杨柳田煤矿8118采面消突评价.docx

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杨柳田煤矿8118采面消突评价

8118采煤工作面

消除突出危险性评价报告

杨柳田煤矿

二0一二年七月

前言1

第一章矿井概况3

第一节矿井地质构造及煤层特征3

一、地质构造及特征3

二、冲击地压危险性6

三、地温情况6

第二节矿井开拓、开采7

第三节矿井通风、瓦斯及其它安全条件7

一、矿井通风7

二、瓦斯8

三、煤尘爆炸性9

四、煤层自燃倾向性9

第四节矿井开拓、开采及辅助系统合理论证及调整9

一、开拓开采系统9

二、煤层开采顺序9

三、采煤方法9

四、通风方式10

五、采掘工作面压风自救系统10

六、抽放系统10

七、作业规程10

八、管理系统10

第五节防突系统11

第二章8118采煤工作面防突措施实施情况12

一、8118采面情况12

二、预抽煤层瓦斯12

第三章8118采煤工作面瓦斯参数实测情况14

第一节预抽煤层瓦斯参数实测情况14

一、区域措施效果检验14

二、瓦斯含量14

三、8118工作面的瓦斯残存量16

四、区域验证18

第二节煤层瓦斯压力实测情况19

一、8118采煤工作面消除突出危险性的评价结论20

二、存在问题及建议20

前言

杨柳田煤矿为技改矿井，该矿于2008年8月1日取得了采矿许可证（证号：

5200000830692），生产规模为15万t/a，有效期为10年（2008年8月～2018年8月），矿区面积2.7401km2，批准开采标高由1500～1000m。

2011年6月贵州兴源煤矿科技有限公司受业主的委托，编制了《安顺市西区杨柳田煤矿技术改造开采方案设计（变更）》，贵州省煤炭管理局2011年12月19日以“黔能源煤炭[2011]809号”对该方案进行了的批复，矿井设计生产规模为15万吨/年，设计采用斜井开拓。

由贵州兴源煤矿科技有限公司2011年6月编制的《安顺市杨柳田煤矿安全专篇（变更）》由贵州煤矿安全监察局盘江监察分局2012年2月1日以“黔煤安监林字[2012]19号”文件批复。

矿井采用斜井开拓方式。

主斜井在+1279.7m水平落平，然后施工主斜井井底平巷70m，再沿煤层倾向方向，以12°坡度施工一采区运输上山。

副斜井在+1285.2m水平落平，落平后布置副井底车场114m，然后沿煤层倾向方向，以16°坡度施工一采区轨道上山。

回风斜井在+1271.4m水平落底，落平后布置一采区回风斜巷，然后沿煤层倾向方向，以12°坡度施工一采区回风上山。

三条上山掘进至+1353m标高，然后施工一采区上山联络巷连通三条上山形成采区通风系统。

在副斜井井底施工水泵房、水仓及管子道。

井底施工水仓、水泵房及管子道。

该矿为小型矿井，以一个回采工作面达产。

并配备了二个掘进工作面。

该矿为煤与瓦斯突出矿井，可采煤层为M8、M14煤层，其上部为M8煤层，下部为M14煤层，M8煤层与M14煤层的平均间距为96m。

矿井采用走向长壁后退式采煤法，全部冒落法管理顶板，采用炮采工艺，采面采用DW18－30/100型单体液压支柱（额定承载力300kN，支柱高度1.08～1.8m）和HDJA—1000型金属铰接顶梁支护，支柱排距为1.0m，柱距为0.8m，“三五”排控顶，最大控顶距5.2m，最小控顶距3.2m。

放顶步距1.0m，工作面为8118采煤工作面，已形成。

位于北翼M8煤层，煤层倾角平均5°，煤层厚度平均2m，采高2m，采面倾斜长度80m，走向长度440m，现主要针对8118采煤工作面进行消突评价。

根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室编制的“安顺市西秀区杨柳田煤矿M8煤层煤与瓦斯突出危险性”鉴定报告，M8煤层在鉴定范围2AB（标高+1286以上的M8煤层）内没有突出危险。

