龙塘石门揭煤防突专项设计.docx

1、龙塘石门揭煤防突专项设计兴文县浩源煤业有限责任公司龙塘煤矿主提升轨道二甩 会审人员签字矿 长矿工程师生产副矿长安全副矿长机电副矿长 总工程师 兴文县浩源煤业有限责任公司龙塘煤矿石门揭煤专项防突设计前 言根据国家安监总局的规定：第一条为了加强煤与瓦斯突出的防治工作，有效预防煤矿突出事故，保障煤矿职工生命安全，根据安全生产法、矿山安全法、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定等法律、行政法规，制定本规定。第二条煤矿企业（矿井）、有关单位的煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出（以下简称突出）的防治工作，适用本规定。现行煤矿安全规程、规范、标准、规定等有关突出防治的内容与本规定不一致的，依照本规定执行。第

2、三条本规定所称突出煤层，是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。所称突出矿井，是指在矿井的开拓、生产范围内有突出煤层的矿井。第四条有突出矿井的煤矿企业主要负责人及突出矿井的矿长是本单位防突工作的第一责任人。有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当设置防突机构，建立健全防突管理制度和各级岗位责任制。第五条有突出矿井的煤矿企业、突出矿井应当根据突出矿井的实际状况和条件，制定区域综合防突措施和局部综合防突措施。区域综合防突措施包括下列内容：（一）区域突出危险性预测；（二）区域防突措施；（三）区域措施效果检验；（四）区域验证。局部综合防突措施包括下列内容：（一）工作面突出危险性预测；

3、（二）工作面防突措施；（三）工作面措施效果检验；（四）安全防护措施。第六条防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头、不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。区域防突工作应当做到多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标。一、石门揭煤区域煤层、瓦斯、地质构造及巷道布置情况：（一）石门揭煤区域煤层情况：矿区内含煤地层为二叠系上统宣威组。1）宣威组第四段：全段平均厚36.35m，含煤14层，但均不可采。2）宣威组第二加三段：两段平均厚108.16m，上部含煤37层，为本区主要含煤段，含可采煤层3层，分别是B4、B3 和B1煤层。2、煤层特

4、征B4煤层:位于宣威组第二、三段(P2x23)顶部，下距B3煤层平均间距4.2m，简单结构，煤层厚度0.751.87m，平均厚度1.18m。全区稳定可采。B3煤层:位于宣威组第二、三段(P2x23)顶部，下距B1煤层平均间距6.5m，简单结构，煤层厚度0.801.7m，平均厚度1.25m。全区稳定可采。B1煤层:位于宣威组第二、三段(P2x23)中上部，上距B3煤层平均间距6.5m，简单结构，煤层厚度0.460.81m，平均厚度0.68m。全区稳定可采。各可采煤层特征详见表2-1-1。表2-1-1 可采煤层特征表序号煤层名称煤层厚度(m)煤层倾角体重(t/m3)层间距(平均)(m)1B4 11

5、141.654.22B3 1.556.53B1 1.50四、煤类、煤质及煤的用途1、煤质1）煤的物理性质B4、B3、B1煤层的条痕均为黑色，呈强玻璃光泽，断口阶梯状，参差状，内生裂隙发育。B4煤层质地坚硬，呈块状，煤层结构呈两分状，上部是均匀状暗淡型煤；下部为细条带线理状暗煤和线理状、均匀状暗淡煤组成。B3煤层质地松脆，外生节理发育，易碎，煤层结构三分性清晰，中部为条带状光亮煤，上、下部为细条带、线理状半暗煤。（二）石门揭煤区域瓦斯情况：参照相邻的四川省珙县先锋硫煤矿区德赶坝矿段精查地质报告资料,各煤层瓦斯成分见表3-1-1。表3-1-1 矿井各煤层瓦斯成分煤层采样深度（m）采样点标高（m）自

6、然瓦斯成份（%）CH4CO2N2CC4B4498.00498.15+405.7689.190.759.330.73422.87423.17+326.9893.291.265.03微360.40360.53+343.7476.781.7420.85微B3500.84501.04+403.6494.330.585.09微429.36429.91+320.0092.501.505.25微375.97376.10+325.6040.820.7058.44微B1425.61426.08+408.4877.3918.5633.53633.83+322.5894.500.844.28微386.55386.6

