瓦斯综合治理工作实施方案
瓦斯综合治理工作实施
方案
内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
曲靖市正金煤业有限公司以劳养武煤矿
瓦斯综合治理工作实施方案
正金煤业
曲靖市正金煤业有限公司以劳养武煤矿
瓦斯综合治理工作方案
二0一三年十月十九日
目录
前言------------------------------------------1
第一章矿井基本情况------------------------------------2
第一节矿井概况----------------------------------------2
第二节地质特征----------------------------------------7
第二章瓦斯治理方案-----------------------------------13
第一节矿井采掘部署优化-------------------------------13
第二节区域防突措施-----------------------------------27
第三节区域防突施效果检验及验证-----------------------32
第四节预测预报---------------------------------------38
第五节局部防突措施-----------------------------------44
第六节安全防护措施-----------------------------------50
第三章抽采钻孔封孔方法及工艺-------------------------55
第一节瓦斯抽采方法-----------------------------------55
第二节钻孔抽放套管-----------------------------------64
第三节钻孔封孔---------------------------------------65
第四节钻孔施工劳动组织保障---------------------------69
第五节钻孔施工安全技术措施-------------------------70
第四章抽采系统建设---------------------------------72
第一节现有抽采概况---------------------------------72
第二节配套抽采管路敷设方案-------------------------76
第三节管路敷设质量及日常维护-----------------------78
第五章钻机选型--------------------------------------80
第一节钻机选型--------------------------------------80
第六章瓦斯治理相关要求-----------------------------80
第一节健全机构落实责任------------------------------80
第二节开拓开采系统----------------------------------88
第三节通风管理--------------------------------------99第四节机电设备管理----------------------------------94第五节瓦斯治理培训----------------------------------97第七章瓦斯治理钻孔工程量概算-----------------------98第一节区域瓦斯治理钻孔工程量计算-------------------98第二节局部瓦斯治理钻孔工程量计算-------------------98第三节钻孔工程量汇总--------------------------------99
前言
