煤矿防治煤与瓦斯突出设计--30万t-a.doc

矿业集团有限公司矿业集团有限公司 xxxxxxxx 市市 xxxxxxxx 乡乡 煤矿煤矿 防治煤与瓦斯突出设计防治煤与瓦斯突出设计 （30 万 t/a） xxxxxxxx 矿冶工程开发有限责任公司矿冶工程开发有限责任公司 二二 0 0 一六年四月一六年四月 矿业集团有限公司矿业集团有限公司 xxxxxxxx 市市 xxxxxxxx 乡乡 煤矿煤矿 防治煤与瓦斯突出设计防治煤与瓦斯突出设计 （30 万 t/a） 设 计： 项目负责： 总工程师： xxxxxxxx 矿冶工程开发有限责任公司矿冶工程开发有限责任公司 二二 0 0 一六年四月一六年四月 矿业集团有限公司矿业集团有限公司 xxxxxxxx 市市 xxxxxxxx 乡乡 煤矿煤矿 防治煤与瓦斯突出设计防治煤与瓦斯突出设计 （30 万 t/a） 一、说明书一套 二、图纸一套（ 4 张） 序号图 名图号比例张数 1 采掘工程平面图 11:20001 2 瓦斯抽采系统图 2 示 意 1 3 避灾路线图 3 示 意 1 4 M2 煤层回采巷道作为瓦斯抽放巷穿层预抽 M3 煤层 回采区域及卸压瓦斯钻孔布置平剖面图 4 示 意 1 5 M2 煤层底板瓦斯抽放巷穿层预抽 M2 煤层条带瓦斯 钻孔布置平剖面图 5 示 意 1 6 回采工作面本煤层抽放钻孔布置平面图 6 示 意 1 7 石门揭煤前探孔、测压孔布置图 7 示 意 1 8 石门揭煤前探孔、测压孔布置图 8 示 意 1 9 煤巷掘进工作面超前预抽钻孔布置示意图 9 示 意 1 10 煤巷掘进工作面预测钻孔布置图 10 示 意 1 11 预测不超标时煤巷掘进工作面允许进尺平面示意图 11 示 意 1 12 采煤工作面预测钻孔布置示意图 12 示 意 1 13 预测不超标时采煤工作面允许进尺平面示意图 13 示 意 1 xxxxxxxx 矿冶工程开发有限责任公司矿冶工程开发有限责任公司 1 附件目录：附件目录： 1、防突设计委托书； 2、采矿许可证复印件； 3、安全生产许可证； 4、2013 年 12 月 xxxx 省煤田地质局实验室提交的煤炭自燃倾向等级鉴 定报告 ； 5、2013 年 12 月 xxxx 省煤田地质局实验室提交的煤尘爆炸性鉴定报告 ； 6、xxxx 大学提供的煤矿 M1、M2 煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定结论； 7、xxxx 省煤炭管理局文件：关于对 xxxx 市煤矿（整合）开采方案设计的 批复（黔煤规字20081356 号文件） ； 8、xxxx 省煤矿安全监察局 xxxx 监察分局文件：关于 xxxx 市煤矿（技改 扩能）安全设施设计的批复（黔煤安监盘字2008260 号文件） ； 9、矿业集团有限公司文件关于煤矿二采区安全设施设计的批复意见 （xxxx 办发201510 号） ； 10、矿业集团有限公司文件关于煤矿二采区开采方案设计的批复意 见 （xxxx 办发20159 号） ； 11、xxxx 省能源局文件 2011、2012、2014 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的 批复； 2 附图目录：附图目录： 序号图 名图号比例张数 1 采掘工程平面图 11:20001 2 瓦斯抽采系统图 2 示 意 1 3 避灾路线图 3 示 意 1 4 M2 煤层回采巷道作为瓦斯抽放巷穿层预抽 M3 煤层 回采区域及卸压瓦斯钻孔布置平剖面图 4 示 意 1 5 M2 煤层底板瓦斯抽放巷穿层预抽 M2 煤层条带瓦斯 钻孔布置平剖面图 5 示 意 1 6 回采工作面本煤层抽放钻孔布置平面图 6 示 意 1 7 石门揭煤前探孔、测压孔布置图 7 示 意 1 8 石门揭煤前探孔、测压孔布置图 8 示 意 1 9 煤巷掘进工作面超前预抽钻孔布置示意图 9 示 意 1 10 煤巷掘进工作面预测钻孔布置图 10 示 意 1 11 预测不超标时煤巷掘进工作面允许进尺平面示意图 11 示 意 1 12 采煤工作面预测钻孔布置示意图 12 示 意 1 13 预测不超标时采煤工作面允许进尺平面示意图 13 示 意 1 附表（矿井防突工作管理表格）：附表（矿井防突工作管理表格）： 1、石门揭煤工作面突出危险性预测记录表； 2、防治突出技术措施效果检验报告单； 3、煤与瓦斯突出记录卡片； 4、煤与瓦斯突出矿井基本情况调查表； 5、矿井突出现象汇总表； 6、煤的破坏类型分类表。 附录（瓦斯参数测定方法）：附录（瓦斯参数测定方法）： 1、综合指标法； 2、防突措施有效半径的测定方法。 0 目目 录录 前前 言言 1 1 第一章第一章 矿井概况矿井概况 7 7 第一节 矿井概述 .7 第二节 矿井开拓与开采12 第三节 矿井通风及瓦斯13 第二章第二章 区域综合防突措施区域综合防突措施 1515 第一节 区域综合防突措施基本程序和要求 15 第二节 区域突出危险性预测15 第三节 区域防突措施 16 第四节 区域措施效果检验25 第五节 区域验证 28 第三章第三章 局部综合防突措施局部综合防突措施 2929 第一节 局部综合防突措施基本程序和要求 29 第二节 工作面突出危险性预测 31 第三节 工作面防突措施35 第四节 工作面防突措施效果检验 43 第四章第四章 安全防护措施安全防护措施 4646 第一节 远距离爆破 46 第二节 设置反向风门 47 第三节 设置避难硐室 48 第四节 压风自救系统 49 第五章第五章 矿井防突机构设置与管理矿井防突机构设置与管理 5252 第一节 机构设置及防突管理52 第二节 技术培训 56 第三节 防突装备 56 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 0 前前 言言 煤矿位于 xxxx 省 xxxx 市南西部，属 xxxx 市 xxxx 乡管辖，矿区距 xxxx 市城 区（直距）约 28km，xxxx 市xxxx凹子冲煤矿公路从矿区穿过，交通方便。