区域性防突治理技术方案1.docx
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区域性防突治理技术方案1
贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿
区域性防突治理技术方案
编制单位：
通防工区
编制人：
通防工区：
二○一一年十月
审批意见：
审批人员签字：
抽采工区：
年月日机电室：
年月日
技术室：
年月日地测室：
年月日
安监室：
年月日地测副总：
年月日
通防副总：
年月日总工程师：
年月日
前言……………………………………………………………………………….6
第一章矿井概况………………………………………………………….7
第一节井田概况………………………………………………………….7
第二节区域构造………………………………………………………….7
第三节地层……………………………………………………………….7
第四节煤层.................................................9
第五节煤层瓦斯含量、突出倾向、自燃倾向及爆炸危险性…………11
第六节矿井瓦斯抽放系统………………………………………………12
第七节矿井通风…………………………………………………………13
第八节“六大系统”建设情况…………………………………………13
第二章开拓开采…………………………………………………………18
第一节矿井开拓方式……………………………………………………18
第二节矿井巷道布置及支护方式………………………………………19
第三节煤层开采顺序及采掘方法………………………………………19
第三章区域综合防突措施…………………………………….……….20
第一节区域突出危险性预测……………………………………………20
第二节区域防突措施……………………………………………………21
第三节区域措施效果检验………………………………………………26
第四节区域验证…………………………………………………………32
第四章附件………………………………………………………….36
前言
2006年煤炭科学研究总院重庆分院提交了《贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿16、18煤层突出危险性鉴定报告》及《青龙煤矿17煤层突出危险性预测评价报告》，分别对青龙矿井16、17、18煤层的突出危险性鉴定结论为：
青龙煤矿18煤层为突出煤层；16煤层在目前采掘范围内不能认定为突出煤层，但随着开采范围的扩大，当瓦斯压力一旦达到或超过0.74Mpa时，16煤层即可确认为突出煤层。
青龙煤矿在生产期间，在11609外轨顺（在距11609外轨顺开口处99m位置）揭煤时测定16煤瓦斯压为0.9Mpa，因此16煤层为突出煤层。
17煤层在测压钻孔最低标高+1160m以上至F4断层，A4—A5勘探线采掘范围内尚不能认定17煤层为突出煤层，但随着开采范围的扩大，当瓦斯压力一但达到或超过0.74Mpa时，17煤层即可确认为突出煤层。
为了确保矿井采掘安全，有效防治煤与瓦斯突出事故，更好地保障公司员工人身及公司财产安全，根据我国“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针和《防治煤与瓦斯突出规定》第十四条的规定，在原《青龙煤矿防突设计》的基础上，修改编制《青龙煤矿区域性防突治理技术方案》。
《青龙煤矿区域性防突治理技术方案》编制依据及参考资料：
《贵州黔西能源开发有限公司青龙矿井初步设计安全专篇（修改）说明书》、《贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿16、18煤层突出危险性鉴定报告》、《青龙煤矿17煤层突出危险性预测评价报告》、《防治煤与瓦斯突出规定》、《青龙煤矿16煤层一采区突出危险性区域预测及划分》、《青龙煤矿矿井防突设计》、《青龙煤矿二采区防突专项设计》等相关资料。
