仁怀市慈竹林煤矿11201采煤工作面消突评价报告.docx
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仁怀市慈竹林煤矿11201采煤工作面消突评价报告
织金县实兴煤矿
保护层开采消突评价报告
二〇一三年三月二十三日
目录
第一章慨况-------------------------------------4
第一节工作面慨况-----------------------------4
第二节通风系统-------------------------------5
第三节瓦斯抽放系统---------------------------6
第四节评价依据-------------------------------7
第二章区域突出危险性预测-----------------------7
第三章区域综合防突措施-----------------------8
第一节开采保护层-----------------------------8
第二节顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯防突措施----11
第三节瓦斯抽采指标--------------------------12
第四章区域措施效果检验------------------------14
第一节效果检验依据---------------------------14
第二节效果检验-------------------------------15
第五章瓦斯抽采达标----------------------------19
第一节依据----------------------------------19
第二节抽采措施和计量-------------------------19
第三节瓦斯抽采量----------------------------20
第六章区域验证--------------------------------21
第七章结论-----------------------------------23
第一章慨况
第一节工作面概况
一、工作面位置
11201采煤工作面位于+533水平东翼C12煤层中，沿井底车场往东至井田边界。
工作面走向长130m，倾斜宽106m，开采高差为33m（+533～+533），面积13780m2。
二、煤层基本情况
煤层上距C7煤层24m；顶板为粉砂质页岩、底板为粉砂质泥岩；煤层倾向186º、倾角20°；煤层厚度1.6～1.8m，平均1.7m；煤层水分1.37%，灰分18.82%，挥发分7.14%，硫分（SQ）2.88%，发热量34.72MJ/Kg。
自燃发火倾向Ⅲ类，无煤尘爆炸危险性。
三、突出危险性
2007年瓦斯等级鉴定结果为高瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量8.62m3/min，2008年C7煤层测定绝对瓦斯涌出量为11.95m3/min，相对涌出量53.07m3/t。
2010年4月C12煤层发生过动力现象，9月煤与瓦斯突出危险性鉴定为瓦斯含量9.6434m3/t，为突出煤层。
四、储量
1、工作面煤炭储量为：
V1=S1×h×d
=13780×1.7×1.42
=33264.92t
2、应留设煤柱储量为：
V2=S2×h×d
=4452×1.7×1.42
=10747.13t
3、可采储量为：
V=V1-V2
=33264.92-10747.13
=22517.79t
4、瓦斯储量：
Q=V1×W×K
=33264.92×9.6434×1.05
=33.68万m3
式中：
V、V1、V2—煤炭储量（t）
S1、S2—面积（m2）
h—煤层厚度（m）
d—煤炭密度（取1.42t/m3）
Q—瓦斯储量（m3）
W—瓦斯含量（m3/t）
K—围岩瓦斯涌出系数，取1.05
第二节通风系统
一、通风系统
矿井采用中央并列式抽出式通风，工作面独立回风，采煤工作面U型通风，掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。
主扇风机：
FBCD-6-NO16B/75×2型两台。
局部通风机：
FBD-6.0/15×2两台。
风筒直径：
Φ500mm。
掘进工作面均采用双风机双电源供风。
二、通风线路
新鲜风流经副斜井、主斜井→进风石门→各工作面→专用回风巷→回风石门→回风斜井→引风道→风机→地面。
第三节瓦斯抽放系统
地面已建成永久性高、低负压抽放泵房。
瓦斯抽放泵ZBEC-400×110Kw-160Kpa/94.2四台，高、低负压各两台。
高负压抽放主管PVC-KM0.6/315×11.3，支管PVC-KM0.6/200×7.2.
低负压抽放主管PVC-KM0.6/355×12.8，支管PVC-KM0.6/315×11.3.
