礦全-82采區(qū)防突設(shè)計(jì)82瓦斯防治

82采區(qū)開采、、、、五層煤，其中主采72煤層為突出煤層?，F(xiàn)有資料表明，82采區(qū)6煤組距72煤距30～48.4m，具備開采上保護(hù)層條件。我國(guó)《煤礦安全（2004年版）第一百九十三條規(guī)定：“在突出礦井開采”五條明確規(guī)定：“突出礦井必須首先開采保護(hù)層，不具備開采保護(hù)層條件的，必須對(duì)突出煤層進(jìn)行預(yù)抽，并確保預(yù)抽時(shí)間和效果”。6煤組各層煤在82采區(qū)內(nèi)均存在大面積不可采區(qū)域，但可通過三個(gè)煤層采范圍的組合開采實(shí)現(xiàn)對(duì)72煤層的保護(hù)。2005年礦井開展了82采區(qū)煤與瓦斯突出區(qū)域劃分，提出了分區(qū)治理瓦斯治理方法，在突出區(qū)采用開采61煤保護(hù)層（局部為62、63煤）和底板穿層鉆孔卸壓瓦斯強(qiáng)化抽采的技術(shù)方案。第一 第一節(jié)8282采區(qū)位于西南部東北部以178與14-153兩孔連線為界與81采區(qū)84采區(qū)相鄰；西部9煤層露頭線為界，與101、102采區(qū)相（深部）以F9斷層、164與補(bǔ)195兩孔連線及6煤層-550m底板等高線為界與采區(qū)、89采區(qū)相鄰形狀為不規(guī)則形狀，中北部較寬，南部較窄，南北長(zhǎng)約4.5Km，東西寬約1.6Km，面積約4.4Km2。82309.73～369.00m本采區(qū)含煤巖系主要為二疊系下石盒子組，含有91、72、71、61、62、61、共六個(gè)煤層，其中、、、、為可采煤層，煤層總厚7.62m。1727271煤層3～7m，平均5m左右。煤層較厚度0.72～6.85m，平均2.99m，以中面積可采率為100，煤厚變異系數(shù)為44.9。屬不穩(wěn)定煤層，但在全范圍內(nèi)為較穩(wěn)定煤層，煤層頂板巖性以泥巖為主，粉砂巖零星分布。271煤：71煤位于下石盒子組63煤層24m～34m，平均為29m。煤層厚度0～1.94m，平均1.0m。可采范圍內(nèi)平均厚度1.32，薄～中厚煤層。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以單一煤層為主，面積可采率為68%，不可采區(qū)零星分布。煤層厚度變異系數(shù)52.8%，屬于不穩(wěn)定煤層，但在全范圍內(nèi)為較穩(wěn)定煤層。煤層頂3、63煤：63煤位于62煤下6m左右，煤層厚度0～1.62m，平均為1.06m，1.35m煤層厚度變異系數(shù)41%，屬不穩(wěn)定煤層。煤層頂?shù)装逡阅鄮r為主不可采區(qū)主要4、62煤：62煤位于下石盒子組中下部，上距61煤6～12m，平均8.4m層厚度為0～2.13m，平均1.18m，可采范圍內(nèi)平均厚度為1.43m，以中厚煤層為主層結(jié)一煤部夾一層或兩層夾桿面積可采率為70%。煤層厚度變異系數(shù)為48.9%，屬不穩(wěn)定煤層。煤層頂板巖性以泥巖為主，次為粉5、61煤：61煤位于下石盒子組中下部，上距4煤層74m左右，煤厚2.05，平均1.42，可采范圍內(nèi)平均厚度為1.55m，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以單一煤6844.9線兩側(cè)和采區(qū)的東部。82采區(qū)各可采煤層特征見82采區(qū)可采煤層特征表82煤層間距 6直接頂主要為泥巖，少量粉砂巖5一、地質(zhì)構(gòu)