根 据 xxxx 市 xxxx 乡煤矿临时采矿许可证拐点坐标，其地理坐标：东经 104 44011044536，北纬 245659245823。矿区范围由 6 个 拐点圈定，矿界东西长约 2.503km，南北宽约 1.362km，矿区面积 3.4087km2，矿 井年设计生产能力 30 万 t/a，服务年限 12.6a。 根据xxxx华源矿山设计有限公司2008年提交的xxxx市xxxx乡煤矿开采方案设 计（整合）和安全专篇，矿井采用平硐开拓；全矿井划分为二个水平，一水平标 高为1765m、二水平标高为+1600m；一水平划分4个采区，二水平划分1个采区， 整个井田共5个采区，应本着先解放、后回采的原则，一、二采区交替回采。矿井 投产时，以一个炮采工作面和二个掘进工作面达到设计生产能力。 2014 年 11 月，煤矿委托 xxxx 兴源煤矿科技有限责任公司编制了矿业集团 有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿二采区开采方案设计及二采区开采方案设计的安 全设施设计。该设计根据矿井实际施工情况结合目前煤炭行业的产业政策，划分 为一个水平，三个采区进行开拓，水平标高在+1650m；水平标高以上划分为一、 二采区，水平标高以下划为三采区。 矿井井田内含可采及局部可采煤层 3 层，分别为 M3、M2、M1号煤层。根据 xxxx 省安全生产监督管理局、xxxx 煤矿安全监察局、xxxx 省煤炭管理局（现为 xxxx 省能源局）2007 年 10 月 17 日下发的关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出 防治工作的意见 （黔安监管办字2007345 号） ，煤矿位于具有煤与瓦斯突出危险 的矿区（煤田）范围内，且本矿井在开采 M3煤层时，曾发生过煤与瓦斯突出，本 矿为突出矿井。根据相关要求，煤矿委托本公司编制矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计。 一、编制设计的依据一、编制设计的依据 （一）设计依据（一）设计依据 1、关于黔西南州煤炭局关于转报 xxxx 市 xxxx 乡煤矿生产地质报告的报告 的批复； 2、xxxx 省国土资源厅颁发的 xxxx 市 xxxx 乡煤矿采矿许可证； 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 1 3、xxxx 省煤炭管理局对xxxx 市 xxxx 乡煤矿开采设计方案的评审批文； 4、xxxx 华源矿山设计有限公司 2008 年 10 月提交的xxxx 市 xxxx 乡煤矿开 采设计方案 ； 5、xxxx 华源矿山设计有限公司 2008 年 12 月编制的xxxx 市 xxxx 乡煤矿 （整合）安全专篇 ； 6、xxxx 省煤田地质局实验室提供的煤尘爆炸性鉴定报告 ，矿井各煤层均 无煤尘爆炸危险。 7、xxxx 省煤田地质局实验室提供的煤炭自然发火倾向性等级鉴定报告 ， 各煤层自燃倾向性均为 III 类，即为不易自燃煤层。 8、xxxx 大学矿山开采与安全教育部重点实验室 2010 年 8 月 20 日编制的 xxxx 省 xxxx 市 xxxx 乡煤矿 18#（M2） 、19#（M1）煤层煤与瓦斯突出危险性 鉴定报告； 9、矿业集团有限公司文件关于煤矿二采区开采方案设计的批复意见 （xxxx 办发20159 号） ； 10、矿业集团有限公司文件关于煤矿二采区安全设施设计的批复意见 （xxxx 办发201510 号） ； 11、xxxx 省能源局文件 2011、2012、2014 年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复； （二）依据的有关法律、条例、规程、规范、规定（二）依据的有关法律、条例、规程、规范、规定 1、 中华人民共和国煤炭法 （2013.6.29） ； 2、 中华人民共和国安全生产法 （2014.4.21） ； 3、 中华人民共和国矿山安全法 （1992.11.7） ； 4、 中华人民共和国矿山安全法实施条例 （1996.10.11） ； 5、 煤矿安全监察条例 （2000.11.7） ； 6、 防治煤与瓦斯突出规定 （2009 年） ； 7、 煤矿安全规程 （2016 年） ； 8、 煤炭工业矿井设计规范 （GB502152005） ； 9、 煤矿瓦斯抽采工程设计规范 （GB50471-2008） ； 10、 煤矿瓦斯抽放规范 （AQ1027-2006） ； 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 2 11、 煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册 （2005 年） ； 12、 石门揭穿煤与瓦斯突出煤层程序技术条件 （MT/T955-2005） ； 13、 石门揭穿突出煤层震动爆破技术条件 （MT/T958-2005） ； 14、 煤与瓦斯突出矿井鉴定规范 （AQ1024-2006） ； 15、xxxx 省人民政府办公厅文件省人民政府办公厅转发省安全监管局 xxxx 煤监局关于进一步加强煤矿瓦斯综合治理和利用意见的通知 （黔府办发（2010） 111 号文） 。 