王封煤矿瓦斯防治规划.docx
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王封煤矿瓦斯防治规划
太原东山王封煤业有限公司
2014年—2017年瓦斯防治规划
二零一四年八月二十五日
太原东山王封煤业有限公司
关于下发《2014—2017年瓦斯防治规划》的
通知
公司各部门：
为了加强我公司“一通三防”管理工作，力争建设成为瓦斯治理示范矿井，切实提升矿井瓦斯防治理工作水平，健全完善“通风可靠、抽采达标，监控有效，管理到位”的瓦斯综合治理工作体系，有效防范和坚决遏制瓦斯事故，推动全公司安全工作的健康发展，特制订《太原东山王封煤业有限公司2014—2017年瓦斯防治规划》。
附：
《太原东山王封煤业有限公司2014—2017年瓦斯防治规划》。
太原东山王封煤业有限公司
2014—2017年瓦斯防治规划。
以科学发展观为指导，认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针和“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作方针，全面落实国家、省、市及公司关于煤矿瓦斯治理的工作部署，遵循“标本兼治、重在治本”的原则，结合我公司的实际情况构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理工作体系，最终实现瓦斯彻底整治，特编制《太原东山王封煤业有限公司2014—2017年瓦斯防治规划》。
一、矿井概况
太原东山王封煤业有限公司位于太原市万柏林区王封乡，西山煤田杜儿坪一西铭勘探区北部，行政区划属王封乡所辖。
地理坐标北纬°37′52″50″－37°53′40″，东经112°19′15″－112°21′20″。
据山西省国土资源厅颁发的C140000************2844号采矿许可证，井田范围由1～12个坐标点圈定，井田东西长2.527km，南北宽1.470km，面积2.3536km2，批准开采8、9号煤层。
井田边界坐标见表1-1。
表1–1重组后矿界拐点坐标表
点号
X
Y
1
4195400.00
19616773.00
2
4195400.00
19618100.00
3
4195560.00
19618100.00
4
4195560.00
19619300.00
5
4196500.00
19619300.00
6
4196500.00
19619000.00
7
4196870.00
19618400.00
8
4196500.00
19618400.00
9
4196500.00
19617700.00
10
4196252.00
19617700.00
11
4196252.00
19617356.00
12
4195940.00
19616830.00
太原东山王封煤业有限公司位于西山煤田杜儿坪一西铭勘探区北部，太原市万柏林区王封村西侧，东距太原市区约25km，距太古公路4km，距太原西站风声河发煤站仅13km，交通十分方便，见交通位置图1-1。
图1-1交通位置
二、采区布置
太原市王封煤矿于2006年2月委托山西省煤炭地质公司编制完成了《山西省太原市王封煤矿生产矿井地质报告》，山西省煤炭工业局以晋煤行发[2006]500号“关于对山西省清徐县马峪乡石窑煤矿等40座煤矿《生产矿井地质报告》“评审意见书”的批复”进行了批复，批复评价认为9号煤层地质勘查程度达到勘探，可作为矿井建设的地质依据。
1、地层
井田位于西山煤田西山矿区的东北部边缘，井田内地层由老至新依次为奥陶系中统峰峰组、石炭系中统本溪组、上统太原组；二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组下段下部；第四系中更新统和上更新统。
井田绝大部分为暴露区。
太原组和山西组为主要含煤地层。
