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1101运输巷保护效果和范围论证报告

2023-12-07 来源:钮旅网


贵州盛联新能源投资有限公司

赫章县哲庄煤矿

11701运输巷保护效果和范围论证报告

编 制 人:胡 建 华

审 核 人: 编制日期:2017.03.

审批意见

11701运输巷评价范围(155m~210m)段内瓦斯释放率为70.4%,最大残余瓦斯含量为3.625m3/t<8 m3/t,最大残余瓦斯压力为0.085MPa<0.74MPa,掘进工作面绝对瓦斯涌出量0.2m3/min<3m3/min符合《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026-2006)第4.1条、评价结论 4.2条及《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条第三款的规定及《煤矿安全规程》第一百八十一条,本次评价结论为:11701运输巷(155m~210m)段经采取顺层钻孔预抽条带煤层瓦斯措施后,该区段已消除了煤与瓦斯突出危险为无突出危险区。在采取区域验证后无突出危险,在采取安全防护措施的条件下保留超前距离20m,允许掘进距离35米。 机电矿长 意 见 生产矿长 意 见 安全矿长 意 见 总工程师 意 见 矿 长 意 见

目 录

第一章 前 言 ............................................. 1 一、评价范围 ................................................. 1 二、评价依据 ................................................. 1 三、评价过程简述 ............................................. 1 第二章 基本情况 ............................................. 2 一、评价范围基本情况 ......................................... 2 二、矿井瓦斯抽放系统 ......................................... 4 三、其它 ..................................................... 5 第三章 区域综合防突措施 ..................................... 6 一、区域突出危险性预测 ....................................... 6 二、区域防突措施 ............................................. 6 第四章 最终评价结论 ........................................ 10

附1:11701运输巷(155m~210m)段走向、倾向被保护范围图 附2:11701运输巷(155m~210m)段残余瓦斯含量实验测试报告单

第一章 前 言

一、评价范围

11701运输巷掘进工作面开门点前155m位置到前方210m区段及巷道上、下帮轮廓线外15m范围内煤层瓦斯,即(155m~210m)段。

二、评价依据

根据如下:

1、《煤矿安全规程》(2016版);

2、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026-2006); 3、《防治煤与瓦斯突出规定》(2009版); 4、《煤矿瓦斯预测方法》(AQ1018-2006)。

三、评价过程简述

1、项目可行性分析

根据已采取的区域防突措施,其措施的控制范围及区域措施效果检验的残余瓦斯含量和瓦斯压力达到《防治煤与瓦斯突出规定》的要求进行评价。

2、成立评价、评审组织机构

哲庄煤矿分别成立评价组和评审组对11701运输巷(155m~210m)段进行评价。

(1)评价组成员

组 长:总工程师 周志国 成 员:生产技术科 王大青

通防科 胡建华 防突队 唐学应

(2)评审组成员

1

组 长:矿 长 逯元国 成 员:安全矿长 魏家东 生产矿长 刘志国 调度主任 黄燕青 3、项目分工

评价组:生产技术科负责收集整理工作面瓦斯地质资料,落实工作面的布置;防突队负责完善通风系统及措施落实及贯彻、负责执行好安全防护措施,区域防突措施、局部防突措施的实施;通防科负责消突评价资料的收集、整理及报告的编制;安全科负责监督各项措施的实施;总工程师负责报告的评价。

评审组:负责审查并修改报告,提出并落实报告中未完善的措施及资料,交组长审核后定稿。

第二章 基本情况

一、评价范围基本情况

(一)掘进工作面基本情况

11701运输巷位于井下一水平一采区东翼,在原11601采面进风平巷M17煤层开口,按91°方位沿煤层顶底板掘进。与地面最低高差63米,巷道掘进对地表无影响。M17煤层属二叠系上统长兴组(P3c),结构一般,煤层平均厚度为1.5m,走向北东-南西,倾向南东,属中等稳定煤层。11701运输巷设计施工长度250m,巷道断面为梯形,上净宽2.2米、下净宽2.8米、高2.0米、净断面积为5m2,毛断面为5.24m2。

