4103工作面消突报告2.docx
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4103工作面消突报告2
荔波县青利平寨煤矿4103工作面
区域防突效果评价报告
2014年9月16日
评价人员
姓名
职称
职务
专业
评价项目组
负责人
成员
评审人员
姓名
职称
从事专业
签名
评价项目组
负责人
成员
第一章评价范围
本次评价范围为4103工作面从四采区辅助回风下山往北20米至四采区回风下山往南40米的Ⅰ煤，走向480m段，倾斜方向从4103贡巷至4101机巷，高程从+335标高至+360标高段，倾斜宽度40-90米。
总面积32747平方米。
（见评价范围图）
第二章评价依据
根据以下相关规程、规定、规范及平寨煤矿相关技术资料进行评价：
1、《煤矿安全规程》（2012版）；
2、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1025-2006）；
3、《预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯突出措施效果评价方法》（MT/T1037-2007）；
4、《防治煤与瓦斯突出规定》。
5、《煤矿瓦斯预测方法》（AQ1018-2006）；
6、《平寨煤矿瓦斯地质图》（贵州铸安矿山科技股份有限公司）；
7、《平寨煤矿防治煤与瓦斯突出设计》（贵州淞源矿山开发技术咨询有限公司）；
8、《贵州省荔波县茂兰煤田补充勘探地质报告》
9、《保护层开采技术规范》（AQ1050-2008）
第三章评价过程简述
1、项目可行性分析
根据已采取的区域防突措施，其措施的控制范围及经抽放后的残余瓦斯压力或瓦斯含量达到《防治煤与瓦斯突出规定》的要求，可进行评价。
2、成立评价组织机构
平寨煤矿成立4103工作面评价组。
评价组
组 长：
李长奇（矿长）
副组长：
谢汉洋（总工程师）
成 员：
李祖华（生产矿长）
王延峰（安全矿长）
乔祥林（机电矿长）
许福才（副总工程师）
向绍烈（通风队长）
张志深（机电队长）
李祥（掘二队队长）
贵州青利荔波分公司平寨煤矿对4103采煤工作面进行防突专项评价，分别成立了评价组和评审组。
3.项目分工
评价组：
负责收集整理工作面瓦斯地质资料，落实工作面的布置；负责完善通风系统及防突设施，负责措施落实及贯彻，执行好安全防护措施，局部防突措施的实施；负责资料的收集、整理资料编制及报告；负责区域防突措施的实施，负责监督各项措施的实施；
评审组：
，负责报告的审核。
负责审查并修改报告，提出并落实报告中未完善的措施及资料交组长审核后向集团公司提交送审稿。
第四章基本情况
第一节工作面基本情况
4103工作面布置在4101工作面采空区下帮Ⅰ煤层内，4103工作面设计总长440m，根据在4101机巷与4103工作面机巷所揭露的煤层情况综合分析，4103工作面煤层非常稳定。
根据4101采煤工作面运输巷所施工钻孔资料以及4103采煤工作面运输巷掘进过程中的资料分析，4103工作面范围内为单斜构造，工作面开采范围内受构造影响较小。
4103采煤工作面采煤方法为走向长壁后退式采煤法，采煤工艺为炮采工艺，爆破落煤；采煤工作面采用单体液压支柱配铰接顶梁支护顶板；煤层倾角较大一般为22°，工作面采用刮板运输机和机巷采有带式输送机运输，采用全部垮落法管理顶板。
本采煤工作面采用全负压上行通风，工作面回采前具有独立可靠的通风系统。
一、工作面与周边关系
4103工作面倾斜上方为4101机巷及4101工作面采空区；倾斜方向往下Ⅰ煤为未开采区；北距四采区回风下山40米。
南距四采区辅助回风下山20米，工作面标高为+335-+360m。
