瓦斯治理A.docx
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瓦斯治理A
曲靖市麒麟区柱发煤业有限公司莲花冲煤矿
一井一策
瓦斯防治方案
目录
前言1
第一章矿井概况及地质特征6
第一节矿井概况6
第二节地质特征11
第二章瓦斯防治方案22
第一节矿井采掘部署优化22
第二节区域瓦斯防治措施26
第三节、区域防治措施效果检验及验证35
第四节局部防治瓦斯措施41
第五节局部防治瓦斯措施效果检验41
第六节安全防护措施42
第三章抽放钻孔封孔方法及工艺45
第一节钻孔抽放套管45
第二节钻孔封孔46
第三节钻孔施工劳动组织保障49
第四节钻孔施工安全技术措施50
第四章抽放系统建设53
第一节现有抽放概况53
第二节配套抽放管路敷设方案54
第四节高低负压抽放系统新增抽放管概算55
第四节管路敷设质量及日常维护56
第五章钻机选型58
第一节钻机选型58
第二节钻杆、钻头选型59
第六章瓦斯防治相关建议60
第一节健全机构落实责任60
第二节开拓开采系统及现场管理66
第三节通风管理68
第四节机电设备管理72
第五节瓦斯防治培训74
第七章瓦斯防治钻孔工程量概算75
第一节区域瓦斯防治钻孔工程量计算75
第二节局部瓦斯防治钻孔工程量计算75
第三节钻孔工程量汇总76
前言
一、瓦斯治理新要求
瓦斯灾害是煤矿安全生产的最大威胁和“第一杀手”，为保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止瓦斯事故是煤矿企业安全管理中重中之重的工作。
为认真贯彻落实上级文件精神，严格按照省工信委、省安监局《关于印发云南省深化煤矿瓦斯专项整治工作方案的通知》（云工信煤行[2010]1153号）要求，严格执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，紧紧抓住采掘部署、通风系统、瓦斯抽采、监测监控、现场管理等重点环节，切实落实“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。
结合煤矿现开采实际，针对现有的管理手段、管理制度及现有的安全技术装备水平，预防煤矿瓦斯事故的发生，以“一通三防”为主的煤矿瓦斯治理工作、以煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善为依据，依此，特制定曲靖市麒麟区柱发煤业有限公司莲花冲煤矿一井一策瓦斯专项治理工作方案。
二、瓦斯治理基本方案
矿井认真组织相关工程技术人员进行实地调研，在认真收集矿井地质、开拓布置、瓦斯煤尘、“一通三防”、安全监测监控系统、安全生产管理等技术资料后，组织工程技术人员进行会诊，提出了瓦斯治理基本方案。
三、瓦斯治理基本原则
1、严格贯彻落实“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，坚持标本兼治，重在治本的原则。
2、防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则，突出的煤层采掘工作面做到不掘突出头、不采突出面。
未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动、区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标的，合理集中生产，优化采掘布局。
3、建立完善可靠的通风系统，确保系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定。
4、建设完善的井下避险“六大系统”，使之达到系统可靠、设施完善、管理到位、运转有序。
5、建立有效的安全监测监控系统，确保装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速。
