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    8012综采工作面区域防突措施效果检验报告

    8012综采工作面区域防突措施效果检验报告
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    水城矿业(集团)有限责任公司大河边煤矿红旗井

    8012综采工作面区域防突措施效果检验报告

    通风工区 技 术 科

    地 测 科 安 检 科

    通风副总 总工程师

    大河矿红旗井

    二O一一年十二月

    目 录

    一、编制依据2

    二、工作面概况2

    三、工作面开采参数及邻近煤层开采情况3

    (一)工作面位置及与邻近工作面关系3

    (二)工作面与地表关系3

    (三)瓦斯地质情况3

    (四)工作面开采参数4

    四、区域防突措施4

    1、保护层开采情况4

    2、保护层保护范围计算4

    (1)沿倾斜方向的保护范围4

    (2)沿走向的保护范围5

    3、未受保护区域防突措施实施情况6

    4、工作面瓦斯抽采情况6

    5、抽采效果评价7

    (1)回采区域残余瓦斯含量计算7

    五、区域防突措施检验8

    1、效果检验的划分8

    2、区域防突措施效果检验方法8

    3、区域防突措施效果钻孔布置情况8

    4、区域防突措施效果检验结果9

    六、意见及建议11

    8012综采工作面区域效果检验报告

    一、编制依据

    1.国家安全生产监督管理总局令 第19号《防治煤与瓦斯突出规定》;

    2.国家安全生产监督管理总局令 第29号《煤矿安全规定》(2011年版);

    3.《煤矿井工开采通风技术条件》(AQ1028—2006);

    4.《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026—2006);

    5.《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ1027—2006);

    6.《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T1047—2007);

    7.《煤层瓦斯含量井下直接测定方法》(AQ1066—2008);

    8.《预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯突出措施效果检验方法》(MT/T 1037-2007);

    9.《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018—2006);

    10.《煤矿井下粉尘综合防治防治技术规范》(AQ1020—2006);

    11.《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029—2006);

    12、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》(安监总煤装[2011]163号);

    13.矿井相关资料。

    二、工作面概况

    该工作面位于1390水平井田中部东翼,西起1390中区皮带运输石门石门,东部止于D1断层保护煤柱,运输水平:+1390m,回风水平:+1450m。

    由于该工作面煤层为井田最顶部煤层,8012工作面斜外段上方为7014工作面采空区,西部为8012工作面目前未进行开采。与该工作面相对应的地表为起伏状山体,无季节性水源,无建筑物,距地表垂直距离约为450~560米。

    三、工作面开采参数及邻近煤层开采情况

    (一)工作面位置及与邻近工作面关系

    该工作面位于1390水平井田中部东翼,西起1390中区皮带运输石门石门,东部止于D1断层保护煤柱,运输水平:+1390m,回风水平:+1450m。由于该工作面煤层为井田最顶部煤层,8012工作面斜外段上方为7014工作面采空区,西部为8012工作面目前未进行开采。8012综采面工作面布置于1#煤层,其下覆7#煤层的8074工作面为保护层开采工作面。8074工作面已回采结束, 7#煤层与1#煤层的平均层间距为31.5m,均符合《防止煤与瓦斯突出规定》保护层开采的要求,7#煤层、工作面作为保护层开采,对1#煤层均有保护作用。

    (二)工作面与地表关系

    与该工作面相对应的地表为起伏状山体,无季节性水源,无建筑物,距地表垂直距离约为450~560米。

    (三)瓦斯地质情况

    根据资料分析8012工作面在回采期间最大瓦斯涌出量约为4.885m³/min。C605煤层较干燥,煤尘大,瓦斯涌出量较高,自燃发火期约为6—12个月。该工作面构造较为较多,落差在2米以上的断层有3条,落差在1米以下的断层有2条,这些断层造成煤层起伏、尖灭、变薄、分叉的现象。其具体情况有待于在工作面回采过程中逐步进行查清。

    (四)工作面开采参数

    最大最小平均开采煤层编号C605

    走向长度(m)290236263开采面积(斜面积) m224985

    倾斜长度(m)1089497地质储量(吨)65053

    倾角(度)272125可采储量(吨)61800

    煤层厚度(m)1.91.61.7容重(t/m3)1.5

    开采厚度(m)1.7m回采率(%)95

    四、区域防突措施

    8012工作面的区域防突措施采取开采保护层和预抽煤层瓦斯两种防突措施。

    1、保护层开采情况

    8012综采面工作面布置于1#煤层,其下覆7#煤层的8074工作面为保护层开采工作面。8074工作面已回采结束, 7#煤层与1#煤层的平均层间距为31.5m,均符合《防止煤与瓦斯突出规定》保护层开采的要求,7#煤层、工作面作为保护层开采,对1#煤层均有保护作用。