16、xxxx 省人民政府办公厅文件省人民政府办公厅转发省安全监管局 xxxx 煤监局关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作意见的通知 （黔府办发（2013）4 号文） 。 二、设计的指导原则二、设计的指导原则 1、坚持“安全第一，预防为主、依靠科学、综合治理的方针和管理、装备、 培训三并重”的原则； 2、实行“四位一体”的区域综合防突出措施和局部综合防突措施； 3、依靠科技进步，结合本矿井的实际情况，采用比较成熟的技术、设备、仪 器、仪表提高矿井的综合防突能力； 4、坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则；采掘工作做到“不掘突 出头、不采突出面”；未按要求采取综合防突措施的，严禁进行采掘活动。 三、主要技术经济指标三、主要技术经济指标 1、设计生产能力：30 万 t/a； 2、矿井配备专职防突机构人员：16 人； 3、防突总投资（不含瓦斯抽采）：总投资为 82.003 万元，其中，防突仪器、 仪表和设备投资 47.003 万元，机构设置及人员培训费 15 万元，其它费用 20 万元。 四、设计采用的主要防突措施四、设计采用的主要防突措施 1、矿井区域防突措施设计主要采取开采保护层和穿层预抽煤层瓦斯措施。 矿井可采煤层 3 层，从上至下依次为 M3、M2、M1 煤层，M1 与 M2 煤层为 间距为 43m，M2 与 M3 煤层为间距为 15m。 矿井于 2005 年 3 月 17 日主平硐揭露 M3 煤层时发生煤与瓦斯突出，高程 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 3 +1766m。同时，根据矿井实际开采情况，M3 煤层透气性极差，打孔排放及预抽 瓦斯效果均不好。根据 xxxx 大学安全生产检测检验中心 2013 年 11 月编制的 xxxx 省 xxxx 市煤矿一、二采区 M1、M2 煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告 （原设计的一、二采区为现开采方案设计的一采区） ，在鉴定范围内+1650m 以上 的 M1 煤层无突出危险性，M1 煤层瓦斯压力为 0.1Mpa；鉴定范围内+1710m 以上 的 M2 煤层无突出危险性，M2 煤层瓦斯压力为 0.2MPa。因此，M1 煤层瓦斯压力 较 M2 煤层瓦斯压力小。 根据矿方提供的采掘工程平面图及由 xxxx 兴源煤矿科技有限责任公司编制的 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿二采区安全设施设计 ，矿井调整后的一 采区最低开采标高为+1650m，矿井一采区 M2 煤层+1710m 至+1650m 范围内按突 出危险区设计和管理。根据上述分析，煤层突出危险性：M1M2M3，开采调 整后的一采区时，应先开采突出危险性小的煤层。目前一采区 M1 煤层已开采完毕， 正回采 M2 煤层，然后开采 M3 煤层，即选择突出危险性较小的 M1、M2 煤层作 为 M3 煤层下保护层开采。由于矿井一采区 M2 煤层+1710m 至+1650m 范围内未 进行煤与瓦斯突出危险性鉴定，因此，必须利用专用瓦斯抽采巷对 M2 煤层进行瓦 斯预抽消突后方可进行采、掘工程布置。建议矿井委托相关资质单位对未鉴定区 域进行煤与瓦斯突出危险性鉴定或开展消突评价，如鉴定结果为非突出危险性煤 层或已经消除突出危险性，一采区区域防突措施可作相应调整，可取消底瓦斯板 抽放巷。 M1、M2 煤层作为下保护层开采，对开采下保护层的最小层间距进行论证。 根据保护层开采技术规范(AQ1050-2008)，计算如下： A：M1 煤层作为下保护层开采的最小层间距计算： H=KMcosa=101.12cos14=10.9m 式中：H允许采用的最小层间距，m； M保护层的开采厚度 1.12m； a煤层的倾角，度； K顶板管理系数，10。 经计算，M1 煤层作为下保护层开采的最小层间距为 10.9m。 B：M2 煤层作为下保护层开采的最小层间距计算： 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 4 H=KMcosa=100.84cos14=8.1m 式中：H允许采用的最小层间距，m； M保护层的开采厚度 0.84m； a煤层的倾角，度； K顶板管理系数，10。 经计算，M2 煤层作为下保护层开采的最小层间距为 8.1m。 因此，矿井开采下保护层不会破坏上一煤层的开采，符合要求。 保护层工作面开采时，当保护层经鉴定无煤与瓦斯突出危险的，矿井可采用 顺层长钻孔抽采瓦斯，同时，实施穿层钻孔对被保护层瓦斯进行抽采。随着开采 深度的延伸，当保护层也有煤与瓦斯突出危险时矿井必须设置专用瓦斯抽采巷， 利用穿层钻孔预抽采掘范围内的煤层瓦斯。针对本矿井专用瓦斯抽采巷的层位选 择，由于M2煤层煤厚为0.84m，与被保护层M3的层间距为15 m，大于M2煤层开采 厚度的10倍，本设计根据矿井煤与瓦斯突出鉴定报告资料，M2煤层在所鉴定 的区域内无突出危险性或未鉴定但已经消除突出危险性条件下，利用M2煤层中的 回采巷道作为M1煤层专用瓦斯抽采巷，专用瓦斯抽采巷施工的过程中，必须加强 防突措施，搞好措施效果检验，防止出现专用瓦斯抽采巷施工时遇到地质构造带， 引发煤与瓦斯突出事故。 