兴煤 矿防突设计.docx

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兴煤矿防突设计

兴隆煤矿

防

突

专

项

设

计

编制2011年4月

兴隆煤矿防突专项设计

第一章井田概况及地质特征

第一节井田概况

荣昌县广顺镇

一、交通位置

矿井与贵州省相邻，有万（隆）→夜（郞）简易公路从矿井工业广场主平硐口西侧通过，并在石壕镇与石万公路和渝黔公路相连，矿区至石壕镇20km，至綦江县城87km，交通尚称方便。

矿井中心点地理坐标为：

东经106°43′02″，北纬28°27′52″。

矿井主平硐井口中心点坐标为：

X=3150640.000，Y=36374365.000，Z=+1290m（北京坐标系，黄海高程）。

二、自然地理

1、地形地貌

矿井位于贵州高原与四川盆地的过渡带，官店向斜的南西边上部露头地段，井田的下部受F1断层的切断，井田处于F1断层下盘的下端，上盘为张河沟煤矿。

矿井属中高山山地，地势东高西低，东部有数个呈南北向分布的山峰，山顶最高标高约+1650m，当地侵蚀基准面标高约+1050m。

矿区内洼地、残丘、溶洞、漏斗均有存在，矿井属岩溶山地地貌。

2、河流

矿井范围内无常年性河流，仅有零星分布的槽谷，张河沟上游流经矿井西部外侧。

主要含水层地表大面积出露，且受水面积大，大气降雨渗透为直接补给水源。

3、气象

本区属大陆性亚热带温湿气侯区，多云雾和雨，气侯变化较大，尤以十二月至次年一月气温低，较为寒冷，低洼地带夏季比较炎热。

气温：

年平均气温为14.6～15.9℃，最高气温40℃左右；最低气温-5℃；平均相对湿度为79～84%。

降雨量：

1982～1993年降雨量908.3～1592.7mm，年平均降雨量1190mm，阴雨天占全年一半左右，冬天时有积雪，冬春季云雾缭绕，阴雨连绵；每年5～10月为雨季，其降雨量占全年85%。

风向及风速：

夏季为东南风，冬季为西北风；最大风速为18m/s。

第二节地质特征

一、地质特征

（一）地层

矿井内出露地层有二叠系下统茅口组和二叠系上统龙潭组、长兴组及三叠系下统玉龙山组，现由老到新分述如下：

1、二叠系下统茅口组（P1m）

浅灰色厚层块状石灰岩，岩溶较发育，厚度大于80m。

2、二叠系上统龙潭组（P2l）

根据岩性组合和含煤特征从上而下可分为三段。

1）第一段：

底部为灰白色铝土质泥岩，含星散状黄铁矿结核。

中上部为浅灰白色泥岩夹黑灰色炭质泥岩、铝土质泥岩与少量薄层灰岩、薄层细砂岩及不可采的薄煤层4层。

本段地层厚度平均为14.18m。

所含薄煤层由下向上分别为K12煤层厚0.2m；K11为煤线与炭质泥岩互层，总厚0.38m；K10半亮型煤层，厚0.1～0.3m；K9暗煤～半亮型煤层，厚度0.15m左右。

煤层间距分别为2.0m、2.0m、6.8m，其顶部有1.5m砂质泥岩。

K9至K12各煤层由于较薄，不稳定，且位于煤系地层的下部，矿井均未揭露和开采。

2）第二段：

厚度约21.65m。

为本矿井主要含煤层段。

底部为K8可采煤层，属光亮~半亮型煤层，分两个分层：

K81和K82，总厚3.55m，层间距3.5m，层间岩层以炭质泥岩为主。

K81煤层平均厚1.85m，K82煤层平均厚1.7m，全区可采。

中部以深灰色薄层砂质泥岩为主，夹黑灰色炭质泥岩及少量薄层泥灰岩。

中部K7煤层为薄煤层，结构复杂，有三个煤分层，煤分层厚均为0.1～0.2m，其间夹矸厚度分别为0.35～0.95m。

上部K6煤层，为半亮型煤，局部最大厚度可达2.3m，最小厚度0.5m，平均厚度1.8m，全区可采。

3）第三段：

灰色砂质泥岩、泥岩与浅灰色薄层石灰岩互层，中部夹一薄煤层K5，主要为煤线，不可采。

本段厚20.75m。

3、三叠系上统长兴组（P2c）

深灰色薄层～中厚层细晶灰岩，含燧石结核，顶部岩溶较发育，厚度大于50m。

4、三叠系下统玉龙山组（T1y）

浅灰色薄～中厚层，少许厚层石灰岩，夹少量浅色薄层泥岩，厚度大于100m。

（二）含煤地层

本区含煤地层为二叠系龙潭组，平均厚56.58m，由砂岩、砂质泥岩、泥岩、粘土页岩、石灰岩及煤等相间组成，该层为海陆交替相沉积，中下部含煤7～8层，自上而下有K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11、K12等煤层，仅中部K6、K8煤层可采，其余煤层均无开采价值。

