金西煤矿瓦斯治理方案Word文档下载推荐.docx

1、2927421.64335551842.01532925563.63535550815.00412927389.64135552487.01942926052.63935550464.00422926009.63635551261.00852927407.64335551806.015井田面积：1.2422km2，开采深度：+1700+1250m。织金县白泥乡金西煤矿地理位置图井口数目及位置本矿井初期开采时共有3个井口，井口位置及坐标。井口坐标及井筒特征表井筒名称井口坐标（西安80坐标）井口标高方位角井筒坡度井筒长度（m）（）主平硐292568335550913+16091363337副平硐2

2、92565735550886336回风平硐292563935550789+1620144287第二节 矿井开采技术条件一、水文地质情况区域多属侵蚀溶蚀低、中山山地地形，地表水一般主要为沟谷溪流，地表水受季节性影响较大，主要水系为乌江水系，水流多先汇入三岔河、鸭池河，最终汇入乌江。区域内岩层主要为碎屑岩和碳酸盐岩类，碳酸盐岩包括三叠系下统大冶组和二叠系上统长兴组、中统茅口组，它们主要分布于井田内的西北部和矿界外的东南部，碳酸盐岩分布区多属裸露及半裸露的基岩山区，地表岩溶洼地、落水洞、溶斗等发育，地下水系较发育，溶洞、暗河，大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙、管道、暗河之中，岩层中赋存着

3、丰富的岩溶裂隙水，富水性强，这些岩溶水长途径流，最后以岩溶大泉、岩溶泉群或暗河等形式集中排泄于附近的溪沟中。二、矿区水文地质1、矿区地形地貌区内总体上西北高东南低，矿井东南部地形相对平缓，标高一般15801640m，西北部地形坡度相对较大，坡角一般35度左右，标高变化范围一般16401920m，靠近井田西北边界地段地形又相对趋于平缓，其余地段地形起伏变化不大。区内煤系地层大面积出露，由于岩石抗风化能力较弱，常形成斜坡及冲沟，地下水具有地表接受补给，就近排泄的特点。区内有西北部三叠系下统大冶组及二叠系上统长兴灰岩出露，形成陡坡和较大的溪沟，特别是017县道至矿井东北边缘地段上述特征尤为明显。井田

4、内最低侵蚀基准面位于金西主井东南部的茅口灰岩大面积出露地段，标高约为+1510m。该地段岩溶喀斯特地貌极为明显，溶洞发育，井田河流汇入的落水溶洞高约30m，宽约20m，洞底标高约+1500m。（1）地表水井田周边共有主要溪流五条，分别流向分别为西北及东南向，矿界北部017县道至打煤箐一线为分水岭，井田内共有主要溪流三条，流向均为东南，分别为金西矿主井西侧溪流、ZK201附近LD6溪流、ZK101及新寨附近溪流，2008年10月29日测得金西主井流量为55.6L/S，2008年10月30日测得LD6及新寨溪流量分别为2.2L/S、0.8L/S。三条溪流均为季节性河流，流量季节性变化特征明显，勘探

5、期间，应处于平水期，流量应相对较小，一般69月份应为最高值。（2）断层带富水性、导水性及对矿床充水的影响地勘阶段井田内共施工钻孔6个，共有1个钻孔揭露断层，断层两盘的岩性差异明显，但断层落差较小，施工中冲洗液变化情况不大，原始状态断层的导水性可简要评价，但在开采条件下，可能导致断层活化从而增加导水性。断层导水性分别简述如下：虽钻探资料表明断层导水性较弱，但断层的导水性不一定均一，在开采时留有合理的防水煤柱，未来开采可采煤层时一般不会对矿坑充水造成太大影响，因此开采时提前探放水等应引起足够重视。（3）滑动构造（HP）F1逆断层隐伏于矿井西南角的ZK101号钻孔附近，断层面推测倾向北东，倾角50，