2、矿井煤层突出危险性区域预测指标采用残余瓦斯压力和残余瓦斯含量指标， 井筒及石门揭煤工作面采用钻屑指标和综合指标；煤巷掘进和采煤工作面采用钻 屑指标、煤层瓦斯含量和钻孔瓦斯涌出初速度。为了使防突工作更加有的放矢， 并提高煤与瓦斯突出危险性预测的准确性，建议矿井在生产过程中加强煤层突出 敏感指标及临界值指标的研究。 3、矿井采取开采保护层和区域穿层预抽煤层瓦斯的区域综合防突措施，区域 防突措施实施后，在采掘作业前必须进行区域措施效果检验和区域验证。经区域 措施效果检验达标后，在采掘作业时，还必须对局部未消突区域采取瓦斯抽采等 局部防突措施，直至使该区域消突为止，做到“不掘突出头” 、 “不采突出面” 。 4、矿井采取的安全防护措施为采用远距离放炮，设置反向风门、采区和工作 面临时避难硐室、压风自救系统，以及下井人员必须佩带自救器等。 五、存在的问题及建议五、存在的问题及建议 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 5 1、矿井在建设和生产过程中，应加强地质勘探工作，同时加强瓦斯地质资料 的收集、整理、分析，以便进一步搞好矿井的煤与瓦斯突出防治工作。井下巷道 在施工过程中，必须做到先探后掘，确保施工安全。 2、根据 xxxx 大学矿山开采与安全教育部重点实验室 2010 年 8 月编制的 xxxx 省 xxxx 市 xxxx 乡煤矿 18#（M2） 、19#（M1）煤层煤与瓦斯突出鉴定报告 ， 煤矿 18#（M2）煤层在鉴定标高+1710m 以上无突出危险；19#（M1）煤层在鉴定 标高+1650m 以上无突出危险。但 18#（M2）煤层的坚固性系数为 0.5，刚好为临界 值指标，瓦斯放散初速度P 为 24.87，远远超过了临界值指标；19#（M1）煤层的 坚固性系数为 0.23，超过了临界值指标，瓦斯放散初速度P 为 31.202，也远远超 过了临界值指标。因此，建议矿井在对 xxxx 大学鉴定为无突出危险的区域内进行 采掘作业时，仍应该按具有煤与瓦斯突出危险性进行管理，防治发生煤与瓦斯突 出事故。 3、矿井专用瓦斯抽采巷的施工，必须采取先探后掘的措施，防止误穿地质构 造带。采用钻探措施，钻孔长度应不低于巷道两侧 20m、巷道前方 60m。并留足 超前安全距离；采用物探措施，可采用瑞利波探测仪，探明工作面前方地质构造。 所有专用瓦斯抽采巷及突出煤层外巷道的施工，必须确保距离突出煤层的最小法 向距离不小于 5m。当小于 5m 或需穿过煤层时，必须按石门揭煤的措施和方法， 切实搞好掘进工作面的防突工作，防止煤与瓦斯突出事故的发生。 4、矿井必须加强管理人员和井下从业人员的防突知识培训，提高管理人员和 从业人员的防突意识和防突操作技能。 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 6 第一章第一章矿井概况矿井概况 第一节第一节 矿井矿井概述概述 一、井田境界一、井田境界 根据 xxxx 省国土资源厅颁发的xxxx 市 xxxx 乡煤矿采矿许可证(证号： C520000201151120113425)，煤矿井田范围由 6 个拐点坐标圈定，矿界东西长约 2.503km，南北宽约 1.362km，矿区面积约 3.4087km2，拐点坐标详见表 1-1-1。 表表 1-1-1 矿区范围拐点坐标表矿区范围拐点坐标表 拐点XY 12763098.9335474933.16 22761640.9335475690.16 32760530.9335473090.16 42761670.9335473020.16 52762174.9335473669.16 62762672.9335474493.16 井田面积3.4087km2，准采标高：+2000+1400m 二、矿井地理及交通位置二、矿井地理及交通位置 1、地理位置 煤矿位于 xxxx 省 xxxx 市南西部，属 xxxx 市 xxxx 乡管辖，矿区范围地理坐 标为：东经 10444011044536，北纬 245659245823。 2、交通位置 矿区有 xxxx-xxxx-凹子冲公路从井田缘附近通过，并有矿区公路与之连接， 直达矿井工业广场，距 xxxx 市 28km，交通较为方便。交通位置详见图 1-1-1。 三、地层三、地层 煤矿井田出露地层为第四系（Q） 、下三叠统永宁镇组（T1yn） 、飞仙关组 （T1f） 、上二叠统长兴组(P3c)、龙潭组(P3L)、中二叠统大厂层(P2d)及茅口组(P2m)， 现从新到老分别述如下： 1、第四系（Q） 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 7 图图 1-1-1 煤矿交通位置图煤矿交通位置图 主要为坡积、残积、冲积物表土层，岩性以粘土、亚粘土为主。厚度 0-20m。 2、永宁镇组（T1yn） 岩性为灰、浅灰色薄层及中厚层白云岩、泥岩及灰岩。井田内出露不全，厚 度不详，与下覆地层成整合接触。 3、飞仙关组（T1f） 第三段（俗称紫色层）：均厚 200m。暗紫色粉砂岩，上部夹薄层紫灰色泥灰 岩。产瓣鳃类克氏蛤等动物化石。 第二段（俗称灰岩层）：均厚 40m。浅灰色，中厚层状，夹薄层泥灰岩，局 部具鲕粒结构，缝合线构造，底部为薄层泥灰岩。产头足类、瓣鳃类等动物化石 第一段（俗称绿色层）：均厚 120m。