但该矿的M14煤层未作煤与瓦斯突出危险性鉴定，依据黔安监办字〔2007〕345号文－《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》，杨柳田煤矿属煤与瓦斯突出矿区，

第一章矿井概况

第一节矿井地质构造及煤层特征

一、地质构造及特征

1、地层

区内出露地层有第四系（Q）、二叠系上统龙潭组（P3l）、二叠系上统长兴大隆组（P3c+d），其岩性由老至新分述如下：

1）、二叠系上统龙潭组（P3l）：

为本区含煤地层，以深灰色燧石灰岩、细砂岩、粉砂岩、粘土岩及煤层交替旋回式沉积为主，厚335米。

龙潭组一段（P3l1）：

灰、深灰色燧石灰岩夹黄灰色细砂岩、粉砂岩，底部紫黑化凝灰质泥岩，含M15、M16、M18三层煤，煤层厚0—0.50米，为不可采煤层。

全段厚77—85米。

龙潭组第二段：

灰色细砂岩夹薄层灰岩，含M11、M12、M13、M14四层煤,其中M14煤为可采煤，且部份较稳定，M13为局部可采煤层，M11、M12煤层厚0—0.47米，为不可采煤。

全段厚77—85米。

龙潭组第三段：

为该区主要可采煤段，由灰、深灰色细砂岩、粉砂岩夹黑色泥岩，粉土岩、灰岩及煤层组成，含M6、M7、M8、M9、M10五个煤层，其中M9为稳定煤层，M8为较稳定煤层，M7、M10为局部或可采煤层。

其它煤层厚0—0.45米，为不可采煤层。

全段厚63—68米。

龙潭组第四段：

深灰色粉砂岩夹灰岩，底部为燧石灰岩，含M5、M6二个煤层厚0—0.1为不可采煤层，全段厚45—53米。

龙潭组第五段：

灰色燧石灰岩、灰岩、黄褐色砂岩互层，含M0、M1、M2、M3四个煤层，其中M0为可采煤层，但不稳定，其它煤层厚0—0.35米，为不可采煤层。

全段厚度32—79.50米。

2）、二叠系上统长兴大隆组（P3c+d）：

主要分布于矿区南部，其岩性为灰色、深灰色厚层块状燧石灰岩、薄层硅质岩。

厚度36.84—48.4米,平均40米。

3）、第四系（Q）：

黄褐色砂质粘土及亚粘土夹岩石碎块，沿缓坡沟谷分布，厚0—10米。

（二）、地质构造

矿区所在区域构造属新华夏系第三隆起褶皱带北部和黔西弧形褶皱带之南的交叉复合部位；大地构造位置位于扬子准地台、黔北台隆、遵义断拱、贵阳复杂构造变形区之西侧。

1、褶皱：

矿区处于山岔河背斜南东翼，背斜轴向北东—南西向，两翼地层产状均较平缓，地层走向与背斜轴向基本一致，地层倾向140°，倾角4—7°煤层在矿区西北部出露。

2、构造：

矿区内未见断层通过。

在矿区西北部边界外有F1断层通过对煤层基本无影响，地层、煤层均较稳定。

综上所述，区内褶皱、断层均不发育，根据《矿井地质规程》规定，构造复杂程度为简单类型。

（三）、煤层与煤质

1、含煤地层

龙潭组（P3l）为区内唯一的含煤地层，属滨海至浅海型海陆交互相沉积。

龙潭组厚335m，含煤9～18层总厚8.25m，含煤系数2.46%。

其中可采煤层有M8，M14。

M9、M11、M13为不可采煤层。

2、煤层

各主要煤层的物理性质、厚度、结构、稳定性，顶底板岩性等摘要叙述如下：

①M8煤层:

