抽采达标工艺方案设计Word格式.docx

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第二节地质地层

一、地质构造及煤层

（一）区域地层及地质构造

1、区域地层

区域出露有二叠系（P）、三叠系（T）、侏罗系（J）、第四系（Q）等，区域地层见表1-3-1。

表1-3-1区域地层系统简表

系

统

组（群）

地层代号及接触关系

厚度（m）

矿　产

第四系

Q

0－20

侏罗系

上统

遂宁组

J3sn

＞160

中统

上沙溪庙组

J2s

133－190

铜

下沙溪庙组

J2x

110－180

油页岩、铁

下－中统

自流井群

J1-2zl

320－680

三叠系

二桥组

T3e

160～270

法郎组

狮子山组

T2f

－

关岭组

松子坎组

T2s

138～236

下统

永宁镇组

茅草铺组

T1yn

T1m

346－480

飞仙关组

夜郎组

T1f

T1y

310－560

二叠系

上统

长兴、大隆组

P3c+d

20～75

龙潭组

P3l

310～550

煤

峨眉山玄武岩组

P3β

0－250

茅口组

P2m

120～320

栖霞组

P2q

136～350

梁山组

P2l

20～66

石炭系

？

下统

大塘组

C1d

18－36

2、区域构造

宏发煤矿位于青山向斜北西翼北段（即盘南背斜南东翼北段）地层走向北东（30°

-50°

），地层倾角10°

～30°

。

含煤地层倾角较大，一般为15°

～29°

；

上覆地层倾角较小，一般为12°

～21°

总体构造形态为一走向北东南西向，倾向南东的单斜构造。

矿区内地表未发现次一级褶曲及断层，区内总体构造复杂程度类型属简单。

（二）矿区地层及构造

1、矿区地层

矿区内出露最老地层为二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3β）、龙潭组（P3l），三叠系下统（T1），最新地层为第四系（Q）。

现由老到新依次叙述于下：

（1）峨嵋山玄武岩组（P3β）

仅见顶部灰绿色斑状玄武岩，其顶为一层厚度不等的凝灰岩。

厚度不详。

与上覆地层呈假整合接触。

（2）龙潭组（P3l）

灰色、深灰色、浅灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、细纱岩、石灰岩、泥质灰岩、煤等组成，为矿区主要含煤地层，产腕足、瓣鳃类及螺类等动物化石，植物化石有大羽羊齿、蕉羊齿、栉羊齿等。