第一章矿井概况
第一节井田概况
青龙煤矿设计生产能力120万t/a，设计服务年限为54a。
位于黔西县谷里镇，为西电东送配套矿井。
东以格老寨背斜轴为界；北东以A1勘探线平行外推1500m水平投影线为界；北西、西分别以F1和F2断层出露线的水平投影线为界；南以F3断层出露线的水平投影线为界。
东西宽约1.6～5.0km，南北长约9km，总面积约21.79km2。
斜井开拓，青龙煤矿于2003年3月开工建设，2004年12月28日首采区建成投入试生产，目前已回采完毕11602、11600、11604、11606、11609、11609W、11700、11702、11709、11704共10个综采工作面。
第二节区域构造
青龙煤矿所在区域大地构造位置处于杨子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区。
现今各构造轮廓都定型于燕山期地壳运动，构造形迹表现主要为北东走向褶皱和断裂带，并有少量近东西向及北西～南东向断裂，少量北西西和近东西走向的构造。
褶皱主要是宽阔的不对称背、向斜。
北东走向的构造为矿井一级构造（如：
F1、F2、F1支、F2支、F4等断层和格老寨背斜），其规模较大，延展长，倾角较大，正断层、逆断层均有发育。
矿井次一级断裂构造为近东西向及北西～南东向，其规模小，延伸短，以逆断层为主（如：
F3、F10、F11、F12、F13等）和大冲背斜、丁家寨向斜两个褶曲，更次一级的小断层和小褶曲非常发育，据矿井揭露资料，大部分为落差0.5～10m的断层，小褶曲地层倾角在3～90°变化。
第三节地层
区内出露的地层除井田边界格老寨背斜核部有基性喷发岩（玄武岩）外，其余均为沉积岩。
由老到新依次为：
二叠系下统茅口组（P1m）灰岩；二叠系上统峨眉山玄武岩（P1β）、龙潭组（P2l）含煤碎屑岩、长兴组（P2c）灰岩；三叠系下统夜郎组（T1y）灰岩与碎屑岩、茅草铺组（T1m）灰岩与白云岩；三叠系中统松子坎组（T2s）碎屑岩与灰岩、狮子山组（T2sh）白云岩及白云质灰岩。
含煤地层为龙潭组。
表1-1地层特征表
地层系统
地层厚度（m）
最小～最大
平均
地层岩性情况
所含
系
统（组）
段
代号
主要煤层
标志层
第四系
0～23.8
8.15
褐黄色粘土
三
叠
系
茅草铺组
T1m
>100
灰、浅灰、肉红灰色中～厚层微～细晶白云质灰岩、白云岩，夹内碎屑泥质灰岩。
出露厚度不全
夜郎组
九级滩段
T1y3
45～80
67.5
紫红、紫灰、浅黄灰色极薄～薄层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩及钙质泥岩。
中部夹浅灰色薄层状泥质灰岩。
产瓣鳃类动物化石
玉龙山段
T1y2
195～328
254.5
上部为灰、浅灰色厚层块状细晶灰岩，顶部见厚约2m含鲕粒状灰岩，溶蚀现象发育；中部以灰色中厚层状细晶灰岩及薄层状泥晶灰岩为主，缝合线构造发育；下部为浅灰～灰色薄～中厚层状泥晶～微晶灰岩及泥灰岩，见小型波纹及交错层理
沙堡湾段
T1y1
6.8～11.7
8.5
浅黄、黄褐、黄灰色泥岩、钙质泥岩及粉砂质泥岩。
局部夹薄层状泥质灰岩，底部见厚约0.20m黄绿色粘土岩。
水平层理发育。
产瓣鳃类，菊石类动物化
二
叠
系
长兴组
P2c
25～42.6
32.7
深灰色、灰色中厚～厚层状微～细晶灰岩。
断续夹燧石团块及结核，含有机质及泥质条带，产腕足类等动物化石
龙潭组
第二段
P2l2
87.44
主要含煤地层，岩性以粉砂岩、泥岩、炭质泥岩、菱铁质灰岩、粘土岩及煤层为主，含菱铁矿及菱铁矿结核，粉砂岩、泥岩中见水平层理及小型交错层理。
产大量植物化石碎片及腕足类动物化石。
含煤层5～11层，见可采煤层2～4层
16、17、18
第一段
P2l1
151.86
主要由粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粘土岩及灰岩组成，夹少量煤层及菱铁质岩。
