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1、7431综放工作面瓦斯与冲击矿压综合治理技术研究总结报告尽管波浪理论是现存最好的预测工具，但它主要不是一种预测工具；它是对市场行为的细致刻画。不过，这种刻画的确传达了有关市场在行为连续统一体中所处位置，及其随后的运动轨迹方面的学问。波浪理论的主要价值在于它为市场分析提供了一种背景。目 录1 矿井概况11.1 矿井开拓开采方式11.2 煤系地层与煤层21.3 矿井煤层储量31.4 通风系统41.5 防灭火系统及注浆51.6 瓦斯情况52 工作面概况及灾害危险性分析72.1 工作面概况72.2 瓦斯灾害研究现状92.3 煤层自燃研究现状112.4 冲击矿压动力研究现状122.5 多巷道，大采深，水
2、旱交接多种灾害交织的研究现状152.6 7431工作面灾害危险性分析163 7431工作面瓦斯灾害及其防治对策183.1 工作面煤层瓦斯赋存及涌出预测分析183.1.1 煤层瓦斯含量183.1.2 掘进工作面瓦斯涌出量预测193.1.3 工作面开采过程中瓦斯涌出量预测223.1.4 煤层突出危险性243.1.5 7431工作面煤巷掘进瓦斯涌出过程分析253.1.6 7431工作面开采过程中瓦斯涌出过程分析273.2 工作面可能存在的瓦斯灾害分析293.3 综放面初采过程中可能出现的异常瓦斯涌出及其防治对策303.3.1 初采过程中异常瓦斯涌出原因分析303.3.2 初采过程中异常瓦斯涌出控制对
3、策343.4 综采放顶煤工作面上隅角局部高瓦斯区域瓦斯防治对策343.4.1 采空区瓦斯抽放方法简述353.4.2 瓦斯抽放系统简介373.4.3 7431工作面采空区瓦斯抽采效果分析423.5 综采放顶煤工作面瓦斯涌出规律及其防治对策443.5.1 综采放顶煤工作面瓦斯涌出规律测定分析443.5.2 综采放顶煤工作面瓦斯涌出防治对策453.6 7339工作面老空区瓦斯冲击涌出的可能性及其防治对策493.6.1 7339工作面老空区瓦斯冲击涌出原因分析493.6.2 7339工作面老空区瓦斯冲击涌出防治对策503.7 深部开采过程中煤与瓦斯突出危险性及其防治对策503.7.1 深部开采过程中煤
4、与瓦斯突出危险性分析503.7.2 深部开采过程中煤与瓦斯突出防治对策514 7431工作面煤炭自然发火及其防治对策534.1 7431工作面自燃的可能性534.1.1 从煤的自燃倾向性分析7431面的煤自燃危险程度534.1.2 从煤的自燃外部条件分析7431面的煤自燃危险程度534.2 综放工作面煤层自然发火分析544.2.1 巷道周围煤体自然环境分析544.2.2 巷道煤体自然危险区域判定634.2.3 采空区遗煤自然环境644.2.4 采空区浮煤自然过程动态数值模拟724.3 煤炭自然发火过程及其标志性气体测定744.3.1 测试目的744.3.2 试样制备744.3.3 实验装置75
5、4.3.4 实验步骤764.3.5 实验结果764.3.6 实验结论及建议794.4 7431综放工作面采空区“自燃三带”测定794.4.1 测试目的794.4.2 方案设计794.4.3 敷设管路814.4.4 气样采集814.4.5 采空区煤炭氧化自燃“三带”概述814.4.6 煤炭自燃的氧化发展过程834.4.7 采空区“自燃三带”实测分析844.5 综放面自燃发火预防措施884.5.1 综采放顶煤的防灭火技术884.5.2 孔庄煤矿防灭火措施894.6 7431工作面防止煤炭自燃发火技术方案924.7 7431工作面煤炭自燃倾向性监测934.8 7431工作面收作期间防止煤炭自燃的技术
6、措施945 7431工作面冲击矿压分析及其防治对策965.1 冲击矿压危险性分析965.1.1 冲击矿压影响因素分析965.1.2 冲击矿压危险程度评定1015.2 工作面矿压规律实测及分析1025.2.1 支架承载特征及适应性分析1025.2.2 端面顶板稳定性及影响因素分析1105.3 工作面冲击矿压危险性监测1115.3.1 电磁辐射监测1115.3.2 煤粉量监测1145.4 冲击矿压小结1226 总结与建议1246.1 总结1246.2 建议1261 矿井概况孔庄煤矿地处江苏省沛县和山东省微山县境内，在沛县城北4km处，位于大屯矿区最南端。矿井地理坐标为东经1165713，北纬344
7、155。井田范围东至原刘仙庄断层与枣庄矿务局接壤，西到徐沛铁路，南以21号煤层露头为界，北以7号煤层-1300m水平垂直投影为界与徐庄矿毗邻。井田东西走向长13km，南北宽约3.6km，面积46.km2左右。孔庄煤矿于1977年投产，原设计能力60万t/a。投产后发现西翼煤层火成岩侵入严重，后核定为45万t/a。随着矿井的发展，针对孔庄地质条件现状，公司及矿于1988年开始，对孔庄矿进行了二期工程改扩建，将孔庄矿由旱采改为水、旱并举矿井。设计能力由45万t/a增至105万t/a，同时在地面建立了一座入洗能力105万t/a的选煤厂。二期工程于1992年完毕，1998年首次突破百万吨大关，为部颁高