该工作面在Ⅱ#煤层4202工作面和4204工作面下部，Ⅰ#煤层与Ⅱ#煤层间距15m，通过收集技术资料和采掘工程平面图进行对比分析，4103工作面上覆的Ⅱ#煤层已开采；充当于4103工作面的保护层，4103工作面在保护层的保护范围内。
详见矿井采掘工程平面图
二、工作面与地表关系
根据贵州青利荔波分公司平寨煤矿井上下对照图，该采煤工作面地表无建筑物及其它设施，为山坡地。
地表标高为+732～+845m。
三、煤层情况
从已掘露的4101运输、4103运输巷煤层情况分析，4103采煤工作面煤层赋存较稳定,煤层厚度为0.7m，容重1.45t／m3；煤层倾角22°。
该采煤工作面倾斜平均长度约40-90m。
煤层顶底板岩层较稳定，煤层自燃倾向性为Ⅲ类。
四、工作面通风情况
4103采煤工作面采用全负压上行通风，工作面回采时具有独立可靠的通风系统。
五、工作面回采情况
4103工作面当前尚未回采。
4103采煤工作面接替4101采煤工作面，当4101采煤工作面回采结束后，4103采煤工作面再进行回采。
第二节瓦斯情况
一、矿井瓦斯情况
1、瓦斯等级鉴定
根据贵州省煤炭管理局《对黔南州煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》（黔煤生产字［2008］1457号），《对黔南州煤矿2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》（黔能源发［2009］280号），《对黔南州煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》，（黔能源发［2010］831号）青利平寨煤矿全矿井绝对瓦斯涌出量为7.26～11.97m3/min，相对瓦斯涌出量为30.73～51.92m3/t；绝对二氧化碳涌出量为1.57～4.57m3/min，相对二氧化碳涌出量为6.78～19.82m3/t。
通过分析，矿井瓦斯主要来源于采掘工作面和采空区及其他涌出，采掘工作面涌出量全矿瓦斯总量的85.18%（其中回采工作面涌出量占51.85%，掘进工作面涌出量占33.33%），其次为采空区及其它瓦斯涌出，占全矿瓦斯总量的43.8%。
青利平寨煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果见表：
平寨煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果表
年度
绝对量瓦斯
相对量二氧化碳
矿井瓦斯等级
m3/min
m3/t
绝对量
相对量
绝对量
相对量
m3/min
m3/t
m3/min
m3/t
2008年度
11.97
51.92
4.57
19.82
煤与瓦斯突出矿井
2009年度
7.26
30.73
1.60
6.78
煤与瓦斯突出矿井
2010年度
8.92
44.55
1.57
7.86
煤与瓦斯突出矿井
根据鉴定报告的批复，该矿井为瓦斯突出矿井。
2、煤与瓦斯突出鉴定
2010年，平寨煤矿委托中国矿业大学开采与安全教育部重点实验室进行煤与瓦斯突出危险性鉴定，2011年1月中国矿业大学开采与安全教育部重点实验室提交《贵州省荔波县平寨煤矿I、II、III煤层煤与瓦斯突出危险性》鉴定。
瓦斯增测项目测定结果如下表：
平寨煤矿I、II、III煤层煤与瓦斯突出基本参数测定表
煤层
编号
煤层破
坏类型
瓦斯压力
（MPa）
瓦斯放散
初速度
△p（mmHg）
煤体坚固
性系数
F20-30
初始瓦斯
释放膨胀能
（mj/g）
III
III
0.65
46.50
0.224
53.46
II
III
0.70
35.40
0.233
73.18
I
III
0.56
33.90
0.284
56.33
由于初始瓦斯释放膨胀能大于临界值42.98mj/g，煤层有突出危险性，因此根据以上测定结果，平寨煤矿的I、II、III煤层均为突出煤层，具突出危险性。
