汤桐生__1713采区(西翼)防治煤与瓦斯突出专项设计

国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿1713采区（西翼）防治煤与瓦斯突出专项设计国投新集工程设计有限公司二○一三年四月国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿1713采区（西翼）防治煤与瓦斯突出专项设计院长：分管院长：总工程师：项目负责人：国投新集工程设计有限公司二○一三年四月国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿1713采区（西翼）防治煤与瓦斯突出专项设计目录前言..............................................................................................................I第一章采区概况及地质特征....................................................................1第一节采区概况..................................................................................1第二节安全条件..................................................................................1第二章采区设计的基本情况....................................................................7第一节开拓方式和采区巷道布置.....................................................7第二节开采计划及采掘工艺.............................................................8第三节通风系统..................................................................................9第四节压风系统................................................................................10第五节采区瓦斯抽采系统...............................................................10第六节安全监测监控系统...............................................................12第七节抽采监控系统........................................................................13第三章区域防突措施内容和方法..........................................................14第一节区域突出危险性预测...........................................................14第二节区域防突措施........................................................................14第三节区域验证................................................................................14第四章局部防突措施内容和方法..........................................................17第一节局部综合防突措施基本程序和要求...................................17第二节工作面突出危险性预测.......................................................18第三节工作面防突措施....................................................................20第四节工作面措施效果检验...........................................................23第五节安全防护措施........................................................................24第五章防突工程计划与物资准备............................................................29第一节防突管理................................................................................29第二节防突工程计划........................................................................35第三节防突所需设备、器材...........................................................36国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿1713采区（西翼）防治煤与瓦斯突出专项设计I前言一、瓦斯治理理念煤与瓦斯突出是煤在地应力、瓦斯压力及其物理力学性质综合作用下产生的一种复杂动力现象。煤与瓦斯突出灾害随着煤矿开采深度的加大而更加严重，现已成为制约煤矿高产高效开采的主要因素之一。国内外大量的研究结果证实：释放煤体应力、抽采煤中瓦斯和提高煤体强度均能有效地防止煤与瓦斯突出。深部高瓦斯强突出煤层消突技术、强突出煤层揭煤防突技术、保护层开采技术体系等的研究对我国的煤矿开采有重要的现实意义。