大运煤矿瓦斯治理攻坚方案.docx

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大运煤矿瓦斯治理攻坚方案

贵州浦鑫能源有限公司金沙县高坪乡大运煤矿

瓦斯灾害防治三年攻坚实施方案

（2018～2020年）

贵州大运矿业有限公司

二〇一八年九月

前言

为认真贯彻落实《省能源局省安全监管局贵州煤矿安监局关于组织开展全省煤矿瓦斯灾害防治三年攻坚行动有关事宜的通知》（黔安监煤矿〔2018〕7号）、《市安委办关于转发《省能源局省安全监管局贵州煤矿安监局关于组织开展全省煤矿瓦斯灾害防治三年攻坚行动有关事宜的通知》的通知》（毕安办通〔2018〕80号）精神，切实开展好瓦斯治理攻坚年各项目标工作任务，有效防范和遏制煤矿瓦斯事故的发生，深刻吸取梓木嘎煤矿“8·6”事故的惨痛教训，以科学发展观为指导，认真贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针和“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理工作方针，结合我矿的实际情况构建“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理工作体系，最终实现瓦斯彻底整治，特编制大运煤矿瓦斯灾害防治三年攻坚实施方案。

一、瓦斯治理攻坚基本要求

进一步加强“一通三防”管理，找出矿井通风系统和瓦斯防治工作中存在的主要问题和隐患、制定确实可行的整改措施，建立健全一通三防管理制度，提高安全管理水平，使矿井通风系统合理，稳定、可靠，瓦斯防治工作到位。

力求达到生产布局优化、开拓开采正规、系统合理可靠、监测监控有效、现场管理到位。

二、瓦斯治理攻坚的基本原则

1、严格贯彻落实“安全第一、预防为主、综合防治”的安全生产工作方针，坚持标本兼治，重在治本的原则。

2、合理生产布局，确保抽、掘、采关系平衡。

3、瓦斯防治能力大于生产能力。

4、建立完善可靠的通风系统（通风可靠）确保系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定。

5、加大瓦斯抽采力度（抽采达标），实现“多措并举、应抽尽抽、抽采平衡、效果达标”的要求。

6、建立有效的安全监测监控系统（监控有效），确保装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速。

7、严格管理（管理到位），完善制度、落实责任、认真执行、严格监督。

8、排除隐患，将事故消灭在萌芽状态之中，杜绝事故的发生。

第一章矿井基本概况

第一节矿井概述

一、井田境界

大运煤矿井田呈南北向展布，似长方形，走向长6.00km，倾斜宽2.83km，面积为16.357km2，开采深度1380m～350m标高。

井田地理坐标为：

东经106°25′30″～106°27′30″，北纬：

27°14′30″～27°17′44″。

井田位于金沙县城以东直距约30km，属金沙县长坝及高坪两乡所辖。

范围：

北起汪家水井、赖头坡、洞湾；南止于堰塘、团坟、余家垭口；西起寒婆岭、泡木林；东止于洞湾、但家湾、余家垭口。

矿区范围各拐点坐标详见表1-1-1。

大运煤矿属于金沙县化觉井田北段煤矿勘探区一部分。

矿区范围拐点坐标表（1980西安坐标系）

拐点

X

Y

0

3020454.380

35641824.170

1

3018911.290

35641850.300

2

3018902.790

35641107.560

3

3018441.000

35641112.830

4

3018440.060

35641030.300

5

3015669.320

35641061.870

6

3015703.080

35641474.630

7

3016135.820

35641469.330

8

3016140.540

35641882.060

9

3015955.820

35641884.180

10

3015983.040

35642332.600

11

3015221.720

35642307.400

12

3015245.570

35644369.190

13

3021218.120

35644299.530

14

3021189.460

35642581.790

15

3020314.590

35642406.070

二、矿井地理及交通位置

大运煤矿位于金沙县城以东直距约30km，属金沙县长坝及高坪两乡所辖。

井田地理坐标为：

东经106°25′30″～106°27′30″，北纬：

27°14′30″～27°17′44″。

矿井至金沙县城经中心、安底镇有县道及乡道相通，运距62km；井田经长坝、中心有县道与贵（阳）～遵（义）高等级公路上的三合镇相连，运距60km，向南经高坪乡、化觉乡至乌江上游化觉码头有乡级公路相通、运距45km。

