左家寨煤矿防突设计 2Word文件下载.docx
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根据黔国土规划院储审字[2004]29号《贵州省纳雍煤矿区纳雍县左家寨煤矿勘探地质报告》矿产资源储量评审意见书，左家寨矿井资源量为3673万t，工业资源/储量为2351万t，设计可采储量为1338.1万t。
三、矿井生产规模
左家寨煤矿设计生产能力为45万t/a，矿井以一个水平、四个采区及一个后备区开拓全井田，以一个综采工作面达到设计生产能力，采用走向长壁采煤法。
四、矿井开采
（1）采区开拓方式
本矿开拓方式为平硐暗斜井开拓。
（2）采煤方法及工艺
走向长壁后退式采煤方法，综合机械化采煤工艺，全部垮落法管理顶板。
（3）水平标高
矿井首采煤层M5号煤层与M6号煤层平均间距6～10m，M6号煤层与M7号煤层的平均间距在10～15m，M7号煤层与M11号煤层的平均间距在25～40m；
M11号煤层与M15号煤层的平均间距在30～35m；
M15号煤层与M21、M38、M43号煤层的平均间距分别在45～60m、115m～150m和140m～190m左右，根据煤层赋存条件及煤层间距，设计将井田内可采煤层划分为上下两个煤组，上煤组为M5、M6、M7、M11、M15号煤层，下煤组为M21、M38、M43号煤层。
全井田划分为四个采区和一个后备区，根据矿井煤组的划分及煤层赋存条件，设计将全井田划分为一个水平开拓，水平标高+1600m这样既可以保证有足够的可采储量满足水平服务年限，并且有利于减少井巷总工程量和简化生产环节。
阶段垂高为175m。
五、矿井瓦斯情况
根据贵州省能源局《关于对贵州能发电力燃料开发有限公司<
关于左家寨煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定结果的请示>
的批复》（黔能源发[2009]327号），该矿委托煤炭科学研究总院重庆研究院对其开采范围内M5、M6、M7、M11煤层的煤与瓦斯突出危险性鉴定结果：
认定左家寨煤矿M5、M6、M7、M11煤层为煤与瓦斯突出煤层，认定左家寨煤矿为煤与瓦斯突出矿井。
六、矿井通风情况
1、通风方式及方法
矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，掘进工作面采用压入式通风，回采工作面采用全负压U型通风。
2、主要通风机现运行参数：
采区名称
主通风机型号
电机功率KW
总进风风量m3/min
总回风风量m3/min
有效风量m3/min
有效风量率
负压Pa
等级孔㎡
矿井
FBCDZ54-10-№24
132×
2
5700
5860
5400
95%
980
3.17
七、矿井抽放情况
左家寨煤矿安设有高负压、低负压抽放系统各两套，掘进工作面利用高负压抽放，采取先抽后掘，采煤工作面利用本煤层高负压抽放，实行先抽后采，抽放参数见下表。
采区瓦斯抽放参数表
抽放地点
抽放负压（Mpa）
抽放浓度％
抽放率％
抽放混合流量m3/min
抽放纯流量m3/min
抽放泵
抽放方法
型号
台数
合计
全矿
8
12.09
4
高负压
0.032
5.0-6.0
/
103.0
5.79
2BEC42
开采层抽放
低负压
0.022
6.0-7.0
98.0
6.30
采空区埋管抽放
八、矿井监控情况
左家寨煤矿所使用的安全监控系统型号为KJ90NA（B）型，掘进巷道安设了T1、T2、T3三个瓦斯传感器，分别对掘进工作面、回风巷及其回风巷第一回风风流处的瓦斯浓度进行监测；
回采工作面运输巷安设烟雾、风速传感器、瓦斯传感器T3，分别对进风巷的瓦斯浓度、火灾状况、风量监测；
回采工作面回风巷安设风速、温度、一氧化碳、粉尘传感器、瓦斯传感器T0、T1、T2，分别对相应环境参数进行监测。
采区主扇、局扇、瓦斯泵安装设备开停传感器，对其运行状态进行监测，全井所有风门安设开闭传感器，采掘工作面全部实现瓦斯超限断电，全井实现了实时监控。
第二节矿井煤层特征
一、煤层
现将可采及局部可采煤层简述如下：
M5号煤层：
位于P2l顶界之下25～40m。
为黑色半亮型煤。
中部夹1～2层夹矸，夹矸单层厚0.03～0.05m。
煤层上部多呈粉状，下部多为碎块状，俗称“大糠煤”。
煤厚1.00～6.36m，平均2.14m。