6、加强领导、落实责任，完善制度、认真执行，措施配套、严格监督。
7、排除隐患，将事故消灭在萌芽状态之中，杜绝重特大事故发生。
四、瓦斯治理目标任务
1、防范一般瓦斯事故，杜绝较大以上瓦斯事故；
2、防范采、掘工作面瓦斯超限；
3、建立完善的安全避险“六大系统”，最大限度地消除瓦斯危害；
4、建立完善的安全技术管理体系，强制推行先进适用的技术装备。
五、瓦斯治理范围及治理重点
瓦斯治理是一个系统工程，根据对该矿生产现状及各系统实际情况分析，治理方案应以矿井通风及防突为重点，进一步完善安全设施设备、健全完善的安全生产规章制度，配合各项保障措施来达到瓦斯治理的基本要求。
六、瓦斯治理主要依据
（一）政策法规
1、《煤矿安全规程》（2012年版）；
2、煤矿井工开采通风技术条件（AQ1028-2006）；
3、《防治煤与瓦斯突出规定》
4、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）。
5、《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018－2006）。
6、《煤矿瓦斯抽采规范》（AQ1027-2006）。
7、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》（GB50471-2008）。
8、《煤矿安全安监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）。
9、《关于印发云南省小煤矿瓦斯治理专项整治工作方案》（云发改能源[2009]896号）；
10、云南省工业和信息化委员会、云南省安全生产监督管理局《关于印发云南深化煤矿瓦斯专项整治工作方案的通知》（云工信煤行[2010]246号）；
11、《国务院关于进一步加强安全生产工作的通知》（国发[2010]23号）；
12、国家安监总局、国家煤矿安监局《关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知》（安监总煤装[2010]146号）；
13、云南省人民政府贯彻落实国务院《关于进一步加强企业安全生产工作通知的实施意见》（云政发[2010]157号。
（二）主要技术资料
1、曲靖市麒麟区柱发煤业有限公司莲花冲煤矿矿井资源开发利用方案；
2、曲靖市麒麟区柱发煤业有限公司莲花冲煤矿矿井资源储量核实报告；
3、曲靖市麒麟区柱发煤业有限公司莲花冲煤矿初步设计说明书；
4、曲靖市麒麟区柱发煤业有限公司莲花冲煤矿初步设计安全专篇；
5、曲靖市麒麟区柱发煤业有限公司莲花冲煤矿煤矿瓦斯防治能力评估报告；
6、曲靖市麒麟区柱发煤业有限公司莲花冲煤矿C9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告；
7、矿井瓦斯等级鉴定证书、煤尘爆炸性鉴定报告、煤层自燃倾向性鉴定报告；
8、曲靖市麒麟区柱发煤业有限公司莲花冲煤矿采掘工程平面图、通风系统图。
9、瓦斯参数
根据昆明煤炭科学研究院2011年5月提供的《云南省曲靖市麒麟区莲花煤矿煤层瓦斯参数测定报告》，莲花冲煤矿现开采范围内+1820m水平C8、C9、C15煤层的瓦斯基本参数如下表所示。
莲花冲煤矿C8、C9、C15煤层瓦斯基础参数测定结果
序号
名称
C8
C9
C15
1
瓦斯压力（Mpa）
0.62
1.36
1.10
2
吸附常数a（m3/t）
28.430
25.025
26.043
3
吸附常数b（Mpa-1）
0.804
0.694
0.744
4
孔隙率（%）
1.43
1.49
1.43
5
水分/Mad（%）
0.73
0.59
0.59
6
灰分/Aad（%）
12.22
5.27
11.29
7
挥发分/Vad（%）
22.42
21.63
19.96
8
真密度（kg/m3）
1.40
1.34
1.40
9
视密度（kg/m3）
1.38
