安泰能源矿井区域性防突治理技术方案

安泰能源矿井区域性防突治理技术方案为严格执行《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》等有关规定，消除煤与瓦斯突出，有效治理瓦斯，确保矿井生产安全，根据安泰公司2月10日安全办公会议安排以及安泰能源矿井的实际情况，由总工程师组织有关人员编制了矿井区域性防突治理技术方案。一、区域性防突治理技术方案编制依据1、《防治煤与瓦斯突出规定》2、《煤矿安全规程》3、《煤矿瓦斯抽采规范》二、井田概况1、位置与交通安泰能源有限公司位于山东省罗庄区黄山镇境内安头村北，临沂市南25km处，行政区划隶属罗庄区管辖。矿区东临205国道约4km，西距临黄公路约3.5km，向北30km为临沂火车站，向南56km为陇海线新沂火车站，区内有多条乡镇公路相连，交通十分便利（图1-1）。矿山企业性质为有限责任公司，属开采矿山。地理坐标为：东经：118°20′25.30″—118°21′22.30″北纬：34°50′00.14″—34°50′30.03″自2010年11月由省国土厅核发了采矿许可证，采矿范围由6个座标拐点圈定，开采深度-140m至-500m，矿区面积为5.1997km2。开采方式为井下开采。其拐点坐标见表见表1-1。表1—1安泰能源煤矿矿区范围拐点坐标及开采标高表拐点编号1954年北京坐标系1980年西安坐标系XYXY13861560.0020622978.003861515.3739622924.8923861522.0020624000.003861477.3839623946.9033857935.0020624000.003857890.3539623946.9343857210.0020623015.003857165.3339622961.9353857746.0020622610.003857701.3339622556.9263861210.0020622766.003861165.3639622712.89开采深度-140m至-500m矿区面积5.1997km22、矿井建设及生产规模安泰能源煤矿始建于1985年。1988年投产，矿井设计生产能力为9万吨／年，2007年技术改造生产能力为15万吨／年。3、地质构造情况井田地层走向近南北，倾向东，倾角28°～48°左右，F23断层附近有偏转和扭曲现象，倾向东南，断层较发育，有高角度的斜交正断层和逆断层，构成了南翼复杂地质条件，但总的看是一断块状向东南倾斜的单斜构造。南翼共有5条断层（表3-2-1），其中走向3条，斜交2条，落差皆在50m以上；按查明程度，查明的1条，基本查明的3条，推断的1条，现将扩界区内主要断层简述如下：1）、F1-15-5断层该断层分布于24线以南，为走向正断层，走向北西-南东，断层倾向南西，倾角10～45°，落差15～90m，长0.70km，有3个孔穿过，2个孔相对控制，为查明断层。2）、F9断层该断层走向近南北，呈弧形自由弯曲。向南和F23相交，向北经4线出井田。断层倾向西，倾角15～30°，落差40-180m，长4km，14、8线有8个孔穿过，两端控制差，为基本查明断层。3）、F10断层该断层分布于18线以南至边界，为走向正断层，走向近南北，倾向西南，倾角45°，落差0～70m，长度1.4km，有1个孔穿过,3对孔控制和平巷揭露，为基本查明断层。4）、F18断层该断层为斜交逆断层，走向北东，倾向北，倾角55°，落差70～150m，长度1.2km，有2个孔穿过,3607平巷及下山揭露，分布于22线与23线之间，为一基本查明断层。5）、F23断层该断层为斜交正断层，走向近东西，倾向北西，倾角70°，落差220m，长度4.0km，有1个孔穿过，为矿区边界断层，为一推断断层。6）、岩浆岩矿区内岩浆岩非常发育，除个别孔（23-3）无岩浆岩外，几乎所有孔均见到，经实际揭露及有关资料，岩浆岩多为燕山晚期侵入的中酸性岩体。