貴州華源瑞豐煤業(yè)有限責任公司騰慶煤礦

貴州華源瑞豐煤業(yè)有限責任公司騰慶煤礦0503回采工作面消除突出危險性

技術(shù)評價報告騰慶煤礦二O一0年八月十六日水城礦業(yè)（集團）有限責任公司汪家寨煤礦P41102（中）工作面消除突出危險性技術(shù)評價報告編制單位：通風工區(qū)編制人： 參加評價人員：通風工區(qū)： 技術(shù)科： 地測科: 安檢科： 地測副總： 通風副總： 駐礦安全監(jiān)察處主任工程師： 總工程師：一、評價依據(jù)：《煤礦安全規(guī)程》（2006版）《煤礦瓦斯抽采基本指標》（AQ1025-2006）《預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯防治沒與瓦斯突出措施效果評價方法》（MT/T1037-2007）《防治煤與瓦斯突出細則》二、 工作面概況P41102（中）工作面位于平四采北翼+1649——+1719水平之間，回風巷南至二片口瓦斯巷回風下山，運輸巷南至三片口瓦斯巷與二片口高位巷交岔點，北至P41102下水道。工作面上限標高+1718.700m,下限標高+1649.561m。該面切眼中上部以北為小窯破壞區(qū)，回風巷在掘進過程中多處與小窯掘透；工作面傾斜上方有P31112工作面、P31112（外）工作面（與P41102中回巷平距0?5米）采空區(qū)，傾斜下方尚未布置工作面，頂部有P30712工作面、P40702工作面采空區(qū)及平三采井筒、采區(qū)石門等老巷；頂部斜下方有P40704（中）工作面正在回采（受構(gòu)造影響，最小層間距約29m）。該工作面與地表最大高差為300.5m,最小高差108m。走向長度615m,傾斜長度172m,煤層傾角16.5°,煤層厚度7.2m，地質(zhì)儲量111.2057萬噸，開采具有突出危險的11#（C409）煤層。三、 工作面開采參數(shù)及臨近煤層開采情況：1、工作面位置及與臨近工作面關(guān)系P41102（中）工作面位于平四采北翼+1649——+1719水平之間，回風巷南至二片口瓦斯巷回風下山、運輸巷南至三片口瓦斯巷與二片口高位巷交岔點，北至P41102下水道。工作面上限標高+1718.700下限標高+1649.561。該工作面傾斜上方有P31112工作面、P31112（外）工作面（與P41102中回巷平距0?4米）采空區(qū)，傾斜下方尚未布置工作面，頂部有P30712工作面、P40702工作面采空區(qū)及平三采井筒、采區(qū)石門等老巷；頂部斜下方有P40704（中）工作面正在回采（受構(gòu)造影響，最小層間距約29m）。2、 工作面與地表關(guān)系根據(jù)1：2000井上下對照圖，該面地表無建筑物，為山坡地，該面地表標高為+1950?+1810m,工作面回巷標高+1718.700?+1700.773+m,運巷標高+1649.561?1666.178m;該面距地表最大高差300.5m，最小高差108m。3、 瓦斯地質(zhì)情況該工作面掘進期間，P41102中回巷最大瓦斯涌出量為：2.53m3/min,中切眼最大瓦斯涌出量為：1.32m3/min,中運巷最大瓦斯涌出量為：3.87ms/min。工作面開采范圍主要受f1、f3、f4、f8、f9、f10、f11、f12、f13、f14、f20、f21斷層及層間滑動構(gòu)造影響，伴生構(gòu)造發(fā)育且極為復(fù)雜。f1斷層落差4-12m,f3斷層落差3-5m、f4斷層落差6-7m之間，f20斷層落差3-4m,其余斷層落差均小于2m以下對工作面無太大影響。f1斷層為走向斷層，沿走向橫穿整個工作面,其余斷層與工作面斜交,在回采范圍內(nèi)斷層及斷層附近均已布置抽采鉆孔,斷層附近煤體瓦斯已得到充分抽采,在回采過程中對瓦斯涌出無大的影響,但必須加強頂板管理。