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煤業(yè)有限公司區(qū)域綜合防突措施

  
評(píng)論: 更新日期:2024年08月05日

前 言

煤與瓦斯突出是一種復(fù)雜的礦井瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象,到目前為止,國內(nèi)外對(duì)各種地質(zhì)、開采條件下突出發(fā)生的規(guī)律還沒有完全掌握。吉源煤業(yè)有限公司是一個(gè)新建礦井,在建設(shè)過程中,煤巷掘進(jìn)、井巷穿過煤層時(shí),曾有K1值超過0.5和炮后瓦斯涌出量大等情況存在。為響應(yīng)黨和國家 “安全第一,預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針,根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》、《煤礦安全規(guī)程》等相關(guān)規(guī)定,結(jié)合本礦實(shí)際情況,特編制本措施。

第一章 概況

1.1井田概況

位置:吉源煤礦位于水城縣南東,直距約20公里,地理坐標(biāo)為:東徑105°02′34″—105°03′34″,北緯26°03′52″—26°05′10″屬于阿戛井田東部。

礦井境界總體呈不規(guī)則形狀,走向一般長2.3km,傾向?qū)?.3km,面積約2.0609km2。

1.2地質(zhì)構(gòu)造

礦區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆六盤水?dāng)嘞莼蛲幈蔽飨驑?gòu)造變形區(qū),礦區(qū)位于格目底向斜南翼東端仰起處,總體為一單斜構(gòu)造。

地層產(chǎn)狀:傾向290—330°,傾角6—35°,一般在10—30°之間。由一系列北東向傾沒的緊密不對(duì)稱褶皺及與地層走向斜交(或一致)的北東向逆斷層組(36條)構(gòu)成,剖面上呈迭瓦狀,平面上呈“入”安形的構(gòu)造形態(tài)。其中較大的逆斷層有6條,分別是F30、F53、F46、F55、F63、F66、另有正斷層13條,其中F58、F70、F79較大。因此,礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜。

1.3煤層情況

1.3.1含煤地層特征

礦區(qū)煤系地層含煤多達(dá)80余層,一般67層,總厚52米,可采和局部可采26層,厚28.94米,其中本次參加儲(chǔ)量計(jì)算的10層,厚14.45米。主要集中在煤系上部I、II煤段,其次是底部VII煤段??偟膩碚f,可采煤層變化不大,比較穩(wěn)定,煤系共有標(biāo)志層37個(gè),50%分布于I、II煤段中,D煤段灰?guī)r標(biāo)志層是確定各煤層的依據(jù):II煤段的高嶺石泥巖是主要標(biāo)志層,黃鐵礦和原煤硫份也是此段重要對(duì)比標(biāo)志。

1.3.2可采煤層

全區(qū)和基本全區(qū)可采者10層,厚14.45米,其一般特征見表1-3-2、表1-3-3)?,F(xiàn)將各煤層的對(duì)比依據(jù),主要特點(diǎn)及變化規(guī)律分述如下:

1、I煤段煤層

本煤段有1、3、5、10、16等5個(gè)可采煤層,總厚4.26米。煤層以厚度薄、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、間距變化小(表4-3)為特征。各煤層確定的主要依據(jù)是灰?guī)r標(biāo)志層,灰?guī)r除宏觀特征易于識(shí)別外,在物探測井視電阻率曲線上也有特殊形態(tài),現(xiàn)將此段煤層分述如下:

1#煤層

1#煤層的確定依據(jù)是(1)、(2)兩個(gè)標(biāo)志層。

煤層厚一般0.75米,中上部有2-3層高嶺石泥巖夾矸,夾矸自上而下,一、二層厚0.01—0.08米,隱品質(zhì);第三層厚0.01米,粗品質(zhì),煤層比較穩(wěn)定,厚度、結(jié)構(gòu)變化不大。

3#煤層

3#煤層位于(2)、(3)標(biāo)志之間,距(3)標(biāo)志層之上1.5—5.5米,間距確定,據(jù)此可確定3煤層。

從目前資料看,2煤層與3煤層可能有分叉、合并的關(guān)系。當(dāng)兩層合并時(shí),煤厚1.3米左右,有兩層夾矸,普遍有一層細(xì)晶高嶺石泥巖;當(dāng)兩層分離時(shí),煤分層厚0.90米左右,一般沒有夾矸,兩層厚度之和與兩層合并厚度相當(dāng)。因此兩層之間變化較大,由0.8—5.4米,在煤層下1米左右,有時(shí)有一薄煤或炭質(zhì)泥巖,極不穩(wěn)定。