厚266.17—333.14m，平均299.88m。

（3）三叠系下统（T1）

矿区内出露不全，仅在矿区北西部有三叠系下统飞仙关组（T1f）分布。

飞仙关组第一、二段（T1f1+2）：

灰绿色泥质粉砂岩，粉砂质泥岩、粉砂岩、细纱岩，薄至中厚层状，底部产动物化石。

厚164.78-226.03m，平均194.61m。

飞仙关组第三段（T1f3）：

暗紫色、灰紫色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、薄至中厚层状，矿区出露不全。

（4）第四系（Q）

零星分布于区内地层之上及河沟、低洼处，含煤地层之上较厚。

岩性为灰、褐灰、黄灰色粉质土、砂质土、砾石等，一般厚度约0~20m。

与下伏地层呈不整合接触。

2、构造

（三）煤层

本区含煤地层为龙潭组系海陆交互相含煤建造，由碎屑岩、生物化学岩及煤组成。

含煤地层平均厚299.0m，含煤23-41层，一般为29层，19煤层以上含煤9-11层，一般9层；

19煤层底板以下含煤14-30层，一般20层。

矿区内可采煤层5层，即17-1、17-2、19、23、26号煤层，其中17-1、19、26号煤层为全区可采，17-2、23煤层不稳定。

现将各煤层分述如下：

17-1号煤：

含0-1层夹矸，结构简单，直接顶板产羊齿类植物化石，原煤全硫平均4.31%，属中高硫分煤。

17-2号煤：

含0-1层夹矸，结构简单，直接顶板产羊齿类植物化石，原煤全硫为平均2.86%，为中高硫分煤。

19号煤：

含0-2层夹矸，结构中等，直接顶板产动物化石，原煤全硫平均1.37%，属中硫分煤。

23号煤：

含0-2层夹矸，结构中等；

根据周边资料，原煤全硫平均5.13%，属高硫分煤。

26号煤：

含0-2层夹矸，结构中等，原煤全硫平均5.45%，属高硫分煤，为全区硫分最高的煤层。

矿区内可采煤层特征见下表1-3-2。

表1-3-2可采煤层主要特征

顺序

区域组

煤层名称

煤层厚（m）

层间距

（m）

煤层夹矸数

稳定性

煤层倾角（度）

煤种

顶底板岩性

最大

最小

采用

顶板

底板

1

龙潭组

17-1

1.76

1.60

1.69

3.74

0～2

基本稳定

15°

无烟煤

泥质粉砂岩、粉砂质泥岩

泥质粉砂岩、粉砂岩或泥岩

2

17-2

2.53

1.5

0～1

20.56

3

19

1.45

0.83

1.28

较稳定

泥质粉砂岩，粉砂质泥岩或泥质灰岩、石灰岩

底板为泥岩或粉砂质泥岩

115.20

4

23

2.01

0.34

1.43

粉砂岩或泥质粉砂岩

泥质粉砂岩或粉砂岩

23.74

5

26

4.66

1.75

3.55

粉砂质泥岩或泥岩

2、煤层顶底板

17-1、17-2号煤层

顶板为泥质粉砂岩或粉砂质泥岩，底板泥质粉砂岩、粉砂岩或泥岩。

19号煤层：

顶板为泥质粉砂岩，粉砂质泥岩或泥质灰岩、石灰岩，底板为泥岩或粉砂质泥岩。

23号煤层：

顶板为粉砂岩或泥质粉砂岩，底板为泥质粉砂岩或粉砂岩。

26号煤层：

顶、底板多为粉砂质泥岩或泥岩

可采煤层煤质特征表

煤层编号

煤样类别

水（Mad）%

最大-最小

灰份Ad（%）

（平均）

挥发份daf（%）

全硫Std（%）

发热量Qgr,d

（MJ/kg）

煤煤类

原煤

1.31

20.96

12.47

4.13

27.444

浮煤

0.72

3.83

9.32

1.97

1.77

16.51-30,59

23.55

11.63-12.45

12.04

1.39-4.33

2.86

29.11-23.47

26.29

9.63

2.27

19.62

12.32

1.37

25.96

1.51

5.24

9.86

0.96

35.01-30.64

32.83

12.59-15.32

13.96

3.75-8.57

5.13

21.47-23.21

22.34

7.14

7.07

1.85

1.26

19.97

12.19

5.45

27.745

4.78

8.58

33.902

矿井划分为两个水平三个采区，+1440m水平以上可采区域划分为一采区，+1440m水平至+1340m水平间的可采区域划分为二采区，+1340m水平以下可采区域划分为三采区。

目前回采12601采煤工作面，二采区未动工。

预计2022年底，二采区首采工作面（22601综采面）将投入生产。

第四节矿井通风

1）矿井通风方式：

矿井采用分区式通风方式；

宏发煤矿为六个小矿整合技改的矿井，设计利用原有部分井筒，目前有四个进风井，两个回风井，分为17煤片区，和26煤片区，每个区域均有相对独立的进回风系统，矿井通风方式为区域式通风。