金沙县城距遵义县南白镇火车站约70km，有326国道相通，交通方便。

三、地层

井田出露的地层从老至新有：

二叠系中统茅口组（P2m），二叠系上统龙潭组（P3l）、长兴组（P3c），三叠系下统夜郎组（T1y）、茅草铺组（T1m）、第四系（Q）。

现将各地层由下至上分述如下：

1、二叠系中统茅口组（P2m）

①二叠系中统茅口组第一段（P2m1）

浅灰、灰白色厚层状、块状，局部夹中厚层状细～中晶灰岩，缝合线发育，局部含隧石结核。

厚度大于200m。

②二叠系中统茅口组第二段（P2m2）

深灰色薄层夹中厚层状微晶硅质灰岩，下部夹薄层状微晶～细晶灰岩。

含浸染状、结核状菱铁矿。

厚14.30～16.41m，平均厚15.32m。

2、二叠系上统龙潭组（P3l）

浅灰、灰、深灰色泥岩、灰岩、泥质灰岩、细粒砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、炭质泥岩、粘土岩及煤等组成。

厚131.51～161.83m，平均厚147.02m。

3、二叠系上统长兴组（P3c）

深灰色中厚～厚层状细～中晶灰岩，层间夹薄层状黑灰色炭、泥质物。

厚35.71～51.26m，平均厚42.77m。

4、三叠系下统夜郎组（T1y）

根据岩性组合特征分为三个段：

即沙堡湾段（T1y1）、玉龙山段（T1y2）、九级滩段（T1y3）。

5、三叠系下统茅草铺组（T1m）

灰色，局部夹紫灰色薄层～中厚层状微～细晶含白云质灰岩、灰岩，缝合线发育。

与下覆地层夜郎（T1y）整合接触。

厚度大于100m。

6、第四系（Q）

主要岩性为灰黄、褐黄、黄灰色亚粘土及亚砂土，夹不均匀碎石及块石，结构松散。

厚0.40～23.66m，平均厚5.23m，主要分布于洼地及平缓斜坡地带。

四、矿区构造

矿区位于化觉背斜北端东翼，为一单斜岩层，地层倾向85～105°，一般为90°，地表倾角16～24°，一般为19°。

另在井田南部W11勘探线附近，即余家垭口至甘家寨一带，岩层倾向由85°渐变为近北或北东倾斜，地层倾角渐变为8～13°，ZK1103孔以东至甘家寨地段形成一宽缓波状起伏构造。

区内断裂构造不发育，井田北西部边缘发育一条逆断层（F1），井田北部汪家水井发育两条断层（F2逆断层、F6平移断层）；井田南部发育三条逆断层（F3、F4、F5）。

矿区总体构造属中等偏简单类型。

五、煤层与煤质

1、煤层

井田内的含煤地层为二叠系上统龙潭组（P3l），内含全区可采煤层，大部可采煤层，零星可采煤层及煤线共12层，煤层及煤线总厚4.86～14.61m，平均8.98m，含煤率为3.19%～9.50%，平均6.08%。

可采煤层煤厚6.65m，可采煤率4.51%。

矿区内可采及大部可采煤层4层，即M6、M8、M11、M12煤层。

（1）M6煤层

位于P3l上部，上距P3c底界厚约29.18m，下距M8煤煤层10.77～28.99m，平均20.29m，煤层厚0.30～3.34m，平均1.59m，为较稳定大部可采中厚煤层，含泥岩夹矸0～2层，一般含夹矸一层，部分不含夹矸呈单一煤层产出，夹矸单层厚0.09～1.02m，平均0.50m，结构简单～复杂。

