学位论文-—田湾煤矿防治瓦斯突出设计说明书.doc

四川宝光能源有限责任公司绥阳县田湾煤矿
防治瓦斯突出设计

说 明 书

中煤国际工程集团重庆设计研究院

四川宝光能源有限责任公司绥阳县田湾煤矿
防治瓦斯突出设计

说 明 书

工 程 规 模：
450kt/a
院 长：

总 工 程 师：

项目负责人：

中煤国际工程集团重庆设计研究院
二○一○年三月

绥阳县田湾煤矿 防治瓦斯突出设计

参加编制人员名单

专 业
姓 名
职务或职称
签 名
采 矿

所长、教授级高工

所总工、教授级高工

高级工程师

注册安全工程师

工 程 师

机 械

教授级高工

助理工程师

给排水

高级工程师

电 气

高级工程师

高级工程师

0-4

图 纸 目 录

顺序
图 名
图号
专业
1
井下压风管路及压风自救系统布置平面图
242-101
采矿

目 录
前 言 1
1 矿井概况 4
1.1 交通位置 4
1.2 矿井地质特征 4
1.3 煤层与煤质 5
1.4 矿井资源储量及生产能力 6
1.5 矿井开拓与开采 7
1.6 矿井通风 8
2 煤与瓦斯突出的可能性分析 10
2.1 煤层赋存条件 10
2.2 煤层顶底板岩性 10
2.3 地质构造与破坏程度 10
2.4 瓦斯特征 11
2.5 邻近矿井煤与瓦斯突出情况 15
2.6 本矿井煤与瓦斯突出危险性 16
3 综合防突措施 16
3. 1 开拓布置方式、采区巷道布置的防突措施 17
3.2 煤层开采顺序、采煤方法的防突措施 17
3.3 瓦斯抽采 18
3.4 通风方式及通风系统 18
4 区域综合防突措施 19
4.1 区域性预测 19
4.2 区域防突措施 20
4.3 区域防突措施效果检验 31
5 局部防突措施 34
5.1 石门揭煤防突措施 34
5.2 煤巷掘进防突措施 39
5.3 采煤工作面防突措施 45
6 预测预报措施及煤与瓦斯突出预测仪器 48
6.1 预测预报措施 48
6.2 瓦斯突出预测仪器 48
7 安全防护措施 49
7.1 避难所 49
7.2 压风自救系统 50
7.3 通风系统及通风安全设施 51
7.4 远距离爆破安全防护措施。 51
7.5 个体防护 52
8 矿井H2S气体的防治措施 52
9 矿井瓦斯及其它气体检测仪器、设备配置 54

附录：
1、四川宝光能源有限责任公司绥阳县田湾煤矿设计“委托书”。
2、贵州省国土资源厅文件黔国土储备字〖2008〗516号“关于《贵州省绥阳县联盟井田（南段）煤炭资源勘探地质报告》矿产资源储量评审备案证明”。
3、贵州省国土资源厅文件黔国土资矿管函〖2008〗1154号“关于准予划定绥阳县田湾煤矿矿区范围的通知”。
4、重庆市经济委员会文件《关于黄矸塘煤矿扩建开采设计的批复》（渝经煤管〔2009〕280号）。

