煤矿c7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计大学论文

合同编号 报告编号

煤矿C7煤层

防治煤与瓦斯突出专项设计

集团重庆研究院有限公司

二〇一七年一月

煤矿C7煤层

防治煤与瓦斯突出专项设计

集团重庆研究院有限公司

二〇一七年一月

煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 项目主要工作人员

集团重庆研究院有限公司 I

煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 目 录

前 言 .............................................................................................................................. - 1 - 第一章 矿井基本概况 .................................................................................................. - 3 -

第一节 井田概况 .................................................................................................. - 3 - 第二节 地层、煤层及煤质 .................................................................................. - 5 - 第三节 地形地貌与地质构造 .............................................................................. - 6 - 第四节 开拓开采 .................................................................................................. - 6 - 第五节 矿井通风 .................................................................................................. - 9 - 第六节 其 他 ........................................................................................................ - 9 - 第二章 矿井防突技术现状 ........................................................................................ - 10 - 第三章 煤层区域防突措施论证 ................................................................................ - 12 - 第四章 C7煤层区域防突措施 .................................................................................. - 14 - 第五章 局部综合防突措施 ........................................................................................ - 24 -

第一节 工作面突出危险性预测 ........................................................................ - 24 - 第二节 工作面防突措施 .................................................................................... - 28 - 第三节 工作面防突措施效果检验 .................................................................... - 31 - 第四节 安全防护措施 ........................................................................................ - 33 - 第六章 石门（井巷）揭煤工作面综合防突措施方案 ............................................ - 39 -

第一节 突出危险煤层石门揭煤的一般程序 .................................................... - 39 - 第二节 前探钻孔及石门突出危险性预测 ........................................................ - 43 - 第三节 区域防突措施 ........................................................................................ - 45 - 第四节 区域防突措施效果检验 ........................................................................ - 46 - 第五节 工作面突出危险性预测 ........................................................................ - 47 - 第六节 工作面防突措施 .................................................................................... - 47 - 第七节 工作面防突措施效果检验及揭煤前验证 ............................................ - 48 - 第八节 揭煤前安全防护措施 ............................................................................ - 49 - 第七章 瓦斯涌出治理 ................................................................................................ - 50 -

第一节 邻近层卸压瓦斯抽采 ............................................................................ - 50 - 第二节 采空区瓦斯抽采 .................................................................................... - 51 -

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煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 第八章 防突仪器及装备 ............................................................................................ - 53 - 第九章 矿井防突管理 ................................................................................................ - 54 -

第一节 防突组织管理 ........................................................................................ - 54 - 第二节 防突技术管理 ........................................................................................ - 56 - 第三节 现场管理 ................................................................................................ - 61 -

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煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 前 言

1、概述

贵州省朗月矿业投资有限公司煤矿（以下简称“纸房煤矿”）为生产矿井。矿井位于遵义县城北西西方向，隶属遵义县枫香镇管辖，地理坐标：东经106°32′34″～106°34′35″，北纬27°39′49″～27°41′14″。矿区范围由4个拐点圈定，井田走向长约2.5km、倾向宽约0.96km，面积3.688km2；矿井开采深度为+1200m~+650m，设计生产规模为30万t/a，服务年限为13.0a。

纸房煤矿井田范围内含煤地层为龙潭组（P3l），主要可采煤层3层，即C5、C7、C10煤层。根据河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心2008年1月提交的《贵州省遵义县枫香镇纸房煤矿M7（C7）煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，纸房煤矿C7煤层在+925m标高以上无煤与瓦斯突出危险性；矿井其它煤层未进行煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定工作。

根据贵州大学勘察设计研究院2011年11月编制的《朗月矿业投资有限公司煤矿二采区开采方案设计》，全矿井划分一个水平两个采区，水平标高为+744m；+744m标高以上为一采区，+744m标高以下至准采标高为二采区。因一采区范围内C5煤层几乎不可采、+925m标高以上C10煤层已采空，故一采区设计首采C7煤层，然后开采余下的C10煤层。截至2016年12月，矿井正在进行一采区的开采，C7煤层开采至+850m标高，+925m标高以上已采空，除+925m标高以上C10煤层已采空以外其它煤层尚未开采。

目前，根据贵州创新矿冶工程开发有限责任公司2013年11月提交的《煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计说明书》，纸房煤矿C7煤层区域防突措施采用穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，但是，根据《煤矿安全规程（2016）》和黔安监煤矿〔2016〕12号文《关于进一步加强煤与瓦斯突出防治工作的意见》可知，突出煤层若符合相关要求其区域防突措施可采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯。为此，纸房煤矿委托集团重庆研究院有限公司（以下简称“重庆煤科院”）结合矿井C7煤层实际情况针对矿井C7煤层区域防突措施进行重新论证并修改。 2、设计编制依据

