瓦斯防治设计实施方案.docx
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瓦斯防治设计实施方案
第一部分概况
第一节矿井概况
一、位置与交通
位于村委会；地理坐标：
东经104º34´06”—104°34´47”；北纬25°35´09”—23°36´10”，行政区隶属大河镇管辖。
矿山有柏油公路5公里与富源至罗平柏油公路相连接，距富源县城19公里，交通方便。
二、井田范围
矿区共有7个拐点坐标，面积为0.9113平方公里，开采深度1850—1600米；
三、矿井储量
矿井工业储量604万吨，可采储量565万吨。
四、地形地貌
矿区属构造剥蚀中低山区，地势北高南低，区内由于北北东向构造河流切割，形成一近南北向沟谷。
海拔标高最高为小扎营山山顶2286m，最低标高为煤矿冲沟1801m，相对高差485m。
五、气象
矿区属亚热带气候：
年降雨量为1093.7毫米，雨季多集中在5—10月份，月最高降雨量为4200毫米，最小降雨50毫米，气温－6℃－34℃；区内泉点较小，仅在滴水南侧，黑路山煤矿沟谷南边和小河边附近等处有下降泉水点出露，一般流量不大，地形为西高东低，地面降水形成冲沟汇入沟谷中，对矿井开采影响不大。
区内地表水体为降雨补给，但矿区内年降雨量不大，主要集中在5－10月，故不致对矿井开采造成影响。
。
第二节煤层赋存情况
一、地层
矿区内地层自下而上为：
上二叠统峨嵋山玄武岩组（P2β），龙潭组（P21）、长兴组（P2c）、下三叠统卡以头组（T1K），飞仙关组第一段（T1f1）、第二段（T1f2）及第四系（Q）组成。
其特征分述如下：
（一）、上二叠统峨嵋山玄武岩组（P2β）
为灰绿色致密块状玄武岩，具气孔状杏仁状构造，出露于矿区南西角沟谷中，厚度＞50米。
（二）、上二叠统龙潭组（P21）与长兴组（P2c）
为含煤地层，呈假整合于玄武岩之上，整合于卡以头组地层之下，为一系列由粉砂岩、泥岩，细砂岩、薄层菱铁岩及煤层组成，地层总厚度295.94～320.38米，平均厚度288.30米，含煤50～55层，煤层累计平均厚度34.53米，平均含煤系数为11.98%。
可采煤层14层，可采煤层平均厚度18.84米，可采含煤系数6.5%。
根据岩性组合及化石特征，将龙潭组由下而上分为二段：
1）、龙潭组第一段（P211）；
上至M16煤层顶板，下至煤系地层底界，地层平均厚度93.18米，平均含煤厚7.33米，平均含煤系数7.86%、岩性主要为灰色、深灰色、灰绿色薄至中厚层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩，细砂岩夹薄层状菱铁岩和煤层，中下部常含结核状黄铁矿。
底部一般岩性较细，为泥岩或粉砂质泥岩，铝土质含量高。
2）、龙潭组第二段（P212）：
上至M7煤层顶板，下至M16煤层顶板，地屋平均厚度87.78米，平均煤层总厚度16.75米，平均含煤系数19.08%为矿区的主要含煤段，岩性为灰色、灰绿色，灰褐色薄至中厚层状粉砂岩，细砂岩和互层状泥质粉砂岩、菱铁岩夹泥岩，该段底部常为20～30米的灰色、灰褐色中厚至厚层状细砂岩、粉砂岩夹泥质粉砂岩。
3）、上二叠长兴组（P2c）：
上至煤系地层顶界，下层M7煤层顶板，地层平均厚度107.34米，煤层平均厚度10.45米，平均含煤系数9.73%，岩性主要为灰绿色、灰色、深灰色薄至中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹细砂岩、泥岩和薄层状菱铁质粉砂岩、菱铁质泥岩、煤层等，与下伏地层呈整合接触。
（三）、下三叠统卡以头组（T1K）
