苦枝子煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告

1、神华煤业集团有限责任公司苦枝子煤矿神华煤业集团有限责任公司苦枝子煤矿煤与瓦斯突出危险性煤与瓦斯突出危险性鉴定报告鉴定报告煤炭科学研究总院沈阳研究院煤炭科学研究总院沈阳研究院二一年三月十八日二一年三月十八日报告名称：报告名称：神华煤业集团有限责任公司 苦枝子煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定法人代表：法人代表：王建国 研究员 煤科总院沈阳研究院 院长报告审核：报告审核： 王魁军 研究员 煤科总院沈阳研究院 总工程师 霍中刚 研究员 煤科总院沈阳研究院 科技发展部主任项目负责人：项目负责人： 孙波 高工 煤科总院沈阳研究院 研究室主任报告编写：报告编写：杨东 工程师参加工作人员：参加工作人员： 杨 东 工

2、程师 煤科总院沈阳研究院 何晓东 工程师 煤科总院沈阳研究院 杜泽生 工程师 煤科总院沈阳研究院 前前 言言 对于瓦斯矿井而言，瓦斯是煤矿的重大灾害和安全隐患之一。在瓦斯综合防治中，为了避免盲目性，要求瓦斯管理工作必须做到有效、可靠和有预见性。近年来，部分矿井在建井过程中就发生了煤与瓦斯突出事故，部分矿井虽然未发生煤与瓦斯突出事故，但随着开采深度的增加和开采强度的增大，有可能发生煤与瓦斯突出事故。因此，为了防范于未然，开展煤层的煤与瓦斯突出危险性鉴定是十分必要的。 神华煤业集团有限责任公司苦枝子煤矿是一座年产2.20Mt的大型现代化高瓦斯矿井，2009年矿井瓦斯等级鉴定绝对瓦斯涌出量为47.9

3、3m3/min，相对瓦斯涌出量为11.42m3/t，单一层煤开采。相邻矿井为宝积山和魏家地煤矿，属于同一煤田。据1998年1月重庆分院“神华矿务局苦枝子煤矿煤与瓦斯突出危险性评价”报告，苦枝子煤矿一层煤为非突出煤层，矿井可不按突出矿井管理。2006年12月煤科总院沈阳研究院对苦枝子矿东一采区进行了区域预测，预测结果东一采区为无突出危险区域。 根据1999年的井田划分，原来属于魏家地煤矿的勘探线块段划归苦枝子煤矿，正处于苦枝子煤矿东一采区的采掘活动范围内。1987年重庆分院对神华矿务局魏家地煤矿所发生的动力现象进行鉴定，认为一层煤为突出煤层，该矿也被定为突出矿井。为了对苦枝子矿一煤层的煤与瓦斯突

4、出危险性有一个更明确的认识和客观准确的定性，为今后的安全生产和通风防突管理提供科学的决策依据，减少矿井瓦斯防治的盲目性，受神华煤业集团有限责任公司苦枝子煤矿的委托，沈阳研究院根据该矿东一采区、东二采区、中一采区、中二采区和西一采区的瓦斯参数测定结果和实际生产情况，对苦枝子煤矿一层煤的突出危险性进行了鉴定。 本次鉴定工作遵循的依据是： 1、煤矿安全规程，国家煤矿安全监察局，2009年； 2、防治煤与瓦斯突出规定，国家安全生产监督管理总局，2009年； 3、煤与瓦斯突出矿井鉴定规范（AQ1024-2006）。1矿井概况矿井概况1.1矿井基本情况矿井基本情况苦枝子煤矿位于甘肃省白银市平川区，距兰州市

5、160Km，白银市80Km，距包兰铁路白银西站105Km，距煤业公司2 Km。铁路、公路均通过矿区，交通十分便利。苦枝子井田位于神华煤田大宝魏矿区的中部。矿区地理坐标为东经1044310455，北纬36433647。矿区常年气候干旱，年蒸发量远大于降雨量，为半沙漠干旱丘陵地区。地表有三条季节性沙河存在，仅在暴雨时才有水流。 另外，宝积山铁路横跨整个井田，井田西部有神华电厂构筑的输渣水坝，坝内有积水存在。同时，地面有500人左右的黑水、腰水两个自然村庄。苦枝子煤矿隶属于神华煤业集团有限责任公司，为公司骨干矿井之一，矿井开采历史较早，1987年因浅部资源枯竭，安全状况差，被迫停产改扩建，改扩建中进