前 言

四川宝光能源有限责任公司绥阳县田湾煤矿行政区划属绥阳县枧坝镇所辖，井田位于绥阳县城北西，井田中心距绥阳县县城约25km。
田湾煤矿为新建矿井，设计能力450kt/a。
根据2008年3月，重庆一三六地质队提交的《贵州省绥阳县联盟井田（南段）煤炭资源勘探地质报告》。瓦斯含量：C1煤层为9.52～12.70ml/g.煤，平均 11.13ml/g.煤； C4煤层为7.95～14.10 ml/g.煤，平均为12.35 ml/g.煤。瓦斯压力：C1煤层为0.610～0.721（MPa），平均0.643（MPa）；C4煤层为3.132～4.326（MPa），平均3.555（MPa）。依据指标分析，C4煤层有突出危险性，C1煤层的突出危险性比C4煤层的突出危险性小，矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计。
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，按照《煤矿安全规程》及国家安全生产监督管理总局令第19号发布的《防治煤与瓦斯突出规定》第十四条的要求，有突出危险的新建矿井及突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突专项设计。我院受业主委托，编制四川宝光能源有限责任公司绥阳县田湾煤矿防突专项设计。
一、设计依据
1、2008年3月，重庆一三六地质队提交的《贵州省绥阳县联盟井田（南段）煤炭资源勘探地质报告》；
2、《防治煤与瓦斯突出规定》（国家安全生产监督管理总局19号令）；
3、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）；
4、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）；
5、《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ 1018-2006）
6、《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》(AQ1055-2008)；
7、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》（GB50471-2008）；
8、《煤矿安全规程》（2009）；
9、贵州省国土资源厅文件黔国土储备字〖2008〗516号“关于《贵州省绥阳县联盟井田（南段）煤炭资源勘探地质报告》矿产资源储量评审备案证明”。
10、我院于2009年8月份编制完成的《四川宝光能源有限责任公司绥阳县田湾煤矿初步设计》
11、重庆市经济委员会文件《关于绥阳县田湾煤矿开采方案设计的批复》（渝经煤管〔2009〕280号）；
12、贵州省人民政府办公厅文件，黔府办发〖2008〗83号，“省人民政府办公厅关于加强煤矿瓦斯治理和综合利用工作的实施意见”。
13、业主提供的其他相关资料。
二、设计的主要指导思想和技术原则
1、贯彻落实《防治煤与瓦斯突出规定》提出的“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。区域防突工作应当坚持“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”防突工作方针。结合矿井具体情况，采用与之相适应的技术、工艺和装备，使矿井达到正规、安全、稳定的运行。
2、本着经济合理、技术可行、安全可靠、方便实用的指导思想，编制防突专项设计。
3、降低矿井生产成本，提高经济效益。特别重视安全生产，按照煤矿安全生产要求，结合矿井实际尽可能提高矿井的抗灾能力。
三、存在的主要问题及建议
1、矿井瓦斯参数鉴定：井田范围内共有四层煤，C1煤层为全区可采煤层，C4煤层为大部可采煤层，C2煤层为极不稳定局部可采薄煤层，C3煤层为不稳定零星可采薄煤层，属近距离煤层群。地质报告只提供了C1、C4煤层瓦斯鉴定基本参数，C1、C4煤层瓦斯鉴定参数均未测定，矿井在实际生产中应对相关参数进行测定。
2、本次设计的一些瓦斯参数的选择来源于经验公式计算结果和根据地质报告取大值的原则，在实施过程中应根据具体情况进行调整。

3

1 矿井概况
1.1 交通位置
田湾煤矿井田位于绥阳县城北西，井田中心距绥阳县县城约25km，行政区划属绥阳县枧坝镇所辖。
井田北侧有303省道经过，距桐梓县城约37km；东侧有绥阳县城经枧坝至宽阔坝县道经过，在宽阔坝与303省道相接，井田内有马鬃至蒲场镇乡村公路从北到南贯穿整个矿区，距蒲场镇省级公路约35km，距绥阳县城约46km，距遵义市中心约75km。
1.2 矿井地质特征
1.2.1 地层及含煤地层
井田内出露地层主要为二叠系和三叠系下统，含煤地层为二叠系上统龙潭组。矿井出露地层从老到新有：二叠系中统茅口组（P2m），二叠系上统龙潭组（P3l）、长兴组（P3c），三叠系下统夜郎组（T1y）、茅草铺组（T1m）、第四系全新统坡残积层（Q）。
井田内含煤地层为二叠系上统龙潭组（P3l）。属海陆交互相含煤碎屑岩沉积建造。与下伏地层茅口组呈假整合接触，与上覆地层长兴组呈整合接触，构成含煤地层的岩石类型主要有泥岩、粉砂质泥岩、灰岩、粘土岩、炭质泥岩及煤组成，局部地段有泥质粉砂岩、粉砂岩及砂岩。据钻孔工程及地表工程揭露，厚度67.99～86.07m，平均76.98m。
1.2.2 构造
井田位于坟坝向斜东冀。为一单斜构造，地层呈单斜产出。倾向230°～280°，一般为250°～270°。井田北部17～25线间地层倾向260°左右，倾角20°～30°，仅局部地段地表浅部倾角10°～15°，向南至33线地层倾向无明显变化，而倾角逐渐变陡，达40°～55°。
联盟井田内断裂构造不发育，地层呈单斜产出，无较大的断裂构造，仅浅表发育落差较小的断层（F11、F12、F13、F14、F15），F12位于联盟煤矿，在探矿权区域外，对井田基本无影响；F15发育于浅部，靠近煤层风氧化带，F11、F13、F14断层对煤层有破坏作用，但因断距落差小，对煤层的破坏程度均较小。但井田外围的北部和南部分别发育有F1、F5断层，因距井田较远，采矿一般不会涉及这两条断层。井田内含煤地层无岩浆岩的破坏作用。因此，井田构造复杂程度属中等类型。
1.3 煤层与煤质
1.3.1 煤层
井田内含煤含煤4～7层，含煤总厚度1.73～5.96m，平均3.31m，含煤系数4.30%；其中达可采厚度煤层（≥0.80m）的共1层（C1），大部可采煤层1层（C4），局部见可采厚度点的煤层2层（C2、C3）。可采煤层总厚0.96～5.96m，平均总厚2.62m，可采煤层含煤系数为1.36～7.81%，平均3.40%。
可采及大部可采煤层特征见表1-3-1
表1-3-1 可采及大部可采煤层特征表
煤层编号
煤层厚度(m)
煤层倾角(度)
煤层层间距
(m)