上部为黄灰色泥质粉砂岩，产瓣鳃类动 物化石；下部为灰绿色粉砂岩，产腕足类、瓣鳃类动物化石。 4、长兴组(P3c) 岩性灰、深灰色、黄灰色薄-中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩。厚度约 30m。 5、龙潭组(P3l) 本组是井田的含煤地层，厚度约 260m。龙潭组为本区主要含煤地层，含煤约 20 余层。据含煤性分为上、下两段。 上段（P2l2）地层厚度约 120m，岩性为灰绿、黄绿色薄至中厚层条带状粉砂 岩、泥岩夹薄层石英砂岩。含煤 10 余层，其中含可采煤层 3 层，即 M1、M2、M3 煤层。煤层全厚度 8.1311.00 米，平均 8.96m，含煤系数为 7.5%，煤层采用厚度 3.585.85m，平均 4.90m，可采含煤系数为 4.0%。 下段（P2l1）地层厚度约 140m，岩性为浅灰、灰、深灰及灰绿色薄至中厚层 条带状泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩夹薄层石英砂岩。含煤 10 余层，煤层全厚度 7.15m，含煤系数为 5.1%；局部含临界可采煤层 1 层，煤层采用厚度 0.87m，可采 含煤系数为 0.9%。煤层采用厚度 4.336.72m，平均 5.53m，可采含煤系数为 3.5%。 6、大厂层(P2d) 岩性为紫红、黄褐色中厚至厚层状角砾状蚀变硅质灰岩，夹粘土岩。厚度变 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 8 化极大，厚度 20-60m。 7、茅口组(P2m) 本组岩性为灰、浅灰色厚层状灰岩。未出露完全，厚度不详。与上覆地层呈 平行不整合接触。 四、矿区构造四、矿区构造 井田范围内为一单斜构造，地层走向北东，倾向南东，倾角为 14左右，变化 较小。井田外北西侧有断层 F1、F2，因位置距离开采煤层较远，加之 F1、F2 断 层倾角陡，所以 F1、F2 断层未对井田造成影响。 F1 正断层：走向北东 3570，倾向南东，倾角为 70，落差 520m，长度 约 2km。 F2 正断层：走向北东 3566，倾向南东，倾角为 65，落差不详，长度约 2.5km。 井田构造复杂程度属简单类型。 五、矿井水文条件五、矿井水文条件 井田受采掘破坏或采掘影响的孔隙、裂隙、溶隙含水层给水条件较差；矿山 大部分矿床位于最低侵蚀基准面以上，利于地表排泄；开采煤层与上、下灰岩含 水层距离较远；地表未有河流、水库等大型水体分布；直接充水水源主要为龙潭 组裂隙水、老窑采空区积水，故本矿山属于以裂隙充水为主的煤矿床。 井田内发育断层 2 条，因位置距离开采煤层较远，且因断层倾角较陡，对煤 矿开采不构成影响。所以本井田水文地质条件较为简单，煤矿属水文地质条件简 单的煤矿床。 综上所述，煤矿水文地质条件类型为一类二型。 六、煤层与煤质六、煤层与煤质 1、煤层 二叠系上统龙潭组是矿区的含煤地层，岩性为黄褐色、黄绿色、灰绿色的粉 砂质泥岩、石英细砂岩、粉砂岩、泥岩、泥质粉砂岩及煤组成。厚度约 260m。该 组中含煤层 20 余层，本区可采煤层 3 层，即为 M1、M2、M3煤层。 M3煤层上距龙潭组顶界约 80m，下距 M2煤层约 15m。无夹矸，层位及厚度 较稳定。倾角 1018，平均 14。厚度 1.10-1.8m，纯煤平均厚 1.50m。 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 9 M2煤层下距 M1煤层约 43m。无夹矸，层位及厚度稳定。倾角 1018，平 均 14。厚度 0.8-0.92m，纯煤平均厚 0.84m。 M1煤层下距大厂层顶界约 150m。无夹矸，层位及厚度稳定。倾角 1018， 平均 14。厚度 0.91.4m，纯煤平均厚 1.12m。 矿井井田范围内含可采煤层 3 层，即 M3、M2、M1。可采煤层特征详见表 1-1- 2。 表表 1-1-2 可采煤层特征表可采煤层特征表 顶底板岩性煤层 编号 煤层厚度 (m) 煤层平均厚 度(m) 煤层倾角 () 煤层平均 间距(m) 煤层 结构 煤层 稳定性顶板底板 M31.11.81.5014单一粉砂质泥岩泥岩 15 M20.80.920.8414单一稳定粉砂质泥岩泥岩 M10.91.41.1214 43 单一稳定粉砂岩泥质粉砂岩 2、煤质 根据煤炭分类国家标准(GB575186)，确定煤矿矿区内 M1煤层为低灰、低硫、 特高热值无烟煤；M2煤层为中灰、中硫、中热值无烟煤；M3煤层为高灰、中硫、 低热值无烟煤。 煤矿各可采煤层煤质的具体指标情况见表 1-1-3。 表表 1-1-3 煤矿各可采煤层煤质特征表煤矿各可采煤层煤质特征表 基本煤质分析 煤层编号 煤样 类别Ad(%)Vdaf (%)St，d (%)Pd(%)Qnet，d(MJ/kg) 原煤34.1044.506.8010.401.421.4618.53122.586 M3 原煤39.308.601.44 0.05 20.555 原煤23.5328.299.9310.301.101.1724.6326.296 M2 原煤25.9110.1151.135 0.05 25.463 原煤9.1513.286.196.580.481.0131.957 M1 原煤11.2156.3850.745 0.05 31.957 七、煤炭资源储量七、煤炭资源储量 根据 xxxx 煤矿地质工程咨询与地质环境监测中心 2008 年 9 月编制的xxxx 市 xxxx 乡煤矿生产地质报告 ，煤矿煤炭资源量估算表见表 1-1-4。 