6、行了优化设计，1997年投产，设计生产能力1.05Mt/a，2006年核定生产能力1.50Mt/a，2008年核定生产能力为2.20Mt/a。 井田位于神华煤田中部，走向长8.9Km，倾斜宽2.5Km，面积14.4Km2。煤田属侏罗系中下统窑街组，可采煤层为一层煤，平均厚度10.34m，井田内地质构造复杂。截止2009年底，矿井期末地质储量1.14亿t，可采储量9106.5万t，服务年限41年。1.2 井田概况及地质特征井田概况及地质特征苦枝子井田位于大宝魏矿区的中部，大（苦枝子）宝（宝积山）不对称向斜的东南翼及其轴部地区。北部以1175m煤层底板等高线为界与宝积山井田相邻；东部以勘探线为界与

7、魏家地井田相邻；南部为煤层露头线；西、西北部为煤层自然尖灭边界。 井田位于大宝不对称向斜的南翼及轴部地区，总体为一单斜构造形态。浅部煤层倾角大（3055），深部逐渐变小（025）。向斜轴部存在宽缓的次一级凹陷和隆起，断层构造比较发育，特别是在井田主断层之间存在有大量的中小型正断层，它们的走向与大宝向斜轴、煤层的走向等区域构造线呈小角度存在，对矿井的正常安全生产影响较大。苦枝子井田与宝积山、魏家地井田属于同一煤田。苦枝子井田位于神华煤田的中部，大宝向斜的南翼，井田内有五条大型断层及四条向背斜构造，次一级小型断层分布广泛。井田含煤两层，均位于中侏罗统中部窑街组，一层煤为可采煤层，埋藏比较稳定，二层

8、煤仅在东部个别地段分布，但不可采。 井田内发育着第四纪、白垩纪、侏罗纪和三迭纪的地层，其中：中、下侏罗统为本区主要含煤地层，平均厚度72.07m，其上部为紫红色、杂色、鲜紫红色砂质泥岩与灰绿色粉砂岩互层，平均厚度22.23m，中部为灰色、灰黑色砂质泥岩及粉砂岩，平均厚度32.18m。在中、上部普遍含煤一层，局部地段含煤二层。该统与下伏地层呈不整合接触，上三迭统构成本区煤系地层的基底。 地质构造：井田区域内主要分布着胶泥汤凹陷，前汤山隆起，花尖子短轴向斜以及腰水短轴背斜等四条褶皱，其地质构造主要有刀楞山断层，F40断层，F5断层及F1-2断层组，具体如下： 刀楞山断层：东起线以东，走向北4661

9、西，长度约在4.3km以上，倾角5390，落差表现为西大东小，其中线120m，线103m，线53m，为一压扭性逆断层。 F40断层：位于井田中部，东起勘探线附近，大致呈走向北2538西，向西北延伸与F5断层相交，其南西盘下降，北东盘上升，为一张扭性正断层，倾向南西，倾角7388，垂直落差西大东小，在西线90m，加线53m，线29m，线40m，加线46m，线35m，线40m，线35m，线23m，断层带18m 。 （3）F5断层：位于井田西部，南端与刀楞山断层相交，全长2km左右，走向近南北，倾向东，倾角65左右，垂直落差为5583m。北大南小，为一张扭性正断层。 F1-2断层组：位于矿区南侧，为

10、一区域性盖层动性组合逆断层，走向北5060西，长约35km，倾向南西。浅部倾角较大，为3060，深部变平缓，一般为15左右，断层带宽约10m。苦枝子井田内地貌地形比较复杂，基岩裸露，以剥蚀为主。井田南部为刀楞山，山前为沙川丘陵地带，东北及东部为黄土丘陵地带。本区属于大陆性干旱气候，降雨量少，蒸发量大，最大风力可达八级，地震烈度为八度。1.3 煤层特征煤层特征 本区含煤两层，均位于中、下侏罗统中下部，一层煤为主要可采煤层，埋藏比较稳定，其厚度最小0.53m，最大33.38m，平均厚度10.34m，煤层倾角为1205930，一般小于25。二层煤仅在东部个别地段有分布，均不可采。 一层煤结构比较简单

11、，一般含夹矸14层或呈单一结构，夹矸厚度一般小于0.7m，少数达1.0m以上，最厚为3.47m，分布于煤层下部，部分出现在上部或中部。 煤层顶板：直接顶大部分为灰、深灰色铝质泥岩（平均厚度3.57m），其上为灰白色砂质泥岩，粉、细砂岩，夹灰绿、紫红色砂质泥岩、薄层粗砂岩，见风后易破裂、冒落，难以管理。局部地段有伪顶，以炭质泥岩为主，平均厚度0.13m。 煤层底板：岩性以炭质泥岩、砂质泥岩及粉砂岩为主，厚度为0.5m21.5m，炭质泥岩平均厚2.75m，最厚可达6.9m，直接底较软，遇水易膨胀。 煤质为气煤、弱粘煤及不粘结煤，大多属弱粘结煤，灰份平均为17.5%，挥发份为32.2%，硫份为0.9