瓦斯是煤矿五大自然灾害之一，是煤矿安全生产的“第一杀手”。威胁着煤矿的安全生产。为了保障煤矿的安全生产和职工的人身安全，防止重特大瓦斯事故的发生，我矿认真贯彻落实上级文件精神，严格按照省工信委、省安监局《关于印发云南省深化煤矿瓦斯专项整治工作方案的通知》（云工信煤行[2010]1153号）的要求，认真贯彻执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理方针，紧紧抓住采掘部署、通风系统、瓦斯抽采、监测监控、现场管理等重要环节，切实落实“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的瓦斯综合治理工作体系。确保矿井安全生产，有效防范和遏制瓦斯事故。
我矿可采煤层5层，煤层埋藏较深，瓦斯含量偏高。据历年来的瓦斯等级鉴定和2005年突出危险性鉴定报告表明，我矿为煤与瓦斯突出煤矿。现结合我矿地理、地质、煤层、煤质、瓦斯参数以及开拓、开采现状等方面的情况，特编制《曲靖市正金煤业有限公司以劳养武煤矿瓦斯综合治理工作实施方案》，以此作为我矿瓦斯治理的工作指南。
本方案主体从安全机构设置，安全装备购置，安全培训管理，通风系统管理，防突措施，瓦斯抽采管理，监测监控管理，六大系统建设，现场安全管理，安全防护措施、安全资金投入，岗位责任制度、劳动纪律等方面采取系列方法和措施而编制，不完善的方面，在今后工作中，可根据具体情况，逐步修改，补充完善。
第一章煤矿基本情况
第一节矿井概况
一、交通位置
以劳养武煤矿位于云南省曲靖市143°方向，直距约42km处，地处曲靖市麒麟区东山镇境内，地理坐标：东经104°08′54″～
104°10′14″；北纬25°18′52″～25°19′27″。矿区有10km简易公路连接恩洪至曲靖柏油公路，距曲靖城区约76km，至昆明237km，交通方便。
二、井田境界及储量、生产能力、服务年限
一）井田境界
矿区核准矿界拐点10个，呈南—北向延展，总体为不规则菱形，面
积。采矿许可证登记范围内的可采C
8、C
9
、C
11
、C
13
、C
16
共5个煤层。矿井生
产能力：9万吨/年。
我矿为斜井开拓，现有4个井口，分别为主斜井、副斜井和专用回风井，在建一口皮带井井筒工程已完成350米。1860水平9煤层布置了903工作面运输巷掘进工作面一个，903工作面回风巷掘进工作面一个，11煤层布置有1103采煤工作面一个。
四、矿井通风
矿井目前采用中央并列式通风方式，机械抽出式通风方法，主斜井和副斜井进风，专用回风井回风，矿井目前在回风井安装主扇2台，一台在用一台备用，主扇型号：FBCDZ-№18，功率：2×90KW，风量,2100～
4360m3/min。
第二节地质特征
一、地层及地质构造
一）井田地层
以劳养武煤矿矿区分布地层从老到新有二叠系上统宣威组、三叠系下统卡以头组与飞仙关组。
二）构造
1、位于恩洪复向斜南段的洒马笔背斜和九河-新村向斜中段、富源～弥勒大断裂东侧，总体为一地层倾向南东的单斜构造，地层倾角一般为6°—20°。受富源～弥勒大断裂的影响，区内形成一组呈北北东向走向，倾向南东的断裂构造，构成矿区的构造骨架。
2、内共发现6条断层，断距在15m—35m之间，构造复杂程度属中等偏复杂类型。分述如下：
F 2正断层：位于煤矿东侧。该断层走向近南，倾向正西，倾角70°。地层断距60-70m ，东盘T 1k 与西盘T 1f 1
接触。该断层为恩洪矿区中段南部的西部边界。
F 5逆断层：位于煤矿西侧，为煤矿西北部边界，该断层走向北东—南西，倾向南东，倾角65°。地层断距，由于该断层的影响，使之现在主副井附近的煤系地层龙潭组（P 2l ）出露地表。
F 6正断层：北东走向，倾向南东，倾角60°，断距25m ，矿区内延伸长250m 后为滑坡体覆盖后情况不明。
F 7正断层：北东走向，倾向南东，倾角50°，断距30m 。矿区内走向延伸长1000m ，中部被F 5断层错切后东移，在矿区北部重现。