位于龙潭组（P3l）中部，稳定，厚度1.8～2.2m，平均厚2.0m，矿区内全部可采，有1～3层夹矸，夹矸厚度0.05～0.4m结构较简单。

顶板：

伪顶黑色炭质页岩，强度低；直接顶板为砂岩、泥质砂岩，不易风化崩解，遇水不膨胀、软化，为稳定顶板。

②M14煤层：

位于龙潭组中下部，距M8煤层96m，厚度0.5～1.4m平均厚0.8m，为局部可采，无夹矸，结构简单。

在开采M8煤层时，打一暗斜井直接探采M14煤层。

煤层厚度0.85m。

从底板等高线1050m以下为可采煤层。

顶板：

伪顶黑色炭质页岩，强度低；直接老顶板为粉砂岩、泥质粉砂岩，不易风化崩解，软化，较稳定顶板。

底板：

直接底板为、泥质砂岩、砂岩，不易风化崩解，遇水不膨胀、软化，为稳定底板。

综上所述M8、M14煤层结构简单，M8煤层稳定M14煤层为不稳定型煤层。

而各煤层的顶、底板均较稳定岩层，采煤时应注意支护。

可采煤层特征见下表。

可采煤层特征表

煤层

编号

煤层厚度（m）

煤层间距（m）

煤层结构

煤层稳定性

煤层顶板岩性

煤层底板岩性

最小—最大平均

1.8—2.2

2.0

93—96

含夹矸

1—2层

稳定

粉砂岩

泥质粉砂岩

M14

0.5—1.10

0.8

较简单

不稳定

粉砂岩泥质粉砂岩

页岩、泥质粉砂岩

煤层顶、底板情况

1）M8煤层：

顶板：

伪顶黑色炭质页岩，强度低；直接顶板为砂岩、泥质砂岩，不易风化崩解，遇水不膨胀、软化，为稳定顶板。

底板为泥质粉砂岩。

2）M14煤层：

顶板：

伪顶黑色炭质页岩，强度低；直接老顶板为粉砂岩、泥质粉砂岩，不易风化崩解，软化，较稳定顶板。

底板：

直接底板为、泥质砂岩、砂岩，不易风化崩解，遇水不膨胀、软化，为稳定底板。

煤质、煤的类型及品级

根据煤炭分类国家标准（GB5751—86），确定矿区内可采煤层均为无烟煤（WY），根据国家标准GB/T15224.1-2004，M8煤层属低灰、中硫、特高热值无烟煤；M14煤层属低灰、中高硫、特高热值无烟煤。