从发生瓦斯动力灾害的原始条件着手，对瓦斯动力灾害进行区域性预测，可以更好的指导矿井防突工作；通过采取一系列防突措施把突出危险区变为无突出危险区域，从而达到消除瓦斯动力灾害的目的。近年来，国投新集能源股份有限公司全面实施“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理的“十二字方针”和“多措并举、可保必保、应抽尽抽、效果达标”、“将瓦斯作为资源进行抽采”的瓦斯治本战略。对强突出煤层100%实现保护后开采，为安全高效开采和矿井的稳产提供条件。二、设计编制依据1．《防治煤与瓦斯突出规定》(2009年版)；2．《煤炭工业矿井设计规范》(2005年版)；3．《煤矿安全规程》（2011年版）；4．《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）；5．《中华人民共和国矿山安全法》；6．刘庄煤矿提供的地质资料和1713采区西翼补充设计开拓现状资料；7．1713采区西翼开采补充设计说明书；8．《西三采区（-720m水平）13-1煤层区域突出危险性预测报告》。三、采区瓦斯地质概况1713采区范围为：北至13-1煤露头，南至F1-2断层，西起F4断层，东至F20断层，深部到13-1煤层-740m底板等高线。1713采区又以F8煤层分东西两翼，东翼即F20-F8断层之间块段（即1713国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿1713采区（西翼）防治煤与瓦斯突出专项设计II采区东翼）已生产，西翼北至13-1煤露头，南至F1-2断层，西起F4断层，东至F8断层，深部至13-1煤层-720m等高线，为本次设计防突设计区域。据刘庄矿矿井地质报告，瓦斯风化带下限值，以瓦斯含量（2.0m3/t·燃）作为分界指标，13-1煤层平均深度594m，瓦斯含量随深度加深而递增的平均梯度为1.33m3/t/百米。《刘庄矿井扩建项目初步设计安全专篇（修改版）》根据精查地质报告计算得出了13-1煤层瓦斯平均含量，其中13-1煤层分水平平均瓦斯含量-500m水平为1.54m3/t，-600m水平为2.44m3/t，-700m水平为3.34m3/t，-800m水平为4.24m3/t。经煤炭科学研究总院沈阳研究院通过对西三采区(-720m以上)13-1煤层的实测表明13-1煤层透气性系数为0.00327（m²/Mpa²·d），百米钻孔自然瓦斯流量衰减系数为0.27(d-1)，属较难抽放煤层。根据刘庄矿区开采的经验，开采未受采动影响煤层，煤层处于原始沉积状态，透气性低，抽采瓦斯难度大，因此，需采取具体的瓦斯灾害防治技术，保证矿井安全、高效开采。四、防突设计的主要内容（一）突出煤层的突出区域划分刘庄煤矿对突出煤层的突出区域已经进行了划分。矿井的13-1煤层已鉴定为突出煤层，且1713采区西翼13-1煤层中的采掘活动皆在鉴定报告中的西三采区无突出危险区域范围内。（二）区域综合防突措施根据《煤矿安全规程》一百七十九条和《防治煤与瓦斯突出规定》的要求，对有突出危险的新建矿井，突出矿井的新水平、新采区，必须编制防突专项设计，设计应包括开拓方式、煤层开采顺序、采区巷道布置、采煤方法、通风系统、防突设施（设备）、区域综合防突措施和局部综合防突措施等内容。本设计主要内容为：1．区域突出危险性预测目前域突出危险性预测已经完成，此设计中只陈述预测结果。2．区域防突措施根据区域预测情况，区域防突措施有开采保护层和预抽煤层瓦斯两种方案。但结合本采区实际情况，1713采区为无突出危险区域，不需要采取区域国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿1713采区（西翼）防治煤与瓦斯突出专项设计III防突措施。3．区域验证无突出危险区的煤层进行采煤作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。根据本矿井配置的防突装备、仪表情况，设计采用钻屑瓦斯解吸指标法对回采工作面进行区域验证。掘进工作面禁止使用区域验证。（三）局部综合防突措施作为区域综合防突措施的补充，主要包括：1．工作面突出危险性预测：采用钻屑解析指标1K值或2hΔ和钻屑量S值。2．工作面防突措施：煤巷掘进工作面和采煤工作面预测结果有突出危险时，采取超前钻孔（包括超前预抽钻孔和超前排放钻孔）措施；3．工作面措施效果检验：采用钻屑瓦斯解析指标法；4．安全防护措施：包括避难所、压风自救系统、反向风门、远距离爆破安全防护措施和瓦斯管理措施。国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿1713采区（西翼）防治煤与瓦斯突出专项设计1第一章采区概况及地质特征第一节采区概况刘庄煤矿1713采区西翼部分位于矿井西部，1713采区西翼采区范围为：北至13-1煤露头，南至F1-2断层，西起F4断层，东至F8断层，深部到13-1煤层-740m底板等高线。采区东西平均长为2.91km，南北平均长为1.28km，面积约为3.72km²。本区地表为淮河冲积平原，地势平坦，村庄较密，沟塘较少，地面标高+24～+26m左右。八丈河由西北向东南从本区北部地表流过，为农田灌溉之季节性河流。地表水系不发育。区内交通方便。本采区松散层厚度由东南向西北逐渐增厚，厚度变化为390～490m。13-1煤层全区稳定，为本采区及全矿井的主采煤层之一，北部煤层露头与松散层呈角度不整合接触。本采区13-1煤层平均煤厚5.96m，地质储量2183.50万吨，可采储量为1255.28万吨。第二节安全条件一、地层刘庄井田属于全隐蔽含煤区，本采区钻探所及地层由老到新依次有石炭系、二叠系、新生界等地层。分别简述如下:1．石炭系太原组(C3)厚约120～140m，由7～13层灰岩与细砂岩、泥岩相间组成，底部常有含铝泥岩，含薄煤2～5层，无经济价值，均不可采。本采区钻探揭露该地层厚约2.39～10m灰岩中多产海百合茎、腕足类化石，特别蜓科化石甚丰（12灰）。与下伏地层为假整合接触。2．二叠系(P)石盒子组。以砂岩、粉砂岩和泥岩为主，含煤30余层，含煤系数4.5％。13-1煤层位于上石盒子组下部，全区发育稳定。3．新生界国投新集能源股份有限公司刘庄煤矿1713采区（西翼）防治煤与瓦斯突出专项设计2第三系（R）在本区南部外围，厚约500m，为粉红、紫