（2）矿井通风方法：

机械抽出式。

新鲜风流由主、副井进入，污风经过各用风地点，最后汇集由总回风井排出，回采工作面和各掘进工作面均采用独立通风。

回风斜井安装有两台型号为FBCDZNO16矿用防爆对旋轴流通风机，电机功率2×

75kw，其中一台工作，一台备用。

（3）矿井回采工作面采用“W”型全负压通风。

（4）掘进工作面通风方式为压入式通风，每个掘进工作面选用二台型号为FBD-N06.0∕2×

22KW局部通风机，一台工作，一台备用，主、备风机均能实现“三专两闭锁”和双风机双电源并能自动切换。

（5）2018年11月1日，矿井总进风量约3684m3/min，总排风量约3824m3/min。

第五节矿井瓦斯抽采系统

瓦斯泵房布置在回风平硐附近，距回风斜井井口大于50m。

低负压选用2BEC-40型水环真空泵2台（一用一备），采用循环水冷却方式，最大抽放量95m³

/min，配套防爆电机功率为110kW；

高负压选用2BEC-40型水环真空泵2台（一用一备），采用循环水冷却方式，最大抽放量81m³

/min，配套防爆电机功率为90kW；

冷却水泵选用IS65-50-125型2台，流量50m3/h，扬程20m，防爆电机功率5.5KW。

高负压抽放选用φ325mm×

8mm型焊接钢管作为抽放主管；

选用φ273mm×

7mm型焊接钢管为抽放支管。

低负压抽放选用φ377mm×

选用φ377mm×

8mm型焊接钢管为抽放支管。

地面瓦斯抽放泵房→回风平硐→联络巷→1498轨道平巷→排水斜巷→联络巷→皮带运输大巷→十三联络巷→（12601东翼回风巷、12601东翼运输巷）。

第六节　煤尘爆炸性及自燃倾向性鉴定情况

根据贵州省煤田地质局实验室提交的煤层煤尘爆炸性鉴定报告：

17-1、17-2、26煤层均为Ⅲ类不易自燃煤层。

本根据贵州省煤田地质局实验室提交的煤层煤尘爆炸性鉴定报告：

17-1、17-2、煤层煤尘鉴定均为煤尘有爆炸性。

26煤层煤尘鉴定无煤尘有爆炸性

第二章　煤层瓦斯情况

第一节　煤与瓦斯突出危险性鉴定情况

根据2012年6月煤炭科学研究总院提供的普安县地瓜镇宏发煤矿煤与瓦斯突出鉴定报告表，鉴定结果：

17-1煤层在+1409m标高以上有突出危险性，17-1号煤为突出煤层；

2015年6月煤炭科学研究总院提供的普安县地瓜镇宏发煤矿煤与瓦斯突出鉴定报告表，鉴定结果：

26煤层在abcdefg连线范围以内无突出危险性；

第二节　矿井瓦斯等级鉴定及瓦斯来源分析

根据2014年9月由贵州蓝博开发有限公司为宏发煤矿做的《瓦斯等级鉴定报告》，2014年宏发煤矿被鉴定为高瓦斯矿井。

瓦斯等级鉴定矿井瓦斯相对涌出量为12.68m3/t,绝对瓦斯涌出量为5.22m3/min；

CO2相对涌出量为4.28m3/t,绝对涌出量为1.76m3/min。

宏发煤矿瓦斯来源主要有：

综采工作面本煤层瓦斯及其受采动影响的邻近层瓦斯涌出、各掘进巷道围岩及暴露的煤层瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出等三大部分。