煤的化学性质、工艺性能具体见下表。

可采煤层煤质特征表

煤层

编号

水份（Mad）

（%）

灰份（Ad）

（%）

挥发份（Vd）

（%）

硫分（S）

（%）

发热量（MJ/kg）

0.7-3.61

2.16

15.02-15.94

15.48

5.58-7.076.33

0.38-2.52

1.45

33.50-33.16

32.33

M14

1.62-1.7

1.66

7.80-12.5

10.15

5.08-6.27

5.67

1.75-2.38

2.07

29.25-34.55

31.9

二、冲击地压危险性

地质资料中未提供冲击地压的相关资料，该矿井及周围矿井尚未发生过冲击地压。

三、地温情况

该矿生产过程中无异常地温现象，属正常地温矿井。

第二节矿井开拓、开采

矿井采用斜井开拓方式。

划分为二个水平四个采区开采，一水平标高为+1280m，二水平标高为+1190m，一、三采区布置上山开采，二采区布置水平大巷开采，四采区布置下山开采。

采用分层布置。

具体开拓系统如下：

主斜井布置在M8煤层底板，在+1279.7m水平落平，然后施工主斜井井底平巷70m，再沿M8煤层底板，以12°坡度施工一采区运输上山。

副斜井布置在M8煤层底板，在+1285.2m水平落平，落平后布置副井底车场114m，再沿M8煤层底板，以16°坡度施工一采区轨道上山。

回风斜井布置在M8煤层顶板，在+1271.4m水平落底，落平后布置一采区回风斜巷，再沿M8煤层底板，以12°坡度施工一采区回风上山。

三条上山掘进施工过程中受F断层影响，揭露M8煤层，三条上山再沿煤层布置至+1353m标高，然后施工一采区上山联络巷连通三条上山形成采区通风系统。

在副斜井井底施工水泵房、水仓及管子道。

第三节矿井通风、瓦斯及其它安全条件

一、矿井通风

1、通风方式及通风方法

矿井通风方式为中央并列式通风，通风方法为机械抽出式。

布置有3个井筒，其中主井和副井为进风井，其标高为＋1340m，风井回风，其标高为＋1353m，通风系统较简单，设施齐全。

2、进、回风井筒数量及风量

矿井布置有2个进风井筒，即主井和副井。

矿井总进风量为55m3/s。

矿井布置有1个回风斜井矿井总回风量为58m3/s。

3、主通风设备及运行参数，风量、风压

杨柳田煤矿轴流式主要通风机安装共二台，一台运转，一台备用。

主扇风机为对旋式防爆轴流通风机型号FBCDZ-6-№18A，风量26～86m3/s,风压172-2403Pa，风机转数740r/min，电机功率为2×90kW。

掘进工作面选用FBD№6.0/2×15型对旋式局部通风机压入式供风，功率为2×15Kw，风量为300～446m3/min,风压770-4600Pa，风机转数2940r/min。

采煤工作面采用全负压通风，掘进工作面局部通风机采用压入式通风。

二、瓦斯

根据贵州省能源局文件“关于对安顺市煤矿安全生产管理局《安顺市煤矿2011年度瓦斯等级鉴定结果的请示》的批复”（黔能源发[2012]4号），矿井瓦斯绝对涌出量为0.22m3/min，属低瓦斯矿井。

矿井M8煤层瓦斯基本突出参数测定详见下表。

突出参数测定结果表

煤层

编号

测定标高（m）

埋深（m）

煤层破坏类型

煤层瓦斯压力

P（MPa）

瓦斯放散初速度

（ΔP）

坚固性系数

（f）

＋1286

196

Ⅲ

0.20

39.5

0.51

三、煤尘爆炸性

根据贵州省煤田地质局实验室2005年提交的《安顺市西秀区杨柳田煤矿煤尘爆炸性鉴定报告》结论：

本矿的M8和M14煤层煤尘无爆炸危险性。

该矿按无煤尘爆炸性进行管理。

四、煤层自燃倾向性

根据贵州省煤田地质局实验室2005年提交的《安顺市西秀区杨柳田煤矿煤炭自燃倾向等级鉴定报告》结论：

本矿的M8和M14煤层自燃倾向性为Ⅲ级，即为不易自燃煤层。

资料来源可靠，该按三类煤层自燃倾向性（不易自燃煤层）进行管理。

第四节矿井开拓、开采及辅助系统合理论证及调整

一、开拓开采系统

矿井采用斜井开拓方式。

划分为二个水平四个采区开采，一水平标高为+1280m，二水平标高为+1190m，一、三采区布置上山开采，二采区布置水平大巷开采，四采区布置下山开采。

采用分层布置。

矿井有两个安全出口，有一个专用回风斜井，符合矿井防突的要求。

二、煤层开采顺序

矿井可采煤层为M8、M14煤层，其上部为M8煤层，下部为M9煤层，层间距为96m。

先开采M8煤层，符合规定。

三、采煤方法

矿井采用走向长壁后退式采煤方法作业。

采用炮采工艺，全部垮落法管理顶板，符合规定。

四、通风方式

矿井采用中央并列式通风方式、机械抽出式通风方法。

8118采面采用U型全负压通风，独立回风系统，完全满足通风系统对防突要求。

五、采掘工作面压风自救系统

矿井在工业广场装有二台LG20型固定式空压机，一台运转，一台备用，每台排气量12m3/min，主管选择内径为Φ73×3.5的钢管，支管选择内径为Φ68×3.5的钢管。

