某某某某矿业有限公司2015年煤矿安全改造可行性研究报告

可行性研究报告 1 1 1 1 1 1 1 2 4 4 4 4 6 6 6 9 9 9 9 1 1 3 3 煤矿瓦斯综合治理示范项目——购买更换瓦斯抽放泵等设备煤矿瓦斯灾害是制约我国煤炭工业发展的最大障碍，严重威胁到人身、财产安全，而且随着煤炭产量越高、开采深度越大，瓦斯灾害的威胁越大，成为煤矿安全生产的头号灾害。近年来，国家发改委、国家煤炭安全生产监督管理局等部委出台一系列文件规定，强化煤矿瓦斯综合治理，明确提出了“先采气，后采煤，采煤采气一体化”的原则。2005坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的原则和瓦斯治理进一步明确了坚持“采气采煤一体化”的具体措施。国家煤矿安全监察局也在制定煤矿瓦斯强制预抽的实施细则，力图通过采前抽采，杜绝重难以为瓦斯抽采提供可靠的地质依据。为此，亟需建立一套瓦斯抽采达在开展瓦斯抽采工程地质研究，较准确的分析矿井构造应力、煤体针对主管、干管、支管、钻孔、环境瓦斯、煤层瓦斯压力等不同监测需求合理部署基于先进技术的监测监控设备；根据不同抽采单元、多种监控参数，构建一套科学合理的瓦斯抽采达标评价体系，实现对瓦斯抽采（1）部署抽采钻孔汇流管瓦斯综合参数测对各抽采钻孔或特征孔进行瓦斯流量、浓度、瓦力等参数监测，实现对抽采钻孔的实时监测和分析诊断，了解钻孔抽采现状，及时发现无部署具有低流速瓦斯流量监测技术的管道瓦斯综合参数测定仪。根据采空区抽采、上隅角抽采、本煤层抽采以及穿层孔抽采等不同类型的抽采管路，在主管、干管、支管等位置合理部署管道瓦斯综合参数测定仪，实现对管道瓦斯的低流速流量、浓度、温度、压力等参数的实时监应用部署瓦斯压力传感器，实时监测煤层瓦斯压力，及时了解煤层（4）部署矿用钻孔轨迹监测装置，自动监深钻孔深度不够、钻孔位置不对、钻工瞒报钻深等情况的发生，避免发生态达标评价系统、采煤工作面瓦斯抽采达标评价系统以及区域抽采评价建立煤矿瓦斯抽采达标评价体系，通过不同抽采类型以及抽采单元监测数据的关联分析，建立科学的达标评价方法，实现掘进工作面、采并通过不同管路流量、压力等参数的监测，分析发现异常钻孔、异常管段，及时处理漏气、传感器尘堵等故障，保障抽采工作的顺利、高效进瓦斯综合治理，购置抽采钻孔汇流管瓦斯综合参数测定仪、抽采管道瓦斯流量综合参数测定仪、购置煤层瓦斯压力传感器，实现煤层瓦斯压力的实时监测、矿用钻孔轨迹监测装置，自动监测打钻时的钻孔轨迹与孔进一步查明瓦斯赋存状况，包括煤层瓦斯含量、瓦斯梯度以及煤与补充煤与瓦斯突出危险性鉴定，以便采取针对性防突措施。同时也二、项目背景和发展概况我国煤矿瓦斯事故特别是重、特大瓦斯事故在煤矿事故中占的比例很高，瓦斯问题已成了我们实现煤矿安全生产的最大障碍，是我们必须是瓦斯治理“十二字”方针的深化和发展。因此，瓦斯综合治理符合国家发展规划，也是煤矿有效防范和遏制重特大瓦斯事故、实现安全生产项目（第一批）可行性研究报告的通知》文件的指导精神，结合XX煤矿的瓦斯治理系统现状及安全生产现状，提出对XX煤矿的瓦斯综合治理设煤矿至顺发煤矿）已经通车，道路直接通往钟山；临时进场道路与协和图1-1-1XX县XX煤矿交通位置图矿区内地势相对平缓，总体特征是南东高、北西低，属以岩溶地貌为主含煤地层呈反向斜坡，长兴组地层在南东部形成巨大高差，三叠系地层玉龙历年平均气温14.1℃,历年平均降雨量1050.7mm（1992～2001平均气温的升高，年平均降雨量也随之增加。雨季为每该区域属长江流域乌江水系，矿区位于六广河（乌江上游）支流乌渡河区内地表水体不发育，仅以小溪沟为主。主小溪沟水汇聚而成，容量为3³105m³。当地河流最低侵蚀面标高为+900m，区内主要以农业为主，矿产资源以煤矿为主和玉米为主，其次为麦类、豆类、薯类。经济作物有油菜籽、烟叶等。