朱庄瓦斯治理模式

淮北矿业股份有限公司朱庄煤矿瓦斯综合治理模式朱庄煤矿二O一四年十月目录第一章矿井概况........................................1一、矿井基本情况........................................1二、煤层赋存情况........................................1三、瓦斯地质情况........................................3四、抽放系统...........................................5第二章瓦斯治理原则、思路、目标..........................5一、瓦斯治理原则.......................................5二、瓦斯治理思路.......................................5三、瓦斯治理目标.......................................6第三章掘进工作瓦斯治理.................................6第四章采煤工作瓦斯治理.................................7一、各采区瓦斯治理方法..................................7二、高位钻孔抽采........................................8三、斜交钻孔抽采........................................9四、顺层钻孔抽采........................................9五、采空区埋管抽采.....................................11第四章瓦斯治理保障措施................................12一、建立健全管理机构...................................12二、加大投入，确保瓦斯治理资金到位.....................12三、严格制度落实，确保管理到位.........................12四、日常管理..........................................131第一章矿井概况一、矿井基本情况淮北矿业股份有限公司朱庄煤矿，位于安徽省淮北市杜集区矿山集办事处境内，西距淮北市区约9公里。矿井始建于1959年10月，1961年10月建成投产，设计生产能力75万吨/年，服务年限62年；1978年矿井改扩建后核定生产能力150万吨/年。矿井井田东西长约6km，南北宽约5km，面积约25km2。朱庄煤矿分三个水平开采：第一水平标高为-150m，第二水平标高为-250m，第三水平标高为-420m，-420m以深属三水平延深。采煤方式为走向长壁一次采全高，顶板管理为全部垮落法。目前矿井现有4个生产采区，分别是Ⅲ52、Ⅲ54、Ⅲ62和Ⅲ63采区，准备采区为Ⅲ52上采区。二、煤层赋存情况本矿井含一般含煤层7层，其中可采煤层4层，分别为3、4、5、6煤层，其中4、5、6三个煤层为矿井主要可采煤层；不可采煤层3层，分别为1、2及7煤层。现按从上而下的顺序，将各可采煤层分述如下：（一）3煤层位于K2之上40m左右，下距5煤层25m，煤厚0～3.52m，平均0.94m，可采见煤点平均厚度1.3m。煤层结构简单，含有一层0.3～0.6m的泥岩夹矸，煤层顶板常为泥岩或粉砂岩，富含完整植物叶片化石，底板为泥岩。本层可采范围主要分布在东部三水平一、二、三采区。其它大面积范围内由于受岩浆侵蚀，煤层被破坏不可采。可采2性指数（Km值）0.7～0.82，煤层厚度变异系数(γ值)为32～60%，本层为结构简单、不稳定，局部可采的薄煤层。矿井内局部地段该层之上2～4m，常发育一层薄煤层，厚度0～1.0m，称31煤层，厚度不稳定不可采。