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方山分公司白庙矿瓦斯防治技术措施(2014.12.16)

方山分公司白庙矿瓦斯防治技术措施

方山分公司白庙矿瓦斯防治技术措施

矿长:

总工程师:

编制时间:二〇一四年十二月

目录

一、矿井概况 (1)

1、矿井基本情况 (1)

2、地质特征 (3)

二、矿井瓦斯赋存状况及规律 (7)

1、煤与瓦斯突出鉴定 (7)

2、瓦斯基础参数情况 (7)

3、煤层瓦斯赋存状况及规律 (7)

4、煤与瓦斯突出情况及规律分析 (7)

三、瓦斯防治技术措施的编制原则、依据及技术线路 (9)

1、编制原则及依据 (9)

2、各临界值选择 (10)

3、区域瓦斯治理技术路线 (10)

四、瓦斯治理保障性措施 (23)

1、制度保障 (23)

2、机构保障 (25)

3、素质保障 (26)

4、技术保障 (27)

5、投入保障 (29)

方山分公司白庙矿瓦斯防治技术措施方山分公司白庙矿瓦斯防治技术措施

一、矿井概况

1、矿井基本情况

⑴矿井概述

白庙矿位于河南省禹州市文殊乡境内,行政区划隶属文殊乡管辖。井田距禹州市27km,地理坐标为东经113°13′40″~113°15′40″,北纬34°10′46″~34°12′04″。矿井始建于1975年,1978年投产,原设计生产能力为3万/t,2006年矿井生产能力核定为29万t/a。矿井开采二1煤层。

⑵煤层与资源储量

本区含煤地层为石炭系太原组、二叠系山西组和上、下石盒子组。煤系总厚约700m。分为九个含煤段,含煤约50层,煤层总约10.77m,含煤系数为1.5%左右。其中可采和局部可采煤层有二1、四

、七2,共计四层,平均总厚度6.8m,白庙矿开采二1煤。煤2、六2

层的层间距变化情况详见表1,从表中可以看出,主要煤层的层间距相当稳定。

截止2014年11底,白庙矿二1煤层保有地质储量2390万吨,可采储量1332万吨,剩余服务年限为51年。

⑶矿井开拓开采系统

矿井采用二斜一立多水平开拓,两个斜井(主井、副井)进风、一个立井回风。矿井井底车场标高为-10m,现生产水平为-240m水平,采区为双翼布置,煤层开采顺序为下行开采。

表1 白庙矿主要煤层特征表

⑷ 矿井通风系统

矿井通风方式为中央分列式,通风方法为抽出式。主、副井进风,立井回风,安装两台型号为FBCDZN O 21轴流式通风机,工作风量为3348~7140m 3/min ,风叶运行角度现为27度。

矿井目前开采水平标高为-240m ,最大垂深为489m ,采区布置有专用回风巷,采、掘工作面实现了独立通风。

根据矿井的生产布局,矿井需风量为3882 m 3/min ,实际进风量为4825m 3/min ,实际有效风量4238m 3/min ,有效风量率87.8%;矿井等积孔2.5m 2,通风负压1580Pa ,能够满足矿井通风需要。

⑸ 矿井瓦斯抽采系统

煤 层 编 号

钻探点数

煤层厚度 (m )

可采 程度 稳

程度 对

比可靠性 煤层结构 煤层间距(m)

穿过 见煤 可采 最小-最大

平均(平均点

数)

夹矸层

最小-最

一般

评价 最小-最大

平均(点数)

二1

21 21 20

0.24-12.43 5.65 (21) 大

部 可采

较稳定- 不稳定 可

0-1

0-1 简

118.67-181.88 150.93(16)

四2 12 12 1

0.1-0.96 0.48 (12)

不可采 不

定 可

0-1 0

简单

154.26-185.54 170.35(5)

六2 4 4 2

0.1-1.21 0.75 (4) 局

部 可采

不稳定 可

0-1 0 简单

99.34-109.15 104.25(2)

七2 3 3 3

0.87-3.48 1.77 (3) 局

部 可采

不稳定 可

0-1 0 简单

矿井现有一套地面永久抽采系统和一套井下移动瓦斯抽采系统。地面抽采系统配套2台2BEF-42型水环式真空泵,额定流量为156 m3/min,暂未运行。井下移动抽采系统配套3台2BEA-303型水环式真空泵,额定流量58 m3/min,现服务于二1-21061机、风巷和二1-21061机巷低抽巷,平均抽采瓦斯纯量0.023 m3/min。敷设主抽采管路970m、支管路400m,合计1370m。

