矿全-82采区防突设计82瓦斯防治

82采区开采、、、、五层煤，其中主采72煤层为突出煤层。现有资料表明，82采区6煤组距72煤距30～48.4m，具备开采上保护层条件。我国《煤矿安全（2004年版）第一百九十三条规定：“在突出矿井开采”五条明确规定：“突出矿井必须首先开采保护层，不具备开采保护层条件的，必须对突出煤层进行预抽，并确保预抽时间和效果”。6煤组各层煤在82采区内均存在大面积不可采区域，但可通过三个煤层采范围的组合开采实现对72煤层的保护。2005年矿井开展了82采区煤与瓦斯突出区域划分，提出了分区治理瓦斯治理方法，在突出区采用开采61煤保护层（局部为62、63煤）和底板穿层钻孔卸压瓦斯强化抽采的技术方案。第一 第一节8282采区位于西南部东北部以178与14-153两孔连线为界与81采区84采区相邻；西部9煤层露头线为界，与101、102采区相（深部）以F9断层、164与补195两孔连线及6煤层-550m底板等高线为界与采区、89采区相邻形状为不规则形状，中北部较宽，南部较窄，南北长约4.5Km，东西宽约1.6Km，面积约4.4Km2。82309.73～369.00m本采区含煤岩系主要为二叠系下石盒子组，含有91、72、71、61、62、61、共六个煤层，其中、、、、为可采煤层，煤层总厚7.62m。1727271煤层3～7m，平均5m左右。煤层较厚度0.72～6.85m，平均2.99m，以中面积可采率为100，煤厚变异系数为44.9。属不稳定煤层，但在全范围内为较稳定煤层，煤层顶板岩性以泥岩为主，粉砂岩零星分布。271煤：71煤位于下石盒子组63煤层24m～34m，平均为29m。煤层厚度0～1.94m，平均1.0m。可采范围内平均厚度1.32，薄～中厚煤层。煤层结构简单，以单一煤层为主，面积可采率为68%，不可采区零星分布。煤层厚度变异系数52.8%，属于不稳定煤层，但在全范围内为较稳定煤层。煤层顶3、63煤：63煤位于62煤下6m左右，煤层厚度0～1.62m，平均为1.06m，1.35m煤层厚度变异系数41%，属不稳定煤层。煤层顶底板以泥岩为主不可采区主要4、62煤：62煤位于下石盒子组中下部，上距61煤6～12m，平均8.4m层厚度为0～2.13m，平均1.18m，可采范围内平均厚度为1.43m，以中厚煤层为主层结一煤部夹一层或两层夹杆面积可采率为70%。煤层厚度变异系数为48.9%，属不稳定煤层。煤层顶板岩性以泥岩为主，次为粉5、61煤：61煤位于下石盒子组中下部，上距4煤层74m左右，煤厚2.05，平均1.42，可采范围内平均厚度为1.55m，煤层结构简单，以单一煤6844.9线两侧和采区的东部。82采区各可采煤层特征见82采区可采煤层特征表82煤层间距 6直接顶主要为泥岩，少量粉砂岩5一、地质构

第二节地质构造及水文地质82采区于的西部总体表现为一近南北向东倾斜并发育次级褶曲形态的单斜构造，地层倾角615°根据三维勘探资40条和褶区139条，逆断层2条。落差大于10m的断层4条，落差5~10m的断层8条，落差小于5m的断层28条。对褶曲和主要断层分述如下：k轴向为北西有15条地质剖面和33条线控制两翼地层产状较715B17B12和B7所切割,轴部和翼部均有钻孔控制褶曲在时间剖面上标准波反映明显褶曲形态，褶曲准确可靠。8正断层位于采区的东北端由北西西渐转至南北倾向南南西渐转至西，倾角60～70，落差0～25m，在采区内长度约0.5km。有12条测线控制，其中B级点5个，C级点2个，断点清晰。有、、三孔穿过，其中14l和1418状控制孔，为查明断层。9正断层断层的中南段为采区边界南北倾向西倾角6070°0~25在采区内长度1.5km有36条测线控制时间剖面上标15-16616-补223212213和补212孔，为查明断层。