煤矿防突技术措施.doc

煤矿防突技术措施

43
2020年4月19日
文档仅供参考

大方县德兴煤矿

区域防突治理技术措施

编 制:
技术负责人:
矿 长:
日 期:

目录

第一节、矿井概况
第二节、矿井水文
第三节、区域地质及井田地质
第四节、煤层赋层情况
第五节、矿井瓦斯情况
第六节、防突技术措施

第一节、矿井概况
大方县德兴煤矿行政区划隶属贵州省大方县瓢井镇管辖,距大方县城约45公里,矿井设计生产能力为15万吨/年,设计开采煤层为M1和M5煤层,首采面布置在M1号煤层内。始建于 6月,为私营矿山企业,当前尚未建成投产。煤矿是新建矿井,现还在建井期,现为全岩巷掘进,还未揭露设计开采煤层,也未作瓦斯等级鉴定和煤与瓦斯突出危险性鉴定工作,现按高突矿井设计和管理。煤矿还未揭露煤层,未作突出危险性鉴定,现已与重庆煤科院联系,待揭露煤层前30米时,请重庆煤科院专家对我矿进行突出危险性鉴定工作,并委托其编制<防突专项设计>。现我矿已编制了<揭煤措施>,并已报天府总公司和大方县工能局和安监局审批备案。井下已按要求安设了”六大系统”安全设施和防突风门,入井工人必须携带隔离式化学氧自救器。
第二节、矿井水文
9月,四川省地质矿产勘查开发局化探队提交了大方县德兴煤矿矿井水文地质报告:
一、地形地貌
大方县德兴煤矿位于贵州高原西北部,地势中部高,四周低。中部最高处是老鹰岩,标高1937.40m,北部于矿区外花底河河谷,最低标高980.00m,为矿区最低侵蚀基准面。相对高差857.40m,地形坡度,缓坡地带8º~15º,北部及东部边缘坡度25º~30º,中部老鹰岩以下坡度45º以上或直立陡岩。
地貌为侵蚀、溶蚀中山区地貌。
二、气象水文
矿区所处气候为亚热带湿润季风气候。年平均气温15.1º C,一月最冷平均气温4.2º C,极端最低气温-6.8º C,七月最热平均气温25º C,极端最高温度38.4º C。无霜期264天。年平均降雨量1057mm,平均相对湿度78%,年平均蒸发量1382.9mm。春秋两季以东北风为主,夏季以东南风为主,冬季以东风为主。平均风速1m/s。季节性灾害有春旱、洪涝、冰雹等灾害性天气。
矿区处于赤水河南岸补给区,位于赤水河一级支流马路河的上游延伸河至花底河西侧。花地河由矿区东侧1Km处向北径流。矿区地表水沿地表分水岭东西两侧分流,东侧直接进入花底河,西侧至谷底转向北3Km外进入花底河。花底河河水雨季节流量大于500l/s。
三、含(隔)水层特征
矿区出露的地层由新至老有第四系(Q);三叠系下统夜郎统九节滩段(T1y3)、玉龙山段(T1y2)、沙堡湾段(T1y1);二叠系上统长兴组(P3c)、龙潭组(P3l);二叠系中统茅口、栖霞组(P2m+q)。
1、第四系(Q)松散岩类含孔隙水
岩性主要为坡积、残积和冲沟冲积物。以褐色粘土、亚粘土含碎石、角砾。主要分布在地势低洼地带、斜坡中下部及冲沟两侧。覆盖各出露地层之上。厚度0~10m,富水性,透水性强。该层无泉水出露。
2、三叠系下统夜郎统九节滩段(T1y3)
岩性主要为薄层状紫红色泥岩夹粉砂岩、粉砂质泥岩,层中夹少量薄层状泥质、灰岩条带,主要分布在矿区东侧,分布面积已延伸出矿区外,厚度大于200m。该层有两个泉点出露,调查时流量分别为0.221l/s和0.240l/s。7月份取水样时两泉水均干涸,长期干旱(无补充源)该层含风化裂隙水,富水性弱,为矿区隔水层。
3、三叠系下统夜郎统玉龙山段(T1y2)
岩性为中厚层灰岩夹薄层灰岩或泥灰岩。出露区地形多为陡岩和山脊。无地表泉水出露。据访问,在老鹰岩西南侧陡岩上有三个溶洞,洞高1.3m,可进深度13m,沿层石进去10m可见到水,而能够听到水流的声音。据有关该层的水质分析资料,水之类型为HCO3—Ca,矿化度0.18g/L,厚度90~100m。该层富水性中等。
4、三叠系下统夜郎统沙堡湾段(T1y1)
岩性主要为薄层泥岩、粉砂质泥岩偶夹薄层泥质灰岩条带。主要出露于陡岩中部,厚度40m~50m。无泉水出露,富水性弱,为矿区隔水层。
5、二叠系上统长兴组(P3c)
岩性为灰岩,含燧石结核、团块。该层在矿区分水岭西侧呈条带状出露,出露面积小,局部地段形成陡岩和小山脊。矿区只有一个泉水点出露,即油沙村3号泉,流量0.513l/s。因有6个引水管将水引走至少有0.50l/s。该泉水总流量应在1.00l/s以上。取水样分析,水质类型为HCO3—Ca型,PH值7.13。
该层与三叠系下统夜郎统玉龙山段(T1y2)两层抽水试验,水位下降36.74m,涌水量0.091l/s,单位涌水量0.025l/s.m,经72小时恢复水位观测,水位只恢复到70.46m2。由于长期天干,没有降水补给,因此水位无法恢复到正常水位。