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 10 表表 1-1-4 xxxx 市市 xxxx 乡煤矿资源量估算汇总表乡煤矿资源量估算汇总表 煤层编号111b121b122b333334?合计 M11978160246503 M2422150203379 M348345278334744 合计23165675887831626 八、其它开采技术条件八、其它开采技术条件 1、煤层自燃倾向性及煤尘爆炸危险性 根据 2013 年 xxxx 省煤田地质局实验室的检测报告：M1、M2、M3煤层的自燃 倾向分类属不易自燃。根据 2013 年 xxxx 省煤田地质局实验室的检测报告： M1、M2、M3煤尘无爆炸性。 2、煤层顶、底板情况 （1）M1煤层顶、底板 位于龙潭组（P3l）中部，产状与围岩产状一致，倾角 14，煤层顶板为粉砂质 泥岩，底板为粘土岩及炭质页岩，局部含黄铁矿，但分布不均匀，煤层形态变化 大。 （2）M2煤层顶、底板 位于龙潭组（P3l）中上部，产状与围岩产状一致，平均倾角 14，顶板为粉砂 岩，底板为泥质粉砂岩。 （3）M3煤层顶、底板 位于龙潭组（P3l）上部，产状与围岩产状一致，厚一般平均倾角 14，顶板为 粉砂质泥岩，底板为泥岩。 综上所述，该区工程地质条件划分为中等类型。 3、冲击地压危险性、地温情况 （1）冲击地压危险性 地质报告及矿方提供的资料中均没有提及关于冲击地压的资料，本矿区内也 无冲击地压的历史记录，矿井暂按无冲击地压矿井考虑。 （2）地温 本井田属地温正常区，无热害影响。 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 11 第二节第二节 矿井开拓与开采矿井开拓与开采 一、井田开拓一、井田开拓 矿井采用平硐开拓，布置有主平硐、风井、进风行人井三条井筒。主平硐， 主平硐井口标高+1765m，方位角 322，皮带下山布置在 M1煤层中，向深部继续 延伸时必须布置在距 M1煤层 10m 距离的顶板中，轨道下山和回风下山则布置在 M1和 M2煤层之间的岩层中，回风下山往上直接连接风井。在+1711m 标高沿煤层 走向布置 11204、11203 运输顺槽，在+1680m 标高沿着煤层走向布置 11205、11206 运输顺槽，在+1650m 标高沿着煤层走向布置 11207、11208 运输顺 槽，矿井采用沿空留巷，上一区段运输顺槽作为下一区段回风顺槽。运输顺槽直 接连通运输石门、皮带下山，形成矿井生产、运输、通风及排水系统。井筒位置 及特征详见表 1-2-1。 表表 1-2-1 煤矿井筒特征表煤矿井筒特征表 井口座标 井口 标高 井筒 方位角 井筒 倾角 井筒断面井筒 名称 X(m)Y(m)(m)()()净（m2)掘(m2) 主平硐27628023547465617653223 11.3612.13 风 井2762652354746671852326-208.69.3 进风行人井27629443547482818153243 4.85.7 通风方式：中央并列式。 通风方法：矿井主要通风机的通风方法采用抽出式。回采工作面采用U型通风 方式，掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。 二、水平及采区划分二、水平及采区划分 根据煤层赋存情况，矿井划分为一个水平，水平标高为+1650m，矿井划分为 三个采区，+1650m 标高以上划分两个采区，东翼为一采区，西翼为二采区， +1650m 标高以下为三采区。 三、开采顺序三、开采顺序 （1）采区间的开采顺序 一采区二采区三采区。 （3）采区内的开采顺序 采区内采用区段式布置，为区段下行式。 （4）区段内煤层间的开采顺序 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 12 区段内煤层按：M1、M2、M3的顺序开采。 四、矿井目前巷道施工情况四、矿井目前巷道施工情况 矿为技改 30 万吨的矿井，在原有巷道基础上，开拓巷道已经基本施工完毕， 11206 采面正在施工切眼，11205 运输巷掘进工作面正在施工本煤层瓦斯抽放钻孔， 11206 采面倾斜长 100m，走向长 310m；11205 运输巷已掘 610m，设计长 610m；11208 运输巷已掘 240m，设计长 240m；11207 运输巷已掘 510m，设计长 670m，剩余 160m。 六、采煤工艺及主要设备六、采煤工艺及主要设备 矿井设计采用走向长壁采煤法，后退式回采，全部垮落法管理顶板，单体液 压支柱配合铰接顶梁支护，采煤机落煤。采煤工作面采用 DZ1430/100/120 型单 体液压支柱和 HDJA1000 型金属铰接顶梁支护，全部垮落法管理顶板。 矿井以一个炮采工作面和二个炮掘进工作面满足生产要求，矿井采掘比为 1：2。 七、生产能力及服务年限七、生产能力及服务年限 1、矿井工作制度 矿井设计年工作制度为 330 天， “四、六”制作业；每天四班作业，每班工作时 间为六小时，日提升时间 16h。 2、生产能力及服务年限 矿井设计生产能力为 30 万 t/a，服务年限 12.6a。 第三节第三节 矿井通风及瓦斯矿井通风及瓦斯 一、矿井通风一、矿井通风 目前在回风斜井安装有 FBCDZ-6-17 2*110KW 对旋式风机两台，一台工作， 一台备用，风量 1608-4200m3/min，风压 1200-2900pa，配对电机型号 YBFZ315L- 6。 