2、地质特征

⑴地质构造

白庙井田位于云盖山矿区的东北部,其基本构造形态为一单斜构造。

井田内以断裂构造为主,褶曲构造不发育,主要断层有下白峪正断层、竹园沟正断层、文殊店正断层、云盖山正断层、云盖山支断层、贺庙正断层等,具体如图1和表2所示。

表2矿井主要断层表(落差大于10m的断层)

断层编号断层

名称

走向

(°)

倾向

(°)

倾角

(°)

落差

(m)

控制

程度

F1下白峪断层正NE40-50 NW 40~70 90 局部可靠

F5竹园沟断层正NW~SW N 50~70 20~50 可靠F17文殊店断层正NE40-50 NW 72 50~60 可靠F3云盖山断层正NE40-50 NW 45~70 30~100 可靠F4云盖山支断层正NEE NWW 55°~65°0~15 可靠

4

图1 白庙矿区域地质构造简图

?3g

?3g

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?

3g

?3g

?3g

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P

3sh

1P 3sh

1P 2S

P 2S P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P

2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2S P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2S P 2S

P 2S

P 2S P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2S

P 2X

P 2X

P 2X P 2X

P 2X

P 2X

P 2X

?3g

?3g

?3g

P 2X

P 2S

四?

二?

五4

七4

八5

七4

八5

六?四?

四?五4

五4五4

六?

六?

六?

七4

八5

七4

二?

二?

二?

??3g

?3g

?3g

?3g

?3g

P 2S

P 2S

贺庙滑坡

K 2

吴张沟正断层 F 51

F 16

白 庙

正 断

层葛

沟 正 断 层 F 5

2

竹 园 沟 正 断 层 F 15

F

15

(

一)竹 园 沟 正 断 层F 1

5

竹 园 沟

断 层F 31东

坡正

断层

F 3 云 盖 山 正 断 层

云 盖 山 正 断

层 F 3

云 盖 山

正 断 层 F

3

F 47

贺 庙

正 断

贺 庙 正 断 层 F 47

盖 山

支 正

断 层 F 4

殊店正

断层

F 17

层F 50

陈岗

断层

F 50

(一)

F 3

F 1

7

F 5

?

贺 庙 煤 矿

C?

C?C?

C?

C?

C?

C?

C?

C?

C?

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C?C?

C?

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C?

C?C?

C?P 2X

C?

T

1l

1+2六?

P 2S

T

1h T 1l

3T 1l 1+2

T 1l 3

图例

1、云盖山正断层(F 3)

2、云盖山支正断层(F 4)

3、竹圆沟正断层(F 15)

4、白庙正断层(F 16)

5、文殊店正断层(F 17)

6、东坡正断层(F 31)

7、贺庙正断层(F 47)

8、陈岗正断层(F 50)

9、吴张沟正断层(F 51)10、葛沟正断层(F 52)

P 3sh

2+3P 3sh 1

P 3sh

1P 2s P

3sh

1P 2S

P 2X P 2S

P 2X P 2S P 2X P 2S

P 2X P

2S P 2X P 2X

P 2X

P 2S

P 2X P 2S

P 2X P 2S

P 2X

P 3s h 2+3T 1l

1+2P 3s h 2+3

P 3s h 2+3

P 3sh

2+3P 3sh 1

P 3sh 1

P 2S

⑵煤层及顶底板特性

二1煤层位于山西组下部,上距四2煤层165m ,距K 2砂岩底66m ,下距太原组顶部L 11灰岩一般6~8m 。二1煤层厚0.24~12.03m ,平均5.56m ,层位稳定,结构简单,为稳定型煤层(详见表3)。