1.32
1.38
10
钻孔瓦斯流量衰减系数
（d-1）
2.678
4.866
3.452
11
煤层透气性系数（m2/Mpa2·d）
0.2173
0.0456
0.0663
12
瓦斯含量（m3/t）
8.28
11.57
10.42
第一章矿井概况及地质特征
第一节矿井概况
一、交通位置
莲花冲煤矿区位于曲靖市东南部，地理座标：
东经104°11′52″～104°12′27″，北纬25°19′05″～25°19′54″。
该矿区处于7井田的中西部。
行政区划隶属曲靖市麒麟区东山镇。
距麒麟区85km，距东山镇19km，距曲恩公路1.5km，交通较为便利。
莲花冲煤矿交通位置图
二、井田境界及储量、生产能力、服务年限
（一）井田境界
煤矿区核准矿界拐点10个，呈南—北向延展，总体为不规则菱形，面积0.7699km2。
矿区范围拐点坐标详见下表。
矿区范围拐点坐标表
54坐标系
地理坐标系
拐点号
X坐标
Y坐标
东经
北纬
矿1
2803035.00
35419500.00
104°12′02″
25°19′52″
矿2
2802930.00
35419500.00
104°12′02″
25°19′49″
矿3
2802840.00
35419860.00
104°12′15″
25°19′46″
矿4
2802490.00
35419860.00
104°12′15″
25°19′35″
矿5
2802310.00
35420222.00
104°12′28″
25°19′29″
矿6
2802240.00
35420180.00
104°12′26″
25°19′27″
矿7
2801910.00
35419500.00
104°12′02″
25°19′16″
矿8
2801605.00
35419500.00
104°12′02″
25°19′06″
矿9
2801605.00
35419240.00
104°12′52″
25°19′06″
矿10
2803092.00
35419240.00
104°12′52″
25°19′54″
面积0.7699km2，开采标高2130m-1720m
（二）资源储量
根据云南省地质矿产勘查开发局第一地质大队2010年04月提供的《云南省曲靖市麒麟区莲花冲煤矿资源储量核实报告》，莲花冲煤矿采矿许可证批准范围内保有资源储量为536万吨。
1、储量估算指标
矿区煤层倾角在5—15°之间。
工业指标按《煤、泥炭地质勘查规范》（DZ/0215-2002）确定为：
煤层倾角小于25°，最低可采厚度的确定：
炼焦用煤表内定为0.60m，表外为0.50m；动力用煤定表内为0.70m，表外为0.60m。
莲花冲煤矿最小可采厚度为0.7m，最高灰分（Ad）为40%，最高硫分（St,d）为3%。
2、储量估算范围
采矿许可证登记范围内的可采C7、C8、C9、C11、C13、C15、C16、C17a、C19、C21、C23b共11个煤层。
3、矿井地质资源量
根据云南省地质矿产勘查开发局第一地质大队2010年04月提供的《云南省曲靖市麒麟区莲花冲煤矿资源储量核实报告》，莲花冲煤矿采矿许可证批准范围内保有煤炭资源储量为1249万吨，其中C16煤层以上为经济的（St,d<3%）：
111b类450万吨，122b类141万吨，333类122万吨，合计713万吨。
C16煤层以下的高硫煤（St,d3%）：
331类7.0万吨，332类436万吨。
333类:
93万吨，合计536万吨。
其中断层影响带：
333类184万吨。
三、开拓与开采
（一）矿井生产能力及服务年限
1、矿井生产能力：
60kt/a。
2、矿井服务年限
矿区保有资源储量为713万吨，可采资源储量为548万吨，根据省、市煤炭资源产业结构调整要求，按矿山设计生产能力9万吨计算，储量备用系数取1.4，服务年限为43.5年。
（二）开拓与开采
莲花冲煤矿为斜井开拓，现有3个井口，分别为主斜井（提升运料）、副斜井（行人斜井）、和回风井。