第二節(jié)地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)82采區(qū)于的西部總體表現(xiàn)為一近南北向東傾斜并發(fā)育次級(jí)褶曲形態(tài)的單斜構(gòu)造，地層傾角615°根據(jù)三維勘探資40條和褶區(qū)139條，逆斷層2條。落差大于10m的斷層4條，落差5~10m的斷層8條，落差小于5m的斷層28條。對(duì)褶曲和主要斷層分述如下：k軸向?yàn)楸蔽饔?5條地質(zhì)剖面和33條線控制兩翼地層產(chǎn)狀較715B17B12和B7所切割,軸部和翼部均有鉆孔控制褶曲在時(shí)間剖面上標(biāo)準(zhǔn)波反映明顯褶曲形態(tài)，褶曲準(zhǔn)確可靠。8正斷層位于采區(qū)的東北端由北西西漸轉(zhuǎn)至南北傾向南南西漸轉(zhuǎn)至西，傾角60～70，落差0～25m，在采區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度約0.5km。有12條測(cè)線控制，其中B級(jí)點(diǎn)5個(gè)，C級(jí)點(diǎn)2個(gè)，斷點(diǎn)清晰。有、、三孔穿過，其中14l和1418狀控制孔，為查明斷層。9正斷層斷層的中南段為采區(qū)邊界南北傾向西傾角6070°0~25在采區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度1.5km有36條測(cè)線控制時(shí)間剖面上標(biāo)15-16616-補(bǔ)223212213和補(bǔ)212孔，為查明斷層。BF7：逆斷層，位于采區(qū)東部，南北，傾向東，傾角65°，落差0~10m，延展長(zhǎng)度0.6km，有兩條測(cè)線和一個(gè)鉆孔控制，為BF17正斷層位于采區(qū)的北部北北西傾向西傾角75°，落差0~10m，延展長(zhǎng)度0.5km，有3個(gè)點(diǎn)控制，其中A級(jí)1個(gè)，B1個(gè)，C1個(gè)，為查明斷層。二、水文地本采區(qū)水文地質(zhì)條件在正常情況下為簡(jiǎn)單～第二章開采程序、采煤方法及通風(fēng)方式第一節(jié)巷道布置方式及煤層開采程序一、采區(qū)巷道布置方1、大巷布置軌道、皮帶兩條大巷，軌道大巷開窩于102采區(qū)運(yùn)輸石門WJ11測(cè)點(diǎn)前50m處，按方位角217°施工，皮帶大巷自-550m水平進(jìn)風(fēng)石門，西端按原方位223°30′向前施工。兩條大巷平面間距60～140m,之間通過聯(lián)絡(luò)平巷聯(lián)系，兩條大82采區(qū)段2、上山布、，采用分組布置。采區(qū)共布置7條上山，7煤組布置4條上山，即軌道上山、上山、回風(fēng)上山、行人上山，均布置在72煤層底板道上山上山、回風(fēng)上山，其中軌道上山布置在61煤層中上山與回風(fēng)上山沿62煤布置。、，二、煤層開采程82采區(qū)可采煤層有、、、、五層，總體上采用下行開采順序，先期開采61煤作為72煤層的保護(hù)層，然后開采71煤，6171為薄煤層綜采。72煤待保護(hù)層開采后再回采，為綜采工藝。因6263煤煤層賦存不穩(wěn)定待72煤開采后采取上行開采方式進(jìn)行采本采區(qū)計(jì)劃安排2個(gè)工作面回采16171煤工作172煤工作一、采煤方煤方法為長(zhǎng)壁式完全跨落法，薄煤層綜采和采。