目前尚未开采。（二）4煤层位于K2之上25m左右，距5煤1～18m，一般8～10m。煤厚0.03～4.91m，平均1.60m，可采见煤点平均煤厚1.74m。煤层结构复杂，含有一层0.3～0.8m的炭质泥岩夹矸。顶板多为灰～深灰色泥岩，次为砂岩及炭质泥岩，底板为泥岩或粉砂岩。可采区主要分布在西北部以及中部三水平范围内，为主要可采煤层之一。不可采范围主要分布在东南部和西南部，均受岩浆侵入破坏而变薄。可采性指数为0.82～0.95，煤层厚度变异系数为35～44%，本层为结构复杂，分布较广较稳定的中厚煤层。（三）5煤层位于K2之上15m左右，煤厚0.1～6.37m，平均2.44m，可采见煤点平均2.71m。煤层结构简单，局部可见1～2层夹矸，顶板多为灰色泥岩及粉砂岩，含植物叶片化石，次为砂岩，底板多为深灰色泥岩。本层主要可采区分布在矿井西部Ⅲ52、Ⅲ54、Ⅲ52上采区，其它不可采区主要是岩浆侵入所致，致使局部煤层可分成上、中、下2～3个分层，结构趋于复杂。可采性指数为0.65～0.84，煤层厚度变异系数为33～48%，为较稳定的中厚煤层，是本矿主要可采煤层。（四）6煤层3位于山西组中下部，K1灰岩之上50m左右，K2之下55～80m。煤厚0～6.75m，平均1.96m，可采见煤点平均煤厚2.51m。本层主要可采区分布在矿井东部及中部地段。除17～18线-300以上极个别零星有煤外，自15线以西为大片流水冲刷，使之煤厚变薄或无煤。本层受岩浆侵入破坏较轻，仅26～34线浅部近相城矿局部区有辉绿岩侵入，影响不大。可采性指数为0.78～0.94，煤层厚度变异系数为34～63%，为结构简单、较稳定的中厚煤层。三、瓦斯地质情况（一）主要煤层单项指标见表1表1主要煤层单项指标情况煤层破坏类型瓦斯放散初速度/△p坚固性系数/f瓦斯压力（相对压力）/P（MPa）临界值Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ≥10≤0.5≥0.743Ⅱ15.8620.360.1454Ⅱ27.230.760.3105Ⅱ17.1030.540.2106Ⅲ8.3790.300.340经中国矿业大学瓦斯突出危险性鉴定：3煤的破坏类型属于Ⅱ类，最大瓦斯放散初速度△Pmax=15.862大于临界值10，煤的最小坚固性系数f=0.36小于临界值0.5，煤层最大绝对瓦斯压力P=0.145MPa小于临界值0.74MPa。因此朱庄煤矿可见三水平3煤的瓦斯压力和煤层破坏类型均未超过突出临界值，仅煤层坚固性系数和瓦斯放散初速度达到突出临界值，而只有当全部指标达到或超过临界值，煤层才具有突出危险性，因此认定三水平3煤4(Ⅲ52上采区标高-210～-310m范围)无突出危险性。4煤的破坏类型属于Ⅱ类，最大瓦斯放散初速度△Pmax=27.232大于临界值10，煤的最小坚固性系数f=0.76大于临界值0.5，煤层最大绝对瓦斯压力P=0.310MPa小于临界值。因此朱庄煤矿三水平4煤的瓦斯压力、煤层坚固性系数和煤层破坏类型均未超过突出临界值，仅瓦斯放散初速度达到突出临界值，而只有当全部指标达到或超过临界值，煤层才具有突出危险性，因此认定三水平4煤(Ⅲ52采区标高-250～-400m范围、Ⅲ54采区标高-360～-400m范围)无突出危险性。5煤的破坏类型属于Ⅱ类，最大瓦斯放散初速度△Pmax=17.103大于临界值10，煤的最小坚固性系数f=0.54大于临界值0.5，煤层最大绝对瓦斯压力P=0.210MPa小于临界值。因此朱庄煤矿三水平5煤的瓦斯压力、煤层坚固性系数和煤层破坏类型均未超过突出临界值，仅瓦斯放散初速度达到突出临界值，而只有当全部指标达到或超过临界值，煤层才具有突出危险性，因此认定三水平5煤(Ⅲ52采区标高-310～-420m范围、Ⅲ54采区标高-310～-410m范围)无突出危险性。6煤的破坏类型属于Ⅲ类，最大瓦斯放散初速度△Pmax=8.379小于临界值10，煤的最小坚固性系数f=0.30小于临界值0.5，煤层最大绝对瓦斯压力P=0.340MPa小于临界值。