煤矿综合防突设计Word格式.docx
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井田西部为一组复合断层，断层性质有正断层和逆断层；
从分布于井田北西部的捡材沟煤矿巷道提露情况也证实为一系列南北向的断层组合，对井田内煤层的开采影响较大。
因此，本次工作在作储量估算时，以距本井田最近的F2断层为界，往西没有估算资源量。
F3断层：
分布在井田的东部外围，为一区域性正断层，其展布方向主要为北西-南东向。
由于距井田稍远，本次工作没有钻孔控制，对井田内含煤地层影响不大。
F4断层：
其地表展布方向为北东-南西向，深部在103孔中揭露。
断距40m左右，并在井田内尖灭。
综上所述：
本区东部为区域断层F3，西部为F1、F2等一系列断层组合，西部以F2断层为界，则本井田内断层稀少。
2）断层分述
现将井田内及周边断层分述如下：
⑴F1断层：
逆断层，由于受滑坡的影响，地表未见，在201孔深229.36m见断点，其岩芯破碎，倾角变化大，上部倾角28°
，下部倾角22°
，重复15、17、18、20号煤层；
断层已控制，基本查明。
⑵F2断层：
逆断层，由于受滑坡的影响，地表未见，在201孔深414.67m见断点，其岩芯破碎，倾角变化大，上部倾角22°
，下部倾角29°
，重复20号煤层以下地层；
⑶F3断层：
正断层，位于井田东部外围，属区域性断层，没有钻孔控制，但地表断层基本查明。
⑷F4断层：
正断层，地面位置从103钻孔附近经过，大井田内尖灭，断面清楚。
深部在103孔内，孔深105.86-118.36m处见断层破碎带，缺失17-18及18-20号煤层间地层，落差40m左右，孔内倾角变化较大，上部倾角31°
，下部倾角20°
，孔内已基本控制，其断层基本查明。
3）断层的发育规律
区内断层走向以南北向逆断层为主，以F1、F2断层为代表，对煤矿开采影响较大。
其次为F4断层，由于该断层断距及延伸均不大，对煤矿的开采影响不大。
3、构造复杂程度
综上所述，本区总体为向斜构造，以西部的F2断层为界。
井田内断层稀少，西部由于距断层较近，次一级褶曲发育。
本井田构造复杂程度为中等复杂。
矿井主要断层见表1-2-1。
表1-2-2矿井主要断层特征表
断层名称
倾向
倾角
（°
）
走向
长度
（m）
断距
垂直断距
断层性质
F2
EW
SN
1000
＜20
逆断层
F4
400
＜40
三、含煤地层
据区域资料及钻孔资料：
本区含煤地层为长兴组和龙潭组.
长兴组厚度66.20-75.66m，平均71.16mm。
仅含2-5层不稳定的煤层或煤线，虽浅部有老窑开采，但据深部钻孔揭露均不可采，属区内局部含可采煤层，无开采价值，在此不予详述。
龙潭组为本区主要含煤地层，厚度278.20-313.86m，平均299.23m。
含煤10-35层，一般15层左右，煤层全层总厚17.47-25.57m，平均20.75m，含煤系数为6.93%；
含全区可采及大部可采8层，可采煤层厚度4.32-10.16m，平均9.11m，可采含煤系数为3.04%。
根据岩性及其组合、沉积特征分为三段：
各组段含煤情况见表1-3-1。
表1-3-1龙潭组含煤层情况
地层
煤层总计
可采煤层
代号
平均厚度（m）
层数
平均厚度
含煤系数
（%）
层
数
P3l
299.23
10-35
25.75
8.61
8
9.11
3.04
P3l3
123.83
5-14
8.49
6.86
5
6.30
5.09
P3l2
106.75
3-15
2.36
2.21
1
0.96
0.90
P3l1
68.92
2-3
1.85
2.68
2
1.78
2.58
上段（P3l3）：
B2底界至18号煤层底界。
厚度115.81-128.29m，平均123.83m。
含煤5－14层，一般6层左右，煤层全层总厚7.21-9.77m，平均8.49m，含煤系数为6.86%；
含可采煤层5层（5、8、15、17、18号），可采煤层厚度5.41-8.11m，平均6.30m，可采煤层含煤系数5.09%。
中段（P3l2）：
18号煤底界至31号煤顶界。
厚度95.58-115.30m，平均106.75m。
含煤3-15层，一般10层左右，煤层总厚1.98-3.91m，平均2.36m，含煤系数为2.21%；
含可采煤层1层（20号），可采煤层厚度0.63-1.56m，平均0.96m，可采煤层含煤系数0.90%。