12、3%，水份为2.15%，原煤发热量平均为6857卡/g，一层煤容重为1.41t/m3，属低-中灰、低硫、低-中磷，具有较高发热量的动力用煤。 一层煤在本区内均有分布，煤层赋存稳定，结构单一。一层煤伪顶为炭质泥岩，直接顶下部为铝质泥岩，向上铝质逐渐减少，过渡为泥岩，老顶为23层砂岩与不含水的泥岩、砂质泥岩，由西向东逐渐变厚。 1.4矿井通风瓦斯情况矿井通风瓦斯情况苦枝子矿为斜井分区式多水平上下山开拓。矿井为两翼对角抽出式通风方式，四个井筒进风，两个井筒回风。当前矿井需风量为7000m3/min，实际进风量为7526m3/min，矿井有效风量为7137m3/min；矿井目前通风阻力为2538Pa，

13、北风井通风负压为2440Pa，东风井为2711Pa，矿井通风等积孔为3.09m2，矿井目前处于通风容易时期，井下同时工作人数最多可达260人。苦枝子煤层瓦斯宏观上存在“东高西低”的赋存规律，煤层赋存呈西浅东深趋势，煤层瓦斯含量为3.29.37 m3/t。从生产实践和历年瓦斯等级鉴定结果可总结其瓦斯赋存及涌出规律。从井田走向划分：井田瓦斯含量由西到东为4.179.37m3/t，在掘进和回采过程中，瓦斯绝对涌出量也遵循这一规律，即“东高西低”。从井田倾向划分：井田浅部到深部吨煤瓦斯含量为3.29.37m3/t，在掘进和回采过程中，瓦斯绝对涌出量也反映了这一特征，即“深高浅低”。 在地质构造控制范围

14、内，封闭性断层附近和褶曲轴部瓦斯绝对涌出量大，在掘进和回采过程中，其绝对瓦斯涌出量增量在1.83.5m3/min左右。首掘面和首采工作面瓦斯涌出量比临近已开采工作面瓦斯涌出量大，其绝对瓦斯涌出量增量为1.23.0m3/min。1.5 矿井瓦斯抽放情况矿井瓦斯抽放情况 (1)苦枝子矿现有2台SKA-420型大流量抽采泵，一台运行，一台检修，另外一台SK-60型瓦斯抽采泵备用，并联400mm和245mm两趟大管径抽采主管路，目前矿井抽采总浓度为2231，总纯流量为27m3/min左右，年抽采瓦斯达1400万m3。矿井抽采率达41.9，抽采区域有东一采区、中二采区、中一采区和东二采区。 (2) 矿井

15、瓦斯抽采方法 本矿综放工作面瓦斯抽采方法有顺层钻孔采前预抽、边采边抽和采空区开放式或封闭式抽采等方法。煤层顺层钻孔抽采浓度高，衰减慢，是解决采掘工作面瓦斯问题最根本的措施。边采边抽包括高位孔抽采、上隅角埋管抽采和卸压带抽采。高位孔抽采就是在工作面两道向采空区施工高位钻孔，抽放裂隙带瓦斯；上隅角埋管抽采是随着工作面向前推进，在回风巷将钢管埋入采空区进行抽放，由于开放式采空区抽采存在负压小和浓度低的特点，所以上隅角埋管抽采不利于瓦斯的抽采利用。卸压带内边采边抽就是在工作面煤壁前方十多米卸压带内抽采卸压解吸瓦斯。采后抽放就是密闭插管或打钻孔抽放封闭采空区瓦斯，抽采负压大，瓦斯浓度高，但要注意采空区自

16、然发火的问题，要做到经常采样分析，进行自然发火的监测。 煤层透气性系数在1.114.66 m2/(MPa2.d)之间，属可抽煤层。 截止到2009年末，累计抽放瓦斯5280万m3，风排瓦斯10650万m3，采面煤层瓦斯抽排率达到了50.9。1.7 相邻矿井情况相邻矿井情况苦枝子与魏家地井田境界划分采用垂直划分法，沿勘探线垂直面划分。苦枝子煤矿改扩建时，神华矿务局于1988年7月向甘肃煤炭工业局总公司提交苦枝子宝积山深部井田生产补充勘探地质报告，报告中确定苦枝子宝积山煤矿延伸水平补充勘探边界指：宝积山矿井勘探线以西，苦枝子煤矿+1380m水平以下和宝积山煤矿+1320m水平以下的部分。甘肃煤炭工

