的断层有 11 条 占统计断层总数的 41 落差小于 20m 的断层有 19 条 占统计断层总数的 70 落差在 20m 以上的断层总共只有 8 条 占统计断 层总数的 30 断层空间分布极不均匀 成组成群发育 井田西南部靠近 F58断层附近 有 15 条断层 占统计断层总