岩性为灰绿色、黄灰色薄层状粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩夹粉砂泥岩等。
地层平均厚度132.55米,与下伏地层呈整合接触。
（四）、下三叠统飞仙关组（T1f）
1、飞仙关组第一段（T1f1）：
厚度99.58米，岩性为暗紫色、紫灰色中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、泥岩夹岩屑细砂岩，常见蠕虫状构造，顶部8～10米为暗紫色中厚层状粉砂岩夹粉砂质泥岩，全区稳定，为具有蠕虫状构造特征岩性的最高层位，定为B9标志层与下伏地层呈整合接触。
2、飞仙关组第二段（T1f2）：
平均厚度129.01m，岩性为灰紫色中厚层状岩屑细砂岩、粉砂岩夹泥质粉砂岩薄层，总体岩性粒度较粗，常形成相对较陡的地形。
与下伏地层呈整合接触关系。
3、飞仙关组第三组（T1f3），厚度145.38米左右，岩性主要为灰紫色、紫红色中厚层状泥质粉沙岩、泥岩夹粉砂岩、钙质长石细砂岩等。
底部夹6层左右厚0.10～0.75米的紫灰色，风化后呈灰褐色，铁锈色的钙质粉砂岩或含砂质生物碎屑灰岩等，含大量瓣鳃类，腕足类化石，全区稳定，为标志层，其最低石层底界为下伏本组第二段的分界，顶部夹数层灰绿色、灰色薄层状钙质泥岩，泥灰岩等。
（五）、第四系（Q）
主要分部于低洼、沟谷、山坡等处，厚约0~20米的黄褐色、紫灰色松散亚粘土、砂、砾等残坡积物为主，次为洪冲积和人工堆积等，覆盖在各种基石之上。
二、煤层
黑路山煤矿煤层较稳定，在段层附近15米范围内有较大变化。
煤层特征
本矿区共有14个可采煤层（M2、M2+1、M3、M4+1、M5、M7、M9、M10、M11、M12、M13、M15、M16、M19）,各煤层特征分述如下：
M2+1煤层：
上距M2煤层3.48m，煤厚0.33～0.87m，平均煤厚0.75m。
为粉状半亮型煤，结构单一。
属局部可采较稳定煤层。
M3煤层：
上距M2+1煤层10.54m，煤厚0.84～1.82m，平均煤厚1.21m，结构简单，一般夹矸1层，结构为：
0.38（0.04）0.78，夹矸为灰色泥岩。
属全区可采的稳定煤层。
M4+1煤层：
上距M3煤层14.02m，煤厚1.10～1.41m，平均煤厚1.26m，为半亮型粉煤，结构单一。
属全区可采的稳定煤层。
M5煤层：
上距M4+1煤层8.55m，煤厚0.20～1.09m，平均煤厚0.91m。
为粉状半亮煤。
结构单一。
属大部可采的较稳定煤层。
M7煤层：
上距M5煤层45.91m，煤厚1.60～3.09m，平均煤厚2.32m，结构简单，常有夹矸1层，结构为：
2.00（0.05）0.57m，夹矸为棕灰色细晶高岭石泥岩。
为粉状半亮型煤。
属全区可采的稳定煤层。
M9煤层：
上距M7煤层20.90m，煤厚1.18～1.80m，平均煤厚1.50m，结构简单，常有夹矸1层，结构为0.94（0.02）0.42m，夹矸为棕为色细晶高岭石泥岩。
为粉状半亮型煤。
属全区可采的稳定煤层。
M10煤层：
上距M9煤层1.83m，煤厚0.21～1.65m，平均煤层厚度1.05m，结构简单，常有夹矸1层，结构为：
0.35（0.05）0.59m，夹矸为炭质泥岩或泥岩。
为粉状半亮煤。
属局部可采的较稳定煤层。
M11煤层：
上距M10煤层9.70m，煤厚0.81～2.34m，平均煤厚1.24m，结构简单，常有夹矸1-2层，结构为：
0.50（0.01）0.74（0.01）0.06m，夹矸为灰色泥岩。
为粉状半亮煤。
属全区可采的较稳定煤层。
M12煤层：