17、业总公司以甘煤司发（1990）003号文批准该报告作为矿井改扩建和今后生产的依据。该报告确定大、魏井田边界为勘探线，-勘探线区域划归魏家地井田。 根据综放开采技术的发展趋势和矿井可持续发展需要，神华矿务局于1999年向甘肃省煤炭工业局提交神华矿务局申请重新界定苦枝子、王家地矿井田的请示，申请重新界定大、魏井田边界，甘肃省煤炭工业局批准（甘煤局生发1999288号文）将大、王井田边界由勘探线定为勘探线，将-勘探线区域划归苦枝子井田。1.8苦枝子煤矿已有的突出鉴定结果苦枝子煤矿已有的突出鉴定结果 由于苦枝子矿相邻魏家地煤矿为突出矿井，为了对苦枝子煤矿的突出危险性有一个明确的定性，1998年1月，煤

18、炭科学研究总院重庆分院对苦枝子煤矿一层煤的突出危险性进行了评价，认为该矿“一层煤为非突出煤层，矿井可不按突出矿井管理”。神华煤业公司组织进行了中一采区101工作面区域瓦斯突出可能性检验，并以靖局地发（1997）063号文上报省煤炭局，报告中称：“101综采放顶煤工作面可以排除突出的可能性”。中102工作面回采期间也进行了区域预测并排除了工作面突出可能性。中一采区101、102工作面回采后，区内煤层瓦斯经大量释放和抽放，煤层瓦斯含量、压力大大降低，中103、104工作面回采时采区绝对瓦斯涌出量及相对瓦斯涌出量较小，无瓦斯异常现象。 2001年5月进入东103工作面掘进后，该矿组织对103工作面（

19、主要针对8勘探线以西部分）进行了预测，结论为：“苦枝子矿井一层煤在东103工作面区域无突出可能性”，并以大矿发（2001）91号文上报煤业公司。东103工作面于3月1日开始试生产，在工作面正式回采之前，该矿对东103综放工作面煤与瓦斯突出危险性进行了综合评价，并向省局专题汇报，评价结论为：“苦枝子煤矿东103工作面无煤与瓦斯突出危险性，回采时可不采取防突措施”。 2006年2月转入东115工作面回采时，委托煤炭科学研究总院沈阳研究院对东一采区进行了煤与瓦斯突出危险性评价认为：“东一采区为无突出危险区域”。4.4 矿井瓦斯涌出规律分析矿井瓦斯涌出规律分析根据以往的采掘情况和地勘资料分析，该矿一煤

20、层瓦斯宏观上存在“东高西低”的赋存规律，煤层赋存呈西浅东深趋势，煤层瓦斯含量为3.29.37 m3/t。从井田走向划分：井田瓦斯含量由西到东为4.179.37m3/t，在掘进和回采过程中，瓦斯绝对涌出量也遵循这一规律，即“东高西低”。从井田倾向划分：井田浅部到深部吨煤瓦斯含量为3.29.37m3/t，在掘进和回采过程中，绝对瓦斯涌出量也反映了这一特征，即“深高浅低”。 在地质构造控制范围内，封闭性断层附近和褶曲轴部瓦斯绝对涌出量大，在掘进和回采过程中，其绝对瓦斯涌出量增量在1.83.5m3/min左右。首掘面和首采工作面瓦斯涌出量比临近已开采工作面瓦斯涌出量大，其绝对瓦斯涌出量增量为1.23.

21、0m3/min。根据以上分析和本次鉴定所测定的瓦斯含量来看，东一采区115面的原煤瓦斯含量为2.780 m3/t，西一采区1120回风石门原煤瓦斯含量仅为2.307m3/t，远小于防治煤与瓦斯突出规定的区域突出危险性瓦斯含量指标8.0 m3/t。即从原煤瓦斯含量方面来看，本矿一层煤不具备发生煤与瓦斯突出的可能性。5 结论及建议结论及建议5.1 结论结论（1）通过测定苦枝子矿东一、中二和西一采区一层煤的煤与瓦斯突出鉴定单项指标来看，未达到防治煤与瓦斯突出规定的临界值，一层煤为非突出煤层。（2）从采区开采现状来看，东一采区最底部（东115面）和最浅部（东103面）均已安全回采（高瓦斯区域），东二、中一和中二采区已基本回采完毕，西一采区为低瓦斯区域。在采掘过程中，各采区未发生煤与瓦斯突出现象，因而从采掘实