马场煤矿实施方案.docx

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马场煤矿实施方案

格目底一号矿井（马场煤矿）

24a、K32、K35b煤层基本参数测定

实施方案

中煤科工集团重庆研究院有限公司

二零一四年十一月

目录

1前言1

2矿井基本概况1

3项目的主要试验及研究内容2

4基本参数测定试验方案2

4.1技术方案2

4.2煤层瓦斯压力直接测定3

5测压设备和材料准备7

6风险评估7

7时间进度及安排7

8要求7

附：

7

1前言

贵州玉马能源开发有限公司格目底一号矿井（马场煤矿）（以下简称“马场煤矿”）隶属于贵州水城矿业股份有限公司控股的子公司贵州格目底矿业有限公司，为基建矿井。

矿井位于贵州省六盘水市发耳矿区中的格目底片区，行政区域隶属水城县阿嘎乡、盐井乡管辖。

矿区地理坐标为：

东经105°02′39″～105°04′02″，北纬26°24′39″～26°26′59″，面积3.4624Km2，准采标高为+1400m～+950m。

马场煤矿设计生产能力45万t/a，服务年限46a。

马场煤矿井田范围内可采煤层共8层，其中全区可采煤层2层（K33、K35b煤层），大部可采煤层6层（K1b、K16、K22、K23、K24a、K32煤层）。

为了准确掌握马场煤矿K16、K22、K23、K24a、K32、K33、K35b煤层是否具有煤与瓦斯突出危险性，以便对矿井的开拓、开采方式、采区部署、瓦斯综合治理、瓦斯综合利用进行指导，避免瓦斯综合治理工作的盲目性，做到瓦斯治理工作的有效性、可靠性和有预见性，确保矿井安全生产，2012年马场煤矿与原中煤科工集团重庆研究院（现中煤科工集团重庆研究院有限公司，以下简称“重庆煤科院”）签订了《格目底矿业有限公司马场煤矿可采煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性鉴定》技术咨询合同，委托重庆煤科院对马场煤矿K16、K22、K23、K24a、K32、K33、K35b煤层进行煤层基本参数测定及突出危险性鉴定。

根据矿方施工进展情况及经重庆煤科院与矿方协商后，于2013年9月首先完成了K24a、K32、K33、K35b号煤层的煤与瓦斯突出危险性鉴定及K33号煤层瓦斯基本参数测定工作。

并于2013年12月提交了《贵州玉马能源开发有限公司格目底一号矿井（马场煤矿）K24a、K32、K33、K35b煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，其鉴定结论为“马场煤矿K24a、K32、K33、K35b煤层具有煤与瓦斯突出危险性，为突出煤层。

”。

并根据煤矿施工进度分次对剩余煤层进行参数测定及突出危险性鉴定工作，本次于2014年11月对K24a、K32、K35b进行煤层基本参数测定补测工作。

2矿井基本概况

马场煤矿为基建矿井，该矿位于水城县阿嘎乡、盐井乡境内，矿井设计生产能力45万t/a。

根据贵州省国土资源厅黔国土资矿管函[2010]274号《关于格目底一号矿井（马场煤矿）调整矿区范围申请的批复》，矿区面积3.4624Km2，准采标高为+1400m～+950m；矿区范围呈不规则多边形展布，矿界由23个拐点圈定，其拐点坐标（西安80坐标）如表2-1所示。