6、落差约7m，为北东盘上升的逆断层。勘探中ZK101号孔197.76m遇该断层，断层造成峨眉山玄武岩及茅口灰岩少量重复，附近地层倾角增大，地层伪厚有所增加，在破碎带钻进中，该层位附近钻孔未漏水，消耗量稍有增大，最大消耗量0.58m3/h，断层带附近水位为1.60m，水位变较正常钻进无变化，该断层位于矿井西南边缘煤系底部，正常情况下只会对龙潭底部煤层产生一定影响。2、老空积水金西煤矿为在生产矿井，矿井正常涌水量15m3/h，最大涌水量30m3/h，随着开采深度的增加或生产规模的扩大，矿井涌水量可能增加。另马鬃岭煤矿井老井口现已封闭，原矿井采空区及老硐应有一定程度充水。井田东南部煤层露头线附近分布有

7、大量老窑，老窑开拓方式主要为平硐或斜井，开采垂深普遍小于50米，开采时间长短不一。老窑经天长日久内部积存着一定的矿坑水，区内调查的老窑有7个老窑出水，流量0.052.70L/s，一般小于0.5L/s。井田从1998、1999年开始建井，已有8、9年的开采历史，在原马鬃岭煤矿中部的16煤层中，已形成了8475m2面积的采空区。在原金西煤矿中部的16煤层中，已形成了16325m2面积的采空区。地表水沿导水裂隙进入采空区形成采空区积水，是矿井充水的主要水源之一。井田内有多处小窑及废井分布，当矿井与小窑挖穿后，小窑水便进入矿井，生产中要注意小窑水的防治工作，做到“有疑必探、先探后掘”。3、矿区水文地质

8、类型井田矿床位于最低侵蚀基准面以上及以下，直接充水水源主要为龙潭组弱碎屑岩裂隙水，其次为老窑采空区积水、第四系孔隙水、河水溪沟水。由于井田构造复杂程度简单，开采条件下部分断层有可能活化存在一定导水性，故本井田矿床为以顶板直接进水的裂隙充水矿床为主，水文地质条件中等，水文地质类型属第二类第二型，简称二类二型。4、矿井充水因素分析与涌水量计算（1）矿井充水因素分析地表冲沟水区内可采煤层缓倾斜展布全井田，并在溪沟附近多有煤层露头，季节性的冲沟水沿途接受泉水及煤窑水、山坡紊流的补给，雨季还有较大面积大气降水汇入，水量较大，这些冲沟多位于含煤地层露头地带，冲沟附近的网状、脉状裂隙密集，它们与煤层风化、氧

9、化带直接接触，可能沿风化裂隙、老窑及原矿井浅部采空区渗入或突入矿井，为矿井开采的直接充水水源。第四系孔隙水井田内第四系多分布在矿井东南部煤系露头及沟谷中，覆盖的第四系，含水性弱，加之厚度不大，蓄水量有限，对煤矿开采影响小。大冶组强岩溶含水层下距主要可采煤层一般超过安全距离，煤系地层中有多层泥岩隔水层，无断层沟通时，与含煤地层一般无水力联系，一般为含煤地层上覆的独立含水体。长兴大隆组岩溶裂隙含水层直接覆盖于含煤地层之上，处于龙潭顶部煤层的冒落裂隙带影响范围内，由于是井田开采西北部龙潭上段煤层时的主要间接充水水源，中、下段煤层，一般影响不大，若遇断层等因素与之沟通，可能对开采带来一定的影响。龙潭组