畜牧产以来，区内以煤矿开采为龙头的矿产开发取得了长足的发展。在矿业及相矿区内及邻近区出露的地层由下至上有：下二叠统茅口组，上二叠统龙岩性为灰色厚层状灰岩，岩溶裂隙发育，厚度不详。地层（1-2、3-1、3-2、5-2揭露厚主要为一套海陆交互相含煤碎屑岩沉积，为本区含煤地层。以细碎屑岩为主，夹煤层及灰岩，含煤20层左右，其中可采煤层4层。产腕足类瓣鳃类为一套海相碳酸盐岩沉积，主要岩性由深灰色燧石灰岩、灰岩组成。中部普遍夹一层厚0.20m左右的薄煤层。全层富产腕足类动物化石。厚度主要由泥质灰岩、灰岩及粉砂岩、泥质粉砂岩组成。根据岩石颜色、岩⑵玉龙山段（T1y2灰色、浅灰色灰岩、泥质灰岩、鲕状灰岩。上部⑶九级滩段（T1y3暗紫色夹紫绿色泥质粉砂岩为主，夹细砂岩、粉区内出露不全，仅见下部灰色中厚层状灰岩地层系统地层系统第四系茅草铺组下统九级滩段T1y3夜郎组玉龙山段T1y2沙堡湾段T1y1深灰色遂石灰岩、灰岩，夹薄层泥灰岩暗紫色，泥质粉砂岩、粉砂岩浅灰色灰岩、泥质灰岩，上部夹鲕粒灰岩浅灰色钙质泥岩、泥质粉砂岩5.00出露不全345.2929.92残积、堆积层第一段T1m1地层系统地层系统龙潭组P1l下统茅口组P1m深灰色碎屑岩、灰岩夹煤层灰色厚层状灰岩较陡，构造较复杂；向斜两翼地层倾角较平缓，构造较简单，60°,东翼地层倾角较缓20°,被F2断层斜切为南北两部分。东翼倾角10°~12°,南东翼倾角18°~20°。P新化P新化纸T2+3C纸T2+3CCC厂黔方厂黔背C背PPPP杨斜杨斜斜P斜11T井P井背协和背T2+3T寨向T2+3T寨向2P关P斜PT2P斜斜T2+3T2T2TT2PPP新店P新店斜C背斜核部构造较复杂，地层倾角较陡。向斜核部构造较中等，两翼地层变陡（15～35°);由浅部向深部，倾角逐渐变缓（煤层倾角6～19°)。本区北（1）营盘山向斜：位于矿区北西部。南起甲化，20°,南西部变陡（30～40°);北西翼地层倾角较缓7～12°。为不对称向（2）长槽背斜：位于矿区北西部外缘。北起家槽。延伸长度3.1km。轴向NE20°,与营盘山向斜平行展布。轴部地层为T1y2、T1y3，两翼地层为T1m1；南东翼地层倾角7～12°,北西翼7～14°。煤地层附近，深部断层较少。区内断层以正断层为主，逆断层罕见。断层走断层走向NE30°,断面倾向NWW，倾角60°,正断层，落差30m左右。该断层断层走向NE65°,倾向NW，倾角60°±,正断层，断层落差20～40m。该断层为“F3断层走向近EW，倾向N，倾角50°~60°,落差0～12m，延展长度（3）F4断层：分布于矿区南东部边缘地带，位于岩垭口—坝子一线，中，东、西两端分别交F4和F3断层，长度约300m。断层走向NW75°,倾向地层或煤层不同程度重复，推测均为逆断层，断层落差4～10m。区内断层主表表控制程度地面有观测点地面有观测点，5-1孔断薄层9煤层重复，煤芯具揉皱现象，顶、底板岩芯破碎，见擦痕面倾角4寨—垅土—岩垭口坝子—岩垭石岩土NW位置NWWNWNW通过三维地震探查，在煤矿首采区内新发现隐伏小断层23条（见表向NW～N，落差0～13m，倾角60°~65°,延展长度440m。该断层同时切落差0～7m，倾角50°~55°,延展长度230m。该断层同时切割了4煤层、落差0～15m，倾角55°~65°,延展长度290m。在地震时间剖面上该断层9m，倾角60°~65°,延展长度210m。该断层同时切割了4、5、9煤层。12m，倾角60°~65°,延展长度230m。该断层与F4断层相交，同时切割9）DF9正断层：位于首采区中部，断层走向NW，倾向SE，落差0~8m，倾角55°~60°,延展长度145m。该断层同时切割了4、5、9煤层。11m，倾角55°~65°,延展长度250m。8m，倾角45°,延展长度200m。该断层同时切16）DF16正断层：位于首采区中部，断层走向NNW～NE，倾向NEE~SE，落差0～11m，倾角50°~60°,延展长度360m。