该巷道下方M16煤11601运输巷已经开采,M17、M18煤均未开采。该巷道北邻11602采面进风巷,东至F17小断层,南距地表浅部斜长250米,西与+1588运输大巷相通。 (二)煤层瓦斯情况

11701运输巷布置在M17煤层中,M17煤层属二叠系上统长兴组(P3C),

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结构简单,评价范围内煤层平均厚度为1.5m,煤层倾角为12°,属中等稳定煤层,走向北东-南西,倾向南东。M17煤层为灰色泥质粉砂岩,底板为灰色泥岩。

根据贵州省煤田地质局实验室对我矿M17煤层做出的鉴定结果,M17煤层自燃倾向性为Ⅲ类,属于不易自燃煤层,煤尘无爆炸性。

根据2010年《矿井瓦斯等级鉴定》及2014年《矿井瓦斯数据测定》,该矿2010年瓦斯等级为高瓦斯矿井,2014年为突出矿井。绝对瓦斯涌出量为21.27m3/min,相对涌出量为31.5m3/t。 (三)通风情况

矿井采用中央并列式通风方式。主斜井、副斜井进风,回风斜井回风,矿井通风方法为机械抽出式。矿井主要通风机型号为FBCDZ-№15B,电机额定功率:2×55kw,额定负压950~2175Pa;额定风量1080~2670m3/min。 反风方式通风机反转反风。目前矿井总进风风量为1653m3/min,总回风风量1670m3/min。11701运输巷采用压入式通风,具有独立可靠的通风系统。局部通风机型号为FBDNo5.6型,功率2×15KW,风量240~430m3/min,现有风量202m3/min。 (四)瓦斯赋存情况

区域抽放防突措施控制范围内瓦斯赋存量计算。

根据2010年9月25日中国矿业大学提供的《贵州省赫章县哲庄煤矿M16、M17煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》,我矿M17煤层在+1595m标高以上鉴定为突出煤层,按突出煤层设计和管理。2014年《矿井瓦斯数据测定》,矿井绝对瓦斯涌出量为21.27m3/min,大于15m3/min,同时根据《安全设施设计》一采区M17煤层原始瓦斯含量12.25m3/t,但因M17煤层瓦斯因M16煤层的开采而得到了释放,因此掘进11701运输巷时,设计暂不考虑布置专用瓦斯抽放巷预抽煤层瓦斯,根据《一采区安全设施补充设计》国内同类矿井保护层开采后被保护层瓦斯含量释放情况分析,我矿

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M16煤层开采后,下部M17煤层瓦斯释放率可达到30%,计算一采区M17煤层原始瓦斯含量12.25m3/t。 1、M17煤层原始瓦斯含量

M17煤层原始瓦斯含量为12.25m³/t。 2、煤层储量

11701运输巷煤层储量按下式计算 G=L*l*M*

=58×37.8×1.5×1.58=5196t 式中 L--评判单元煤层走向长度, 58m;

l--评判单元抽采钻孔控制范围内煤层平均倾向长度,32.8m; M--评判单元平均煤层厚度, 1.5m; --评判单元煤的密度, 1.58t/m3 3、瓦斯储量

Wc=GW0

=5196×12.25=63650m³³

式中 Wc ——煤层瓦斯总储量,m³; G ——煤层储量,t;

W0—煤的原始瓦斯含量, m3/t。

二、矿井瓦斯抽放系统

矿井已建立地面永久高、低负压瓦斯抽放系统。低负压抽放系统瓦斯泵真空泵两台,其中一台运转,一台备用,型号分别为2BEA-303,最大吸气量分别为52m3/min。配备φ325×7.5mmPVC主管、支管,配套电动功率分别为75KW;高负压抽放系统瓦斯泵型号为2BEC-400型水环式真空泵两台,其中一台运转,一台备用,配备φ325×7.5mmPVC主管,φ200×4.5mm支管,最大吸气量为77m3/min,配套电动机功率为110KW。