第三节煤层及煤质

（一）煤层特征

矿井内K6和K8煤层厚度较大，且层位稳定，全区可采。

K6、K8煤层间距12.8m，其间夹有K7煤层。

K6、K8煤层特征简介如下，参见兴隆煤矿含煤地层综合柱状图。

1、K8煤层：

K8煤层分为两个分层，K81和K82，煤层平均总厚度3.55m，其中K81煤层厚1.85m，K82煤层厚1.7m。

从+1290m上部揭露煤层情况看，K81和K82煤层均属较稳定型煤层，煤层结构简单，偶夹矸石。

以光亮型及半亮型煤为主，含暗煤及泥质条带，煤层硬度系数f为2～3。

容重1.45t/m3，质地松软，呈块状，棱角状断口。

煤层平均倾角68°。

2、K6煤层：

煤层平均厚度1.8m，局部有薄化，以半亮型煤为主，金属光泽，条带状、层状及块状构造，参差状断口，节理发育。

煤层中常夹炭质泥岩或泥岩0～1层，偶为2层，厚度为0.02～0.19m，平均为0.08m。

煤层硬度系数f为3～4，容重1.45t/m3。

煤层平均倾角68°

。

兴隆煤矿煤层特征表

煤层名称

平均厚度（m）

倾角

（°）

煤层夹石

顶底板岩性

容重

（t/m3）

稳定性

层数

厚度

顶板

底板

K6

1.8

68

0

0

钙质泥岩

砂质泥岩

1.45

稳定

K81

1.85

68

0

0

泥岩

炭质泥岩

1.45

稳定

K82

1.7

68

0

0

炭质泥岩

铝土岩

1.45

稳定

（二）煤质特征

经煤炭科学研究总院重庆分院2003年检测，矿井煤层为低灰高硫中发热量无烟煤，煤质特征见下表。

兴隆煤矿煤质特征表

指标

种类

水份Wad

（%）

灰分Ad

（%）

挥发份Vd

（%）

全硫St.d

（%）

发热量Qgr.v.d

（MJ/kg）

K6

0.63

14.83

11.89

4.04

22.69

K8

0.54

10.28

10.43

4.82

23.81

矿井瓦斯、煤尘、煤的自燃和地温

（一）瓦斯赋存状况及涌出量

根据2006年度矿井瓦斯等级鉴定结果，矿井绝对瓦斯涌出量：

q绝=1.71m3/min；相对瓦斯涌出量：

q相=19.7m3/t，高瓦斯矿井（该矿井此时在开采+1290m水平）；2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果，矿井绝对瓦斯涌出量：

q绝=1.88m3/min；相对瓦斯涌出量：

q相=58.66m3/t，高瓦斯矿井,按突出矿井进行管理（此时该矿井已进入+1215m水平）。

（二）煤尘爆炸危险性、煤层自燃发火倾向性

根据煤炭科学研究总院重庆分院2003检测，矿井煤尘有爆炸危险性。

参照相邻松藻矿务局开采同一煤层开采经验，M6煤层自燃发火倾向性按二类，M8煤层自燃发火倾向性按一类进行设计。

（三）地温

矿井地温资料缺乏，参考周边矿井的情况，属于地温正常区。

矿井＋1290m水平以上开采，未发现地温异常点，因此矿井扩建水平属于地温正常区。

（四）煤层顶底板

K6煤层伪顶为泥岩，厚0.1m，易垮落。

直接顶为泥岩、粉砂质泥岩，厚4.9m，较稳固，底板为泥灰岩与粉砂质泥岩互层，局部含粘土质泥岩，较稳固，与下部K7煤层间距为6.0m。

K81煤层距K7煤层距离为6.5m。

K81煤层顶部有厚0.6m深灰色泥岩伪顶，直接顶为泥岩夹泥质灰岩条带，厚度2.2m，可随放顶垮落。

K82煤层顶板为炭质泥岩，厚3.5m左右，K82煤层底板以砂质泥岩为主，次为泥岩。

第三节区域防突措施

（一）开采保护层

根据《防治煤与瓦斯突出》第四十条规定，区域防突措施应当优先采用开采保护层，当矿井中所有煤层都有突出危险时，选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采，但采掘前必须按本规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检验；该矿在可采煤层的K6、K8中，因K6煤较薄，突出危险较小，必须作为保护层开采。

　开采保护层区域防突措施应当符合下列要求：

1、开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯；

2、开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层；

3、正在开采的保护层工作面超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍，并不得小于100m；

4、开采保护层时，采空区内不得留有煤（岩）柱。

特殊情况需留煤（岩）柱时，经煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，将煤（岩）柱的位置和尺寸准确地标在采掘工程平面图上。

每个被保护层的瓦斯地质图应当标出煤（岩）柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作前首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。

（一）预抽煤层瓦斯区域防突措施

采取各种方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当符合下列要求：

（1）穿层钻孔或顺层钻孔预抽区段煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制区段内的整个开采块段、两侧回采巷道及其外侧一定范围内的煤层。