煤层结构
煤层顶板岩性
煤层底板岩性
围岩稳固性
煤层稳定性
视密度
可采范围
最小～最大
平均
最小～最大
最小～最大
平均
C1
0.85～2.14
1.27
22～48
47.97～74.72
60.19
简 单
石灰岩
泥岩
顶板较稳固,底板较软
稳定
1.48
全区均可采
C4
0.80～1.44
1.03
22～43
简 单
石灰岩
泥岩
顶板较稳固,底板较软
较稳定
1.47
大部可采

1.3.2 煤质
矿区内C4、C1煤层灰分平均23.49～23.55%，全硫含量平均2.61～2.46%，发热量26.81～26.26%，固定碳含量平均66.47～65.49%，属于中灰、中高硫、高热值、中高固定碳无烟煤。煤质特征见表1-3-2。
表1-3-2 煤质特征表
煤层
水份
（Mad）
灰份
（Ad）
挥发份（Vdf）
固定碳
（FCd）
全硫
（St.d）
发热量
Qgr.v.d（MJ/kg）
C4
0.51-2.60
1.59(20)
15.32-28.87
23.49(20)
8.59-11.11
9.78(20)
20.00-75.72
66.47(20)
1.53-4.47
2.61(20)
20.00-30.06
26.81(20)
C1
0.48-2.83
1.34(27)
15.86-28.90
23.55(25)
8.49-11.19
9.71(26)
41.11-75.24
65.49(27)
1.62-3.72
2.46(26)
16.59-29.62
26.26(26)

1.4 矿井资源储量及生产能力
（1）井田境界
根据贵州省国土资源厅黔国土资矿管函[2008]1154号《关于准予划定绥阳县田湾煤矿矿区范围的通知》，矿区范围由14个拐点坐标圈定，南起两岔河，北止梁家坡，东以煤系露头为界，西至坟坝向斜轴部，呈近南北向展布，长约9.3km，平均宽约1.75km，面积约16.2879km2。开采深度由1130米至200米标高。矿区范围拐点坐标见表1-4-1。
表1-4-1 田湾煤矿矿区范围拐点坐标
拐点号
X
Y
拐点号
X
Y
0
3110779
36400093
7
3101674
36401247
1
3109073
36400079
8
3101661
36402886
2
3109070
36400488
9
3106279
36402923
3
3105837
36400462
10
3106282
36402514
4
3105834
36400871
11
3107291
36402517
5
3104448
36400860
12
3107306
36402000
6
3104445
36401269
13
3110784
36401853