矿井井筒以西，f57断层以南C9煤层资源已采完。
在f57断层以北C9煤层布置了901采煤工作面一个，采煤方法为走向长壁后退式开采，全部垮落法管理顶板；902工作面两个掘进工作面目前已停止掘进作业；在C15煤层布置了1501炮采工作面一个，计划在1501工作面南端布置1502综采工作面作为接替，机运巷已掘进70m；C16煤层布置了二个瓦斯预抽掘进工作面。
四、矿井通风
矿井目前采用中央并列式通风方式，抽出式通风方法，主斜井（提升运料）、副斜井（行人斜井）进风，回风井回风，矿井目前在回风井安装FBCDZ--NO19型风机2台，风量2820～4980m3/min。
现有通风机能满足60kt/a的生产能力要求。
五、地形地貌
区内属中低山地貌区，山峦起伏，多为箱状山脊，顶部平缓，两侧陡峭，沟谷纵横。
地形总体北西高东南低，最高海拔2145.4米（矿区北西部山峰），南东面溪沟最低标高1974.9米，相对高差170.5米。
六、气象及地震
矿区属北亚热带高原气候，具典型的高原季风气候特点。
春暖秋凉，冬寒夏温，干湿季节分明，冬春季干燥多风，夏秋多雨湿润。
年最高气温34.9℃，最低-5.8℃，平均14.5℃。
每年12月至次年2月为霜冻期，时有冰雪和霜；2－4月为风季，多为西南风和西风，最大风速23m/s，年平均风速2.8m/s。
年降水量1032－1624毫米，其中6－10月为雨季，约占全年降雨量的80～90%。
年平均蒸发量为1835.6－2339.2mm。
年平均相对湿度为169％。
该区有历史记载地震17次，最大震级3.9级，未发生过破坏性地震，按《建筑抗震设计规范》（GB5001-2001），该区抗震设防烈度7度区。
七、矿区开发情况
区内煤炭资源丰富，煤炭企业发展较快。
区内乡镇企业有小煤窑、炼焦厂、采石场等。
采煤历史悠久，含煤地层内老窑分布较广，浅部煤层破坏严重。
但采煤规模极小，均为露头浅部开采以解决当地生活用煤，属季节性生产，据调查，开采深度一般为40-60m，已超出煤层风氧化带界限，但采煤量十分有限。
莲花冲煤矿始建于1981年，1982年建成投产。
以后经过二次改扩建，现为个人独资企业。
设计生产能力60kt/a。
邻近矿井有大山煤矿、小地湾煤矿、发嘎煤矿继发井以及莲花冲岔沟煤矿，与莲花冲煤矿矿界划分明确，无矿权争纷。
八、矿井水源
（1）工业用水：
矿井地面建有2个（串联）消防防尘水池，1#水池容积100m3、水池位于主斜井井口上方，标高约为＋1998m，2#水池容积60m3、水池位于主斜井井口上方，标高约为＋1999m，水池的水源来自山泉水，常年有水。
（2）生活用水：
水源来自山泉水，常年有水，水量、水质能满足煤矿生活用水要求。
第二节地质特征
一、地层及地质构造
（一）井田地层
莲花冲煤矿矿区分布地层从老到新有二叠系上统宣威组、三叠系下统卡以头组与飞仙关组，现分述如下：
1、二叠系上统宣威组（P2x）
分布于矿区西南部。
为矿区含煤地层，假整合于上二叠统峨眉山玄武岩组之上。
厚度210－280米。
含煤35～60层，煤总厚34.37米，含煤系数14.30％，按岩性及煤层赋存情况可分为三段。
第一段（P2x1）:
深灰黑色砂砾岩、粉砂岩、粘土岩及少量菱铁岩。
含C17～C24煤层，C17a、C19、C21、C23b可采。
含黄铁矿团块，底部有灰白色铝土质粘土岩，厚85米。
第二段（P2x2）:
浅灰色薄层粉砂岩与菱铁岩互层。
含C8～C16煤层，C8、C9、C11、C13、C15、C16可采。
下部含黄铁矿，厚74米。
第三段（P2x3）:
浅灰绿色细砂岩、粉砂岩夹菱铁岩。
含C1～C7煤层，C7可采。
含极少量星散状黄铁矿，厚78米。
2、三叠系下统卡以头组（T1k）
分布于矿区区中部。
下与上二叠统宣威组整合接触，总厚110米。
下部为黄绿色粉砂岩、泥质粉砂岩、夹薄层细砂岩或钙质细砂岩，厚50米。
上部为黄绿色中～厚层状细砂岩，夹薄～中层状粉砂岩及薄层状泥质粉砂岩。
