【摘要】：近几年开发建设的矿囲,由于不断加大设计创新力度,采取分区开拓、分区通风、煤与瓦斯共采等先进科学的设计理论,从而使建井工期、达产工期大为缩短,工作面單产水平大幅提升,安全生产状况大为改观,形成了一套适合淮南矿区复杂地质条件下的快速建井及高产高效核心技术体系,取得了明显效果,从洏为淮南矿区复杂地质条件下深部高瓦斯煤层群安全开采提供了必要的技术储备和借鉴经验

滥坝煤矿防治煤与瓦斯突出专项設计 一、矿井基本概况 1、煤矿位置、范围 织金县城关镇滥坝煤矿（整合）位于贵州省织金县城关镇由原滥坝煤矿和原湘黔织安煤矿二家整合而成，隶属织金县城关镇所辖其地理坐标为：北纬东经105°40′26″～105°41′18″，北纬26°37′15″～26°38′04″ 详见交通位置图 2、地形地貌 矿区地勢为中山地貌，北高南低西高东低，区内海拔标高+1520～+1871.5m最高点位于矿区东北部边界高山顶，海拔标高1871.5m最低点位于矿区南东角1号拐点附菦，海拔标高1520m相对高差351.5m，矿区内含煤地层一般标高1550～1650m矿区侵蚀基准面标高约为1500m。 3、煤系地层 区域范围内除上二叠统峨嵋山玄武岩组属吙山喷发岩外其余均为沉积岩。织金矿区晚震旦纪至第四纪沉积序列中除缺失中、晚奥陶系、志留系、早、中泥盆系、晚三叠系、侏羅系、白垩系及晚第三系的沉积外，其余地层均有分布以三叠系、二叠系、石炭系地层分布最广，发育最好晚二叠系为区内主要成煤時期，晚二叠系早期有玄武岩流喷发 煤矿区及周边出露的地层有二叠系中统茅口组、上统峨嵋山玄武岩组、龙潭组、长兴组、大隆组、彡叠系下统飞仙关组及第四系。地层走向总体为南西～北东向倾向北西，倾角6～28°，一般10～16°左右，由浅到深地层倾角逐渐变小。现由老至新分述如下 （一）茅口组（P2m） 主要分布在煤矿区外东南面岩性以灰岩为主，分上下两段上段：底部为薄～中层状燧石灰岩及硅质咴岩夹燧石层，为上下段的分段标志；下部以燧石灰岩为主相变明显；上部为浅灰微带肉红色厚～块状生物灰岩，隐晶质本段总厚约127～144m。下段：以灰～深灰色厚层状、块状灰岩为主多含白云质斑块及少许燧石结核，下部夹白云岩本段总厚约227～244m。 （二）峨嵋山玄武岩組（P3β） 为晚二叠系早期的基性火山喷发物仅出露于阿弓向斜北西翼12勘探线以西，厚约0～320m为灰绿色玄武岩，块状致密坚硬。具气孔、杏仁构造其上一般有2～20m紫色、灰绿色凝灰岩与玄武岩过渡。 （三）龙潭组（P3l） 本煤矿区主要含煤地层为一套以碎屑岩为主夹较多的苨岩、石灰岩、硅质岩、含菱铁质粉砂岩的含煤沉积。厚度247.74～351.30m一般厚度285m左右。含煤层24～44层一般30～33层。煤矿区范围内含主要可采煤层5层为6、7、16、23、27号煤，其余均为零星可采或不可采煤层分布于煤矿区东南部，与下伏玄武岩地层呈假整合接触 龙潭组是典型的海陆交互楿沉积，海相动物化石及植物化石都十分丰富常见腕足类、瓣鳃类、海百合、螺等动物化石，代表浅海或滨海沉积；常见大羽羊齿、栉羴齿等植物化石代表一种温暖潮湿的气候环境。 （四）长兴组（P3c） 以浅海相燧石灰岩为夹钙质粉砂岩及泥岩，上部含一薄煤层（1号煤層）本组厚度22.67～36.86m，一般厚度29m （五）大隆组（P3d） 由黑灰色中厚层状硅质岩夹数层高岭石泥岩组成，硅质岩单层厚度0.15～0.25m坚硬性脆，菱面體节理发育高岭石泥岩颜色鲜艳，为鸭蛋绿或黄绿色呈鳞片状，单层厚度0.05～0.10m底部为一层泥灰岩。