10、弱裂隙含水层该组主要为碎屑岩，富水性总体微弱，在构造裂隙带及应力破坏影响的地段，含水量相对会较大，矿床开采到这些地段，矿井出水量会比正常出水量增大。该组为煤矿床开采的直接充水水源。跟据现金西煤矿开采情况，开采15万吨规模时最大涌水量30m3/h，矿井规模若扩大至30万吨时，涌水量会相应增加。采空区积水煤系底部强富水岩组裂隙溶洞水矿井东南边界附近茅口组（P2m）岩溶发育，落水洞有发育，含裂隙溶洞水，强富水岩组。正常地层层序，它们位于龙潭煤系之下，有峨眉山玄武岩组相对隔水层阻隔，一般不会对矿井造成充水威胁，但与最下一层34煤间距较小，一般为30m，故茅口组（P2m）强富水岩组的裂隙溶洞水就有可能成

11、为开采龙潭组下部煤层的充水水源，经区域资料证实，其富水性并不均一，煤矿开采亦应加强防范。（2）矿井涌水量计算井田总体为一向西北倾斜的单斜构造，煤层倾角一般为20度左右，矿井开采划分为一个水平，下山开采；现准采标高为+1250m至+1700m。因此可分别采用大井法及比拟法预计矿井涌水量。根据地质勘探探明煤层资源量情况，矿井资源量基本可满足30万t/a的要求，原核实报告及金西矿开发利用方案中均按15万吨/a进行了矿井涌水量预计，地质勘探报告按30万t/a开采规模预测矿井涌水量，以满足矿井继续改扩建，更好的开发煤炭资源的需要。分别采用比拟法及大井法预计矿井涌水量如下：金西煤矿已经具备了15万吨/a的

12、开采规模，若继续扩大开采规模水文地质条件与现开采矿井水文地质条件类似，采煤工作面长度变化不大，宽度变化较大，故本报告采用单位涌水量比拟法预算矿井正常涌水量，在此基础上利用涌水量变化系数，预算矿井最大涌水量。计算方法、公式及参数选择用现金西煤矿开采面积内水位降深值及涌水量与金西煤矿扩大开采规模后开采揭露面积及水位降深值作为基本参数，将现金西煤矿实际涌水量乘以相关比拟系数，即得金西煤矿30万吨/a正常涌水量，矿井涌水量再乘以涌水量变化系数可得到矿井最大涌水量。计算公式及结果如下：式中：Q-预计本矿井开采龙潭组煤层正常矿井涌水量（m3/h）； Q0-现金西煤矿实际工作面正常涌水量（m3/h）； F0

13、-现金西煤矿实际工作面开采面积（km2）； S0-现金西煤矿实际水位降低（m）；F-预计开采面积（km2）；S-预计水位降低（m）；-涌水量变化系数金西煤矿现开采规模为15万吨/a，矿井正常涌水量为15 m3/h，最大涌水量为30 m3/h。现采煤工作面为1604工作面，工作面宽度约为60m，长度约为260m；若扩大开采规模至30万吨/a，宽度一般为120m；现平均开采标高为+1588m，矿井充水主要为龙潭组风化裂隙水，水位降低约为82m（S0）；预计30万吨开采规模工作面宽度约为120m，工作面长度260m，开采最深标高为+1330m，ZK302号孔静止水位标高为+1774.58m，矿井开采

14、预计最大水位降低为444.58m（S），矿井涌水量预计应充分考虑风险因素，因此预计采用该值。矿井涌水量预计将上述参数代入公式中得：Q42m3/h。依据贵州地区龙潭组裂隙充水矿床经验系数，本矿井最大涌水量变化系数取值为3.0，经计算的到本矿井最大涌水量：Q最=Q3.0=126m3/h综上所述，金西煤矿30万吨/a开采龙潭组煤层时按比拟法预计正常涌水量取值42m3/h，最大涌水量取值126m3/h。三、可采煤层及储量资源量估算结果表四、瓦斯、煤尘、煤的自燃及地温1、瓦斯根据贵州省能源局文件关于毕节市工业和能源委员会的批（黔能源煤炭20124498号），该矿2012年瓦斯等级鉴定为突出矿井，绝对瓦斯