7、6+315.1075.200.8723.86微3.1.1.2 瓦斯参数参照相邻的四川省珙县先锋硫煤矿区德赶坝矿段精查地质报告资料, 区内煤层瓦斯风氧化带垂深30m左右、瓦斯压力约2.6MPa，各煤层瓦斯含量如下:B4煤层:13.6520.14m3/t，平均16.94m3/t；B3煤层:14.0519.03m3/t，平均16.63m3/t；B2煤层：10.4917.46m3/t，平均14.45m3/t；B1煤层:10.5416.66m3/t，平均13.94m3/t。煤层瓦斯梯度在30.4632.05m/(m3.t-1)之间。3.1.1.3 煤层透气性系数矿井原始煤层透气性系数约为1.07810-

8、33.05310-3(m2/MPa2d)。3.1.1.4 煤与瓦斯突出危险性2008年度瓦斯等级鉴定本矿为煤与瓦斯突出矿井，本矿有煤与瓦斯突出危险性。3.1.1.5 其它有害气体情况煤层及井下空气中不仅含有瓦斯、二氧化碳、氮气等气体，在不同情况下尚可能出现一氧化碳、硫化氢、重烃等有毒有害气体。3.1.2 瓦斯涌出量预测及变化规律分析3.1.2.1 瓦斯涌出量预测因矿井2009年未生产，设计采用2008年度鉴定的矿井瓦斯涌出量数据，采用矿山统计法预测矿井瓦斯涌出量如下：1、煤层瓦斯风氧化带深度H130m，根据矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）5.2.3，取煤层瓦斯风氧化带下部边界的相

9、对瓦斯涌出量q12.0m3/t。2、矿井2008年瓦斯等级鉴定时的最低开采标高为+450.0m，对应地表高程+1125m，煤层埋深H2675m，相对瓦斯涌出量q236.77m3/t。3、相对瓦斯涌出量随开采深度的变化剃度a值为：a18.6m/(m3.t-1)4、设计最低开采煤层标高+350.0m，对应地表最大高程1150m，煤层埋深H800m，预测矿井瓦斯涌出量为：qCH4+2 +243.4(m3/t)5、矿井设计生产能力150kt/a，平均日产量455t,依据上述相对瓦斯涌出量预测结果换算，矿井绝对瓦斯涌出量预测为13.7m3/min。按3.4瓦斯抽采设计，矿井建立地面永久固定瓦斯抽采系统，

10、其抽采纯量为5.0m3/min。扣除瓦斯抽采量后，井下绝对瓦斯涌出量为8.7m3/min。根据对矿井瓦斯涌出量构成情况的考察，预测矿井采掘工作面及其它地点瓦斯涌出量情况见表3-1-2。表3-1-2 采掘工作面及其它地点瓦斯涌出量预测表（抽采后）序号瓦斯涌出地点绝对瓦斯涌出量(m3/min)1回采工作面12.62煤巷掘进工作面11.23煤巷掘进工作面21.24岩巷掘进工作面0.55采空区及其它地点3.2合计8.73.1.2.2 瓦斯等级矿井2008年度瓦斯等级鉴定结果为：绝对CH4涌出量2.53m3/min，相对CH4涌出量36.77m3/t，鉴定为煤与瓦斯突出矿井。2、煤尘爆炸性煤层自然发火倾

11、向性及煤尘爆炸危险性据四川省煤炭产品质量监督检验站提交的检测报告，B4、B3和B1煤层自然发火倾向性等级均为类，属不易自燃煤层，煤尘均无爆炸危险性。鉴于B4煤层含硫量较高，为提高矿井的安全可靠性，设计提高一个等级，按煤层自然发火倾向性等级为类（自燃煤层）设计。3、煤与瓦斯突出危险性参照相邻的四川省珙县先锋硫煤矿区德赶坝矿段精查地质报告资料,各煤层瓦斯成分见表3-1-1。表3-1-1 矿井各煤层瓦斯成分煤层采样深度（m）采样点标高（m）自然瓦斯成份（%）CH4CO2N2CC4B4498.00498.15+405.7689.190.759.330.73422.87423.17+326.9893.2

12、91.265.03微360.40360.53+343.7476.781.7420.85微B3500.84501.04+403.6494.330.585.09微429.36429.91+320.0092.501.505.25微375.97376.10+325.6040.820.7058.44微B1425.61426.08+408.4877.3918.5633.53633.83+322.5894.500.844.28微386.55386.66+315.1075.200.8723.86微3.1.1.2 瓦斯参数参照相邻的四川省珙县先锋硫煤矿区德赶坝矿段精查地质报告资料, 区内煤层瓦斯风氧化带垂深30