已建成监测监控系统、压风自救系统、人员定位系统和视频监控系统。
第四节评价依据
①、《煤矿安全规程》（2011版）；
②、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1025-2006）；
③、《防治煤与瓦斯突出规定》（2009）
④、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（2011）
⑤、《关于加强煤矿瓦斯抽采计量管理工作的意见》（黔安监煤矿【2011】242号）
第二章区域突出危险性预测
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条规定，煤层瓦斯压力或瓦斯含量大于临界值时，煤层具有突出危险性。
区域预测临界值
表2-1
煤层
瓦斯压力
（p/MPa）
瓦斯含量
（W/m3/t）
突出危险性
临界值
＜0.74
＜8
无突出危险性
≥0.74
≥8
有突出危险性
2010年9月经重庆煤科院煤层突出危险性鉴定，瓦斯含量9.6434m3/t，瓦斯压力0.29MPa，为突出煤层。
煤层突出危险性鉴定结果表
表2-2
煤层
编号
瓦斯吸附常数
瓦斯放散初
速度
（△P）
坚固性系数
（f）
瓦斯含量
（W）
（m3/t）
瓦斯压力
（p）
（MPa）
a
b
C12
41.9162
1.7446
42
0.43
9.6434
0.29
结论
突出煤层
第三章区域综合防突措施
根据该工作面实际情况，采取开采保护层和瓦斯预抽等区域防突措施。
第一节开采保护层
一、保护层的确定
M15煤层于2012年底已开采完毕，且M15煤层与K21煤层层间距平均为24m，从停采时间（两年，超过3个月）和保护垂距（＜50m）均符合开采上保护层的要求。
保护层与被保护层之间的最大保护垂距
表3-1
煤层类别
最大保护垂距/m
上保护层
下保护层
急倾斜煤层
<60
<80
缓倾斜和倾斜煤层
<50
<100
上保护层的最大保护垂距，根据公式计算：
S上=S1上β1β2
该工作面开采深度为44～147m，工作面长121m，M15煤层开采厚度2.05m，由《规定》图D.3可查得MO=0.38,M=1.75,M>MO,所以β1=1。
C7煤层与C12煤层间均为页岩、泥岩、夹有少量砂岩、粉砂岩、硬岩所占百分比η<50%，所以β2=1。
由《规定》表D.3可查得，S1上=43m，则
S上=S1上β1β2=43×1×1=43m。
C7煤层到C12煤层层间距24m小于计算距离43m。
由此可见，C7煤层到C12煤层层间距在保护层与被保护层之间的最大保护垂距范围之内。
C7煤层开采后，对C12煤层的保护效果较好。
二、保护层的保护范围
1、沿走向的保护范围
根据《规定》规定，沿走向方向若保护层采煤工作面停采时间超过3个月且卸压比较充分，则该保护层采煤工作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、采止线及所留煤柱边缘位置的边界可接卸压角δ5=56°～60°划定。
卸压角为60°。
沿煤层走向保护范围示意图
图3-1
2、沿倾斜方向的保护范围
沿煤层倾斜方向保护范围示意图
图3-2
煤层倾角α=20°，卸压角为δ3=75°，δ4=75°。
该工作面位于东翼+533水平以上C12煤层中，而我矿+533水平以上C5、C7煤层于2009年底已开采完成，C7煤层与C12煤层层间距为24m，C7煤层作为上保护层已开采。
沿煤层走向、倾斜方向均在上保护层的保护范围之内。
第二节顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯防突措施
一、钻孔布置原则
①、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整个开采块段的煤层。