煤层顶板为粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩；底板为粘土岩。

（2）M8煤层

位于P3l上部，下距M11煤层46.38～60.04m，平均53.48m，煤层厚0.96～4.96m，平均2.49m，为全区稳定可采中厚煤层，为本井田可采煤层之首，含炭质泥岩夹矸，煤层结构简单。

煤层顶板为泥质粉砂岩；底板为为泥岩、粘土岩。

（3）M11煤层

位于P3l下部，下距M12煤层20.49～35.22m，平均27.170m，煤层厚0～2.81m，平均0.99m，为全区较稳定大部可采的薄煤层，含粘土岩或炭质泥岩夹矸0～3层，一般为1～2层，单层夹矸厚0.03～0.40m，平均0.15m，少数不含夹矸，结构简单～复杂。

煤层顶板为粉砂质泥岩；底板为泥岩、炭质、粉砂质黏土岩。

（4）M12煤层

位于P3l底部，下距P3l与P2m分界1.42～10.86m，平均5.92m，煤层厚0～4.92m，平均厚1.93m，为全区较稳定大部可采中厚煤层，含粘土岩或炭质泥岩夹矸0～3层，一般为1～2层，少数不含夹矸，单层夹矸厚0.08～1.13m，平均0.28m，结构简单～复杂。

煤层顶板为结晶灰岩；底板为泥岩、粉砂岩。

　　　　　　可采煤层特征表

煤层

编号

煤层厚度

（m）

层间距（m）

煤层平均倾角（°）

煤层可采性

煤层

稳定性

顶底板岩性

最小～最大

平均

最小～最大

平均

顶板

底板

M6

0.30－3.34

1.59

10.77－28.99

20.29

19

大部　

较稳定

粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩

粘土岩

M8

0.96－4.96

2.49

全区

稳定

泥质粉砂岩

泥岩、粘土岩

46.38－60.04

53.48

大部　

较稳定

粉砂质泥岩

泥岩、炭质、粉砂质粘土岩

M11

0.0－2.81

0.99

20.49－35.22

27.17

大部　　

较稳定

细晶灰岩

泥岩、粉砂岩

M12

0.0－4.92

1.93

2、煤质

大运煤矿可采煤层灰分、挥发分、硫分、发热量、煤种等详见表1-1-3。

根据《煤炭质量分级》（GB/T15224.1-2010、GB/T15224.2-2010、GB/T15224.3-2010）规定，M6煤层为特低灰～中灰、低硫～高硫、中高～特高发热量无烟煤；M8煤层为特低灰～中灰、低硫～高硫、中高～特高发热量无烟煤；M11煤层为低灰～中高灰、低硫～高硫、中高～特高发热量无烟煤；M12煤层为特低灰～中灰、低硫～高硫、中高～特高发热量无烟煤。

煤质特征表

指标

煤层

水分

（Mad%）

灰分

（Ad%）

挥发分

（Vdaf%）

硫分

（Std%）

发热量（QrDW）（MJ/kg）

煤种

M6

最大

0.57

8.94

6.96

0.65

25.92

无烟煤

最小

3.92

26.22

15.44

6.66

32.31

平均

2.39

17.09

9.16

2.30

29.23

M8

最大

0.62

8.34

5.28

0.59

25.10

无烟煤

最小

5.98

27.93

18.71

4.56

32.48

平均

2.28

18.08

8.97

1.44

28.71

M11

最大

0.83

10.04

5.96

0.93

22.62

无烟煤

最小

3.91

30.97

16.46

9.95

32.64

平均

2.57

21.90

10.58

4.48

27.30

M12

最大

0.60

6.79

6.51

0.79

23.83

无烟煤

最小

4.05

28.91

18.71

7.87

33.82

平均

2.52

17.47

10.41

2.93

29.33

三、煤炭资源储量

根据贵州省国土资源厅文件（黔国土资储备字〔2017〕109号）“关于《贵州浦鑫能源有限公司金沙县高坪乡大运煤矿井田（缩小）资源储量核实报告》矿产资源储量评审备案证明”及《贵州浦鑫能源有限公司金沙县高坪乡大运煤矿井田（缩小）资源储量核实报告》矿产资源储量评审意见书（黔国土规划院储审字〔2017〕第111号），截至2018年10月10日，核实大运煤矿井田（缩小）矿区范围内（面积：

l63570krn2，估算标高+1380~+350m）煤炭累计查明资源储量8835万吨，其中：

开采消耗量92万吨，保有资源储量（111b+122b+333）8743万吨（含高硫煤3430万吨）。

保有资源储量中：

111b）基础储量为3590万吨（含高硫煤1396万吨），（122b）基础储量为2077万吨（含高硫煤747万吨），（333）资源量为3076万吨（含高硫煤1287万吨）。