13、m左右、瓦斯压力约2.6MPa，各煤层瓦斯含量如下:B4煤层:13.6520.14m3/t，平均16.94m3/t；B3煤层:14.0519.03m3/t，平均16.63m3/t；B2煤层：10.4917.46m3/t，平均14.45m3/t；B1煤层:10.5416.66m3/t，平均13.94m3/t。煤层瓦斯梯度在30.4632.05m/(m3.t-1)之间。3.1.1.3 煤层透气性系数矿井原始煤层透气性系数约为1.07810-33.05310-3(m2/MPa2d)。3.1.1.4 煤与瓦斯突出危险性2008年度瓦斯等级鉴定本矿为煤与瓦斯突出矿井，本矿有煤与瓦斯突出危险性。（三）石门

14、揭煤区域地层、地质构造1、地层矿区及外围出露梁山组、栖霞组、茅口组、宣威组、飞仙关组、铜街子组、嘉陵江组、雷口坡组、须家河组及第四系地层，地层特征由老至新如下：1、二叠系下统梁山组(P1l)厚15m。海陆交互相的深灰色粘土岩，上部含炭质及小结核状黄铁矿，局部夹钙质结核及硅质灰岩条带；顶部为一薄层炭质泥岩；下部粘土岩，致密断口具滑感，含星散状黄铁矿，分布不均。与下付地层假整合接触。2、二叠系下统栖霞组 (P1q)厚131.8m。上部灰浅灰色厚层状石灰岩，燧石团块含量向上渐多，顶部为深灰色石灰岩，具缝合线构造；下部为灰浅灰色生物碎屑灰岩，方解石脉发育。与下付地层假整合接触。3、二叠系下统茅口组(P

15、1m)厚311.5m。浅灰色灰黑色石灰岩夹生物碎屑灰岩，上部多燧石结核，底部夹钙质灰岩及钙质页岩，含较多的蝌蚪、腕足化石。与下付地层假整合接触。4、二叠系上统宣威组(P2x)出露于矿区北部，厚124173.8m，平均154.04m。上部为海陆交替相的砂岩夹泥灰岩，含极薄煤层；中、下部为泥岩、粘土岩、炭质泥岩夹砂岩、粉砂岩，含煤层和透镜状菱铁矿；底部为硫铁矿层。产植物及腕足化石，与下付地层假整合接触。根据岩性组合和含煤性可分为三段：即宣威组第一段(P2x1)、第二、三段(P2x23)、第四段(P2x4)。第一段(P2x1)：厚2.0718.53m，平均8.59m。岩性主要为灰色泥岩夹深灰色中厚层

16、状粉砂岩、砂岩。第二、三段(P2x23)：厚98.28121.54m，平均108.16m。岩性以灰绿、暗绿色薄中厚层状细中粒岩屑砂岩为主。下部以浅灰、灰色泥岩、炭质泥岩和煤层，次为粉砂岩、砂质泥岩及砂岩，含煤及煤线410层。第四段(P2x4)：厚30.1143.50m，平均36.35m。岩性以深灰色、暗绿色粉砂岩、砂质泥岩为主，次为深灰色、黑灰色泥岩、细砂岩和粉砂岩，间夹碎屑灰岩、泥灰岩，含煤14层。5、三叠系下统飞仙关组(T1f)厚363.6713m。紫红色、暗紫色、灰绿色粉砂岩、细砂岩、砂质泥岩、泥岩不等厚互层，夹灰岩、泥灰岩、局部含细砂岩、产瓣鳃及腕足类化石。与下付地层假整合接触。从下到

17、上可分五段：第一段(T1f1):出露于矿区北部，厚80106.3m，平均91.28m。岩性为绿色、蓝灰色泥岩、砂质泥岩夹细砂岩。顶部为泥岩、鲕状灰岩、泥灰岩。底部为平均厚0.58m的生物碎屑灰岩，于宣威组分界。与下付地层假整合接触。第二加三段(T1f23):呈条带状出露于矿区中部，厚165207.7m，平均187.2m。岩性为紫红色、紫灰色粉砂质泥岩、泥岩夹细粒砂岩。中下部夹灰绿色细砂岩和粉砂岩，含钙质结核和条带。第四段(T1f4):呈条带状出露于矿区中部，厚81114m，平均95.72m。顶、底部为灰绿色泥岩和粉砂质泥岩，中部为暗紫紫灰色粉砂质泥岩夹粉砂岩。第五段(T1f5):呈条带状出露于