2、构造
井田褶皱发育，有背斜3个，向斜2个，主要为短轴褶皱，轴向主要为北东向。
地层总体由北西向南东倾斜，倾角7°-15°。
发现正断层15条，最大落差10m，绝大部分落差小于5m。
发现陷落柱4个，长轴在55m内。
无岩浆岩影响。
井田构造属中等类（偏简单）。
分别叙述如下：
（1）褶曲
①S1背斜：
位于井田西北部，轴向北东一南西向，轴长约700m左右，呈弧形展布。
两翼倾角约14°左右。
地表见出露，开采8号煤层时亦揭露。
②S2背斜：
位于井田西南部，轴向北东一南西向，井田内轴长约450m，呈弧形展布，两翼倾角约6°-7°。
地表见出露，开采8号煤层时亦揭露。
③S3向斜：
位于井田北部，轴向北东东向，轴长约1005m，呈直线展布，两翼倾角约9°左右。
地表见出露，开采8号煤层亦揭露。
④S4背斜：
位于井田南部，轴向北端为北东向，南端转为南东向，基本呈“S”形展布。
轴长约1000m，两翼倾角约6°—7°。
地表见出露，井下开采中亦揭露。
⑤S5向斜：
位于井田东部，轴向北北西向，基本呈直线展布。
井田内轴长约900m左右。
两翼倾角约6°左右。
地表见出露，开采8号煤层亦揭露。
（2）断层
①Fl断层：
位于井田北部边缘，为本井田边界断层，走向北东东向，倾向南东，倾角65°，落差10m，地表见出露。
②F2断层：
位于井田北部F1断层南侧，走向北东东向，倾角北西，倾角65°，落差10m，开采8号煤层时发现。
井田内延伸长度260m左右。
③F3-F15断层：
这些断层落差均小于5m，对煤层煤质影响较小，对井下开采、采区布置及其它开采技术条件影响甚微。
（3）陷落柱
①X1陷落柱：
位于井田北部，椭圆状，轴长25-30m。
②X2陷落柱：
位于井田北部X1南侧，椭圆状，轴长20-45m。
③X3陷落柱：
位于井田西北部，圆状，直径35m。
④X4陷落柱：
位于井田西南部，椭圆状，轴长30-55m。
以上这些陷落柱均在井下开采中发现。
3、煤层
本井田内可采煤层有4层，为山西组2、3号煤层和太原组的8、9号煤层，其中2、3、8号煤层已采空，9号煤层尚在基建阶段。
根据本次采煤法变更论述的需要，现将8号和9号煤层特征叙述如下：
8号煤层：
位于太原组中部，L1灰岩之下，煤层厚度3.80-4.32m，平均4.00m，煤层结构较复杂，中上部夹有一层炭质泥岩夹石，全井田稳定煤层。
局部为灰质泥岩伪顶，直接顶板为L1石灰岩，厚度为1.0-3.80m，平均厚度为2.0m，底板为泥岩、砂质泥岩。
井田内8号煤层现已采空。
9号煤层：
位于太原组中部，上距8号煤层0.71-0.79m，平均0.75m左右，煤层厚3.30-3.57m，平均3.44m，结构简单，普遍含1层炭质泥岩夹矸，为全井田可采的稳定煤层。
其顶板泥岩，底板为砂质泥岩。
煤层特征见表3-1-1。
表3-1-1煤层特征表
含煤组段
煤层号
煤层厚度
（m）
层间距
（m）
煤层结构
（夹矸层数）
顶板岩性
底板岩性
稳定性
可采性
煤层
倾角
（°）
煤层
容重
（t/m3）
太
原
组
8
3.80~4.324.00
较复杂
（0-1）
L1灰岩
砂质泥岩
稳定
已采空
7-15
1.37
0.71~0.790.75
9
3.30~3.573.44
简单
（1-2）
砂质泥岩
砂质泥岩
稳定
全区可采
7-15
1.46
4、瓦斯赋存状况、煤尘爆炸危险性、煤的自燃性及发火期、地温情况
（1）瓦斯
根据山西省煤炭工业局晋煤安发[2009]34号“关于太原市2008年度30万吨/年及以上煤矿矿井瓦斯等级和二氧化碳涌出量鉴定结果的批复”，2008年度王封煤矿矿井相对瓦斯涌出量为2.37m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为1.02m3/min，矿井相对二氧化碳涌出量为3.04m3/t，矿井绝对二氧化碳涌出量为1.31m3/min；2007年度王封煤矿矿井相对瓦斯涌出量为3.53m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为1.14m3/min，矿井相对二氧化碳涌出量为3.99m3/t，矿井绝对二氧化碳涌出量为1.29m3/min；批复本矿为瓦斯矿井。