二、通風(fēng)方采區(qū)通風(fēng)采用全負(fù)壓通風(fēng)系7煤組通風(fēng)線路為：－550米水平南翼軌道大巷→下部車→7煤組軌道上山→7煤組中部車場(chǎng)→7煤組機(jī)巷→回采工作面→7煤組風(fēng)巷→7煤中上部車場(chǎng)→7煤組回風(fēng)上山→82采區(qū)回風(fēng)石門→1026煤組通風(fēng)線路為：－550米水平南翼軌道大巷→下部車→6煤組軌道聯(lián)絡(luò)斜巷→6煤組軌道上山→6煤組中部車場(chǎng)→6煤組機(jī)巷→回采工作面→6煤組風(fēng)巷→6煤中、上部車場(chǎng)→6煤組回風(fēng)上山→6煤組回風(fēng)斜巷→82采區(qū)回風(fēng)上山→82采區(qū)回風(fēng)石門→102采局部通風(fēng)采用2×15KW對(duì)旋式局扇配合￠600mm風(fēng)筒供風(fēng)第三 72煤瓦斯壓力和含礦井在準(zhǔn)備及回采期間，積累了煤層瓦斯壓力數(shù)據(jù)。82采區(qū)煤層標(biāo)高為-300～-550m。測(cè)壓鉆孔由上至下布置，能準(zhǔn)確掌握72煤表3-172煤層瓦斯壓力實(shí)測(cè)值182上山Y(jié)4928234-550m5-550m6-550m7-5508-55098162812巷9#鉆812巷6#鉆711根據(jù)瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果，獲得7煤層瓦斯壓力梯度為0.0194MPa/m，壓力方程為P0.0194H8.13，其中H為埋深，單位為m，可計(jì)算出72煤各標(biāo)高處的瓦斯壓力，見圖3-1和表3-2結(jié)合72煤層煤樣的瓦斯吸附試驗(yàn)和工業(yè)分析結(jié)果，計(jì)算出72煤層各標(biāo)高處的瓦斯含量，見圖3-1和表2-5。瓦斯壓瓦斯壓力 86420 瓦斯含量圖3- 86420 瓦斯含量2-5不同標(biāo)高處7煤層瓦斯壓力和瓦斯含2圖2-5不同標(biāo)高處7煤層瓦斯壓力和瓦斯含21-2-3-4-5-6-7-8-9-由表2-5可以看出（-550m）最大瓦斯壓力為2.88MPa，最大瓦斯含量為12.29m3/t。2-682采區(qū)瓦斯基本參數(shù)測(cè)定鉆孔氣體成分及濃度情況，除3＃鉆孔受斷層影響瓦斯?jié)舛犬惓Ｍ?，煤層瓦斯?jié)舛染S著埋深而變化430～480m段內(nèi)瓦斯?jié)舛茸兓艽?0％增加到90％以上，當(dāng)埋深大于480m時(shí)，氣體中絕大多數(shù)都為瓦斯。瓦斯在氣體中的濃度隨埋深變化關(guān)系見圖2-4。2-6鉆孔氣體成分及濃度182上部車場(chǎng)C70282軌道上山G290382軌道上山G280482軌道上山G28點(diǎn)(補(bǔ)582上山682上山Y(jié)490090072煤層透氣性系數(shù)見表3-6。72煤層為難于抽放煤層，開采前必須表3- 煤層透氣性系數(shù)的有關(guān)參數(shù)及結(jié)qtMPa05)/5693.372煤突出性及區(qū)域劃煤的破壞類型為Ⅳ、Ⅲ、Ⅴ、類。72煤的各項(xiàng)突出指標(biāo)全部《防治煤與瓦斯突出由表3-9在標(biāo)高-440m單項(xiàng)指標(biāo)瓦斯壓力0.80MPa散初速度P12.84硬度f0.195～0.258，均超過《細(xì)則》規(guī)定的臨界值；綜合指標(biāo)預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)K96.31D為0.88，預(yù)測(cè)結(jié)果72煤層具有突出性。表3- 綜合指煤層標(biāo)高ppfKD721-721---上山-----注：計(jì)算KD時(shí)p取平均值，f取最小層賦存瓦斯垂向分帶規(guī)律明顯，72煤層區(qū)域劃分結(jié)果為： -460m以下。