表3 二1煤层特征表

白庙矿开采二1煤,煤层走向NE 40°~45°,倾向SE ,煤层平均倾角25°,向深部倾角局部变陡,可达28°~32°,煤系地层综合柱状如图2所示。

(3)煤层开采技术条件

矿井水文地质条件中等,矿井正常涌水量136m 3/h ,最大涌水量180m 3/h 。

2009年7月国家安全生产洛阳矿山机械检测检验中心,对白庙矿二1煤层自燃倾向等级鉴定为Ⅲ类不易自燃煤层,但具有煤尘爆炸性。

2014 年矿井瓦斯等级鉴定:矿井瓦斯绝对瓦斯涌出量2.86m 3/min ,相对瓦斯涌出量7.27m 3/t 。

矿井目前开采水平为-198m ,最大垂深491m ,未超过垂深800m ,矿井不存在冲击地压。

白庙矿井下平均温度为24?,不存在热害区。

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 25~32 5.56 直接顶板多为泥岩及砂质泥岩,偶为粉砂岩或炭质泥岩,老顶一般为中粒长石石英砂岩。

直接底板以泥岩为主,偶为粉砂岩,老底多为粉砂岩,偶为砂质泥岩或细粒砂岩。

简单

图2 煤系地层综合柱状图

地层单位(符号)

界系统 组(群)煤组(段)地层层序分层

平均

厚度

1

2

3

4

5

6

7

9

10

煤层

与标志层编号岩 性 描 述

煤系地层综合柱状图

16

13

B 5

B 4二3B 4

香炭段

大占段1530.60

147.50

138.00

二2二1

B 3

二1

煤段24.6

12上灰 岩部段11 3.00

一12

一11

B 2一8一6

L11L 7

一15一13中砂

泥 岩部段

10 4.25

912.00

~

~

岩性柱状

1:500上

pz 2

二迭系(p)

统(P 1)山西组

(P 1s )

二煤组

灰~浅灰色泥岩、砂质泥岩,含菱铁质鲕粒、结核和较丰富的植物化石,水平层理较发育。灰色细、中粒砂岩,成分以石英为主,次为长

石、暗色矿物和岩屑,硅、泥质胶结,含大量白云母片和炭质,缓波状层理和双向交错层理发育,含泥质包体。局部夹深灰色泥岩,含二3

煤(0~1.46米),极不稳定。

上部为深灰色泥岩,含较丰富的植物化石和菱铁质结核、水平层理发育,含二2煤(炭质泥岩)。不稳定,厚0~17.05米。下部为二1煤:黑色,粉未状,金钢光泽,以亮煤为主,半光亮型,简单结构为主,局部含一层夹矸。厚0~10米,一般6.00米左右。

细粒砂岩与砂质泥岩互层:灰~深灰色,含白云母片、植物化石和黄铁矿结核,具缓波状透镜状层理,厚3.52~10.59米,局部相变为细粒砂岩或砂质泥岩。

以灰色石灰岩为主,夹薄层砂质泥岩。灰岩为细晶质,含燧石结核,和蜓类、腕足类等动物化石。其中L9、L8、L7灰岩常合并发育,L

11多为泥质灰岩。深灰色泥岩,含一11(0~0.39米)煤,多为炭质泥岩,偶含一12煤层位,局部相变为灰色细粒砂岩。

灰色细中粒砂岩,主要成分为石英、次为长石,

岩屑等,含较多白云母片,硅泥质胶结,具水平层理,俗称虎石砂岩。深灰色砂质泥岩夹一8(0~0.26米)、一7(0~0.55米)、一6(0.21~2.30米)煤,其中一6煤较发育。下部夹薄层砂岩、L5灰岩。

8

.

.

.

..

.

...

..

..........

..

.......................

...

.....

......

...............

.......

..

.

.......

..

..

..

........

..~

二、矿井瓦斯赋存状况及规律

1、煤与瓦斯突出鉴定

2004年8月,经煤炭科学研究总院重庆分院鉴定,白庙矿二1煤层为煤与瓦斯突出煤层,白庙矿为煤与瓦斯突出矿井。

2、瓦斯基础参数情况

二1煤层透气性系数λ为2.803m2/Mpa2.d ;瓦斯放散初速度值为△p为15.73~22;煤层瓦斯含量W为7.52m3/t(标高-180m),煤层瓦斯压力P为0.5MPa(标高-180m);煤的坚固性系数f值为0.17,综合指标K值为67~127,二1煤层吸附常数a值为23.761~26.657m3/t,b值为0.961~1.044MPa-1,吸附性能稳定(具体参数见

表4所示)。

表4 二1煤层瓦斯基础参数表

煤层测定地点

标高

(m)

埋深

(m)

瓦斯

压力

(MPa)

瓦斯

含量

(m3/t)