根据山西省煤炭工业厅晋煤瓦发[2014]49号“关于太原市2013年度矿井瓦斯等级鉴定结果的批复”，太原东山王封煤业有限公司扩建期间本年度绝对瓦斯涌出量0.24m3/min，绝对二氧化碳涌出量1.58m3/min，批复本矿井为瓦斯矿井。
（2）煤尘
根据山西省煤炭工业局综合测试中心对太原王封煤矿8号煤层的煤样检验报告（№：
2006-0112）：
井田内8号煤层煤尘火焰长度45mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量80%，鉴定结果8号煤层煤尘有爆炸危险性。
根据山西省煤炭工业厅综合测试中心对太原东山王封煤业有限公司9号煤层的煤样检验报告（晋煤检[2013]0603-MB-A0724）：
井田内9号煤层煤尘火焰长度40mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉用量50%，鉴定结果9号煤层煤尘有爆炸危险性。
（3）煤的自燃倾向性
根据山西省煤炭工业局综合测试中心对太原王封煤矿8号煤层的煤样检验报告（№：
2006-0112）：
井田内8号煤层煤的吸氧量1.0197cm3/g，鉴定结果8号煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层。
根据山西省煤炭工业厅综合测试中心对太原东山王封煤业有限公司9号煤层的煤样检验报告（晋煤检[2013]0603-MR-A0724）：
井田内9号煤层煤的吸氧量0.84cm3/g，挥发分为14.53%，鉴定结果9号煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层。
（4）地温、地压
据调查，王封煤矿开采过程中，地温一直保持在正常值内，一般为16℃～17℃之间，且地压也未见异常。
5、井田水文地质
井田内主要含水层为第四系中上更新统冲洪积亚粘土、粘土、砂土类孔隙含水层组，二叠系上、下石盒子组砂岩裂隙含水层组，二叠系下统山西组砂岩裂隙含水层组，石炭系上统太原组砂岩、灰岩裂隙岩溶含水层组，奥陶系中统石灰岩岩溶裂隙含水层组。
太原组、山西组、下石盒子组富水性弱，对井下采掘影响很小。
9号煤层充水因素分析有四点：
一是本区呈褶曲构造，向斜轴部会蓄水；二是断层是补给水的通道，井田北部F1、F2正断层，落差10m，受断层的影响，井田内小断裂较发育，断层会将上部含水层的水及地表水渗入煤层；三是8、9号煤层上部的三层石灰岩，尤其是L1灰岩为8号煤层之直接顶板，溶洞发育，有利于地下水富集；四是8号煤层已采空，其采空积水是9号煤层的主要充水水源。
以上这些因素对9号煤层的开采均有很大影响，所以在开采9号煤层时，要引起足够重视。
据山西焦煤集团公司地测勘探中心及山西煤田水文地质勘探229队2001年编制的《西山煤田综合水文地质图说明书及附表》推定本井田奥灰岩溶裂隙水水位标高为+836m，低于本井田9号煤层最低批采深度+1050m，对井下采掘影响很小。
综上所述，井田水文地质条件简单，矿井水文地质类型为简单型。
6、采空区积气情况
井田采空区长期处于封闭状态，采空区内残留煤柱和顶底板岩石裂隙中残存的瓦斯和二氧化碳气体不断释放和逸散到采空区内。
经长期集聚，采空区内应存有一定量的瓦斯和二氧化碳气体。
因此建议今后在临近采空区开采时，应防范采空区内积气外泄造成危害。
7、8号煤层以往开采情况
根据矿方提供资料，8号煤层采掘时间为1987-2006年，经过多年开采，8号煤层除残留煤柱外，已无资源可采。