F3、F9、F9-2、F9-3、F10断层为岩浆岩侵入提供了通道，受其影响，十采区、十一采区、十二采区、十五采区位于岩浆岩上冲区、侵蚀区，采区范围内不可采。4、水文地质情况地表水：井田内地表水系发育，东有沂河，西有武河，沂河发源于鲁山，经矿区流入江苏至燕尾港。地表水与井下没有水办联系，但矿井雨季三防是管理的重点。岩层含水性：井田含煤地层的含水性是微弱的，但奥灰水为富含水层，应防范断层。老窑水：井田内无老窑。断层导水性：根据矿井生产实际揭露情况，均为极弱至不导水，根据《煤炭资源地质勘探规范》规定，矿井水文地质为简单型。矿井最大涌水量为85m3/h，最小为64m3/h。5、开采条件矿井属煤与瓦斯突出矿井，烟煤层有自燃倾向性，有煤尘爆炸性。安泰能源矿井3煤层瓦斯参数表序号参数名称单位数值1煤的坚固性系数0.36-0.442瓦斯放散初速度△P83真密度TRDt/m31.364孔隙率F%2.25瓦斯吸附常数am3/t9.3926瓦斯吸附常数bMPa-10.5027煤层瓦斯含量Xm3/t3.528煤层透气性系数λm2/MPa2·d1.309钻孔流量衰减系数αd-10.99410煤层瓦斯压力PMPa0.07-0.2211爆炸指数Vdaf26.5612自燃倾向性二类自燃6、矿井资源条件矿井主要可采煤层是山西组2煤层和3煤层，（见表3-2-2）。含煤岩系厚172.20～384.49m，平均261.31m，煤层总厚10.38m，含煤系数3.95%。太原组：90.79～233.00m(21—4孔)，平均151.32m，煤层总厚3.5m，含煤系数为2.3%，共含有10层煤，编号分别为18煤层、17煤层、16煤层、15煤层、14煤层、12煤层、11煤层、10煤层、9煤层和6煤层，其中14煤层、16煤层和17煤层为零星可采煤层。山西组：本组厚81.41～151.49m，平均109.99m，煤层总厚5.77m，含煤系数为5.2%。共含5层煤，其编号从下至上为5煤层、4煤层、3煤层、2煤层和1煤层(主要是2、3煤层)，平均厚5.77m。2煤层位于山西组中段，上距紫色层36～100m，平均60.13m，下距3煤层6～45m，平均18.81m。2煤层和3煤层层间距变化呈波状起伏，北大南小。2煤层为肥煤，厚0.55～1.30m，平均0.93m，面积可采性指数为0.67，厚度变异系数为32.83%，为不稳定煤层。2煤层底板多为砂泥岩或泥岩，厚度2.64～35.05m，平均厚18.81m；顶板为中细砂岩或粉砂岩，厚度为0～35.10m，平均厚16.10m，伪顶多为泥砂岩、泥岩、厚度不均。2煤层结构复杂，不稳定。总体来看，南部煤层可采性好，中部煤层较薄，北部煤层无可采性。3煤层位于山西组中段底部，上距2煤层6～45m，平均18.81m，下距一灰5.91～28.46m，平均22.36m，下距14煤层59～124m，平均90.25m。3煤层为钢灰色无烟煤、天然焦。厚度0.44～1.50m，平均厚1.05m。面积可采性指数为0.75，厚度变异系数为43.18%，为不稳定煤层。井田内3煤层受岩浆岩影响严重，底板多为细粒砂岩，厚度12.6～32.50m，平均厚22.00m。顶板（即2煤底板）由一套细砂岩和砂泥岩组成，厚度较大，一般厚度2.64～35.05m，平均厚18.81m。本井田内岩浆岩活动剧烈，对煤层煤质的影响严重，特别是二叠系煤层，大部分变质成无烟煤，只有在岩浆活动轻微的地方，保存了一小部分烟煤。另外，在岩浆岩与煤层接触带附近，常有不规则的天然焦出现。本井田煤质为低到高灰，低到富硫，高发热量的肥煤到无烟煤、天然焦。肥煤：在岩浆岩活动较轻微块段，保存有小部分肥焦煤。该种煤为玻璃光泽，条痕棕褐色或灰褐色，层状构造，条带状结构明显，垂直节理发育，断面平坦，石炭系煤层的层理和节理面上有黄铁矿薄膜（一般厚都小于1mm），硬度小，易碎。无烟煤、天然焦：呈钢灰色或灰色，光泽暗淡，条痕灰褐色或深灰色条痕，垂直节理发育，煤层结构致密，硬度大，比重大，断口不平坦，多成块状，与岩浆岩直接接触或与岩浆岩互相渗透溶为一起，煤岩难分。