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1、河南理工大学本科毕业论文平顶山十一矿己16-17煤层采掘工作面突出危险性指标预测评价摘 要：本文根据现场预测数据统计的地勘资料和瓦斯动力显现情况，简要分析了己16-17煤层的瓦斯分布规律。根据掘进工作面突出危险性预测的结果，用安全性和经济性两个指标分析预测指标的可靠性。为掘进工作面突出指标的选择和临界值确定提供了有力的依据。关键词：区域划分 工作面预测 可靠性评价 Appraisal on coal-gas outburst proness index of F16-17 coal seam Excavating working face on 11 Mine,Pingdingshan Abs
2、tract: This article according to the scene to forecast the datastatistics material and the gas power appear the situation. Hasanalyzed the F 16-17 coal bed gas distributed rule. According to the tunneling working surface prominent risk forecast result, usessecure and the efficient two targets analys
3、es forecast targetreliability. For the tunneling working surface prominent target choiceand the marginal value determined has provided the powerful basis.Key words: region divide; working face forecast; reliability appraisal目 录1 前 言11.1意义和目的11.2 研究的内容和方法12矿井概况32.1 矿井交通位置及地貌特征32.2 矿井通风 瓦斯涌出及生产现状42.2.
4、1 矿井通风概况42.2.2 矿井开采方法，生产现状及瓦斯涌出情况52.3 井田瓦斯地质72.3.1 含煤地层72.3.2 己二采区煤层特征92.3.3 地质构造123己16-17煤层煤与瓦斯突出危险性预测143.1 己16-17煤层瓦斯基础参数143.1.1 己二采区深部煤层瓦斯压力测定结果143.1.2 己二采区深部煤层瓦斯含量及工业分析的测定153.1.3 己二采区煤层瓦斯含量计算163.1.4 己二采区地勘钻孔煤层瓦斯含量173.2 煤与瓦斯突出危险区域预测方法193.2.1 单项指标法193.2.2 瓦斯地质统计法193.2.3 综合指标D、K值193.3煤与瓦斯突出预测的结果204
5、己16-17煤层煤与瓦斯突出预测指标评价214.1 突出预测指标q、S统计分析214.2 区域预测指标D、K统计分析224.3 瓦斯动力现象分析234.4 工作面预测指标评价264.4.1 概 述：264.4.2评价方法274.4.3评价结果315 结 论32致 谢33参考资料34II1 前 言1.1意义和目的我国是世界煤炭生产大国，2002年全国煤炭总产量近14亿吨，2003年增至16亿吨，2004年达18.6亿居世界首位，2006年世界煤炭产量50亿吨,煤矿死亡总数约8000人,我国煤炭产量约占全球35%,死亡人数则占近80%倍, 2003年国内煤矿平均每人每年产煤321吨, 效率仅为美国
6、的2.2%,南非8.1%, 而百万吨死亡率是美国的100倍,南非30倍。煤与瓦斯突出是煤矿井下最严重的自然灾害之一，突出是一种极其复杂的物理力学过程，尽管我们还不完全清楚突出的机理，但突出的综合假说得到了世界突出研究者的广泛认同，认为突出是瓦斯、地应力和煤体物理力学性质共同作用的结果。瓦斯灾害是困扰煤矿安全生产最严重的问题，在煤矿重大灾害事故中，70%以上是瓦斯灾害事故。严重突出地区煤巷掘进，一直是制约矿井生产能力提高的重要技术难题之一，其中突出防治技术是关键。为有效防止掘进期间突出，国内外煤炭科技人员进行了较为广泛的研究，先后试验应用了多项防突技术措施，并取得了一定的防突效果。但随着矿井开采
7、深度的延伸，突出危险性日益严重，防突措施的局限性、片面性愈加显现，突出危险煤层煤巷掘进速度缓慢、工作面接替紧张的现象愈发严重。本文研究的范围：平煤集团公司十一矿己16-17煤层，对该主采煤层的突出危险性区域预测指标进行评价。通过突出危险区域预测，可将煤层划分为突出危险区、突出威胁区和非突出危险区。在非突出危险区可以不采取防突技术措施，把有限的人力、物力和财力集中于突出危险区，做到防突技术措施有的放矢，最大限度地解放生产力。本次研究的目的：本文根据预测数据资料，从安全性、经济性方面对预测指标的可靠性进行评价，分析预测指标的科学合理性，对于矿井的突出防治工作，具有一定的指导意义。1.2 研究的内容
8、和方法本文的主要研究内容有：（1）己二采区采掘工作面瓦斯地质资料、突出预测资料、瓦斯动力现象的统计分析；（2）现场打钻测定瓦斯压力、瓦斯含量与瓦斯解吸量等参数；（3）实验室测定煤的残存瓦斯含量、煤的吸附性能，并计算煤层瓦斯含量、瓦斯压力；（4）综合分析预测己二采区深部的瓦斯压力和瓦斯含量；（5）对十一矿己16-17煤层煤与瓦斯突出预测指标进行评价。本文采用的主要方法：通过采用现场测试数据，进行数据统计，理论分析和实验室做试验的方法。2矿井概况 2.1 矿井交通位置及地貌特征平顶山天安公司十一矿位于平顶山市以西13km，行政区划分属平顶山市郊区和宝丰县管辖。十一矿始建于1972年8月，1979年