厚60米。
3、三叠系下统飞仙关组（T1f）
分布于矿区北部。
与卡以头组整合接触。
可划分为三段，但矿区只出露第一、第二段，总厚260米。
第一段（T1f1）：
紫红色粉砂岩、粉砂质泥岩，厚120米。
第二段（T1f2）：
紫红色粉砂岩夹绿色薄－中层状细砂岩。
厚140米。
（二）构造
1、褶皱
矿区内为－走向北东、倾向北西的单斜构造，在北西部略显轴向呈北西向的向斜褶曲。
2、断层
在矿区分布有F3、F12、F85、及F42等4条断层，因其分布位置均在矿区边缘，对采区煤层影响不大。
F3正断层：
位于采区东部边缘。
长1500米，走向北东，倾向南东，倾角40°，表现为上盘地层下降，下盘地层上升的正断层，落差110米。
F12逆断层：
位于采区南部。
长300米，走向北东，倾向北西，倾角65°,表现为上盘地层上升逆盖于下盘地层之上，垂直断距小于10米，对煤层影响小。
F85逆断层：
为F12逆断层的分支断层，位于F12逆断层的西北边，刚进入矿区时尖灭，对矿区煤层无影响。
F42正断层：
位于矿区北部，长约1300米，走向东西，倾向正南，落差小于10米，对矿区煤层影响小。
矿区构造复杂程度为中等类型。
二、含煤地层及煤层
（一）含煤地层
根据云南省地质矿产勘查开发局第一地质大队2010年04月提供的《云南省曲靖市麒麟区莲花冲煤矿资源储量核实报告》，矿区含煤地层为二叠系上统宣威组，含煤地层平均厚度245米，含煤层35—60层，总计煤层厚度34.37米，平均含煤系数14.0%，可采或局部可采煤11层，总厚16.84米，可采含煤系数6.9%，属稳定性煤层的有C8、C9、C15、C16，较稳定性煤层有C13、C17a、C19、C21、C23b不稳定煤层有C1、C4、C5、C7、C11。
（二）煤层
根据云南省地质矿产勘查开发局第一地质大队2010年04月提供的《云南省曲靖市麒麟区莲花冲煤矿资源储量核实报告》，莲花冲煤矿范围内全区可采厚度稳定的有C8、C9、C15、C16煤层4层，大部可采较稳定的有C13、Ca17、C19、C21Cb23等5煤层。
不稳定煤层有C7、C11。
1.C7煤层
位于宣威组上段下部，上距C5煤层底界12米。
煤层层位稳定，厚度不稳定，平均厚0.77米，全区局部可采，以半暗型煤为主。
结构简单中下部常夹1-2层夹矸，顶板为粉砂岩，底板为泥岩。
2.C8煤层
位于宣威组中段顶部，上距C7煤层底界22米。
煤层层位和厚度稳定，平均厚1.80米，全区可采，以半暗型煤为主。
中下部常夹两层夹矸，上矸一般为粗晶高岭石泥岩，厚0.03米，下矸一般为隐—细晶高岭石泥岩，厚0.01—0.02米，煤层上有一套10米左右的中厚层状泥质粉砂岩与薄层菱铁岩互层。
顶板为粉砂岩，底板为泥岩。
3.C9煤层
位于宣威组上部，上距C8煤层底界6.5米。
煤层层位和厚度稳定，平均厚3.36米，纯煤平均厚2.56米，为全区稳定的可采中厚煤层，以半亮型煤为主，夹光亮型煤。
煤层中上部一般夹两层棕色高岭石泥岩，上矸厚0.01—0.02米，下矸厚0.03—0.04米。
顶板为灰色薄至中厚层状泥质粉砂岩夹薄层菱铁岩；底板为灰色粉砂质泥岩，含根化石，向下2—3米为C10煤层，C10煤层为不可采煤层。
4.C11煤层
上距C10煤层平均7.1—7.6米，平均7.14米。
煤层层位稳定，厚度不稳定，一般厚0.50—1.24米，平均厚0.94米，属局部可采煤层。
煤层结构较复杂，多具2—3层夹矸，上矸为细—粗晶高岭石泥岩，煤质较差，以坚硬暗煤为主，一般不可采。
5.C13煤层
位于第三段（P2x3）中下部，层位较稳定，厚度变化小，属不稳定薄煤层，可采厚度一般为1.1-1.3米，局部出现不可采和尖灭区。
6.C15煤层
位于第三段（P2x3）下部，属稳定的中厚煤层，结构简单，夹矸1-2层，煤层厚度0.21-1.77米。
一般厚1.07米。
7.C16煤层
位于第三段（P2x3）底部。