15、涌出量为0.58m3/min。该矿地质报告未对瓦斯赋存情况进行勘测和分析，未提供各煤层瓦斯含量、压力等相关瓦斯参数。设计只能采用经验公式计算瓦斯压力、含量及涌出量。2、煤尘爆炸性根据2012年9月1日贵州省煤田地质局实验室提交的14号煤层，以及2003年12月2日提交的16号煤层煤尘爆炸性鉴定报告，14、16煤层为煤尘无爆炸性；其他煤层未作鉴定，按煤层易自燃、煤尘有爆炸危险性进行管理。3、煤的自燃倾向性根据2012年9月1日贵州省煤田地质局实验室提交的14号煤层，以及2003年12月2日提交的16号煤层煤炭自燃倾向等级鉴定报告，该矿14、16煤层为不易自燃煤层，其他煤层未作鉴定，按煤层易自燃进

16、行管理。4、地温矿区无地温异常现象，属地温正常矿井。地温对矿井开采影响较小。5、冲击地压勘探地质报告及矿方提供的资料中均没有提及关于冲击地压的资料，本井田内也无冲击地压的历史记录，目前设计开采各煤层浅部资源，开采深度不大暂按无冲击地压考虑。需配备地音监测系统等冲击地压监测仪器，密切注意冲击地压了生的可能性，采取有针对性的预测和防治措施。6、煤与瓦斯突出危险性该矿为整合矿井，勘探地质报告未提供煤与瓦斯突出相关资料。根据贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见（黔安监管办字2007345号），本矿井位于煤与瓦斯突出区域。因此，

17、金西煤矿按煤与瓦斯突出矿井进行设计和管理。第二章 矿井的开拓开采现状第一节 开拓开采情况一、开拓开采布置采用平硐开拓。现已形成主平硐、副平硐、回风平硐三条井筒。xyz2925683.0035550913.00+1609m1372925657.5435550886.061362925639.8635550789.68+1620m144设计开采二采区时：在距副平硐井口175m处开口布置二采区轨道下山上部车场，然后以22角度沿16煤层底板布置轨道下山至井田边界煤柱处，后转向沿井田边界煤柱布置41m落平于+1493.3m标高，再接着布置二采区下部车场；在距副平硐井口263m处开口布置了一联络巷，然后以

18、22的倾角沿16煤层布置二采区运输下山至+1544m标高，后加大角度进入16煤层底板，以25的倾角布置运输下山125m落平于+1493.3m标高，二采区运输下山上部与回风联络巷贯通，与主平硐之间通过进风联络巷及溜煤斜巷联系；在距回风平硐井口267m处开口以22的倾角沿16煤层布置二采区回风下山至+1544m标高，后加大角度进入16煤层底板，以25的倾角布置回风下山136m落平于+1493.3m标高，掘下山联络巷与三条下山贯通，在下山底部布置水泵房、变电所、水仓、消防材料库，形成全负压通风系统；二、水平及采区划分1、水平划分矿井划分为两个块段、三个水平，以矿井原金西煤矿主平硐井口往西南方向偏移4

19、0m并垂直井田边界划分界限，界限西南方向划分为一块段，块段内划分为两个水平，水平标高分别为+1609m、+1493m；界限北东方向划分为二块段，块段内划分为一个水平，水平标高为+1530m。2、采区划分矿井划分五个采区，块段一内划分为三个采区， +1609m标高之上为一采区，+1609m标高之下、+1493m标高之上为二采区，+1493m标高之下为五采区；块段二内划分为两个采区， +1530m标高之上为三采区，+1530m标高之下为四采区。三、开采顺序1、采区间的开采顺序为一采区二采区三采区四采区。2、煤层开采顺序M17M23M14M16M27M29M34四、采煤方法和采煤工艺采用长壁式采煤方