8号煤层采煤方法采用刀柱式开采，工作面长度（或煤柱长度）为50-90m，工作面相邻煤柱间净宽为15-17m，工作面每个煤柱宽度为5-7m。
8号煤层采空区煤柱放大图详见图3-1-2。
8号煤层采空区煤柱与9号煤层回采工作面斜交关系见图3-1-3。
图3-1-28号煤层采空区煤柱放大图
图3-1-38号煤层采空区煤柱与9号煤层回采工作面斜交关系图
9、一采区巷道布置情况：
采区内布置三条下山，其中胶带运输下山为刷扩巷道，布置在8#煤层中，采用锚网喷支护，轨道运输下山和回风下山为新掘巷道布置在9号煤层中，采用工字钢对棚水泥背板（实背）。
本采区共布置6个工作面:
采用双翼布置（三条下山东西各3个回采工作面），其中首采工作面为试采工作面，靠进运输大巷，两条顺槽：
运输顺槽与轨道运输下山、胶带运输下山相通，回风顺槽与回风下山相通与工作面切眼形成了工作面独立的通风系统。
采区内设采区水仓，可以满足采区排水的需要。
10、2014—2017年采掘计划
2014年为矿井基建期（地面工程省略），井下完成了三条下山掘进工作，完成9101工作面两条顺槽（长度各560米）及切眼（长度120米）施工，采区水仓施工及永久避难硐室施工，至年底达到首采面联合试运转条件。
2015年完成9103及9104工作面顺槽及切眼施工，预计长度2490米。
同时完成首采面回采工作，并完成9104工作面200米回采工作。
2016年完成9106和9102工作面及切眼掘进工作，预计长度3000米。
回采完成9104工作面及9103工作面回采工作。
同时为二采区9号煤开拓工作。
2017年完成9105工作面及切眼掘进，同时进行二采区的采区巷道掘进。
回采完成9106和9102工作面回采工作。
11、矿井瓦斯涌出量预测
工作面瓦斯涌出量
薄煤层及中厚煤层不分层开采时，回采工作面的瓦斯涌出量开采层计算公式为：
公式5-1
式中：
—回采工作面瓦斯涌出量，m3/t；
—围岩瓦斯涌出系数，矿井顶板管理方式为全部跨落法管理顶板，故取k1=1.2；
—工作面丢煤瓦斯涌出系数，其值为工作面回采率的倒数；
—准备巷道预排瓦斯对工作面煤体瓦斯涌出影响系数；利用长壁后退式回采时，系数
按下式确定：
L—回采工作面长度，m；
h—巷道瓦斯预排等值宽度，m；
m—开采层厚度，m；
M—工作面采高，m；
W0—开采煤层原始瓦斯含量，m3/t；
Wc—开采煤层煤的残存瓦斯含量。
邻近层瓦斯涌出的计算公式为
公式5-2
—邻近层瓦斯涌出量，m3/t；
mi—第i邻近层煤厚，m；
M—工作面采高，m；
W0i—第i邻近层原始瓦斯含量，m3/t；
Wci—第i邻近层残存瓦斯含量，m3/t；
ηi—第i邻近层的瓦斯排放率，ηi与邻近层至开采层的间距有关；
当邻近层位于冒落带中，ηi=1；
当采高小于4.5m的条件，ηi按式（4-5）计算或按图4-1选取。
公式5-3
式中：
—第i邻近层与开采层垂直距离，m；
—受开采层采动影响顶板底岩层形成贯穿裂隙，邻近层向工作面释放卸压瓦斯的岩层破坏范围，m。
当采高大于4.5m时，
按式（4-6）计算：
公式5-4
式中：
—第i邻近层与开采层垂直距离，m；
其它参数同前。
也可以利用图5-1选取ηi值。
本矿井按图5-1选取ηi值。
1—上邻近层2—缓倾斜煤层下邻近层3—倾斜、急倾斜煤层下邻近层
图5-1邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线
井田内开采9号煤层时，根据各个邻近煤层对9号煤层回采工作面瓦斯涌出量的影响情况，分源预测法参数见表4-1。
根据该矿的实际开采情况，由于该矿8号煤层许多区域内已采空，因此这里不再考虑8号煤层对9号煤层回采面的影响。
本煤层瓦斯含量按公式3-1进行预测。
利用上述公式及表4-1计算得涌出量预测结果见表4-3及图4-3。
表4-1分源预测参数及其计算结果表
本煤层瓦斯涌出量参数
K1
K2
K3
开采煤层厚度
采高M（m）