②、钻孔施工严格按设计要求施工，不留“空白带”。
如出现“空白带”，必须补孔抽放。
二、钻孔布置
①、工作面走向长130m，采用“双向布孔”方法，即从运输巷向上、回风巷向下施工钻孔来控制整个回采工作面。
②、沿煤层倾斜方向每隔3m布置一个顺层抽放钻孔，钻孔布置在运输巷和回风巷，钻孔方位197°/17°、倾角-20°/20°、直径75mm、钻孔深度运输巷49.2-84.5m，共43个钻孔，共3006.8m；回风巷41.4-56.5m，共45个钻孔，共2143.7m。
抽放钻孔已于3月31日前完工，封孔抽采。
③、工作面长度106m，运、回风巷之间钻孔交叉不小于2m。
（见图3-3，回采工作面顺层抽放钻孔竣工图）
抽放钻孔施工个数、孔深、方位、倾角、孔径等符合设计要求，控制整个回采工作面煤层，未留“空白带”。
回采工作面顺层抽放钻孔施工统计表
表3-2
工作面名称
竣工日期
施工量
备注
钻孔数（个）
钻进量（m）
封孔长度（m）
11201采面
运输巷
2012-3-29
43
3006.8
8
11201采面
回风巷
2012-3-31
45
2143.7
8
注：
回风巷：
方位197°、倾角-20°；运输巷：
方位：
17°、倾角20°。
④、封孔
根据煤层实际情况，上向孔可采用聚氨酯封孔，下向孔可采用高浓度水泥浆封孔，封孔深度不小于8m，封孔管直径为25mm。
封孔后未出现漏气、堵孔等现象。
⑤、其它
每个钻孔孔口留设观察孔，观察瓦斯浓度、抽放负压和流量。
每个工作面干管和抽放主管安设瓦斯抽放计量装置和放水器。
第三节瓦斯抽采指标
一、抽采指标
1、工作面抽采的控制范围
控制整个回采工作面煤层。
①、采煤工作面回采前的可能解吸瓦斯量应满足（表3-3）要求:
表3-3
工作面日产量（t）
可解吸瓦斯量（m3/t）
备注
≤1000
≤8
1001～2500
≤7
2501～4000
≤6
②、对瓦斯涌出量主要来自于邻近层或围岩的采煤工作面，瓦斯抽采率应达到（表3-4）要求：
表3-4
工作面绝对瓦斯涌出量Q（m3/min）
工作面瓦斯抽采率（%）
5≤Q＜10
＞20
10≤Q＜20
＞30
20≤Q＜40
＞40
40≤Q＜70
＞50
2、工作面抽采指标
①、地面抽放泵房瓦斯抽放计量装置每小时观测一次；井下干、支管计量装置每天观测3次；钻孔孔口每5天观测一次。
并仔细记录各观测数据
②、钻孔孔口抽采负压最低为65KPa，预抽瓦斯浓度为10-12%。
③、抽放时间大于1.5个月。
抽放管路和钻孔孔口负压符合设计要求。
第四章区域措施效果检验
第一节效果检验依据
一、采用测定煤层残余瓦斯压力或残余瓦斯含量为检验指标，
措施的控制范围内各项指标均小于临界值。
表4-1
煤层
瓦斯压力
（p/MPa）
瓦斯含量
（W/m3/t）
突出危险性
临界值
＜0.74
＜8
无突出危险性
≥0.74
≥8
有突出危险性
二、采用测定煤层钻屑指标法测定工作面的K1值、S值。
措施的控制范围内各项指标均小于临界值。
表4-2
煤层
钻屑瓦斯
解吸指标
（△h2/Pa）
钻屑瓦斯解吸
指标k1/
[mL.（g.min1/2）-1]
钻屑量S/
突出
危险性
（Kg/m）
（L/m）
临
界
值
＜200
＜0.5
＜6
＜5.4
有突出
危险性
≥200
≥0.5
≥6
≥5.4
无突出
危险性
第二节效果检验
一、开采保护层效果检验
C7煤层作为上保护层于2009年底前已开采。
开切眼工作面位于+533水平以上，C7煤层已开采至+533水平，开采时间已有两年多，停采时间超过3个月。
沿倾斜方向，C7煤层厚1.7m，上保护层最大保护垂距43m，C7煤层与C12煤层层间距为24m，小于上保护层最大保护垂距43m。
沿走向方向，C7煤层开采超前C12煤层19.5m，上保护层保护范围超前开切眼位置5.5m。
（见图3-1、3-2）