F 8正断层：走向北东，倾向南东，倾角50°，断距20—35m ，中部被F 5
错切，北盘东移后于矿区北部重现，矿区内走向延伸700m 。
F 9正断层：走向北东，倾向南东，倾角50°，断距20—30m ，中上部被F 5错切，北盘东移后于矿区北部重现，矿区内走向延伸1000m 。
3、构造变动对煤层的影响
矿区内主要呈单斜出现，区内大的断裂已基本控制，唯小的断裂较多，使煤层产状发生变化，并导致煤层空间不连续，仍致煤层结构破坏，增厚变薄现象发生，给生产带来一定的影响。 二、含煤地层及煤层 一）含煤性
矿区含煤地层为晚二叠系龙潭组，地层总厚190～226m ，一般厚214m ，含煤23～46层，煤层间距～35m,一般为2～8m 。单层煤厚0～4.33m,以薄煤层为主，煤层总厚25～37m ，含煤系数为14～16%。
其中，可采煤层11层，其中全区稳定者5层,较稳定者6层,不稳定者2层。单层煤厚0～4.33m ，一般厚1.35m 左右，以薄煤层及中厚煤层为主。主要可采煤层出现在含煤地层中段上部。煤层可采系数为6～8%。 二）煤层对比
矿区内龙潭组含煤地层中，多数煤层稳定性较差，岩性变化大，稳定标
志层少。主要对比依据是：标志层特征；煤岩层组合及测井曲线特征；煤质及古生物特征。下将煤层对比的主要标志列述如下：
（一）1号标志层（B
1
）：位于卡以头组底部，为厚约10m的绿色至浅绿
灰色粉砂岩和薄层菱铁矿互层，菱铁矿单层厚度一般1—2cm，下距C
1
煤层
5m左右有动物化石层，含Estheria sp，LinguIa sp化石，C
1
煤层含隐晶
高岭石夹矸。系对比C
1
煤的良好标志。
（二）2号标志层（B
2）：为C
3
煤层上部及下部围岩，一般由细砂岩、粉
砂岩组成。
（三）3号标志层（B
3）：位于C
4
与C
5
煤层之间，为浅灰色砂质泥岩，含
绿泥石鲕粒，仅局部发现。
（四）4号标志层（B
4）：为C
6
煤层直接顶板的黑色页岩，致密，厚
0.5m，风化后呈页片状。其上3m左右为一含动物化石层。
（五）5号标志层（B
5）位于C
8
煤层与C
9
煤层之间，为薄层灰色粉砂岩和
薄层菱铁矿互层，一般厚15m左右。菱铁矿单层厚一般5cm，含完整的大羽
羊齿化石，系划分C
8、C
9
煤层的良好标志。同时C
9
煤层厚度大、煤质好，结
构简单，煤层下部含一层1—2cm稳定的隐晶高岭石夹矸，全区稳定，是对比C
9
煤层的良好标志。
（六）6号标志层（B
6）：为C
11
煤层中棕色微薄层状（纸状）显晶高岭石
夹矸，一般厚3—5cm。
（七）7号标志层（B
7）：C
14
煤层下部或下分层含一薄层粗晶高岭石夹
矸；煤层的下分层比上分层薄的结构也较特征。
（八）8号标志层（B
8）：C
16
煤层下部夹显晶高岭石夹矸；位于C
16
煤层下
—2.50m处（一般2m左右），为纯质细腻其贝壳状断口的黑色页岩，地表风化后呈页片状，厚度由几厘米至几十厘米，全区稳定，系对比C
16
煤层的可靠标志。
（九）9号标志层（B 9）：位于B 8之下，为一厚层灰色粉砂岩夹细砂岩，一般厚度36m ，本区稍薄。砂岩上部夹薄煤层C 17、C 18，此标志层在测井曲线上反映明显。
（十）10号标志层（B 10）：位于C 23煤层之上，为灰色中厚层状细砂岩及中粒杂砂岩，碎屑成分主要为玄武岩岩屑及粘土岩，粗粒岩屑的长轴沿层理定向排列，富含炭质及星散状黄铁矿，并夹粗粒砂岩，俗称“芝麻石”，层位不稳定，厚度6m 左右。
（十一）11号标志层（B 11）：位于龙潭组底部，为灰色至灰白色铝土岩，含星散状黄铁矿，一般厚度3m ，全区稳定。
上述11个标志层中，B 1、B 5、B 8、B 11为全区稳定标志层；B 4（地表）、B 6、B 9为较稳定标志层；B 2、B 3、B 10为不稳定标志层。
三）可采煤层