抽水试验取水样分析,水质类型为SO4—HCO3—Ca型水,PH值为7.56。
6、二叠系上统龙潭组(P3l)
岩性为薄层状至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩及煤层组成。层间夹泥质和硅质灰岩。主要出露在分水岭北西侧陡岩脚缓坡地带,受水面积相对较大。该层出露泉水点5个,流量0.114~0.544l/s,根据老硐8号和泉水点8号取水样分析,水质类型分别为HCO3—Ca型和SO4—Ca型,PH值分别为8.01mg/L和7.65mg/L。总的来说该层含风化节理、裂隙水,富水性弱。厚度150m。
该层与下伏强含水层茅口组(P2m)揭穿50m后混合抽水试验(茅口组地下水位很深,实际应为龙潭组单层),水位降深28.08m,涌水量0.014l/s,单位涌水量仅0.0005l/s.m。取水样分析,水质类型为 HCO3—Ca型。PH7.50。由于长期未降雨,地下水位恢复观测72小时,仅恢复至13.98m。
7、二叠系中统茅口组(P2m)
岩性为浅灰至灰白色厚层灰岩,偶见燧石结核。出露矿区北西角,地表溶洞、落水洞、漏斗岩溶发育。富水性强,但不均匀。为矿区主要含水层。地下径流深度大,主要以管道流、伏流、暗河形式运移。虽然ZK09号孔揭露该层50m,但岩溶该段不发育,未造成钻孔龙潭组地下水跌落。因而龙潭组混合抽水时流量只代表龙潭组,水位也只代表龙潭组。
该层地下水类型据区域资料为HCO3—Ca型,排泄流量50~200l/s。
四、地下水补、径、排特征
大气降水是地下水的主要补给源。可分三种不同的径流、排泄特征:
1、孔隙水的补给、径流、排泄特征
孔隙水在接受大气降水后,在松散堆积物中渗透,一部分渗入基岩裂隙,补给基岩地下水,另一部份则在低洼处以散状流的形式排出地表,具就地补给就地排泄的特征。
2、基岩裂隙水的补给、径流、排泄特征
大气降水是基岩裂隙水的主要补给源,在碎屑岩分布地带地形相对较平缓,但其风化裂隙密度小,张裂性差,接受补给量有限,因此富水性弱。其径流趋势决定地势高低,在重力作用下,在裂隙中由高向低处径流流量小,流速慢,在地势低的切割较深之处以泉水的方式排泄,补给地表冲沟。
3、岩溶水补给、径流、排泄特征
矿区岩溶水主要有玉龙山(T1y2)灰岩、长兴灰岩(P3c)和茅口灰岩(P2m)。
玉龙山组(T1y2)灰岩地下水主要顺层发育的岩溶管迳流,在地形切割较低处以溶洞泉的形式排泄。矿区内无排泄点,据当地百姓介绍,在矿区东边排泄补给花底河。
长兴组(P3c)灰岩在接受补给后,地下水沿南西向北东迳流在油沙村地势切割较低的地方,以泉水(A8)方式排泄出地表,供当地村民饮用,多余部分沿地表冲沟流走补给花底河。
茅口组(P2m)灰岩地表发育大量落水洞、漏斗,最易接受大气降水补给,顺岩溶裂隙、漏斗、落水洞补给地下水,向竖向进入地下暗河、管道,径流路线长,水位埋深大,最终在赤水南岸排泄,补给赤水河。
五、构造水文地质特征及对矿床充水的影响
矿区位于扬子准地台次级构造单元黔北台隆、遵义断拱毕节北向构造变形区,矿区位于北东向石宝向斜北西翼,走向近南西向至北东向单斜构造,产状倾向南东,倾角10º~38º,一般倾角为20°左右,区内无断裂构造,构造复杂程度可确定为简单类型。对矿床充水无影响。
六、地表水、地下水相互关系及动态特征
矿区内无地表水体,主要发育季节性小溪沟及东西向呈树枝状小冲沟,大气降水为主要补给来源。由于天气长时间干旱,干旱季节小溪沟基本无水,冲沟干涸。本次共进行4处地表长观点,其中泉点3处(A01、A03、A08),地表水1处(H03)。
七、矿床水文地质勘查类型
矿区内,大部分资源量位于地下水位以下,”P3l”为直接充水含水层,富水性弱,”T1y2+P3c”为间接顶板充水含水层,富水性较弱~中等,无地表水体山塘水库,无构造断裂导致的矿床充水问题;底板”P2m”为强含水层,富水性强,地下水位深,对M11、M12以上煤层开采无影响。地表季节性冲沟对矿床充水影响小,根据现行的<煤、泥炭地质勘查规范>中水文地质勘查类型的划分标准,对煤系地层而言,矿床水文地质勘查类型为二类二型,即以裂隙含水层为主、水文地质条件中等的裂隙充水矿床。
八、矿井涌水量
矿井最大涌水量为600.0 m3/d,正常涌水量为240.0m3/d。
第三节、区域地质及井田地质
9月,四川省地质矿产勘查开发局化探队提交了大方县德兴煤矿矿井水文地质报告:
一、区域地层
区域内出露的地层由老至新有:寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、第四系;区域地层特征见表。

