煤矿西二采区防突设计

1、 新密市恒业有限公司和成煤矿 西二采区防突专项设计西二采区防突专项设计 编制单位：新密市恒业有限公司 编制时间：二一三年六月十三日 会审记录表会审记录表 设计名称： 西二采区防突专项设计 会审时间：会审地点： 参加会审人员签字 通防科：地测科：工程科： 机电科：调度室：安全科： 通防副总：总工程师： 矿 长： 和成煤矿会审意见 裕中煤业公司审批意见 生产科：安全科： 总工程师：总经理： 前前 言言 和成煤矿井田位于郑州市西南约 30km 处的新密市与新郑市交界 处，西距新密市区约 15km，行政隶属新密市曲梁乡管辖。井田东西 长约 8km，南北宽 0.62km，西窄东宽，面积 13.6km2，

2、矿井设计生 产能力 0.45mt/a，服务年限 42.5a。井田交通十分便利，南距登封 商丘公路 5km，西距郑（州）（新）密公路 4km，并有柏油公路 相通，东距京广铁路约 20km，区内乡、村间小柏油公路纵横交错。 井田内可采煤层为二1、七4煤层，二1煤层为主采煤层。 和成矿井田为原河南省密县曲梁煤矿详查区内北部的一个井田， 新密市恒业有限公司于 2003 年 6 月合法获得其煤炭资源勘查权，并 委托郑州煤炭设计院对井田内二1煤层进行了可行性研究，初步确 定在井田内建设一座井型为 0.45mt/a 的煤矿，先期开采地段为二1 煤层-300m 底板标高以上，初期采区放在横 812 勘探线之间

3、，水 平运输大巷放在-280m 标高煤层顶板或底板的岩层内。 目前，矿井三对立井、井下永久避难硐室、充电硐室、中央变 电所、中央水泵房、爆破材料库、地面及井下瓦斯抽放泵站均以建 成并投入使用，矿井总共有四条大巷，分别为轨道运输大巷、胶带 运输大巷、回风大巷、辅助回风大巷。胶带运输大巷与回风大巷已 掘进至首采区位置，西翼轨道运输大巷正在穿煤阶段，目前属于煤 巷掘进。 根据 2010 年 7 月煤炭科学研究总院重庆研究院出具的新密市恒 业有限公司和成煤矿二1煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告二1 煤层被鉴定为突出煤层，该矿井为突出矿井。 根据防治煤与瓦斯突出规定第十四条规定：“有突出危险 的新建矿井及

4、突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突专项设计。 设计应当包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、 通风系统、防突设施（设备） 、区域综合防突措施和局部综合防突措 施等内容。 ”特编制西二采区防突专项设计。 一、设计主要依据一、设计主要依据 1.煤矿安全规程 （新版）和防治煤与瓦斯突出规定等相 关法规文件； 2.新密市恒业有限公司和成煤矿矿井地质报告 ； 3.新密市恒业有限公司和成煤矿初步设计说明书 ； 4.新密市恒业有限公司和成煤矿初步设计修改安全专篇 ； 5.新密市恒业有限公司和成煤矿二1煤层煤与瓦斯突出危险 性鉴定报告 ； 6.新密市恒业有限公司和成煤矿二1煤层瓦斯含量测试报

5、告 ； 7.安监总煤装2011163 号印发的煤矿瓦斯抽采达标暂行 规定 ； 8.煤矿瓦斯抽采基本指标 （aq1026-2006） ； 9.矿井瓦斯涌出量预测方法 （aq1018-2006） ； 10.煤矿瓦斯抽采工程设计规范 （gb50471-2008） ； 11.煤矿瓦斯抽放规范 （aq1027-2007） 。 二、设计的指导思想二、设计的指导思想 坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，严 格执行“通风可靠、监控有效、管理到位、抽采达标”的瓦斯综合 治理十六字方针。结合和成煤矿的地质特点及设计情况，全面分析 矿井建设与生产的安全技术条件，合理确定矿井的安全技术装备标 准、防突

6、人员及设备的配备、防突专项资金的提取和使用等，提出 切实可行的安全生产技术措施和安全设施，真正做到为今后的安全 施工和生产创造良好的条件，为职工的生命安全及矿井的生产管理 提供可靠的安全保障。 三、设计的主要特点及安全评价三、设计的主要特点及安全评价 1.和成煤矿属于煤与瓦斯突出矿井，矿井设计有地面永久瓦斯 抽放系统、井下固定抽放系统和井下移动抽放系统，实现瓦斯分源 抽放和稳定抽放，从而减小了矿井瓦斯涌出量。 2.该设计对防治煤与瓦斯出提出了符合和成煤矿西二采区实际 情况的双“四位一体”的防治煤与瓦斯突出措施。 3.西二采区有独立完整的通风系统，采用两进两回布置方式， 进风巷道为西翼轨道运输大

7、巷、西翼胶带运输大巷；回风巷道为西 翼回风大巷、西翼辅助回风大巷，乏风由中央风井排出。 4.根据“安全第一、预防为主，综合治理”的安全生产方针， 结合和成煤矿的瓦斯地质条件和西二采区开拓、开采方式，对煤与 瓦斯突出的各种因素进行了详细地分析、研究，提出了科学合理的 防治技术措施和管理措施，装备了必要的仪器、仪表，为今后的安 全生产和施工创造良好的条件，为矿井的生产管理提供可靠的安全 保障。 目目 录录 第一章第一章 矿井概况矿井概况.1 第一节 矿井位置和交通.1 第二节 矿井开拓与生产现状.2 第三节 地质构造.2 第四节 煤层概况.6 第五节 矿井瓦斯.10 第六节 煤层自燃倾向性和煤尘爆