4、 工作面開采參數(shù)：P41102（中）工作面走向長度最大為630m,最小600m,平均615m;傾斜長度最大為177m,最小167m,平均172m;煤層傾角最大為22°,最小為13°,平均為16.5°；煤層厚度最大為7.7m,最小為5.5m,平均7.2m;煤層生產(chǎn)能力：10.92噸；開采平面積為105952m2，斜面積為109195m2，地質(zhì)儲量為111.2057萬噸,其中可采儲量103.4213萬噸,采用綜放方式進行開采,采放比1：2.5,回采率93%。四、工作面掘進及煤層瓦斯抽采情況：（一）、抽采系統(tǒng)對該面的預(yù)抽,利用平硐井封閉式抽采系統(tǒng),抽放泵型號為2BEC42型。主管為14〃（①350mm）管，干管為10〃（①250mm）管，支管為8〃（①200mm）管，抽采管路敷設(shè)由中心瓦斯抽采站經(jīng)1700大巷（①350mm）、平四采回風下山（①350mm）、二（三）片口回風通道（①250mm）、二（三）片口軌道石門（①250mm）、二（三）片口瓦斯巷（①250mm）、P41102中回巷（中運巷）（①250mm）延接至至掘進工作面及各抽采鉆場處（①200mm）,各抽采鉆場支管采用6〃 （①150mm）管。為便于該面抽采參數(shù)的檢測，在該抽采系統(tǒng)的主管、干管、支管及個抽采鉆場內(nèi)均安設(shè)有孔板流量計，抽采單孔均安設(shè)有測流孔，對單孔抽采參數(shù)分開考察，抽采參數(shù)考察由專人定期進行觀測。（二）、工作面掘進及煤層瓦斯抽采情況：1、 掘進工作面超前預(yù)抽該面在掘進前采取在掘進工作面布置超前抽采鉆孔預(yù)抽掘進工作面前方煤體瓦斯，終孔點落點分別控制到距巷道兩幫輪廓線8m及工作面前方60m以上范圍。為保證抽采效果，在工作面掘進期間設(shè)計按30m間距在巷道兩幫交替布置鉆場（實際見圖），施工補充超前抽采鉆孔預(yù)抽掘進工作面前方煤體瓦斯,終孔點落點分別控制到距巷道兩幫輪廓線8m及工作面前方60m以上范圍。掘進期間工共施工超前抽采鉆孔606個，鉆孔進尺45686.5m，孔深最大103.9m，平均75.39m。（見《41102（外）工作面保護層開采及抽采鉆孔平面圖》）。P41102中回巷于2005年2月27日開始掘進掘進前于2005年1月3日于P41102外回上山開始施工抽采鉆孔，于2005年1月5日開始對外回巷掘進前方煤體進行抽采。P41102中運巷于2005年11月5日開始掘進，掘進前于005年4月20日于P41102外運下山施工抽采鉆孔于2005年4月22日對外運巷掘進前方煤體進行抽采。2、 回采工作面本煤層預(yù)抽：為保證工作面回采前消除其煤與瓦斯突出危險，在工作面掘進期間，采取布置本煤層順層抽采鉆孔對于該工作面煤體瓦斯進行抽采。工作面本煤層預(yù)抽鉆孔在工作面掘進期間設(shè)計按30m間距布置鉆場（實際見圖），在鉆場內(nèi)沿煤層布置扇形順層鉆孔，終孔點落點分別控制到距煤層底板2.5m及5m處，落點分別控制到距運輸巷和回風巷85m范圍，共計355個，鉆孔進尺29915.1m，孔深最大158.8m，平均84.27m；由于施工的鉆孔為扇形鉆孔，兩個鉆場之間存在三角地帶未被鉆孔覆蓋抽放，因此在采取在兩個鉆場之間補掘鉆場的措施，截至2008年10月，已補掘鉆場7個，施工鉆孔共計246個，鉆孔進尺19913.6m，孔深最大107m，平均80.95m。因此本煤層預(yù)抽鉆孔共計601個，鉆孔進尺49828.7m，孔深最大158.8m，平均82.91m。（見《41102（外）工作面保護層開采及抽采鉆孔平面圖》）。P41102中回巷本煤層預(yù)抽鉆孔于005年3月27日開始布置本煤層預(yù)抽鉆孔,于3月28日開始對本煤層瓦斯進行抽采截至2008年10月27日，P41102中回巷共抽采瓦斯純量為：03128.31m（抽采量統(tǒng)計詳見附表）鉆孔抽采時間最大為59天，最小為162天。