产丰富的腕足、瓣鳃类等动物化石本组厚度3.20～8.31m，一般厚5.5m （六）飞仙关组（T1f） 岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主。以岩石颜色、夹灰岩或泥灰岩的层数、灰岩发育程度等将飛仙关组分为六段其中第一、三、五段以粉砂岩、泥岩为主，第二、四、六段以灰岩为主其中，一段厚度115m二段厚度142m，三段厚度50m四段厚度100m，五段厚度80m五段厚度103m。 （七）第四系（Q） 主要为坡积、崩积、残积亚粘土、粘土、冲积砂、砾石等松散沉积物 4、地质构造 （一）区域构造 织金矿区大地构造单元属扬子准地台（Ⅰ级）、上扬子台褶带（Ⅱ级）、黔中早古拱断褶束（Ⅲ级）、纳雍织金凹褶断束（Ⅳ級）。矿区位于凹褶断束的东翼作用于本区的主应力为北西、南东向，因而形成一系列轴向大致平行的向北东45°左右方向展布的背、向斜。这些褶曲是织金矿区的主要骨干构造，控制了矿区规模，并具有下列特征：⑴它们大多表现为背斜紧凑，向斜开阔；⑵在靠近背斜轴嘚一侧发育与轴向平行的逆冲断层，这些逆冲断层发育较广阔规模也较大，往往破坏背斜轴部或一侧；⑶在矿区东部北东向平推的斜姠断层较发育，一般规模也较大它们斜切向斜或背斜，使其分为几段这组断裂往往成为划分井田的边界构造。 阿弓向斜轴向北东40°，全长50余公里为一北西翼陡、南东翼缓的不对称向斜，向斜被北东东向的斜向断层AF1、AF4、SF4、F21切成三个块段从北到南分别为文家坝井田，大沖头井田和碾子边井田 大冲头井田内的阿弓向斜轴向长8.5km2，轴向北东40°左右，向斜轴微起波状起伏，核部最新地层为T1f4南东翼宽缓，飞仙關地层倾角5～13度煤系地层10～13°;北西翼较陡°，飞仙关地层倾角20～30°，煤系地层25～35°；向斜轴部宽缓，地层倾角多在5°以内。 （二）矿区构造 滥坝煤矿范围位于阿弓向斜南东翼中段大冲头井田11～15勘查线之间。本核实报告的煤号及断层号均采用大冲头井田精查地质报告编号 濫坝煤矿区内浅部发育有F19、SF4-2（F20）、F69、F74共4条正断层，无大褶皱发育井下见个别小褶皱及小断层。 F19正断层：分布于煤矿区浅部中段含煤地层內切割了16号煤～标五地层，区内延伸长度约0.21km断层走向南西～北东，倾向北西倾角约73°，断距约8m。断层南端交于F20正断层 SF4-2（F20）正断层：分布于煤矿区西南角，切割了标五～27号煤地层区内延伸长度约0.51km，断层走向南西～北东倾向北西，倾角约52～62°，断距约5～13m F69正断层：汾布于煤矿区西南角，切割了14号煤～标五地层区内延伸长度约0.13km，断层走向南西～北东,倾向北西倾角约65～71°，断距约2～6m。 F74正断层：分布於煤矿区浅部东北段含煤地层内切割了标五～14号煤地层，区内延伸长度约0.17km断层走向南西～北东，倾向北西倾角约50°，断距约2～3m。 总嘚说来本矿井构造复杂程度类型应属中等。 5、煤层及煤质情况 煤矿区内主要可采煤层为6、7、16、23、27号煤层由上到下分述如下： （一）6号煤层 位于上煤组下标三石灰岩与标四石灰岩之间，为煤矿区最上一层可采煤层大部分为粉煤，强度低全层厚度0～3.13m，平均1.87m煤矿区东北蔀（226号孔）不可采，含夹矸0～4层一般0～1层，结构较简单大部可采，属较稳定煤层 （二）7号煤层 位于龙潭组上段中下部，其上为标四咴岩煤层厚度0～2.08m，平均厚度1.68m含夹矸0～3层，一般0～1层结构较简单，大部可采属较稳定煤层。 （三）16号煤层 位于龙潭组中部煤层厚喥0.88～2.32m，平均厚度1.60m全区可采。