（2）资源/储量
根据2008年3月，重庆一三六地质队提交的《贵州省绥阳县联盟井田（南段）煤炭资源勘探地质报告》，联盟井田（现更名为田湾煤矿）范围内的地质资源量（331+332+333）为45850 kt(含与联盟煤矿相交的储量共1360 kt，C4：290kt，C1：1070 kt)。其中：探明的内蕴经济资源量（331）6870 kt，控制的内蕴经济资源量（332）14780 kt，推断的内蕴经济资源量（333）24200 kt。
经计算和分析评价，矿井工业资源/储量为39828kt。设计资源/储量为37614kt，其中+800m以上设计资源/储量为15257kt；+800m以下设计资源/储量为22357kt。设计可采储量为30408kt。其中+800m以上11404kt，+800m以下19004kt。
（3）设计生产能力
矿井设计生产能力450kt/a，贵州省发展改革委员会核准矿井生产能力为450kt/a。
（4）矿井服务年限
矿井设计生产能力450kt/a，矿井服务年限48.3a，其中第一水平（+800m以上）服务年限18.1a。基本符合《煤炭工业矿井设计规范》的要求。
1.5 矿井开拓与开采
矿井采用斜井开拓方式，主斜井和副斜井均位于田湾，井口标高+1210m，从地面作穿层斜井至+800m水平。主、副斜兼作首采区（一采区）的采区上山。
全矿共划分为三个水平（+800m、+500m、+200m水平）；+800m水平划分为四个采区，+500m水平划分为四个采区，+200m水平划分为二个采区，全矿井共划分为十个采区进行开采，每个采区可划分为四个阶段。
运输大巷和总回风巷均布置在煤系底板的茅口灰岩中。
矿井后期开采第二水平+500m水平和第三水平+200m水平时，均采用暗斜井延深。
首采区利用矿井主斜井、副斜井作为采区的运煤、行人和材料上山，副斜井分别在+1100m、+1025m、+950m、+875m作甩车场，在+800m水平设平车场，与布置在茅口灰岩中的+1100m水平总回风巷，+1025m、+950m、+875m阶段运输巷及+800m水平运输大巷相连，主斜井通过联络巷与车场或运输巷联系。通过采区运输石门和回风石门揭穿煤层后布置工作面煤层运输巷和回风巷，然后作开切眼，开成回采工作面。采区回风上山布置在茅口灰岩中。
为满足煤与瓦斯突出矿井的相关要求，本次设计在一采区每个阶段均布置双石门，在靠近井筒附近布置采区运输石门、回风石门和回风上山，使采区内各采掘工作面均能形成独立的回风系统。
矿井投产时，在一采区+1025m阶段北翼布置一个C1煤层综采工作面，C1煤层作为保护层，首先开采。达产时在一采区+1025m阶段南翼增加一个C4煤层炮采工作面，回采工作面采用走向长壁采煤法，后退式回采。工作面通风方式为“U”形通风。
矿井的采煤方法采用走向长壁采煤法，后退式开采，全部陷落法管理顶板。矿井达产时配备一个综采工作面和一个炮采工作面。
矿井达产时采煤工作面产量合计为448kt/a，掘进出煤按回采产量的5%考虑，掘进煤产量为22kt/a，则矿井年产量为470 kt/a。
1.6 矿井通风
本矿井推荐的开拓开采方案，+800m水平划分为四个采区，主斜井、副斜井位于井田中央，距初期回风斜井（1号回风斜井）直线距离约60m，1号回风斜井初期为+800m水平一采区服务，因此矿井初期通风方式为中央分列抽出式。+800m水平三采区投产后，启动后期回风井（2号回风平硐），矿井通风方式过渡为分区式。回采工作面采用“U”型通风方式。
全井田设2个回风井， 1号回风斜井为矿井北翼服务，服务时间即矿井设计服务年限48.3a；2号回风平硐为矿井南翼服务，服务年限约42a。
矿井初期进风井为主斜井和副斜井，后期分别在二、三、四采区设有安全出口兼作各采区辅助进风井。
经计算，矿井投产初期总供风量为67m3/s，矿井达产后及后期总供风量为105m3/s。
风机选型结果
（1）1号回风斜井：
通风机：FBCDZ№28/2×110型通风机，n=590r/min，
工况点： Q1=72.6m3/s，H1=1620Pa，α1=-6°η=80%
轴功率： 147kW
电动机：YBF315L1-10型，2×110kW，590r/min，380V。
（2）2号回风平硐：
通风机：FBCDZ№20/2×45型通风机，n=740r/min，
工况点： Q1=46.6m3/s，H2=910Pa，α2=-3°η=79%
轴功率： 54kW
电动机：YBF250M1-8型，2×45kW，740r/min，380V。
掘进工作面采用局部扇风机压入式供风，利用矿井主扇全压回风，各掘进工作面实行独立通风。全井共5个掘进工作面，其中3个半煤巷掘进工作面、2个岩巷掘进工作面。半煤巷掘进工作面配备有对旋轴流局部通风机2台，FDⅡ-№6型，2×18.5kW，风量285～470m3/min，风压5700～650Pa，一台运转，一台备用；岩巷掘进工作面配备有对旋轴流局部通风机，FDⅡ-№5.6型，2×15kW，风量230～390m3/min，风压5000～550Pa一台运转，一台备用。全矿井共配备10台局部通风机。

