区域性防突治理技术方案(天能)

天池公司区域性防突治理技术方案根据《防治煤与瓦斯突出规定》和《煤矿企业瓦斯防治能力基本标准》的规定，矿井煤与瓦斯突出区域和煤层应采取区域性防突措施，为此，特制订天池公司区域性防突治理技术方案，具体方案如下：1矿井概况山西和顺天池能源有限责任公司位于山西省晋中市和顺县城西南13km的喂马乡古窑村（图1-1）。其地理坐标为东经113º28′14″～113º29′14″，北纬37º14′45″～37º15′53″。该矿长7.5km，宽3.5km，面积20.129km2。2007年，又对边界作了调整，将东北边界内缩，部分资源划给开元公司。该矿交通便利，207国道由南向北通过，北与石太高速公路相接，东距207国道3km；榆邢二级公路由东向西穿过县城，往东约129km通至邢台市，往西北约136km可达晋中市。县级公路范圪线(范庄-昔阳圪塔店)和松白线(松烟-邢台白岸)属于出省公路。县乡公路、矿井范围内公路四通八达。井田地处太行山西麓，地形比较复杂，总体上以南北向的主梁脊为分水岭，大小沟谷向东西两侧脉状展布，呈现为中低山侵蚀地貌；井田内无长年性流水；属温带大陆性季风气候，冬寒夏暖，春季多风，秋季凉爽，四季分明。图1-1交通位置图1.1矿井地质概况1.1.1地层矿井范围内赋存的地层包括奥陶系中统峰峰组、石炭系上统本溪组、石炭系上统-二叠系下统太原组、二叠系下统山西组、二叠系中统下石盒子组、二叠系中统上石盒子组和第四系等（图1-2）。区内大多被第四系黄土覆盖，基岩呈半裸露状。出露地层为二叠系中统下石盒子组和中统上石盒子组。现结合钻孔揭露情况，对矿井内的地层由老至新描述如下。（1）奥陶系中统峰峰组（O2f）区内的所有钻孔均未钻达本组底界，钻孔揭露最大厚度163.90m，岩性主要为灰白色、青灰色、深灰色厚层状含燧石结核隐晶灰岩、淡黄色白云岩、灰黄色白云质灰岩（即俗称的豹皮状灰岩）和泥灰岩等，顶部往往因铁质侵染呈褐红色，石灰岩坚硬致密、性脆、质纯，方解石脉充填于裂隙中。局部发育缝合线构造。此外，本组岩溶发育，在区内形成了大量陷落柱。（2）石炭系上统本溪组（C2b）平行不整合于下伏奥陶系中统峰峰组石灰岩侵蚀面之上，为一套海陆交互相沉积，岩性主要为深灰、灰黑色砂质泥岩、灰色铝质泥岩，夹1-3层薄层海相石灰岩，局部含铝质较高为铝土岩，含有黄铁矿结核。底部为灰色含黄铁矿铝质泥岩，是上石炭统与下伏奥陶系分界的标志层，即G层铝质泥岩。全组厚13.97-30.00m，平均厚21.11m。（3）石炭系上统-二叠系下统太原组（C2-P1t）矿井主要含煤地层之一，与下伏本溪组呈整合接触。为海陆交互相沉积，零星出露于矿井东南边缘。岩性主要为灰黑色、深灰色泥岩、砂质泥岩、粗-中-细粒砂岩夹石灰岩及煤层。本组含煤18层和K2、K3、K4、K5、K6等石灰岩5层。可分为上、中、下三段，全组厚76.00-164.97m，平均140.33m。（4）二叠系下统山西组（P1S）井田主要含煤地层之一，整合于石炭系上统-二叠系下统太原组之上。为一套陆相-过渡相含煤地层。岩性为深灰、灰黑色细砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩和煤层，下部偶含一透镜状薄层石灰岩。底部为灰、灰白色石英累(m)(m)综合柱状厚13.56地层系统系统组段K7464.0938.77-67.9554.42442.98388.5638.47-82.5954.70357.3513.50-114.1665.92302.65236.730.00-325.79124.88138.443K6627.99163.90K10K90.00-247.7098.29标志层K8K5K4K3K21415K1上段中段下段P2s上石盒子组P2x下石盒子组P1s山西组CP1t-2太原组C2bO2f中统O2C2上统P1P2下统中统系叠二石炭系陶系奥QPCO地层厚度K1019.22-40.1231.2113.97-30.0021.11图1-2矿井地层综合柱状图砂岩或长石石英砂岩（K7，北岔沟砂岩），是山西组和下伏太原组的分界标志层。