（1）《煤矿安全规程》（2016），国家安生生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局。

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煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 （2）《防治煤与瓦斯突出规定》（2009），国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局。

（3）《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1206-2006），国家安全生产监督管理总局。 （4）《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》，国家安全生产监督管理总局，2011年。 （5）《贵州省遵义县枫香镇纸房煤矿M7（C7）煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心，2008年1月。

（6）《纸房煤矿二采区开采方案设计说明书》。（几个版本）

（7）《煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计说明书》，贵州创新矿冶工程开发有限责任公司，2013年11月。

（8）纸房煤矿采掘工程平面图（1：2000），纸房煤矿，2016年11月。 （9）纸房煤矿井上下对照图（1：2000），纸房煤矿，2016年11月。

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煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 第一章 矿井基本概况

第一节 井田概况

一、交通位置

纸房煤矿位于遵义县城北西西方向，距县城47.6公里处的枫香镇纸房村，隶属遵义县枫香镇管辖。地理坐标：东经106°32′34″～106°34′35″、北纬27°39′49″～27°41′14″。

矿井至枫香镇有矿井公路相通（运距11km），距最近的川黔铁路南白火车站58km（运距），交通较方便。

矿井交通位置图如图1-1所示。

图1-1 纸房煤矿交通位置图

二、井田范围

根据贵州省国土资源厅2016年10月颁发的煤矿《采矿许可证》（副本），证号：C5200002012031120123191；矿区范围由4个拐点圈定，井田走向长约2.5km、倾向宽约0.96km，面积3.688km2。其拐点坐标见表1-1所示。

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煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 表1-1 纸房煤矿矿井拐点坐标(西安80坐标系)（采矿证副本不清晰，认不出）

序号 1 2 3 4 X 3063131.974 3064167.972 3062786.963 3061776.905 开采深度：+1200~+650m Y 36355685.702 3635792.717 36358534.716 36358298.700 三、煤炭储量

根据中化地质矿山总局贵州地质勘查院于2008 年7月提交的《遵义县枫香镇纸房煤矿生产地质报告》及其批复文件，矿区内资源量总计为878.56万t，其中探明的（可研）经济基础储量（111b）即消耗资源量146.05万t、探明的内蕴经济资源量（331）38.42万t、控制的内蕴经济资源量（332）217.62万t、推断的内蕴经济资源量（333）476.47万t。

各可采煤层资源量情况详见表1-2。

表1-2 资源量估算结果表

级别 111b 331 块段 编号 C7-1 C7-2 C7-3 332 C10-1 小计 C7-4 333 C10-2 C5-1 小计 331+332+333 合计 746764 370294 750123 1020449 884528 2655100 3853765 4447553 1.35 1.66 1.35 0.78 1.45 1.43 1.45 1.43 146.18 217.62 178.06 199.75 98.66 476.47 732.51 878.56 保有资源量 斜面积(m2) 593788 158036 293865 厚度 (m) 1.72 1.70 1.70 体重(t/m3 ) 1.43 1.43 1.43 资源量(万t) 146.05 38.42 71.44 备 注 消耗资源量 集团重庆研究院有限公司 - 4 -

煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 第二节 地层、煤层及煤质

一、地层

、二井田内出露地层由老至新有：二迭系中统茅口组（P2m）、二迭系龙潭组（P3l）迭系上统长兴组（P3c）、三叠系下统夜郎组、第四系（Q）。 二、煤层

矿井范围内可采煤层有：C5、C7、C10煤层。各煤层特征分述如下：

1）、C5煤层：产在龙潭组上部，上距长兴组灰岩19～22m，一般为21.8m；倾角27°～39°，一般为33°，煤层厚度0.21～0.84m，平均厚度0.78m，无夹矸；煤层展布不稳定，属结构简单煤层，在区内局部可采（+850m标高以上不可采）；煤层顶板为深灰色粉砂质泥岩与中厚层泥灰岩互层，底板为泥岩夹薄层泥灰岩。

2）、C7煤层：产在龙潭组中上部，上距C5煤层8～12m，一般为10m；倾角27°～39°，一般为33°；煤层真厚度1.64～1.88m，平均1.66m，无夹矸。煤层展布稳定，属结构简单煤层，为本矿主采煤层；煤层顶板为灰色至深灰色泥岩、泥质粉砂岩，底板为粉砂岩，炭质泥岩。