表4- 82采區(qū)72煤層區(qū)域劃分情fKD度3.46煤瓦斯基本參重慶煤科《6煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)測(cè)定一水平測(cè)定結(jié)果61煤瓦斯壓力1.72MPa瓦斯含量為7.5m3/t斯放散初速度6，堅(jiān)固性系數(shù)f為0.5。根據(jù)單項(xiàng)指標(biāo)分析，6煤無突出煤層。第四章82根據(jù)82采區(qū)內(nèi)的72區(qū)突出區(qū)和突出區(qū)對(duì)不同的區(qū)域采取不同的瓦斯治理技瓦斯風(fēng)化帶治理技術(shù)CO2和N2CO2和N2于通風(fēng)不良在局部地區(qū)造成CO2和N2濃度過高導(dǎo)致人員窒息的發(fā)生。無突出區(qū)治理技術(shù)在無突出區(qū)內(nèi)同瓦斯風(fēng)化帶內(nèi)基本一樣正常通風(fēng)基本可以復(fù)生產(chǎn)。突出區(qū)治理技掘進(jìn)工作面管在突出區(qū)內(nèi)采掘工作面每推進(jìn)50～100m應(yīng)連續(xù)進(jìn)行不少于兩次的檢驗(yàn)性工作面預(yù)測(cè)其中任何一次預(yù)測(cè)有突出時(shí)該工作面為突出工作面該區(qū)域改為突出區(qū)域經(jīng)連續(xù)兩次檢驗(yàn)性預(yù)測(cè)都為突出工作面時(shí)該工作面仍為突出工作面該區(qū)域仍為突出區(qū)域?；夭晒ぷ髅嫱咚怪卫砑?。突出區(qū)內(nèi)工作面瓦斯治理目的主要是防止工作面上隅角瓦成的雙重不利局面在現(xiàn)場(chǎng)頂板鉆孔抽放和采空區(qū)埋管抽放兩種最常用的抽放方法可以很好的解決工作面上隅角瓦斯超限問題。。頂板鉆利用頂板鉆孔抽放瓦斯是有效解決工作面瓦斯超限問題的超限。采空區(qū)埋管抽- 頂板鉆孔抽放瓦斯示意采空區(qū)埋管抽放是通過安裝管路直接抽放采空減的吸氣口進(jìn)入采空區(qū)內(nèi)最佳抽放位置，吸氣口的組合閥門打開，突出區(qū)治理技根據(jù)國(guó)有煤礦瓦斯治理規(guī)定82采區(qū)采用開采61煤保護(hù)（局部為62、63煤）和卸壓瓦斯強(qiáng)化抽采技術(shù)。保護(hù)層開采設(shè)82采區(qū)煤層上限標(biāo)高為-300～-320m，下限煤層底板為-550m區(qū)共有、、、、五個(gè)可采煤層。7263煤層34m，組作為上保護(hù)層來保護(hù)72煤的條6煤組各層煤在82采區(qū)內(nèi)72煤層的保護(hù)。（1）傾斜方向的保護(hù)范角10時(shí)取下部卸壓角3=75，上部卸壓角4=75作面，被保護(hù)層工作面的卸壓范圍在傾向上內(nèi)錯(cuò)距離分別為：1L=48.4×ctg751L2=48.4×ctg75工作面的風(fēng)巷、機(jī)巷的布置位置內(nèi)錯(cuò)12.9m。為了72煤層的安全保證一定的回采率在傾向上采取兩個(gè)保護(hù)層工作面保護(hù)一個(gè)被保護(hù)層工作面，見圖4-2。如果只突出采用兩個(gè)保護(hù)層工作面保護(hù)一個(gè)被保護(hù)層工作面后上一強(qiáng)化抽放后也能消除突出（鉆孔間距10，保證采掘安全。6煤6煤卸壓邊界卸壓邊界卸壓邊界卸壓邊界4-2實(shí)現(xiàn)兩個(gè)保護(hù)層工作面保護(hù)一個(gè)被保護(hù)層工作面必須保證兩個(gè)保護(hù)層工作面之間的煤柱不能過寬，如果煤柱過寬，則煤柱影響的被保護(hù)層工作面煤體無法得到卸壓且還會(huì)形成應(yīng)力集中對(duì)被保護(hù)層的開采造成。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算，煤柱留設(shè)4～5m壓縮、壓碎，為被保護(hù)層相應(yīng)的煤體卸壓提供空間，對(duì)被保護(hù)層相應(yīng)煤體再采取鉆孔抽放卸壓瓦斯后就能夠消除突出，保證巷道的安全掘進(jìn)和工作面的安全回采。