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1、凯 川 煤 矿瓦斯治理技术方案2014 年 1 月凯川煤矿瓦斯治理技术方案一、概 况1 煤层（1）含煤地层根据详查资料，离石矿区查明地层有古生界石炭系本溪组（C 2b） 、太原组（C 3t）,二叠系山西组（P 1s） 、石盒子组（P 12-P21）,新生界上第三、第四系等本区内含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤层 17 层。山西组含煤 10 层，自上而下为 01、02、03、1、2、3、4、4 下 、5、5 下 号煤层。太原组含煤 7 层，自上而下为6、7、8、9、10、11、12 号煤层。其中 10 号煤层稳定全区可采， 03、2、3、4、4 下 、5、5 下 、6、7、8
2、、9 号煤层局部可采，而其中4、5、6、9 号煤层可采面积较大，为较稳定煤层，01、02、1、11、12 号煤层不可采或煤质低劣。此外，石盒组底部，山西组顶部，L 1灰岩间，12 号煤层以下及本溪组上部，尚有薄煤层数层，均无开采价值。上述煤系地层，可采煤层总厚度 13.17m，煤系地层总厚154.37m，含煤系数为 8.5%。（2）煤层特征A、含煤性井田内含煤地层为二叠系下统山西组和石炭系上统太原组，共含煤 11 层。山西组地层厚度平均为 61.00m，含煤 7 层，编号从上而下依次为 03、2、3、4、4 下 、5、5 下 号，2 号煤层不稳定局部可采，3、5号煤层稳定可采，其余不稳定不可采
3、，煤层总厚度为 6.25m，含煤系数为 10.25%，其中，可采煤层总厚度 5.24m，可采含煤系数为8.59%。太原组地层总厚度为 90.00m，含煤 4 层，编号从上而下依次为6、7、9、10 号，其中 6、7 号煤层不可采，9、10 号煤层稳定全区可采。煤层总厚 7.63m，含煤系数为 8.48%，可采煤层总厚度为6.28m，可采含煤系数为 6.98%。B、可采煤层井田内共有可采煤层 5 层，为山西组 2、3、5 号煤层和太原组9、10 号煤层。根据钻孔资料和矿井生产揭露情况，现对各可采煤层分述如下：(1)2 号煤层位于山西组上部，上距 K4砂岩底约 15m，煤层厚度为 0.40-0.9
4、7m，平均为 0.67m，该煤层含 0-1 层夹矸，井田东部被剥蚀。煤层不稳定局部可采。煤层顶板为中砂岩、粉细砂岩，局部为泥岩；底板为中砂岩、砂质泥岩及细砂岩。(2)3 号煤层位于山西组上部，上距 K4砂岩底约 22m，上距 2 号煤层底平均6.10m，煤层厚度为 1.04-1.40m，平均为 1.25m，含 0-1 层夹矸，夹矸厚度 0.07-0.08m。根据井下巷道揭露和 209 号钻孔，井田东部被剥蚀，赋存区煤层稳定可采。煤层顶板为细砂岩，局部砂质泥岩；底板为中砂岩、砂质泥岩。井田中部及东北部大面积采空。(3)5 号煤层位于山西组下部，上距 3 号煤层平均 23.86m，距下部 K3砂岩
5、顶约 5m，煤层厚度为 2.70-3.82m，平均为 3.18m，含有 3 层夹矸，夹矸厚为 0.03-0.14m。井田东部被剥蚀，赋存区稳定可采。该煤层顶板为砂质泥岩，局部中粗粒砂岩及泥岩；底板为砂质泥岩，局部为中砂岩及细砂岩。(4)9 号煤层位于太原组中部，上距 5 号煤层 49.91m，煤层厚度 2.16-4.15m,平均为 2.94m，含有 2-3 层夹矸，夹矸厚为 0.07-0.52m。煤层稳定全区可采。该煤层顶板为灰岩，底板为细砂岩，局部为砂质泥岩。(5)10 号煤层位于太原组下部，上距 9 号煤层 8.63m，下距 K1砂岩顶约30m，煤层厚度为 3.22-3.43m，平均为 3