已知含煤9层，见1～2层局部达可采厚度的煤层
峨眉山玄武岩组
P1β
50～60
55
深灰、深灰绿色玄武岩，风化后呈浅黄、黄褐色，块状构造。
出露厚度不全，分布于格老寨背核部
茅口组
P1m
不详
浅灰色灰岩，出露厚度不全，分布于格老寨背核部。
第四节煤层
含煤岩系为二叠系上统龙潭组（P3l），厚158.50～188.30m，平均172.05m。
含煤15～26层，可采煤层多分布于P3l2中下部及底部，P3l上部及下部见少量达可采厚度煤层。
整个煤系地层（P3l）中具可比性的煤层有18层，从上到下煤层编号分别为2、3、4、5、9、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、27、28、30，其中可采、局部可采煤层主要有6层（16、17、18、22、24、27煤层），16、18煤层为主要可采煤层，17、22、24、27煤层为局部可采煤层，可采煤层平均总厚9.96m，可采煤层含煤率5.8%，煤系地层中所含煤层平均厚度14.14m，含煤系数8.2%。
2、9、30等煤层厚度、层位均较稳定，仅局部达到可采厚度，其余煤层只有个别点达到可采厚度，均不可采。
1、16煤层
位于P312中下部，上距P3c底72.91m～39.20m，平均52.36m；上距L7（B2标志层）2.96m～34.10m，平均14.12m，下距18煤层顶板12.25m～40.50m，平均24.38m；为主采煤层，层位稳定，呈层状产出，厚度0.86～7.65m，平均厚度2.88m，煤层可采面积21.02km2，可采性指数0.99，变异系数29.6%（剔除构造煤影响）。
煤层结构较简单，一般含1～2层夹矸，多数夹矸厚度在0.40m以下，夹矸厚度变化规律不明显。
该煤层在井田中部和东北部有分岔现象，有时分岔为16上、16、16下三层，有时分岔为16上、16或16、16下两层，在井田的西北部和东南部主要为合并区。
由于首采区外围钻孔较少，钻孔对煤层分岔合并现象及其发育规律控制程度不够。
该煤层夹矸岩性多为（含）炭质泥岩、少量为粘土岩，且含大量植物化石碎片。
顶板岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩为主，由西向东岩性由粉砂岩、泥质粉砂岩逐渐相变为泥岩及炭质泥岩；底板以粘土岩为主，并富产植物化石。
以中厚煤层为主，局部为薄～厚煤层，该煤层属于较稳定煤层。
2、17煤层
上距16煤层5.40m～23.43m，平均11.08m，下距18煤层顶板3.00m～26.10m，平均11.84m。
层位较稳定，呈层状产出，厚度0～2.32m，平均厚度1.20m。
煤层可采面积10.36km2，可采性指数0.49，变异系数57.1%，为局部可采煤层，煤层结构简单，一般不含夹矸。
在井田中北部出现沉缺块段，井田西部及西北部和东部为不可采区，仅中部、东北部和西南部局部可采。
顶板岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主；底板以粘土岩为主，并富产植物化石。
以中厚煤层为主，局部为薄煤层，该煤层属于不稳定煤层
3、18煤层
18煤层：
位于P312底部，下距L9上标志层2.67m～13.75m，平均6.94m。
层位稳定，呈层状产出，为井田主采煤层。
厚度0.30～7.50m，平均厚度3.18m。
煤层可采面积20.90km2，可采性指数0.99，变异系数33.3%（剔除构造煤影响）。
煤层结构较简单，一般含夹矸1～2层，夹矸岩性多为（含）炭质泥岩。
该煤层在井田中部和东北部分岔为18上、18、18下三层，向西南部分岔为18上、18或18、18下。
顶板岩性以黑色（含）炭质泥岩为其特征，偶产舌形贝（俗称“海豆芽”）化石；底板主要为粘土岩和炭质泥岩，并含大量植物根部化石。
该煤层在第10勘探线以北厚度一般在2.00～3.50m之间，以中厚煤层为主，局部为薄～厚煤层，属于较稳定煤层。