区　域　地　层　系　统　简　表　 　 　
系
统
组(群)
地层代号及接触关系
矿 产
第四系

Q

第三系
下第三系

E

侏罗系
上 统
遂 宁 组
J3sn

中 统
上沙溪庙组
J2s
铜
下沙溪庙组
J2x
油页岩、铁
中下统
自流井群
J1-2zl

三叠系
上 统
二 桥 组
T3e

中 统
法郎组
狮子山组
T2f
T2sh

关岭组
T2g
松子坎组
T2s

下 统
永宁镇组
茅草铺组
T1yn
T1m

飞仙关组
夜 郎 组
T1f
T1y

二叠系
上 统
长兴组
P3c

龙 潭 组
P3l
煤
峨眉山玄武岩组
P3β

中 统
茅 口 组
P2m

栖 霞 组
P2q

下 统
梁 山 组
P1l
煤
石炭系
下 统
大 圹 组
C1

奥陶系
中 统
宝 塔 组
O2b

十字铺组
O2sh

下 统
湄 潭 组
O1m

红花园组
O1h

桐 梓 组
O1t

寒武系
中－上统
娄山关群
∈2-3ls

中 统
高 台 组
∈2g

下　统
清虚洞组
∈1q

金顶山组
∈1j

明心寺组
∈1m

震旦系
上统
灯影组
Zbd2

Zbd1

二、区域构造
矿区大地构造地处扬子准地台黔北台隆的遵义断拱毕节北西向构造变形区的西部,区域褶皱构造为一北东向的宽缓向斜构造——茅坝向斜,轴向北东。北西翼岩层倾角一般10～30°,南东翼岩层倾角一般6～36°。核部地层主要为三叠系下统茅草铺组(T1m)、三叠系下统夜郎组(T1y),两翼依次为二叠系上统大隆组(P3d)、二叠系上统长兴组(P3c)、二叠系上统龙潭组(P3l)、二叠系中统茅口组(P2m)和栖霞组(P2q)。在两翼均有次级褶皱和挠曲发育。
区域断裂构造不发育,主要为北东向的正断层或逆断层,断面倾向北西为主,地层断距数米至上百米。
三、矿区地层
矿区内出露地层从新至老为第四系(Q)、三叠系下统夜郎组(T1y)、二叠系上统长兴(P3c)、二叠系上统龙潭组(P3l)、二叠系中统茅口组(P2m),其分布与岩性特征如下:
1、第四系(Q)
零星分布在较稳定平缓斜坡上或沟谷中,不整合在各地层之上。主要为含碎石土、砂质土、残积土及少量河床相堆积层。厚0～10.20m。
2、三叠系下统夜郎组(T1y)
三叠系下统夜郎组(T1y)根据岩性特征自上而下又分为三个岩性段:
(1)三叠系下统夜郎组九级滩段(T1y3):分布于矿区中部和南东部。岩性为紫红色、灰绿色薄层状粉砂质粘土岩、钙质粘土岩组成。未出露完全,厚度大于200m。
(2)三叠系下统夜郎组玉龙山段(T1y2):分布在矿区的中南部。灰、浅灰色薄至厚层、块状灰岩,质纯。上部以中厚层至厚层为主,近顶部为厚层至块状鲕粒灰岩。中下部夹一层深灰色泥灰岩,厚3～5m。厚约70～72m,.地貌上表现为陡坡、陡坎。岩溶发育。
(3)三叠系下统夜郎组沙堡湾段(T1y1):分布在矿区的中部。由灰、灰绿、兰灰色薄至中厚层状粉砂质粘土岩、细砂岩、粉砂岩、粘土质粉砂岩及钙质粉砂岩等组成,具水平层理。上部夹1～2层泥灰岩,单层厚1～5m左右,底部夹1～2层暗黄色蒙脱石粘土岩。厚度80～85m。
3、二叠系上统长兴组(P3c)
分布在矿区的中部。灰色、深灰色薄层至中厚层状生物碎屑灰岩,生物碎屑为小壳类化石,多方解石化,主要分布在暗质条带中,岩石具缝合线构造。中部夹粘土岩,局部含燧石团块。产菊石类化石,该组厚度55～62m。。
4、二叠系上统龙潭组(P3l)
二叠系上统龙潭组(P3l)根据岩性组合特征又分为三个岩性段:
(1)二叠系上统龙潭组上段(P3l3):上部浅灰至灰色薄层状细砂岩、灰至深灰色薄层状粉砂质粘土岩夹灰色薄层状粘土质粉砂岩、浅灰色薄至中厚层中砂岩及煤层;下部为菱铁质粉砂岩、菱铁质粘土岩夹煤层及炭质粘土岩;底部为浅灰至灰色薄层菱铁质中粒砂岩(B1标志层),为P3l3与P3l2的分界标志层。该段一般含煤4层(M1、M2、M3、M4),仅M1局部可采,M2、M3、M4均不可采。根据9个钻孔资料统计,全段厚度39.04～61.46m,平均厚度47.78m。
(2)二叠系上统龙潭组中段(P3l2):中上部以灰色薄层粉砂质粘土岩为主,夹浅灰色薄层细砂岩、菱铁质细砂岩、菱铁质粉砂岩、灰色厚层状粘土岩及煤层,下部灰色薄层状粘土质粉砂岩为主夹灰白色薄层状粗砂岩及煤层。该段一般含煤4层(M5、M6、M7、M8),其中M5、M7、M8煤层可采,M6不可采。根据9个钻孔资料统计,全段厚度17.40～54.75m,平均厚度35.75m。
(3)二叠系上统龙潭组下段(P3l1):顶部为浅灰色厚层状含铁硅质岩,为P3l1与P3l2的分界标志层(B2);上部为浅灰至灰薄层状含铁粉砂岩、含铁细砂岩夹深灰色薄层状粘土岩及煤层;中下部为灰至深灰色薄层状粘土岩、粉砂质粘土岩、粘土质粉砂岩、浅灰色薄层粉砂岩、细砂岩互层夹炭质粘土岩及煤层;下部夹灰色薄至中厚层灰岩;底部为2.6m左右厚的灰白色铝土岩、铝土质粘土岩,与下伏地层呈整合接触。该段一般含煤4层(M9、M10、M11、M12),其中M11、M12煤层可采,M9、M10煤层不可采。根据11个钻孔资料统计,全段厚度24.15～59.24m,平均厚度39.51m。
据9个钻孔揭露资料统计,龙潭组(P3l)厚度113.39～139.13m,平均厚度125.89m。
在龙潭组(P3l)与茅口组(P2m)之间为假整合接触。
5、二叠系中统茅口组(P2m)
分布在矿区北部边缘。为灰色厚层至块状细晶灰岩,局部含少量燧石结核及白云质斑块。出露厚度大于100m。
四、矿区构造
1、褶皱构造
矿区位于茅坝向斜之北西翼上,为单斜岩层,地层走向北东～南西向,倾向南东,倾向一般95～150°,岩层倾角一般为10～38°,倾角在北部、东部一带地层较陡,22～38°,向西逐渐变缓,在中部至西部倾角10～22°。在矿区的南东边缘,有一次级褶曲带,由两个较紧密的向斜和背斜组合而成,褶曲走向45度左右,轴面略向南东倾,两翼地层倾角在5～18°之间,褶曲波高35m左右。
2、断裂构造
区域上断裂构造为北东向正断层或逆断层,为走向断层。矿区内无断层。
3、节理构造
矿区内节理裂隙较发育,主要为北东向及北西向两组。北东向组最发育,与褶皱轴向基本一致,以压性、压扭性为主,节理面平直、光滑、紧闭,一般无充填物,节理密度较大,间距较密集。北西向组与岩层的倾向大致一致,以张性为主,节理面不平整,一般附着有铁质或钙质充填物。节理密度相对较小,间距较稀疏。
五、岩浆岩
矿区内无岩浆岩分布,含煤地层未受岩浆岩的影响。
第四节、煤层赋层情况
一、含煤性
矿区内含煤岩系为二叠系上统龙潭组(P3l),系海陆交互相沉积含煤地层。主要由灰、深灰色,薄～中厚层状粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成,中夹细砂岩、钙质泥岩、灰岩、泥质灰岩。根据矿区施工的11个钻孔统计,该煤岩地层总厚度为113.39～135.36m,平均厚度为125.89m ,含煤10～20层,一般12层,含煤总厚度9.72～14.69m,平均12.41m,含煤系数9.86%。含可采煤层6层,其中M1煤层为局部可采煤层,其余五层煤均为全区可采煤层,可采煤层总厚度(ZK05、ZK10未参与统计)6.52～9.01m,平均7.66m。
二、可采煤层
矿区主要可采煤层六层,其中M1煤层为大部可采煤层,其余五层煤(M5、M7、M8、M11、M12)均为全区可采煤层,可采煤层总厚度6.52～9.01m,平均7.66m。