即：
①、平寨煤矿I煤层在鉴定范围（标高+200m以上）有突出危险性。
②、平寨煤矿II煤层在鉴定范围（标高+200m以上）有突出危险性。
③、平寨煤矿III煤层在鉴定范围（标高+200m以上）有突出危险性。
矿井采掘工程施工时，必须加强瓦斯监测，做好防突工作，杜绝瓦斯事故发生。
二、工作面瓦斯赋存
4103工作面的标高+335-+360m，埋深：
398m，根据2011年1月中国矿业大学开采与安全教育部重点实验室进行的《平寨煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定》报告，4103工作面Ⅰ煤层瓦斯压力为0.56Mpa；根据《贵州省荔波县茂兰煤田补充勘探地质报告》，4103工作面瓦斯压力梯度0.0046MPa/m，煤的坚固性系数为0.284；瓦斯放散初速度为33.9。
4103工作面运输巷在掘进过程中采用FBD-2-№6-2×11隔爆型压入式对旋轴流局部通风机供风 ，正常供给风量为220m3/min，瓦斯浓度为0.05%，绝对瓦斯通出量为0.11m3/min 。
三、区域抽放防突措施控制范围内瓦斯赋存量计算
1、煤层原始瓦斯含量
4103采煤工作面煤层瓦斯含量为8.55m3/t。
2、评价范围内煤层储量：
评价范围内煤层储量按下式计算
V=S·h·d=32747÷COS22×0.7×1.45=30817t
V—储量，单位：
t。
S—面积，单位：
m2。
H—煤厚，单位。
D—视相对密度（容重）：
单位t/m3 取1.45。
评价范围内煤量：
V=30817t
3、评价范围内瓦斯储量
根据地质煤炭储量，结合矿井瓦斯地质条件，得出该块段煤层气资源储量。
煤层资源储量乘上该煤层的煤层气含量系数，即得出该块段煤层的煤层气资源储量：
Q气=Q煤×W×K
式中Q气—煤层气资源量（m3）
Q煤—煤层资源储量（t）
W—煤层气含量（m3/t）
k—围岩瓦斯涌出系数,取1.15。
则 Q气=30817×8.55×1.15
＝303008m3
第三节矿井瓦斯抽放系统
平寨煤矿建有地面永久性抽放泵站，抽放系统完善，利用地面抽放系统对该采煤工作面进行过本煤层预抽,抽放泵型号为2BE1-405/6-1型水环真空泵2台（采用），一台工作，一台备用，担负该矿的高负压瓦斯抽放，最大抽气量108m³/min，压力60KPa，最低吸入绝压3.3KPa，真空泵配套电机YB315M-4,功率为132kW，转速372r/min，低负压2BE1-405/6-1型水环真空泵2台（采用），一台工作，一台备用，担负该矿的低负压瓦斯抽放，最大抽气量108m³/min，压力60KPa，最低吸入绝压3.3KPa，真空泵配套电机YB315M-4,功率为132kW，转速372r/min。
高负压抽放主管为φ300×4无缝钢管，支管采用φ200×4无缝钢管，低负压管主管规格为φ300×4无缝钢管。
第五章区域综合防突措施
第一节区域防突预测
平寨煤矿自投产以来，四采区Ⅰ煤层开采过程中从未发生过煤与瓦斯突出动力现象及其它煤与瓦斯突出预兆。
因Ⅰ煤层鉴定为煤与瓦斯突出煤层，在该评价区域未进区域预测，以采取开采上覆Ⅱ号煤层作为保护层开采和预抽煤层瓦斯的区域防突措施。
第二节区域防突措施
一、开采保护层
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十条：
“区域防突措施应当优先采用开采保护层。
”的规定要求，本矿采取的区域措施首先为开采上保护层。
4103采面运输巷标高335.8～341.3m、回风巷标高358.4～360m，煤层倾角22°，与4103工作面相对应的上覆Ⅱ号煤层4202工作面和4204工作面先后于2005年及2008年回采完毕，4103工作面开采范围（Ⅰ煤层）距其上覆Ⅱ#煤层间距平均为12-15m，根据《防治煤与瓦斯突出规定》附录D,对于开采上保护层的情况，缓倾斜、倾斜煤层层间距只要不大于50m，上保护层的开采即对被保护层的卸压保护作用。