第三节　煤层瓦斯压力测定情况

一、一采区

重庆煤科院在副井里程730米处测定的一采区16煤最大瓦斯压力为0.52MPa，我矿在11609外轨顺掘进时测得16煤的最大瓦斯压力为0.9MPa。

重庆煤科院在副井里程730米处测得17煤层瓦斯压力为0.5Mpa。

2009年6月5日至6月12日，我矿在11702轨顺未保护区测得的瓦斯压力为0.36Mpa。

重庆煤科院在主井里程1040米处测得18煤层瓦斯压力为0.9MPa。

由于我矿对18煤层按突出危险性煤层进行管理，因此未对一采区18煤层进行测压。

二、二采区

我矿在生产过程中，在二采区21604底抽巷里程1240米处测得16煤层最大瓦斯压力为1.73Mpa。

2010年3月，在二采区三中车场反石门揭煤前，测得18煤层最大瓦斯压力为1.6Mpa。

从二采区瓦斯压力测定情况看，二采区大部分地点瓦斯压力均超过0.74Mpa，且二采区瓦斯压力比一采区有所增大。

第三章矿井抽采达标工艺方案

第一节　抽采目标

1、矿井瓦斯预抽采范围：

矿井生产范围内的17、26煤层，对于17、26煤层在未开采保护层范围掘进或在有突出危险区域掘进的都必须进行预抽。

2、瓦斯抽采考核基本指标：

根据公司《煤矿瓦斯综合治理工作的意见》执行；

2018年度宏发煤矿瓦斯治理考核基本指标见下表：

瓦斯抽采量

（万m3）

瓦斯抽采钻孔量

（万m）

瓦斯抽采巷

矿井抽采率

（%）

瓦斯利用量

315

1.2

291

57

200

3、瓦斯含量及瓦斯压力目标

根据《瓦斯抽采达标暂行规定》要求，各项数据应达到以下目标。

瓦斯含量及压力目标

参数

可解析瓦斯含量（m3/t）

煤层瓦斯压力（MPa）

目标值

≤8

0.74

4、杜绝各类通防、瓦斯人身事故及瓦斯侥幸事故。

5、实现“三零”目标：

零爆炸、零突出、零超限（工程类）。

6、巩固二级质量标准化矿井成果。

第二节　预抽煤层瓦斯抽采工艺方案

区域性预抽

（1）本煤层预抽

a、沿煤层掘进巷道：

在不能施工穿层钻孔预抽掘进区域煤层瓦斯时，或者穿层钻孔预抽不达标时，掘进工作面采用顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯作为区域防突措施。

本煤层钻孔抽采采用迎头加两帮钻场施工钻孔进行预抽，工作面掘进过程中在迎头施工12～24个超前钻孔进行预抽，预抽时间达1至3周不等。

顺层钻孔抽采参数如下：

钻场距离：

60m。

钻场钻孔：

迎头12个～24个。

钻孔孔径：

开孔75mm。

根据煤层情况确定，尽量采用大直径钻孔。

钻孔长度：

60m～80m。

封孔长度：

≥8m。

钻孔间距：

开孔0.5m，终孔根据预抽时间不大于5m；

封孔方式：

聚胺脂+水泥浆封孔；

抽采时间：

钻孔预抽时间1至3周不等。

抽采支管管径：

200mm～315mm。

b、采煤：

在回采之前，由抽采工区分别在工作面两顺槽采帮施工区段顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯，每2~3米施工1个钻孔，钻孔方位（与巷道中心线夹角）75度，钻孔长度根据工作面倾向长度确定，钻孔孔径为75mm，封孔长度8m以上，瓦斯异常地段及地质构造带适当缩小钻孔间距。

采煤工作面钻孔设计参数如下：

开孔1m～3m，终孔间距1m～3m；

钻孔预抽时间3月以上。

（3）石门揭煤预抽

在石门揭煤前，由抽采工区在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施穿层钻孔预抽煤层瓦斯。

钻孔控制在巷道轮廓线外12m范围。

钻孔设计参数如下：

迎头24个～48个，顶板12个～24个，底板12个～24个。

根据揭顶板揭煤或底板揭煤施工顶、底钻孔。

根据岩层硬度确定，尽量采用大直径钻孔。

10m～60m。

≥5m。

开孔0.4m，终孔根据预抽时间不大于5m；

钻孔预抽时间2周以上，根据钻孔密度、孔径、抽采时间等确定，抽采达标后揭煤。

第三节　卸压瓦斯抽采工艺方案

掘进：

煤巷进入被保护层保护范围内掘进时，如果炮后回风流瓦斯偏高或预测有突出危险性时，在掘进工作面施工顺层抽采钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，施工参数如下：