要求钻孔控制回采巷道外侧的范围是：

倾斜、急倾斜煤层巷道上帮轮廓线外至少20m，下帮至少10m；其他为巷道两侧轮廓线外至少各15m。

以上所述的钻孔控制范围均为沿层面的距离。

（2）穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应当控制整条煤层巷道及其两侧一定范围内的煤层。

该范围与本条第

（一）项中回采巷道外侧的要求相同；

（3）顺层钻孔或穿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；

（4）穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施应当在揭煤工作面距煤层的最小法向距离7m以前实施（在构造破坏带应适当加大距离）。

钻孔的最小控制范围是：

石门和立井、斜井揭煤处巷道轮廓线外12m（急倾斜煤层底部或下帮6m），同时还应当保证控制范围的外边缘到巷道轮廓线（包括预计前方揭煤段巷道的轮廓线）的最小距离不小于5m，且当钻孔不能一次穿透煤层全厚时，应当保持煤孔最小超前距15m；

（5）顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施的钻孔应控制的条带长度不小于60m，巷道两侧的控制范围与本条第

（一）项中回采巷道外侧的要求相同；

（6）当煤巷掘进和回采工作面在预抽防突效果有效的区域内作业时，工作面距未预抽或者预抽防突效果无效范围的前方边界不得小于20m；

（7）厚煤层分层开采时，预抽钻孔应控制开采的分层及其上部至少20m、下部至少10m（均为法向距离，且仅限于煤层部分）。

第三节区域措施效果检验

（1）开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量及其他经试验（应符合本规定第四十二条要求的程序）证实有效的指标和方法，也可以结合煤层的透气性系数变化率等辅助指标。

当采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量检验时，应当根据实测的最大残余瓦斯压力或者最大残余瓦斯含量按防突规定第四十三条第（三）项的方法对预计被保护区域的保护效果进行判断。

若检验结果仍为突出危险区，保护效果为无效。

（2）采用预抽煤层瓦斯区域防突措施时，应当以预抽区域的煤层残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量为主要指标或其他经试验（应符合本规定第四十二条要求的程序）证实有效的指标和方法进行措施效果检验。

其中，在采用残余瓦斯压力或者残余瓦斯含量指标对穿层钻孔、顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯区域防突措施和穿层钻孔预抽石门（含立、斜井等）揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，必须依据实际的直接测定值，其他方式的预抽煤层瓦斯区域防突措施可采用直接测定值或根据预抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等参数间接计算的残余瓦斯含量值。

第三节区域验证

（一）在工作面进入该区域时，立即连续进行至少两次区域验证；

（二）工作面每推进10～50m（在地质构造复杂区域或采取了预抽煤层瓦斯区域防突措施以及其他必要情况时宜取小值）至少进行两次区域验证；

（三）在构造破坏带连续进行区域验证；

（四）在煤巷掘进工作面还应当至少打1个超前距不小于10m的超前钻孔或者采取超前物探措施，探测地质构造和观察突出预兆。

第五十八条　当区域验证为无突出危险时，应当采取安全防护措施后进行采掘作业。

但若为采掘工作面在该区域进行的首次区域验证时，采掘前还应保留足够的突出预测超前距。

只要有一次区域验证为有突出危险或超前钻孔等发现了突出预兆，则该区域以后的采掘作业均应当执行局部综合防突措施。

安全防护措施

在突出煤层的石门揭煤和煤巷掘进工作面进风侧，必须设置至少2道牢固可靠的反向风门。

风门之间的距离不得小于4m。

反向风门距工作面的距离和反向风门的组数，应当根据掘进工作面的通风系统和预计的突出强度确定，但反向风门距工作面回风巷不得小于10m，与工作面的最近距离一般不得小于70m，如小于70m时应设置至少三道反向风门。

反向风门墙垛可用砖、料石或混凝土砌筑，嵌入巷道周边岩石的深度可根据岩石的性质确定，但不得小于0.2m；墙垛厚度不得小于0.8m。

在煤巷构筑反向风门时，风门墙体四周必须掏槽，掏槽深度见硬帮硬底后再进入实体煤不小于0.5m。

通过反向风门墙垛的风筒、水沟、刮板输送机道等，必须设有逆向隔断装置。

人员进入工作面时必须把反向风门打开、顶牢。

工作面放炮和无人时，反向风门必须关闭。

煤巷掘进工作面采用远距离爆破时，放炮地点必须设在进风侧反向风门之外的全风压通风的新鲜风流中或避难所内，放炮地点距工作面的距离由矿技术负责人根据曾经发生的最大突出强度等具体情况确定，但不得小于300m；采煤工作面放炮地点到工作面的距离由矿技术负责人根据具体情况确定，但不得小于100m。

远距离爆破时，回风系统必须停电、撤人。

放炮后进入工作面检查的时间由矿技术负责人根据情况确定，但不得少于30min。