透气性系

数m2/

(Mpa)2.d

煤的坚

固性系

数f值

瓦斯放

散初速

度△p值

测定单位测定时间

二1副暗斜井-180 470 0.5 7.52 2.803 0.17 22 煤炭科学研究

总院重庆分院

2004年

3、煤层瓦斯赋存状况及规律

(1)煤层覆盖层薄,瓦斯逸散带宽。

(2)开放性断裂利于瓦斯排泄,断层附近瓦斯含量低。

(3)厚薄煤包相间分布,造成瓦斯含量分布不均匀。

(4)随着赋存深度的增加,煤层瓦斯压力与瓦斯含量有增大的趋势,但不完全按比例递增,而是受其它地质条件的制约。

4、煤与瓦斯突出情况及规律分析

(1)主暗斜井突出情况

白庙矿主暗斜井沿煤层顶板平行向下施工。煤巷采用锚、网、拱筋、反拱铺底喷浆联合支护。在掘进过程中,于2002年12月18日发生了1次瓦斯动力现象。

2002年12月18日中午12点30分,在延深水平主暗斜井掘进至标高-221.7m处,掘进工作面放炮后抛出煤岩体117.8m3,抛出的煤岩体充满7m巷道,分选情况不明,巷道底鼓并将轨道卷起,巷道西邦煤壁有12m长的裂缝,风流中瓦斯浓度超限,涌出瓦斯量达8672m3。

根据现场勘查情况定性:此次事故是以地应力为主的中型突出事故。

(2)三联络巷辅助水仓压出情况

三联络巷辅助水仓标高-200m,距地表垂深450m,巷道由底板向顶板掘进中,煤层倾角26°,煤层厚度10m,2006年2月21日13点26分,掘进队在挂网打锚杆时,发现巷道西帮有片帮、来压、底鼓现象,安全员带领施工人员迅速撤离到三联络巷风门以外的新鲜风流中,随后发生了突出事故。后经现场勘查,发现工作面靠左帮高1m、长1.6m、宽0.3m煤壁整体位移,迎头散煤堆积长度2.4m。顶板与煤层结合部有1cm宽的裂缝,顶板锚喷混凝土崩裂约4m长,突出煤量约5t、涌出瓦斯量1400m3,突出时迎头最大瓦斯达到4%以上。

根据现场勘查情况定性:此次事故是以地应力为主的小型压出事故。

表5 煤与瓦斯突出统计表

序号突出

煤层

突出

地点

突出

时间

突出深

度/m

突出煤

量/t

突出瓦

斯量/m3

突出构造特

征及煤层厚

度变化情况

突出

类型

1 二1主暗

斜井

2002年12

月18

511 150 8672

倾角增大、软

分层发育

突出

2 二1三联络

巷水仓

2006年2月

21日

490 5 1400

倾角增大、应

力集中带

压出

三、瓦斯防治技术措施的编制原则、依据及技术线路

1、编制原则及依据

⑴编制原则

①坚持“区域防突措施消除突出危险,抽采不达标不生产”的原则。

②按照“因地制宜、一区一策、一面一措”的总体思路。

③根据矿井核定能力、煤层赋存以及瓦斯地质等情况合理布局,积极构建瓦斯治理“时空”保障体系。

④编制瓦斯防治技术措施时做到三个结合,即:煤炭产能与四个煤量相结合、突出区域开采与非突出区域相结合、现有区域生产与接替区域开发相结合。

⑤瓦斯防治技术措施应纳入矿井采掘接替规划、纳入生产成本规划、纳入工程计划、纳入日常管理、纳入验收、纳入监督考核。

⑵编制依据

依据《河南平禹煤电有限责任公司白庙矿矿井地质报告》;

《许平煤业[2011]175号河南省许平煤业有限公司防治煤与瓦斯突出实施办法(试行)》;

《许平煤业[2011]176号河南省许平煤业有限公司石门(立井、斜井)揭煤防突管理规定(试行)》;

《豫政[2014]63号河南省人民政府关于印发河南省强化煤矿安全生产暂行规定的通知》;

《豫政办[2014]126号河南省人民政府办公厅关于转发河南省煤矿防治煤与瓦斯突出十项措施的通知》;

《许平[2014]45号许平煤业公司二1煤防治煤与瓦斯突出特别规定》;

《许平[2014]53号关于进一步强化防治煤与瓦斯突出工作的通知》;