6、.34m，该煤层含有 2-4 层夹矸，夹矸厚一般为 0.05-0.30m。煤层稳定全区可采。该煤层顶板为砂质泥岩，局部为中砂岩；底板为粉砂岩、砂质泥岩，局部为中砂岩。可采煤层特征表表 2-1-3煤层厚度（m）最小-最大平均间距（m）最小-最大平均结构（夹石） 稳定性 可采性2 0.40-0.970.67 简单（0） 不稳定 局部可采5.63-6.646.103 1.04-1.401.25简单（0-1） 稳定赋存区可采21.68-25.2923.865 2.70-3.823.18复杂（3） 稳定 赋存区可采49.33-50.7449.919 2.16-4.152.94复杂（2-3） 稳定 全区可
7、采4.91-10.708.6310 3.22-3.433.34 复杂（2-4） 稳定 全区可采2、现开采煤层凯川煤矿现开采煤层为 3 号.5 号两个煤层3、煤尘爆炸性根据 2007 年 3 月 16 日山西省煤炭工业局综合测试中心进行了煤尘爆炸性试验：2 号煤的火焰长度大于 400mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量为 80%；根据 2010 年 3 月 23 日由山西省煤炭工业局综合测试中心进行了煤尘爆炸性试验：3 号火焰长度大于 400mm,抑制煤尘爆炸最低用量为 80%；5 号煤火焰长度 200mm,抑制煤尘爆炸最低用量为 75%。2、3、5 号煤层煤尘均具有爆炸性。建议矿方在生产过程，要加强
8、洒水除尘工作，严禁明火作业，防止煤尘爆炸，确保生产安全。4、煤层自然倾向性根据 2007 年 3 月 16 日山西省煤炭工业局综合测试中心进行了煤的自燃倾向性试验：2 号煤的吸氧量为 0.6218cm3/g，煤的自燃倾向性等级均为类，属自燃煤层。根据 2010 年 3 月 23 日山西省煤炭工业局综合测试中心进行了煤的自燃倾向性试验：3、5 号煤的吸氧量分别为 0.66cm3/g 和 0.62cm3/g，煤的自燃倾向性等级均为类，属自燃煤层。建议煤矿在今后的生产中，及时清除巷道和工作面浮煤，加强采空区管理，以防煤层自燃。5、水文地质条件井田位于河东煤田北部黄河流域三川河系北川河支流东侧，地表大
9、部分为新生界地层覆盖，地表无常年性水体和河流，沟谷发育。两条较大沟谷，一条过井田中心由西北向东南方向穿越井田，一条位于井田东部，由北向南穿越井田。雨季时有短暂洪水流泄。经调查，新立井附近最高洪水位线标高为 1100m，低于新立井井口标高1115.89m；副斜井附近最高洪水位线标高为 1085m，副斜井井口标高分别为 1091.71m。地表洪水对井口无威胁。2、矿井生产接续情况：煤层开采顺序以采区为单位，3、5 号煤层由上至下依次开采。采区接替在各煤层按编号顺序接替。采区接替顺序为：辅助水平 3号煤层一采区北翼、主水平 5 号煤层一采区西翼辅助水平、主水平 5 号煤层一采区东翼辅助水平 3 号煤
10、层一采区南翼、主水平 5号煤层一采区东翼辅助水平二采区 2 号煤层、主水平 5 号煤层二采区辅助水平二采区 3 号煤层、主水平 5 号煤层二采区辅助水平二采区 3 号煤层、主水平 5 号煤层三采区主水平 5 号煤层三采区。3、矿井瓦斯涌出规律及危险性分析1、瓦斯来源分析： 根 据 晋 煤 瓦 发 2010470 号 文 件 ， 鉴 定 结 论 矿 井 属 低 瓦 斯 矿 井 。 根据山西省煤炭工业局综合测试中心 2010 年 9 月所做的山西方山金晖凯川煤业有限公司矿井瓦斯涌出量预测报告 ，矿井 3、5 号煤矿以 90 万 t/a 产量生产时，矿井初期最大相对涌出量为 3.14m3/t，最大绝
11、对涌出量为 5.95m3/min，属低瓦斯矿井2、矿井瓦斯涌出规律及危险性分析： 、工作面采用 U 型通风，采面上隅角的瓦斯浓度较其它地点为高，是容易积聚瓦斯的异常地点，为防治瓦斯的重点。 、回采工作面放炮落煤期间，工作面采空区顶部的瓦斯容易积存，因此工作面放顶煤期间必须加强通风管理，确保安全。 、采掘工作面过过断层、煤体裂隙发育等地质构造带时，瓦斯及其它有害气体浓度会明显增加，必须高度重视。 、采煤工作面放煤、放炮时采面瓦斯涌出量增加，对安全生产的威胁较大。 、采煤工作面的瓦斯涌出还受大气温度、气压等环境因素的影响，特别是换季时，大气压力急剧下降，瓦斯涌出量会增加，要引起高度重视。四、防治瓦