P41102中運巷本煤層預(yù)抽鉆孔于005年10月19日開始布置本煤層預(yù)抽鉆孔,于10月21日開始對本煤層瓦斯進行抽（采由19#鉆場開始）；截至截至2008年10月27日，P41102中運巷共抽采瓦斯純量為3682367.03m（抽采量統(tǒng)計詳見附表）鉆孔抽采時間最大為368天，最小為154天。則P41102（中）工作面本煤層預(yù)抽共抽放瓦斯純量為：4585495.34m3o五、消除煤層突出危險性措施效果評價（一）評價單元劃分為了在該面回采前消除其煤與瓦斯突出危險，已采取了開采保護層和對工作面未被保護的局部地段采取預(yù)抽本煤層瓦斯的措施消除煤層突出危險性，對被保護的地段采取預(yù)抽本煤層瓦斯的措施作為補充消出煤層突出危險性的措施。根據(jù)P41102（中）工作面回采前采取的消除煤層突出危險性措施，P41102（中）工作面消除煤層突出危險性措施效果評價單元劃分為2個單元：1為開采保護層單元，2為預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯單元。以下分別對工作面采取的消除煤層突出危險性措施的效果進行評價，以確定防突措施是否有效。以下資料來源均為實測，計算方法選自《采礦工程設(shè)計手冊》及《煤礦瓦斯抽采基本指標》。（一）、開采保護層單元評價：1、保護層開采范圍該面上部有7#層（C605）的P30712工作面、P40702工作面采空區(qū)，已對該面局部地段進行了保護（見《P41102（中）工作面保護層開采及抽采鉆孔平面圖》）。2、保護層解放被保護層的解放范圍。P41102（中）工作面的保護層工作面為7#（C601）層的P30712工作面、P40702工作面，其煤層平均厚度為1.53m,煤層傾角16.5°，其保護范圍按《防治煤與瓦斯突出細則》第48條規(guī)定計算如下：1）、P3077（中）工作面、P40702工作面與P41102（中）工作面的層間距為47m,煤層傾角平均為16.5。， P30712（中）工作面、P40702工作面作為P41102（中）工作面的上解放層開采時，沿傾斜方向的卸壓角為：6=75o,6=75o0如圖（1）所示。34則：W=47三COS16.5。=49.02mR=Wxcos58.5。=49.02xcos58.5。=25.61m同理：r=Wxsin-1.5o=49.02xsin-1.5o=-1.28m即P30712工作面、P40702工作面作為P41102（中）工作面的上解放層開采時，其解放范圍為：P30712工作面（P40702工作面）采空區(qū)沿傾斜方向由下平巷向保護層采空區(qū)方向縮小25.61m,沿傾斜方向由上平巷向保護層采空區(qū)方向外錯1.28m。2）、對停采的保護層采煤工作面對被保護層沿走向的保護可按卸壓角56o-60o劃定。P30712工作面、P40702工作面與P41102（中）工作面的層間距為47m,則P30712工作面、P40702工作面作為P41102（中）工作面的上解放層開采時，其對P41102（中）工作面沿走向的解放范圍如圖（2）所示為：R=47xtg（90o-60o）=27.14m即P30712工作面、P40702工作面作為P41102（中）工作面的上解放層開采時，其解放范圍為：P30712工作面、P40702工作面采空區(qū)范圍沿走向由切眼及停采線方向往里（P30712工作面采空區(qū)）縮小27.14m。根據(jù)以上計算，回采范圍內(nèi)在采取開采保護層的措施后，滿足以上計算結(jié)果的區(qū)域，其防治突出措施有效（《41102（外）工作面保護層開采及抽采鉆孔平面圖》中綠色區(qū)域部分）。（二）預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯單元1、煤層原始瓦斯含量根據(jù)重慶煤科院《水城礦區(qū)區(qū)域防突技術(shù)研究初步總結(jié)》，我礦平硐井11#煤層在埋深500m時，煤層瓦斯含量為13.275ms/t，以此評價P41102(中)工作面在采取預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯的措施后其防治突出措施有效。