    2、保护层保护范围计算

    (1)沿倾斜方向的保护范围

    (图一)

    R=H/cos(90°-δ1)×sin(δ1 +β-90°) (公式1)

    r=H×sin[(90°-(δ4-β)] (公式2)

    式中:

    R——保护层工作面在倾斜上方对被保护层工作面的保护内错距离,m;

    δ1——保护层工作面在倾斜上方对被保护层工作面的保护角,º;

    δ2——保护层工作面在倾斜下方对被保护层工作面的保护角,º;

    β——煤层倾角,

    H——保护层与被保护层的法向距离,m。

    表一 保护层沿倾斜方向的卸压角

    煤层倾角β/(o)卸 压 角 /(o)

    080807575

    1077837575

    2073877575

    3069907770

    根据 (公式1)、(公式2),按表一取值,得:

    R= 31.5/cos(90°-70)×sin(70+26-90) =3.5m

    r=31.5×sin(90°-(88°-26°)=14.8m

    8074工作面作为8012工作面的下保护层开采时,其解放范围为:8012工作面沿倾斜方向由下平巷向保护层采空区方向内错3.5m,8012工作面沿倾斜方向由上平巷向保护层采空区方向缩小14.8m (详见《8012采面保护层开采平、剖面图》)。

    (2)沿走向的保护范围

    根据《防治煤与瓦斯突出规定》,保护层对被保护层走向保护边界位置按卸压角56°~60°划定。8074工作面与8012工作面的层间距为31.5m,则8074工作面作为8012工作面的下保护层开采时,其对8012工作面沿走向的保护范围为:

    (图二)

    R=H×tan(90°-δ5) (公式3)

    根据 (公式3),计算结果如下:

    R=31.5×tan(90°-60°)=18.2m

    即8074工作面作为8012工作面的下保护层开采时,其保护范围为:8074工作面采空区范围沿走向由切眼及停采线方向往里缩小18.2m(详见《8012保护层开采平、剖面图》)。

    3、未受保护区域防突措施实施情况

    8012工作面由8012运输巷沿倾斜方向向上73.4米未在8074工作面的保护范围内,为消除8012工作面煤与瓦斯突出,于2011年7月16日开始在8012运输巷布置本煤层顺层钻孔对8012工作面进行抽放,于2011年9月22完成钻孔施工,并于7月20日开始对钻孔进行联抽,期间共施工钻孔53个,在施工钻孔过程中没有出现瓦斯突出征兆。

    4、工作面瓦斯抽采情况

    为保证工作面回采前消除其煤与瓦斯突出危险,在工作面掘进期间,采取布置本煤层顺层抽采钻孔对于该工作面煤体瓦斯进行抽采。工作面本煤层预抽钻孔在工作面掘进期间设计按沿走向5m间距布置一个施工点,钻孔垂直于煤层走向,共计53个钻孔,钻孔进尺3816m,孔深最大78.1m,平均72.6m;(见《8012综采工作面工作面保护层开采及抽采钻孔平面图》)。

    8012综采工作面运输巷本煤层预抽钻孔于2011年7月16日开始布置本煤层预抽钻孔,于7月20日开始对本煤层瓦斯进行抽采;截止2011年10月31日,8012综采工作面工作面共抽采瓦斯纯量为:96978.68m3(抽采量统计详见附表)。

    5、抽采效果评价

    (1)回采区域残余瓦斯含量计算

    1钻孔控制区域煤层储量

    G=(L-H1-H2)(l-h1-h2)mγ

    式中: G——评价区域煤层瓦斯储量,t ;

    L——评价区域煤层走向长度,m;

    l——评价区域煤层倾向长度,m;

    H1、H2——分别为评价区域走向方向两端巷道瓦斯预排放等值宽度,m,如无巷道则为0。

    h1、h2——分别为评价区域倾向方向两端巷道瓦斯预排放等值宽度,m;如无巷道则为0。

    m——评价区域煤层厚度,m ;

    γ——评价区域煤的容重,t/m3,根据地质资料取1.5

    则:

    G=290×97×1.8×1.5

    =75951t

    2、抽放体积内瓦斯总量:

    Q总=S控制×m×γ×W

    =28130×1.8×1.5×4.86= 369121.86m3

    Q总——抽放体积内煤体原始瓦斯总含量,m3;

    S控制——控制范围内面积,m3;

    m——煤层厚度,m;取1.8m。

    W——1号煤层原始瓦斯含量,m3;由资料知W3取4.86m3 /t;

    γ——1号煤层容重,t/m3;由矿井地质资料得,取1.5 t /m3。

    2、抽采后吨煤瓦斯含量:

    抽采后吨煤瓦斯含量=(抽采体积内煤体原始瓦斯总量—实际抽采瓦斯总量)/抽采范围内煤体总重量=(369121.86-96978.68)/75951=3.58m3 /t