2 煤与瓦斯突出的可能性分析
2.1 煤层赋存条件
井田内含煤地层为二叠系上统龙潭组（P3l），含煤4～7层，其中达可采厚度煤层（≥0.80m）的共1层（C1），大部可采煤层1层（C4），局部见可采厚度点的煤层2层（C2、C3）。可采煤层总厚0.96～5.96m，平均总厚2.62m。
C1煤层：总厚0.70～2.14m，平均厚度1.27m；煤层的可采性指数为0.97，变异系数为29%，属稳定型薄至中厚煤层。
C4煤层：总厚0.21～1.73m，平均厚度0.98m。煤层的可采性指数为0.82和变异系数为19%，属较稳定型薄煤层。
C2煤层：总厚0.14～1.74m，平均厚度0.67m；属极不稳定型局部可采薄层煤层。
C3煤层：总厚0.22～2.67m，平均厚度1.18m；属不稳定型零星可采薄层煤层。
井田内除以上C1煤层为稳定全区可采薄至中厚煤层、C4煤层为较稳定大部可采薄层煤、C2煤层为极不稳定局部可采薄煤层、C3煤层为不稳定零星可采薄煤层外，其余煤层均为煤线。
2.2 煤层顶底板岩性
C1煤层的直接顶板为石灰岩，局部地区为泥岩、炭质泥岩；其底板为粘土质硫铁矿，底板为泥岩。
C4煤层的直接顶板为石灰岩，局部地区煤层之上发育有一薄层泥岩；其底板主要为泥岩，局部为炭质泥岩、粉砂质泥岩。
2.3 地质构造与破坏程度
井田为一单斜构造，地层呈单斜产出。倾向230°～280°，一般为250°～270°。井田北部17～25线间地层倾向260°左右，倾角20°～30°，仅局部地段地表浅部倾角10°～15°，向南至33线地层倾向无明显变化，而倾角逐渐变陡，达40°～55°。
联盟井田内断裂构造不发育，地层呈单斜产出，无较大的断裂构造，仅浅表发育落差较小的断层（F11、F12、F13、F14、F15）：
F12位于联盟煤矿，在探矿权区域外，对井田基本无影响；F15发育于浅部，靠近煤层风氧化带，F11、F13、F14断层对煤层有破坏作用，但因断距落差小，对煤层的破坏程度均较小。井田外围的北部和南部分别发育有F1、F5断层，因距井田较远，采矿一般不会涉及这两条断层。井田内含煤地层无岩浆岩的破坏作用。因此，井田构造复杂程度属中等类型。
2.4 瓦斯特征
（1）本矿井瓦斯赋存状况
①瓦斯含量
勘探时在钻孔中采取瓦斯测试样13件，其中C1煤层瓦斯样6件，C4煤层瓦斯样7件。C1煤层瓦斯含量为9.52～12.70ml/g.煤，平均 11.13ml/g.煤；可燃物13.36～17.28ml/g.r，平均为14.98ml/g.r。C4煤层瓦斯含量为7.95～14.10 ml/g.煤，平均为12.35 ml/g.煤；可燃物9.23～33.62ml/g.r，平均为19.16ml/g.r。瓦斯含量及瓦斯成分测试结果见表2-4-1。
②瓦斯成份
1）沼气（CH4）含量：C1煤层在23.91～82.57%间，平均为63.08%；C4煤层在58.89～86.57%间，平均71.36%；在6个钻孔检测样品中仅2303、2301号钻孔C4煤层含量大于80%，其余均其余均小于80%，表明CH4含量不高。
2）氮气（N2）含量：C1煤层在11.72～48.30%间，平均为22.49%；C4煤层在7.39～27.75%间，平均为16.52% ；在6个钻孔检测样品中，仅C1煤层1904号孔、C4煤层2504号孔大于20%。
3）瓦斯组分及其含量在平面上的分布无明显规侓，仅能表明井田大部分面积处在氮气-沼气带中，只在井田中部23勘探线两侧局有小面积沼气带。
③瓦斯压力
井田内构造较简单，断层稀少，规模较小，在钻孔煤样中测得瓦斯压力（MPa）：C1煤层0.610～0.721（MPa），平均0.643（MPa）；C4煤层3.132～4.326（MPa），平均3.555（MPa）。瓦斯压力测试成果见表2-4-2。
井田内瓦斯压力的特点表现为：C1煤层与C4煤层相比，C1煤层瓦斯压力较低，C4煤层瓦斯压力较高；C1、C4煤层瓦斯压力是随着深度的增深而增高。
④煤的真密度、视密度、孔隙率
煤的真密度、视密度、孔隙率经采样送江苏煤炭地质勘探研究所检测作高压容量吸附试验，检测结果见表2-4-3。
⑤瓦斯放散初速度(△P)、坚固性系数(f)
瓦斯放散初速度（△P）、坚固性系数，经江苏煤炭地质勘探研究所对2002、2801两个钻孔煤样进行检测，检测结果见表2-4-4。
（2）瓦斯含量分布、瓦斯含量梯度
①瓦斯含量分布
同一煤层瓦斯含量具有随煤层埋藏深度增加而增高的规侓，并表现出有可能在向斜轴部富集的特征。
②瓦斯含量梯度
用井田中部24勘探线、25勘探线上的2402和2504号孔的C4煤层瓦斯含量测试结果粗约计算瓦斯含量梯度，计算出瓦斯梯度为12.1m/m3/t.煤和30.5m/m3/t.可然物。见表2-4-5。
煤层瓦斯的富集、赋存及瓦斯突出，与地质构造、煤层厚度、煤岩特征等条件关系密切。其煤岩类型、特征表现见表2-4-6。联盟井田在区域构造中处在南北向展布的坟坝向斜中段，坟坝向斜中段东翼较宽缓，断层稀少，规模较小：而西翼岩层极陡，或直立或倒转。
椐井田内地质构造、煤层物性特征的分析，可以认为：坟坝向斜轴部，处于弹-塑性变型—破坏变型阶段，是良好的封存、蕴藏瓦斯的封闭构造，加之煤层厚度适宜，煤质较松软，内生节理及裂隙较发育等特征，有利于瓦斯富集、储存。
表2-4-1 瓦斯含量瓦斯成份统计表
煤