表1-2主要煤层特征表
煤层
名称
采用厚度（m）
最小～最大
平均（点数）
变异
系数
（%）
稳定性
评价
可采性
评价
煤层
结构
夹矸
层数
16
0.86～7.65
2.88（44）
29.6
较稳定
全井田可采
较简单
0～3
17
0.00～2.32
1.20（48）
57.1
不稳定
局部可采
简单
0
18
0.30～7.50
3.18（39）
33.3
较稳定
全部可采
较简单
0～2
4、其它煤层
主要指2、22、24、27煤层等，连续性差、不稳定，仅局部可采。
现简述如下：
2煤层：
位于P312上部，上距P3c标志层4.02m～9.28m，平均6.30m；上距L2标志层0.0m～0.77m，平均0.32m。
煤层厚度0.0m～2.14m，平均0.80m。
层位稳定、厚度不稳定，呈层状产出。
可采面积2.34km2，可采性指数0.11，变异系数28.4%。
煤层结构简单，一般不含夹矸，偶含1层夹矸，为炭质泥岩。
该煤层在井田中部和南部零星可采。
属于不稳定煤层。
22煤层：
位于P311上部，上距18煤层31.74m～47.77m，平均38.77m；下距24煤层8.44m～20.40m，平均14.20m。
煤层厚度0.0m～2.62m，平均0.94m。
层位稳定、厚度不稳定，呈层状产出。
可采面积5.07km2，可采性指数0.24，变异系数39.2%。
煤层结构较简单，一般不含夹矸，偶含1～2层夹矸，为炭质泥岩。
该煤层在井田中部和南部局部可采。
属于较稳定煤层。
24煤层：
位于P311中部，上距18煤层45.05m～64.39m，平均53.07m；下距27煤层16.91m～35.26m，平均22.25m；距P2m顶界（或P3β顶界）30.63m～59.46m，平均41.58m。
煤层厚度0.0m～1.17m，平均0.85m。
层位稳定、厚度不稳定，呈层状产出。
可采面积11.65km2，可采性指数0.55，变异系数29.5%。
煤层结构较简单，含夹矸0～2层，多为炭质泥岩。
该煤层在井田中部和东北部局部可采。
属于较稳定煤层。
27煤层：
位于P311下部，下距P2m顶界（或P3β顶界）11.90m～25.31m，平均17.33m。
煤层厚度0.0m～2.69m，平均1.05m。
层位稳定、厚度不稳定，呈层状产出。
可采面积13.76km2，可采性指数0.65，变异系数40.8%。
煤层结构较复杂，含夹矸0～4层，多为炭质泥岩。
该煤层在井田西及西南部局部可采。
属于较稳定煤层。
第五节煤层瓦斯含量、突出倾向、自燃倾向及爆炸危险性
一、煤层瓦斯含量
矿井主采的16、17、18煤层瓦斯含量均为中～高瓦斯量范畴，各煤层的具体瓦斯含量如下：
一采区16煤层：
瓦斯含量为12.61～18.28m3/t，平均含量15.62m3/t；瓦斯成份以甲烷气体为主，常温脱气测定的瓦斯无空气基组份甲烷含量64.78～99.54%，平均含量87.76%。
一采区17煤层：
瓦斯含量平均14.68m3/t；常温脱气无空气基组份甲烷含量为34.05～99.43%，平均含量84.96%。
一采区18煤层：
瓦斯含量为6.20～24.35m3/t，平均含量16.41m3/t；常温脱气无空气基组份甲烷含量16.22～98.92%，平均含量87.59%。
2006年对16、17、18煤层进行了突出危险性鉴定，确定18煤为突出煤层，青龙矿井也相应为突出矿井。
在二采区开拓过程中，对二采区16、18煤层取样化验结果如下：
二采区21604底抽巷距开口780米左帮硐室，16煤层瓦斯含量19.0512m3/t（不包含3.83m3/t的残存瓦斯含量）。
2011年10月11日，在21602运顺底抽巷156号钻场左帮硐室测得16煤煤层最大瓦斯压力为1.16Mpa。
二采区21604底抽巷距开口840米处，18煤层瓦斯含量21.6564m3/t（不包含3.83m3/t的残存瓦斯含量）。
2010年3月在二采区三中车场反石门测得18煤层最大瓦斯压力为1.45Mpa。