因此，4103工作面可视为开采上保护层的被保护层工作面。
一）保护层保护垂距验算
1、根据防突规定附录D所计算的最大上保护垂距
S上=S上β1β2
S上=67*1*1=67
2、四采区
煤距Ⅱ煤上保护层垂距为15米。
3、15米小于67米，所以，开采Ⅱ煤层作为Ⅰ煤层的上保护层是有效的。
二）沿倾斜方向保护范围
注：
评价区域上覆Ⅱ号煤作为保护层开采的4202、4204工作面开采后对Ⅰ煤层倾斜方向的保护宽度达160米，被保护层Ⅰ煤层中4101、4103工作面倾斜长度145米，均在保护层开采后的保护范围内。
三）沿走向方向保护范围
注：
四采区开采Ⅱ号煤作为保护层沿走向范围的保护情况
四采区Ⅱ号煤层走向开采保护层500米，被保护层Ⅰ煤层4103工作面走向长度480米，倾斜长60米，在
煤4202和4204工作面采空区保护范围内。
图1-1保护层与被保护层关系图
2.由于Ⅰ#煤层厚度只有0.7m，顶板岩层较稳定；4101工作面在回采期间，采取沿空留巷的方法加固巷道，将4101运输巷作为4103的回风巷使用；为4103工作面煤层瓦斯抽放和释放提供了有利条件。
二.预抽回采工作面瓦斯
为认真落实可保必保，多措并举，应抽尽抽，效果达标的原则，保证4103工作面回采前抽采达标，确保4103工作面回采期间放炮后瓦斯不超限，在4101工作面掘进至回采期间在4101运输巷下帮布置了沿煤层下行孔预抽4103工作面瓦斯，并且在4103工作面运输巷布置了本煤层上行孔预抽煤层瓦斯，预抽钻孔控制了整个4103工作面范围。
在4103工作面运输巷掘进期间就采取边掘边抽的方法进行预抽煤层瓦斯，在4103运输巷沿煤层每隔3m施工一个上向钻孔，完成一个钻孔即封孔联管进行抽放。
抽放钻孔孔间距为3m（抽放半径按1.5m设计），工作面回采前在工作面运输巷共施工抽放钻孔160个抽放钻孔，；抽放钻孔孔径为φ75mm。
详见（4103采煤工作面顺层抽放钻孔设计图）
第六章预抽瓦斯效果评价指标计算
一、区域抽放防突措施控制范围内瓦斯赋存量计算
1、煤层原始瓦斯含量
4103采煤工作面煤层瓦斯含量为8.55m3/t。
2、评价范围内煤层储量：
评价范围内煤层储量按下式计算
V=S·h·d=32747÷COS22×0.7×1.45=30817t
V—储量，单位：
t。
S—面积，单位：
m2。
H—煤厚，单位。
D—视相对密度（容重）：
单位t/m3 取1.45。
评价范围内煤量：
V=30817t
3、评价范围内瓦斯储量
根据地质煤炭储量，结合矿井瓦斯地质条件，得出该块段煤层气资源储量。
煤层资源储量乘上该煤层的煤层气含量系数，即得出该块段煤层的煤层气资源储量：
Q气=Q煤×W×K
式中Q气—煤层气资源量（m3）
Q煤—煤层资源储量（t）
W—煤层气含量（m3/t）
k—围岩瓦斯涌出系数,取1.15。
则 Q气=30817×8.55×1.15
＝303008m3
二、煤层瓦斯预抽率
经采取抽放措施后煤层瓦斯预率按下式计算。
N=Qc÷Q气×100％
式中：
N——煤层瓦斯预抽率，％
Q气——煤层瓦斯储量，m3
Qc——已抽放、排放瓦斯量，m3
则：
N＝168506÷303008×100％
＝55.6％
根据计算：
4103采煤工作面评价范围内共抽放瓦斯168506m3。
瓦斯抽放量根据实际测定所得，并建立观测台账，该数据真实有效。
（详见4103运输巷、4103回风巷抽放统计表）
4103工作面煤层瓦斯预抽率为55.6%，大于《煤矿安全规程》第190条第2款“煤层瓦斯预抽率大于30%”及《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026－2006）第4.2条的规定。