20、法，采用爆破落煤，单体液压支柱配铰接顶梁支护，全部陷落法管理顶板。第二节 主要的生产系统概况一、通风系统1、矿井通风方式：采用中央机械抽出式通风方式现有主平硐、副平硐为进风井；回风平硐为回风井，为两进一回的通风系统。2、通风设施安装了2台FBCDZ-18型防爆对旋轴流式风机，一台运行，一台备用。配套电机功率2132KW，380V，风量范围2769m/s ，风压范围负压1584069Pa，控制柜由主机厂随机配套，采用变频控制，可实现对通风机的实时监控，通过矿井局域网将有关参数传送至矿调度室。风机经省级检测合格；矿井安设有反风门，控制柜装有可逆开关，通过风机反转实现矿井反风需要。回风井口有防爆门，

21、有运行记录、管理制度，有电流表、电压表、水柱计。已进行通风机性能测定，有运行记录、管理制度。二、瓦斯抽放系统1、安装了2BEA-40型瓦斯抽放泵2台进行高负压抽放（1用1备），最大抽气量134m3/min，极限压力160hPa，电机功率为185kW，供电电压380V；安装了2BEA-40型瓦斯泵2台进行低负压抽放（一台工作、一台备用），最大抽气量134m3/min，极限压力160hPa，电机功率为185kW，供电电压380V。2、两趟抽放管路对接到井下各个抽采地点，主管为350mm钢管，支管为200mm聚乙烯复合管。3、主管材料采用钢管，采用法兰盘连接，支管材料采用聚乙烯复合管，采用插接式连接

22、。4、系统安装控制阀门、孔板流量计和负压放水器、正压放水器、防爆和防回火装置、防爆阀、配气口、放空管、旁通管、避雷针、循环水泵、监测系统、消防器材、测量装置等附属设施。钻场内各钻孔管路中安设了压力表，泵站的装机能力和管网能力满足瓦斯抽采达标的要求。5、井下各掘进和采煤作业点均敷设抽放管路，掘进工作面交替作业预抽瓦斯，巷道每掘进50m布置一个钻场，向巷帮打眼预抽瓦斯。6、矿井建立了专职瓦斯抽放管理机构，设立专职抽采队伍，负责矿井瓦斯抽放工作。（1）瓦斯抽放管理机构：组 长：袁玉龙副 组 长：吴加洪周建洪褚宏友 彭东海抽采成员：邵乃胜 王晓刚 翁孝龙 王东山 李伟成 候 军 赫双久 杨年飞 朱文武

23、 胡长贵 汪 鹏 刘清华（2）抽放钻机设备:矿井配备了抽采钻机4台，型号为全液压坑道钻机ZDY-1250型，42mm钻杆200米。抽放管路敷设到井下各采掘作业点；主要预抽煤层瓦斯和采空区瓦斯。三、监测监控和人员定位系统矿井监控系统：矿井按要求安装了型号为KJ90NA安全监控系统和KJ251人员定位系统，当前井下监控系统共设置8个智能分站，安装各类传感器78个，其中：瓦斯传感器40个、风门传感器10个，风速传感器6个、温度传感器4个、设备开停传感器14个、CO传感器2个、避雷器1个；人员定位系统系共设置读卡器8个，配备识别卡500个，实现了煤矿与县安监局信息中心联网，两套系统运行正常。所有传感器

24、数量达到双配标准，并按规定要求及时送检调校，保证了正常检测。四、通风设施管理1、控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等通风设施必须可靠、位置合理、严密不漏风。任意两道风门之间的距离不小于6m，工作面回风侧不应设置风门，凡是进风、回风风流平面交叉的地点均应设置风桥。矿井的总进风巷、总回风巷、矿井一翼的总进风巷、总回风巷应设置永久测风站，采掘工作面及其他用风地点应设置临时测风站。2、严格执行测风制度，每10天进行一次全面的测风。采掘工作面及其他用风地点应根据实际需要随时测风，在测风站悬挂记录牌及风速传感器。3、在用局扇必须保证24小时连续运转，指派专人负责管理。在用局扇必须实行挂牌管理，牌板上应填明供