上距M11煤层2.53m，煤厚0.54～1.45m，平均煤厚0.94m，结构简单，常有夹矸1层，结构为：
0.17（0.01）0.76m，夹矸为灰色泥岩。
为粉状半亮煤。
属局部可采的较稳定煤层。
M13煤层：
上距M12煤层5.18米，煤厚0.92～2.14m，平均煤厚1.70m，结构较复杂，常有夹矸2-5层，结构为：
1.50（0.20）0.32（0.10）0.37m，夹矸均为泥岩，为粉状半亮型煤。
属全区可采具复杂结构的稳定煤层。
M15煤层；上距M13煤层10.45m，煤厚0.93～2.03m，平均煤厚1.25m，结构简单，为粉状半亮型煤。
属大部可采的较稳定煤层。
M16煤层：
上距M15煤层26.50m，煤厚1.00～2.15m，平均煤厚1.61m，结构简单，常有夹矸1层，结构：
1.23（0.08）0.46m，夹矸为棕色泥岩。
为粉状、粒状半暗至半亮煤为主的亮煤。
属全区可采的稳定煤层。
M19煤层：
上距M16煤层22.68，煤厚0.80～1.15m，平均煤厚1.09m，煤层结构简单，常有夹矸1-2层，结构：
0.38（0.03）0.06（0.01）0.61m，夹矸为灰色泥岩。
属全区可采的稳定煤层。
第三节地质构造
黑路山煤矿矿区地处北北东向新华夏构造带中部，主体构造线由大水沟~营上断裂（F16），龙潭头~新街断裂（F18），跑马梁子背斜（B1）鹦哥咀向斜（S1）组成，均呈近南北向展布，其它几条断裂散落其中组成构造骨架。
地层走向大致与主体构造平行展布，地层倾角一般20°~30°，层缓倾斜煤层，含煤地层沿走向、倾向的产状有一定的变化，区内构造类型属中等类型（即第二类）。
黑路山矿区内设及缘断裂构造发育，共发现大小断层7条，其中正断层4条，即F16、F52、F53、F55逆断层三条即F17、F18、f12-1，各断层特征分述如下：
F16正断层：
位于矿区西边，断层走向南北，区内走向长度＞1000米，倾向西，倾角58-80°，断层落差140-180米，影响深度T1K-M19煤层，破碎带宽度1-5米。
F17逆断层：
位于矿区南西角，断层走向北东转北北东，倾向南东转南东东，倾角近于直立80°，断层落差小于或等于20米，断层影响深度M13-M19，破碎带宽度0.50-2.00米。
区内走向长＞450米。
F18逆断层：
位于矿区东边，断层走向近南北，倾向东，倾角54°-75°落差160-240米，区内走向长度＞1000米，影响深度T1f2-M19煤层，破碎带宽度10-50米。
F52正断层：
位于矿区中部，断层走向东西，倾向南北，倾角78°，断层落差20-30米，破碎带不明显，区内走向长度540米，断层影响深度T1f2~M2+1煤层尖灭。
F53正断层：
位于矿区东边，断层走向北东，倾向北西，倾角50-53度，断层落差20-30米，破碎带宽0.50-10.00米，区内走向长度＞280米，断层影响深度T1f1至T1k地层尖灭。
F55正断层：
位于矿区中西部，断层走向北东，倾向南东，倾角54°，断层落差约10-15米，破碎带不明显，区内走向长度360米，断层影响深度T1k至M2+1煤层尖灭。
f12-1逆断层：
为一隐伏断层，断层走向北北西，倾向北东东，倾角不明，断距小于10米，为ZK1202孔所见。
第四节矿井开拓与开采
一、开拓方式
我矿采用斜井开拓，主斜井标高+1832m、副斜井标高+1832m、风井标高+1835m，矿井目前开采标高为+1675水平，开采+1675m-+1800之间的煤层，运输石门布置在+1675水平。
二、采区布置
本矿井下现状分成了1个采区2个水平,1750水平和1800水平之间为一水平,1675水平和1750水平为二水平.