该煤层为中灰、低硫、低磷，高发热量，低挥发分。经实际揭露，2煤层受岩浆岩侵蚀稍轻，多为肥煤。3煤层受岩浆岩侵蚀严重，煤层多为无烟煤，局部为天然焦。2层煤为肥煤，水分：0.44～1.87%，平均0.82%，灰分：7.03～43.45%，平均22.24%，挥发分：15.28～33.14%，平均27.39%，硫分：0.12～4.24%，平均1.3%，低位发热量：17～33MJ/Kg，平均26MJ/Kg，高位发热量：33～36MJ/Kg，平均34MJ/Kg。3煤层为肥煤、天然焦，水分：0.51～3.89%，平均1.5%，灰分：8.75～44.09%，平均22.61%，挥发分：0.33～13.51%，平均8.71%，硫分：0.05～2.5%，平均0.41%，低位发热量：16.4～33MJ/Kg，平均24.6MJ/Kg，高位发热量：31～36.1MJ/Kg，平均33.3MJ/Kg。3煤层原煤灰分为低至高灰，平均为中灰，浮煤灰分为特低至低灰。浮煤挥发分产率14.41～35.76%。2煤层原煤硫分特低至高硫，平均为中硫，3煤层原煤硫分特低至中高硫，平均为低硫。各煤层原、浮煤磷分均为特低至低磷。原煤分析基弹筒发热量（Qb,ad）16.4～33MJ/kg,为中高至高热值的肥煤到无烟煤。本区煤类划分结果为：3层为无烟煤、天然焦，2煤层为肥煤。肥煤为炼焦用煤，无烟煤主要用于水泥、化肥行业及民用。截止2010年末保有资源储量如下：矿区保有资源储量为385.3万吨,其中可采储量为187.62万吨。7、矿井抽采系统2008年，矿井建立了井下移动瓦斯抽放泵站，安装了一台抽放泵，型号为YD-3型，电机功率为30千瓦。抽放主管径为110mm，抽放支管径为80mm，最大抽气量为13.3m3/min。8、矿井通风系统矿井通风系统为两翼对角式，主通风机工作方法为机械抽出式，主井进风，南风井和北风井回风。北风井地面主要通风机房安装2台FBCDZ-6-№15型轴流式通风机，配用电机额定功率2×45kW，一台工作，一台备用。南风井安装2台BDK62-6№14轴流通风机，配用电机功率为2×37kW，一台工作，一台备用。9、监测监控系统矿井设置KJ70N型安全监控系统，目前已经覆盖包括风井在内的全部井下施工现场，形成了一个监控网络。在调度室建立了标准的安全监控机房，储存备用设备。在南风井、北风井、各个采煤工作面、掘进工作面、井下变电所、回风巷和主排水泵房等地点建立了监控分站。安装包括甲烷、风速、负压、水压、水位、一氧化碳、主风机、备用主风机、局扇、备用局扇、风筒、风门、馈电、提升机、绞车、水泵等类型的各类传感器。10、矿井开拓情况矿井现采用立井、多水平集中运输大巷、集中上山、分区石门开拓方式。现使用的井筒有三个，分别为：主井、南风井、北风井。主井担负提升煤炭、物料、人员与进风；南、北风井担负回风；主井和北风井井筒均安设了梯子间作为安全出口。一水平井底车场位于主井两侧，标高-140m，按环形车场布置；二水平井底车场位于暗斜井南侧，标高-370m，方向与主要运输大巷方向相同，为南北方向。一水平大巷位于3煤层底板，其法线距离为5～15m，方向南北，标高－140m，巷道净高2.5m，净宽2.5m，净断面4.9m2。井下主要峒室有：一水平前期中央变电所，其规格为净高3.0m，净宽4.0m；一水平泵房，其规格为净高4.2m，净宽4.2m。主要提升斜井、采区集中运输巷、水平主要石门、矿井总回风巷、水平回风巷、利用时间较长的采区回风巷、主回风石门等均布置在3煤底板稳定的岩层中二水平大巷位于3煤层底板，其法线距离为5～10m，方向南北，标高－370m，巷道净高2.5m，净宽2.5m，净断面4.9m2。井下峒室有：采区变电所，其规格为净高3.9m，净宽5.4m；采区充电室，其规格净高5.5m，净宽5.0m；二水平中央泵房，其规格为净高4.5m，净宽4.5m。矿井现划分为二个水平，一水平标高为-140m，二水平标高为-370m。目前-140m水平已开采结束