四、其它开采技术条件

1、煤层自燃倾向性

贵州省煤田地质局实验室2014年5月19日提交了M8、M11煤层自燃倾向性鉴定报告、2014年11月24日提交了M6煤层自燃倾向性鉴定报告和2017年8月11日提交了M12煤层自燃倾向性鉴定报告，M6、M8煤层自燃倾向等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层；M11煤层自燃倾向等级为Ⅰ级，属容易自燃煤层；M12煤层自燃倾向等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层。

2、煤尘爆炸危险性

贵州省煤田地质局实验室2014年5月19日提交的M8、M11、M12煤层煤尘爆炸性鉴定报告和2014年11月24日提交的M6煤层煤尘爆炸性鉴定报告，M6、M8、M11、M12煤层煤尘无爆炸性。

3、水文水文地质条件

贵州省地质局一0二地质大队2013年8月提交的《金沙县高坪乡大运煤矿矿区水文地质调查报告》和《煤、泥炭地质勘查规范》，矿床水文地质勘查类型为第三类第一亚类第二型，即以岩溶含水层充水为主、顶板进水为主、水文地质条件中等的岩溶充水矿床。

但矿井开采可采煤层M12煤层时，距离茅口灰岩裂隙含水层（P2m2）距离仅4～12m，且部分煤体位于最低侵蚀基准面（+935m）以下，且上部小窑破坏范围较多，矿井在开采M12煤层时水文地质条件可能发生变化。

4、冲击地压危险性、地温情况

（1）冲击地压危险性

根据邻近矿井资料，本矿区未出现冲击地压现象。

（2）地温

区内未发现地温异常区，地温正常。

第二节矿井开拓与开采

一、井田开拓

矿井采用平硐—斜井开拓，布置有主平硐、轨道斜井及回风斜井3条井筒。

主平硐井口标高+1162.0m，轨道斜井、回风斜井井口标高+1249m。

主平硐场地标高+1162.0m，掘进约592m后，在M12煤层底板20m处的茅口灰岩中布置运输暗斜井，掘至+1050m标高。

同时在M12煤底板20m处的茅口灰岩中布置回风斜井、轨道斜井，井口标高均为+1249m，轨道斜井掘进至+1050.0m标高布置+1050m水平井底车场、主、副水仓，泵房变电所等相关硐室。

二、水平及采区划分

矿井采用平硐—斜井开拓，全矿井划分为两个水平，一水平标高为+1050m，二水平标高为+800m，共划分为七个采区，即+1050m以上为11采区、+1500m～+800m之间为21、22、23采区、+800m～+400m之间为24、25、26采区。

三、开采顺序

矿井共划分为七个采区，设计首采11采区，采区开采顺序为11采区→21采区→23采区→22采区→24采区→25采区→26采区。

煤层开采顺序：

矿井采用石门联系各煤层，采用联合开采。

同一区段内先开采上部煤层，依次往下开采。

四、工作面布置

首采工作面布置在井筒及上山的南翼，由于南翼M6煤层为不可采区域，因此，首采工作面布置在M8煤层中，根据业主提供的资料（M6煤层巷道素描图及探煤钻孔资料），M6煤层一、二区段北翼也不可采，其接替工作面设计为M8煤层的北翼工作面。