在8118运输巷、8118回风巷均设有压风自救装置，每组压风自系统供5～8个人用，压缩空气供给量，每人不少于0.3m3/min，满足压风自救系统需要。

六、抽放系统

我矿地面建立了地面永久性瓦斯抽采系统，高负压选用2BEC-420型水环式真空泵二台，其中一台工作，一台备用。

额定流量为110m3/min，极限真空绝压36hPa，配用电机132KW。

低负压选用2BEC-420型水环式真空泵二台，其中一台工作，一台备用。

额定流量为110m3/min，极限真空绝压36hPa，配用电机132KW。

高负压抽放主管为Φ315×5mm的矿用PE管，支管为Φ200×5mm的矿用PE管；低负压主管为Φ315×5mm的矿用PE管，支管为Φ200×5mm的矿用PE管，

现对本煤层8118采面下巷进行顺层预抽，可以满足对防突的要求。

七、作业规程

8118采煤工作面有回采作业规程，并且编制了防突措施，

八、管理系统

杨柳田煤矿建立有专门的防治煤与瓦斯突出机构，负责全面的防突管理工作，防突机构主要组成部分为：

矿长、总工程师、分管安全生产副矿长、防突队（班）及相关生产技术、通风安全等人员。

矿井防治煤与瓦斯突出管理机构及人员配置为：

1、矿井防治煤与瓦斯突出领导小组：

组长：

矿长

副组长：

矿总工程师、安全矿长

成员：

生产矿长、机电矿长、调度主任、安检科长、通风队长、机运队长、采掘队长、供应科长

2、防治突出预测、检验组：

6人

3、防治突出施工队：

12人

第五节防突系统

依据黔安监办字〔2007〕345号文－《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》，杨柳田煤矿属煤与瓦斯突出矿区，故矿井按煤与瓦斯突出矿井进行管理，该矿现准备8118采煤工作面的回采作业。

8118采煤工作面位北翼M8煤层，8118采面现已形成，因此采用顺层钻孔预抽煤层瓦斯作为区域防突措施。

沿8118运输巷内布置了平行于工作面切眼的钻孔，实施采煤工作面瓦斯预抽。

钻孔间距为5m。

第二章8118采煤工作面防突措施实施情况

一、8118采面情况

8118采煤工作面位于北翼，在2012年1月8118采煤工作面已正式形成，采用走向长壁后退式采煤方法作业。

8118采煤工作面开采煤层为M8煤层，采高2m，倾角5°，工作面平均斜长80m，走向长440m，采用炮采工艺，采面采用DW18－30/100型单体液压支柱（额定承载力300kN，支柱高度1.08～1.8m）和HDJA—1000型金属铰接顶梁支护，支柱排距为1.0m，柱距为0.8m，“三五”排控顶，最大控顶距5.2m，最小控顶距3.2m。

放顶步距1.0m。

全部垮落法管理顶板，采煤工作面采用刮板运输机运煤，运输巷采用刮板转载机和皮带运输机运输。

8118采煤工作面通风线路为：

主井，付井→北翼大巷→M8进风大巷→8118运输巷→8118采煤工作面→8118风巷→采区回风巷→总回巷→地面。

二、预抽煤层瓦斯

矿井按突出矿井进行设计和管理。

根据贵州省安全生产监督管理局和贵州煤矿安全监察局2008年4月颁发的《关于对2008年安全生产工作要点分解督查的通知》（黔安监管办字〔2008〕86号文第33条：

“所有煤与瓦斯突出矿井必须采取开采保护层或顶、底板专用瓦斯抽采巷道区域预抽煤层瓦斯，达到《煤矿瓦斯抽采基本指标》要求，才能进行采掘作业”的要求。

杨柳田煤矿按突出矿井设计和管理，已建立了地面永久瓦斯抽放系统，具备在采掘工作面采用大面积预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施的条件。