18、矿区南部，厚80123.5m，平均102.22m。上部为暗紫色钙质泥岩，中部为砂质泥岩，下部为薄层至中厚层状泥岩，砂质泥岩夹和粉砂岩。6、三叠系下统铜街子组(T1t)厚182.5256m。下部为灰紫灰色泥灰岩夹泥质灰岩和钙质泥岩；中部为灰色、黄绿色中层状石灰岩夹泥质灰岩；上部为黄灰、紫红、黄绿色水云母泥岩，夹白云质泥岩、假鲕状白云岩和泥质粉砂岩。本组地层产瓣鳃、菊石化石。与下付地层整合接触。7、三叠系下统嘉陵江组(T1j)厚178.5280.09m。下部为棕灰色白云质灰岩夹深灰色石灰岩，产瓣鳃、菊石化石；上部白云岩、角砾状白云岩、白云质灰岩。本组地层与下付地层整合接触。8、三叠系中统雷口坡组(

19、T2l)厚0224.3m。深灰、黄灰色灰岩、泥质灰岩于白云质灰岩、泥质白云岩互层，夹紫色、黄绿、黑色白云质泥岩，底部为“绿豆岩”。产瓣鳃化石。与下付地层整合接触。9、三叠系上统须家河组(T3xj)厚489.64763.6m。浅灰深灰色石英砂岩，长石石英砂岩、粉砂岩、砂质页岩、页岩不等的互层，夹炭质泥岩、煤线和菱铁矿结核、产植物化石。与下付地层整合接触。10、第四系(Q)厚013m。零星分布于沟谷及其两侧阶地和山麓地带，主要以砂土、亚砂土、亚粘土及砂砾等组成，厚度变化较大。与下付地层呈不整合接触。2、地质构造矿区处于长宁双河背斜南西翼龙塘矿段，总体为宽缓的单斜构造，地层倾向220，倾角1114。

20、矿区内断层较发育，走向断层断距大，延展长，F26、F29为正断层，呈东西走向贯穿全区，F26南倾而F29北倾，形成楔形构造，断距4050m。F27、F28为南北向倾向断层，断距10m左右，区内构造复杂程度属中等类型。二、建立安全可靠的独立通风系统以及加强控制通风风流设施的措施1、建立完善、可靠的通风系统。按照“缩短通风流程、扩大通风断面、减少通风阻力、增加通风能力、提高抗灾能力”的原则，优化井下通风系统，做到网络简单、风流稳定、系统可靠、风量充足、风速风质符合要求。切实保证矿井总风量富余系数应当在1.8以上。矿井井下通风系统还应该做到以下几点：1）井巷揭穿突出煤层前，必须具有独立、可靠地通风系

21、统；2）突出矿井、有突出煤层的采区、突出煤层的工作面都必须要具有独立的回风系统。采区回风巷是专用回风巷。3）在突出矿井中严禁任何两个采掘工作面之间串联通风；4）煤与瓦斯突出采掘工作面的回风侧不得安设调节风量的设施。容易自燃的煤层采煤工作面需要安设调节风量的设施，必须经过煤矿技术负责人批准。5）必须在采区回风巷道和总回风巷道安设高低浓度甲烷传感器。6）严禁在井下安设辅助通风机；7）突出煤层掘进工作面必须采用压入式进行通风。三、控制突出煤层层位准确确定安全岩柱厚度的措施，测定瓦斯压力的钻孔等工程布置、实施方案1、控制方法：在石门掘进至距离煤层最小法向距离10米前，应当至少打2个穿透煤层全厚且顶（底

22、）板不小于0.5米的前探取芯钻孔，并详细记录岩芯资料。当需要测定瓦斯压力的时候，前探钻孔可作为测定钻孔；如果二者不能共用时候，则测定钻孔应布置在该区域各钻孔见煤点间距最大的位置。在地质构造复杂、岩石破碎的区域，石门揭煤工作面掘进至距离煤层最小法向距离20米前必须布置一定数量的前探钻孔，以保证确切掌握煤层厚度、倾角变化、地质构造和瓦斯情况。也可用物探等手段探测煤层的层位、赋存形态和底（顶）板岩性致密性等情况。2、测定瓦斯压力的方法：测定瓦斯压力采用TWY突出测定仪进行测定。3、岩芯资料的记录：岩芯资料的记录包括岩石的性质、结构、致密性等情况。4、超前前探钻孔的起始点位置：该石门掘进的超前前探钻孔