煤层
煤层厚度( m)
结构
复杂
程度
稳定程度
最小值-最大值
平均(测点数)
变化规律
夹矸
变化规律
M1
0.58-2.90
1.18(16)
煤层大部可采,往东北部有明显变薄趋势
0
本煤层普遍不含夹矸。
简单
较稳定
M5
0.80-2.75
1.57(16)
煤层全区可采,矿区中部厚、四周有明显变薄趋势
0-1
本煤层为单一煤层或二层一矸结构。
简单
较稳定
M7
0.80-1.26
1.01(14)
煤层全区可采,煤层厚度无较大变化
0-1
本煤层结构主要为单一煤层,偶含1层夹矸。
简单
较稳定
M8
0.85-1.50
1.19(14)
煤层全区可采,往西北部有变薄趋势
0-2
本煤层结构较复杂,有单一及二层一矸或三层二矸结构。
简单
较稳定
M11
0.81-1.74
1.21(12)
煤层全区可采,往中部有明显变薄趋势
0-1
本煤层主要为单一煤层,偶含有1层夹矸。
简单
较稳定
M12
0.80-2.59
1.44(12)
煤层全区可采,往西北部有变薄趋势
0-2
本煤层结构较复杂,有单一及二层一矸或三层二矸结构。
简单
较稳定
德兴煤矿主要可采煤层特征一览表

三、不可采煤层
煤 层
钻孔
M2煤层厚度(m)
M3煤层厚度(m)
M4煤层厚度(m)
M6煤层厚度(m)
M9煤层厚度(m)
M10煤层厚度(m)
ZK01
0.14
0.38
0.38
0.57
0.29
0.35
ZK02
0.38
0.38
0.40
0.38
0.47
0.56
ZK03
缺失
缺失
0.38
0.49
0.68
1.26
ZK04
缺失
缺失
缺失
0.80
0.86
1.00
ZK05
地表含煤地层已剥蚀,钻孔未揭露
0.42
缺失
0.32
ZK06
0.40
0.36
1.16
0.60
1.07
0.69
ZK07
0.62
0.50
0.41
0.29
0.32
缺失
ZK08
0.48
缺失
0.47
0.28
0.63
缺失
ZK09
2.34
0.56
0.52
0.66
0.33
缺失
ZK10
地表含煤地层已剥蚀,钻孔未揭露
缺失
缺失
ZK11
0.39
0.39
0.58
0.39
0.84
0.52
平均值(m)
0.43
0.23
0.39
0.41
0.50
0.43