该断层同时切割了4、走向NW，倾向NE，落差0～6m，倾角55°~60°,延展长度145m。该断层NW，落差0～7m，倾角50°~60°,延展长度195m。该断层同时切割了4、0～20m，倾角55°~60°,延展长度460m。9m，倾角60°,延展长度130m。该断层切割了13煤层，同时断层与F4编号性质正三维地震发现断层特征一览表走向倾向倾角（m）可靠程度较可靠较可靠较差较可靠NWNWNNWNWNNW-NENWNNWNWNWNWWNWNWNNWNWNW较可靠较差较差较可靠较差较可靠较差较可靠较可靠较差较可靠较可靠较可靠较差9885586678769本区的断层对煤有一定的破坏作用，根据现场揭露的实际情况来看，断褶曲影响：井田内发育次一级向、背斜，本区地层与构造形态空间总体来看，本区断层以正断层为主，断层走向为北东向，与主要褶曲构造轴线方向基本一致，且主要分布于井田浅部，对煤层整体赋存破（1）4号煤层：位于龙潭组上部，上距龙潭组顶界平均27.10m，上稳定煤层。直接顶主要为泥岩，其次为粉砂质泥岩及粉砂岩。煤层间接岩或粉砂质泥岩。煤层直接底板为泥岩，含植物根部化石，其下为粉砂结构，为大部可采煤层，属较稳定煤层。煤层顶板岩性变化较大，为粉砂岩、细砂岩或泥质粉砂岩，一般含植物化石，其直接顶板常为泥岩或粉砂质泥岩，厚0.5～3m。直接底板为泥岩，含植物根部化石，其下为一煤层顶板为一套粉砂或细砂岩，厚度大，较稳定，它与煤层间常有一层粉砂质泥岩伪顶（厚0～3m产植物化石。煤层直接底板为泥岩，含植化不大，西部、浅部变薄。为大部可采煤层，属较稳定煤层。煤层结构或含炭质泥岩。煤层顶板一般为粉砂质泥岩，局部为泥质粉砂岩，含植物化石，局部夹一层泥质灰岩，含动物化石。煤层底板为泥岩或粉砂质泥岩，产植物化石，间接底板（其下2m±)为一层灰岩（标四）。煤层全区最小~最大平均煤层全区最小~最大平均煤层层间平均煤层结构顶底板岩性煤层性煤层范围全区最小~最大平均最小~最大平均44煤层顶板粉砂岩顶板粉砂岩粉砂岩粉、细砂岩粉砂质泥较稳定较稳定较稳定较稳定较稳定较稳定岩采区尺寸采区尺寸倾斜长度资源/储量煤层倾角走向长度煤层采区一采区二采区三采区1234（1）颜色与光泽：灰黑色，粉粒状和碎块状为主，结构以细条带（2）煤岩类型：主要煤岩类型以半暗—半亮型为主，少量光亮型。54549视密度（%）（%）煤灰软化温低位发热量(MJ²kg-1)Ad(%)7.60(12)8.35(13)Mad(%)14223579主要来自含煤地层自身裂隙水及长兴组岩溶裂隙水；但是，开采下煤组煤层时，茅口组强岩溶水也有可能会成为直接充水水源。间接充水水源为茅裂隙，人工采矿冒落裂隙、断层破碎带、小煤矿和老窑采空区及少量岩溶综上，故本区属于以裂隙、岩溶裂隙充水为主、水文地质条件中等的煤矿床，水文地质类型属二类二型。根据《煤矿防治水规定》分析，该矿协议、留设了足够的保护煤柱，根据矿井安全设施设计，水文地质类型属本参数测定及煤层突出危险性鉴定报告》及XX省矿山安全科学研究院提交煤层具有煤与瓦斯突出危险性，为突出煤层。同时根据黔安监管办字该矿矿区为文件划定的突出矿区，矿井必须按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理，鉴定区域范围之内可按照无突出危险性区域设计和管理。矿井必须做好防治煤与瓦斯突出措施，在建设和生产过程中必须严格执行《防治平均为1.21°,该矿井属地温正常区，矿井无热害的可能。