（2）方向的保護(hù)范在被保護(hù)層中，方向的保護(hù)范圍可按卸壓角劃定，方向的卸壓角按60°設(shè)計(jì)保護(hù)層工作面長(zhǎng)度減去工作面開切眼和停采線卸壓角造成的內(nèi)錯(cuò)距離就是被保護(hù)層在方向的保護(hù)長(zhǎng)度。根據(jù)規(guī)定該卸壓角5為60o，保護(hù)范圍見圖43，按60o計(jì)算內(nèi)錯(cuò)距離為：3開切眼向里內(nèi)錯(cuò)L48.4ctg6034停采線向里內(nèi)錯(cuò)L48.4ctg6044-由于層間距較大，導(dǎo)致在上內(nèi)錯(cuò)距離較大，為了在上等長(zhǎng)布煤體進(jìn)行密集鉆孔抽放（鉆孔間距5，該區(qū)域內(nèi)煤層得到一定卸壓，施工密集鉆孔并結(jié)合沖孔技術(shù)后，在進(jìn)行強(qiáng)化抽采就能夠消除突出性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保護(hù)層和被保護(hù)層工作面方向的垂直布置，即保護(hù)層和被保護(hù)層工作面的等長(zhǎng)布置。在上對(duì)卸壓邊界與開切眼（或收作線）垂直對(duì)應(yīng)位置范圍內(nèi)的煤體采取措施后也可以保證在方向上的垂直布置，即等長(zhǎng)布置。在上通過對(duì)卸壓邊界與開切眼（或收作線）垂直對(duì)應(yīng)位置范圍內(nèi)的煤體進(jìn)行密集鉆孔抽放，保證足夠的預(yù)抽時(shí)間，可以使該范圍內(nèi)煤體消除突出不過在掘進(jìn)回采該范圍時(shí)要采取“四位一體”防突措施。根據(jù)計(jì)算，82采區(qū)保護(hù)層與被保護(hù)層工作面對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表82采區(qū)保護(hù)層與被保護(hù)層工作面對(duì)應(yīng)關(guān)系保護(hù)層工作被保護(hù)層工作備保護(hù)727低于-460m保護(hù)726大部分區(qū)保護(hù)層開采抽1）保護(hù)層開采工作面瓦斯抽6煤的開采中只需解決本煤層開采時(shí)的瓦斯涌出和鄰近層的瓦斯涌出即可。因此保護(hù)層6煤的開采只需正常的U型通風(fēng)和頂板鉆孔抽放即為了使被保護(hù)煤層的卸壓瓦斯得到充分抽放，一般情況下保護(hù)層工作面要提前被保護(hù)層1～2個(gè)區(qū)段，同時(shí)，被保護(hù)層工作面要預(yù)留1～2預(yù)抽時(shí)間，保證煤層的抽放效果根據(jù)72煤層的賦存特點(diǎn)，采用72煤層卸壓瓦斯預(yù)抽方法。被保護(hù)層煤層距6煤層34～48.4m，在6煤層開采過程中72煤層的瓦斯不能通過煤層瓦斯抽排系統(tǒng)得到排放。必須充分利用6煤層開采在72煤層中形巖層卸壓和透氣性成千倍增大的作用，在72煤層瓦斯流動(dòng)的活躍期內(nèi)將卸壓瓦斯有效地抽采出來，從根本上區(qū)域性地消除煤與瓦斯突出性。根據(jù)煤系地層并結(jié)合8272煤層底板20m72煤層2072煤瓦斯涌入底板巷，另一方面在遇到小的斷層時(shí)不會(huì)誤揭煤層。抽放巷在傾向上位于工作面的中部。沿工作面將底板瓦斯抽采巷布置在工作面機(jī)巷和風(fēng)巷的正中間，巷道斷面92。①底板巷道網(wǎng)格式上向穿層鉆孔瓦斯抽采方底板巷道網(wǎng)格式上向穿層鉆孔瓦斯抽采方法如圖4-3所示。