《许平[2014]101号关于进一步强化防治煤与瓦斯突出工作的补充规定》;

《煤矿瓦斯抽采指基本指标》(AQ 1026-2006);

《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ 1027-2006);

《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》(GB 50471-2008);

《防治煤与瓦斯突出规定》(2009年版)

《煤矿安全规程》(2011年版);

根据《豫工信联煤[2014]590号文件关于对全省煤矿瓦斯治理普查有关问题督导整改的通知》的指示精神,按照“一区一策、一面一措”的要求编制白庙矿瓦斯防治技术措施。

2、各临界值选择

⑴区域预测(效检)

利用煤层瓦斯压力和瓦斯含量指标进行区域预测(效检),其临界值定为:煤层瓦斯压力为0.5MPa,煤层瓦斯含量为6m3/t。两个指标任意一个指标大于或等于临界值时即被定为有突出危险性;反之小于临界值时无突出危险性。

⑵区域验证

经区域预测(效检)无突出危险性时,必须采用钻屑指标法和复合指标法进行区域验证。其临界值定为:钻屑瓦斯解吸指标△h2值为180pa、钻屑量Smax 值为4.8kg/ m、钻孔瓦斯涌出初速度q 值为3.2L/min。三个指标任意一个指标大于或等于临界值时即被定为有突出危险性;反之小于临界值时无突出危险性。

3、区域瓦斯治理技术路线

⑴保护层选择

①一组煤煤层情况

矿区范围内共有8个钻孔揭露一组煤,分别为1254、2701、观4、2506、2302、1237、1252、1251。

根据矿井钻孔揭露一组煤煤层厚度在0.1~0.68m之间,距二1煤层底板13.14~87.86m,距矿井范围内一组煤较薄,赋存不稳定,且受寒灰水威胁,不可作为保护层开采。

②三组煤煤层情况

矿区范围内25个钻孔中有8个钻孔揭露三组煤,分别为1254、2404、2406、2408、2506、2508、2605、2607。

根据矿井钻孔揭露三组煤煤层高厚度在0.19~0.39m之间,距二1煤顶板距离61~171.84m,矿井范围内三组煤较薄,赋存不稳定,且距矿井开采的二1煤间距较远,不可作为保护层开采。

综上所述,白庙矿区范围内一组煤较薄,赋存不稳定,且受寒灰水威胁;三组煤较薄,赋存不稳定,且距二1煤间距较远,不可作为保护层开采,因此,白庙矿不具备保护层开采条件。

⑵单一煤层治理技术

①煤巷掘进工作面

依据许平煤业[2011]175号《河南省许平煤业有限公司防治煤与瓦斯突出实施办法(试行)》第十五条区域防突措施选取原则和顺序第四项规定:“不具备保护层开采条件的,应根据具体条件顺序选择低位巷穿层钻孔、高位巷穿层钻孔等区域防突措施治理煤巷掘进瓦斯,上述措施可选用一种或同时选用多种。同时应紧跟掘进工作面施工本煤层钻孔预抽回采区瓦斯。”和豫政[2104]63号《河南省人民政府关于印发河南省强化煤矿安全生产暂行规定的通知》第三条规定:“矿井所采煤层瓦斯压力大于0.6MPa或瓦斯含量大于6m3/t 时,必须采取保护层开采或底(顶)板岩石巷预抽煤层瓦斯”及许平[2014]101号《关于进一步加强煤矿防治煤与瓦斯突出工作的补充规定》第一条第二项规定:“突出危险区域范围内煤巷掘进工作面执行低位(高位)巷穿层钻孔配合水力冲孔卸压、增透,强力高效预抽煤巷掘进条带瓦斯的区域防治技术路线”。白庙矿不具备开采保护层

条件,标高-180m 以下瓦斯含量超过6m 3/t,因此煤巷掘进工作面选用低位巷施工穿层预抽钻孔配合水力冲孔卸压预抽煤巷掘进条带瓦斯的区域防治技术路线。

依据许平煤业[2011]175号《河南省许平煤业有限公司防治煤与瓦斯突出实施办法(试行)》第十七条第一项规定:“ 采用低位(高位)预抽巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯区域措施必须符合下列要求:巷道布置层位选择要有利于快速掘进、有利于穿层钻孔施工。巷道距煤层法向距离:坚硬岩石时,不得小于8m ;松软岩石时,不小于10m 。”白庙矿低位巷的层间距选用距煤层底板以下法线距离10m ,沿低位预抽巷走向每隔3.8m 布置一组穿层预抽钻孔,每组钻孔的个数为13个,且有一个钻孔布置在预抽煤巷工作面中部;孔径为94mm ,其终孔控制到煤层顶板0.5m ,终孔间距为3.8m ,上帮终孔控制到巷道轮廓线外20m 处,下帮控制到巷道轮廓线外10m 处,穿层钻孔均采取水力冲孔,每米煤孔冲出煤量不少于500kg 。(见图3)