5#煤層

5#煤層位于(4)、(5)標(biāo)志之間,距(4)標(biāo)志層3米左右,由(4)、(5)兩個(gè)標(biāo)志層間可以確定5煤層。

煤厚一般0.74米,結(jié)構(gòu)簡單,靠頂部有一層0.01米的隱晶質(zhì)高嶺石泥巖夾矸,煤層變化不大,是較穩(wěn)定煤層。

10#煤層

10#煤層位于(5)、(6)標(biāo)志層之間,根據(jù)(6)標(biāo)志層可以確定10#煤層。而根據(jù)10#煤層頂板巖性較細(xì)有豐富的小腹足類運(yùn)輸化石,結(jié)構(gòu)單一,煤的灰分較低,煤層在物探測井視電阻率曲線上反映高翼常等特征區(qū)別于9煤層,同時(shí)結(jié)合(5)標(biāo)志層就可以確定9煤層。

10#煤層一般厚0.83米。11線—6線厚1米左右,其變化與9#煤層相似,5線—2線厚度變化不大,0.80米左右,均屬較穩(wěn)定煤層。

16#煤層

16#煤層是1煤段最末一層煤,也是18煤層以上第一層硫份高的煤層,其頂板是(11)標(biāo)志層,據(jù)此可以確定16煤層。

煤層厚度一般0.68米,中深部一般可采,淺部一般不可采,單一結(jié)構(gòu),個(gè)別點(diǎn)頂部見一層0.01—0.02米隱晶質(zhì)高嶺石泥巖或泥巖夾矸,煤層變化不大,是較穩(wěn)定煤層。

ZK東13厚度1.54米,其直接底有斷層通過,可能受擠偏,厚度變薄。

2、Ⅱ煤段煤層

本段有18#、21#、24#、26#、29#等5個(gè)可采煤層,總厚10.19米,煤層以厚度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、硫份低,高嶺石泥巖夾矸多為特征。此段巖性、巖相、煤層及其間距有一定的變化(表4-3),但主要煤層變化不大,而且有比較穩(wěn)定的標(biāo)志層,18#、24#、29#煤層的高嶺石泥巖夾矸是對(duì)比的主要標(biāo)志,黃鐵礦有時(shí)26煤層底板開始出現(xiàn),煤的硫份偏高,現(xiàn)將各煤層的對(duì)比依據(jù)及變化情況分述如下:

18#煤層

東部煤層頂板(12)標(biāo)志層是確定煤層的重要依據(jù)之一。全區(qū)煤層中部常見2—3層致密堅(jiān)硬高嶺石泥巖夾矸,其特征自上而下:上層灰黑色顯微團(tuán)塊,厚0.01—0.02米;中層灰色粗晶質(zhì),這也是確定煤層的重要標(biāo)志,此外,本層是16號(hào)煤層以下第一個(gè)低硫份煤層,據(jù)上述三點(diǎn)可確定18煤層。

煤層厚一般0.9米夾矸情況如上述,煤層分布全區(qū),除6線以東淺部有些鉆孔不可采外,其余均可采,煤層變化小,是較穩(wěn)定煤層。

個(gè)別鉆孔厚度特別薄(ZK52)和特別厚(ZK34、ZK91),主要是構(gòu)造擠壓關(guān)系。

21#煤層

本煤層厚度大為最突出的特點(diǎn),是礦區(qū)內(nèi)主要可采煤層,煤的灰份比18#煤層低,回收率56%,是II煤段回收率最高的煤層,這也是對(duì)比依據(jù)。

煤層厚一般西部薄東部厚。西部1—2.7米,東部2.5—4.5米為多,往1—東線2線深部有逐漸增厚的趨勢,結(jié)構(gòu)西部較簡單,東部較復(fù)雜。西部有時(shí)單一結(jié)構(gòu),有時(shí)有兩層夾矸,3—4層也常見,最多達(dá)6層,5—6線淺部見有0.6—1.5米夾矸,此時(shí)下分層厚度大于上分層。