9、元月简易投产，矿井原设计能力为0.6Mt/a，1986年达到设计能力，1988年该矿井扩建后规模为1.2Mt/a，矿井2003年实际产量1.6Mt，2004年实际产量1.8Mt，2005年实际产量2.0Mt/a，2006年实际产量已达2.2Mt/a。目前是平顶山天安煤业股份有限公司的骨干矿井之一。矿区内交通便利，连接京广、焦枝两大干线的孟（庙）宝（丰）支线和矿区铁路专用线在该矿南部通过，本矿井已有铁路与矿区专用线接轨。平（顶山）宝（丰）公路、许（昌）南（阳）公路在矿区相交通过，组成方便、迅达的交通网络，交通位置详见图2-1所示。 图2-1 十一矿交通位置简图十一矿位于平顶山煤田的西南缘，属剥蚀
10、残余丘陵地貌，井田北部为二迭系石千峰砂岩组成的丘陵山体，山体呈北西南东向展布，山脊标高+227.3m+320.4m。井田南缘为寒武系灰岩组成呈北西南东向展布的剥蚀残丘和垄岗，标高+176.1m+110.0m。井田地势大致呈北高南低。井田范围内无天然河流和水库，仅在井田北部有一些南北向季节性水流冲沟，地表排泄条件良好，矿井排水及雨季地表水由西向东注入湛河。湛河河宽50m左右，流量0.087.8m3/s。2.2 矿井通风 瓦斯涌出及生产现状2.2.1 矿井通风概况矿井现有通风方式为中央分列式，主、副井进风，南风井回风。通风方法为抽出式。南风井现安装两台BDK-8-28型对旋式通风机，一台工作，一台
11、备用，每台配用电动机容量为2500KW。矿井现有的通风系统：丁、戊组煤采区回风通过丁六采区轨道上山到-180m水平经丁六总回风巷、暗斜井到-30m水平，通过南风井回风。己组煤采区回风通过己二采区回风上山经己六采区轨道上山到-180m水平西大巷经己六采区总回风巷到-30m水平，通过南风井和配风巷到地面。矿井按规定安装了主要通风机装置，有独立的进风井筒和回风井筒，具有完整的、独立的通风网络结构。矿井通风系统较为简单、稳定、可靠、合理。新老两个中央副井（立井）进风，中央风井（南风井）回风。南风井由斜井和配风巷两条巷道组成。斜井风量6730 m3/min，配风巷风量6630m3/min，新副井风量82
12、50 m3/min，老副井风量4550 m3/min。矿井需要风量10871m3/min，主要通风机实测风量13650 m3/min，矿井总进风量12800 m3/min，矿井有效风量11780 m3/min，有效风量率86%。目前各用风地点的风量满足用风要求，瓦斯浓度符合煤矿安全规程的规定。正常生产条件下采掘工作面回风流瓦斯浓度均在0.7%以下，采区及矿井总回风中瓦斯浓度在0.4%以下。采掘工作面瓦斯检查全部配备专职人员，每班执行“三检查、三汇报 、现场交接班制度”对瓦斯涌出异常的工作面及时制订瓦斯防治专项措施。所有掘进工作面都实现了一机一头、双风机、双电源、三专两闭锁和自动倒台分风。已二采
13、区建立了井下瓦斯抽放泵站，安装有四台瓦斯抽放泵。目前在抽工作面为己16-17-22071综采工作面。己16-17-22071综采工作面根据设计建立了本煤层、高位钻孔和上隅角瓦斯抽放系统。该矿井下施工有完整的专用回风道，如确需在专用回风道内进行巷修等作业时，都制定有专项安全技术措施。90年装备了KJ-4矿井瓦斯安全监测系统，1996、2001、2005年进行了改造，目前采、掘工作面瓦斯传感器和瓦斯闭锁装备率达100%。2.2.2 矿井开采方法，生产现状及瓦斯涌出情况本矿井属于高瓦斯矿井，根据平顶山煤业集团公司要求，十一矿己二采区己16-17煤层-593m以下按突出危险区域管理。矿井内各主要开采煤
14、层均有煤尘爆炸危险。属较易自燃煤层。井下局部区域地温异常。矿井瓦斯含量分别为：丁组煤3.66m3/t、戊组煤5.49m3/t、己组煤7.88m3/t。为优化矿井的开拓布置，盘活资源存量，提升矿井的机械化装备水平以期达到提高整个矿井经济效益的目的，将矿井西翼浅部与香山矿井的边界从-700m提高到-450m，深部开采边界由-800m延伸到了-1000m。十一矿扩界后井田范围为：东以50勘探线与平五矿相邻，西以风凰岭断层为界，55勘探线以东南部边界为各煤层风化带的下限，55勘探线以西南部边界以各煤层-450m水平底板等高线为上限，深部以各煤层-1000m水平底板等高线为限。井田走向长约6.6km，倾
15、斜宽约3.9km，井田面积23.5km2，地质储量342632kt，工业储量273052kt，可采储量为187.79Mt，其中主采丁5-6，戊9-10和已16-17煤层的可采储量为189647kt。若按生产能力3.0Mt/a设计，服务年限为44.7a。井田内共含煤七组88层，煤层总厚31.59m，除主采煤层丁5-6、戊9-10和己16-17三层外，局部可采丙3、丁5、戊8、己15和庚20等五层，可采煤层总厚18.61m，可采含煤系数2.32%，主采的丁5-6、戊9-10和己16-17三层煤总厚度平均为12.32m。现在矿井的开拓方式为两对立井。两个水平开拓全井田，一水平标高为-180m，二水平为-593m，并在-593m形成运输提升系统。二水平采用上下山开采，上山为-450m-593m区段，下山为-593m-1000m区段。十一矿由于水平延深没能跟上，-450m水平以上只剩一个采区，正在延深的采区为-450-593m水平。丁二采区，己二采区，丁二采区布置一个综采面，已二采区有一个准备工作面，综采面的产量为160kt/月。己组煤单独布置，沿己16-17煤层布置采区上山。十一矿目前主力生产采区为一水平丁戊六采区，二水平丁二采