8、炸性.12 第二章第二章 采区采掘设计及接替计划采区采掘设计及接替计划.13 第一节 采区位置.13 第二节 采区开拓方式及巷道布置.13 第三节 采煤方法及回采顺序.14 第四节 采掘工艺参数.15 第五节 采区 2013 年 6 月2015 年采掘接替计划.16 第三章第三章 通风系统通风系统.18 第一节 概 况.18 第二节 采掘工作面通风和硐室通风.19 第三节 采区通风设施构筑标准及要求.20 第四章第四章 矿井瓦斯管理区分类认定及治理措施矿井瓦斯管理区分类认定及治理措施.22 第一节 突出矿井瓦斯管理区分类认定.22 第二节 瓦斯管理区治理措施.22 第五章第五章 瓦斯抽采系统瓦

9、斯抽采系统.24 第一节 采区瓦斯储量计算.24 第二节 采区瓦斯可抽量.24 第三节 瓦斯涌出量预测.25 第四节 采区瓦斯抽放参数.29 第五节 瓦斯抽放系统的确定.30 第六节 采区抽放管路系统选型设计.31 第七节 瓦斯抽放管路敷设要求及安全装置.33 第六章第六章 防治煤与瓦斯突出方案防治煤与瓦斯突出方案.36 第一节 突出危险性预测.36 第二节 石门揭煤综合防突方案.37 第三节 采掘工作面区域防突方案.42 第四节 区域措施效果检验.51 第五节 瓦斯抽采达标评判.53 第六节 区域验证.55 第七节 局部综合防突方案.56 第七章第七章 防突设施（设备）防突设施（设备）.65

10、 第一节 安全避险“六大系统”.65 第二节 防治煤与瓦斯突出预警系统.71 第三节 个体防护.72 第四节 反向风门.72 第五节 远距离爆破.73 第六节 防突栅栏.73 第八章第八章 安全保障措施安全保障措施.74 第一节 防治煤与瓦斯突出安全控制流程.74 第二节 安全管理保障.81 第三节 瓦斯管理措施.87 第四节 瓦斯抽放管理措施.89 第五节 钻孔施工安全技术措施.90 第六节 防尘管理.92 第七节 电器设备管理措施.93 第八节 防喷孔及防灭火管理.94 第九节 其它措施.95 第九章第九章 防突人、财、物保障防突人、财、物保障.96 第一节 防突人员配备.96 第二节 防

11、突工程计划投入及设施设备投入.96 附件：附件： 附表： 附表 1 和成煤矿 2013 年 6-12 月基建矿建工程计划表 附表 2 和成煤矿 2014 年基建矿建工程计划表 附表 3 和成煤矿 2015 年基建矿建工程计划表 附表 4 2013 年矿井防突工程计划资金概算表 附表 5 2014 年矿井防突工程计划资金概算表 附表 6 2015 年矿井防突工程计划资金概算表 附图： 附图 1 2013 年度采掘工程平面图 附图 2 2013 年 6 月2015 年采掘接替计划图 附图 3 和成煤矿瓦斯地质图 附图 4 瓦斯抽采设计图 附图 5 西二采区区域防突及局部防突设计图 第一章第一章 矿

12、井概况矿井概况 第一节第一节 矿井位置和交通矿井位置和交通 和成矿井田位于郑州市西南约 30km 处的新密市与新郑市交界处， 西距新密市区约 15km，行政隶属新密市曲梁乡管辖，仅东北角小部分 属新郑市小乔乡。 井田西自红椿树洼，东到耿岗村，南至 f10断层，北至 f12断层，井 田东西长约 8km，南北宽 0.62km，西窄东宽，面积 13.6km2。井田内 可采煤层为二1、七4、一1煤层，二1煤层为主采煤层。七4煤层为局 部可采煤层，井田内被中部无煤带划分为东、西两个块断，东部块断埋 藏较深，相对比较完整，尚有推断资源量（333）204 万吨。七4煤层下 距主采煤层二1煤层近 400m 左

13、右，无法与二1煤层统一考虑，故七4煤 层资源储量作为后备储量，后期考虑在深部建小井开采。一1煤层属高 硫煤，按国家政策应属禁采煤层。 图 1-1 和成矿交通位置图 和成矿井田 井田南距登封商丘公路 5km，西距郑（州）（新）密公路 4km，并有柏油公路相通。矿区东距京广铁路约 20km。区内乡、村间小 柏油公路纵横交错，交通十分便利。交通位置如图 1-1 所示。 第二节第二节 矿井开拓与生产现状矿井开拓与生产现状 新密市和成煤矿井田为原河南省密县曲梁煤矿详查区内北部的一个 井田，新密市恒业有限公司于 2003 年 6 月合法获得其煤炭资源勘查权， 并委托郑州煤炭设计院对井田内二1煤层进行了可行

14、性研究，初步确定 在井田内建设一座井型为 0.45mt/a 的煤矿，先期开采地段为二1煤层- 300m 底板标高以上，初期采区放在横 8-12 勘探线之间，水平运输大巷 放在-280m 标高煤层顶板或底板的岩层内。矿井设计生产能力 0.45mt/a，服务年限 42.5a。设计以一个采区、一个采煤工作面、一个 抽放工作面，保证矿井设计生产能力。 矿井采用立井单水平上下山开拓；主、副井及中央风井井口位于井 田中西部曲梁煤矿旧址正东方向 180m，zk808 孔正东 100m 处。井口标 高+204.5m；井筒落底于-280m 水平。通风系统采用中央并列式，主井、 副井进风，中央风井回风，通风机选用

15、 bdk618-8-no25 型轴流风机。 目前，矿井已开始首采区的开拓工作，首采工作面即将揭煤，轨道 运输大巷与胶带运输大巷已掘至首采区西边界工作面顺槽（胶回六联巷 已贯通） ，在西翼轨道运输大巷揭煤过程中，曾发生瓦斯动力现象。根 据 2010 年 7 月煤炭科学研究总院重庆研究院出具的新密市恒业有限公 司和成煤矿二1煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告 ，和成煤矿二1煤 层被鉴定为突出煤层，该矿井为突出矿井。 第三节第三节 地质构造地质构造 一、区域地质构造特征一、区域地质构造特征 本区地层属华北地层区豫西分区，区域内出露地层有下元古界嵩山 群五指岭组新生界全新统，其中缺失陶奥系上统石炭系下统及