层
线

号
孔号
瓦斯含量
瓦斯成份 (%)
ml/g煤
最大-最小
平均(点数)
ml/g可燃物
最大-最小
平均(点数)
CH4
最大-最小
平均(点数)
CO2
最大-最小
平均(点数)
N2
最大-最小
平均(点数)
C02—C08
最大-最小
平均(点数)
C1
19
1904
11.17
13．98
59.71
13.30
26.11
0.41
23
2303
9.52
13．36
77.46
9.07
12.83
0.37
24
2402
12.70
14.03
71.74
15.26
11.72
0.76
28
2801
7.94
9.13
62.65
13.06
23.61
0.30
23
2302

16.27
23.91

48.30

27
2701

17.28
82.57
3.14
13.51

9.52-12.70
11.13(3)
13.36-17.28
14.98(5)
23.91-82.57
63.08(5)
3.14-15.26
10.19(4)
11.72-48.30
22.49(5)
0.37-0.76
0.51(3)
C4
19
1904
13.70
15.95
58.89
12.37
27.75
0.63
23
2303
13.65
15.31
83.48
6.65
8.73
0.50
24
2402
7.95
9.23
66.11
13.77
19.23
0.45
25
2504
14.10
24.75
63.62
12.10
23.42
0.60
28
2801
6.47
8.47
77.17
8.75
13.03
0.61
23
2301