高负压抽放管路由地面瓦斯泵房Φ325×7.5mmPVC抽放管→回风斜

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井Φ325×7.5mmPVC抽放管→11701回采工作面专用回风上山Φ200×4.5mmPVC抽放管→11701运输巷专用回风巷Φ200×4.5mmPVC抽放管→11701运输巷Φ200×4.5mmPVC抽放管。

根据《安全设施设计》、《11701运输巷防突设计》,我矿采用开采M16煤层保护层作为M17煤层的区域防突措施,11701运输巷上部M16煤层已经开采,M16与M17煤层层间距4-10m,平均7m,在掘进前聘请资质单位贵州优能(集团)矿业股份有限公司瓦斯实验室对该工作面采用现场直接取样测定煤层瓦斯含量及瓦斯压力进行区域效果检验,进行区域效果检验过程中,取样钻孔施工时无喷孔、顶钻、卡钻及其他异常动力现象,测定指标煤层瓦斯含量小于8m3/t,瓦斯压力小于0.74Mpa,且工作面绝对瓦斯涌出量小于3m3/t,该区段不进行抽放,反之,采用工作面迎头布置顺层钻孔及两帮布置迈步钻场施工抽采钻孔进行抽放。11701运输巷进行抽放瓦斯时采用高负压抽放。

三、其它

1、防突机构及责任制

哲庄煤矿成立防突队作为专职的防突机构,共12人。其中管理人员2人,防突工12人。 2、防突管理

哲庄煤矿已建立《哲庄煤矿防治煤与瓦斯突出管理制度》,在制定年度、季度和月度生产作业计划同时制定防突计划,并按计划认真组织落实。 3、防突培训

防突工、钻探工以及瓦斯抽放工均由三级以上培训机构培训合格后持证上岗。防突考察工矿内的培训内容包括防突考察操作技能、防突基本知识、防治煤与瓦斯突出的规章制度、突出的危害及规律、区域和局部防突措施及突出预兆等。 4、突出事故应急预案

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哲庄煤矿已按《防治煤与瓦斯突出规定》编制2016年度《防治煤与瓦斯突出事故应急预案》,该预案符合有关规定,适用于全矿。

第三章 区域综合防突措施

一、区域突出危险性预测

我矿自开采以来,未发生过煤与瓦斯突出动力现象。

根据2010年9月25日中国矿业大学提供的《贵州省赫章县哲庄煤矿M16、M17煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》,我矿M17煤层在+1595m标高以上鉴定为突出煤层, 11701运输巷掘进井下标高在+1593.58~ +1568m,11701运输巷暂按突出设计与管理。

二、区域防突措施

1、区域防突措施选择

根据本矿实际,我矿已经开采M16煤层作为M17煤层开采的保护层。 2、M17保护层

11701采煤工作面布置在M17煤层中,M17煤层倾角为12°,属于缓倾斜煤层,M16煤层距M17煤层7m左右,保护层(M16)与被保护层(M17)有效垂直距离为7m小于50m,通过开采保护层可以起到较好的保护效果。按照煤层下行开采的顺序,通过开采M16煤层作为M17的上保护层,可以对M17起到保护作用。

3、M17煤层的开采情况 (1)煤层情况

M17煤层:黑色,条带状构造,为半暗及半亮型煤条带相间组成,煤层结构较简单,一般不含夹矸,煤层厚1.15~1.35m,一般厚1.5m。顶板灰色泥质粉砂岩,底板为灰色泥岩,位于长兴组(P3c)底部。