第五节、矿井瓦斯情况

一、瓦斯自然成分
矿区M1、M5、M7、M8、M11、M12煤层瓦斯自然成分分别见表

德兴煤矿M1煤层煤样中气体成分含量测定报告
煤样编号:ZK06-M1 采样日期: 5月20日 测试日期: 9月10日～9月22日
试验阶段
解吸
损失
粉碎前脱气
(常温+粉碎前加热)
破碎
总含量
气体体积(标准状态)
112.03ml
22.82ml
34.81ml
475.55ml
645.21ml
成分
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
mL/g
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
N2
72.84
0.36
72.84
0.07
72.84
0.11
77.43
1.64
2.19
CO2
9.30
0.05
9.30
0.01
9.30
0.01
0.88
0.02
0.09
CH4
17.28
0.09
17.28
0.02
17.28
0.03
21.53
0.46
0.58
C2H6
0.33
0.00
0.33
0.00
0.33
0.00
0.16
0.00
0.01
C3H8
0.25
0.00
0.25
0.00
0.25
0.00
0.00
0.00
0.00
备注
煤样质量
G:297.00(g);Gdaf:224.38(g)
煤样分析
Mad:1.78(%);Aad:23.08(%)

德兴煤矿M5煤层煤样中气体成分含量测定报告
煤样编号:ZK08-M5 采样日期: 8月12日 测试日期: 8月19日～8月14日
成分
解吸
损失
常温
加热
破碎
总含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
mL/g
%
mL/g
%
mL/g
%
mL/g
%
mL/g
%
mL/g
N2
6.07
0.17
6.07
0.17
11.63
0.06
9.07
0.18
12.15
0.57
1.15
CO2
4.85
0.14
4.85
0.14
4.48
0.05
4.74
0.10
4.68
0.22
0.65
CH4
88.63
2.55
88.63
2.51
81.78
0.90
84.44
1.72
80.85
3.79
11.47
H2
0.01
微量
0.01
微量
0.01
微量
未检出
微量
0.03
微量
微量
C2～C6
0.44
0.01
0.44
0.01
0.41
微量
0.35
0.01
0.37
0.02
0.05
备注
煤样质量
G:367.00(g);Gdaf:319.84(g)
煤样分析
Mad:1.49(%);Aad:11.36(%)
德兴煤矿M7煤层煤样中气体成分含量测定报告
煤样编号:ZK08-M7 采样日期: 8月12日 测试日期: 8月19日～8月14日
成分
解吸
损失
常温
加热
破碎
总含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
mL/g
%
mL/g
%
mL/g
%
mL/g
%
mL/g
%
mL/g
N2
8.51
0.27
8.51
0.54
11.63
0.03
9.07
0.10
12.15
0.79
1.56
CO2
3.84
0.12
3.84
0.25
3.67
0.01
5.07
0.05
4.55
0.29
0.66
CH4
86.95
2.75
86.95
5.56
83.06
0.34
83.85
0.89
81.13
5.25
13.7
H2
0.05
微量
0.05
微量
0.05
微量
0.03
微量
0.02
微量
微量
C2～C6
0.64
0.02
0.64
0.04
0.61
微量
0.43
微量
0.37
0.02
0.08
备注
煤样质量
G:375.00(g);Gdaf:319.88(g)
煤样分析
Mad:2.17(%);Aad:12.53(%)

德兴煤矿M8煤层煤样中气体成分含量测定报告
煤样编号:ZK11-M8 采样日期: 6月16日 测试日期: 9月10日～9月22日
试验
阶段
解吸
损失
粉碎前脱气
(常温+粉碎前加热)
破碎
总含量
气体体积(标准状态)
24.12ml
9.06ml
385.99ml
842.63ml
1261.80ml
成分
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
mL/g
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
N2
50.61
0.10
50.61
0.04
50.61
1.63
74.04
5.22
6.99
CO2
2.43
0.00
2.43
0.00
2.43
0.08
0.39
0.03
0.11
CH4
46.82
0.09
46.82
0.04
46.82
1.51
25.36
1.79
3.43
C2H6
0.13
0.00
0.13
0.00
0.13
0.00
0.21
0.01
0.02
C3H8
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
备注
煤样质量
G:214.00(g);Gdaf:119.63(g)
煤样分析
Mad:0.93(%);Aad:43.58(%)