16、三叠 系白垩系地层。 本区位于秦岭纬向构造带东段北支的南侧及新华夏系第二沉降带西 侧，断裂和褶皱均发育。褶皱主要为轴向近东西的开阔对称背向斜，断 裂以与褶曲轴大致平行的近东西向高角度正断层为主，并发育少量北西 向断层。这些褶皱、断裂对含煤地层起区域性控制作用。 二、井田地质构造特征二、井田地质构造特征 井田位于五指岭白寨背斜东端之南翼，密县新郑复向斜之北翼， 岗亚腰断层（f10）和梁山断层（f12）之间的地垒构造上，其基本构造 形态为一向东倾伏的宽缓背斜。 （一）断层 除井田边界断层 f10、f12外，在井田东部发育有牛奎寨滑动构造 （f11） 。另外据地震物探资料解释在井田内还发育有 df1

17、、df3、df4、df5、df6五条小断层。见图 1-2 所示。 图 1-2 和成矿井田构造纲要图 1、岗亚腰断层（f10）：为井田南部边界断层，西起红椿树沟，经 糖房、煤窑沟、王臣沟向东延伸，区内长 8.5km。横 4 线以西和横 0 线 以东均叉为两支。西段走向 285，东段走向 90，中部呈弧形南凸， 倾向 180195，倾角 6080。断距 255530m，为北升南降的正 断层。该断层地表无露头，被 tc1揭露，并有七个钻孔穿见。见表 1-1 所示。 和成矿井田构造纲要图 地震勘探中，有 16 条地震测线控制，在地震时间剖面上表现明显， 断点、断面清晰，断点控制级别为 8a+5b+3c

18、。该断层已达严密控制程 度。 表 1-1 钻孔穿见 f10情况一览表 孔号 破碎带止 深(m) 破碎带厚 度(m) 断失地层 断距 (m) 446.366.49 下石盒子组中、下部、山西组顶部 180 zk1208 517.642.76 太原组上部 75 181.7328.79 上石盒子组中、下部，下石盒子组上部 215 zk1109 380.337.63 下石盒子组下部，山西组上部 80 112.6312.64 上石盒子组大部 245 zk1009 464.1122.37 下石盒子组底，山西组上、中部 40 320.16109.62 石千峰组底、上石盒子组、下石盒子组上 部 280 zk81

19、0 618.511.64 下石盒子组底部，山西组大部 75 zk410331.4811.59 石千峰组下段底部，上石盒子组上、中部 320 zk010865.18243.94 上石盒子组底部，下石盒子组、山西组、 太原组、本溪组 400 263.113.54 石千峰组下段下部，上石盒子组上、中部 400 zk 东 210 702.643.62 山西组下部，太原组上部 130 2、梁山断层（f12）：为井田北部边界断层，是区域性断裂，西起 严家堂，经梁山，到红椿树沟进入本区，又经驼腰洼、孟岗口、至翟家 寨出矿区继续向东延伸，全长 15km 以上，区内长 8.5km。总体走向 90，局部有波状弯曲

20、，倾向北，倾角 5065，落差 320600m 左 右。为南升北降的张性正断层。该断层在区内地表有三处出露，深部有 九个钻孔穿。见表 1-2 所示。 表 1-2 钻孔穿见 f12 情况一览表 孔号 破碎带止 深(m) 破碎带厚度 (m) 断失地层 断距 (m) sk114.7510.88石千峰组下段，上石盒子组上、中部350 zk120781.7612.16石千峰组下段下部至下石盒子组上部350 zk1107347.8348.99上石盒子组下部，下石盒子组上、中部370 zk100767.444.06石千峰组下段下部，上石盒子组大部350 zk907109.6011.28石千峰组下段, 上石盒

21、子组大部320 zk806622.326.78上石盒子组底，下石盒子组大部320 zk607125.1415.81石千峰组上段下部、石千峰组下段，上石600 盒子组上部 zk407109.8130.34石千峰组下段、上石盒子组上、中部560 zk007206.754.95石千峰组下段、上石盒子组上、中部580 地震勘探中，有 16 条地震测线控制，断点控制级别为 9a+5b+2c， 在地震时间剖面上断点清晰，正断层特征明显。该断层已达到严密控制 程度。 3、牛奎寨滑动构造（f11） 位于井田东部，西起横 4 线，向东延伸出勘查区，区内东西长约 3 千米，南北宽 0.61km，面积约 2.5km

22、。可能只是整个大面积滑动构 造西南边缘的一少部分，向北被 f12断层错断。 从钻孔资料和地震物探资料分析，勘查区内滑动构造面位于二1煤 层上部，滑面没有影响到二1煤层。上盘滑动系统主要由二叠系上统的 石千峰组、上石盒子组及下统的下石盒子组地层组成。滑动构造破碎带 具有分带性、中部断裂带多为断层角砾岩，岩性混杂，上、下部多为碎 裂带，岩石破碎但仍保持原岩层序。整个带内揉皱、片理、水平滑动镜 面和擦痕十分发育，具有明显的水平方向的运动痕迹。滑动构造面以下 岩层受影响较小，岩层完整且层序正常。目前，该构造在勘查区内已被 4 个钻孔控制。见表 1-3 所示。 表 1-3 钻孔穿见 f11情况一览表 孔

23、号 破碎带深 度(m) 破碎带垂 厚（m） 断 失 地 层 断距 （m） zk 东 208455.3065.08上石盒子组下部，下石盒子组上部200 zk007489.436.71下石盒子组下部110 171.387.94上石盒子组中部135 zk008 458.108.94下石盒子组少部（三煤组顶部）25 zk208199.134.05 石千峰组下段底部，上石盒子组上、 中部 220 （二）褶曲 井田位于 f10与 f12之间的地垒构造上，构造形态为一个开阔的背斜， 轴部位于 sk1zk1109zk908zk408 一线，轴向呈近东西方向，向东 倾伏，两翼基本对称，分别倾向北北东和南南东，倾