綜上所述,煤層變化不大,屬穩(wěn)定煤層。

24#煤層

對(duì)比24#煤層的主要依據(jù)是(14)標(biāo)志層,若(14)標(biāo)志層找不到時(shí),則根據(jù)煤層底板有豐富的鮞菱鐵礦結(jié)核;煤的灰份高于21#、26#煤層而低于23煤層及21與24煤層之間夾的1—3層含豐富的石英鮞粒的硬質(zhì)薄煤(即23煤層位)等組合特征確定24#煤層。

煤層厚西薄東厚。西部0.5—1.0米,東部1.0—3.0米或更厚些。結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般有兩層夾矸,3—4層也常見,最多達(dá)7層,夾矸厚度不大, 0.01—0.02米為多,煤層變化不大,屬穩(wěn)定煤層。

26#煤層

11線—1線以及4線以東中深部根據(jù)(15)標(biāo)志層確定煤層,4線以東淺部僅依據(jù)上下層位組合特征而定,依據(jù)不夠十分充分。

煤層5線西穩(wěn)定,厚度2—3米,淺部薄深部厚,靠頂部有1—2層泥巖夾矸,厚度0.20—0.40米,5線以東穩(wěn)定性較差,中深部厚度1.3—2.3米,有一層泥巖夾矸,淺部3線—東2線不可采,ZK22、ZK23未見26#煤層,可能是被沖刷。

ZK61煤層厚度5.03米,以受構(gòu)造擠壓,厚度不可靠。

29#煤層

29#煤層的粗品晶高嶺石泥巖(即(18)標(biāo)志層)位于煤層頂部,并且29#、30#煤層底板普通有大量的鮞狀鐵礦結(jié)核,根據(jù)(18)標(biāo)志層及煤層一般較厚、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜等特征區(qū)別于30#煤層。

煤層厚度一般1.40米,厚度變化沒有明顯的規(guī)律性,3線淺部不可采,其余地區(qū)可采,有1—3層夾矸,厚多為0.01—0.06,個(gè)別達(dá)0.44米,巖性一般為高嶺石泥巖,少數(shù)為泥巖。5—6線附近有時(shí)分叉,其夾矸厚1.70米(見插圖1-3)。ZK42厚5.41米、ZK34厚0.08米是因?yàn)闃?gòu)造擠壓影響。

總的看來,煤層變化不大,是較穩(wěn)定煤層。

1.4礦井瓦斯、煤塵、煤的自燃及地溫

1.3.1瓦斯

本礦新建礦井,未進(jìn)行瓦斯等級(jí)鑒定,瓦斯涌出量參照相鄰阿戛鄉(xiāng)潘家寨煤礦資料。

依據(jù)貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]514號(hào))“對(duì)六盤水市煤礦2007年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告的批復(fù)”、貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]67號(hào))“對(duì)六盤水市煤礦2006年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告的批復(fù)”、貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2005]246號(hào))“對(duì)六盤水市煤礦2005年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告的批復(fù)”和貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2005]25號(hào))“對(duì)六盤水市煤礦2004年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定報(bào)告的批復(fù)”,吉源煤礦2007年度批準(zhǔn)瓦斯等級(jí)為煤與瓦斯突出礦井,周邊礦井2004、2005、2006年度瓦斯等級(jí)結(jié)果均為高瓦斯礦井,。

各煤礦2004、2005、2006、2007年度礦井瓦斯等級(jí)鑒定情況見下表。

1.3.2煤塵爆炸性

根據(jù)六枝工礦(集團(tuán))恒達(dá)勘察設(shè)計(jì)有限公司實(shí)驗(yàn)室2009年1月23日出具的水城縣阿戛鄉(xiāng)吉源煤礦1、3、5、10、16、18、21、24、26、29號(hào)煤層煤塵爆炸性鑒定報(bào)告:各煤層均有爆炸危險(xiǎn)性各煤層均按煤塵有爆炸性進(jìn)行設(shè)計(jì)和管理。

1.3.3自燃傾向性

根據(jù)六枝工礦(集團(tuán))恒達(dá)勘察設(shè)計(jì)有限公司實(shí)驗(yàn)室2009年1月23日出具的水城縣阿戛鄉(xiāng)吉源煤礦1、3、5、10、16、18、21、24、26、29號(hào)煤層煤炭自燃傾向性鑒定報(bào)告:1、5、18、21、24、29號(hào)煤層自燃傾向等級(jí)為Ⅱ類(自燃煤層),3、10、16、26號(hào)煤層自燃傾向等級(jí)為Ⅲ類(不易自燃煤層)。