    3、评价结论

    经过计算,8012工作面回采区域煤层残余瓦斯含量为3.58m3/t,符合《防治煤与瓦斯突出规定》中煤层残余瓦斯含量小于8 m3/t的规定,该工作面回采区域防突措施有效,回采区域无突出危险性。

    五、区域防突措施检验

    1、效果检验的划分

    为了在该面回采前消除其煤与瓦斯突出危险,已采取了开采保护层和对工作面采取预抽煤层瓦斯的措施消除煤层突出危险性,形成保护层开采+本煤层顺层钻孔预抽的防治煤与瓦斯突出的措施。

    根据8012综采工作面工作面回采前采取的防突措施,及工作布置范围煤层赋存情况,8012综采工作面工作面防突措施效果检验整体进行。

    2、区域防突措施效果检验方法

    开采保护层的效果检验主要采用残余瓦斯压力、残余瓦斯含量、顶底板位移量的方法进行效果检验。

    8012综采面工作面采用实测残余瓦斯含量进行效果检验。

    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)瓦斯含量W(m3/t)区域类别

    P﹤0.74W﹤8无突出危险区

    除上述情况以外的其他情况突出危险区

    3、区域防突措施效果钻孔布置情况

    测定煤层瓦斯含量参数的测试点在不同地质单元内根据其范围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置;在本工作面内沿煤层走向布置测试点为15个,沿倾向布置1个测试点,测试点均位于运输巷或回风巷瓦斯卸压条带外30米的回采区域内。

    8012综采工作面区域性预测钻孔布置

    共计布置区域预测钻孔15个,全部位于回采范围内。

    钻孔编号(#)方位(°)倾角(°)孔深(m)

    12052536

    22052536

    32052536

    42052536

    52052536

    62052536

    72052536

    8295-136

    923-2536

    1023-2536

    1123-2536

    1223-2536

    1323-2536

    1423-2536

    1523-2536

    4、区域防突措施效果检验结果

    8012综采面工作面区域预抽煤层瓦斯措施效果检验采用残余瓦斯含量指标进行。

    根据实测的最大残余瓦斯含量进行判断。若检验结果仍为突出危险区,则预抽煤层瓦斯抽放钻孔无效。必须进行补充预抽煤层瓦斯区域防突措施。

    对进行检验时,应当根据经试验考察(应符合《防突规定》第四十二条要求的程序)确定的临界值进行评判。在确定前可以按照《防突规定》的指标进行评判:残余瓦斯含量小于8m3/t的预抽区域为无突出危险区,否则,即为突出危险区,区域措施效果无效;所有实测的指标值均小于《防突规定》的临界值为无突出危险区。

    8011采面区域效果检验结果

    钻孔编号(#)煤样编号瓦斯含量m3/t

    18012备采面-01 3.0267

    28012备采面-02 3.1294

    38012备采面-03 2.9579

    48012备采面-04 3.3258

    58012备采面-05 2.8657

    68012备采面-06 3.1232

    78012备采面-07 3.4597

    88012备采面-08 3.5634

    98012备采面-09 3.2526

    108012备采面-102.9859

    2

    118012备采面-112.7594

    2

    128012备采面-123.0231

    138012备采面-132.9985

    2

    148012备采面-143.1253

    2

    158012备采面-152.9567

    最大瓦斯含量为3.5634 m3/t。

    因此,本次区域效果检验得出:8012备采面回采区域为无突出危险性。

    六、意见及建议

    1、为确保施工过程中的安全,在工作面回采期间必须严格按照《防治煤与瓦斯突出规定》规定进行消除突出危险性效果验证,只在经效果检验当K1max值及Smax值均小于临界值时,方可认定措施有效。当消除突出危险性效果验证指标超标时,消除突出危险性效果验证检验人员必须立即通知现场施工班长立即停止施工,撤出人员,并由消除突出危险性效果验证检验人员立即向矿调度汇报,采取消突措施并经验证有效后后方可允许恢复施工,否则不得进行回采。

    2、在工作面回采期间,继续对工作面前方20m以上范围内煤层进行可解析瓦斯含量测定工作,只有在测定的煤层可解析瓦斯含量符合《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定范围内,工作面方可继续进行开采,否则,必须在煤层可解析瓦斯含量降到《煤矿瓦斯抽采基本指标》规定范围内时,工作面方可继续进行开采。

    附件:1、《8012综采工作面工作面保护层开采及抽采钻孔平面图》

    2、8012备采面区域效果检验钻孔设计平面图

    3、8012备采面区域效果检验钻孔竣工图

    4、1#-15#瓦斯解析报告单

    文档信息
  • 文档上传人:admin
  • 文档格式:Doc
  • 上传日期:2015年09月21日
  • 文档星级:★★★★★
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