第七章区域防突措施效果检验
经采取区域性瓦斯治理措施后，根据上保护层开采情况与本煤层预制钻孔布置情况分析，本次评价区域范围内无空白带。
本评价区域采用煤层残余瓦斯含量、残余瓦斯压力和瓦斯预抽率进行区域措施效果检验。
在4101工作面运输巷布置过程中对4103工作面开采保护层后的区域防突效果进行了检验，经检验本次评价区域范围内无突危险，开采上保护层防突措施有效，消除了4103工作面突出危险性。
根据贵州青利荔波分公司对平寨煤矿4103运输巷和4103回风巷使用重庆煤科院生产的DGC瓦斯含量直接测定仪器，对该区域瓦斯含量直接测定，最高为4.38m³/t，最低为2.32m³/t；数据真实有效。
瓦斯含量小于《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条第三款的规定。
因此，该区域为无突出危险区域。
1）、检验孔的布置
从4101机巷往下每隔50m打一个检验孔，孔深25-65m不等，测定煤层残余瓦斯含量和残余瓦斯压力；在4103机巷往上每隔50m打一个孔深20-30m检验孔，测定煤层残余瓦斯含量，在4103机巷和4101机巷各布置11个检验孔，钻孔方位与煤层倾向一致。
检验孔做到了全覆盖，不留死角和空白带。
（详见、《4103采面检验孔布置图》）。
2）、检验参数指标值
（1）、两项指标临界值
根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值
瓦斯压力P（MPa）
瓦斯含量W（m3/t）
区域类别
P﹤0.74
W﹤8
无突出危险区
除上述情况以外的其他情况
突出危险区
（2）实测指标值
①、煤层残余瓦斯含量W（m3/t）,经现场检测测定最大值为4.38m3/t；
②、煤层残余瓦斯压力P（Mpa），经现场检验测定最大值为0.12Mpa；
（3）经检验，两项指标均小于临界值；4103工作面在保护层范围内措施有效，4103工作面为无突出危险区。
一、残余瓦斯含量的计算及测定
1、残余瓦斯含量按下式计算。
Wc=（Q气－Qc）÷G
式中：
Wc——评价单元煤层残余瓦斯含量，m3/t；
Q气——评价单元煤层瓦斯储量，m3
Qc——评价单元煤层抽排瓦斯量，m3；
G——评价单元煤层储量，t；
则：
Wc=（303008-168506）÷30817
=4.3645m3/t
本次评价区域范围的残余瓦斯含量为4.3645m3/t。
2、残余瓦斯含量的测定
①、瓦斯含量检测仪器及工作原理
采用重庆煤科院生产的DGC型瓦斯含量直接测定装置测定4103采面评价单元内的残余瓦斯含量。
其工作原理为：
通过向煤层施工取芯钻孔，用井下取芯系统将煤芯从煤层深部取出，选取保质性好的煤样及时封入煤样筒中；井下进行煤样瓦斯解吸速度测定以及损失时间的记录，利用公式进行瓦斯损失量W1的计算；把装有煤样的煤样筒带到实验室进行常压解吸，测量从煤样筒中释放出的瓦斯量W21，与井下测量的瓦斯解吸量W22计算煤芯瓦斯解吸量W2；称量煤样总重后称取二次煤样进行常压粉碎解吸，并以此计算粉碎瓦斯解吸量W3，则可解吸瓦斯含量Wm为：
Wm=W1+W2+W3。
采用朗格缪尔公式计算常压残存瓦斯量Wc，则可得出煤层瓦斯含量W＝Wm+Wc。
②、残余瓦斯含量测定布置
检验工作在4103运输巷沿煤层施工向上取芯钻孔，共布置11个检验测试点进行检验，具体布置情况说明如下：
（1）在4103运输在抽放钻孔之间沿煤层布置一个上向取芯钻孔，钻孔编号4103-1。
设计孔深20m，方位角115°，倾角沿煤层。
（2）在4103运输巷距4103-1取芯钻孔24m处，沿煤层布置一个上向取芯钻孔，钻孔编号4103-2，与4103-1终孔间距40m，设计孔深24m，方位角115°，钻孔倾角沿煤层。