24、角 1020 左右。横 4 线以东有较大变化。 第四节第四节 煤层概况煤层概况 一、煤层一、煤层特征特征 （一）含煤性 井田内含煤岩系为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组，下石盒 子组和上统上石盒子组，含煤地层平均总厚度 726m，分为 9 个煤组， 含煤 23 层。其中二1煤层为井田主要可采煤层，一1、七4煤层为局部 可采煤层，其余均不可采。煤层平均总厚度 5.97m，含煤系数 0.86%。 含煤情况见图 1-3。 （二）可采煤层 1、二1煤层 二1煤层位于二叠系下统山西组下部，直接顶板多为泥岩及砂质泥 岩，局部有炭质泥岩伪顶，老顶为大占砂岩。二1煤层层位稳定，井田 内所施工钻孔均穿见二1煤

25、层，其厚度 0.4612.74m，平均 4.11m，一 般厚 35m，厚度变化系数 78.5%，煤层倾角 219，一般 510， 属较稳定煤层。煤层结构较简单，一般无夹矸，局部见一层夹矸，个别 地段见二层夹矸，夹矸厚 0.021.97m，其岩性多为炭质泥岩。二1煤 层厚度在井田内有一定的变化，但也具有一定的规律性，厚煤带分布在 先期开采地段东半部 zk1007、zk908、zk808 一带（7.8612.74m） ，在 井田东部 zk008zk 东 208 处是另一个厚煤带分布区（6.4011.29m） 。 薄煤带主要分布在井田西端及东部北侧一带（0.461.51m） 。 井田内二1煤层埋深

26、290900m，展布标高-100-750m。 2、七4煤层 七4煤层位于二叠系上统上石盒子组中下部，上距平顶山砂岩平均 240.51m，下距二1煤层约 392m，层位稳定，横 612 线之间及横 2 线 以东区段可采。煤层厚 02.08m，可采区内煤层厚 0.82.08m，一般 厚 12m。结构较简单，一般不含夹矸，局部含一层夹矸。其直接顶板 为泥岩或细砂岩，多见炭质泥岩伪顶。底板为泥岩或砂质泥岩。可采区 七4煤层埋深 10350m，煤层展布标高+250-150m。本层煤在横 612 线之间已开采多年，资源已接近枯竭。横 2 线以东由于埋藏较深， 目前还未开采。 图 1-3 和成煤矿井田煤系地

27、层含煤情况 3、一1煤层 一1煤层位于石炭系上统太原组底部，上距二1煤层一般 110m 左右， 层位稳定，横 8 线以东及 zk1007、zk907 附近区段可采，可采区内煤厚 0.852.44m，平均 1.68m。煤层结构多为一层夹矸，矸厚 0.190.29m，为炭质泥岩。煤层顶板为灰岩，底板为泥岩。可采区一 1煤层埋深 520850m，展布标高-280-670m。 由于一1煤层属高硫煤，按国家政策应属禁采煤层。根据此情况， 和成煤矿将不考虑对一1煤层的开采工作。 二、煤质特征二、煤质特征 （一）二1煤层 黑色、钢灰黑色，条痕呈黑色、金刚光泽及似金属光泽，内生裂隙 不发育。煤的原始结构、构造

28、不易辨认，多呈粉末状及鳞片状，疏松易 碎。仅局部可观察到宏观煤岩成分，其主要为亮煤及镜煤，暗煤次之， 少量丝炭。宏观煤岩类型以半亮型为主，少量光亮型及半暗型。其真密 度 1.541.65，视密度平均 1.53t/m。 （图 1-4） （二）七4煤层 灰黑色、条痕黑色，金刚光泽，内生裂隙不发育，条带状结构为主， 局部呈粉末状及鳞片状，薄层状及块状构造，呈贝壳状、参差状断口。 宏观煤岩成分主要为亮煤和暗煤。少量镜煤及丝炭。宏观煤岩类型为半 暗-半亮型。真密度 1.72，因测点少不具代表性。视密度平均 1.59t/m。 （三）一1煤层 钢灰色、条痕深灰色，似金属光泽，内生裂隙不发育，真密度 1.56

29、1.66 左右，视密度 1.48 吨/立方米。多呈碎粒状及粉末状，宏 观煤岩组分以亮煤和镜煤为主，属光亮型及半亮型。 厚 厚厚厚厚厚厚厚厚厚 厚 厚 厚 厚 厚厚 厚厚 底板标高度-277m， 煤层结构0.76(0.03)12.00 厚 厚 灰色，粉砂质结构，块状构造，含较多植物化石。 灰色，块状构造，泥质结构，含植物化石，中部夹 0.4m煤(二0)。 浅灰色，隐晶质结构，块状构造，成分为云解石，裂 隙中充填方解石细脉。 上部深灰色，下部浅灰色，泥质结构，块状，中间夹 0.05m煤。 浅灰色，隐晶质结构，块状构造，成分为云解石，裂 隙中充填方解石细脉,局部含黄铁矿。 灰色，泥质结构，块状,成分

30、泥质。 深灰色，块状构造，泥质结构，成分泥质，含植物化 石。 黑灰色，泥质结构，呈厚片状，成分炭质、泥质。 黑灰色，泥质结构，块状，夹少量粉砂质条带。 浅灰色，中粒砂状结构，微斜层理，碎屑成分为石英、 长石、云母组成，层理面含白云母，局部含泥砾，泥 硅质基底胶结。 主要由石英、长石、云母组成，硅泥质胶结，水平层 理，层理面含植物化石及碳膜，夹有泥岩。 深灰色，砂泥质结构，块状，产植物化石，局部为炭 质泥岩，夹有中砂岩。 灰白色，主要成分为石英、长石、云母、炭屑，构成 水平及交错层理，硅质胶结，夹薄层泥岩，局部含菱 铁矿鲕粒。 灰色，泥质结构，交错层理发育。 浅灰、灰白色，交错层理发育,主要为石