图3 低位穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯剖面图

5m

10m

20m

3.8

m

10m

二1

-21081低抽巷

二1

-21081机巷

煤层

岩石

预抽煤巷设计长度小于1000m 时,必须在区域措施效果全部达

标后方可掘进煤巷;预抽煤巷设计长度超过1000m时,必须在区域措施效果达标区域达到500m以后方可掘进煤巷,满足多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标的要求。

②沿空送巷的煤巷

依据许平煤业[2011]175号《河南省许平煤业有限公司防治煤与瓦斯突出实施办法(试行)》第二十五条第二项规定:“煤层厚度较大、需进行分层开采的突出煤层,按下列规定执行:开采上分层后,下分层采面风巷、机巷或切眼有外错布置的,当外错净煤柱宽度小于5m时,原则上按无突出危险工作面管理,施工期间必须对巷道前方和实体煤侧进行连续预测,并根据预测结果采取针对性的措施;当净煤柱宽度大于等于5m时,必须对巷道前方和实体煤执行防突措施并进行消突评价。”

白庙矿煤巷掘进工作面沿空送巷段,当净煤柱宽度小于5m时,原则上按无突出危险工作面管理,施工期间必须对巷道前方和实体煤侧进行连续预测,并根据预测结果采取针对性的措施;当净煤柱宽度大于等于5m时,必须对巷道前方和实体煤进行消突评价,若评价达标,可按无突出危险工作面管理;若评价指标超标,按突出危险工作面管理,执行针对性的区域防突措施。

③回采工作面

依据《许平[2014]101号关于进一步强化防治煤与瓦斯突出工作的补充规定》第一条第二项规定:“采煤工作面执行低位巷穿层钻孔配合水力冲孔卸压、增透,强力高效预抽瓦斯或顺层交叉钻孔预抽相结合的区域防治技术路线”白庙矿采煤工作面选用顺层交叉钻孔预抽回采区域煤层瓦斯的区域防治技术路线。顺层预抽钻孔排数可根

据(抽放半径选用1m ,测定单位为煤科集团沈阳研究院有限公司测定煤层厚度布置,煤层厚度小于或等于2m 时布置1排钻孔,厚度大于2m 小于或等于6m 时布置3排钻孔,厚度大于6m 小于或等于8m 时布置4排钻孔,煤厚大于8m 时布置5排钻孔,钻孔间距为2.0m,抽放半径为 1.0m ,风、机巷钻孔相向交叉距不小于10m ,孔径113mm ,并随打随抽。区域效检煤层残存瓦斯压力小于0.5Mpa ,煤层残存瓦斯含量小于6m 3/t ,吨煤钻孔量:厚煤层大于0.15m/t;中厚煤层大于0.25m/t;薄煤层大于0.5m/t,预抽率达到30%。(见图4)

图4- 顺层预抽回采区域瓦斯钻孔终孔平面图

二1-21081风巷

2m

二1-21081机巷

2m

75m

70m

⑶ 石门揭煤治理技术

①石门揭煤工作面临界值标确定

依据《许平[2014]45号许平煤业公司二1煤防治煤与瓦斯突出特别规定》第七条:“严格石门(井筒)揭煤突出煤层揭煤的临界指标:瓦斯压:0.45Mpa 或瓦斯含量:5m 3/t ”

工作面至距突出煤层最小法向距离10m 前(地质构造复杂、岩石破碎的区域,最小法向距离20m ),采取物探和钻探手段,准确掌握煤层位置、距离、赋存状况和瓦斯地质情况。经区域预测属于突出危险区域,采取区域预抽防突措施并且进行区域措施效果检验。突出煤层揭煤的临界指标:瓦斯压:0.45Mpa 或瓦斯含量:5m 3/t 。