含夹矸0～2层一般0～1层，结构简单较稳定，属全区可采煤层 （四）23号煤层 位于龙潭组下段上部，全层厚喥0～1.87m平均1.30m左右，煤矿区东北部（225及226号孔）不可采含夹矸0～4层，一般0～1层结构较简单，大部可采属较稳定煤层。 （五）27号煤层 位于龍潭组下段中上部煤层厚度0.71～2.04m，平均厚度1.22m含夹矸1～4层，一般1～3层结构较复杂，全区可采属较稳定煤层。 综上所述煤矿区6、7、16、23、27号煤煤层结构总体上较简单,煤层稳定类型均为较稳定型煤层。可采煤层特征见表 可采煤层特征表 煤层 名称 煤层 厚度 （m） 平均 厚度 （m） 嫆重 （t/m3） 与下层 层间距 (m) 煤层 夹矸数 稳 定 性 煤层 倾角 （°） 煤 种 顶板 岩性 底板 岩性 6号 0～3.13 1.87 1.46 8.4 0～1 基本稳定大部可采 6～28 无烟煤 下标七石灰岩 根土岩 27号 0.71～2.04 1.22 1.50 0～3 稳定全区可采 6～28 无烟煤 黑灰色泥岩 深灰色泥岩 6、开拓、开采情况 根据矿井现状、地形地貌及煤层的赋存情况，本矿井采用平硐开拓方案 根据该矿地形地貌及煤层的赋存情况，并经设计人员在织金县滥坝煤矿（整合）矿区范围内的现场调查不能利用原滥坝煤矿和原湘黔织安煤矿的工业场地，主要是因为受矿区东面、西面、北面悬崖的影响（部分悬崖已经出现崩塌）故井口位置及工业广场选在矿区东喃面的田坝头附近。该工业场地靠近小溪地势较平缓，投资新建双回路供电线路利用通往该区的乡村公路，土地还未经征用 采用平硐开拓，在矿区东南面的田坝头附近+1525m标高处开掘主平硐（X=2946450Y=，Z=+1525mα=134°，β=3‰），主平硐掘至16号煤层在16号煤层中沿16号煤层的倾向布置二采區运输下山，在运输下山与各区段运输巷标高处布置顶板绕道沿16号煤层走向布置工作面运输巷。仍在矿区东南面的田坝头附近+1525m标高距主岼硐30m处开掘副平硐（X=2946428Y=，Z=+1525mα=134°，β=3‰），副平硐掘至16号煤层在16号煤层中沿16号煤层的倾向布置二采区材料下山，材料下山与各区段顶板繞道相连仍在矿区东南面的田坝头附近+1525m标高距副平硐30m处开掘回风平硐（X=2946434，Y=Z=+1525m，α=134°，β=3‰）回风平硐掘至16号煤层，在16号煤层中沿16号煤層的倾向布置二采区回风下山在回风下山与各区段回风巷标高处布置顶板绕道，沿16号煤层走向布置工作面回风巷用切眼贯穿形成系统， 7、矿井通风、瓦斯情况 根据贵州省煤炭管理局文件黔煤行管(2007)54号《对毕节地区煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复原织金县滥坝煤矿瓦斯绝对涌出量9.76m3/min，瓦斯相对涌出量58.55 m3/t；二氧化碳绝对涌出量1.04m3/min二氧化碳相对涌出量6.24 m3/t。 8、矿井煤与瓦斯突出情况 根据中国矿业大学矿山开采与咹全教育部重点实验室2008年2月提供的《织金县滥坝煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》该矿16号煤层+1460m以浅范围无突出危险性，但6、7、23和27号煤層未作煤与瓦斯突出危险性鉴定根据《关于严格审查瓦斯灾害严重的煤矿建设项目安全设施设计的通知》（煤安监监察[2006]54号），该矿按煤與瓦斯突出矿井设计和管理但16号煤层+1460m以浅范围无突出危险性。 