1.3.4地溫

本井田屬地溫正常區(qū),無熱害影響。

1.5地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存情況對(duì)瓦斯涌出的影響

根據(jù)建井期間揭露資料分析,礦井瓦斯涌出有以下特點(diǎn):

1、斷層帶附近(從揭露斷層前3米開始)瓦斯涌出量急劇增大,不論斷層大小,只要揭露斷層,瓦斯涌出量就會(huì)急劇增大,過完斷層即可恢復(fù)正常。

2、掘進(jìn)工作面進(jìn)入褶皺轉(zhuǎn)折端(軸)時(shí)瓦斯涌出量逐漸增大。

3、煤厚增加、軟分層增厚時(shí),瓦斯涌出量急劇增大。

4、掘進(jìn)工作面炮后T1值急劇升高又急劇下降。

綜上所述,由于礦井瓦斯涌出異常點(diǎn)和異常因素難于準(zhǔn)確控制,因此必須加大瓦斯抽放力度,提高抽放效果,確保礦井安全和生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

第二章 開 拓 開 采

2.1礦井開拓方式

全礦井分兩個(gè)水平(+1400m水平和+1260m水平),每個(gè)水平一個(gè)采區(qū),總共設(shè)計(jì)兩個(gè)采區(qū)。

首采區(qū)利用現(xiàn)有工業(yè)場地,利用主、副斜井、回風(fēng)斜井,利用+1400m標(biāo)高井底車場、水倉和采區(qū)運(yùn)輸石門、采區(qū)軌道石門、采區(qū)回風(fēng)石門、回風(fēng)大巷;三條采區(qū)石門從井底車場穿層施工到達(dá)礦區(qū)邊界,首采區(qū)以三條采區(qū)石門兼作一采區(qū)準(zhǔn)備巷,形成一采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。從一采區(qū)的采區(qū)石門施工區(qū)段石門進(jìn)入16號(hào)煤層,在兩翼布置回采工作面。

采煤方法為走向長壁采煤法(炮采工藝)。

2.2采區(qū)巷道布置

采區(qū)內(nèi)煤層采用集中布置。

2.3采掘方法

1、采煤方法

根據(jù)《吉源煤礦開采設(shè)計(jì)變更》,設(shè)計(jì)采用走向長壁炮采法采煤,后退式開采,全部陷落法管理頂板。

2、掘進(jìn)方法

掘進(jìn)方法包括炮掘。目前炮掘的裝載方式主要是人工扒裝上溜子和鋼絲繩牽引耙斗機(jī)上溜子、皮帶、礦車運(yùn)輸方法相結(jié)合。

第三章 區(qū)域綜合防突措施

我國各突出礦井執(zhí)行的是“區(qū)域防突措施先行,局部防突措施補(bǔ)充”的原則,做到不掘突出頭,不采突出面,不采取區(qū)域防突綜合措施的不掘進(jìn)。

3.1區(qū)域預(yù)測

在今后的采掘中,為解放生產(chǎn)力,加快采掘進(jìn)度,降低防突成本,建議礦井對(duì)煤層進(jìn)行區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測工作。根據(jù)預(yù)測結(jié)果,可以把突出煤層分別劃分為突出危險(xiǎn)區(qū)和無突出危險(xiǎn)區(qū)。目前,本礦未進(jìn)行該項(xiàng)工作,故所有采掘區(qū)域都必須按突出危險(xiǎn)區(qū)進(jìn)行技術(shù)管理。

3.2區(qū)域防突措施

目前我國普遍采用的區(qū)域性防突措施是開采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯,其中開采保護(hù)層是最有效的一種防突措施。在突出礦井,無保護(hù)層可采的條件下,一般采用預(yù)抽瓦斯作為區(qū)域性防突措施。

3.2.1開采保護(hù)層

根據(jù)《貴州省水城縣阿戛井田吉源煤礦(東1-4線)儲(chǔ)量核實(shí)報(bào)告》知:井田范圍內(nèi)煤層皆具有突出危險(xiǎn)性,吉源煤礦擬采范圍內(nèi)1、5、10、16、18、21、24、26及29號(hào)煤層,首采煤層為16號(hào)煤層,其中瓦斯含量高的有3、21、24、26煤層。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中保護(hù)層的選擇要求,并參照《水城縣阿戛鄉(xiāng)吉源煤礦開采方案設(shè)計(jì)(變更)》知:礦井首采面布置在16煤層中。