德兴煤矿M11煤层煤样中气体成分含量测定报告
煤样编号:ZK09-M11 采样日期: 8月28日 测试日期: 9月10日～9月22日
试验阶段
解吸
损失
粉碎前脱气
(常温+粉碎前加热)
破碎
总含量
气体体积(标准状态)
29.78ml
29.78ml
108.70ml
587.45ml
755.71ml
成分
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
mL/g
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
N2
65.14
0.09
65.14
0.09
65.14
0.32
64.06
1.69
2.18
CO2
4.43
0.01
4.43
0.01
4.43
0.02
0.67
0.02
0.05
CH4
30.14
0.04
30.14
0.04
30.14
0.15
35.09
0.93
1.15
C2H6
0.28
0.00
0.28
0.00
0.28
0.00
0.18
0.00
0.01
C3H8
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
备注
煤样质量
G:333.00(g);Gdaf:222.64(g)
煤样分析
Mad:1.00(%);Aad:32.46(%)

德兴煤矿M12煤层煤样中气体成分含量测定报告
煤样编号:ZK09-M12 采样日期: 8月30日 测试日期: 9月10日～9月22日
试验阶段
解吸
损失
粉碎前脱气
(常温+粉碎前加热)
破碎
总含量
气体体积(标准状态)
80.67ml
80.67ml
357.83ml
1269.71ml
1788.88ml
成分
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
浓度
含量
mL/g
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
(v/v)%
mL/g(daf)
N2
54.08
0.14
54.08
0.14
54.08
0.64
47.98
2.02
2.95
CO2
2.69
0.01
2.69
0.01
2.69
0.03
0.64
0.03
0.07
CH4
43.12
0.12
43.12
0.12
43.12
0.51
51.14
2.15
2.89
C2H6
0.10
0.00
0.10
0.00
0.10
0.00
0.23
0.01
0.01
C3H8
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.01
0.00
0.00
备注
煤样质量
G:349.00(g);Gdaf:302.23(g)
煤样分析
Mad:0.62(%);Aad:12.86(%)

二、瓦斯分带:
在取样深度范围内,自然瓦斯成分CH4浓度为17.28-88.63%,平均为52.16%,根据煤田地质报告编制提纲中关于瓦斯分带标准的规定,CH4含量介于10-80%之间,属氮气-沼气带(此瓦斯分带仅限于以所采瓦斯样为准)。
三、瓦斯风化带
根据抚顺煤研所关于瓦斯风化带的划分方法,以每克可燃物质含2毫升可燃气体相对应的深度为准,其上为瓦斯风化带,其下为瓦斯带。依据煤层瓦斯含量推测,瓦斯风化带距地表平均32m左右。
四、瓦斯含量及其变化规律
区内可采煤层的瓦斯含量为0.58-13.70ml/g.r,其中:M1煤层为0.58ml/g.r、M8煤层为3.43 ml/g.r、M11煤层为1.15ml/g.r、M12煤层为2.89 ml/g.r,为贫甲烷煤层;M5煤层为11.47ml/g.r、M7煤层为13.70 ml/g.r,为富甲烷煤层。
瓦斯梯度:煤层埋藏深度每增加54.64m时,其瓦斯含量增加1ml/g.r。
瓦斯增长率:煤层埋藏深度每增加100m时,瓦斯含量增加1.83ml/g.r。
其变化规律为:煤层瓦斯含量随深度的增加而增高,同一煤层厚度增大,瓦斯含量亦增高。在煤层浅部露头处及断层处瓦斯含量相对偏低。其变化规律为,煤层瓦斯含量随深度的增加而增高;同一煤层厚度增大,瓦斯含量亦增高;煤层露头处瓦斯含量偏低。
五、瓦斯等级鉴定
该矿井未新建矿井,当前上未建成投产,故未开展矿井瓦斯等级鉴定,今后建成投产后,应加强瓦斯的监测,按有关规定进行瓦斯等级鉴定。
六、瓦斯样增项测试结果分析
德兴煤矿属在建矿井,当前尚未建成投产,一直未开展煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定及瓦斯等级鉴定,可是本次矿区资源储量核实及勘探工作中,对ZK09钻孔进行了2件瓦斯样增项测试,分别测试了煤对瓦斯放散初速度指标(ΔP)、煤的坚固性系数(f)、煤样瓦斯吸附常
数(a、b)、煤样工业分析及密谋等项目。测试结果见表7-9:瓦斯增项测试成果表。
表7-9 瓦斯增项测试成果表
煤层
编号
采样编号
孔隙率F
煤的坚固性系数
瓦斯放散
初速度
K
等温吸附试验
%
f值
△P
△P/f
a
b
M11
ZK09—11#
13.69
1.46
25
17
38.5846
1.2873
M12
ZK09—12#
13.71
1.22
28
23
43.2123
1.4864
从试验结果可知,该矿区可采煤层的孔隙率:M11煤层为13.69%;M12煤层平均为13.71%。可见煤的孔隙越大,则以游离态充填于渗透裂隙中的甲烷(CH4)也越多。