(2)开采情况

根据2016年7月贵州省煤田地质局一七四队提供的《贵州省赫章县

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哲庄乡哲庄煤矿矿区资源量分布现状及老窑、采空区分布情况的说明》,探明以往老窑及老采掘系统仅对矿区内上部M16煤层进行了开采(矿区内下伏煤层M17未受到开采,M17煤层采空量为0万t。

4、M16煤层的保护范围考察 根据《防治煤与瓦斯突出规定》

(1)沿倾斜方向的保护范围:沿倾斜方向的卸压角1和2取75°

11601运输巷11701运输巷 (2)沿走向方向的保护范围:由于M16煤层采完时间已经超过3个月,故其在走向对应于起止线和停采线。详见M16煤层采空范围图。

(3)最大保护垂距:保护层与被保护层之间的最大保护垂距,由于M16、M17煤层为缓倾斜煤层,取50米。而M16与M17煤层间平均为7米,M16煤层在保护范围内。

根据《防治煤与瓦斯突出规定》相关要求计算,在一采区东翼M16煤层对M17煤层保护范围内,M17煤层没有瓦斯突出危险性。

三、区域措施效果检验

根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十条、五十一条“采用开采保护层作为区域防突措施应当对被保护层进行区域措施效果检验及保护层范围的实际考察,保护效果检验、保护范围考察结果应当报煤矿企业技术负

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责人批准。”开采保护层的保护效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶板位移量及其他经验证实有效的指标和方法,也可以结合煤层的透气性系数变化的等辅助指标。我矿采用测定残余瓦斯压力、残余瓦斯含量进行保护效果检验。只有对预计被保护区域的保护效果进行评判,保护效果检验、保护范围考察结果确认有效后,检验结果为无突出危险区,方可进行掘进作业。

1、开采保护层区域防突措施有效性的评价指标

(1)《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026-2006)规定:突出煤层工作面采掘作业前必须将控制范围内煤层的瓦斯含量降到煤层始突深度的瓦斯含量以下或将瓦斯压力降到煤层始突深度的煤层瓦斯压力以下,若没能考察出煤层始突深度的煤层瓦斯含量或压力,则必须将煤层瓦斯含量降到8m3/t以下,或将煤层瓦斯压力降到0.74MPa以下。

(2)《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条第(三)项的规定:如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料,也可以根据煤层瓦斯含量W进行预测。预测所依据的临界值应根据实验考察确定,在确定之前可暂按表1预测。

表1 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值

瓦斯压力P/MPa <0.74 瓦斯含量W/(m3.t-1) <8 区域类别 无突出危险区 突出危险区 除上述情况以外的其他情况 2、残余瓦斯含量测定

于02月17日中班在11701运输巷掘进工作面(155m~210m)段施工3个取样钻孔,取芯钻孔最深为25.2m,最浅24.2m,详见下表:

11701运输巷(155m~210m)段取芯钻孔测定参数表

评价指标 防突规定参考值 测定值

主要评价指标 残余瓦斯压力P(MPa) 残余瓦斯含量(m/t) <0.74 0.065 8

3评价 <8 3.5240 无突出危险 1号

2号 3号 最大值 0.072 0.085 0.085 3.3210 3.6250 3.6250 达到《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026—2006)及《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条第三款的规定。

附3:残余瓦斯含量实验测试报告单 3、瓦斯释放率计算

N=Ws/Wc=(Wc-W残G)/Wc=(63650-3.625×5196)/63650=70.4% 式中 Wc ——煤层瓦斯总储量,m³; Ws ——实际释放瓦斯量,m³;