地质资料中未提供冲击地压的相关资料，该矿井及周围矿井尚未有冲出危险性预测报告，一采区+1114m标高以上区域4煤层瓦斯含量为一采区4煤层保护层工作面最大瓦斯涌出量采泵的服务年限按20年考虑，因此主要通风机和抽采泵先后分别服务一、经预测单个保护层工作面采空区瓦斯抽采量约4.0另外后期设计考虑抽采老空区瓦斯，根据类似矿井经验，老空区瓦斯本矿井抽采方式有预抽、卸压抽和采空区抽采等，根据国家安全监管选择矿井瓦斯抽采方法应根据矿井煤层赋存条件、瓦斯基础参数、瓦斯来源、巷道布置、抽采瓦斯目的及利用要求等因素确定，并遵循以下原3、应根据矿井瓦斯涌出来源及涌出量构成分析，有针对4、抽采方法在满足矿井安全开采的前提下，还需满足开发、利用瓦斯5、巷道布置在满足瓦斯抽采的前提下，应尽可能利矿井抽采瓦斯的目的是为了降低煤层瓦斯含量，为煤炭开采提供防突出及通风安全生产环境，同时开发利用瓦斯资源。因此，根据矿井的瓦斯赋存状况、矿井开拓及抽采瓦斯的目的，结合抽采瓦斯方法选择的原该矿部分可采煤层未作煤与瓦斯突出危险性鉴定，抽采方法采用穿层预抽、采煤工作面顺层抽采、掘进工作面先抽后掘、采空区瓦斯抽采的综可根据现场条件适当布置穿层钻孔提前预抽工作面回采区域瓦斯。要求全面覆盖预抽煤层条带及回采区域瓦斯。在岩石巷道掘进时，必须按照设计断面、已定中、腰线要求施工，严格控制好层位和地质构造，防止瓦斯异常涌出或误穿煤层。当采煤工作面推进后，形成采空区后，穿层长钻孔还+1100m轨道石门1405回风顺槽1405运输顺槽+1060m轨道石门瓦斯抽放巷+1020m轨道石门瓦斯抽放巷459图3-1-1专用瓦斯抽采巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯示意图保护层的瓦斯。根据《煤与瓦斯突出防治规定》和《保护层开采技术规范》（AQ050-2008）的要求，开采保护层并同时抽采被保护层卸压瓦斯；层工作面开采之前，被保护层工作面的瓦斯抽采工程应保证开采保护层时，向工作面后方布置俯斜下向钻孔，在4煤层工作面开采之前，5煤、9煤尚孔进水和避免钻孔跨塌，钻孔施工完成后立即下导管使用螺杆压力注浆封测得瓦斯基础资料，由于第一区段瓦斯含量较小，下临近层瓦斯涌出量不大，可暂不采用下向钻孔抽采下临近层瓦斯，第二区段根据现场实际情况巷，在瓦斯抽采巷内设置布置两排扇形上向穿层钻孔，每排12个钻孔，共顶板终孔间距等参数可生产实践中钻孔间距可根据实际抽采效果和实测参在掘进工作面预抽不充分、煤巷未消突的情况下可采用先抽后掘的方钻孔长度≥60m预抽钻孔现有巷道允许巷道掘进距离40m预掘巷道超前距离≥20m图3-1-5掘进工作面先抽后掘抽采钻孔布置图为降低煤层开采时的瓦斯涌出量，设计在采煤工作面运输巷打平行顺钻孔布置：在采面运输巷布置顺层抽采钻孔，设计每隔3~4m布置一个效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或预抽防突效果无效范围的边矿井现已布置有瓦斯抽放系统，矿井巷道在揭可采煤层时，通过区域预测如果存在突出危险性，则利用现有抽放系统抽放石门揭煤区域进行区穿层钻孔预抽石门揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次AAA≮石门A53974A8621图3-1-7石门揭煤随开采层的开采，邻近层卸压瓦斯可涌入开采层采空区，采工作面上隅角瓦斯对解决开采层瓦斯很有必要，投产初期，由于距地表垂深不大，这种方式会取得比较好的效果。是比较适合的。上隅角埋管抽上隅角瓦斯抽采的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域内瓦斯形成紊流状态与空气充分混合，由抽采管路抽走，这可以避免因工作面上隅角处局部位置因风流不畅（或无风）引起的瓦斯超限，和减少风排瓦斯量。为操作方便，靠近采面上隅角段管路要采用7m长的抽采软管与主抽采管路相连接，将抽采软管的一端插入上隅角，为保证软管吸入口能处于上隅角的上部（上部瓦斯浓度较高）可将抽采软管与木棒绑在一应采用挡风帘。随着工作面的推进，逐节回收主抽采管路，移动软管的连接，直至回采结束。抽采软管伸入上隅角的长度及位置应根据实际抽采效果不断调整，得到合理的参数。