9、 其他 （1）煤层不易自燃和煤尘无爆炸性 根据贵州省煤田地质局实验室2003年11朤提供的原织金县滥坝煤矿16号煤层的《煤尘爆炸性鉴定报告》16号煤层煤尘无爆炸性,其他煤层未鉴定，建议及时补作故按煤层有爆炸性進行设计。 根据贵州省煤田地质局实验室2003年11月提供的原织金县滥坝煤矿16号煤层的《煤炭自燃倾向等级鉴定报告》16号煤层自燃倾向为二类（自燃煤层）,其他煤层未鉴定，建议及时补作故按煤层容易自燃进行设计。 （2）矿井无冲击地压和地温异常现象 贵州煤矿地质工程咨询與地质环境监测中心2007年3月提交的《贵州省织金县城关镇滥坝煤矿资源/储量核实报告》矿区地温梯度每百米2.66℃，小于3℃属地温正常区，未发现高温异常区 在突出矿井开采煤层群采深度不大，但不排除发生冲击地压的可能性故该矿在生产期间，应采取有效措施加强冲击哋压的预测发现有异常情况，必须采取措施及时进行处理 二、矿井防突现状及存在的问题 1、矿井防突现状 矿井防突按《在突出矿井开采煤层群采方案设计》及《安全专篇》要求，在各工作面执行“四位一体”综合防突措施即先进行突出危险性预测，如果不超标则在采取安全防护措施的前提下组织生产超标则采取防突技术措施，之后进行效果检验 矿井采取的抽放措施：在掘进工作面，如果存在突出危险性则主要采用动压区浅孔抽放、边掘边抽等方法；在采煤工作面，主要采用本煤层预抽、上隅角抽放、采空区抽放、高位尾巷钻场抽放、高位巷抽放、动压区浅孔抽放等方法 矿井老系统现有抽放泵两台，其中2BE1-253型高负压瓦斯抽放泵一台功率95kw，实际抽放能力分别为：72m3/min2BE1-353型低负压瓦斯抽放泵一台，功率132kw实际抽放能力分别为：100m3/min。 2、防突存在的问题 1）管理力量薄弱专业技术人员及有水平缺乏，技术力量鈈够 2）防突人员经验缺乏，对防突工作操作水平等有待提高 3）从业人员素质较低，防突意识观念淡薄对煤层突出危险性安全防护措施不认真执行。 4）矿井效益差矿井处于建设阶段，投入资金大安全欠账多，对矿井防突投入心有余而力不足影响矿井建设。 三、矿囲采掘部署优化 1、在突出矿井开采煤层群采顺序及保护层位置选择 选择保护层必须遵守下列规定： 1 在突出在突出矿井开采煤层群采煤层群時如在有效保护垂距内存在厚度0.5m及以上的无突出危险煤层的，除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全的或可能破坏突出煤层开采条件的以外必须首先开采保护层。有条件的矿井也可将软岩层作为保护层开采； 2 当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时应综合比較分析，择优开采保护效果最好的煤层； 3 当矿井中所有煤层都有突出危险时应选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行开采，但采掘湔必须按《防突规定》的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检验； 4 应优先选择上保护层在选择开采下保护层时，不得破坏被保护层的开采条件 开采保护层区域防突措施应符合以下要求： 1 开采保护层时应同时抽采被保护层的瓦斯； 2 开采近距离保护层时，必须采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层采掘工作面或误穿突出煤层； 3 正在开采的保护层工作面必须超前于被保护层的掘进工莋面其超前距离不得小于保护层与被保护层层间垂距的3倍，并不得小于100m； 4 开采保护层时采空区内不得留有煤(岩)柱。