31、英、长石、云 母,含大量菱铁矿鲕粒，局部含泥砾。 细砂岩 粉砂质泥岩夹 粉砂岩 中粒石英 砂岩 粉砂质泥 岩 中粒石英砂岩 粉砂质泥岩 中砂岩（标 5） 粉砂质泥 岩 炭质泥岩 泥 岩 二1煤 泥质粉砂 岩 泥 岩 灰 岩 泥 岩 灰 岩 泥 岩 图 1-4：二1煤层顶底板岩性综合柱状图 第五节第五节 矿井瓦斯矿井瓦斯 一、地勘时期的瓦斯情况一、地勘时期的瓦斯情况 根据勘探报告提供的瓦斯资料，经测定：二1煤中瓦斯含量相差较 大，最小 1.595ml/g.r（zk208） ，最大为 16.991 ml/g.r（zk1107） ，具 有一定的规律性。详见二1煤层钻孔瓦斯含量表 1-4。 表 1-4

32、 二1煤层地勘时期瓦斯含量 瓦斯成分(%)瓦斯含量(ml/g.r)样品质量 孔号 采样 深度 (m) co2ch4n2co2ch4n2 mad (%) ad (%) 资料 评价 zk008562.770.6295.493.890.06710.2240.4163.3813.95 合格 zk410671.572.0491.836.130.28612.9010.8613.0215.85 合格 zk609565.539.0265.4524.480.2411.7490.6542.7418.65 合格 zk208634.30.1841.5950.909 合格 zk908479.430.25913.431.

33、203 合格 zk1107501.140.53716.8573.504 合格 zk1108438.770.3474.5741.682 合格 zk1109417.390.7123.5820.402 合格 井田二1煤层瓦斯自然组分以 ch4为主，多在 50%以上，最大达 95.49%（zk008） 。瓦斯分带规律明显，沼气带分布于井田东半部南侧二 1煤层埋藏较深部位，西部及浅部均为氮气沼气带。和成矿井田瓦斯 含量 1.6016.99m3/t，一般小于 10 m3/t，局部（zk1107、zk908 和东 南角 zk410、zk008）瓦斯含量大于 10 m3/t。根据河南省地矿局第二地 质勘查院

34、2005 年 8 月提交的新密市白石沟井田煤炭勘查报告修改补 充意见 ，河南省地矿局第二地质勘查院对矿区补充勘探时，和成煤矿 井筒的井检孔二1煤层瓦斯测试结果为：煤层瓦斯压力 1.49mpa，煤的 瓦斯放散初速度p=32，煤的坚固性系数 f=0.7。 二、生产揭露时期瓦斯情况二、生产揭露时期瓦斯情况 目前，和成煤矿西翼轨道运输大巷属于煤巷掘进工作面，此外， 2205 工作面胶带顺槽回风联巷即将揭煤。2008 年 10 月 29 日，焦作煤 业（集团）公司科研所瓦斯研究室在和成煤矿轨道运输大巷对二1煤层 瓦斯压力进行了井下直接测定，同时选取二1煤层的煤样进行相关测试， 此次和成煤矿二1煤层瓦斯压

35、力的测定结果为 0.76mpa（岩层裂隙发育， 测试结果偏低） ，瓦斯放散初速度p=33，煤的坚固性系数为 f=0.15。 根据焦作煤业（集团）公司科研所瓦斯研究室于 2009 年 10 月在和成矿 西翼轨道大巷打穿层钻孔采样，5 个取样点结果瓦斯含量分别为 13.81、7.12、12.75、17.26、17.13m3/t，平均 13.61m3/t。 和成煤矿于 2012 年 3 月份外委河南理工大学对二1煤层瓦斯含量 进行了测定，测试分七次。结论如下： 1、第一次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 5.598.98m3/t.r，瓦斯含量为 5.588.88m3/t。 2、第二次测试，

36、和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 3.245.62m3/t.r，瓦斯含量为 3.085.28m3/t。 3、第三次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 2.659.89m3/t.r，瓦斯含量为 3.367.95m3/t。 4、第四次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 5.457.86m3/t.r，瓦斯含量为 4.427.55m3/t。 5、第五次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 9.3411.86m3/t.r，瓦斯含量为 8.9610.65m3/t，和成煤矿二1煤层 坚固性系数（f）介于 0.160.34 之间，和成煤矿二1煤层的瓦斯放散 初速度（p）介于 2226

37、 之间。 6、第六次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 10.6614.38m3/t.r，瓦斯含量为 9.8312.68m3/t。 7、第七次测试，和成煤矿二1煤层可燃基 ch4含量为 14.6115.94m3/t.r，瓦斯含量为 12.4314.20m3/t。 各地点瓦斯含量及压力测定情况详见和成煤矿瓦斯地质图 。 三、瓦斯动力现象三、瓦斯动力现象 在二1煤层顶板的巷道施工穿层钻孔和西翼轨道运输大巷施工顺层 钻孔时，曾有不同程度的喷孔、顶钻、卡钻等动力现象发生。 第六节第六节 煤层自燃倾向性和煤尘爆炸性煤层自燃倾向性和煤尘爆炸性 矿井于 2011 年 12 月份外委国家安全生产洛阳矿

38、山机械检测检验中 心对二1煤尘爆炸性、煤自然倾向性进行鉴定。 经鉴定和成煤矿二1煤自然倾向性等级为类（不易自然） ，无煤 尘爆炸性。 第二章第二章 采区采掘设计及接替计划采区采掘设计及接替计划 第一节第一节 采区位置采区位置 西二采区位于和成煤矿井田西南部，是和成煤矿首采区。东部以工 广煤柱为界，西部以横 11 勘探线界，北部以大巷煤柱为界，南部以 f10 分支断层为界。东西长 1.3km，南北宽 0.5km，面积 0.65km2。西二采区 二1煤层平均厚度 4.51m，可采储量 217.7 万吨。采区生产能力按 0.45mt/a 计算，服务年限 5.0a。 第二节第二节 采区开拓方式及巷道布