BF7：逆断层，位于采区东部，南北，倾向东，倾角65°，落差0~10m，延展长度0.6km，有两条测线和一个钻孔控制，为BF17正断层位于采区的北部北北西倾向西倾角75°，落差0~10m，延展长度0.5km，有3个点控制，其中A级1个，B1个，C1个，为查明断层。二、水文地本采区水文地质条件在正常情况下为简单～第二章开采程序、采煤方法及通风方式第一节巷道布置方式及煤层开采程序一、采区巷道布置方1、大巷布置轨道、皮带两条大巷，轨道大巷开窝于102采区运输石门WJ11测点前50m处，按方位角217°施工，皮带大巷自-550m水平进风石门，西端按原方位223°30′向前施工。两条大巷平面间距60～140m,之间通过联络平巷联系，两条大82采区段2、上山布、，采用分组布置。采区共布置7条上山，7煤组布置4条上山，即轨道上山、上山、回风上山、行人上山，均布置在72煤层底板道上山上山、回风上山，其中轨道上山布置在61煤层中上山与回风上山沿62煤布置。、，二、煤层开采程82采区可采煤层有、、、、五层，总体上采用下行开采顺序，先期开采61煤作为72煤层的保护层，然后开采71煤，6171为薄煤层综采。72煤待保护层开采后再回采，为综采工艺。因6263煤煤层赋存不稳定待72煤开采后采取上行开采方式进行采本采区计划安排2个工作面回采16171煤工作172煤工作一、采煤方煤方法为长壁式完全跨落法，薄煤层综采和采。二、通风方采区通风采用全负压通风系7煤组通风线路为：－550米水平南翼轨道大巷→下部车→7煤组轨道上山→7煤组中部车场→7煤组机巷→回采工作面→7煤组风巷→7煤中上部车场→7煤组回风上山→82采区回风石门→1026煤组通风线路为：－550米水平南翼轨道大巷→下部车→6煤组轨道联络斜巷→6煤组轨道上山→6煤组中部车场→6煤组机巷→回采工作面→6煤组风巷→6煤中、上部车场→6煤组回风上山→6煤组回风斜巷→82采区回风上山→82采区回风石门→102采局部通风采用2×15KW对旋式局扇配合￠600mm风筒供风第三 72煤瓦斯压力和含矿井在准备及回采期间，积累了煤层瓦斯压力数据。82采区煤层标高为-300～-550m。测压钻孔由上至下布置，能准确掌握72煤表3-172煤层瓦斯压力实测值182上山Y4928234-550m5-550m6-550m7-5508-55098162812巷9#钻812巷6#钻711根据瓦斯压力测定结果，获得7煤层瓦斯压力梯度为0.0194MPa/m，压力方程为P0.0194H8.13，其中H为埋深，单位为m，可计算出72煤各标高处的瓦斯压力，见图3-1和表3-2结合72煤层煤样的瓦斯吸附试验和工业分析结果，计算出72煤层各标高处的瓦斯含量，见图3-1和表2-5。瓦斯压瓦斯压力 86420 瓦斯含量图3- 86420 瓦斯含量2-5不同标高处7煤层瓦斯压力和瓦斯含2图2-5不同标高处7煤层瓦斯压力和瓦斯含21-2-3-4-5-6-7-8-9-由表2-5可以看出（-550m）最大瓦斯压力为2.88MPa，最大瓦斯含量为12.29m3/t。2-682采区瓦斯基本参数测定钻孔气体成分及浓度情况，除3＃钻孔受断层影响瓦斯浓度异常外，煤层瓦斯浓度均随着埋深而变化430～480m段内瓦斯浓度变化很大30％增加到90％以上，当埋深大于480m时，气体中绝大多数都为瓦斯。瓦斯在气体中的浓度随埋深变化关系见图2-4。2-6钻孔气体成分及浓度182上部车场C70282轨道上山G290382轨道上山G280482轨道上山G28点(补582上山682上山Y490090072煤层透气性系数见表3-6。72煤层为难于抽放煤层，开采前必须表3- 煤层透气性系数的有关参数及结qtMPa05)/5693.372煤突出性及区域划煤的破坏类型为Ⅳ、Ⅲ、Ⅴ、类。