2、評價單元煤層儲量：G=(L—H—H)(l—h—h)mY(1-1)1212式中：G 評價單元煤層瓦斯儲量，t；L 評價單元煤層走向長度，m；l 評價單元煤層傾向長度，m；H、H——分別為評價單元走向方向兩端巷道瓦斯預(yù)排放等值寬12度，m,如無巷道則為0；根據(jù)《預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯防治沒與瓦斯突出措施效果評價方法》，P41102下水道取18m；l、l——分別為評價單元傾向方向兩端巷道瓦斯預(yù)排放等值寬12度，m;如無巷道則為0；根據(jù)《預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯防治沒與瓦斯突出措施效果評價方法》P41102中回巷1#導(dǎo)線點至P31102移變通道段取18m，P41102中回巷P31102移變通道至P41102中切眼段取15.4m，P41102中運巷取18m。m 評價單元煤層厚度，m；Y 評價單元煤的密度,/肛貝則G=(263—18—18)x168x7.7x1.351=396423.72tG=(169—18—15.4)x168x7x1.352=215278.56tG=(200—18)x(98+66—18)x7x1.3532=107493.75tG=G+G+G=396423.72+215278.56+107493.75123=719196.03t3、煤層瓦斯預(yù)抽率：N=Q-Wx100% (1—2)cc式中：N——煤層瓦斯預(yù)抽率，％W――煤層瓦斯儲量，m3cQ――已抽放瓦斯量，m3c貝則N=4548119.6m（719196.03xl3.275）x%=47.64%則至該面開始回采時,評價單元煤層瓦斯抽放率達47.64%，噸煤鉆孔進尺0.069m/t,大于《煤礦安全規(guī)程》第190條第2項“煤層瓦斯預(yù)抽率大于30%”的規(guī)定；為減少工作面回采期間的瓦斯涌出量，在采面回采期間，本煤層預(yù)抽鉆孔在回采線前方10m以（外）繼續(xù)保持抽放，貝本煤層瓦斯的抽放率將遠遠高于47.64%，達到了消除煤與瓦斯突出危險的目的。4、評價單元殘余瓦斯壓力測定及煤層可解析瓦斯含量測定為檢驗工作面消除煤層突出危險性措施的可靠性，采取向工作面煤層施工考察鉆孔進行取芯，利用煤炭科學研究總院重慶分院DGC型瓦斯含量直接測定裝置測定工作面煤層可解析瓦斯含量，可解析瓦斯含量測定地點為P41102中運巷6#導(dǎo)線點往南14m處。P41102中運巷測定工作于2008年3月31日早班在P41102中運巷6#導(dǎo)線點往南14m處沿煤層向工作面煤層傾向施工了2個考察孔，考察孔設(shè)計孔深為40m，在考察孔施工至20m時取芯測定煤層可解析瓦斯含量。考察孔施工結(jié)束后于4月2日中班進行封孔，于4月4日早班安設(shè)壓力表進行測壓。井下取芯工作結(jié)束，于當日中班升井后，立即利用煤炭科學研究總院重慶分院DGC型瓦斯含量直接測定裝置測定所取煤樣的可解析瓦斯含量，經(jīng)測定，考察范圍內(nèi)煤層可解析瓦斯含量為4.5646m3/t（詳見附表《煤炭科學研究總院重慶分院解析瓦斯含量法預(yù)測突出井下測定記錄表》），符合《煤礦瓦斯抽采基本指標》中表2規(guī)定（P41102＜中〉綜放工作面預(yù)計產(chǎn)量為3000t/d）。根據(jù)測壓成果，P41102（中）工作面所測最大瓦斯壓力為0.46Mpa,小于《防治煤與瓦斯突出細則》第26條的規(guī)定（小于0.74Mpa），因此工作面消除煤層突出危險性措施可靠。煤層瓦斯壓力測定情況見下表。P41102外運巷上幫鉆場測壓成果（11-1） 表1-1礦井汪家寨煤礦平硐井測壓地點P41102中運巷上幫鉆場煤層名稱11#(C409)煤層厚度6.5m煤層傾角16°見煤標高1652.337見煤埋