39、置采区开拓方式及巷道布置 一、采区巷道的布置一、采区巷道的布置 本采区采用倾斜长壁法开采，回采巷道直接与大巷连接。 西翼轨道运输大巷标高-280m，沿水平掘进，向西穿过二1煤层， 前段为煤层顶板上方，后段为煤层底板下方。西翼胶带运输大巷、西翼 回风大巷和西翼辅助回风大巷均位于顶板大占砂岩中，距离二1煤层 1218m，以利于支护和排放瓦斯。煤层顺槽与平巷的联络，设计采用 以下方式： 1、工作面运输顺槽与胶带运输大巷搭接联系。 2、工作面轨道顺槽与轨道大巷通过平车场连接，便于人员行走、 通风和设备安装检修。 3、顺槽采用 12#工字钢支护，在靠近工作面 30m 左右，以金属铰 接顶梁加双排单体液压

40、支柱加强支护。 二、采区回采巷道的布置二、采区回采巷道的布置 根据瓦斯、通风及运输等要求，经综合分析并兼顾矿井建设期间的 实际情况，回采工作面布置两条巷道，其中进风巷道一条，回风巷道一 条。 回采工作面轨道、运输顺槽均沿二1煤层顶板布置。回采工作面采 用后退式回采方式（图 2-1） 。 图 2-1 西二采区采掘工程平面图 第三节第三节 采煤方法及回采顺序采煤方法及回采顺序 设计根据现有地质勘探资料和国内外厚煤层开采技术发展现状，结 合井田煤层赋存及开采技术条件，设计认为二1煤可供选择的采煤方法 有：分层开采、一次采全厚和放顶煤开采。分述如下： 一、分层开采采煤方法一、分层开采采煤方法 分层开采

41、是我国一直沿用开采厚煤层的传统采煤方法，在煤层稳定、 厚度变化较小的矿井中应用较普遍，且积累了较丰富的经验。分层开采， 上分层是以煤体作底板，支架易下沉，同时需铺设金属网，工艺复杂； 下分层处在假顶之下采煤，顶板破碎，上下出口难以维护，影响工作面 产量。分层开采效率低，掘进量大，若不是受到开采技术条件的限制， 高产高效的矿井一般不会采用。首采区的煤层平均厚度为 4.51m，采 用分层开采的第一分层高度应为 2.3m 左右。 二、综采大采高采煤方法二、综采大采高采煤方法 综采大采高采煤方法工艺简单，由于采用重型化、强力化、自动化 和机电一体化的设备，其工作面单产和工效得到大幅度提高，尤其是在 近

42、水平、中等硬度、顶板稳定、瓦斯含量较小的条件下，其效果更好。 目前，综采设备最大采高为 6m 左右。 三、放顶煤采煤方法三、放顶煤采煤方法 放顶煤采煤法，实践证明其单产高、效率高、成本低，搬家次数少， 对煤层有较好的适应性，因而近些年来，得到了普遍推广和应用。放顶 煤采煤法的关键是煤层的可冒放性，煤层的冒放性与煤层厚度、结构、 节理裂隙发育程度、顶底板条件等有关，一般认为当煤层硬度 f 系数小 于 3，强度小于 20mpa 时，冒放性较好，反之，冒放性较差。 综合以上情况，根据矿方实际打钻探煤情况，煤层赋存变化情况与 郑州煤田煤层赋存情况较为相似，顶底板变动频繁，顶底板均不稳定， 很多时候同时

43、反向变化，俗称“鸡窝煤” ，同时煤层顶板受褶皱、断层 影响，扰动强烈，成岩性较差。因而，分层综采实施难度较大,且该矿 瓦斯涌出量较大，对放顶煤开采有一定影响。综合以上因素，经过采煤 方法论证，本次设计选用综采一次采全高的采煤方法，该方法采用重型 化、强力化、自动化和机电一体化的设备，使工作面单产和工效得到大 幅度提高，且易于集中生产。 采区内共设计有 7 个工作面，首采面定为 2205 工作面。 第四节第四节 采掘工艺参数采掘工艺参数 一、采高一、采高 矿井初期开采二1煤层，平均煤厚 4.11m，首采区平均煤厚 4.51m，设计为综采一次采全高采煤方法，故采高为 4.51m。 二、回采工作面长

44、度二、回采工作面长度 矿井初期开采的二1煤层，赋存较稳定，厚度适中，顶底板条件较 好，倾角平缓。设计初期回采工作面长度取 120m，随着开采技术和管 理水平的提高，可适当加长回采工作面长度，提高回采工作面单产。 三、回采工作面推进度三、回采工作面推进度 根据首采区煤层赋存状况、回采工艺以及回采工作面作业循环安排， 综合确定工作面年推进度为 550m。 第五节第五节 采区采区 20132013 年年 6 6 月月20152015 年采掘接替计划年采掘接替计划 一、一、20132013 年年 6 61212 月矿建计划月矿建计划 2013 年 612 月，矿井将施工胶回六联巷、辅助回风巷（西段）

45、、 2203 胶带顺槽回风道、辅助回风巷（上段） 、辅助回风巷（西段） 、辅 助回风巷（中段） 、辅助回风巷东段及联巷、西翼轨道运输大巷过煤段、 西翼轨道运输大巷岩巷段、2205 胶带顺槽车场、2205 胶带顺槽、2205 轨道顺槽车场、西翼回风大巷、回辅联络巷、辅助回风巷西段、 清水 仓、西总回风回风眼硐室。 （详见附表详见附表 1 1） 接计划，辅助回风巷（东段）将于 6 月底贯通；辅助回风巷（中段） 将于 11 月下旬贯通；辅助回风巷（西段）将于 12 月中旬底贯通。 2205 胶带顺槽回风联巷、2205 轨道顺槽回风联巷将进行揭煤工作。 二、二、20142014 年矿建计划年矿建计划