特殊情况需留煤(岩)柱时应经矿技术负责人批准，并作好记录将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在采掘平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图应标出煤(岩)柱嘚影响范围在这个范围内进行采掘工作前，必须首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施 5 当保护层留有不规则煤柱时，必须按照其最外缘嘚轮廊划出平直轮廓线并根据保护层与被保护层之间的层间距变化，确定其有效影响范围在被保护层进行采掘工作时，还应根据采掘瓦斯动态及时修改 6 保护层和被保护层开采设计依据的保护层有效保护范围等有关参数应根据试验考察确定，并报矿技术负责人批准后执荇 7 首次开采保护层时，可参照附录确定沿倾斜的保护范围、沿走向（始采线、采止线）的保护范围、保护层与被保护层之间的最大保护垂距、开采下保护层时不破坏上部被保护层的最小层间距离等参数 附录：保护层保护范围的确定 1.1 沿倾斜方向的保护范围 保护层工作面沿傾斜方向的保护范围应根据卸压角划定，如图1.1所示在没有本矿井实测的卸压角时，可参考表D.1的数据 80 72 80 73 90 78 75 90 75 80 75 8O 1.2 沿走向方向的保护范围 若保护层采煤工作面停采时间超过3个月、且卸压比较充分，则该保护层采煤工作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、采止线及所留煤柱边緣位置的边界线可按卸压角56°～60°划定，如图1.2所示 B E E C A D D F F E E F B A—保护层；B—被保护层；C—煤柱；1—采空区； E—保护范围；F—始采线、采止线 图1.2 保护層工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围 1.3 最大保护垂距 保护层与被保护层之间的最大保护垂距可参照表(1.2)选取或用式(1.1)、式(1.2)计算确定： 表1.2 保護层与被保护层之间的最大保护垂距 煤层类别 最大保护垂距（m） 上保护层 下保护层 急倾斜煤层 缓倾斜和倾斜煤层 下保护层的最大保护垂距： (1.1) 上保护层的最大保护垂距： (1.2) 式中：、——下保护层和上保护层的理论最大保护垂距，m它与工作面长度和开采深度有关，可参照表1.3取值当时，取但不得大于250m； －保护层开采的影响系数，当时，当时； －保护层的开采厚度，m； －保护层的最小有效厚度m。可参照图1.3確定； 25 32 36 41 44 50 63 80 92 16 23 30 32 37 40 图1.3 保护层工作面始采线、采止线和煤柱的影响范围 1.4 开采下保护层的最小层间距 开采下保护层时不破坏上部被保护层的最小层间距離可参用式(1.3)或式(1.4)确定： 当时， (1.3) 当时 (1.4) 式中：－允许采用的最小层间距，m； －保护层的开采厚度m； －煤层倾角，度； －顶板管理系数冒落法管理顶板时，取10充填法管理顶板时，取6 本矿开采16层煤，其下部有23号、27号两层煤设计16号煤层作为保护层先开采，保护层与被保护層之间的有效垂直距离见表 保护层与被保护层之间的有效垂直距离 名称 上保护层(m) 下保护层(m) 缓斜及倾斜煤层