3.2.2超前鉆孔預(yù)抽

1、采煤工作面

根據(jù)本礦開拓方式和巷道布置情況,本礦擬采用順層鉆孔抽放。在回采巷道掘進(jìn)的同時(shí),在運(yùn)輸巷和回風(fēng)巷進(jìn)行本煤層鉆孔的施工,并相繼投入抽放,對(duì)煤體瓦斯進(jìn)行超前抽放。

2、煤巷掘進(jìn)工作面

根據(jù)采掘安排,本礦擬采用掘進(jìn)工作面順層鉆孔預(yù)抽和兩幫鉆場夾抽的方法相結(jié)合。具體施工要求根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況決定,但嚴(yán)禁違反《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》。

3、石門(含立井、斜井等)揭煤工作面

根據(jù)采掘安排,本礦擬采用掘進(jìn)工作面順層鉆孔預(yù)抽的方法。具體施工要求根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況決定,但嚴(yán)禁違反《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》。

3.3區(qū)域措施效果檢驗(yàn)

3.3.1必要性

為了確定區(qū)域防突措施是否達(dá)標(biāo),本礦必須進(jìn)行區(qū)域措施效果檢驗(yàn)。

3.3.2效檢方法

1、采煤工作面

(1)開采保護(hù)層的保護(hù)效果檢驗(yàn)

開采保護(hù)層的保護(hù)效果檢驗(yàn)主要采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量、頂?shù)装逦灰屏考捌渌?jīng)試驗(yàn)證實(shí)有效的指標(biāo)和方法,也可結(jié)合煤層的透氣性系數(shù)變化率等輔助指標(biāo)。

當(dāng)采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)測的最大殘余瓦斯壓力或者最大殘余瓦斯含量對(duì)預(yù)計(jì)被保護(hù)區(qū)域的保護(hù)效果進(jìn)行判斷。若檢驗(yàn)結(jié)果仍為突出危險(xiǎn)區(qū),保護(hù)效果為無效。

根據(jù)本礦實(shí)際情況,建議由具有資質(zhì)的單位進(jìn)行該項(xiàng)工作。

(2)預(yù)抽煤層瓦斯效果檢驗(yàn)

采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施時(shí),應(yīng)以預(yù)抽區(qū)域的煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量為主要指標(biāo)進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。

根據(jù)本礦實(shí)際情況,建議由具有資質(zhì)的單位進(jìn)行該項(xiàng)工作。

2、煤巷掘進(jìn)工作面

方法一:

根據(jù)預(yù)抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等參數(shù)間接計(jì)算的殘余瓦斯含量值。目前本礦尚無完整的瓦斯參數(shù)等基礎(chǔ)資料,建議盡快安排有資質(zhì)的單位進(jìn)行煤層瓦斯參數(shù)等鑒定工作。

方法二:

采用直接測定煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量為主要指標(biāo)進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。

3、石門(含立井、斜井等)揭煤工作面

方法二:

采用直接測定煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量為主要指標(biāo)進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。

方法二:

采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)進(jìn)行措施效果檢驗(yàn)。

3、效檢注意事項(xiàng)

(1)檢驗(yàn)期間還應(yīng)觀察、記錄在煤層中進(jìn)行鉆孔等作業(yè)時(shí)發(fā)生的噴孔、頂鉆及其他突出預(yù)兆。

(2)在相應(yīng)措施中明確效檢方法、效檢的允許掘進(jìn)距離。

(3)所有效檢方法必須符合相關(guān)規(guī)定。

3.4區(qū)域驗(yàn)證

根據(jù)本礦實(shí)際情況,采煤工作面、煤巷掘進(jìn)工作面、石門(含立井、斜井等)揭煤工作面的突出危險(xiǎn)性預(yù)測選用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法的方法進(jìn)行,具體要求不得違反《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》。

第四章 結(jié)語

本礦區(qū)域綜合防突措施必須嚴(yán)格執(zhí)行,其余未涉及部分根據(jù)實(shí)際情況決定,但不得違反相關(guān)規(guī)定。

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