下段（P3l1）：
31号煤顶界至B5底界铝土质泥岩。
厚度57.30-78.21m，平均68.92m。
含煤2-3层，一般2层，煤层总厚1.37-3.11m，平均1.85m，含煤系数为2.68%；
含可采煤层2层（31、33号），可采煤层厚度1.37-3.11m，平均1.78m，可采煤层含煤系数2.58%。
龙潭组可采煤层主要分布情况：
上段含可采煤层最多（5层），其次为下段（2层），最差为中段（1层）。
从煤层厚度看，煤层可采厚度主要分布在龙潭组上段和下段剖面内，以中段含煤最差。
5号煤层：
位于龙潭组上段上部，是本区主要可采煤层，全区可采，层位稳定，煤层厚度变化不大，平均1.58m，属中厚煤层。
顶板岩性：
为灰色、浅灰色泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩，平行层理发育，含少量黄铁矿，产植物化石碎片。
底板岩性：
为深灰色、灰色泥岩，局部为粉砂岩，含大量植物叶化石。
8号煤层：
位于龙潭组上段上部，层位稳定，全区可采，厚度变化不大，平均0.94m，属薄煤层。
该煤层有时含夹矸，所有见煤点有两孔含一层夹矸，其余均未含夹矸。
为深灰色粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩，水平纹理及波状层理，产植物碎片化石。
为深灰色泥岩、粉砂质泥岩，伪底为中厚层状粉砂岩，产植物根茎化石。
15号煤层：
位于龙潭组中段下部，层位稳定，属大部可采煤层，煤层厚度变化较大，在202孔为零点。
平均0.94m，属薄煤层。
该煤层总体为单一煤层，所有见煤点只有101孔含一层0.38m夹矸，其余未含夹矸。
主要为深灰色、灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩，水平纹理及波状层理。
为深灰色泥岩，局部为粉砂质泥岩，产植物根茎化石。
17号煤层：
位于龙潭组中段下部，层位稳定，煤层厚度变化不大，全区可采，平均厚度均在1.43m，属中厚煤层。
该煤层为单一煤层，所有见煤点均未含夹矸。
主要为深灰色粉砂质泥岩，局部为泥质粉砂岩，波状层理及交错层理，含菱铁质。
主要为灰色、深灰色泥质粉砂岩、细砂岩，交错层理发育，产植物化石碎片。
18号煤层：
位于龙潭组中段底部，层位稳定，煤层厚度有一定变化，全区可采，平均厚度2.37m，属中厚煤层。
均为单一煤层。
除西部的101、201孔厚度较薄（推测受构造影响），其余钻孔厚度均大于1.30m，属井田发育最好的煤层。
主要为深灰色粉砂质泥岩，个别为泥质粉砂岩，产大量植物化石。
为深灰色、灰色粉砂质泥岩、泥岩或泥质粉砂岩，小型交错层理，产植物化石。
20号煤层：
位于龙潭组中段中部，煤层厚度变化不大，全区可采，总体上从西至东煤层厚度有变厚之趋势。
该煤层为单一煤层，据现有资料均无夹矸。
主要为灰色粉砂质泥岩、泥岩，局部为泥质粉砂岩，产少量植物化石。
主要为深灰色、灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，局部为泥灰岩，产植物化石及动物化石。
31号煤层：
位于龙潭组下段顶部，煤层厚度变化大，全区可采，平均厚度0.99m，属中厚煤层。
该煤层总体为单一煤层，所有见煤点除201孔含一层0.50m的夹矸外，其余均未见夹矸。
主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩及粉砂岩。
顶部0.10－0.60m为含根泥岩。
上部为粉砂质泥岩或泥质粉砂岩；
下部为深灰色灰岩。
33号煤层：
位于龙潭组下段中部，煤层厚度变化小，见煤点厚度均在1.30m以下，厚度较稳定，总体上从北西至南东煤层采用厚度有变厚之趋势。
该煤层为单一煤层，所有见煤点均无夹矸。
主要为灰色泥岩、泥质粉砂岩，局部见灰岩，含黄铁矿结核，产植物化石碎片。
主要为灰色、深灰色为粉砂质泥岩泥岩，局部为粉砂岩产植物碎片。
各煤层特征见表1-3-2
表1-3-2可采煤层特征表
煤层
编号
全层厚度
采用厚度
夹石
层数
对比
可靠
程度
可采
稳定
程度
煤层间距
极值
均值
一般
1.12-1.83
1.58
全区
较稳定
11.32-28.16
22.32
0.70-1.17
0.94
0－1
30.21-62.22
51.29
15
0-2.61
大部
10.11-25.65
17.19
17
0.73-2.02