L（m）
h（m）
W（m3/t）
1.3
1.05
0.74
1.95
3.44
120
15.4
1.20
邻近层瓦斯涌出量参数
临近层名称
与开采煤层的层间距（m）
邻近层厚度m（m）
采高M（m）
W（m3/t）
3
78.91
0.93
0.93
0.15
1.20
6
56.03
0.32
0.32
0.40
1.20
7
29.04
0.87
0.87
0.62
1.20
回采面平均日产量
1727t（60万t/a）
注：
邻近煤层瓦斯残存含量参考9号煤层
表4-3回采工作面瓦斯涌出量预测结果
预测
方法
标高
日产量
（t）
瓦斯涌出量预测值
开采层
邻近层
合计
m3/t
m3/t
m3/t
m3/min
分源法
1110
1727
0.48
0.59
0.59
1.17
1104
1727
0.77
0.95
0.95
1.90
1152
1727
0.37
0.45
0.45
0.90
1185
1727
0.00
0.00
0.00
0.00
图4-3回采工作面瓦斯绝对涌出量与煤层底板标高间的关系
通过分源法的计算结果，由此可以建立9号煤层回采面的瓦斯绝对涌出量与其标高之间的关系式：
Y=-0.0193x+22.943m3/min
其中Y代表绝对瓦斯涌出量，x代表煤层底板标高，m。
根据表4-3可知，在本井田内，当矿井产量为60万t/a时（工作面平均日产量为1727t），9号煤层（1065～1185m）回采期间采面的绝对瓦斯涌出量预测值处于0～2.39m3/min，本煤层的瓦斯是回采面的最大瓦斯涌出源。
三、瓦斯灾害基本情况
1、瓦斯
根据河南理工大学2011年8月提供的《太原东山煤业有限公司9#瓦斯涌出量预测》报告，矿井生产能力0.6Mt/a时，9号煤层瓦斯含量测定结果表，表1-1、表1-2、表1-3、表1-4。
表1-1东山王封煤业9#煤层瓦斯含量测定结果
测定地点
埋深
（m）
试样中气体组分（%）
CH4
CO2
N2
副斜井与总回风巷交叉点
184.2
2.56
25.04
65.86
运输大巷与消防材料库交叉点
211.4
3.23
12.43
81.22
总回风巷与原回风斜井交叉点
158.3
4.69
21.04
71.41
运输大巷与采区轨道下山交叉点
236.6
6.36
13.2
78.36
表1-29#煤层回采工作面瓦斯涌出量预测结果
预测
方法
标高
日产量
（t）
瓦斯涌出量预测值
开采层
邻近层
合计
m3/t
m3/t
m3/t
m3/min
分源法
1110
1727
0.48
0.59
0.59
1.17
1104
1727
0.77
0.95
0.95
1.90
1152
1727
0.37
0.45
0.45
0.90
1185
1727
0.00
0.00
0.00
0.00
表1-39#煤层掘进工作面瓦斯涌出量预测结果
采区
掘进
工作面
巷长
（m）
瓦斯含量（m3/t）
瓦斯涌出量（m3/min）
煤壁
落煤
合计
901采区
运输顺槽
560
1.44
0.33
0.14
0.94
回风顺槽
560
1.44
0.33
0.14
表1-4矿井瓦斯涌出量预测结果
生产区域
日产量
（t/d）
瓦斯涌出量
生产（含开拓）采区（m3/min）
已采采区
（m3/min）
合计
m3/min
m3/t
901采区
1818
4.12
1.03
5.15
4.08
由以上表格可以看出：
太原东山王封煤业有限公司开采9#煤期间，矿井最大绝对瓦斯涌出量为5.15m3/min，最大相对瓦斯涌出量为4.08m3/t。
按照《煤矿安全规程》第133条的规定，太原东山王封煤业有限公司开采9#煤期间属低瓦斯矿井。
2、煤尘
地质勘探中在井田内9号钻孔中采取煤尘爆炸样5个，试验结果表明各煤层均有爆炸性。
3、煤的自燃
地质勘探中在井田内9号孔采有煤的自燃样5个，试验结果表明本井田为不易自燃煤层，自燃等级Ⅲ级。