在距72層底板15m的巖層中，在工作面進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷正中間，沿工作面布5220直于抽采巷布置一長(zhǎng)度5m52置一組9個(gè)瓦斯抽采鉆孔，鉆孔直徑108，工作面傾斜長(zhǎng)度按140m設(shè)計(jì)，靠近進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷的兩對(duì)鉆孔間距為10，其余鉆孔間距為m鉆孔間距以煤層中厚面為準(zhǔn)。在兩個(gè)鉆場(chǎng)中間，在進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷處增加各2個(gè)鉆孔，分別從兩側(cè)鉆場(chǎng)施工。在工作面開切眼和停采線附近處于卸切眼壓不充分區(qū)域應(yīng)增補(bǔ)抽切眼

7272斯工 剖面②保護(hù)層開采的抽排斯工1000m140m72鉆場(chǎng)間距為20m。巖石巷道條數(shù)：1條；鉆孔個(gè)數(shù)：450個(gè)；鉆孔總所需掘進(jìn)的鉆場(chǎng)個(gè)數(shù)：50個(gè)。4.4.3包括四個(gè)步驟第一步掘進(jìn)前施工預(yù)測(cè)鉆孔進(jìn)行突出性預(yù)測(cè)，判斷是否為突出工作面；第二步，若預(yù)測(cè)指標(biāo)后需采取防治突出措施；第三步，采取措施后再施工效果檢驗(yàn)孔，對(duì)防治突出措施進(jìn)行效果檢驗(yàn)；第四步、效果檢驗(yàn)合格后，再采取相應(yīng)的安全防護(hù)措施方可繼續(xù)作業(yè)。工作面突出性預(yù)采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)采掘工作面突出性，具體步驟如下①在掘進(jìn)工作面施工3個(gè)預(yù)測(cè)鉆孔，鉆孔布置在軟分層內(nèi)，巷道中心2～4m處?？讖?2mm，設(shè)計(jì)孔深10m（影距離，鉆孔具體布置見圖4-4②鉆孔每打進(jìn)1m用WC突出預(yù)報(bào)儀測(cè)定一次2。根據(jù)最大鉆屑量Sx和最大2測(cè)工作面突出性。當(dāng)實(shí)測(cè)指標(biāo)都小于臨界指標(biāo)時(shí)，該工作面預(yù)測(cè)為無突出，只要有一個(gè)指標(biāo)等于或超過臨界值，這個(gè)工作面就為突出工作面。采用鉆屑指標(biāo)法預(yù)測(cè)工作面突出性時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)的突出（44中給出了突出性的鉆屑解析指標(biāo)臨界值。表4- 判斷突出性的鉆屑解析指最大鉆屑量S性Pa㎏/mL/ml/(g.min1/2≥200≥6≥5.≥0.突出工作面＜200＜＜5.＜0.無突出工作面圖4-4煤巷掘進(jìn)工作面防突出性預(yù)測(cè)鉆孔布置防治突出措采用巷幫邊掘邊抽與掘進(jìn)頭前方短鉆孔預(yù)抽相結(jié)合技掘進(jìn)工作面短鉆孔排放瓦斯技術(shù)方案是在巷道迎頭，沿掘進(jìn)巷道方向施工18個(gè)直徑為91m13m.m控制范圍為巷幫外20.5m時(shí)進(jìn)行突出指標(biāo)的測(cè)試，經(jīng)檢驗(yàn)無煤與瓦斯突出后方可開始掘進(jìn)。巷道每掘進(jìn)8m施工下一輪鉆孔，鉆孔超前距離為5m。掘進(jìn)工作面短孔排放瓦斯技術(shù)方案的原理是通過向前方煤體打密集排降低煤層的彈性潛能和地應(yīng)力，消除掘進(jìn)前方煤體的突出性。該技術(shù)方案設(shè)計(jì)指標(biāo)百米巷道鉆孔3842m（全部為煤孔排放孔