三、采煤方法与顶板管理
我矿设计采用壁式采煤方法，按走向短壁式采煤法布置，采煤工艺为炮采，顶板管理采用全部跨落法。
第五节矿井通风与瓦斯
一、通风方式及供风量
矿井采用中央并列式通风方式，主、副斜井进风，一号风井回风。
矿井通风方式为抽出式，掘进工作面采用局部扇风机压入式送风。
总进风量2500m3/min。
二、煤层瓦斯参数
2011年10月委托了中国矿大对M4+1、M5、M7、M15、M16煤层进行了瓦斯参数测定，测定结果见下表：
序号
名称
M4+1
M5
M7
M15
M16
1
瓦斯压力（Mpa）
0.65
0.65
0.67
0.69
0.69
2
煤体坚固性系数f
0.61
0.54
0.51
3
瓦斯放散初速度⊿p
8.5
9.1
9.6
4
煤的破坏类型
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
5
吸附常数a（m3/t）
14.14
24.04
25.97
28.09
15.04
6
吸附常数b（Mpa-1）
1.04
1.28
1.22
0.95
1.00
7
孔隙率（%）
3.46957
2.26
3.24
2.66
2.70595
8
真密度（T/m3）
1.2307
1.3092
1.2518
1.2084
1.2491
M3、M4+1、M7、M15、M16煤层煤尘具有爆炸性，自燃倾向等级为Ⅱ类。
三、矿井瓦斯等级鉴定情况
我矿2011年瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量26.08m3/min，相对瓦斯涌出量6.77m3/t，二氧化碳绝对涌出量为7.43m3/min；相对涌出量为1.93m3/t；
四、矿井目前采掘及瓦斯情况
我矿在1675水平M16煤北翼布置121601工作面，正在回采；M4+1煤北翼已回采结束，现正布置M4+1煤南翼124102机采工作面，正在掘进124102运输巷和回风巷，回风巷运输巷各计划掘进560m，运输巷现掘进300m，回风巷掘进430m；在1750水平布置M4+1煤北翼114101工作面，正在掘进114101运输巷；110502、100501工作面现正在回采。
矿井以走向短壁式布置工作面，工作面利用单体液压支柱配合铰接顶梁支护，采用炮采；掘进工作面利用工字钢或锚杆支护，采用炮掘。
第二部分瓦斯防治实施方案
第一节采煤工作面瓦斯治理方案
一、加强风门、密闭管理，杜绝漏风，保证有效风量进入工作面。
二、加强瓦斯检查工作，瓦检员必须按以下要求进行瓦斯检查：
1、瓦斯检查地点：
工作面进风巷、回风巷、工作面的风流中，工作面上隅角、顶板冒落空洞，电动机附近等固定点，每班检查次数不少于三次，并向调度室汇报，放炮员躲避地点，放炮地点附近20m风流中、回柱放顶处要加强瓦斯检查。
2、瓦斯检查班报表必须有上班、本班、下班瓦斯检查员签字，检查地点的瓦斯记录。
做到班报、牌报、日报三对口，不得空班、漏检、假检。
3、当工作面风流中瓦斯达到1％时，停止作业，由安全员和瓦检员查明原因进行处理，并及时报煤矿调度室。
工作面及其进、回风巷道内，体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2%时，附近20m内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。
4、工作面风流中，电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯达到1.5%时，必须停止工作，切断电源，撤出人员进行处理。
工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1％（或二氧化碳浓度超过1.5%）必须停止工作，撤出人员，采取措施进行处理。
因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备，必须在瓦斯浓度降到1%以下时，方可通电启动。
三、加强监测监控：
1、工作面和回风巷安设甲烷自动报警断电仪装置，工作面风流中瓦斯浓度达到1%时,甲烷自动报警仪发出报警信号，停止工作面的打眼放炮。
当工作面瓦斯浓度达到1.5%或回风巷瓦斯浓度达到1%时。
报警断电装置能自动切断工作面和回风巷所有非本质安全型电气设备电源，并撤离人员，采取措施进行处理。
只有瓦斯降到1％以下时，才准人工复电，恢复工作。
2、工作面甲烷传感器设置在回风巷距工作面不大于10m范围内，回风巷甲烷传感器设置在回风巷距离混合风流10-15m处。
传感器垂直悬挂，距巷道两帮不得小于0.3m,距顶板不得大于0．2m。