以此类推合计施工11个检验检测孔进行检验测定煤体内瓦斯含量。
详见（4103采面抽放、取样、测压钻孔设计图；4103采面验检钻孔竣工图）。
4103运输巷瓦斯含量测点布置钻孔参数表
煤层
钻孔及采样点编号
钻孔竣工参数
备注
方位（°）
倾角（°）
采样深度（m）
采样段长（m）
孔深（m）
Ⅰ
4103-1
115
沿煤层
20
0.5
20.5
钻孔前段可以水打，在预计接近预定测点20米左右改为干式打钻
4103-2
115
沿煤层
24
0.5
24.5
4103-3
115
沿煤层
31
0.5
31.5
4103-4
115
沿煤层
35
0.5
35.5
4103-5
115
沿煤层
42
0.5
42.5
4103-6
115
沿煤层
48
0.5
48.5
4103-7
115
沿煤层
51
0.5
51.5
4103-8
115
沿煤层
55
0.5
55.5
4103-9
115
沿煤层
50
0.5
50.5
4103-10
115
沿煤层
52
0.5
52.5
4103-11
115
沿煤层
46
0.5
46.5
在检验过程严格按DGC型瓦斯含量直接测定装置的规定进行操作，所得数据真实有效。
详见（贵州青利荔波分公司实验测试报告单）
3、根据采用重庆煤科院生产的DGC型瓦斯含量直接测定装置测得残余瓦斯含量为4.38m3/t，采用计算方法计算得残余瓦斯含量为4.3645m3/t。
均符合《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026－2006）及《防治煤与瓦斯突出规定》第五十三条。
二、残余瓦斯压力
1、残余瓦斯压力现场实际测定
在评价单元内共布置9个测压钻孔：
1号测压孔位于4103运输巷60点处，测得最大瓦斯压力为0MPa，2号测压孔距3号测压孔50m处，测得最大瓦斯压力为0MPa，3号测压孔孔距4号测压孔50m处，测得最大瓦斯压力为0MPa，4号测压孔距5号测压孔50m处,测得最大瓦斯压力为0MPa。
5号测压孔距6号测压孔50m处，测得最大瓦斯压力为0MPa，6号测压孔孔距7号测压孔50m处，测得最大瓦斯压力为0MPa，7号测压孔距8号测压孔50m处,测得最大瓦斯压力为0MPa。
8号测压孔距9号测压孔50m处,测得最大瓦斯压力为0MPa。
煤层瓦斯压力测定情况见下表。
4103运输巷测压成果表（1号）
矿井
平寨煤矿
测压地点
4103运输巷
煤层名称
Ⅰ
煤层厚度
0.7m
煤层倾角
22°
开钻时间
2013年9月14日早班
钻毕时间
2013年9月14日早班
封孔时间
2013年9月14日早班
封孔长度
15m
孔号
钻孔参数
煤孔长度
测定的瓦斯压力
方位
（°）
倾角（°）
长度
（m）
（m）
（MPa）
1号
290
22
26
26
0
钻孔瓦斯压力观测参数
观测时期
压力值（MPa）
观测时期
压力值（MPa）
观测时期
压力值（MPa）
2013.9.15
0
9.16
0
9.17
0
9.18
0
9.19
0
9.20
0
9.21
0
4103运输巷测压成果表（2号）
矿井
平寨煤矿
测压地点
4103运输巷
煤层名称
Ⅰ
煤层厚度
0.7m
煤层倾角
22°
开钻时间
2013年9月14日早班
钻毕时间
2013年9月14日早班
封孔时间
2013年9月14日中班
封孔长度
14m
孔号
钻孔参数
煤孔长度
测定的瓦斯压力
方位
（°）
倾角（°）
长度
（m）
（m）
（MPa）
2号
290
22
31
31
0
钻孔瓦斯压力观测参数
观测时期
压力值（MPa）
观测时期
压力值（MPa）
观测时期
压力值（MPa）
2013.9.15
0
9.16
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