3）、C10煤层：产在龙潭组中下部，上距C7煤层一般为39m，下距茅口灰岩顶界11.77~21.53m，一般为16.60m，倾角27°～39°，一般为33°；煤层真厚度1.19～1.50m，平均1.35m，无夹矸；煤层展布稳定，属结构简单煤层，为本矿主采煤层；煤层顶板为粉砂岩、炭质泥岩、细砂岩，底板为灰色薄层泥灰岩与泥岩互层。

煤层特征见表1-3所示。

表1-3 煤层特征表

煤层 名称 煤层厚度（m） 最小 0.21 最大 0.84 平均 0.78 10 C7 1.64 1.88 1.66 39 C10 1.19 1.50 1.35 较稳定 较稳定 33 深灰色泥岩、粉砂岩、炭质泥质粉砂岩 泥岩 粉砂岩、炭质泥岩、细砂岩 泥灰岩与泥岩 层间距（m） C5 稳定性 不稳定 平均 倾角（°） 33 顶底板岩性 顶板 粉砂质泥岩 底板 深灰色泥岩 33 集团重庆研究院有限公司 - 5 -

煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 第三节 地形地貌与地质构造

一、地形地貌

矿区总体上属中低山山地地貌，矿区内总体地势南东高、北西低，中部高，往北西和往南东低。区内主要为三叠系地层和二迭系地层，形成单面斜坡，植被较发育。本区为侵蚀形成的碎屑岩夹碳酸盐缓山宽谷地貌，山体走向与构造一致，呈北西向延伸。矿区中部溪流由南西向北东排泄。最高点在矿区北东部的大岩寨，标高1354m，最低点在矿区北部的纸房河（为矿区最低侵蚀基准面）标高780m。最大高差551m，一般高差100～200m，属于浅切割地区。 二、地质构造

矿区位于岩孔-松林鞍状背斜中部北西翼，构造简单，地层为一单斜地层，地层走向北东～南西，倾向为323°～345°，倾角27°～39°，一般为33°，产状变化较小。

本矿井内无规模较大的断层存在，只在部分采煤巷道内发现一些断距小于1.2m的小断层，对煤层开采基本无影响，矿井地质构造复杂程度为中等类型。

第四节 开拓开采

一、开拓方式

井田采用平硐开拓方式。 二、采区及水平划分

全矿井划分一个水平两个采区，水平标高为+744m；+744m标高以上为一采区，+744m标高以下至准采标高为二采区。

采区间的开采顺序为一采区→二采区。 区段间的开采顺序为下行式。 三、采煤方法

回采工作面采用走向长壁后退式采煤法，综合机械化采煤工艺，全部冒落法管理顶板，掘进工作面采用爆破掘进工艺，锚网喷支护。 四、矿井开拓现状

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煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 矿井设主平硐、副平硐、回风平硐三条井筒，均位于矿方范围内井田中部偏西。主平硐井口标高+926m，以141°的方位角、3‰坡度依次揭穿C5、C7煤层后和运输大巷沟通，长295m。副平硐井口标高+925m，以140°的方位角、3‰坡度依次揭穿C5、C7煤层后和运输大巷沟通，长274m。回风平硐井口+934 m，以151°方位角、3‰坡度依次揭穿C5、C7煤层，长280m，三条井筒在C7煤层底板通过联络巷与一采区下山（岩）上部沟通。另外布置一采区进风行人平硐和一采区回风平硐两条井筒，一采区进风行人平硐井口标高+1124m，以319°方位角、3‰坡度依次揭穿C5、C7煤层，揭穿C7煤层后和一采区轨道上山（煤）沟通，一采区回风平硐井口标高+1123m，以319°方位角、3‰坡度依次揭穿C5、C7煤层，揭穿C7煤层后和一采区回风上山（煤）沟通。

一采区下山区域布置有三条下山，即轨道下山、运输下山和回风下山，三条下山距离C7煤层法线20m布置，运输下山、轨道下山和回风下山依次直接与主平硐、副平硐和回风平硐贯通。三条下山掘进至+744m后落平，在轨道下山底部布置采区下部车场及水泵房、主副水仓等排水设施，以区段石门揭煤的方式布置开采。二采区尚未布置开拓巷道。

截至2016年12月，矿井正在进行一采区的开采，C7煤层开采至+850m标高，+925m标高以上已采空，除+925m标高以上C10煤层已采空以外其它煤层尚未开采。有一个回采工作面，即1072回采工作面；二个掘进工作面，即1073回风巷和1073运输巷。