在区域预测为有危险的回采工作面回采前，布置抽放钻孔进行大面积预抽，从而消除或降低突出危险性，

杨柳田煤矿已采用顺层钻孔预抽采面煤层条带瓦斯作为区域防突措施，以达到消突的目的。

在下顺槽平行工作面同时布孔（顺煤层），钻孔间距为5m，以顺煤层方向上打钻孔，其施工长度均为60m。

顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯，区域防突措施的钻孔已控制整个开采块段的煤层。

经抽放并经效果检验无煤与瓦斯突出危险后，进行采煤工作面的回采作业，见下图。

本煤层顺层钻孔预抽开采煤层预抽回采区域瓦斯图

第三章8118采煤工作面瓦斯参数实测情况

第一节预抽煤层瓦斯参数实测情况

一、区域措施效果检验

8118采煤工作面开采M8煤层，对M8煤层采取预抽煤层瓦斯的区域综合防突措施，以达到消突的目的，现采用本煤层顺层钻孔预抽开采煤层回采区域瓦斯的区域防突措施。

经过一段时间抽放后，是否达到消除突出危险的目的，需要对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行效果检验。

采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标进行措施效果检验。

在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，必须依据实际的直接测定值，其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值。

二、瓦斯含量

根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室分别提交的《安顺市西秀区杨柳田煤矿煤矿M8、M9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》M8煤层在标高+1286m的压力值为0.20Mpa。

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。

在天然条件下，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，瓦斯绝大部份是以吸附状态存在的。

由于该矿井勘探程度较低，地质报告未提供瓦斯赋存相关资料。

建议矿井计算测定瓦斯赋存情况，为矿井安全生产提供依据。

矿区可采煤层特征见下表，

可采煤层特征表

煤层

编号

煤层厚度（m）

煤层间距（m）

煤层结构

煤层稳定性

煤层顶板岩性

煤层底板岩性

最小—最大平均

1.8—2.2

2.0

93—96

含夹矸

1—2层

稳定

粉砂岩

泥质粉砂岩

M14

0.50—1.10

0.8

较简单

不稳定

粉砂岩泥质粉砂岩

页岩、泥质粉砂岩

可采煤层煤质特征见下表。

可采煤层煤质特征表

煤层

编号

水份（Mad）

（%）

灰份（Ad）

（%）

挥发份（Vd）

（%）

硫分（S）

（%）

发热量（MJ/kg）

0.7-3.61

2.16

15.02-15.94

15.48

5.58-7.07

6.33

0.38-2.52

1.45

33.50-33.16

32.33

M14

1.62-1.7

1.66

7.80-12.5

10.15

5.08-6.27

5.67

1.75-2.38

2.07

29.25-34.55

31.9

根据《采矿工程设计手册》煤层瓦斯含量经验公式：

式中：

Wx——在P、t条件下的吸附瓦斯含量，m3/t；

WY——在P、t条件下的游离瓦斯含量，m3/t；

Wf、Af、Vr——煤中水分、灰分、挥发分，%，见表3-1-2；

γ——煤的容重，1.5t/m3；

en——温度系数，

；

fn——煤的孔隙率，%，查《采矿工程设计手册》表8-7-10取fn=10；

a=2.4+0.21Vf或查《采矿工程设计手册》下册表8-7-13；

b=1-0.004Vf或查《采矿工程设计手册》下册表8-7-13；

P—煤层瓦斯压力，根据《安顺市西秀区杨柳田煤矿煤矿M8、M9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》瓦斯压力测定结果，计算瓦斯梯度，M8煤层在埋深65m处瓦斯压力为0.2MPa。

考虑测压孔漏气等因数，计算取M8煤层瓦斯梯度为0.003MPa/m，M14煤层瓦斯梯度为0.003MPa/m；

KY——相当于煤层瓦斯压力下的瓦斯压缩系数，t（°C）；查手册表8-7-14；

T——温度，取t=20℃；

本设计未分水平预测煤层瓦斯，均计算各煤层最低开采标高时煤层瓦斯含量，计算结果见下表。

各煤层瓦斯含量

煤

层

（％）

（m）

（C°）

（t/m3）

（MPa）

瓦斯

含量

（m3/t）

15.48

2.16

6.33

185

1.06

1.5

3.73

0.97

0.56

1.49

10.47

M14

10.15

1.66

5.67

271

1.06

1.5

3.59

0.98

0.81

1.69

12.93

三、8118工作面的瓦斯残存量

1、煤层储量：

　　煤层储量按

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