46、2014 年矿井将施工 2203 胶带顺槽回风道、2203 胶带顺槽、2203 胶带顺槽车场、2203 胶带顺槽底抽巷、2203 轨道顺槽回风道、2203 胶 带顺槽回风道、2203 轨道顺槽车场、西翼轨道运输大巷（岩巷段） 、 2205 胶带顺槽底抽巷、2205 切眼底抽巷、2205 胶带顺槽、2205 轨道顺 槽车场、2205 轨道顺槽底抽巷、2205 轨道顺槽、轨-辅联络巷。 （详见详见 附表附表 2 2） 按计划，2014 年 4 月下旬，2203 胶带顺槽通风系统形成； 6 月下 旬，2203 轨道顺槽车场通风系统形成；9 月中旬 2203 胶带顺槽车场完 工； 三、三、201520

47、15 年矿建计划年矿建计划 2015 年矿井将施工 2203 胶带顺槽底抽巷、2203 切眼底抽巷、2203 胶带顺槽、2203 轨道顺槽底抽巷、2203 轨道顺槽、2205 胶带顺槽、 2205 轨道顺槽底抽巷、2205 轨道顺槽、西翼轨道大巷。 （详见附表详见附表 3 3） 按计划，2015 年 1 月底，2205 底抽巷、2203 轨道顺槽车场将完成 施工；6 月底 2205 切眼贯通；7 月 2203 切眼底抽巷完工；11 月底抽巷 完工。 第三章第三章 通风系统通风系统 第一节第一节 概概 况况 一、矿井通风系统一、矿井通风系统 矿井通风方式采用中央并列式，通风方法为抽出式，即主、副

48、 井进风，中央风井回风。 二、采区通风系统二、采区通风系统 西二采区有独立完整的通风系统，采用两进两回的巷道布置方 式，进风巷道为西翼轨道运输大巷、西翼胶带运输大巷；回风巷道 为西翼回风大巷，西翼辅助回风大巷，乏风由中央风井排入大气。 首采 2205 工作面通风线路：主、副井井底车场（上仓胶带斜 巷）西翼轨道运输大巷（西翼胶带运输大巷）2205 工作面车场 2205 胶带顺槽2205 工作面2205 轨道顺槽2205 轨道顺槽回 风联巷西翼回风大巷（西翼辅助回风大巷）中央风井主要通 风机排入大气 三、井筒数目及位置三、井筒数目及位置 （一）该采区由主、副井进风，中央风井回风；共三对立井。 （二

49、）井筒位置 1、主井、副井位于矿井工业广场内，永久服务矿井。 2、矿井初期利用中央风井回风。中央风井位于矿井工业广场内， 服务西二、西四、西六采区，服务年限大约 15 年。 3、后期在东翼设东风井。东风井位于井田东部牛角湾村东南方 向 150m 附近，服务东一、东三、东五、东七、东八采区，服务年限 约 27 年。 四、通风装备四、通风装备 1.目前，中央风井安装有 2 台 bdk618-8-n025 型防爆对旋轴流 式主要通风机，一台运转，一台备用,电机功率 2250kw，电压 6kv。主要通风机均采用双回路供电，装备有风机运行参数自动监测 仪和水柱计。 2.掘进工作面均采用压入式供风，选用

50、fbd230kw 或 fbd245kw 对旋式高效局部通风机供风，掘进工作面主、备风机均 采用“三专”供电，并设专人看护风机，安排人员每班检查风机运 行情况，每天坚持进行一次风机倒台及风电闭锁试验，保证掘进工 作面连续可靠、稳定均衡通风。 第二节第二节 采掘工作面通风和硐室通风采掘工作面通风和硐室通风 一、掘进工作面通风方式一、掘进工作面通风方式 掘进工作面利用压入式局部通风机供风，使用长距离通风的抗 静电、阻燃性风筒、双风机双电源并能自动切换和“三专两闭锁” （专用变压器、专用开关、专用电缆和风电闭锁、瓦斯电闭锁）。 局部通风机必须安设在进风巷道中，且距掘进巷道回风口大于 10m；全负压供给

51、该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，局部 通风机应有专人负责管理，保证正常运转。 局部通风机严禁循环风。严禁 3 台（含 3 台）以上的局部通风 机同时向 1 个用掘进工作面供风。严禁使用一台局部通风机同时向 两个及以上掘进工作面供风。 二、采煤工作面通风方式二、采煤工作面通风方式 采煤工作面采用全负压通风，由工作面胶带顺槽进风，轨道顺 槽回风，即 “u”型通风方式。 三、硐室通风方式三、硐室通风方式 井下爆破材料库、电机车维修充电硐室与采区变电所等硐室均 采用独立通风，乏风直接引入回风流中，采用负压通风及调节风门、 风窗控风。 第三节第三节 采区通风设施采区通风设施构筑标准及要求构筑标准

52、及要求 一、在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧必须设置 至少2道牢固可靠的反向风门，风门之间的距离不得小于4m。 二、反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应根据掘进 工作面的通风系统和预计的突出强度确定，但反向风门距工作面回 风巷不得小于10m。 三、不应在倾斜运输巷中设置风门;如果必须设置风门，应设专 人管理，并有防止矿车和风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的安全措 施。 四、风门墙垛用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的 深度可根据岩石的性质确定，但不得小于 0.2m，墙垛厚度不得小于 0.8m。在煤巷构筑反向风门时，风门墙体四周必须掏槽，掏槽深度 见硬帮硬底后再进入实体煤不小于

53、 0.5m。需要通过风门墙垛的风筒、 水沟、刮板输送机道等，必须设有逆向隔断装置。风压大，难以开 启的风门应设置卸压小门（窗） 。 五、风门的墙体两侧要预留足够数量的电缆孔和管子孔，电缆 孔和管子孔要封堵严密，严禁漏风。风门墙体下部水沟要设反水池， 并安装防突拍板。 六、调节风窗必须预留在墙体上方，并应根据需要风量进行调 节，调节风窗要设置防逆流装置。 七、风门墙厚不低于0.8m，灰浆饱满，严禁出现重缝、裂缝、 空缝，四周要有不少于10mm 的裙边。墙垛面平整，1m 内凸凹不大于 10mm。 八、风门要牢固可靠，门框要包边沿口，有衬垫，四周接触严 密，门扇平整不漏风。 九、人员进入工作面时必须