23、的起始点位置从该掘进开门20米处开始前探。前探起始点位置如下图所示： 8m 起始点位置 20m前探起始点位置从巷道开门向内20米处开始，与原巷道成23度的夹角，切实保证起始点的位置距离原巷道的法向距离不得大于10米，其法向距离为8米。5、取芯和测定瓦斯压力钻孔的布置如下图： 0.5 m B4煤层B3煤层 0.5m 0.5m 起始点位置四、两个“四位一体”综合防突措施石门巷道揭煤必须按照防治煤与瓦斯突出规定上的要求，坚持两个“四位一体”的综合防突措施。顺序为：（一）先进行石门揭煤区域性预测（分为开拓前区域性预测和开拓后区域性预测）1、区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行，也可以

24、采用其他经试验证实有效的方法。 根据煤层瓦斯压力或者瓦斯含量进行区域预测的临界值应当由具有突出危险性鉴定资质的单位试验考察。在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。 区域预测新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行。在试验前和应用前应当由煤矿企业技术负责人批准。 2、根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的区域预测方法应当按照下列要求进行； 1)煤层瓦斯风化带为无突出危险区域；2)根据己开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果，采用瓦斯地质分析的方法划分出突出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造有直接关系

25、时，则根据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两侧突出区边缘到构造线的最远距离，并根据下部区域的地质构造分布划分出下部区域构造线两侧的突出危险区；否则，在同一地质单元内，突出点及具有明显突出预兆的位置以上20m (埋深)及以下的范围为突出危险区域。 3、采用开拓后区域预测时，应当符合下列要求: (1)预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据； (2)测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置;同一地质单元内沿煤层走向布置测试点不少于2个，沿倾向不少于3个，并有测试点位于埋深最大的开

26、拓工程部位。 (3)在揭煤前沿煤层至少打三个孔，进行测定煤层瓦斯压力及煤层瓦斯含量，按表 321区域预测的临界值，判断煤层的突出危险性。 在向其它采区开拓时，按上述方法在石门处对煤层进行突出危险性区域预测。 表3-2-1根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值 区域类别瓦斯压力p瓦斯含量w(m3/t)无突出危险区0.748在以上区域预测的临界值达到或超过时，为突出危险区 对不同标高的煤层区域判断其突出危险性，经区域预测为突出危险的煤层，必须采 取区域防突措施并进行区域措施效果检验。经区域预测为无突出危险的煤层进行采区准 备过程中的所有揭煤作业应当采取局部综合防突措施。 （二）区域性防突措

27、施预测结果分为两个：1、预测结果为无危险区域，那么接下来在石门揭煤和每掘进1050米进行区域性验证，区域性验证也就是工作面防突措施的预测预报工作。2、预测结果为危险区域，那么接下来，就必须采区区域性防突措施，采区瓦斯抽放的办法进行，对揭穿煤层区域的瓦斯进行抽放，采用穿层钻孔预抽石门揭煤区域的瓦斯。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

28、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。如下图: 3、预抽钻孔其它要求 (1)预抽瓦斯钻孔封堵必须严密。穿层钻孔的封孔段长度不得小于5m，顺层钻孔的封孔段长度不得小于8m。 (2)应当做好每个钻孔施工参数的记录及抽采参数的测定。钻孔孔口抽采负压不得小于13kPa。预抽瓦斯浓度低于30%时，应当采取改进封孔的措施，以提高封孔质量。 （三）区域措施效果检验执行煤层区域措施后，对煤层的突出危险性，需进行区域措施效果检验，确定措施有无效果，以采取对应措施。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方法。 1、

29、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上第二节第3条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(应符合上第二节第1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(斜井) 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。 对穿层钻孔预抽石门(斜井)揭煤区域煤层瓦斯区域防突措施也可以参照第四章第五节的方法采用钻屑瓦斯解吸指标进行措施效果检验。 检验期间还应当观察、记录在煤层中进行钻孔等作业时发生的喷孔、顶钻及其他突出预兆。 3、对预抽煤层瓦斯区域防突措施进行检验时，应当根据经试验考察(应符合第二节第1条要