②石门揭煤基本程序

瓦斯地质探测。距突出煤层最小法向距离10m 之前(地质构造复

杂、岩石破碎的区域,最小法向距离20m),采取物探和钻探手段,

准确掌握煤层产状和瓦斯地质情况。(见图5)

图5 突出煤层前探钻孔布置示意图

区域突出危险性预测(最小法向距离10m)。揭煤单位提出申请,由瓦斯研究所或有资质单位测定原始煤层瓦斯压力或煤层瓦斯含量。根据区域预测结果编制针对性专项防突措施并按照程序报批。

经区域预测具有突出危险性时,距突出煤层最小法向距离7m之前采取区域防突措施,并进行效果检验,直到效果有效为止。

执行区域防突措施后进行区域消突评价。由揭煤单位按照评价内容和要求提出评价报告,由公司通风处组织会审评价结论和是否允许进行石门揭煤作业。

距突出煤层最小法向距离5m前再进行区域措施验证(效检),验证(效检)有突出危险时,实施工作面防突措施并进行工作面措施效果检验,直到措施有效。

区域验证无突出危险或在采取工作面防突措施并效检有效时,边探边掘至距突出煤层最小法向距离1.5m时,再次进行工作面验证(效检)。验证(效检)有突出危险时,再次实施工作面防突措施,直到验证为无突出危险。

效果评价有效和验证为无突出危险后,经揭煤单位、公司通风处组织进行两级现场检查验收,在采取安全防护措施的前提下,采用

远距离爆破揭开煤层。

未能一次揭穿煤层时,继续执行揭煤安全技术措施并直至进入煤层顶板或底板5m以上,揭煤全过程结束。

③石门揭煤工作面区域防突措施

依据《许平煤业[2011]176号河南省许平煤业有限公司石门(立井、斜井)揭煤防突管理规定(试行)》第七条规定:石门揭煤工作面采取穿层钻孔区域预抽煤层瓦斯区域防突措施,区域穿层预抽钻孔必须采取水力冲孔作为增透措施,增加煤层透气性,提高瓦斯抽采效果。

预抽钻孔的最小控制范围:石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外至少15m(经评价突出危险性严重时按照30m控制),同时保证控制范围的外边缘上的任意一点到揭煤巷道(包括尚未掘进的巷道部分)轮廓上任意一点的直线距离不小于5m。(见图6,7,8,9)。

图6 石门预抽钻孔最小控制范围布置示意图

图7 立井(斜井)预抽钻孔最小控制范围布置示意图

1-控制范围最外处钻孔;3-竖井;

图8 石门揭煤预抽钻孔控制面积示意图

图9 石门揭煤预抽钻孔平剖面示意图

区域预抽钻孔尽可能一次性控制揭煤全过程,工作面钻孔不能控制全过程时,采取“辅助巷道法”进行控制和区域打钻抽采;辅助巷道长度根据瓦斯压力和整个揭煤全过程长度确定,在具体设计

及防突措施中进行明确并实施。

综上三个方面分析瓦斯治理技术路线为掘进工作面区域防突措施选用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯措施掩护煤巷掘进;沿空掘进煤巷,煤柱小于5m 实施连续区域验证,煤柱大于5m 时对前方煤体进行消突评价,经评价为无突出危险后,执行连续区域验证工作;回采工作面选用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯作为区域防突措施。区域效果检验超标后,必须重新实施区域防突措施进行消突。(详见图10区域瓦斯治理技术路线流程图)

图10 区域瓦斯治理技术路线流程图 单一突出煤层预抽煤层瓦斯技术

穿层钻孔预抽煤巷

条带煤层瓦斯穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域消突评价安全防护措施工作面回采

揭 穿 煤 层

图3 区域瓦斯治理技术路线流程图

区域验证煤巷工作面掘进

区域消突评价安全防护措施区域验证区域消突评价安全防护措施区域验证

4、瓦斯突出危险源监控安全技术措施

煤与瓦斯突出事故的发生是瓦斯压力、煤质条件、地质条件以及开采方式等综合影响的结果,采掘活动中应严格按照《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》以及其他国家制定的行业标准采取预防措施。

对白庙矿二

1

煤层,在开采新水平、新采区时,必须按照新水

平、新采区的防突设计要求进行采掘等生产活动。

矿井采掘管理、矿井装备选择、技术措施等各项工作,必须严格依照防突要求来进行。

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