以上情况说明，符合《防治煤与瓦斯突出规定》第四十七条、第四十八条、开采上保护层的要求。
消突效果较好。
二、预抽煤层瓦斯区域防突措施效果检验
1、检验测试点的布置
采煤工作面长106m。
采煤工作面顺层钻孔施工完成后，沿回采工作面推进方向每35m布置一个测压孔，测压孔布置在两抽放钻孔中间，孔径75mm，孔深65m，共布置6个测压孔，运输巷和回风巷各布置3个，并安装压力表，每5天一次观测记录压力。
抽采到期后，在回采前于运输顺槽内沿回采工作面推进方向每40m布置一组效果检验孔，每组2个（一个检测煤层残余瓦斯压力，一个检测煤层残余瓦斯含量），共布置2组效果检验孔，检验孔布置在两抽采钻孔中间，与抽放钻孔方位、倾角一至。
钻孔直径80mm，孔深65m。
抽采到期后，在回采前于运输顺槽内沿回采工作面推进方向每35m布置一个效果检验孔，共布置3个效果检验孔，检验孔布置在两抽采钻孔中间，与抽放钻孔方位、倾角一至。
钻孔直径42mm，孔深10m。
回采工作面效果检验钻孔及测压孔布置示意图
图4-1
2、检验指标
采用测定煤层残余瓦斯压力、残余瓦斯含量或钻屑瓦斯解吸指标K1值、S值或△h2值，为检验指标。
①、煤层残余瓦斯压力
通过6个煤层残余瓦斯压力检测点的观察记录，煤层残余瓦斯压力最高为0.04MPa，小于0.74MPa。
符合《防治煤与瓦斯突出规定》第五十三条、第五十四条、第五十五条规定要求。
残余瓦斯压力检测表
表4-3
测压点号
（Cy/）
1
2
3
4
5
6
压力
（MPa）
0
0.04
0.01
0.01
0
0
②、钻屑瓦斯解吸指标
效果检验报告单
表4-4
检验孔
编号
（Xj/）
钻屑瓦斯
解吸指标
（△h2/Pa）
钻屑瓦斯解吸
指标k1/
[mL.（g.min1/2）-1]
钻屑量S/
（Kg/m）
突出危险性
1
0.02
1.6
无突出危险性
2
0.04
1.7
无突出危险性
3
0.01
1.6
无突出危险性
采用测定煤层钻屑瓦斯解吸指标K1值、S值或△h2值，为检验指标。
通过3个检验点检验，
K1max=0.04[mL.（g.min1/2）-1]，小于0.5[mL.（g.min1/2）-1]。
Smax=1.7kg/m，小于6.0kg/m。
符合《防治煤与瓦斯突出规定》第五十二条、第五十三条、第五十四条、第五十五条规定要求。
③、瓦斯试验室效果检验
贵州省仁怀市林东煤矿资源服务有限公司于5月17日，对11201采面沿回采工作面推进方向40m和80m位置进行区域措施效果检验，
区域措施效果检验表
表4-5
检验点号
（Jy/）
残余瓦斯压力
（P/MPa）
瓦斯含量
（w/m3/t）
突出危险性
1
0.42
6.3867
无突出危险性
2
0.45
6.2321
无突出危险性
煤层残存瓦斯压力：
P=0.45Mpa，小于0.74Mpa。
煤层残存瓦斯含量：
W=6.3867m3/t，小于8m3/t。
符合《防治煤与瓦斯突出规定》第五十二条、第五十三条、第五十四条、第五十五条规定要求。
第五章瓦斯抽采达标
第一节依据
根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》（2011）规定，按表3-3、3-4要求，瓦斯抽采率为30%。
第二节抽采措施和计量
采用“双向布孔”方法，即从运输巷向上、回风巷向下施工钻孔来控制整个回采工作面。
（见第三章第二节二、钻孔布置）
1、可开采工作面走向长100m，倾斜宽106m，共88个钻孔，抽采钻孔有效控制范围为130×106m，在抽采钻孔有效控制范围内。
②、沿煤层倾斜方向每隔3m布置一个顺层抽放钻孔，钻孔布置在运输巷和回风巷，钻孔方位197°/17°、倾角-20°/20°、直径75mm、钻孔深度运输巷49.2-84.5m，共43个钻孔；回风巷41.4-56.5m，共45个钻孔。
钻孔布置均匀，且钻孔密度小于设计密度（设计密度为4m），未留“空白带”。