深277.663開鉆時間見煤時間2008年3月31

日早班鉆畢時間2008年3

月31日早班封孔時

間孔號11-14月4日方位（度）300鉆孔參數(shù)傾角（度）16長度(m)43.8巖孔長度（m）05月31日0.12封孔良好

無漏氣現(xiàn)象2008年3

月31日中班

煤孔長度(m)43.8封孔長度40m測定的瓦斯壓力(MPa)0.464月6日

4月7日

4月8日

4月9日

4月10日

4月11日

4月12日

4月13日

4月14日

4月15日

4月16日

4月17日

4月18日

4月19日

4月20日

4月21日

4月22日

4月23日

4月24日

4月25日

4月26日

4月27日

4月28日

4月29日

4月30日

5月1日

5月2日

5月3日

5月4日0.180.240.320.400.420.460.460.460.280.220.180.120.080.080.060.060.060.046月2日6月3日6月4日6月5日6月6日6月7日6月8日6月9日6月10日6月11日6月12日6月13日6月14日6月15日6月16日6月17日6月18日6月19日6月20日6月21日6月22日6月23日6月24日6月25日6月26日6月27日6月28日6月29日6月30日5月5日07月1日05月6日07月2日05月7日07月3日05月8日07月4日05月9日07月5日05月10日07月6日05月11日07月7日05月12日07月8日05月13日07月9日05月14日07月10日05月15日07月11日05月16日07月12日05月17日07月13日05月18日07月14日05月19日07月15日05月20日07月16日05月21日07月17日05月22日07月18日05月23日07月19日05月24日07月20日05月25日07月21日05月26日07月22日05月27日07月23日05月28日07月24日05月29日07月25日05月30日07月26日0拆表5、評價單元殘余瓦斯含量評價單元殘余瓦斯含量根據(jù)抽排瓦斯量計算，計算公式按式1-3計算。1-3)W-1-3)式中：W 評價單元煤層殘余瓦斯含量m3/t;cW0 煤層原始瓦斯含,/t；5 評價單元煤層抽排瓦斯量m3；G 評價單元煤層儲量，則：