4．地温
地质勘探中在8号钻孔中进行了井温测量，地温梯度为2.29℃／100m，属地温正常区。
四、瓦斯综合治理存在问题
（一）通风系统
矿井通风方式为中央并列式，利用风机反转反风，通风方法为机械抽出式，采用抽出式通风方法，主、副斜井进风，专用回风斜井回风。
矿井总风量：
66m³/s，矿井通风容易时期总负压：
560.63Pa，矿井通风困难时期总负压：
1136.15Pa；选用FBCDZ-6-N0.19A型矿用防爆对旋轴流式通风机2台，1台工作，1台备用。
每台通风机配套2台电动机，型号YBFe315L1-62×110kW380V980rpm。
一采区工作面通风线路：
新鲜风流→副斜井（主斜井）→井底车场→轨道下山（运输下山）→运输顺槽→综采工作面→回风顺槽→回风联巷→采区回风巷→回风斜井→地面。
从现有矿井现状来看，通风系统满足井下各地点用风需要,但仍需完善和优化；
（二）监测监控
1、安全监控系统
我矿现装备KJ95N安全监测系统，选用KJF16B型设备，根据本矿生产及设施情况，地面设置3台，分别在通风机房设1台，地面变电所设1台，主斜井井口房设1台。
井下设置10台，设置在井下主变电所1台，避难硐室内外各1台，胶带运输下山胶带机机头硐室1台，总回风大巷测风站1台，爆破材料硐室1台，采区水泵房1台，回采工作面进风顺槽1台，掘进工作面进风巷各1台。
瓦斯监测正常传输，数据可靠，24小时储存打印，加强安全监测监控，加强作业现场瓦斯实时监控，掘进工作面迎头5m内和掘进工作面回风流10-15m分别安装了瓦斯传感器，并实现了瓦斯断电闭锁，监控室有一名监控值班人员值班，随时观测瓦斯变化情况。
已与公司及太原市煤管局监控中心联网。
2、对照AQ1029-2007标准、规定继续进行完善。
五、指导思想
以科学发展观为指导，坚持以人为本，关爱矿工生命，树立“瓦斯事故可以预防和避免”的意识，贯彻“安全第一、预防为主”和瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”的方针，切实加强煤矿瓦斯治理工作，努力建设本质安全型煤矿。
六、总体目标
“十二五”期间，瓦斯治理总的目标是：
防止瓦斯超限，实现本质安全型矿井。
认真落实《国家煤矿安全监察局<2011年煤矿瓦斯防治监管监察工作要点>通知》和《关于转发国家安监局、国家煤监局<“十二五”煤矿瓦斯综合治理工作体系建设实施方案>的通知》精神和要求，“十二五”期间，我矿通过建立“通风可靠、抽采达标，监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理工作体系，根据采区布置情况，采取瓦斯治理措施，从而杜绝瓦斯超限，达到瓦斯治理标准矿井建设要求，实现本质安全型矿井。
七、重点项目
我矿重点是建立完善瓦斯监测监控系统、人员定位系统等六大系统建设。
（一）通风系统方面
1、2014年通风系统工程规划按照隐患排查、与初步设计对接。
必须由通风部根据矿井产量、瓦斯涌出量、采掘部署等情况，进行该年度通风能力核定工作，并应分采区进行通风能力核定，必须按实际供风量核定矿井产量，严禁超通风能力生产。
2、矿井必须有完整的独立通风系统；生产水平和采区必须实行分区通风，通风系统中禁止出现不符合《煤矿安全规程》规定的串联通风、扩散通风、老塘通风。
3、矿井回采工作面、掘进工作面、独立通风的硐室、独立通风巷道配风量按集团公司制定的《矿井风量计算方法》进行计算分配，矿井实行以风定产，通防管理科每年年初进行一次矿井通风能力核定。
4、改变全矿井、一翼或一个水平通风系统时，必须编制通风设计和安全技术措施，由总工程师审批，并报公司总工程师批准、通防处备案。
采区及采区内的通风系统调整由总工程师批准，系统和风量的调整由通风部具体负责操作，其它任何单位无权进
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