1.43
7.83-24.25
17.13
18
0.94-2.61
2.37
26.72-41.83
33.67
20
0.63-1.56
62.85-82.51
71.85
31
0.68-2.24
0.99
14.14-40.85
28.42
33
0.70-1.21
0.86
稳定
第二章矿井瓦斯情况
一、瓦斯赋存状况
1、瓦斯成分
瓦斯是一种混合气体，主要成分是甲烷（CH4）和二氧化碳（C02）。
甲烷占60％～70％，二氧化碳占30％～40％，还有少量氢、一氧化碳、硫化氢、氧和氮等气体。
2、瓦斯赋存状态
瓦斯在煤体中存在的状态有二种：
一种叫游离状态，一种叫吸附状态。
在自然条件下，煤体中以吸附状态贮存的瓦斯约占80～90%，以游离状态贮存的占10～20%，总体来说，瓦斯绝大多数是以吸附状态存在煤体的。
3、瓦斯参数及煤层透气性系数
根据抚顺煤研所关于瓦斯风化带的划分方法，以每克可燃物质含2毫升可燃气体相对应的深度为准，其上为瓦斯风化带，其下为瓦斯带。
依据煤层瓦斯含量推测、瓦斯风化带距地表平均28.71m左右。
井田内可采煤层的瓦斯含量为4.65-21.62ml/g，各主要可采煤层瓦斯平均含量在7.51-19.93ml/g之间，全区平均含量为13.43ml/g，为富甲烷煤层。
瓦斯梯度：
煤层埋藏深度每增加44.37m时，其瓦斯含量增加1m3/t。
瓦斯增长率：
煤层埋藏深度每增加100m时，瓦斯含量增加2.25m3/t。
二、矿井瓦斯储量
1、瓦斯储量
1）瓦斯储量计算范围
矿井内所有可采煤层及受采动影响的围岩。
2）瓦斯储量
矿井瓦斯储量按下式计算：
式中：
w—矿井地质资源/储量，Mm3;
w1—矿井可采煤层瓦斯储量，Mm3;
A1i—矿井i可采煤层的地质储量,Mt;
w1i--矿井i可采煤层的瓦斯含量,m3/t；
w2—受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量，Mm3;
A2i—受采动影响后能够向开采空间排放的i不可采煤层的地质储量，Mm3;
w2i--受采动影响后能够向开采空间排放的i不可采煤层的瓦斯储量，m3/t;
因为地质报告没有提供己破坏其它不可煤层的地质储量,因此受采动影响后能够向开采空间瓦斯，按可采煤层总储量的10%计算
w3--受采动影响后能够向开采空间排放的岩层瓦斯储量，Mm3;
k—围岩瓦斯储量系数，一般取K=0.05—0.20,取K=0.1。
根椐以上公式及计算原则，计算矿井瓦斯储量为221.41Mm3，见表2-1-1。
表2-1-1矿井瓦斯储量计算表
煤层瓦斯含量（m3/t）
可采煤层地质储量（万吨）
可采煤层瓦斯储量（Mm3）
不可采煤层的瓦斯储量
（Mm3）
受采动影响后能够向开采空间排放的岩层瓦斯储量（Mm3）
矿井瓦斯储量
9.58
281
26.92
2.69
29.61
8.76
164
14.37
1.44
15.81
10.1
255
25.76
28.34
13.9
323
44.9
4.49
49.39
11.96
523
62.55
6.26
68.81
12.28
218
26.77
29.45
总计
201.27
20.14
221.41
三、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性情况
根据贵州省煤炭管理局（黔煤生产字〔2008〕1504号）文件《对六盘水市煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》。
岩脚田煤矿矿井绝对瓦斯涌出量为7.88m3/min，相对瓦斯涌出量36.21m3/t；
鉴定结论本矿井突出矿井。
因此必须按突出矿井管理。
第三章防突设计
第一节区域防突
一、区域性综合防突措施
开采突出煤层必须采取区域性综合防突措施。
区域综合防突措施包括区域突出危险性预测；
区域防突措施；
区域措施效果检验；
区域验证等内容。
区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。
开采保护层是防治煤与瓦斯突出的主要措施，也是最有效和最经济的一种区域性防突措施，由于保护层的开采，对突出煤层产生保护作用，使之在采掘过程中不再发生突出或降低发生突出的危险性，从而达到防止煤与瓦斯突出的目的。
（一）、开采保护层
1、保护层的确定
开采保护层是目前最有效、最经济的防突措施。