全区稳定可采，顶板为薄至中厚层岩屑粉砂岩，底板为粘土岩或粉砂质粘土岩。
M6号煤层：
上距M5号煤层6～10m，为黑色半亮型煤。
结构较简单，仅偶夹一层厚度小于0.1m的不稳定的高岭石粘土岩夹矸，可采地段煤层厚0.8～2.23m，平均1.20m。
顶板为薄至中厚层粉砂质泥岩，底板为粘土岩。
M7号煤层：
上距M6号煤层10～15m，为黑色半亮至光亮型煤，外观多呈粉状及少量碎块状，俗称“绵煤”。
结构一般简单，仅少数地段中含1～2层厚0.05～0.1m的高岭石粘土岩夹矸。
煤层厚度0.95～7.75m，平均厚2.36m，全区稳定可采，为本区煤系中厚度相对较大，较为稳定的主要可采煤层。
顶板为岩屑粉砂岩，底板为粘土岩。
M11号煤层：
上距M7号煤层25～40m，为黑色半亮至半暗型煤，外观多呈粉状。
结构一般简单，偶含一层高岭石粘土岩夹矸。
由于其含硫相对偏高而俗称“大臭煤”，煤层厚0.84～1.70m，平均1.12m。
M15号煤层：
距M11号煤层30～35m。
为黑色半亮型煤，外观多呈块状，少数为粉状。
结构一般简单，仅少数地段含一层高岭石粘土岩夹矸。
为局部可采煤层，可采地段厚0.80～1.43m，平均1.08m。
顶板为泥质粉砂岩，底板为粘土岩。
M21号煤层：
距M15号煤层45～60m。
为黑色块状光亮型煤。
结构单一，一般不含夹矸，仅在ZK501孔中见一层厚0.27m的高岭石粘土岩夹矸。
煤层厚度0.84～2.20m，平均厚1.47m。
全区稳定可采。
为区内主要可采煤层。
外观呈块状，俗称“大岩煤”。
M38号煤层：
上距M21号煤层70～90m，为黑色块状半亮至光亮型煤。
外观多呈块状，中部有厚0.06～0.30m的高岭石粘土岩夹矸。
可采地段煤层厚0.80～2.08m，平均1.09m。
局部可采。
由于其中常含有较厚的高岭石粘土岩夹矸，俗称“大矸焦”。
顶板为岩屑粉砂岩夹粉砂质泥岩，底板为粘土岩。
M43号煤层：
为黑色半暗型煤。
外观多呈块状，结构单一，不含夹矸。
区内不稳定，局部可采，可采地段煤层厚0.80～1.12m，平均厚0.90m。
顶板为粉砂质泥岩或炭质泥岩，底板为粘土岩。
二、煤层顶、底板岩石性质
1、M5号煤层：
顶板为薄至中厚层岩屑粉砂岩，底板为粘土岩或粉砂质粘土岩。
2、M6号煤层：
3、M7号煤层：
4、M11号煤层：
5、M15号煤层：
6、M21号煤层：
7、M38号煤层：
8、M43号煤层：
三、煤质
煤种：
主要可采煤层为无烟煤三号。
硫分（St,d）：
主要可采煤层原煤干燥基硫分平均值在0.29%～2.98%之间，原煤属特低硫～中高硫煤。
灰分（Ad）：
主要可采煤层原煤干燥基灰分平均值在16.47%～34.80%之间，属低中灰～中高灰煤。
发热量（Qgr,ad）：
原煤煤芯空气干燥基高位发热量平均值一般在24.55MJ/kg～29.09MJ/kg之间，原煤均为高热值煤。
煤类及用途：
左家寨矿井主要可采煤层原煤属低中～中高灰分、低硫～中高硫高热值的无烟煤，煤的工艺性能指标较稳定。
本矿区煤炭资源适用于发电、工业用煤、动力用煤和化工用煤等。
第三节2013年生产计划
根据金元集团公司下达给我矿2013年的生产任务情况，结合我矿生产实际，2013年我矿采掘布局分配、生产任务作出了相应的计划，详见左家寨煤矿2013年采掘接续表。
左家寨煤矿2013年掘进工作面接续表及计划
区队
巷道类别
工程量（m）
煤岩
类别
断面㎡
支护
方式
单进
m/月
施工时间
（月、日）
2013年
计划
净
毛
掘进一区
1640瓦斯巷
570
岩
瓦斯巷
7.7
W钢带
60
13.01-13.10
1666东翼瓦斯巷
115
8.8
锚网喷
13.11~13.12
11M53回风顺槽
630
半煤
回采
12
13.02~13.11
435
11M74回风顺槽
300
13.01~13.07
11M53运输顺槽
50
13.08~13.12
250
合计
1670
掘进二区
295
11M74工作面切眼
95
14
40
13.06~13.08
11M74运输顺槽
13.01~13.12
170
岩
瓦斯巷
8.8
锚网喷
60
13.10~13.12
170
1130
左家寨煤矿2013年采煤工作面接续表及计划
采煤工程
煤类
工作面名称
工作面参数
煤厚（m）
容重（t/m³
）
可采储量（万吨）
预计生产时间