含煤2-13层。在矿井东部边缘有零星出露。本组厚13.50-114.16m，平均65.92m。（5）二叠系中统下石盒子组（P2X）为一套陆相沉积地层，出露于矿井东部。与山西组地层整合接触。下部岩性以灰白、灰黑色中粗粒砂岩为主，夹有灰色粉-细砂岩及灰色、深灰色泥岩，局部夹灰、灰绿色铝质泥岩，底部为骆驼脖子砂岩（K8），是本组底界的分界标志层。上部以灰白、灰黑、灰绿色砂岩、灰黑色泥岩为主，夹有杂色泥岩。顶部普遍发育一层灰、浅紫、褐黄色等杂色铝质泥岩，俗称“桃花泥岩”，亦为矿井内的重要标志层。本组地层厚度为0.00-247.70m，平均98.29m。（6）二叠系中统上石盒子组（P2S）出露于矿井中西部，与下伏地层整合接触。下部由灰绿、紫红、杏黄色砂质泥岩、泥岩及灰白、黄绿、灰绿色砂岩组成，中部为浅黄、绿黄色厚层中粗粒砂岩，厚度可达45m以上，上部为紫红-兰灰-黄绿色泥岩、砂质泥岩，间夹灰绿、黄绿色砂岩。本组地层在矿井内赋存不全，区内最大残留厚度0.00-325.79m，平均124.88m。（7）第四系（Q）区内分布较普遍，与下伏地层呈不整合接触。岩性一般为风成黄土及砂土、砾石等冲洪积层，地层厚度0.00-72.70m，平均13.56m。1.1.2构造沁水盆地构造上属于吕梁-太行断块上最大的次级构造单元沁水块坳，其总体呈北北东向展布，主体为一大型复向斜。其东侧以晋获断裂带与太行山块隆相接，天池煤矿就位于沁水坳陷与太行山块隆带的接壤部位，区域构造线方向为北北东向，地层总体向北北西倾斜。区域构造形态大致可分为东部以大型逆掩断裂为主的太行断裂带，中部平缓开阔的波状褶皱带及西中部密集型断裂区，该矿则位于波状褶皱带之东部。矿井构造较简单，地层总体呈走向北东、倾向北西的单斜构造，倾角平缓，一般在15°左右。在此基础上发育有小的褶皱、断层及陷落柱（图1-3）。图1-3矿井构造纲要略图（1）褶皱矿井内主要发育与地层倾向近于平行的NW-NWW向宽缓褶皱，其次为与地层走向近于平行的NE-NNE向宽缓或膝状褶皱。具体如表1-1所示。背凹北狗蹄凹背斜蹄北狗蹄凹背斜狗北狗蹄凹背斜北北狗蹄凹背斜斜北狗蹄凹背斜表1-1勘探期间褶皱统计表褶皱名称轴向(°)长度(m)宽度(m)幅度(m)控制工程窑堤村西背斜2514001805-10其轴部穿过413号钻孔至415号孔东消失北狗蹄凹背斜30159035020其轴部穿过补2号钻孔，向北至414号孔消失，向南延伸至415号孔附近消失。二采区三维地震天池寺背斜东部135西部70129017015二采区三维地震东远佛背斜16090023015二采区三维地震窑堤村西向斜2512002305-10二采区三维地震东远佛向斜150130032015二采区三维地震东远佛南向斜16585522010二采区三维地震天池寺向斜15050020010二采区三维地震天池寺西向斜120°65015010二采区三维地震（2）断层通过地质勘探、地震勘探和井下揭露，矿井内发现的断层共计37条。其中，正断层32条，逆断层5条；落差小于5m、5-10m和大于10m的断层条数分别为12条、9条和17条（见表1-2）。表1-2矿井断层落差分类表断层落差（m）断层编号数量（条）H≥10F1-1、F1-2、F1-3、F1-5、F1-6、F2-6、F2-10、F2-11、F2-14、F2-15、F2-16、F2-17、F2-19、F2-22、F2-23、F2-24、F2-26175≤H＜10F2-4、F2-5、F2-7、F2-8、F2-9、F2-18、F2-20、F2-258H＜5F1-4、F1-7、F1-8、F1-9、F1-10、F2-1、F2-2、F2-3、F2-12、F2-13、F2-21、F2-22-112（3）陷落柱矿井内陷落柱发育，对煤炭开采带来不利影响。综合以往地质勘探、一采区和二采区三维地震勘探、补充勘探和井巷揭露成果，区内共发现陷落柱38个，这38个陷落柱全部破坏了15煤层，其中的23个同时切穿3煤层。