72煤的各项突出指标全部《防治煤与瓦斯突出由表3-9在标高-440m单项指标瓦斯压力0.80MPa散初速度P12.84硬度f0.195～0.258，均超过《细则》规定的临界值；综合指标预测法预测K96.31D为0.88，预测结果72煤层具有突出性。表3- 综合指煤层标高ppfKD721-721---上山-----注：计算KD时p取平均值，f取最小层赋存瓦斯垂向分带规律明显，72煤层区域划分结果为： -460m以下。表4- 82采区72煤层区域划分情fKD度3.46煤瓦斯基本参重庆煤科《6煤层瓦斯基础参数测定一水平测定结果61煤瓦斯压力1.72MPa瓦斯含量为7.5m3/t斯放散初速度6，坚固性系数f为0.5。根据单项指标分析，6煤无突出煤层。第四章82根据82采区内的72区突出区和突出区对不同的区域采取不同的瓦斯治理技瓦斯风化带治理技术CO2和N2CO2和N2于通风不良在局部地区造成CO2和N2浓度过高导致人员窒息的发生。无突出区治理技术在无突出区内同瓦斯风化带内基本一样正常通风基本可以复生产。突出区治理技掘进工作面管在突出区内采掘工作面每推进50～100m应连续进行不少于两次的检验性工作面预测其中任何一次预测有突出时该工作面为突出工作面该区域改为突出区域经连续两次检验性预测都为突出工作面时该工作面仍为突出工作面该区域仍为突出区域。回采工作面瓦斯治理技。突出区内工作面瓦斯治理目的主要是防止工作面上隅角瓦成的双重不利局面在现场顶板钻孔抽放和采空区埋管抽放两种最常用的抽放方法可以很好的解决工作面上隅角瓦斯超限问题。。顶板钻利用顶板钻孔抽放瓦斯是有效解决工作面瓦斯超限问题的超限。采空区埋管抽- 顶板钻孔抽放瓦斯示意采空区埋管抽放是通过安装管路直接抽放采空减的吸气口进入采空区内最佳抽放位置，吸气口的组合阀门打开，突出区治理技根据国有煤矿瓦斯治理规定82采区采用开采61煤保护（局部为62、63煤）和卸压瓦斯强化抽采技术。保护层开采设82采区煤层上限标高为-300～-320m，下限煤层底板为-550m区共有、、、、五个可采煤层。7263煤层34m，组作为上保护层来保护72煤的条6煤组各层煤在82采区内72煤层的保护。（1）倾斜方向的保护范角10时取下部卸压角3=75，上部卸压角4=75作面，被保护层工作面的卸压范围在倾向上内错距离分别为：1L=48.4×ctg751L2=48.4×ctg75工作面的风巷、机巷的布置位置内错12.9m。为了72煤层的安全保证一定的回采率在倾向上采取两个保护层工作面保护一个被保护层工作面，见图4-2。如果只突出采用两个保护层工作面保护一个被保护层工作面后上一强化抽放后也能消除突出（钻孔间距10，保证采掘安全。6煤6煤卸压边界卸压边界卸压边界卸压边界4-2实现两个保护层工作面保护一个被保护层工作面必须保证两个保护层工作面之间的煤柱不能过宽，如果煤柱过宽，则煤柱影响的被保护层工作面煤体无法得到卸压且还会形成应力集中对被保护层的开采造成。根据经验和理论计算，煤柱留设4～5m压缩、压碎，为被保护层相应的煤体卸压提供空间，对被保护层相应煤体再采取钻孔抽放卸压瓦斯后就能够消除突出，保证巷道的安全掘进和工作面的安全回采。（2）方向的保护范在被保护层中，方向的保护范围可按卸压角划定，方向的卸压角按60°设计保护层工作面长度减去工作面开切眼和停采线卸压角造成的内错距离就是被保护层在方向的保护长度。根据规定该卸压角5为60o，保护范围见图43，按60o计算内错距离为：3开切眼向里内错L48.4ctg6034停采线向里内错L48.4ctg6044-由于层间距较大，导致在上内错距离较大，为了在上等长布煤体进行密集钻孔抽放（钻孔间距5，该区域内煤层得到一定卸压，施工密集钻孔并结合冲孔技术后，在进行强化抽采就能够消除突出性，进而实现保护层和被保护层工作面方向的垂直布置，即保护层和被保护层工作面的等长布置。在上对卸压边界与开切眼（或收作线）垂直对应位置范围内的煤体采取措施后也可以保证在方向上的垂直布置，即等长布置。