表2-1马场煤矿井田范围拐点坐标表

点号

坐标

点号

坐标

X

Y

X

Y

1

2925854.05

35505313.15

13

2922370.05

35504752.15

2

2925521.05

35505603.15

14

2922839.05

35504346.15

3

2925282.05

35505700.15

15

2923723.05

35504938.15

4

2925757.05

35506540.15

16

2924339.05

35505128.15

5

2925630.05

35506630.15

17

2924990.05

35505074.15

6

2925141.05

35505709.15

18

2926147.05

35504573.15

7

2924282.05

35505930.15

19

2926558.05

35504489.15

8

2923768.05

35505710.15

20

2926678.05

35504595.15

9

2923582.05

35506558.15

21

2926202.05

35505072.15

10

2923108.05

35506422.15

22

2926202.05

35505240.15

11

2923108.05

35505830.15

23

2925924.05

35505459.15

12

2923341.05

35505403.15

矿区面积3.4624km2，开采标高：

+1400m～+950m

3项目的主要试验及研究内容

（1）现场测定马场煤矿K24a、K32、K35b煤层原始瓦斯压力、瓦斯含量和钻孔瓦斯流量；

（2）根据现场和实验室参数计算K24a、K32、K35b煤层透气性系数及钻孔瓦斯流量衰减系数，对煤层可抽性进行评价。

4基本参数测定试验方案

4.1技术方案

根据国家安全生产行业标准《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/1407-2007）（以下简称《测压方法》）的有关规定，结合马场煤矿煤层赋存情况及现有的开拓部署情况，经与矿相关技术管理人员研究，决定主要在风井平巷、井底二号联络巷施工K24a、K32、K35b煤层测压钻孔，采用被动式测压法直接测定K24a、K32、K35b煤层原始瓦斯压力。

根据现场和实验室参数计算K24a、K32、K35b煤层透气性系数及钻孔瓦斯流量衰减系数，对煤层可抽性进行评价。

4.2煤层瓦斯压力直接测定

4.2.1测定方法

煤层原始瓦斯压力的测定主要在井下巷道内打钻孔直接测定。

测压钻孔的封孔方法，按其工艺大致可分为5种：

（1）手工封孔；

（2）注浆封孔；（3）机械封孔器封孔；（4）液压式封孔器封孔；（5）胶圈——压力粘液封孔。

各种方法都有其优缺点和一定的适用条件，测压过程需要一定时间和空间。

测压封孔有严格的要求，操作稍有失误，就难以准确测出煤层瓦斯压力。

本次马场煤矿K24a、K32、K35b煤层瓦斯压力测定严格按《测压方法》的相关规定进行，拟采用注浆封孔，封孔材料采用425标号水泥及U型膨胀剂，被动式测压法。

测压装置主要材料包括注浆泵、测压管、管接头、注浆管（4分铁管）、压力表等。

4.2.2测压地点选择原则

根据《测压方法》的相关规定，测压地点及钻孔布置应符合下列要求：

（1）测定地点应优先选择在石门或岩巷中，选择岩性致密的地点，且无断层、裂隙等地质构造处布置测点，其瓦斯赋存状况要具有代表性。

（2）测压钻孔应避开含水层、溶洞，并保证测压钻孔与其距离不小于50m；

（3）对于测定煤层原始瓦斯压力的测压钻孔应避开采动、瓦斯抽采及其它人为卸压影响范围，并保证测压钻孔与其距离不小于50m；

（4）选择测压地点应保证测压钻孔有足够的封孔深度（穿层测压钻孔的见煤点或顺层测压钻孔的测压气室应位于巷道的卸压圈之外），采用注浆封孔的上向测压钻孔倾角应不小于5°。

（5）同一地点应设置两个测压钻孔，其终孔见煤点或测压气室应在相互影响范围外，其距离（除石门测压外）应不小于20m。

4.2.3测压钻孔布置

按照《测压方法》中有关测压钻孔的要求，在具体选择测压孔位置时，应避开地质构造裂隙带、采动等影响范围，测压孔见煤点与地质构造裂隙带、采动影响范围至少要大于50m。

根据《测压方法》有关测压钻孔布置的相关要求及《暂行办法》的相关要求，通过对马场煤矿的巷道布置的实际情况的现场勘查，为保证测压钻孔满足煤层突出危险性鉴定的条件及要求，保证测压钻孔具有鉴定区域的代表性，重庆煤科院技术人员与马场煤矿相关管理人员协商，决定在风井平巷、井底二号联络巷处布置6个测压点测定K24a、K32、K35b煤层的原始瓦斯压力。