区内含煤地层为上二叠统龙潭组（P 2l ），含可采煤层11层，C 8、C 9、C 10、C 11、C 14(原核实报告C 13)、C 15、C 16-1、C 16、C 19a
、C 19b
、C 23b
，分述如下：
C 8煤层：位于龙潭组顶部，煤层厚度-1.95m ，常具1层棕灰色高岭石粘土夹矸，厚度为～0.43m ，结构较简单，是稳定的对比标志煤层。该煤层对比可靠，为较稳定煤层。粉状或片状，半亮型煤层。
C 9煤层：距C 8煤层16m 左右，煤层厚度-3.03m ，平均1.75m 。常具0～3层夹矸，夹矸厚度为～0.26m ，结构较简单。主要位于煤层中下部，大多为灰黑色鳞片状泥岩，间夹高岭质泥岩。 煤层直接顶、底板主要为泥岩。该煤层对比可靠，为稳定煤层。为矿区主要可采煤层。粉状或片状，半亮型煤层。
C 10煤层：距C 9煤层-2.00m 左右。煤层厚度0-1.03m ，平均0.72m 。无夹矸。顶、底板岩芯为泥岩。煤层结构单一，为不稳定煤层。
C 11煤层：距C 10煤层14m 左右，煤层厚度-1.50m ，平均1.26m ，煤层夹矸为0～1层，结构较简单，夹矸为泥岩，有时为高岭质泥岩，夹矸厚度为～0.35m 。顶、底板岩性为泥岩和砂质泥岩。该煤层对比可靠，为较稳定煤层。块状、粉状，半亮型煤层。
C
14煤层：距C
11
煤层-12.50m，厚度-1.40m，平均1.21m。煤层夹矸为0～1
层，结构较简单，夹矸为泥岩。顶、底板岩芯为泥岩。煤层结构单一，属较稳定煤层。
C
15煤层：上距C
14
煤层-1.90m，煤层厚度1.12m。含夹矸0～2层，单层厚度
多在～0.20m之间,结构简单，夹矸为泥岩及高岭石泥岩。煤层顶底板岩性以泥岩及砂质泥岩为主。该煤层对比较可靠，为较稳定煤层。块状，半亮型煤层。
C
16煤层：上距C
15
煤层-20.0m，煤层厚度-1.80m，平均厚1.57m。层位稳
定，煤层中部有一层-009m厚的棕灰色中—粗晶高岭石粘土岩夹矸。顶、底板岩芯均为泥岩。属稳定煤层。
C 19a煤层：上距C
16
煤层15-20m，煤层厚度0-1.20m，平均厚0.87m。煤厚
变化较大且有分叉合并现象。含夹矸0～2层，单层厚多在～0.78 m，一般在0.50m以下，有少数超过0.50m，结构较复杂。夹矸以泥岩、炭质泥岩为主。煤层顶底板岩性为泥质粉砂岩、砂质泥岩、泥岩等。该煤层对比较可靠，为不稳定煤层。块状，半亮型煤层。
C 19b煤层：上距C
19
a煤层5-9m，煤层厚度-2.13m，平均厚1.26m，层位稳
定，厚度变化不大。含夹矸0～2层，单层厚多在～0.78m，结构较复杂，夹矸以泥岩、炭质泥岩为主。煤层顶底板岩性为泥质粉砂岩、砂质泥岩、泥岩等。属较稳定煤层。
C 23b煤层：上距C
19
b煤层16-22m，煤层厚度0-1.67m，平均厚0.73m，厚度变
化大，区内仅有个别可采点。根据原恩洪矿区中段南部报告，仅矿区东北部圈出一部分可采范围，属极不稳定煤层。含矸0～5层，现有资料其单层厚在～0.44m，大多在0.40m以下，为含炭泥岩、泥岩等。煤层顶、底板主要为泥岩、砂质泥岩。该煤层对比可靠，为不稳定煤层。结构复杂，半亮型煤层。
四）煤质特征
（一）肉眼煤岩类型：
该区煤层呈黑色，具沥青光泽，均一状，条带状结构。多呈块状、碎块状、粉末状，内生裂隙发育，断口呈阶梯状及不规则棱角状。硬度中等，性脆，易破碎。煤岩类型为半暗煤、也见半亮煤，煤岩划分以暗煤、亮煤为主，夹有丝炭与镜煤条带。燃烧时具较强的熔融膨胀性，火焰较长。相对密度为—m3。
（二）化学性质、工业性能及其可选性
煤层
1、C
8
原煤，灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰特低硫煤。胶质层（Y）15.6mm，属焦煤（JM25）。洗选采用比重，回收率%，回收率优等，易选。
煤层
2、C
9
原煤水份（Mad）%，灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫
（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰特低硫煤。结焦性（X）32mm，指数（Y）19.0mm，属焦煤（JM25）。洗选采用比重，回收率%，回收率优等，易选。
煤层
3、C
10
原煤灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰特低硫煤。属焦煤（JM25）。
煤层
4、C
11
原煤灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰特低硫煤。结焦性（X）29mm，指数（Y）19.0mm，属焦煤（JM24）。洗选采用比重，回收率%，中等可选。
5、C
煤层
14
原煤水份（Mad） %，灰分（Ad）%，挥发分（Vdaf）%，全硫
（St,d）%，发热量(Qbad)%MJ/kg，属低灰特低硫煤。结焦性（X）29.0mm，指数（Y）18.6mm，属焦煤（JM24）。洗选采用比重，回收率较C
偏低，采
10
用时回收率%。
6、C
15
煤层
原煤灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰低硫煤。指数（Y）11.9mm，属焦煤（JM24）。煤类属焦煤（JM）类。
7、C
16-1
煤层
原煤灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰低硫煤。指数（Y）7.1mm。煤类属焦煤（JM）类。
8、C
16
煤层
原煤灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰特低硫煤。洗选采用比重，回收率较低，为%，很难选；采用比重时，回收率%，中等可选，回收率等级为优等。
9、C
19
a煤层
原煤灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰高硫煤。
10、C
19
b煤层
原煤灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰特低硫高热值煤。洗选采用比重，回收率较低，为%，很难选；采用比重时，回收率%，中等可选，回收率等级为优等。
11、C
23
b煤层
原煤灰分（Ad）%，精煤挥发分（Vdaf）%，全硫（St,d）%，发热量(Qbad)kg，属低灰特低硫高热值煤。
五）煤质
以中灰煤为主，低中灰煤次之，C
8、C
9
为低中灰煤，其他煤层为中灰
煤。硫分从上至下硫含量由低变高，属特低磷—低磷煤，C
7、C
8
、C
9
、C
11
、
C
13、Ｃ
１5
、C
16
煤层均确定为炼焦用煤。C
17
煤层以下各煤层由于回收率低均
作为动力用煤利用。区内煤层垂向上，由上至下，由焦煤变为瘦煤，三、其它开采技术条件
一)煤层自燃倾向性和煤尘爆炸性
根据云南省煤矿安全计量监测站2008年煤自然倾向性鉴定报告和煤尘
爆炸性鉴定报告，矿井可采的C
8、C
9
、C
11
、C
13
、、C
16
、煤层鉴定结果是：
煤尘有爆炸性，自燃倾向性鉴定为Ⅲ类不易自燃。
二）2012年瓦斯等级鉴定结果为：瓦斯相对涌出量：t，瓦斯绝对涌出量：min，二氧化碳对涌出量：t，二氧化碳绝对涌出量：min。
四、井田水文地质情况
根据我矿的《水文地质类型划分报告》，矿井水文地质条件属简单类型，实测正常涌水量2m3/h，最大涌水量h。
第二章瓦斯治理方案
第一节矿井采掘部署优化
一、现目前采掘布置情况
一）矿井开拓开采
矿井采用斜井开拓方式，现有三个井筒，分别为：主井、副井、专用回风井，2013年3月开工新建一个皮带井，现皮带井已掘进了170米，现开采水平1845米。矿井目前为一个采区开采，按走向壁式工作面布置回采。1845车场北翼准备开拓一个采区。