根据保护层与被保层之间的关系，分为上保护层和下保护层。
选择保护层必须遵守下列规定：
1）在突出矿井开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出危险煤层，除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采条件的情况外，首先开采保护层。
有条件的矿井，也可以将软岩层作为保护层开采；
2）当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时，综合比较分析，择优开采保护效果最好的煤层；
3）当矿井中所有煤层都有突出危险时，选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采，但采掘前必须按本规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检验；
4）优先选择上保护层。
在选择开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件。
根据以上情况，矿井前期把5煤层作为保护煤层。
2、开采保护层区域防突措施应当符合下列要求：
1）开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯；
2）开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层；
3）开采保护层时，采空区内不得留有煤（岩）柱。
特殊情况需留煤（岩）柱时，经煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，将煤（岩）柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。
每个被保护层的瓦斯地质图应当标出煤（岩）柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作前，首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。
当保护层留有不规则煤柱时，按照其最外缘的轮廊划出平直轮廓线，并根据保护层与被保护层之间的层间距变化，确定煤柱影响范围。
在被保护层进行采掘工作时，还应当根据采掘瓦斯动态及时修改。
3、保护层作用有效范围的确定
1）保护层与被保护层之间的最大保护垂距
研究表明，在一定的地质条件和开采条件下，保护层作用效果随层间距加大而减小，达到一定临界距离以后，保护作用基本消失。
保护层与被保护层的最大保护垂距见表3-1-1。
表3-1-1保护层与被保护层的最大保护垂距
最大有效垂距（m）
煤层类别
上保护层
下保护层
急倾斜煤层
<
60
80
缓倾斜和倾斜煤层
50
100
根据煤层赋存情况可知：
当开采5煤层时，8煤层得到保护；
开采15煤层时，17煤层得到保护；
开采17煤层时，18煤层得到保护；
开采18煤层时，20煤层得到保护。
2）沿走向的保护范围
（1）正在开采的保护层采煤工作面，必须超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的两倍，并不得小于100m。
（2）对停采的保护层采煤工作面，停采时间超过3个月，且卸压比较充分，该采煤工作面的始采线，停采线和所留煤柱对被保护煤层的保护范围可按卸压角56～60°
划定，并按实际情况进行修改。
沿走向的保护范围见图3-1-2。
图3-1-2沿走向的保护范围
3）沿倾斜的保护范围
被保护煤层沿倾斜的保护范围可按卸压角划定，卸压角的大小应采用矿井的实测数据。
沿倾斜的保护范围见图3-1-3。
图3-1-3沿倾斜的保护范围
（二）、预抽煤层瓦斯区域防突措施
5＃煤层作为首采煤层开采，其工作面开采前，必须采用预抽瓦斯消突后方能进行开采。
预抽瓦斯防突的有效性指标，应根据矿井实测资料确定，根据《煤矿安全规程》的规定，煤层瓦斯预抽率大于30％确定。
煤层瓦斯预抽率应用钻孔控制范围内煤层瓦斯储量与抽出瓦斯量（包括打钻时钻孔喷出的瓦斯量、自然排放量）来计算。
采用煤层瓦斯预抽率作为有效性指标的突出煤层，在采掘作业时，必须采用工作面预测方法对预抽效果进行经常复验。
预抽煤层瓦斯可采用的方式：