矿井采掘工程平面图如图1-2所示。

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煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 363 665003635 6800363 64500363 72500363 60500363 76500363 70500363 62500363 74500363 78500363 80500306 8020306 0030306 20303063 400306 6030306 8030306 8030306 6020306 6030306 4020 回风平硐X:3062732.659Y:36356765.808Z:922.282(顶）α:150°47′32″β:0°363 60500 硐 平 主 硐 平 副 联 络 巷内水仓外水仓800回 风 平 硐轨道下山山306 4030回风下山皮带下主下山3062 2003063 200306 0020363 62500运煤路线运料路线风 门待掘巷道局部通风机32°306 0030地层产状污风风流新鲜风流点编号主要通风机煤柱边界线风氧化带煤层露头及编号坐 标X3063188306422430628423061832Y36355759363579943635860836356372ABCD306 8010密 闭底板等高线采空区采空区矿区范围采掘工程平面图363 765003635 7800363 80500363 82500363 66500363 68500363 70500363 72500363 64500图1-2 纸房煤矿采掘工程平面图

363 74500306 8010306 0020306 2020306 4020306 60203062 800 集团重庆研究院有限公司 - 8 -

煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 第五节 矿井通风

矿井通风方式为中央并列式(主平硐、副平硐进风，回风平硐和一采区回风平硐回风)，通风方法采用抽出式，回采工作面通风方式采用“U”型通风，掘进工作面采用压入式通风。

主扇型号为：FBCDZ-6-№18（A）型防爆对旋轴流式风机两台，一台运行，一台备用。配套电机：YBFh315M-6，电机功率2×90KW，380V，风量范围26～86m3/s，风压范围2403～172Pa。

每个掘进头配备两台FBD-№6.0/22型局部通风机。

第六节 其 他

一、煤尘爆炸性

纸房煤矿对C5、C7、C10煤层分别进行了煤尘爆炸性鉴定，结论为均无煤尘爆炸性。

二、自燃倾向性

纸房煤矿对C5、C7、C10煤层分别进行了煤层自然倾向等级鉴定，结论为均属三类，即不易自燃。 三、地温

本矿区区域内未发现地温异常区，属地温正常矿井。 四、矿井煤与瓦斯突出危险性、冲击地压

根据2007年10月河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心对纸房煤矿C7煤层所作煤与瓦斯突出危险性鉴定及贵州省煤炭管理局文件（黔煤生产字【2008】371号）“关于遵义市煤炭局《关于请求对<贵州省煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告>审查的报告》的批复”，纸房煤矿C7煤层在+925m标高以上无煤与瓦斯突出危险性。矿井其它煤层未进行煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定。

根据周边生产矿井和本矿井原生产过程中相关资料，矿井现无冲击地压动力现象，但随着开采深度的增加，有可能会出现冲击地压现象。

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煤矿C7煤层防治煤与瓦斯突出专项设计 第二章 矿井防突技术现状

按照贵州省安全生产监督管理局、贵州省煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局文件（黔安监管办字[2007]345号）《关于加强煤矿建设项目瓦斯突出防治工作的意见》中关于贵州省煤与瓦斯突出矿区和突出危险矿区的划定情况，营脚煤矿位于遵义县，该矿区为煤与瓦斯突出矿区。根据2007年10月河南理工大学煤矿安全工程技术研究中心对纸房煤矿C7煤层所作煤与瓦斯突出危险性鉴定及贵州省煤炭管理局文件（黔煤生产字【2008】371号）“关于遵义市煤炭局《关于请求对<贵州省煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告>审查的报告》的批复”，纸房煤矿C7煤层在+925m标高以上无煤与瓦斯突出危险性。

因此，根据上级管理部门要求，纸房煤矿C7煤层在+925m标高以上按非突管理，未鉴定区域按突出管理。 一、矿井区域综合防突措施现状

1、保护层开采

纸房煤矿一采区开采设计将C7煤层作为保护层先行开采，一采区层间开采顺序为由上而下逐层开采，即先开采C7煤层，再开采C10煤层。由于首采的C7煤层+925m标高以下未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定，需按突出管理，因此采取预抽煤层瓦斯的区域防突措施。

2、预抽煤层瓦斯

因纸房煤矿+925m标高以上C7煤层已采空，现对+925m标高以下范围内C7煤层采取穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域防突措施。

穿层预抽钻孔在布置的专用瓦斯巷内施工，1072回风巷、1072运输巷均采用布置底板巷，布置层位距煤层20m处。穿层预抽钻孔控制巷道轮廓线外上帮20m、下帮10m，钻孔直径75mm，钻孔孔底间距5m，钻孔在钻场内施工，钻场间距35m。

区域防突措施效果检验采用残余瓦斯含量法，即预抽一段时间后，采用直接测定预抽范围内的残余瓦斯含量进行区域防突措施效果检验。检验方法按照《煤矿井下煤层瓦斯含量直接测定方法》（GB/23250-2009）进行，采用DGC瓦斯含量直接测定装置进行测定。

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