二、煤层突出倾向
根据煤炭科学研究总院重庆分院提供的《贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿16、18煤突出危险性鉴定报告》及《贵州黔西能源开发有限公司青龙煤矿17煤层突出危险性预测评价报告》中的鉴定结论：
1、由于16煤层最大瓦斯压力为0.52MPa,小于其临界值（0.74MPa）,因此在目前采掘范围内不能认定16煤层为突出煤层，但随着开采范围扩大，当瓦斯压力一旦达到或超过0.74MPa时，16煤层即为突出煤层。
2007年3月份11609外轨顺在（距11609外轨顺开口处99m位置）初次揭煤时测定16煤层瓦斯压力为0.9Mpa，则16煤层为突出煤层。
2、在测压钻孔最低标高+1160m以上至F4断层，A4—A5勘探线采掘范围内尚不能认定17煤层为突出煤层，但随着开采范围的扩大，当瓦斯压力一但达到或超过0.74Mpa时，17煤层即可确认为突出煤层。
通过在目前采掘范围内对17煤层瓦斯压力的测定，17煤层的瓦斯压力均未超过0.74MPa。
3、18煤测定各项指标均已全部超过了煤层突出危险预测临界值，青龙煤矿18煤为煤与瓦斯突出危险煤层。
为了确保在16、17、18煤层中的采掘作业安全，矿井采掘范围内16、17、18煤层均按突出煤层进行统一管理。
三、煤层的自然倾向及爆炸危险性
根据2006年9月20日及2006年9月1日贵州省煤田地质局实验室提供的检测报告，矿井16、17、18煤层的自燃倾向等级均为Ⅲ类（属于不易自燃煤层），煤尘爆炸性为无爆炸性。
2010年10月，对二采区16、18煤取样到贵州省煤田地质局实验室进行检测，检测结果：
自燃倾向等级均为Ⅲ类（属于不易自燃煤层），煤尘爆炸性为无爆炸性。
第六节矿井瓦斯抽放系统
矿井地面安装高、低负压两套抽放系统集中抽放瓦斯,其中：
高负压选择两台SKA-420瓦斯抽放泵，最大抽放负压68059Pa，最大抽放量158m3/min，抽放干管为DN560×9；低负压选择两台SKA-500瓦斯抽放泵，最大抽放负压44048Pa，最大抽放流量201m3/min，抽放干管DN720×9，11608工作面两顺槽采用Φ200mm和Φ315mm的PE管作为支管抽放，11800（准备）工作面两顺槽采用Φ150mm的PE管作为支管抽放，一、二采区的底抽巷均采用Φ315mm支管抽放。
矿井目前正在安装一台由淄博水环真空泵厂有限公司生产的型号为2BEC67的高负压水环真空泵一台，额定抽气量为300-400m3/min，抽放负压为70Kpa，配备电机型号为YB2-450-4/450KW。
预计在2011年11月份投入运行。
第七节矿井通风
1、矿井通风方式
为了方便矿井通风系统的管理，矿井采用中央并列抽出式通风。
矿井安装两台BDK-8-№31的轴流式通风机，电机功率为2×400KW，其中一台使用一台备用。
现主要通风机运行角度为Ⅰ级35°，Ⅱ级30°，平均角度32.5°
2、通风系统
副斜井进风，主斜井辅助进风，回风斜井（专用）回风，构成中央并列式通风系统。
新鲜风流从主、副斜井进入，经中部车场、工作面运输顺槽至工作面；乏风经轨道顺槽、回风联络巷道进入回风斜井，然后排至地面。
井下各采煤工作面均利用矿井主扇全负压通风，各采掘工作面实现了独立的通风系统，无串联通风及其他不合理的通风方式。
井下各采掘工作面实现独立通风，掘进工作面采用局部通风机压入式通风，根据掘进工作面需风量分别使用2×30、2×37、2×45KW局部通风机配Φ800、Φ1000的风筒供风，保证工作面风量达到作业规程的要求。
采煤工作面采用“U”型通风，二采区回风下山及风井为矿井专用回风巷。
矿井反风方式为主要通风机反转反风。
掘进巷道安装的局部通风机实行双风机双电源，并在风机的供电线路上安装开停传感器和馈电传感器，保证随时监测到局部通风机是否带电，监控中心发现不带电时，及时向调度室汇报，由调度室通知施工单位或瓦检员及时恢复备用局部通风机的供电，保证备用局部通风机随时带电。