二、矿井瓦斯抽采二、矿井瓦斯抽采 矿井在地面瓦斯抽放泵站已安装 4 台，2 台（1 用 1 备）2BEC42 型高负压瓦 斯抽放泵，电机功率 132kW，2 台（1 用 1 备）2BEC42 型低负压瓦斯抽放泵，电 机功率 132kW。 三、瓦斯三、瓦斯 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 13 矿井于 2005 年 3 月 17 日主平硐揭露 17#（M3）煤层时发生煤与瓦斯突出，高 程+1766m。根据 xxxx 大学矿山开采与安全教育部重点实验室 2010 年 8 月 20 日提 交的xxxx 省 xxxx 市 xxxx 乡煤矿 18#（M2） 、19#（M1）煤层煤与瓦斯突出危险 性鉴定报告 ，煤矿在鉴定开采标高+1710m 以上的 18#煤层为无突出危险性煤层； 在鉴定开采标高+1560m 以上的 19#煤层为无突出危险性煤层。鉴定时煤层瓦斯压 力的测试情况见表 1-3-2。 表表 1-3-2 xxxx 大学在鉴定期间实测煤层瓦斯压力情况表大学在鉴定期间实测煤层瓦斯压力情况表 煤层测压地点钻孔编号 钻孔方位角（）钻孔倾角（）煤层瓦斯压力（MPa) 1180450.58 19#（M1 ） 轨道下山距临时水 仓 20m 2130400.40 1178270.40 18#（M2 ） 111 石门尽头（位 于 19#（M1）煤层 中） 2118250.42 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 14 第二章第二章 区域综合防突措施区域综合防突措施 第一节第一节 区域综合防突措施基本程序和要求区域综合防突措施基本程序和要求 针对矿井实际情况，结合防治煤与瓦斯突出规定要求，本设计提出的矿 井区域综合防突措施基本程序和要求如下： 1、根据 xxxx 大学矿山开采与安全教育部重点实验室 2010 年 8 月编制的 xxxx 省 xxxx 市 xxxx 乡煤矿 18#（M2） 、19#（M1）煤层煤与瓦斯突出鉴定报告 ， 煤矿 18#（M2）煤层在鉴定标高+1710m 以上无突出危险；19#（M1）煤层在鉴定 标高+1650m 以上无突出危险；虽然煤矿 18#（M2） 、19#（M1）煤层在鉴定范围内 无煤与瓦斯突出危险性，但在开采的过程中，还必须采取抽采煤层瓦斯的措施。 采掘作业前，还必须采用工作面预测方法进行区域验证。 2、鉴定区域以外的 18#（M2） 、19#（M1）煤层在具备煤与瓦斯突出鉴定条件 时，应及时进行煤与瓦斯突出危险性鉴定。未鉴定前，必须按有突出危险区域或 煤层进行管理。对其进行采掘作业前，必须先对其进行开采保护层或采取区域性 穿层预抽防突措施。矿井调整后的一采区最低开采标高为+1650m，矿井一采区 M2 煤层+1710m 至+1650m 范围内按突出危险区设计和管理。 3、区域防突措施应当优先采用开采保护层，同时，抽采被保护层的瓦斯。保 护层工作面具有突出危险性的，必须采取穿层预抽煤层区域瓦斯措施。 第二节第二节 区域突出危险性预测区域突出危险性预测 一、预测指标一、预测指标 区域预测应当根据煤层瓦斯压力 P 进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压 力资料，也可根据煤层瓦斯含量 W 进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考 察确定，在确定前可暂按表 2-2-1 预测。 表表 2-2-1 煤层瓦斯压力或瓦斯含量区域预测临界值煤层瓦斯压力或瓦斯含量区域预测临界值 瓦斯压力 P （MPa） 瓦斯含量 W （m3/t） 区域类别 P0.74W8无突出危险区 除上述情况以外的其他情况突出危险区 二、矿井二、矿井 18#（M2） 、19#（M1）煤层预测结果煤层预测结果 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 15 根据 xxxx 大学矿山开采与安全教育部重点实验室 2010 年 8 月编制的xxxx 省 xxxx 市 xxxx 乡煤矿 18#（M2） 、19#（M1）煤层煤与瓦斯突出鉴定报告 ，煤矿 18#（M2）煤层在鉴定标高+1710m 以上无突出危险；19#（M1）煤层在鉴定标高 +1650m 以上无突出危险。矿井调整后的一采区最低开采标高为+1650m，矿井一 采区 M2 煤层+1710m 至+1650m 范围内按突出危险区设计和管理。 三、三、其它煤层及区域突出危险性预测其它煤层及区域突出危险性预测 矿井于 2005 年 3 月 17 日主平硐揭露 17#（M3）煤层时发生煤与瓦斯突出，标 高+1766m，17#（M3）煤层是突出煤层。 根据 xxxx 大学矿山开采与安全教育部重点实验室 2010 年 8 月编制的xxxx 省 xxxx 市 xxxx 乡煤矿 18#（M2） 、19#（M1）煤层煤与瓦斯突出鉴定报告 ，煤矿 18#（M2）煤层在鉴定标高+1710m 以上无突出危险；19#（M1）煤层在鉴定标高 +1650m 以上无突出危险。但 18#（M2）煤层的坚固性系数为 0.5，刚好为临界值指 标，瓦斯放散初速度P 为 24.87，远远超过了临界值指标；19#（M1）煤层的坚固 性系数为 0.23，超过了临界值指标，瓦斯放散初速度P 为 31.202，也远远超过了 临界值指标。由此预测，煤矿 18#（M2）煤层在鉴定标高+1710m 以下、 19#（M1）煤层在鉴定标高+1650m 以下煤层具有煤与瓦斯突出危险的可能性较大。 