4.2.5钻孔设计参数

测压钻孔开孔直径75mm直至终孔，钻孔设计参数见表2所示，钻孔设计平面图见图1所示。

钻孔设计参数根据巷道具体情况待定。

在各地点的钻孔施工前，可依据所选地点的情况作适当的调整。

表2测压钻孔设计参数表

煤层

编号

施工地点

钻孔编号

方位（°）

倾角（°）

设计见煤长（m）

设计煤孔长（m）

设计总孔深（m）

K24a

井底二号联络巷

K24a-1

278

45

52

2.0

54

K24a-2

225

45

52

2.0

54

风井平巷

K24a-3

36

40

50

2.0

52

K24a-4

87

40

50

2.0

52

K32

井底二号联络巷

K32-1

278

45

40

2.0

42

K32-2

225

45

40

2.0

42

风井平巷

K32-3

36

30

45

2.0

47

K32-4

87

30

45

2.0

47

K35b

风井平巷

K35b-1

36

20

25

1.5

27

K35b-2

87

20

25

1.5

27

风井平巷

K35b-3

278

45

28

1.5

30

K35b-4

225

45

28

1.5

30

穿层钻孔的开孔位置应选择在岩石完整的位置，钻孔施工应严格按设计的钻孔参数进行，并保证钻孔平直、孔形完整，穿透被测煤层时停钻。

顺层钻孔的开孔位置应选择煤壁完整的位置，并且钻孔应在煤层中。

施工中，应准确记录钻孔参数、钻孔见煤长度，钻孔在煤层中的长度，以及钻孔开孔时间、见煤时间及结束时间。

打钻前要制定专门打钻安全技术措施，现场必须悬挂钻孔施工图及牌板，井上、下必须有原始记录本。

穿层孔预计到达被测煤层时，管理人员现场核实见煤深度，穿煤情况，终孔深度，验收钻孔参数、打钻过程中的异常情况。

各钻孔应详细记录钻孔参数并绘制成钻孔柱状图（待钻孔位置最终确定以后再对钻孔参数进行设计）。

图1马场煤矿测压钻孔设计布置平面图

4.2.6封孔

提高封孔质量是确保钻孔准确测定煤层瓦斯参数的重要因素。

为了提高封孔质量，确定采用注浆泵进行注浆封孔，封孔深度应超过测压钻孔施工地点巷道的影响范围，并满足以下要求：

①注浆封孔测压法的测压钻孔封孔深度应满足公式

（1）：

（1）

式中：

—钻孔封孔深度，m；

—钻孔所需最小封孔深度（有效封孔段长度），m；

应保证穿层测压钻孔的见煤点、顺煤层测压钻孔的测压气室位于巷道的卸压圈之外，且

不小于12.0m；穿层测压钻孔的

不应进入被测煤层，顺煤层测压钻孔封孔后应保证其测压气室长度为不小于1.5m；

—钻孔直径，m；

—钻孔倾角，（°）；

②应尽可能加长测压钻孔的封孔深度。

封孔管可用Φ15mm（4分）铁管连接而成，前端的第一根铁管在管壁上钻一定数量的小眼（该管称为筛孔管），并用铁网包裹，将管的前端头塞住，以免送入钻孔时进入杂物，堵塞铁管。