33.62
86.57

7.39

33
3301

16.09
69.50
12.60
13.61

7.95-14.10112.35(4)
9.23-33.62
19.16(6)
58.89-86.57
71.36(6)
6.65-13.77
11.50(5)
7.39-27.75
16.69(6)
0.45-0.63
0.55(4)

55

绥阳县田湾煤矿 防治瓦斯突出设计
表2-4-2 瓦斯压力测试成果表
线
号
孔号
压力测试
煤层
深度
(m)
标高
(m)
MPa
煤层
深度
(m)
标高
(m)
MPa
20
2002
C1
538.10
785.38
0.610
C4
481.10
842.38
3.132
23
2303
544.19
572.52
0.660
488.30
628.41
3.486
28
2801
400.85
761.51
0.579
333.75
828.61
3.276
31
3101
736.15
549.45
0.721
661.99
623.61
4.326
平 均

0.643

3.555

2-4-3 高压容量吸附试验成果表
孔号
煤
层
深度
标高
(m)
视密度(TCD)
(g/cm3)
真密度(TRD)
(g/cm3)
孔隙率(RD)
(%)

吸 附 试 验
焦渣特征(1-8)
a
b
r
2002
C1
538.10
785.38
1.52
1.58
3.80
33.276
0.724
1.0
2
2303
544.19
572.52
1.76
1.85
4.86
26.399
0.754
0.999
2
2801
400.85
761.51
1.51
1.55
2.58
32.515
0.810
0.999
2
3101
736.15
549.45
1.51
1.59
5.03
37．434
0.603
0.994
2
2002
C4
481.10
842.38
1.62
1.68
3.57
31.404
0.981
1.0
2
2303
488.32
628.41
1.62
1.66
2.41
35.580
0.745
0.999
2
2801
335.75
828.61
1.47
1.51
2.65
32.232
0.956
0.999
2
3101
661.99
623.61
1.52
1.60
5.00
30.311
0.816
0.999
2

2-4-4 瓦斯放散初速度、坚固性系数测试成果表
煤层
孔号
深度(m)
标高(m)
放散初速度（△P）
坚固性系数(f)
C1
2002
538.10
785.38
9.528
0.60
2303
544.19
572.52
10.448
0.80
2801
400.85
761.51
10.776
0.40
3101
736.15
549.45
10.579
0.46
C4
2002
481.10
842.38
10.579
0.50
2303
488.30
628.41
13.733
0.40
2801
333.75
828.61
14.259
0.20
3101
661.99
623.61
10.316
0.41

2-4-5 瓦斯含量梯度表
煤层
名称
孔号
采样点
标高（m）
瓦 斯 含 量
瓦 斯 梯 度
ml/g.煤
ml/g.r
m/m3/t.煤
m/m3/t.可然物
C4
2404
875.21
7.95
9.23
12.1
30.5
2505
366.98
14.10
24.75

2-4-6 煤层物性特征表
特征煤层
C1煤层
C4煤层
厚度(m)
0.85～2.14/1.27
0.80～1.44/0.98
颜色
褐黑
褐黑
光泽
似金属
似金属
比重

硬度
1.0～1.5
1.0～1.5
脆度
较大，块状，易碎成粉状
较大，块状，易碎成碎片
结构、构造
单一煤层，宽条带、叶片状结构，参差状断口，内、外生裂隙较发育
包裹体
黄铁矿细晶浸染状分布，方解石薄膜
黄铁矿细晶浸染状分布，方解石薄膜
煤岩成份
镜质组为主（﹤60%），惰质组次，
镜质组为主，惰质组次之
煤岩类型
光亮～半光亮型
光亮～半光亮型
煤层破坏类型
非破坏型或破坏型(Ⅲ～Ⅳ)
非破坏型或破坏型(Ⅲ～Ⅳ)
放散初速度（MPa）
9.528～10.776
10.579～14.259
坚固性系数(f)
0.40～0.80
0.20～0.50
瓦斯压力（MPa）
0.579～0.721
3.132～4.326
瓦斯含量(ml/g·r)
13.36～14.03
9.23～24.75
瓦斯突出危险性
突出危险性小
突出危险
2-4-7 判定煤层危险性单项指标的临界值表
突出煤层危险性
煤的破坏类型
瓦斯放散初速度（△P）
煤的坚固性
系数（f）
煤层瓦斯压力（P）（MPa）
突出危险
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ
≥10
≤0.5
≥0.74