迎头6个～12个。

采煤：

在回采之前，由抽采工区分别在工作面两顺槽采帮施工区段顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯，根据预抽时间，钻孔按3m～6m间距布置，钻孔方位（与巷道中心线夹角）75度，钻孔长度根据工作面倾向长度确定，钻孔孔径为75mm，封孔长度8m以上。

开孔3m或6m，终孔间距3m或6m；

第四节　浅孔抽采工艺方案

1、回采工作面浅孔抽采

为了解决本煤层瓦斯抽采钻孔存在空白带问题和采煤工作面回采过程中，当预测指标超限、预测时出现喷孔、回采时回风流瓦斯≥5m3/min时，停止回采，在工作面施工浅孔抽采孔。

由施工单位使用ZDY120S型乳化液钻机或MQT-50型煤帮钻机沿工作面回采方向施工钻孔对工作面进行浅孔抽采作为局部防突补充措施。

浅孔抽采钻孔分上下两排布置，下面一排距底板高度1m，上面一排距底板高度1.6m，上排孔与下排孔错开布置，错距为0.75m，钻孔深度在10m以上。

抽采8小时后进行效果检验，经检验有效后方能进行回采。

浅孔参数如下：

10m～15m。

≥2m。

开孔0.75m或1m，终孔间距0.75m或1m；

聚胺脂封孔；

钻孔预抽时间8小时以上。

150mm～200mm。

2、掘进工作面浅孔抽采

在区域校验和工作面预测不超限情况下掘进过程中，当回风流瓦斯达到0.8%或掘进工作面瓦斯涌出量≥3m3/min时，对掘进工作面采取浅孔抽采孔，对局部瓦斯进行预抽，掘进工作面浅孔抽采参数如下：

迎头22个～33个，根据煤层厚度确定。

控制巷道前方钻孔长度在10m以上。

开孔0.5m，终孔根据预抽时间不大于3m；

第五节　上隅角及采空区瓦斯抽采工艺方案

1、上隅角瓦斯抽采

综采工作面回采前，在回风巷安设一趟直径DN315mm以上的瓦斯管作为低负压瓦斯抽采管路，抽采上隅角及采空区瓦斯。

管路上安设可控制的（对夹式）蝶阀，安设DN315mm的导流管，每隔大约30米安设一个DN315/200mm的变径三通，变径三通上接DN200mm的迈步管（迈步管长6m），迈步管用于接高位孔抽采管，高位孔抽采管最上端2米范围内加工成筛孔（筛孔直径为10mm、孔间距25mm、行间距50mm，筛孔总面积不得小于DN315mm铁管的横截面积）。

管路安装好后，由抽采工在轨顺利用ZY-750型钻机每隔大约30米施工一个向上高位孔，高位孔与巷道中心线的夹角90度，靠非采帮施工，钻孔倾角75～85度，钻孔开孔直径75mm，终孔直径75mm，钻孔孔深18米。

2、走向钻孔抽采采空区高浓度瓦斯

为解决工作面回采过程中上隅角瓦斯超限，由抽采工区使用ZY-750型钻机在回风巷朝采面下方向施工抽放钻孔，对工作面上部裂隙带高浓度瓦斯进行抽采。

每次布置5个高抽钻孔，钻孔设计长度60米。

钻孔施工参数如下：

30m。

钻孔：

6个。

开孔0.5m，终孔10m～20m；

钻孔压茬：

20m以上。

孔底距煤层顶板：

15m以上。

3、密闭的采空区瓦斯抽采

17煤层、26煤层回采结束后，通防工区及时将采空区进行封闭，抽采工区在密闭上预埋直径315mm的焊铁管与采空区贯通，抽采采空区瓦斯。

第六节　拦截钻孔抽采卸压煤层瓦斯工艺方案

为了防止17煤层回采过程中下部26煤层大量卸压瓦斯涌入综采工作面，在工作面回采前和回采过程中，在回风巷道及运输顺槽分