井下中央变电所、井底水仓、绞车房等，均设置在新鲜风流中。
第八节“六大系统”建设情况
一、监测监控系统
青龙煤矿KJ90煤矿安全监控系统于2004年安装运行，2009年初升级为KJ90NB煤矿安全监控系统。
系统地面主机由3台IBM服务器组成（一台主机运行、一台备用机、一台数据库服务器），井上下共安设工业以太环网交换机7台、监控分站32台（其中井下安装24台，地面安装8台）、瓦斯传感器66台、一氧化碳传感器15台、其他类型模拟量传感器（温度、风速等）34台、设备开停传感器77台、风门传感器22套、烟雾传感器6台、断电控制器29台（其中馈电状态显示断电仪19台）。
系统不间断对井上下安全状况进行监测，并通过两条专线将实时数据上传到黔西县安监局监控中心及兖矿贵州能化有限公司调度监控中心。
根据《煤矿安全规程》及AQ1029-2007标准规定，青龙煤矿在井下各采掘工作面和回风流均安设了瓦斯传感器、动力开关上安设了馈电断电仪，在采煤工作面安设了一氧化碳、风速、温度、烟雾、采煤机开停等传感器，在掘进工作面安设了局部通风机开停传感器，在井下所有风门上均安设了风门开闭传感器，对超过800米的巷道的中部也安设了瓦斯传感器。
同时在井下重点区域如中央变电所、采区变电所、重点皮带机尾等处安设了瓦斯、温度、烟雾、一氧化碳等传感器，还根据兖矿贵州能化公司要求，对所有使用压风排渣打钻和采用皮带运输的巷道回风侧安设了一氧化碳传感器，整个系统运行正常。
二、人员定位系统
青龙煤矿使用的井下人员定位系统是由天地（常州）自动化股份有限公司（煤炭科学研究总院常州研究院）研究开发的KJ69J矿用人员定位管理系统，适用于大中型煤矿的人员定位管理。
KJ69J型矿用人员定位管理系统对井下作业人员进行定位、跟踪；实时了解井下人员的流动情况、了解当前井下人员的数量、统计与考核下井人员的出勤情况。
另外，可以对任一日期或指定日期段、任一指定月份，对下井人员进行下井次数、下井时间、下井班次等进行分类统计，产生人员考勤的日报表、月报表，便于考核。
系统由地面主机（中心站）、工业以太环网交换机、无线数据监测站（人员定位分站）、无线数据接收器及无线编码发射器（人员标示卡）、井口显示大屏等设备组成。
青龙煤矿KJ69人员定位管理系统于2005年5月安装，2011年5月份升级为KJ69J矿用人员定位管理系统。
系统地面主机由3台IBM服务器组成（一台主机、一台备用机、一台数据库服务器），井上下共安设工业以太环网交换机7台、无线数据监测站（人员定位分站）10台、无线数据接收器56台、井口显示大屏一块，配发无线编码发射器（人员标示卡）1200个。
青龙煤矿无线数据监测站（人员定位分站）和无线数据接收器及无线编码发射器（人员标示卡）安装在矿井的所有巷道内，对井下巷道划分了详细区域，系统能够做到对所有入井人员的区域位置信息显示，同时具有双向通讯报警功能，对人员下井信息的管理及遇到突发事件指挥应急救援有着重要作用和意义，目前系统运行正常。
三、通信联络系统
青龙煤矿使用的矿井通信联络系统共采用了3套通讯系统：
1、由深圳华仁达公司研发的HRD512型调度通讯系统，用于电力、煤炭、公安、石化、铁路等各类型大中型企事业单位的调度指挥通讯；2、由美国威谱（香港）公司生产的威谱2000X型程控电话交换机通讯系统；3、由天地（常州）自动化股份有限公司（煤炭科学研究总院常州研究院）研究开发的KXT23型矿用IP网络广播系统，用于大中型煤矿的井下语音广播及紧急呼叫应急救援等。
1、HRD-512型调度通讯系统由调度交换机、调度主机、客户机（井上下电话机）和系统维护终端等组成。
青龙煤矿HRD512调度通讯系统安装于2004年，并于2006年进行了系统升级扩容，目前系统容量为176门电话。
青龙煤矿调度通讯系统主机安设在矿调度监控中心，有4部调度电话及一台512键触摸屏调度台组成，矿井上下共安设生产调度电话149部
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