8、产高效矿井。目前我矿生产能力已达105万t/a。矿井改扩建后设计年生产能力为105万t，2003年核定生产能力为130万t/a，其中水采30万t，旱采100万t。1.1 矿井开拓开采方式孔庄煤矿是座具有27年开采历史的老矿井，1989年矿井改扩建，形成水旱并举的格局。矿井投产初期采煤方法为炮采，木支柱和摩擦支柱支护；1988年采煤工艺改为高档普采，采用外注式单体支护；1996年采煤工艺改为高档放顶煤采煤工艺，采用ZMW网格式滑移支架；2002年采煤工艺改为综放和综采，采用ZF2800-16/26和BY3300-13/33。矿井采用立井多水平开拓方式，开采深度从-150m-1300m；全区共划分
9、为四个开采水平，第一水平标高为-375m，第二水平标高为-620m，第三水平标高为-785m，第四水平标高为-1000m。矿井地质储量大部分在深部为45.155Mt，占总可采量的58.5%。开采深部煤炭，瓦斯灾害防治技术、防治冲击矿压综合技术是实现安全生产的关键。1.2 煤系地层与煤层孔庄矿是开采多煤层的矿井，含煤系属晚古生代石炭二叠纪含煤建造。各含煤地层及含煤性概述如下：井田内含煤地层有太原组、山西组、下石盒子组，含煤20余层。含煤岩系平均总厚度264.67m，含煤累计平均厚度17.8m，含煤系数6.7。其中可采煤层五层，为太原组和山西组的7号煤层、7下煤层、8号煤层、17号及21号煤层。7
10、号、8号煤层为矿井主要可采煤层。1.2.1 7号煤层7号煤层在井田西翼受岩浆岩侵入破坏严重，已失去可采价值。在井田东部，煤层两极厚度2.056.06m，平均煤厚4.56m，煤层普遍发育，煤层厚度总的变化趋势为：沿倾向由浅逐渐向深部增厚，煤层稳定性变好；沿走向东西两侧煤层薄，中部煤层厚。煤层结构简单，仅局部有夹矸存在，夹矸多为泥岩。煤层直接顶板为泥岩、砂质泥岩，局部为细砂岩，底板多为砂质泥岩、泥岩，局部为细砂岩。1.2.2 8号煤层8号煤层位于山西组底部，较发育，上距 7号煤层4.1740.18m，平均20.28m，层间距由东向西之间增大，煤厚0.295.85m，平均3.09m。煤层沉积不连续，
11、可分为三个地段：即4勘探线以西、10-i3线之间及14线以东。煤层在4勘探线以西可采，但有岩浆岩侵入；1013线之间，除靠近冲刷带附近煤层厚度变化较大外，一般都在2.53.5m，由浅部向深部逐渐变薄；在14线以东煤层厚度在1.525.43m，平均煤厚3.56m，厚度较稳定，该段全部可采。该煤层结构简单，有夹矸l2层，大部分分布在中西部，夹矸厚0.143.23m，为泥岩或砂质泥岩，般煤层厚度是上分层大于下分层。煤层顶板多为砂质泥岩或砂泥岩互层，局部地段为砂岩。底板为砂岩、砂质泥岩。1.2.3 17号煤层17号煤层位于太原组中部，上距8号煤层约110m，在整个井田内有分布。煤层的原始沉积稳定，煤厚
12、在0.191.28m，平均0.81m，煤层结构单一，仅有少量钻孔见有一层夹矸，夹矸厚度0.10.64m。夹矸岩性为泥岩，煤层顶板多为泥岩，底板为无名灰岩，个别点为泥岩。由于岩浆岩的侵入破坏，煤大部分被焦化，甚至吞蚀，失去工业价值，17号煤层为一局部可采的不稳定煤层。1.2.4 21号煤层21号煤层是太原组最下一层局部可采煤层，上距17号煤层为38.3864.32m，平均为51.68m；下距L13为1.713.89m，平均为2.55m。沉积层位稳定，在全井田分布，但受岩浆岩侵入破坏严重，使大部分地段的煤层分叉变薄和强烈焦化而失去工业价值。16线以西由于受岩浆岩的侵入，煤层破坏严重，大部分地段的煤
13、层分叉、变薄和强烈焦化而失去工业价值。仅16线以东的煤层进行评价，本区共有48个见煤（焦）点，剔除岩浆岩破坏点及一个断薄点，仅有42个正常见煤点，厚度为0.671.68m，平均1.02m。16线以东的21号煤层为较稳定的可采煤层。煤层含夹矸12层，夹矸厚度有的大于最低可采厚度或大于煤层的上、下分层的厚度，使之出现个别不可采点；下部一层夹矸普遍发育，层位稳定，易于对比，夹矸厚度在0.140.94m，平均0.37m，夹矸岩性多为泥岩。由于岩浆侵入煤层，使煤层增加13层岩浆夹矸。煤层直接顶板为灰岩（l12），底板多为泥岩，少数为砂质泥岩，个别点为细砂岩或炭质泥岩。矿井各煤层都有煤尘爆炸危险。各煤层均
14、为不易自燃或不自燃煤层。1.3 矿井煤层储量截止2002年底孔庄煤矿可采煤层期末能利用储量16022.6万t，可采储量8055.4万t，暂不能利用储量9629万t，可放面储量6041.6万t。2002年末矿井分煤层、分水平储量详见下表： 表1-1 2002年末矿井储量汇总表 单位：万t煤 系煤层水 平能 利 用 储 量可采储量备 注A级A+B级C级D级合计山西组七煤-37554.7921.2409.21330.4717.9其中焦为66.6-620446890.31267.22157.51087.6其中焦为174.6-78574.574.574.547为2采区储量-1000413.51118.234524570.22879.5七下煤-37570.570.5-6208787-1000155.8155.8八煤-37542.9865.4235.91101.3676.1-620213.1563.2895.21458.4856-785162.3162.3162.3102.3为2采区储量-1000315.22365.62680.81689计14074910.38938.