第六节、防突技术措施
煤与瓦斯突出是一种复杂的矿井瓦斯动力现象,到当前为止,对各种地质,开采条件下突出发生的规律还没有完全掌握。因此,突出矿井各级领导干部都必须把防治突出作为一项重要工作来抓,全体职工都必须严格执行<防治煤与瓦斯突出细则>。
开采突出煤层时,必须采取的措施包括:
1、突出危险预测;
2、防治突出措施;
3、防治突出措施的效果检验;
4、安全防护措施四位一体的综合措施。
(一)突出危险性预测
1、区域性突出危险性预测
矿井当前未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定,设计按具有煤与瓦斯突出危险性来考虑。
2、工作面突出危险性预测
(1)石门(或斜巷)揭煤工作面突出危险性预测
石门揭开煤与瓦斯突出危险性煤层前,采用钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面突出危险性。具体操作步骤和方法为:在石门工作面距突出危险性煤层最小垂距3～10m时,打两个直径为75mm的预测钻孔(可利用探煤钻孔),在其钻进煤层时,用1～3mm的筛子筛分钻屑,测定其瓦斯解吸指标K1和△h2值。具体方法为
1)钻屑量采用重量法:
每钻1m钻孔,收集全部钻屑,用弹簧秤称重。
2)钻屑解吸指标的测定方法:
(1)钻屑解吸指标△h2的测定:打钻时在预定的位置取出钻屑,用孔径1和3mm的筛子筛分钻屑(φ1mm的筛子在下,φ3 mm的筛子在上),将筛分好的φ1～3mm粒度的试样装入MD-2型解吸仪的煤样瓶中,试样装至煤样瓶刻度线水平(10g左右),自钻孔打至该采样段起经3min后,启动秒表,转动三通阀,使煤样瓶与大气隔离,在2min时记录解吸仪的读数,该值即为△h2,单位为Pa。
(2)钻屑解吸指标K1的测定:使用ATY型突出预测仪,每钻进2m,取一次钻屑作特征测定,取样时,把秒表、筛子准备好(φ1mm的筛子在下,φ3 mm的筛子在上),钻孔钻到预定深度时,用组合筛子在孔口接钻屑,同时启动秒表,一面取样,一面筛分,当钻屑量不少于100g时,停止取样,并继续进行筛分,最后把已筛分好的φ1～3mm的煤样装入到ATY仪器的煤样罐内,盖好煤样罐,准备测试。当秒表走到t0(1～2min)时,启动仪器采样键进行测定,经5min后当仪器显示t0时,用键盘输入t0,按监控键,仪器显示L0,输入L0,按监控键,仪器进行计算并显示Fi,此值即为K1值。
钻屑瓦斯解吸指标的临界值,以矿上实测数据为准。当前,矿上无实测数据,根据<防治煤与瓦斯突出细则>提供的数据,参照表所列指标临界值预测突出危险性。当指标超过表中的任一临界值指标时,该石门工作面就为突出危险工作面,反之为无突出危险工作面。
石门揭煤工作面突出危险性临界值表
钻屑
种类
钻屑解吸指标临界值
△h2(Pa)
K1(mL/g·min1/2)
干煤
200
0.5
湿煤
160
0.4
(2)煤巷掘进工作面突出危险性预测
在未作煤与瓦斯突出危险性鉴定前,各煤巷掘进工作面,采用钻屑瓦斯解吸指标法预测突出危险性。操作步骤和方法为:在煤巷掘进工作面打3个直径为42mm、孔深9m的钻孔,钻孔布置见图,钻孔每钻进1m测定一次钻屑量,每隔2m测定一次钻屑解吸指标。