走向长（m）
倾斜长（m）
11M71
340
80
2.5
1.5
10.2
2013年2月～2013年7月
11M74
500
90
13.5
2014年2月～2014年6月
11M53
150
2.2
31.2
2014年9月～2015年7月
11M54
550
120
21.8
2015年10月～2016年4月
第二章煤层突出危险性预测
煤层突出危险性预测分为区域突出危险性预测（简称为区域预测，下同）和工作面危险性预测（包括石门，竖井、斜井揭煤工作面，煤巷掘进工作面和采煤工作面的突出危险性预测，简称工作面预测，下同）。
第一节突出煤层确定与区域突出危险性预测
一、突出煤层确定
根据贵州省能源局《关于对贵州能发电力燃料开发有限公司<
二、区域突出危险性预测
井田范围的左家寨煤矿曾发生过煤与瓦斯突出，因此本矿在开采范围内的煤层均存在突出危险，尤其是在石门揭煤、断层构造带、采掘应力叠加区、煤层厚度变化区更易出现突出危险。
为确保生产活动过程中的生产安全和人身安全，必须采取区域突出危险性预测、区域防突措施、区域措施的效果检验、区域验证和在掘进及回采过程中采取的工作面突出危险性预测、工作面防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施的两个“四位一体”的综合防突措施。
在进行煤层突出危险性预测前，必须请有资质的单位或部门对预测所必须的瓦斯基本参数做出准确测定，如煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标（
）、煤的坚固性系数（f）和煤层瓦斯压力（p）等。
结合左家寨煤矿现场实际情况，确定采用DGC直接测定煤层瓦斯含量对煤层进行区域预测，采用DGC直接测定煤层瓦斯含量对煤层进行区域预测时要符合《防治煤与瓦斯突出定》的要求。
第二节工作面突出危险预测
左家寨煤矿所有工作面均为有突出危险工作面，有下列情况之一者，应加强工作面突出危险预测管理：
1、突出煤层的构造破坏，包括断层、褶曲、火成岩侵入等；
2、煤层赋存条件急剧变化的区域；
3、采掘应力迭加的区域；
4、在工作面预测过程中出现喷孔、卡钻、顶钻等动力现象；
5、工作面明显出现突出预兆。
一、石门揭煤工作面突出危险预测
左家寨煤矿开掘的开拓系统、准备巷道均已形成。
按照左家寨煤矿的开采设计方案，矿井有多条石门，在石门揭开煤层前，采用钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面突出危险性。
在石门工作面距煤层最小垂距为3-10m时，利用探明煤层赋存条件和瓦斯情况的钻孔或至少打两个直径为50-70㎜的预测钻孔，在钻进煤层时，用
1-3㎜的筛子筛分钻屑，测定其瓦斯解吸指标（
）。
具体方法为：
1、重量法：
每打1m钻孔，收集全部钻屑，用弹簧秤称重。
2、钻屑解吸指标的测定方法：
（1）、钻屑解吸指标
的测定：
打钻时在预定的位置取出钻屑，用孔径
1㎜和
3㎜的筛子筛分钻屑（
1㎜的筛子在下，
3㎜的筛子在上），将筛分好的
1㎜—
3㎜粒度的试样装入解吸仪煤样瓶中，试样装至煤样瓶刻度水平（10g左右），自钻孔打至该采样段起经3min后，启动秒表，转动三通阀，使煤样与大气隔离，在2min时记录解吸仪的读数，该值即为
，单位为pa。
（2）、钻屑解吸仪指标K1值的测定：
使用WTC瓦斯突出参数仪，每钻进2m，取一次钻屑作特征测定，取样时，把秒表、筛子准备好（
3㎜的筛子在上），钻孔钻到预定深度时，用组合筛子在钻孔口接钻屑，同时启动秒表，一边取样，一边筛分，当钻屑量不少于100g时，停止取样，并继续筛分，最后把筛分好
3㎜的煤样装入WTC煤样罐内，盖好煤样罐，准备测试，当秒表到t0（1-2min）时，启动WTC采样键进行测定，经过5min后当WTC显示t0时，用键盘输入t0，按监控键，WTC显示L0，按监控键，WTC进行计算并显示K1值。
钻屑解吸指标的突出临界值，应根据实测数据确定，若无实测数据上时，可按表2的指标临界预测突出危险性。
表2钻屑指标法预测石门工作面突出危险性的临界值表
钻屑解吸指标突出临界值
△h2（Pa）
K1（ml/g.min1/2）
干煤
200
0.5
湿煤
160
0.4
选用表中任一指标进行预测时,当指标超过临界值时,所预测的工作面为突出工作面,反之为无突出危险工作面.