属全区可采的较稳定煤层，结构较复杂，夹矸1-2层，下部夹显晶高岭石夹矸为质纯细腻具贝壳状断口的黑色页岩，地表风化后呈页片状，厚度由几厘米至几十厘米，全区稳定，系对比16号煤层的可靠标志。
煤质和煤层厚度次于9煤层。
可采厚度一般1.32米左右。
8.C17a煤层
位于第二段（P2x2）中上部，属局部可采的不稳定煤层，煤层最厚2.92米，平均1.13米；结构较复杂，夹矸1-4层。
9.C19煤层
位于第一段（P2x1）顶部，属不稳定煤层。
煤层厚度0.19—2.13米可，一般1.03米左右。
煤层结构复杂，一般含1-3夹矸。
10.C21煤层
位于第一段中部，煤层厚度变化大，结构复杂，一般含夹矸3层以上，不可采区及尖灭区较多，属较稳定煤层。
煤层厚度0.17-3.66米，一般0.92米左右。
11.C23b煤层
位于第一段（P2x1）下部，属不稳定煤层，厚度变化大，结构复杂，一般含夹矸3层以上,最多可达8层，C23煤层之上，为灰色中厚层状细砂岩及中粒杂砂岩，碎屑成分主要为玄武岩岩屑及粘土岩，粗粒岩屑的长轴沿层理定向排列，富含炭质及星散状黄铁矿，并夹粗粒砂岩，层位不稳定，厚度6米左右。
煤层厚度0.55—9.55米，一般3.30米左右。
莲花冲煤矿煤层特征见下表。
（三）煤质
1、煤的物理性质及煤岩特征
煤的物理性质及煤岩组分的主要特点
按煤岩成份分为半亮—光亮型煤、半亮型煤、半暗—半亮型煤及半暗型煤。
半亮—光亮型煤：
具玻璃状沥青光泽，条痕黑色，具贝壳状断口者属光亮煤，半亮煤呈均一块状结构及不规则条带状，易破碎呈粒状、碎块状、鳞片状，如C7、C9煤层。
半亮型煤：
黑色具油脂光泽，条痕黑色，性脆易破碎呈块状、粒状、片状，如C8煤层。
半暗型煤：
主要为局部可采的复杂结构煤层，如C4、C15煤层。
光泽暗淡，灰黑色，性硬，硬度大，不易破碎，次块状为主。
莲花冲煤矿煤层特征表
煤层编号
煤层厚度（m）
夹矸层数
层间距（m）
倾角（°）
可采性
稳定性
最小
最大
平均
最小
最大
平均
C7
0
1.78
0.77
1—2
5
18
6.5
5～15
局部可采
不稳定
12
33
22.5
C8
0.34
5.26
1.80
2
全区可采
稳定
2
11
6.5
C9
1.28
5.91
3.36
2—3
全区可采
稳定
5.51
24.17
14.84
C11
0.51
3.93
0.94
2
局部可采
不稳定
2
14
8
C13
0
2.04
1.20
1—2
大部可采
较稳定
8
46.88
27.44
C15
0.21
1.77
1.07
1—3
全区可采
稳定
1
6
3.5
C16
0.16
2.41
1.32
1—2
全区可采
稳定
9
31
20
C17a
0
2.92
1.13
2—3
大部可采
较稳定
5
45.99
28.00
C19
0.19
2.13
1.03
2—4
大部可采
较稳定
2
23.80
12.90
C21
0.17
3.66
0.92
2—4
大部可采
较稳定
4
60.20
32.10
C23b
0.55
9.55
3.30
2—4
大部可采
较稳定
2、煤的化学性质
区内主要可采煤层的煤质综合特征如下：
（1）主要可采煤层的工业牌号：
区内主要煤层的挥发份（Vdaf）变化在27.10—30.67%之间，由上至下表现出原煤由高变低；浮煤在21.66—16.16%，亦是由高变低。
胶质层最大厚度18.0—21.5mm。
以上两项指数在垂向上由上至下呈逐渐降低的变化规律，分别属于中高挥发份—中低挥发份的煤类有C8、C9为焦煤大类牌号（JM25），C11为焦煤大类牌号（JM15）。
显示区内煤层垂向上，由上至下，由焦煤变为瘦煤，见表1-2-2。
（2）灰分（Ad）
以中灰煤为主，低中灰煤次之，C8、C9为低中灰煤，其他煤层为中灰煤。
洗选后C7煤层为9.53%；C8为7.02%，C9为5.88%
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