钻孔预抽煤层瓦斯以及井下穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽石门（含斜井）揭煤区域煤层瓦斯、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯等。
预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求：
1）穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。
要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是：
倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；
其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。
以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离；
2）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。
该范围与第1点中回采巷道外侧的要求相同；
3）顺层钻孔或穿层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层。
在采煤工作面运输巷布置顺层钻孔预抽煤层瓦斯。
钻孔布置：
每隔5-10m布置顺层抽放钻孔一个，抽放钻孔长度为110-115m（工作面倾斜长120m），
回采工作面预抽煤层瓦斯钻孔布置见图3-1-4,3-1-5。
图3-1-4工作面顺层抽放示意图
4）在突出煤层中进行回采时，都应预测煤层的突出危险性，并根据煤层的突出危险性和具体条件，采取防治突出措施。
措施参数应根据矿井的实际测定的结果或《规定》指标确定。
4）在一个或相邻的两个采区中同一阶段的突出煤层中进行采掘作业时，不得两个工作面相向回采和掘进。
突出煤层的掘进工作面，不得进入本煤层或邻近煤层采煤工作面的应力集中区。
6）突出煤层的采掘工作面靠近或处于地质构造破坏带时，都应认真检验防治突出措施的效果，如果措施无效，应用时采取补救措施。
7）采煤工作面瓦斯涌出量突然变大时，必须注意防止局部瓦斯富集区发生瓦斯大量涌出、喷出或突出。
图3-1-5穿层抽放
8）在井巷施工或生产中，应进一步测定煤层瓦斯压力，煤的破坏类型，瓦斯放散初速度，煤的坚固系数等有关参数，以便对矿井的瓦斯涌出动力现象做进一步的分析和鉴定。
9）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距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。
钻孔的最小控制范围是：
石门和斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距20m；
见图3-1-6，见图3-1-7。
图3-1-6石门揭煤瓦斯抽放布置图
注:
A-A剖面为第一次抽放位置,B-B剖面为第二次抽放位置
图3-1-7石门揭煤（底板）抽放钻孔布置图
5）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m，巷道两侧的控制范围与本条第1点中回采巷道外侧的要求相同；
见图3－1－8。
图3-1-8顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯钻孔示意图
6）当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的边界前方不得小于20m；
7）厚煤层分层开采时，预抽钻孔应控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m（均为铅垂距离，且仅限于煤层部分）。
8）预抽煤层瓦斯钻孔应当在整个预抽区域内均匀布置，钻孔间距应当根据实际考察的煤层有效抽放半径确定。
9）预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。
穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。
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