在未鉴定前，建议按具有煤与瓦斯突出危险性煤层进行管理。 第三节第三节 区域防突措施区域防突措施 区域防突措施是指在对突出煤层进行采掘作业前，对突出煤层较大范围内采 取的防治煤与瓦斯突出措施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。 开采保护层分为上保护层和下保护层两种方式。预抽煤层瓦斯可采用的方式 有：地面打钻预抽煤层瓦斯以及井下实施穿层钻孔预抽煤层瓦斯、穿层钻孔预抽 煤巷条带瓦斯、穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤 层瓦斯等。 一、开采保护层措施一、开采保护层措施 1、保护层的选择原则 开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度 0.5m 及以上的无突出危险煤 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 16 层，除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采条 件的情况外，首先开采保护层。有条件的矿井，也可以将软岩层作为保护层开采； 当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时，综合比较分析，择优开采保护 效果最好的煤层； 当矿井中所有煤层都有突出危险时，选择突出危险程度较小的煤层作保护 层先行开采，但采掘前必须按规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行 效果检验； 优先选择上保护层。在选择开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条 件。 开采下保护层时，上部被保护层不被破坏的最小层间距应根据矿井开采实测 资料确定；如无实测资料时，可参照下述公式确定。 当 60时，HKMcos （1） 当 60时，HKMsin(/2) （2） 式中：H允许采用的最小层间距，m； K顶板管理系数，采用冒落法管理顶板，取 K10；采用充填法管理顶板， 取 K=6； M保护层的开采厚度，m； 煤层倾角， （） ； 缓倾斜和倾斜煤层，保护层与被保护层的最大有效垂距：上保护层50m；下 保护层100m。 2、保护层开采的选择 矿井可采煤层 3 层，从上至下依次为 M3、M2、M1 煤层，M1 与 M2 煤层为 间距为 43m，M2 与 M3 煤层为间距为 15m。 矿井于 2005 年 3 月 17 日主平硐揭露 M3 煤层时发生煤与瓦斯突出，高程 +1766m。同时，根据矿井实际开采情况，M3 煤层透气性极差，打孔排放及预抽 瓦斯效果均不好。根据 xxxx 大学安全生产检测检验中心 2013 年 11 月编制的 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿防治煤与瓦斯突出设计 17 xxxx 省 xxxx 市煤矿一、二采区 M1、M2 煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告 （原设计的一、二采区为现开采方案设计的一采区） ，在鉴定范围内+1650m 以上 的 M1 煤层无突出危险性，M1 煤层瓦斯压力为 0.1Mpa；鉴定范围内+1710m 以上 的 M2 煤层无突出危险性，M2 煤层瓦斯压力为 0.2MPa。因此，M1 煤层瓦斯压力 较 M2 煤层瓦斯压力小。 根据矿方提供的采掘工程平面图及由 xxxx 兴源煤矿科技有限责任公司编制的 矿业集团有限公司 xxxx 市 xxxx 乡煤矿二采区安全设施设计 ，矿井调整后的一 采区最低开采标高为+1650m，矿井一采区 M2 煤层+1710m 至+1650m 范围内按突 出危险区设计和管理。根据上述分析，煤层突出危险性：M1M2M3，开采调 整后的一采区时，应先开采突出危险性小的煤层。目前一采区 M1 煤层已经开采完 毕，设计开采 M2 煤层，然后开采 M3 煤层，本次设计选择突出危险性较小的 M2 煤层作为 M3 煤层下保护层开采。由于矿井一采区 M2 煤层+1710m 至+1650m 范 围内未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定，因此，必须利用专用瓦斯抽采巷对 M2 煤层 进行瓦斯预抽消突后方可进行采、掘工程布置。建议矿井委托相关资质单位对未 鉴定区域进行煤与瓦斯突出危险性鉴定或消突评价，如鉴定结果为非突出危险性 煤层或已经消突，一采区区域防突措施可作相应调整，可取消底瓦斯板抽放巷。 M1、M2 煤层作为下保护层开采，对开采下保护层的最小层间距进行论证。 根据保护层开采技术规范(AQ1050-2008)，计算如下： A：M1 煤层作为下保护层开采的最小层间距计算： H=KMcosa=101.12cos14=10.9m 式中：H允许采用的最小层间距，m； M保护层的开采厚度 1.12m； a煤层的倾角，度； K顶板管理系数，10。 经计算，M1 煤层作为下保护层开采的最小层间距为 10.9m。 B：M2 煤层作为下保护层开采的最小层间距计算： H=KMcosa=100.84cos14=8.1m 式中：H允许采用的最小层间距，m； M保护层的开采厚度 0.84m； a煤层的倾角，度； 矿业集团有限公司 xxxx 市