五、采煤工艺及主要设备

矿井设计采煤方法为走向长壁采煤法，全部垮落法管理顶板。

综采工作面选用电牵引MG250/600-AWD型双滚筒采煤机，配备SGZ730/320型刮板输送机运输，液压支架选用ZY3600/14/32支撑掩护式支架。

六、生产能力及服务年限

矿井设计生产能力为90万t/a，服务年限30a。

第三节矿井通风及瓦斯

一、矿井通风

矿井设计选用FBCDZ54-10-№25型防爆对旋轴流通风机两台，一台工作、一台备用。

风量为64～142m3/s，风压范围：

600～2266Pa，电机功率2×160kW，叶片极限安装角度-9°～+6°。

矿井设计回采工作面采用“U”型通风，回采工作面设计配风量为20m3/s，综掘工作面设计配风量为Q掘＝10m3/s，普掘工作面设计配风量为Q掘＝8m3/s。

（换成通风线路）

二、矿井瓦斯抽采

矿井地面建立了永久瓦斯抽采泵站，共安装瓦斯抽采真空泵4台，其中高负压2台、型号为2BEK500，配套电机功率为220kW；低负压2台、型号为2BEK520，配套电机功率为280kW。

三、瓦斯

1、地勘煤层瓦斯及评估煤层瓦斯情况

根据《贵州省金沙县化觉井田北段煤矿勘探地质报告》，井田内瓦斯成份主要以甲烷（CH4）为主，其次为氮气（N2），再其次为二氧化碳（CO2）、乙烷（C2H2）。

瓦斯分带属氮气-沼气带、沼气带。

M6煤层瓦斯可燃值含量为4.91～26.07cm3/g.r，平均12.25cm3/g.r；M8煤层瓦斯可燃值含量为5.21～42.95cm3/g.r，平均14.16cm3/g.r；M11煤层瓦斯可燃值含量为9.17～24.51cm3/g.r，平均14.58cm3/g.r；M12煤层瓦斯可燃值含量为2.18～24.82cm3/g.r，平均11.90cm3/g.r。

2009年12月煤炭科学研究总院重庆研究院提交了《贵州金沙县化觉井田北段建井前首采区域可采煤层煤与瓦斯突出危险性评估技术报告》，大运煤矿各可采煤层瓦斯含量以矿井地勘报告提供的可燃质瓦斯含量为基础，根据各可采煤层的水分、灰分，计算得出各可采煤层不同埋深处的原煤瓦斯含量。

可采煤层不同埋深处瓦斯压力

煤层

埋深

（m）

破坏类型

煤层瓦斯含量（m3/t）

吸附常数

（a）

吸附常数

（b）

瓦斯压力（MPa）

M6

189

Ⅲ

10.448

32.7298

1.6592

0.436

374

Ⅴ

17.111

32.7298

1.6592

1.259

454

Ⅲ

20.097

32.7298

1.6592

2.138

M8

219

Ⅲ

11.576

37.9837

1.4068

0.565

331

Ⅲ

14.369

37.9837

1.4068

0.856

477

Ⅲ

22.479

37.9837

1.4068

2.329

M11

282

Ⅲ

13.700

33.5723

1.7821

0.922

456

Ⅴ

18.306

33.5723

1.7821

1.681

541

Ⅲ

20.983

33.5723

1.7821

2.936

M12

219

Ⅴ

7.350

34.1958

1.5558

0.303

347

Ⅲ

10.988

34.1958

1.5558

0.583

479

Ⅲ

15.983

34.1958

1.5558

1.357

572

Ⅲ

17.379

34.1958

1.5558

1.747

2、实测瓦斯参数

根据贵州省矿山安全科学研究院2018年7月提交的的《贵州大运矿业有限公司金沙县高坪乡大运煤矿M6、M8、M12煤层瓦斯参数测试报告》，参数见表1-1、1-2所示。