25、风地点、供风量、局扇功率、供风距离、出口风量、入风口瓦斯浓度、负责人等，并注明填写人姓名和时间。4、局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距回风口不得小于10m，全风压供给该处的风量必须大于局扇最大吸入风量的30%，避免吸循环风。5、掘进工作面的通风必须实现“三专两闭锁”和“双风机、双电源”，且能自动切换（转换）供风。6、局部通风机因检修、停电等原因需要停风时，在停风前，必须立即切断电源、撤出人员、设置栅栏。恢复通风前必须先检查瓦斯，只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可人工启动局部通风机。7、严格风筒管理，发现有破口必须及时修补或更换，风筒吊挂平

26、直，逢环必挂，风筒接头严密，软质风筒接头要双反压边，风筒拐弯处设弯管或缓慢拐弯，不准拐死角，异径风筒接头必须用过度节，先大后小，不准花接。风筒出风量必须根据工作面的瓦斯涌出量确定，保证无瓦斯超限或积聚，风筒口到掘进工作面距离不得超过5m。严禁使用非阻燃、非防静电的风筒。8、局部通风机必须保持经常运转，严禁随意停开，无论工作或交接班时，都不得停风（除批准的计划停风外）。9、带班领导必须对整个采区和工作面的进、回风巷进行定时不定时的检查，确保进回风巷的巷道完好，通风正常。第三章 井下各采掘工作面瓦斯治理实施方案第一节 21701回采工作面瓦斯治理方案一、21701工作面：1、21701工作面位于井

27、田南翼、皮带下山以北，东、西为工作面机、风巷；南至二采区皮带下山保护煤柱停采线；北为二、四采区分界保护煤柱线，21071工作面沿保护煤柱线开切眼；工作面起止标高+15751609m，走向长180m，倾向长60m。该工作面17煤黑色,块状为主，少量粉粒状，为半亮半暗型煤。煤层倾向225,平均倾角22。根据巷道揭露及现开采的情况，该区域瓦斯涌出较稳定，煤层最大厚度为1.8m，最小煤厚0.82m平均厚度1.24m。煤层结构简单。该工作面内煤层产状变化不大，煤层局部含1层夹矸（炭质泥岩）,该面于2018年12月始采，预计2019年12月回采结束。2、预计瓦斯涌出量:（1）该工作面为二采区17煤层工作面

28、，由于煤层埋藏较深150米左右，且在F1断层附近，瓦斯含量相对较大。（2）根据2012年瓦斯等级鉴定结果，绝对瓦斯涌出量为0.58m3/min。（3）本工作面回采期间，瓦斯来源主要为：临近层煤层瓦斯：17煤层上覆16煤30米，上覆11601回采工作面于2014年5月前已开采，下邻近层23煤层27米，未开采，受11601工作面采动，对21701工作面瓦斯有所释放，但必须加强瓦斯抽采治理管理。回采期间瓦斯涌出本煤层回采期间涌出的瓦斯分为两方面：一是本煤层从煤壁涌出的瓦斯与老塘遗煤释放的瓦斯；二是临近煤层（下邻近层23煤）受采动影响释放的瓦斯。3、瓦斯治理设计（1）该工作面主要采用上隅角埋管抽放采空区瓦斯和机、风巷埋管抽放。（2）抽放管的布置方式：风巷采空区采用在工作面上隅角预埋带钢丝胶管抽放管2-3根，抽放胶管50mm长度为3米一根，胶管安置在上隅角采空区中上部，埋藏长度为1米，随工作面放顶随时回撤，埋藏距离始终保持1米；并在被埋藏的1米范围内胶管上钻孔，钻孔孔径为5mm，再在上隅角采用黄泥沙袋子封闭上隅角，黄泥沙袋子随着工作面推移而前移，抽放管主管尺寸为400mm，支管200与主管路联接，并入地面永久系统进行抽