③、封孔深度不小于8m，封孔管直径为25mm。
封孔后未出现漏气、堵孔等现象。
④、由于目前采用单源抽采，只抽采一个采煤工作面，在抽放泵房安装计量表、主管和支管安装压力表和计量表、孔口留设观察孔，按规定观测记录。
⑤、孔口负压大于65KPa，瓦斯浓度8.0—15.0%。
符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第二十二条、第二十三条、第二十四条、第二十五条、第二十六条规定要求。
第三节瓦斯抽采量
一、瓦斯抽采量
抽采前瓦斯含量为33.68万m3。
从3月1日至5月20日瓦斯抽采量统计所得，所抽采瓦斯量为23.27万m3。
瓦斯抽采量统计表
表5-1
抽采时间
3月
4月
5月
抽采量（万m3）
6.29
7.06
6.91
合计（万m3）
20.26
风排率按5%计算，风排瓦斯量为16840m3。
总瓦斯抽排量为21.94万m3。
瓦斯抽排率为65%。
大于《暂行规定》30%。
符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第二十七条、第二十八条规定要求。
二、瓦斯试验室效果检验
贵州省仁怀市林东煤矿资源服务有限公司于5月17日，对11201采面进行区域措施效果检验，（见表4-5）
抽采前瓦斯含量：
W1=9.6434m3/t
抽采后残存瓦斯含量：
W2=6.3867m3/t
瓦斯抽采率：
N=（W1—W2）/W1
=33.77%
式中：
W1、W2——瓦斯含量（m3/t）
N——抽采率（%）
瓦斯抽采率大于《暂行规定》30%。
符合《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》第二十七条、第二十八条规定要求。
第六章区域验证
采用钻屑瓦斯解吸指标法验证。
措施的控制范围内各项指标均小于临界值。
表6-1
煤层
钻屑瓦斯
解吸指标
（△h2/Pa）
钻屑量S
（kg/m）
K1值
[mL.（g.min1/2）-1]
突出危险性
临界值
＜200
＜6
＜0.5
无突出危险性
≥200
≥6
≥0.5
有突出危险性
沿采煤工作面每隔15m布置一个检验钻孔，布置6个检验孔，孔径42mm，孔深10m，每米测定一个k1值，每二米测定一个钻屑量S。
检验报告单（钻屑瓦斯解吸指标）
表6-2
孔号
钻屑瓦斯
解吸指标
（△h2/Pa）
K1值
[mL.（g.min1/2）-1]
钻屑量S
（kg/m）
备注
1
0.00
1.6
最大值
2
0.03
1.6
最大值
3
0.01
1.7
最大值
4
0.03
1.7
最大值
5
0.02
1.6
最大值
6
0.02
1.8
最大值
经验证：
K1max=0.03，小于0.5。
Smax=1.8kg，小于6.0kg。
符合《防治煤与瓦斯突出规定》第七十四条、第七十八条规定。
无突出危险性。
第七章结论
根据以上实测数据及计算结果，煤层残存瓦斯含量：
W=6.3867m3/t，小于8m3/t。
煤层残存瓦斯压力：
P=0.45MPa，小于0.74Mpa。
瓦斯抽采率N=65%，大于30%。
K1max=0.04[mL.（g.min1/2）-1]，小于0.5[mL.（g.min1/2）-1]。
Smax=1.8kg/m，小于6.0kg/m。
各项指标均符合《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采基本指标》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》要求。
认为工作面无突出危险性。
该区域控制块段煤层已消突。
此控制块段可采取“四位一体”局部防突措施施工。
二0一二年五月二十三日
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