大运煤矿煤层瓦斯吸附常数及工业分析参数测定结果表

煤层

采样地点

工业分析（%）

视密度

（ARD）

孔隙率（F）

瓦斯吸附常数

Mad

Ad

Vdaf

a

b

M6

11061运输顺槽

密闭外

4.68

24.02

21.68

1.74

5.95

28.377

1.131

M8

11085运输顺槽

距开口165m

2.98

14.70

7.90

1.47

6.37

37.411

0.927

M12

11122运输顺槽

距开口320m

4.12

16.21

8.83

1.50

5.06

40.243

1.006

大运煤矿M6、M8、M12煤层煤与瓦斯突出参数测定结果表

煤层

煤的破坏

类型

瓦斯放散初速度

ΔP（mmHg）

煤的坚固性系数f

自燃倾向等级

煤尘爆炸性

M6

Ⅱ～Ⅲ

17.1

0.83

Ⅲ类

无煤尘爆炸性

M8

Ⅲ

31.9

0.41

Ⅲ类

无煤尘爆炸性

M12

Ⅲ

27.1～37.8

0.63

Ⅲ类

无煤尘爆炸性

大运煤矿各煤层的瓦斯含量梯度表

煤层名称

瓦斯梯度（m3/t·100m）

煤层名称

瓦斯梯度（m3/t·100m）

M6

3.63

M11

2.79

M8

4.29

M12

2.97

根据以上瓦斯含量梯度，推算矿井不同水平标高煤层瓦斯含量。

各煤层不同水平标高预测煤层瓦斯最大含量见。

　　预测不同水平标高煤层最大瓦斯含量表

开采标高

煤层编号

+1050.0m

+800m

+400m

M6

9.46

16.82

29.22

M8

9.68

15.43

27.83

M11

15.41

18.67

31.07

M12

8.19

13.94

26.34

勘探地质报告缺少对煤与瓦斯突出危险性预测资料。

根据煤炭科学研究院重庆分院（以下简称“重庆研究院”）2009年12月提交的《贵州金沙县化觉井田北段建井前首采区域可采煤层瓦斯突出危险性评估技术报告》，煤层总体被评估为具有突出危险性，但首采区域（W3～W7线）不同开采煤层一定埋深（M6＜251m、M8＜269m、M11＜273m、M12＜342m）内，被评估为非突出区域。

M8煤现按突出危险煤层进行管理。

四、煤尘爆炸性和煤层自燃倾向性

1、各煤层煤尘爆炸指数及爆炸危险性

根据勘探地质阶段对M6、M8、M11、M12煤层采样测试，火焰长度为0mm，抑制煤尘爆炸最低岩粉量为0，本矿井煤尘无爆炸危险性。

2、各煤层的自燃等级

据贵州省煤田地质局实验室2014年5月19日提交了煤自燃倾向性鉴定报告，M8煤自燃倾向等级为Ⅲ级，即煤层为“不易自燃”；M11煤自燃倾向等级为Ⅰ级，即煤层“容易自燃”。

贵州省煤田地质局实验室2014年11月24日提交了煤自燃倾向性鉴定报告，鉴定结果：

M6煤自燃倾向等级为Ⅲ级，即煤层为“不易自燃”。

贵州省煤田地质局实验室2017年8月11日提交了煤自燃倾向性鉴定报告，鉴定结果：

M8煤自燃倾向等级为Ⅲ级，即煤层为“不易自燃”。

现矿井开采工作面布置在M8煤层，主要是防止外因火灾。

四、抽放系统

（1）地面固定瓦斯抽采泵概况

矿井在回风斜井广场附近建瓦斯抽放站，安装瓦斯抽放系统，高负压抽放泵选用2BEK500-2BG4-340型水环式真空泵二台（其中：

一台工作、一台备用），工况参数：

流量Q高况=190m3/min，压力P高况=160hPa，耗水量14.4m3/h台,转速340r/min。

配套YB2-4002-4G型高压隔爆型三相异步动机二台（220kW、10kV，一台真空泵配一台电机）。

地面抽放主管采用焊接钢管，井下主管选用DN450、1MPa型聚乙烯涂层螺旋焊接波纹管，分管选用DN350、1MPa型聚乙烯涂层螺旋焊接波纹管。

支管选用DN250、1MPa型聚乙烯涂层螺旋焊接波纹管或PVC管。

低负压抽放泵选用2BEK520-2BG4-340型水环式真空泵二台（其中：

一台工作、一台备用），