54、把反向风门打开、顶牢。工作面放 炮和无人时，反向风门必须关闭。 十、通风设施前后 5m，必须保证巷道支护良好，无动压影响， 且风门前后 10m，密闭墙、挡风墙前 5m 范围内，应清除杂物、积水、 淤泥。 十一、密闭墙前设置牢固的栅栏，栅栏高度不得低于 1.5m，栅 栏要用寸管、木条、竹竿等材料制成，采用方格网形式，其横竖间 隔不大于 250250mm。栅栏中间留有高 1m、宽 450mm 左右能打开的 检查门，用铁丝固定在栅栏上。无水的密闭墙可只设测气孔，有水 的要设放水管。 十二、通风设施竣工后，必须有通防科负责组织验收，不符合 要求的要重建。 十三、风门、密闭需编号挂牌管理，并建立管理台帐

55、和通风设 施管理牌板。管理牌板内容应包括构筑日期、责任单位、责任人、 检查日期、设施编号，密闭牌板还应包括密闭巷道长度、密闭外瓦 斯或 co2浓度，温度。 第四章第四章 矿井瓦斯管理区分类认定及治理措施矿井瓦斯管理区分类认定及治理措施 第一节第一节 突出矿井瓦斯管理区分类认定突出矿井瓦斯管理区分类认定 根据豫政办 201218 号河南省高瓦斯和煤与瓦斯突出煤 矿分类管理实施意见相关规定,西二采区应按照类管理区进行管 理。 第二节第二节 瓦斯管理区治理措施瓦斯管理区治理措施 根据豫政办 201218 号意见中的相关规定，类瓦斯 管理区应按以下要求进行瓦斯治理： 1、实施区域性综合防治措施,建立瓦

56、斯抽采系统,采用地面钻孔 超前大面积预抽、开采保护层、井下穿层及顺层钻孔预抽煤层瓦斯。 2、具备保护层开采条件的,必须优先开采保护层;没有煤层可作 为保护层开采的,应以突出煤层邻近的煤线、软岩或其他有开采价值 的有益矿层作为保护层进行开采;不具备开采解放层条件的,必须采 用底(顶)板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯,煤巷必须在岩巷的掩护下掘 进,回采区段必须利用底(顶)板岩巷穿层钻孔进行预抽,实现在安全 区域对煤层回采区段的瓦斯抽放全覆盖,实现彻底消突。切实做到不 掘突出头,不采突出面。 3、对区域消突效果,按防治煤与瓦斯突出规定 、 煤矿瓦斯 抽采达标暂行规定有关标准进行评价。区域消突评价不符合标准

57、 的,严禁进行采掘活动。 4、工作面瓦斯预抽时间不少于 6 个月(从最后一个抽放钻孔连 孔预抽时计算),抽采率达到规定标准要求,采掘工作面的消突指标符 合规定。 5、井下安全避险“六大系统”(监测监控系统、井下人员定位 系统、井下紧急避险系统、矿井压风自救系统、矿井供水施救系统 和矿井通信联络系统)2012 年 6 月底前应全部建成并投入使用。 和成煤矿井下安全避险“六大系统”已建设完成，全部投入使 用，且“六大系统”的日常维护已按相关制度严格进行落实。 第五章第五章 瓦斯抽采系统瓦斯抽采系统 第一节第一节 采区瓦斯储量计算采区瓦斯储量计算 计算范围为西二采区的二1煤层，参与瓦斯储量计算的煤层

58、除二1 煤层外，还包括受开采层采动影响向矿井涌出的围岩中的瓦斯。 考虑到和成煤矿主采煤层为二1煤，七4煤层距二1煤层约400m， 一1煤层距二1煤层约88m 且没有取样测试瓦斯参数，故纳入西二采 区瓦斯储量计算为二1煤层和围岩的瓦斯储量，可按如下公式计算： w=kw1+w1 =（1+ k）ax 式中 w采区瓦斯储量，mm3； k围岩瓦斯储量系数 ，取k = 0.2； w1采区二1煤层瓦斯储量，mm3； w1=ax a采区二1煤地质储量， 448.5万t； x二1煤平均瓦斯含量，平均13.61m3/t。 由此可得，西二采区瓦斯储量为7325万m3。 采区瓦斯储量、可抽瓦斯量的计算与计算结果详见表

59、 5-1。 第二节第二节 采区瓦斯可抽量采区瓦斯可抽量 根据安监总煤装2011163 号印发的煤矿瓦斯抽采达标暂 行规定 ，表 5-2。和成煤矿的工作面绝对瓦斯涌出量为 9.51m3/min。 表 5-2 采煤工作面瓦斯抽采应达到的指标 工作面绝对瓦斯涌出量 q（m3/min）工作面瓦斯抽采达标率（%） 5q1020 10q2030 20q4040 40q7050 70q10060 100q70 （工作面绝对瓦斯涌出量详见下一节） ，由 5-2 表可知，采煤工作面 瓦斯抽采率应20%。 根据河南省煤炭工业管理局文件（豫煤安20071 号） ，高、突 采面采前瓦斯预抽率不得低于 30%。 综合以

60、上相关文件要求，西二采区瓦斯抽采率确定为 35%，其 中采煤工作面瓦斯预抽率不得低于 30%，底抽巷掩护煤巷掘进工作 面瓦斯预抽率不得低于 35%，石门揭煤工作面瓦斯预抽率不得低于 45%。 采区瓦斯可抽量是指采区瓦斯储量中能被抽出的瓦斯量，有下 式计算： wkc=wk k 式中： wkc-采区瓦斯可抽量，万 m； -采区瓦斯抽采率，取 35%； k wk-采区瓦斯储量，万 m。 由以上公式可得西二采区瓦斯可抽量为 2563 万 m。 表 5-1 矿井瓦斯储量计算表 岩层 采区地质储量 (万 t) 平均瓦斯含量 (m3/t) 采区瓦斯储量 (万 m3) 可抽瓦斯量 (万 m3) 开采层二1 煤