因此朱庄煤矿三水平6煤的瓦斯压力和瓦斯放散初速度均未超过突出临界值，仅煤层坚固性系数和煤层破坏类型达到突出临界值，而只有当全部指标达到或超过临界值，煤层才具有突出危险性，因此认定三水平6煤(Ⅲ63采区标高-500～-620m范围)无突出危险性。5四、抽放系统目前,井下临时抽采系统共有五处，抽放设备为2BEA-303型、2BEA-353型两种型号的水环真空泵,进气管路直径均为250mm，排气管路直径为250mm及315mm,配备110KW、160KW防爆电机以及附属安全装置、监控装置、瓦斯抽放计量装置，满足了大功率、大管径、多孔抽的瓦斯治理要求。矿井的瓦斯抽放方法有：上隅角埋管、高位钻孔、斜交钻孔、顺层钻孔等，抽放技术和工艺在实践中不断提高，抽放效果越来越明显。井下五处临时抽采系统情况见表2。表2抽采系统简介采区抽放泵型号抽放泵台数进气管路尺寸排气管路尺寸Ⅲ522BEA-3534250mm250mmⅢ542BEA-3536250mm315mmⅢ622BEA-3032250mm250mmⅢ632BEA-3534250mm250mmⅢ52上2BEA-3534250mm250mm第二章瓦斯治理原则、思路、目标一、瓦斯治理原则合理安排生产布局，做到“三超前一同时”，确保有足够的瓦斯治理空间和时间。二、瓦斯治理思路以瓦斯综合治理为中心，认真贯彻落实国家“通风可靠、抽采6达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理“十六字”工作体系，坚持“应抽必抽、能保尽保、区域治理、一面一策”的瓦斯综合治理工作方针，着力构建“思想防控、技术支撑、资金保障、严格管理”的瓦斯治理管理体系。以通风可靠为基础，以抽采达标为根本，以监控有效为手段，以管理到位为保障，创新技术，提升装备，提高素质，强化管理，不断提高瓦斯综合治理水平，不断完善瓦斯综合治理模式，。三、瓦斯治理目标（1）实现全矿瓦斯“零超限”，杜绝瓦斯事故。（2）通过技术创新达到瓦斯治理好、快、省，实现瓦斯抽采最大化、规范化、精细化、信息化。第三章掘进工作瓦斯治理矿井所有掘进工作面局部通风均使用对旋式局部通风机，做到“三专三闭锁”。根据不同煤层瓦斯涌出情况，选用不同功率的局扇。煤巷掘进工作面均采用煤壁浅孔动压注水技术，注水孔深度5m，封孔器尾部深入注水眼200mm。在治理煤尘的同时、提前释放煤壁瓦斯，减少生产时瓦斯集中涌出。在巷道施工过程中及时掌握巷道瓦斯涌出量、煤层赋存状态、水文地质条件等，为后期采煤工作面制定瓦斯治理模式提供依据。岩巷揭煤前，超前探查，探眼打设2个，一个垂直于迎头端面，另一个垂直于巷道底板，并检查探眼内瓦斯情况。即将揭煤时，提前变坡，减少揭煤面积，并释放瓦斯，防止瓦斯涌出量较大。（如图1）7巷道过煤段、过老空（巷）要采取顶板超前管理，防止出现冒顶，造成瓦斯积聚。图1揭煤时探眼布置图第四章采煤工作瓦斯治理一、各采区瓦斯治理方法Ⅲ52上采区左翼开采四煤、五煤层，右翼开采三煤（尚未开采）、四煤层。Ⅲ52上采区左翼四煤、右翼三煤工作面采用高位钻孔结合斜交钻孔、老塘埋管的抽放方法；Ⅲ52上采区左翼五煤、右翼四煤工作面采用斜交钻孔、老塘埋管的抽放方法。Ⅲ54采区、Ⅲ52采区主要回采四、五煤层。四煤、五煤层（上覆四煤受地质构造未开采）工作面采用高位钻孔结合斜交钻孔、老塘埋管的抽放方法；五煤层（上覆四煤采空区）采用斜交钻孔、老塘埋管的抽放方法。Ⅲ63采区单一煤层开采。六煤层工作面采用斜交钻孔、老塘埋管的抽放方法，并积极尝试顺层钻孔抽放方法。Ⅲ62采区单煤层开采，Ⅲ62采区上部工作面采用通风的方法即六煤变坡点探眼10°8可解决瓦斯；Ⅲ62采区下部工作面采用斜交钻孔、老塘埋管的抽放方法。二、高位钻孔抽采我矿三煤、四煤、五煤层（上覆四煤受地质构造未开采）开采期间采用顶板高位走向钻孔，钻孔抽采利用工作面回采动压形成的顶板裂隙通道来抽采邻近层及本煤层回采后采空区上方形成的冒落带顶部的高浓度瓦斯。在工作面风