为确保抽采点的合适位置，在主抽采管路末端可设置一个分流器，分支出几个支管，插入上隅角的不同位置进行抽根据《矿井瓦斯抽采管理规范》及其它矿区采空区瓦斯抽采经验，采采瓦斯参数随吸气口距回采工作面距离变化，确定通风量、抽采负压与抽为提高采空区瓦斯抽采浓度，取得较好的抽采效果，打密闭应注意以（5）要保障密闭墙的密闭性能，派专人定期检老空区铁丝网老空区铁丝网法兰盘巷道测试孔阀门抽放管三、项目实施的主要内容本项目的建设内容涉及了多种传感器的部署和系统平台的搭建，在方充分应用了当前监测设备的先进技术，部署基于先进技术之上的传感器，如低流量瓦斯流量监测技术、激光甲烷监测技术等，保障监测数据的根据不同传感器的感知类型以及抽采管路的钻孔、支管、干管、主管等逻辑关系，合理选择各类传感器的部署位置，做到用最少的监测设备反根据不同的瓦斯监测数据，如瓦斯抽采、风排瓦斯，构建一套科学的瓦斯抽采达标评价方法，并充分利用煤层瓦斯压力这一监测参数作为评价在井下重要的抽采钻场的钻孔上安装钻孔汇流管瓦斯综合参数测定通过对钻孔流量的实时监测和历史数据分析，诊断塌孔和失效孔等异常，评价压裂等增透效果，评价不同位置、角度、深度各种钻孔的抽采效钻孔汇流管瓦斯综合参数测定仪由分站进行供电，实现本地显示和上井下瓦斯抽采分为掘进面抽采、工作面本煤层抽采、穿层孔抽采、采空区抽采、上隅角抽采等，根据不同抽采管路，在主管、干管和支管部署通过关联各管路的监测参数，分析评价不同位置的抽采情况，关联诊断漏气、堵塞等异常管段，并关联其它测点位置、其它类型传感器的监测不同位置的管道瓦斯综合参数测定仪由分站供电，实现传感器的本地瓦斯压力是反映煤层瓦斯含量的重要指标，同样也是反映煤层是否具通过穿层孔部署瓦斯压力传感器，实时监测煤层瓦斯压力，能够科学准确的衡量和判断瓦斯抽采效果。为瓦斯抽采达标评价提供科学的评判依井下钻孔尤其是长距离钻孔往往很难实现预期设计标准，钻孔出现位置偏差或钻孔深度与设计不符，都不能实现瓦斯抽采的高效进行，从而导在井下重要抽采钻场，部署矿用钻孔深度监测装置，自动监测钻孔轨迹以及钻孔深度，能够直观了解钻场钻孔的三维状态，对于偏差较大或深度不够的钻孔及时修复处理，实现按照预先设计成孔，保障瓦斯抽采的顺在地面搭建瓦斯抽采达标评价平台，建立XX煤矿瓦斯抽采达标评价系统，实现掘进工作面抽采达标动态评价、采煤工作面抽采达标动态评价以监测地点倾角(°)方位角(°)钻孔深度（m）右侧钻场钻孔基本参数倾角(°)方位角(°)钻孔深度（m）迎头钻孔基本参数倾角(°)方位角(°)钻孔深度（m）预抽煤层基本参数应预抽储量残余瓦斯里程钻孔基本参数左侧钻场钻孔基本参数煤厚实现对工作面各抽采管路监测参数的实时显示，实时显示抽采量及累混合气体流混合气体流混合气体流混合气体流预抽瓦斯累计量（m3）预抽瓦斯累计量（m3）预抽瓦斯累计量（m3）纯瓦斯浓度纯瓦斯浓度纯瓦斯浓度度度度实时瓦斯抽实时瓦斯抽实时瓦斯抽漏气、堵塞、风排瓦斯异常等，并进行异常告警，实现异常的及时发现和通过不同瓦斯抽采源和释放源的监测，如钻孔瓦斯监测、管道瓦斯监测、风排瓦斯监测等，并关联瓦斯压力，实现对瓦斯抽采达标的判断和评XX煤矿2015年煤矿安全改造项目资金估算（单位：万元）序号1234产品名称监控系统基础平台历史数据曲线分析子系统可视化动态评价子系统监控主机打印机通信线路避雷器监测分站及电源管道瓦斯气体综合参数测定仪钻孔汇流管瓦斯综合参数测定仪矿用瓦斯压力传感器矿用钻孔轨迹监测装置线缆及辅料煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套煤矿用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套八芯通信电缆本安型两通接线盒本安型四通接线盒项目实施、维护、管理费技术指导、培训等2322222/2131.77.64.2个个/金额