测压管送入孔底，两根铁管之间的连接螺纹用生料带认真缠好，以防漏气。

将测压管安装到钻孔中预定位置后，在孔口用木塞塞住（必要时，用物抵紧木塞），并安装好注浆管，方可注浆。

水泥浆应添加一定比例的膨胀剂，以免凝固后产生裂缝。

根据封孔深度确定膨胀不收缩水泥的使用量。

在按一定比例配制好封孔水泥浆后，用注浆泵一次连续将封孔水泥浆注入钻孔内。

注浆泵的能力应能使水泥浆达到要求的深度。

钻孔施工完后1天内，应进行钻孔封孔工作。

在注浆24h内，经检查密封效果达到要求后，安装压力表。

各钻孔在封孔后每天观测并记录一次压力表读数。

测定过程中，在重庆煤科院人员没有决定停止观测之前，不得随意拆下或扳动压力表。

瓦斯压力测定记录表格见附录。

在压力观测结束后，由重庆煤科院人员拆下压力表。

5测压设备和材料准备

为了使K24a、K32、K35b煤层瓦斯基本参数测定工作能够顺利进行，需要事先准备好项目所需的主要材料和设备，其它临时需要的材料根据具体情况而定。

测定项目所需的主要设备、装置及工具见附表所示。

6风险评估

本项目的预估风险包括客观原因可能遇地质构造，或钻孔施工和封孔失败。

具体解决办法将包括对失败钻孔重新选取测定进行补孔测定。

7时间进度及安排

2014.11.18-2014.11.20材料准备、巷道准备（满足布点要求的巷道条件）

2014.11.21-2014.12.15瓦斯压力测定

2014.12.16-2014.12.20收集资料、编制报告

8要求

为了保障项目的顺利进行，及时完成合同规定的各项工作，因此对马场煤矿提出以下要求：

（1）要求马场煤矿严格按照本实施方案准备相关的设备及材料；

（2）要求马场煤矿在钻孔施工期间，采取切实有效的安全技术措施，制定相关的安全施工方案，确保现场巷道施工安全。

（3）要求马场煤矿在现场测试过程中安排打钻施工人员4～6名，瓦检员1名，随时检测巷道及钻孔的瓦斯情况，遇到问题及时进行处理。

附：

附录一：

马场煤矿钻孔施工和瓦斯参数测定试验所需的设备、装置及工具一览表

附录二：

瓦斯压力测定记录表

附录三：

筛孔管加工示意图

附录一附表

马场煤矿钻孔施工和瓦斯参数测定试验所需的设备、装置及工具一览表

序号

材料名称

规格型号

单位

数量

备注

1

测压管

4分铁管、2m/根

根

100

两头车丝扣

2

注浆管

4分铁管，2m/根

根

10

一头车丝扣

3

筛孔管

4分铁管、2m/根

根

10

钻十字小眼（Φ2mm～3mm），每隔15cm一对小眼，两头车丝扣

4

铁丝

14#

kg

若干

5

球阀

4分

个

12

接4分管

6

管接头

4分（1/2”）

个

100

7

生料带

卷

20

8

棉纱

kg

若干

9

铁网（或纱窗）

10目（最小规格）

m

若干

10

钻头

Φ65、φ75

个

若干

岩硬则用金刚石钻头

11

高压胶管

6分

m

10

注浆用

12

注浆泵

台

1

13

搅拌桶

Φ500×300

个

2

油桶改制

14

乳胶手套

袖长400mm以上

双

5

15

钻机

钻进50m以上

台

1

16

钻杆

m

17

水泥

425#

t

若干

18

启子

一字型

把

1

19

罗盘

个

1

挂线罗盘（含坡度规）

20

扳手

把

1

200型活动扳手

21

管子钳

14英寸

把

2

上、下测压管

22

剪刀

把

1

23

马丽散

Kg

20

24

煤样袋

个

10

25

U型膨胀剂

水泥添加剂

Kg

100

26

密封胶

牙膏状，连接管丝扣

盒

1

附录二

煤矿瓦斯压力测定原始记录表

矿井名称

煤层

测压地点

依据标准

测试所用

仪器设备

序号

名称

规格型号

数量

精度

唯一性标识

测压钻孔施工记录

孔号

方位

（度）

倾角

（度）

长度

（m）

岩孔

长度

（m）

煤孔

长度

（m）

封孔

长度

（m）

开钻

时间

钻毕

时间

封孔

时间

备注

瓦斯压力测定记录

时间

压力（MPa）

记录人

备注

时间

压力（MPa）

记录人

备注

现场测定人员：

校核人：

日期：

附录三

附录三：

筛孔管加工示意图单位mm

其中筛孔每100mm加一个十字对穿眼，孔眼直径2～3mm。

一头加工丝口。