在上通过对卸压边界与开切眼（或收作线）垂直对应位置范围内的煤体进行密集钻孔抽放，保证足够的预抽时间，可以使该范围内煤体消除突出不过在掘进回采该范围时要采取“四位一体”防突措施。根据计算，82采区保护层与被保护层工作面对应关系如下表82采区保护层与被保护层工作面对应关系保护层工作被保护层工作备保护727低于-460m保护726大部分区保护层开采抽1）保护层开采工作面瓦斯抽6煤的开采中只需解决本煤层开采时的瓦斯涌出和邻近层的瓦斯涌出即可。因此保护层6煤的开采只需正常的U型通风和顶板钻孔抽放即为了使被保护煤层的卸压瓦斯得到充分抽放，一般情况下保护层工作面要提前被保护层1～2个区段，同时，被保护层工作面要预留1～2预抽时间，保证煤层的抽放效果根据72煤层的赋存特点，采用72煤层卸压瓦斯预抽方法。被保护层煤层距6煤层34～48.4m，在6煤层开采过程中72煤层的瓦斯不能通过煤层瓦斯抽排系统得到排放。必须充分利用6煤层开采在72煤层中形岩层卸压和透气性成千倍增大的作用，在72煤层瓦斯流动的活跃期内将卸压瓦斯有效地抽采出来，从根本上区域性地消除煤与瓦斯突出性。根据煤系地层并结合8272煤层底板20m72煤层2072煤瓦斯涌入底板巷，另一方面在遇到小的断层时不会误揭煤层。抽放巷在倾向上位于工作面的中部。沿工作面将底板瓦斯抽采巷布置在工作面机巷和风巷的正中间，巷道断面92。①底板巷道网格式上向穿层钻孔瓦斯抽采方底板巷道网格式上向穿层钻孔瓦斯抽采方法如图4-3所示。在距72层底板15m的岩层中，在工作面进风巷和回风巷正中间，沿工作面布5220直于抽采巷布置一长度5m52置一组9个瓦斯抽采钻孔，钻孔直径108，工作面倾斜长度按140m设计，靠近进风巷和回风巷的两对钻孔间距为10，其余钻孔间距为m钻孔间距以煤层中厚面为准。在两个钻场中间，在进风巷和回风巷处增加各2个钻孔，分别从两侧钻场施工。在工作面开切眼和停采线附近处于卸切眼压不充分区域应增补抽切眼

7272斯工 剖面②保护层开采的抽排斯工1000m140m72钻场间距为20m。岩石巷道条数：1条；钻孔个数：450个；钻孔总所需掘进的钻场个数：50个。4.4.3包括四个步骤第一步掘进前施工预测钻孔进行突出性预测，判断是否为突出工作面；第二步，若预测指标后需采取防治突出措施；第三步，采取措施后再施工效果检验孔，对防治突出措施进行效果检验；第四步、效果检验合格后，再采取相应的安全防护措施方可继续作业。工作面突出性预采用钻屑指标法预测采掘工作面突出性，具体步骤如下①在掘进工作面施工3个预测钻孔，钻孔布置在软分层内，巷道中心2～4m处。孔径42mm，设计孔深10m（影距离，钻孔具体布置见图4-4②钻孔每打进1m用WC突出预报仪测定一次2。根据最大钻屑量Sx和最大2测工作面突出性。当实测指标都小于临界指标时，该工作面预测为无突出，只要有一个指标等于或超过临界值，这个工作面就为突出工作面。采用钻屑指标法预测工作面突出性时，各项指标的突出（44中给出了突出性的钻屑解析指标临界值。表4- 判断突出性的钻屑解析指最大钻屑量S性Pa㎏/mL/ml/(g.min1/2≥200≥6≥5.≥0.突出工作面＜200＜＜5.＜0.无突出工作面图4-4煤巷掘进工作面防突出性预测钻孔布置防治突出措采用巷帮边掘边抽与掘进头前方短钻孔预抽相结合技掘进工作面短钻孔排放瓦斯技术方案是在巷道迎头，沿掘进巷道方向施工18个直径为91m13m.m控制范围为巷帮外20.5m时进行突出指标的测试，经检验无煤与瓦斯突出后方可开始掘进。巷道每掘进8m施工下一轮钻孔，钻孔超前距离为5m。掘进工作面短孔排放瓦斯技术方案的原理是通过向前方煤体打密集排降低煤层的弹性潜能和地应力，消除掘进前方煤体的突出性。该技术方案设计指标百米巷道钻孔3842m（全部为煤孔排放孔