W残 ——实测最大残余瓦斯含量,m³/t; G ——煤层瓦斯储量,t。

因此实际瓦斯释放率70.4%大于预计瓦斯释放率30%,开采M16煤层保护层,被保护区域11701运输巷的保护效果评判有效。 4、绝对瓦斯涌出量计算

根据《煤矿瓦斯预测方法》(AQ1018-2006),11701运输巷(155m~210m)段掘进瓦斯涌出量预测采用绝对瓦斯涌出量表达,采用下式计算:

q掘=q3+q4=0.15+0.054=0.2 式中:

q掘——掘进工作面绝对瓦斯涌出量,m3/min。 q3——掘进工作面巷道煤壁绝对瓦斯涌出量,m3/min。 q4——掘进工作面落煤绝对瓦斯涌出量,m3/min。 掘进工作面瓦斯涌出量按绝对瓦斯涌出量表示。 (1)掘进巷道煤壁瓦斯涌出量

q3Dvq0(2L-1) =3×0.0083×0.017×(2×174-1)=0.15 v式中:

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D—巷道断面内暴露煤壁面的周边长度,m;对于薄及中厚煤层,D=1.5mo,mo为M17煤层厚度,mo=2m,D=2×1.5=3(m);

v—巷道平均掘进速度,取v=0.0083m/min; L—巷道长度,L=250m;

qo —煤壁瓦斯涌出强度,m3/min。 qo=0.026[0.0004(Vr)2+0.16]×Wo

=0.026×[0.0004×(10.29)2+0.16]×3.6250=0.019 式中:

qo—巷道煤壁瓦斯涌出量初速度,m3/(m2·min); Vr—煤中挥发分含量,M17煤层Vr=10.29%; Wo—煤层瓦斯含量,Wo=3.625 m3/t。

(2)掘进落煤的瓦斯涌出量 q4= S·v·γ·(Wo-Wc)=5.0×0.0083×1.58×(3.625-2.272)=0.088 式中:

S—掘进巷道断面积,S=5.0m2;

V—巷道平均掘进速度,掘进规程循环进尺4m,取V=0.0083m/min; γ—煤的视密度,M17煤层γ=1.58t/m3; W0—煤层瓦斯含量,优能公司实测Wo=3.625m3/t;

Wc—运出矿井后煤的残存瓦斯含量, 公司实测最大Wc=2.272m3/t。

第四章 最终评价结论

通过综合评价,11701运输巷(155m~210m)段评价范围内实测最大残余瓦斯含量为3.625m3/t,最大残余瓦斯压力为0.085MPa,瓦斯释放率70.4%,绝对瓦斯涌出量0.2m3/min。根据《防治煤与瓦斯突出规定》第四十三条第三款的规定。在施工测定钻孔过程中无喷孔、卡钻等突出预兆,煤层赋存稳定,无地质构造,控制范围符合《防治煤与瓦斯突出规定》,因此11701运输巷(155m~210m)段的开采保护层的区域防突措施有效,

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根据《11701运输巷防突措施》,区域防突措施有效后再进行区域验证,即在工作面采用钻屑瓦斯解析指标K1值和钻屑量S值进行检验,检验无突出危险后完善相关安全防护措施可以掘进35m。若任何一项指标超限,必须采取局部综合防突措施。

注意事项:

1、11701运输巷在掘进过程中,通防科要加强瓦斯管理,加强防超掘控制点管理,严禁超掘。

2、每次放炮后必须掌握炮后瓦斯变化情况,炮后瓦斯浓度增大幅度大,必须分析其原因。炮后瓦斯浓度超限,必须采掘局部综合防突措施。

3、11701运输巷在掘进过程中必须认真执行区域验证,同时,认真执行好安全防护措施,严格执行远距离放炮,人员必须撤离在反向风门外全负压风流中放炮,且距放炮点大于300米。放炮前必须切断巷道内所有非本质安全电源。

4、在掘进过程中必须掌握前方的地质构造变化,发现异常必须立即停止掘进作业,探明构造变化情况,进行预测预报。

5、掘进过程中,必须按防突规定要求安装压风自救系统,并加强管理和维护,确保24小时供风。

6、区域验证时,若考察时任何一项指标超限或施钻时有喷孔、吸钻、卡钻等动力现象时,必须采取局部综合防突措施。

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