13.275x719196.03-4548119.6719196.03=6.95m3/t根據(jù)計算結(jié)果，P41102（中）工作面預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯評價單元內(nèi)殘余瓦斯含量為6.95m3/t，符合《預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯防治沒與瓦斯突出措施效果評價方法》中煤層殘余瓦斯含量小于8m3/t的規(guī)定。6、評價單元突出危險性評價綜合指標根據(jù)P41102中運巷測壓成果，突出危險性評價綜合指標采用式1-4計算0.0075HD=f-3 （Pc-0.74） （1-4）式中：d――突出危險性綜合指標；h 評價單元煤層開采深度m3；Pc 殘余瓦斯壓力，MPa;f――煤層軟分層的平均堅固性系數(shù)。則：0.0075x300.50.0075x300.5D=0.26-30.46-0.74)=-0.82254x-0.28=0.23根據(jù)計算，評價單元煤層突出危險性綜合指數(shù)D小于0.25，因此預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯評價單元內(nèi)，防治突出措施有效。7、掘進期間的效果檢驗為檢驗工作面消除煤層突出危險性措施的可靠性，保證工作面安全生產(chǎn)在工作面掘進過程中，按照《防治煤與瓦斯突出細則》進行消除突出危險性效果驗證，使用煤炭科學研究總院重慶分院生產(chǎn)的WTC瓦斯突出參數(shù)儀，采用鉆屑瓦斯解吸指標K1和鉆屑量指標Smax共對該工作面回風巷、運輸巷及切眼進行消除突出性效果驗證329次(其中中運巷171次，中回巷122次，中切眼12次，下水道24次,)，效果驗證的具體操作為：、在工作面用電煤鉆打四個直徑為42mm，單孔孔深為10m的鉆孔，其中，1#孔孔口位于巷道斷面中部，2#孔孔口位于巷道斷面中部距前進方向的左幫0.5m;3#孔孔口位于巷道斷面中部距巷道右?guī)?.5m處，4#孔孔口位于巷道中部距頂板0.5m處。除1#孔與巷道掘進方向平行(外)2#?4#孔按其終孔點位于巷道斷面兩幫及頂部輪廓線(外)2?4m處進行施工。、根據(jù)《防治煤與瓦斯突出細則》規(guī)定突出危險性臨界值為：Klmax=0.5ml/(g-mini/2),Smax=6kg/m,當Klmax值及Smax值小于臨界值時，檢驗為無突出危險。、效果檢驗為鉆孔每打lm,測定一次鉆孔鉆屑量S值，每2m測定一次K1值，根據(jù)Smax及K1max值檢驗工作面的突出危險性。(4)、該工作面掘進期間共進行了329次消除突出危險性效果檢驗，實測最大K1值為0.36ml/(g-mini/2)，最小K1值為0.04ml/(g-mim/2)，最大鉆屑量指標Smax為2.6Kg/m,最小鉆屑量指標Smax為1.4Kg/mo根據(jù)掘進期間329次效果檢驗的結(jié)果，P41102(中)綜放工作面運輸巷、回風巷、切眼在保護范圍下進行掘進作業(yè)時，實測K1max值及Smax值均小于臨界值，瓦斯涌出均衡，未發(fā)生煤與瓦斯突出預(yù)兆及動力現(xiàn)象。因此經(jīng)消除突出危險性效果檢驗，工作面消除煤層突出危險性措施可靠。9、 我礦從1999年推廣綜放技術(shù)至今，共回采了14個工作面，對綜放工作面采用鉆屑指標法進行防突措施效檢，實測K1max值和Smax值從未超標，回采過程中從未發(fā)現(xiàn)響煤炮、噴瓦斯等瓦斯突出預(yù)兆，根據(jù)我礦的實踐經(jīng)驗和技術(shù)分析，通過開采解放層和未開采解放層區(qū)域進行瓦斯預(yù)抽可以消除突出危險。10、 預(yù)抽回采工作面煤層瓦斯評價結(jié)論：根據(jù)以上評價結(jié)果分析并結(jié)合《防治煤與瓦斯突出細則》第24條、第25條規(guī)定，P41102(中)工作面開采范圍為突出煤層的非突出危險區(qū)域(《41102(外)工作面保護層開采及抽采鉆孔平面圖》中紅色區(qū)域部分)，采用綜放開采技術(shù)可行，安全可靠，在回采過程中可不采取防治突出措施，但為了確保施工中的安全，在施工過程中必須采取安全防護措施及進行消除突出危險性效果驗證。六、消除突出危險性效果檢驗1、為確保施工過程中的安全，在工作面回采期間必須嚴格按照《防治煤與瓦斯突出細則》規(guī)定進行消除突出危險性效果驗證，只有經(jīng)效果檢驗當K1max值及Smax值均小于臨界值時，方可認定措施有效。當消除突出危險性效果驗證指標超標時，消除突出危險性效果驗證檢驗人員必須立即通知現(xiàn)場施工班長立即停止施工，撤出人員，并由消除突出危險性效果驗證檢驗人員立即向礦調(diào)度匯報，采取消突措施并經(jīng)驗證有效后后方可允許恢復(fù)施工，否則不得進行綜放開采。2、在工作面回采期間，繼續(xù)對工作面前方20m以上范圍內(nèi)煤層進行可解析瓦斯含量測定工作，只有在測定的煤層可解析瓦斯含量符合《煤礦瓦斯抽采基本指標》規(guī)定范圍內(nèi)，工作面方可繼續(xù)進行開采，否則，必須在煤層可解析瓦斯含量降到《煤礦瓦斯抽采基本指標》規(guī)定范圍內(nèi)時，工作面方可繼續(xù)進行開采。煤炭科學研究總院重慶研究院

實驗報告單測試項目：煤樣瓦斯吸附常數(shù)送樣單位：水礦集團汪家寨煤礦采樣地點：平爾井11#煤層煤樣