3、工作面安装瓦斯断电仪，并且与矿井安全监测系统连网在一起，工作面风流中，工作面回风巷风流中各安装一个甲烷传感器，前者安装具体位置在回风巷距离工作面小于10m的风流中，后者安装在回风巷距离混和风流10-15m处的风流中。
它们的报警浓度不大于1％（CH4）工作面风流中传感器断电浓度不小于1.5%（CH4）断电范围为工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备，回风巷风流中传感器断电浓度不大于1％（CH4），断电范围是工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备，它们的复电浓度都是大于1%（CH4）。
四、工作面上隅角瓦斯处理措施：
1、清理、挖除上出口20米范围内的浮煤（矸）及杂物，确保上出口20米范围内畅通、巷道高度不少于1.6米。
2、在进行超前支护时，必须用锯末袋将上出口处的空顶充填接实，防止出现空顶瓦斯积聚超限。
3、在整个上出口段、包括回风巷超前支护段，改用木梁进行托顶，禁止使用金属梁头进行托顶。
4、工作面上下出口必须超前一排，其超前一排的倾斜长度不小于5米。
5、在超前一排至上隅角的密柱排后，当放顶未充填满时，必须用锯末袋将其充填密实，减少采空区瓦斯从上隅角涌出。
6、在超前一排段进行落煤作业时，禁止使用打眼放炮方式，只能用风镐和镐刨落煤。
7、瓦检员除检查好工作面和回风巷瓦斯外，必须坚守上隅角进行重点监测，一旦发现瓦斯超限，应立即通知停止作业，并向矿值班和带班领导汇报，以便采取措施进行处理。
8、瓦斯抽放管路必须按要求铺设到位，若采取上述措施仍不能达到治理目的，应采取埋管抽放上隅角及采空区瓦斯。
五、在采取以上方案不能处理瓦斯的的情况下，在工作面回风巷上部补掘一条专用排瓦斯巷排放瓦斯。
第二节加强采掘管理工作
一、加强掘进巷道支护，防止空帮空顶作业。
严防因巷道垮落冒顶导致瓦斯积聚。
二、采煤工作面要采用支撑力强的支护方式，控顶面积不能过大，否则，容易造成工作面应力集中；
第三节加强机电设备管理工作
1、井下所有电气设备必须有专人负责检查、维护、检修和调校，并有记录可查。
2、每周应对使用中的防爆电气设备的防爆性能检查不小于2次，杜绝电气失爆。
3、电气设备下井之前，必须进行防爆检查。
第四节加强通风管理工作
1、加强矿井通风瓦斯管理，防止瓦斯超限作业和局部瓦斯积聚。
2、采、掘工作面应保持独立的回风系统，采、掘工作面的回风风流必须直接引入采区总回风巷，并尽可能缩短合回风路线的长度。
3、与回风相连的风门、密闭、风桥、隔风墙等通风设施必须牢固可靠，进回风之间不得留有孔洞，以防突出后瓦斯涌入其它区域。
4、巷道掘时尽量不留盲巷，以免造成瓦斯积聚，留下安全隐患。
5、矿井巷道的风速和瓦斯浓度严格按2012版《煤矿安全规程》有关规定执行。
6、加强回风巷的检查与维护，发现问题及时处理。
放炮时回风系统中不得有矿车或杂物等堆积，以免阻塞通风断面。
7、局部通风机应设三专两闭锁，安设位置距任何回风口必须大于10m，且不得出现循环风；风筒连接牢固，吊挂平直，确保工作面有效风量达到作业规程设计要求。
局部通风机的使用、维护、管理应有专人负责，不得随意停开，并保持常开状态。
8、井下使用的风筒必须使用“抗静电、阻燃”风筒。
风筒出风口距迎头不得大于5m。
9、巷道贯通和排放瓦斯必须有安全技术措施。
10、井下巷道按有关规定安设足够数量的隔爆水袋，定时加水，并按质量标准化要求检查、维护。
第三部分瓦斯防治仪器、装备材料消耗估算
第一节瓦斯防治仪器、装备
根据我矿现有的装备实际情况，防治煤与瓦斯突出的仪器和装备见下表：
序号
名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
光干涉瓦检仪
GWJ-1A
台
32
2
甲烷报警器
JCB4（B）
台
58
3
瓦斯传感器
KJ101-45B
台
74
4
5
6
7
第二节材料消耗估算
一、材料消耗估算范围结果
材料消耗估算范围仅包括与瓦斯防治工作有关的设备购置费、改造施工工程费、安装工程费和其他费用。
估算结果其详细见下表
序号
施工名称
单位
数量
所需资金（元）
O1
瓦检员工资
人/年
32
39600
O2
通风设施安装、改造
年
4.5
O3
通风系统改造
年
85
第五部分其它
一、本措施若与《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯治理经验五十条》不符的，依照《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯治理经验五十条》执行。
二、本措施自批准之日起执行
煤矿
2012年2月7日
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