12、斯重点区域：回采工作面 U 型通风,因此回采工作面上隅角、巷道冒高点、密闭区域、掘进机械落煤部、停风、无风区、放炮落煤过程等是发生瓦斯积存的区域。1） 回采工作面：采煤上隅角、采空区顶部、瓦斯排放巷2） 掘进工作面：5104 皮带巷。五、瓦斯治理方案：我矿属于低瓦斯矿井，根据矿实际情况，针对重点防止区域制定了以下瓦斯治理方案：1、矿井安装了 KJ90NB 监控系统并运行正常，发挥了监控系统应有的作用。采取安全监控系统对井下瓦斯实现 24 小时监测，采煤工作面实现瓦斯电闭锁，掘进工作面实行“三专两闭锁” ，并实现了双风机、双电源，并能自动切换。2、采掘工作面设专职瓦检员 24 小时现场盯班，对工
13、作面比较容易积聚瓦斯的上隅角、回风巷进行实施巡回检查、每两小时向调度室汇报一次，在工作面上隅角悬挂便携式瓦斯报警仪。 3、针对回采工作面上隅角容易积聚瓦斯的特点采取风幛引风法和排瓦斯巷引排瓦斯的治理方案。4、针对采面落煤时瓦斯涌出量明显增大规律，做到“只认瓦斯不认人”，瓦斯超时，采面必须立即停止工作进行处理，瓦检员要行使好绝对停产权。5、严格执行以风定产，优化通风系统，确保采面风量稳定可靠。6、针对目前通风距离较长的掘进工作面采用 215kW 大功率局部通风机和配套的 800mm 的大截面风筒，做到风筒末段至工作面距离不超过 5 米，按质量标准化的要求管理好局部通风，确保掘进工作面风量稳定可靠
14、，有效地稀释瓦斯。7、每月制定瓦斯检查计划及巡回检查路线图表，对采煤工作面严格执行 24 小时跟班检查及定时汇报，掘进工作面和其它瓦斯检测地点严格执行瓦斯巡回检查和定时汇报制度。8、专职的瓦检员及防灭火检查员每周对井下所有防火墙密闭和挡风墙进行一次瓦斯检查。9、跟班领导、放炮员、安检员、安全员、班组长、流动电钳工、技术员，下井必须佩带便携仪式瓦斯报警仪，对井下采掘工作面、有瓦斯涌出的地点可随时检查瓦斯浓度。六、预防瓦斯的措施：1、认真宣传安全生产方针，使全矿职工树立“安全第一” 的思想，宣传瓦斯的危害及防治措施。 2、入井人员要严格按照“三大规程”作业，杜绝“三违” 现象发生。3、 加强矿井通
15、风系统管理，采掘工作面、硐室、及其它地点均要严格配风，消除不合理的“三风”（串联通风、 扩散通风、老塘通风） ，合理分配风量，各采掘地点及硐室的供风量符合规程要求。4、 通风科测风人员要按时测定好井下各地点风量，做好测风报表，对井下供风量不足的地点要及时汇报，通风科根据风量情况能够及时对风量进行调整，防止采掘工作面和其它瓦斯涌出地点发生瓦斯积聚或超限。5、 严格设计并加强施工管理，不人为地造成盲巷，一旦出现盲巷，必须在 24 小时内予以封闭。6、巷道贯通，排放瓦斯必须制定专门的安全技术措施，并严格按措施执行。7、加强局扇管理，严格执行煤矿安全规程关于局部通风管理的有关规定。 8、采掘工作面放炮
16、要严格执行“一炮三检”及“ 三人联锁”放炮制度，严禁违章装药，违章放炮。9、瓦检员要杜绝空班漏检，一旦发生瓦斯超限，立即按规定予以处理，要特别注意检查并处理回采工作面上隅角和巷道冒高点的瓦斯。10、彻底消除电器设备失爆隐患，杜绝引爆火源。 11、矿严格管理安全监控设备，保证监控系统的正常运转。做到对井下和各采掘工作面瓦斯、 一氧化碳、温度、风速实施二十四小时连续自动监测12、采、掘工作面瓦斯传感器瓦斯浓度达到 0.8%时能够立即发出报警，瓦斯浓度达到 1.2%时能够自动切断采、掘工作面所有非本质安全型电源。13、通风科安全监测工做好瓦斯等传感器的日常标校、维护工作。14、进一步完善矿井隔爆设施。15、健全井下通讯设施，确保抢险救灾信息传递工作正常进行。16、所有下井人员必须一律佩戴自救器。17、加强职工培训，提高职工的安全意识。七、采煤工作面瓦斯管理安全措施：1） 采煤工作面要配备专职瓦斯