2.5 邻近矿井煤与瓦斯突出情况
井田内地表浅部有一个联盟煤矿生产矿井，开采C1、C4煤层，未发生过煤与瓦斯突出及瓦斯爆炸事故。
2.6 本矿井煤与瓦斯突出危险性
根据《防治煤与瓦斯突出规定》第13条的规定，“突出煤层的鉴定应当首先根据实际发生的瓦斯动力现象进行。当动力现象特征不明显或者没有动力现象时，应当根据实际测定的煤层最大瓦斯压力P、软分层煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度△P和煤的坚固性系数f等指标进行鉴定，全部指标均达到或者超过表1所列的临界值的，确定为突出煤层”。《防治煤与瓦斯突出规定》表1推荐的临界值见表2-4-7。依据指标分析，见表2-6-1，C4煤层有突出危险性，C1煤层的突出危险性比C4煤层的突出危险性小，矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计。在建井期内矿方应请有资质的单位对矿井各煤层的瓦斯突出危险性进行鉴定，以进一步完善瓦斯防治措施，确保矿井安全生产。
表2-6-1 煤层危险性预测单项指标统计表
突出煤层危险性
煤的破坏
类型
瓦斯放散初速度（△P）
煤的坚固性
系数（f）
煤层瓦斯压力（P）（MPa）
突出危险性临界值
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ
≥10
≤0.5
≥0.74
C1煤层
Ⅲ～Ⅳ
9.528～10.776
0.40～0.80
0.579～0.721
C4煤层
Ⅲ～Ⅳ
10.579～14.259
0.20～0.50
3.132～4.326

3 综合防突措施

根据地质勘探部门提供的初步预测资料，依据指标分析，C4煤层有突出危险性，C1煤层的突出危险性比C4煤层的突出危险性小，矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计。采取"四位一体"（突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施）综合防治突出措施。矿井设计中采取防突措施如下：
3. 1 开拓布置方式、采区巷道布置的防突措施
矿井为斜井开拓，投产初期共布置三个井筒，分别为主斜井、副斜井、回风斜井，均为穿层斜井。第一水平标高为+800m，采用采区式布置方式，运输大巷、回风大巷布置在煤层底板茅口灰岩中，距煤层30m以内。
首采区利用矿井主斜井、副斜井作为采区的运煤、行人和材料上山，副斜井分别在+1100m、+1025m、+950m、+875m作甩车场，在+800m水平设平车场，与布置在茅口灰岩中的+1100m水平总回风巷，+1025m、+950m、+875m阶段运输巷及+800m水平运输大巷相连，主斜井通过联络巷与车场或运输巷联系。通过采区运输石门和回风石门揭穿煤层后布置工作面煤层运输巷和回风巷，然后作开切眼，开成回采工作面。采区回风上山布置在茅口灰岩中。
为满足煤与瓦斯突出矿井的相关要求，本次设计在一采区每个阶段均布置双石门，在靠近井筒附近布置采区运输石门、回风石门和回风上山，使采区内各采掘工作面均能形成独立的回风系统。
因此，矿井的开拓巷道和采区主要巷道均布置在岩层中，符合《煤矿安全规程》的要求，并做到了尽量少的揭煤层的要求。
3.2 煤层开采顺序、采煤方法的防突措施
本井田共有四层煤，C1煤层为全区可采煤层，C4煤层为大部可采煤层C2煤层为极不稳定局部可采薄煤层、C3煤层为不稳定零星可采薄煤层，属近距离煤层群。C1煤层与C4煤层的层间距达55m至60m左右；水平运输大巷、总回风巷都布置在煤系底板茅口灰岩中，因此各煤层采用联合布置。
水平及阶段开采顺序为下行式，煤层开采顺序为上行式，C1煤层作为下保护层首先开采。原因有四点：一是本矿只有C1煤层是全区可采煤层；二是C1煤层与C4煤层的层间距达55m至60m左右，若选择C4煤层作为上保护层，首先开采，不能有效保护下面的C1煤层；三是根据根据现有指标分析，C1煤层的突出危险性比C4煤层的突出危险性小(建井期间必须请有资质的单位对各煤层的突出危险性进行重新鉴定)；四是先采