二、煤巷掘进工作面突出危险性预测
根据现场实际情况，确定左家寨煤矿采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性，采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的步骤：
1、在煤巷掘进工作面打3个直径为42㎜，孔深为8-10m的钻孔，钻孔布置在软分层中。
1#孔方位角为巷道方位角-210；
2#孔方位角与巷道方位角相同；
1#孔方位角为巷道方位角+210；
1#、2#、3#孔倾角与巷道倾角一致，1#、3#钻孔的终孔点控制到巷道轮廓线2—4m，掘进工作面预测孔布置图如图：
2、钻孔每打1m测定钻屑量1次，每隔2m测定1次钻屑解吸指标，根据每个钻孔沿孔长每米的最大钻屑量Smax和钻屑解吸指标
或K1值预测工作面的突出危险性；
采用钻屑解吸指标法预测工作面突出危险性时，应根据实测数据确定，若无实测数据上时，可按表3的指标临界值预测突出危险性。
表.3.
最大钻屑量Smax
K1
危险性
pa
kg/m
L/m
ml/g.min1/2
≥200
≥6
≥5.4
≥0.5
突出危险性工作面
＜200
＜6
＜5.4
＜0.5
无突出危险性工作面
实测的任一指标Smax、K1或、
值等于或大于临界值时，该工作面预测为突出危险工作面。
三、采煤工作面突出危险性预测
左家寨煤矿采煤工作面突出危险性预测使用煤巷掘进工作面预测方法，沿采煤工作面每隔10-15m布置一个预测孔，孔深根据工作面的条件确定，但不得小于8m。
预测方法同掘进工作面，当预测为无突出危险性时，每预测循环应留有3m的预测超前距（最短预测孔）。
采煤工作面预测孔布置图如图：
第三章防突措施
第一节区域防突措施
一、开采保护层
据左家寨煤矿生产部署，矿井在标高+1600m以上，联合布置开采上煤组M5、M7、M11煤层。
在+1720m标高以上（一区段）由于地质构造复杂，煤层赋存条件较差，根据截至2013年6月矿井所揭露的煤层实际情况，不再考虑在一区段布置工作面，矿井生产布局直接转移到二区段。
矿井+1720m标高以下至+1600标高以上煤层开采顺序为先开采M5煤层作为上保护层，即开采顺序为M5→M7→M51煤层。
对于正在开采的保护层开采工作面，必须超前与被保护层的掘进工作面、其超前距离不得小于保护层与保护层之间法线距离的2倍，并不得小于30m；
对于开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、采止线及所留煤柱对保护层走向的保护范围可按卸压角560-600划定，对确定的保护范围需按实际情况进行检验，对不符的要及时修改。
保护层工作面始采线、采止线、所留煤柱的影响范围图如下：
解放层开采以后，岩层沿斜方向的移动是沿最大下沉角
0方向发展，因此倾斜方向的解放范围，按卸压角
划定，卸压角的大小应采用矿井实测数据，若无实测数据，保护层沿倾向方向的卸压角可以按表4取值计算，计算的保护距离和煤柱影响范围见表5、表6。
沿倾向方向保护范围和煤柱的影响范围如图：
表.4.沿走向的保护范围和煤柱影响范围
煤层类别
计算的有效保护距离或影响范围（m）
工作面走向长度为L1
煤柱为L2
保护层
＜L1－2×
18×
ctg
＞L1－2×
表.5.沿倾向的保护范围和煤柱影响范围
工作面走向长度为L3
煤柱为L4
＜L1－18（ctg
＋ctg
＞L1＋18（ctg