1.1.3煤层矿井内山西组和太原组为主要含煤地层，平均总厚206.25m，含煤31层，平均总厚16.89m，含煤系数8.19%。山西组平均厚度65.92m，矿井范围内含煤层1、2上、2、2下、2下①、3上、3上①、3上②、3、3下、3下①、4、6等共计13层。煤层总厚4.78m，含煤系数7.25%。太原组平均厚度140.33m，矿井范围含煤层8上、8、8下、9上、9、10上、10、10下、11上、11、12、13、14、14下、14下①、15、15下、16等共计18层。煤层总厚12.11m，含煤系数8.63%。可采煤层二层，即3煤层和15煤层，平均厚度分别为0.93和4.46m，平均煤层总厚5.39m，占含煤地层煤层总厚的31.91%，可采含煤系数2.61%。其中15煤层条件最好，厚度大而且稳定，是目前开采的主要对象。可采煤层（3、15煤层）特征如表1-3所示。表1-3可采煤层特征一览表项目煤层厚度（m）稳定程度煤层结构夹石可采情况煤层间距(m)岩性及形态厚度(m)部位30.0-2.390.93较稳定简单泥岩透镜状0.0-0.51中西部补5孔一带局部可采131.80-155.35144.57150.45-7.604.46稳定简单-较复杂泥岩薄层状透镜状0.0-0.850.52北部中东部东南部绝大部可采15号位于太原组下段的中下部，厚度在0.45-7.60m，平均4.46m。下距奥灰36.19-50.02m，平均39.88m。该煤层在井田内层位稳定，基本全井田可采，仅中南部的409号孔不可采，厚度为0.45m。该煤层含夹矸0-3层，矿井西南部基本不含夹矸，东南部常含夹矸1层，北部、中北部均含夹矸，中西部和东北部常含夹矸2层以上，二在313孔、306孔一带可含3层夹矸。图2-2反映了15煤层的厚度变化情况，变化规律性较明显，在横向上，矿井东北部最厚，向西南部逐渐减薄，而在409-407-415一带又存在一个薄煤带。煤层变异系数36％，可采性指数0.96。顶板岩性多为泥岩，节理、裂隙发育，局部为炭质泥岩、中粒砂岩。底板岩性多为灰色铝质泥岩，质软、节理较发育。该煤层为全区绝大部分可采的稳定厚-中厚煤层。1.2矿井生产概况1.2.1矿井开拓方式和采区划分根据矿井地质报告估算结果，天池煤矿截至2007年5月资源储量为11391.91万t，矿井设计生产能力为1.2Mt/a，服务年限为45.10a。天池煤矿主斜井井口及工业场地位于古窑口村北约100～150m，处在山间凹地中有较大的平坦工作区。副斜井井口及操作场地位于前窑堤村北约300～400m的山顶高地。主井井筒中心坐标X=4125728.671，Y=19719729.224，井口标高+1375.10m；副井井筒中心坐标X=4125801.698，Y=19718876.962，井口标高+1417.26m。开拓方式为斜井分水平上下山开拓。矿井布置两个开拓水平。第一水平为+1240m水平，沿3号煤层布置水平大巷，开采3号煤层。第二水平为+1150m水平，沿15号煤层布置水平大巷，开采15号煤层。+1150m水平（15煤层）采区划分：15煤层划分为一、二、三、四、五共五个采区。+1150m水平以上为一、三采区，+1150m水平以下为二、四、五两个采区。1.2.2采煤方法矿井内开采的煤层为山西组的3煤层和太原组的15煤层。目前主要开采15煤层，开拓方式采用综合开拓，综采放顶，长壁后退，全部陷落法管理顶板，皮带运输的方法。1.3矿井通风瓦斯概况1.3.1矿井通风通风方式为中央并列式通风。共设计四个进风井和一个回风井，分别为主斜井、副斜井、行人斜井、专用进风井和专用回风立井。回风立井安装两台BDK54-8-NO34型对旋轴流式通风机，电机功率2×355kw，一台运转，一台备用；通风设施由风道、风门、配电间、防爆盖及消音装置等组成。综采放顶煤开采，矿井需风量大且相对集中，井下通风系统多为双进双回。在水平上，轨