二）巷道布置
矿井目前布置有1103回采工作面一个，903运输巷、回风巷掘进工作面各一个，副井井底1870水平布置有《高压硐室回风巷掘进工作面》一个掘进工作面。
1103回采工作面面长：100米，走向长：180米，工作面支护采用单体液压支柱配铰接顶梁支护，采用全部垮落法管理顶板，工作面、顺槽、运输下山采用刮板输送机运输，主运输巷采用皮带运输，出井采用绞车提升。
采掘现状示意图
三）矿井安全生产系统
（一）通风系统
1、矿井通风采用中央并列机械抽出式通风方法。目前有3个井（主井、副井、专用回风井），2013年3月开工建设一个皮带井，皮带井建设工程现已有170米，回风井安装2台主要通风机,型号：FBCD№-18A，功率2×90kW，额定风量2100～4320 m3/min，主要通风机安装有电流表、电压表和水柱计，风井设有防爆门。井下所有地点皆采用独立通风，无串联通风和微风现象。
2、掘进工作面采用2×11KW的局部通风机压入式供风，额定风量205-300m3/min，风筒直径φ500mm，材质为石棉阻燃风筒，距工作面的距离不超过5米，局部通风机有专用变压器、有专用电缆、有专用开关、有专人负责，挂牌管理，掘进工作面机电设备与局部通风机实现了“风电闭锁和瓦斯电闭锁”，局部通风机安装符合要求。
3、通风设施
矿井通风设施设置合理、质量可靠，能有效防止风流短路、系统紊乱。
通风系统示意图
（二）抽放系统
1、抽放系统
1）现有2BE3400型低负压瓦斯抽放系统1套（两台），2BEA353高负压抽放系统1套（两台），设置在副井口南东面200米处。抽放管路主管路铺设在专用回风井，主管直径300mm，高低负压管路都到1870回风巷坡头转弯处分岔。低负压抽放管路分为两组，一组负责抽放902采空区的瓦斯，另一路负责抽放现1103工作面上隅角和采空区的瓦斯。高负压抽放管路分为三组，第一组负责903工作面块段的钻孔瓦斯预抽，第二组负责1840水平和1845水平瓦斯抽采巷道上的瓦斯抽采钻场的钻孔瓦斯预抽，第三组负责1845水平北翼16煤层的瓦斯预抽。
2）先在的903回风巷向南翼布置钻孔排放和预抽瓦斯，从1860回风口处开始向右边布置钻孔，钻孔布置在距顶板1米的高度，钻孔距离为2米，深度为30米，每个钻孔布置1根抽放管进行抽放。
3）在1855皮带巷上向下方布置抽放钻孔，钻孔布置在距顶板1米的高度，钻孔间距为2米，深度为40米，每个钻孔都埋管进行抽放。
4）1845区段11煤层为9煤层的下解放层，先在1845区段11煤层上的巷道山布置预抽和释放9煤层和11煤层的瓦斯。
5）低压瓦斯抽放泵的抽放流量为90m3/min，瓦斯浓度在7%左右，瓦斯抽出量为6.3m3/min左右，高压瓦斯抽放泵的抽放流量为78m3/min，瓦斯浓度在5%左右，瓦斯抽出量为3.9m3/min左右，对井下已涉采区域的煤层瓦斯进行了有效预抽，对防突防治效果取了很大的效果。
瓦斯管路布置和钻场布置示意图
（三）监测监控系统
现有KJ78N安全监控系统1套，地面中心站设在办公楼对面监控室，配备值班及监测监控管理人员4名，实行24小时专人值班。矿井地面设5个分站，分别安装在瓦斯抽放房和主扇房，井下设3个分站分别安装在1845水平水仓机电硐室、1845水平11煤机电硐室。地面安装的分站负责地面瓦斯抽放系统和各井口以下50m范围内的风压、风速、瓦斯等传感使用。井下各分站主要负责井下各地点的甲烷、一氧化碳、氧气、二氧化碳、液位、烟雾、温度、设备开停、风门传感等传感使用。
井下各分站电源由电源箱提供,瓦斯传感器电源取自被控开关的电源侧，能确保被控开关断开时，监控设备照常工作。各传感器数据经分站上传至地面中心站，中心站工控机对系统内全部设备进行实时监测、数据采集和储存。
系统跟麒麟区煤炭局的监控中心联网正常，系统实时监控全部采掘工作面甲烷浓度变化及被控设备的通、断电状态，能反应出监测监控数据的真实性、可靠性，每天正常打印报表。