表.6.保护层沿倾斜的卸压角
煤层倾角
（度）
卸压角（度）
75
10
77
83
20
73
87
30
69
70
65
二、专用瓦斯巷布置穿层抽放钻孔预抽煤层条带瓦斯
首采煤层（M5煤层）工作面运输巷和回风巷掘进条带煤层瓦斯利用顶板专用瓦斯抽采巷施工穿层钻孔来预抽。
专用瓦斯巷的布置层位为：
将专用瓦斯抽采巷布置在距M5煤层顶板法线距离15m的层位，顶板岩性为薄至中厚层岩屑粉砂岩，底板为粘土岩或粉砂质粘土岩。
第二节预抽煤层瓦斯
一、瓦斯抽放量计算
左家寨煤矿将M7煤层作采保护层，若临近被保护层掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3m3/min，回采工作面绝对瓦斯涌出量大于5m3/min，必须进行煤层瓦斯抽放。
根据AQ标准，本煤层工作面顺层钻孔瓦斯抽放率不低于20%，回采面抽出率不低于25%；
采用临近层卸压的矿井瓦斯抽出率不低于35%，回采面抽出率不低于45%；
采用综合抽放的矿井，矿井的抽放率不低于30%，根据金元集团文件要求左家寨煤矿回采工作面的抽出率考虑为大于或等于50%。
回采工作面瓦斯主要来源于本煤层涌出和采空区涌出，临近层瓦斯涌出次之；
掘进工作面瓦斯主要来源于本煤层涌出及临近层瓦斯涌出。
二、瓦斯抽放方法
目前矿井抽放瓦斯的目的是消除煤层突出危险性和使工作面的瓦斯涌出量降低到靠通风能解决的水平或减轻矿井通风负担。
根据矿井瓦斯来源、回采工作面瓦斯来源和掘进工作面瓦斯来源分析，及煤层厚度、煤层间距、煤层倾角等煤层特征和煤层瓦斯主要参数，以及煤系地层、地质构造等综合因素分析，结合左家寨煤矿资金、技术等实际情况，确定本矿抽放瓦斯的方法为穿层抽放、本煤层抽放、采空区埋管抽放、高位钻孔抽放等综合抽放方法。
三、瓦斯抽放系统
左家寨煤矿已按照相关要求安装了瓦斯抽放系统，并正常运转。
瓦斯抽放系统设计方案满足矿井生产要求，我矿在进行瓦斯抽放的过程中严格执行“抽放系统设计”中的有关规定。
采用预抽煤层瓦斯防治突出措施的有效性指标：
⑴、预抽煤层瓦斯后，突出煤层残余瓦斯含量应小于该煤层在该突出区域始突深度的原始煤层瓦斯含量。
⑵、煤层瓦斯预抽率应大于50％（金元集团文件要求），即钻孔抽出瓦斯量与钻孔控制范围内煤层瓦斯储量的比值。
⑶、达不到上述预抽指标的区域，在进行采掘工作时，必须采取防治突出的补充措施。
第三节局部防治突出措施
1、石门揭煤防治突出措施：
采用预抽瓦斯并经效果检验指标不超限后，采取
远距离放炮措施揭穿煤层；
2、煤巷掘进工作面防治突出措施
根据现有瓦斯地质资料分析及周边矿井情况，左家寨煤矿掘进巷道均按在煤与瓦斯突出危险区域中进行，掘进前必须采取区域防突防突措施；
沿专用瓦斯抽放巷布置穿层抽放钻孔对掘进条带瓦斯进行预抽，待抽采达标后方可恢复煤巷工作面的掘进。
②、在煤巷掘进工作面掘进过程中，根据瓦斯含量及K1值指标情况在工作面迎头施工长距离抽放钻孔（钻孔长度不小于60m、终孔间距4m、预留20m的安全超前距离）和短距离排放钻孔（钻孔长度不小于20m且留有10m的安全超前距离）相结合的局部综合防突补充措施。
3、突出预兆
①、地压显现方面的预兆：
如来压声，支架折断，煤炮声，煤岩开裂，煤壁外鼓，片帮，掉渣，底鼓，打钻时顶钻、夹钻等。
②、煤层结构与构造方面的预兆：
层理紊乱、煤软硬不均或变软、煤暗淡
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