君鑫煤礦22采區(qū)(上段)防突設(shè)計(jì)(登封局評(píng)審后修改10.17)

PAGE47目錄TOC\o"1-2"\h\z\u6027前言 120778第一章礦井概況 327796第一節(jié)礦井地理位置及井田境界 318930第二節(jié)煤炭?jī)?chǔ)量、生產(chǎn)能力與服務(wù)年限 518875第三節(jié)礦井開(kāi)拓方式 620137第四節(jié)礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng) 113890第五節(jié)井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè) 172825第二章礦井及22采區(qū)地質(zhì)情況 217385第三章礦井瓦斯 2724154第一節(jié)礦井瓦斯概況 2724629第二節(jié)礦井瓦斯涌出量計(jì)算 3017919第四章區(qū)域防突綜合措施 4422339第一節(jié)區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 443451第二節(jié)區(qū)域性防治煤與瓦斯突出措施 4522261第三節(jié)區(qū)域防突效果檢驗(yàn) 6130611第四節(jié)區(qū)域驗(yàn)證 636726第五章局部綜合防突措施 6829042第一節(jié)工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 681874第二節(jié)工作面防突措施 6910234第三節(jié)工作面措施效果檢驗(yàn) 7416855第四節(jié)工作面安全防護(hù)措施 7622705第六章石門(mén)揭煤工作面綜合防突措施 797939第一節(jié)區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 8017119第二節(jié)區(qū)域防突措施 8427780第三節(jié)區(qū)域措施效果檢驗(yàn) 87732第四節(jié)區(qū)域驗(yàn)證或工作面突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè) 8819755第五節(jié)工作面防突措施 8912455第六節(jié)工作面措施效果檢驗(yàn) 9016298第七節(jié)安全防護(hù)措施 909262第七章防突設(shè)施、設(shè)備 9318477第八章防突管理及培訓(xùn) 965369第九章組織機(jī)構(gòu)和隊(duì)伍保障措施 9915335第十章建議 101登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)（上段）防治煤與瓦斯突出專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)PAGEPAGE1前言一、概述登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)君鑫煤業(yè)）位于登封煤田馬嶺山勘探區(qū)東部，原為登封市小河煤礦的接替井，現(xiàn)隸屬關(guān)系變更為登電集團(tuán)管轄，為地方國(guó)有煤礦，行政區(qū)劃屬登封市石道鄉(xiāng)。礦井始建于1996年，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力0.30Mt/a。二、任務(wù)來(lái)源河南工程咨詢(xún)監(jiān)理有限公司受君鑫煤業(yè)委托，承擔(dān)了《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)（上段）防治煤與瓦斯突出專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)》任務(wù)。設(shè)計(jì)人員通過(guò)到煤礦現(xiàn)場(chǎng)勘查、對(duì)資料分析研究，根據(jù)煤層的賦存條件、開(kāi)拓開(kāi)采、瓦斯地質(zhì)規(guī)律、瓦斯含量、瓦斯壓力及瓦斯涌出情況，編制了《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)（上段）防治煤與瓦斯突出專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)》。三、設(shè)計(jì)依據(jù)1、《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》；2、《煤礦安全規(guī)程》國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，2011年；3、《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》AQ1027-2006國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局；4、《保護(hù)層開(kāi)采技術(shù)規(guī)范》AQ1050-2008；5、《河南省登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》；6、君鑫煤業(yè)開(kāi)采煤層自燃傾向性鑒定報(bào)告及煤塵爆炸性鑒定報(bào)告；7、《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)初步設(shè)計(jì)》及批復(fù)；8、中國(guó)礦大2014年編制的登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司君鑫煤礦瓦斯地質(zhì)圖、說(shuō)明書(shū)和測(cè)定的瓦斯基本參數(shù)。四、設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想1、堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針；堅(jiān)持“區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補(bǔ)充”的原則。2、區(qū)域防治煤與瓦斯突出措施為：優(yōu)先采用開(kāi)采一6煤巖保護(hù)層，同時(shí)在L8灰?guī)r中布置抽采巷道，施工穿層鉆孔抽采二1煤層的瓦斯。3、在符合《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》要求、滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的前提下，盡可能降低成本，節(jié)省工程投資。五、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1、礦井瓦斯地質(zhì)規(guī)律研究2、礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)3、區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)4、區(qū)域綜合防突技術(shù)措施設(shè)計(jì)5、局部綜合防突措施設(shè)計(jì)6、安全生產(chǎn)保障措施及建議登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)（上段）防治煤與瓦斯突出專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)PAGE47PAGEPAGE3第一章礦井概況第一節(jié)礦井地理位置及井田境界一、礦井地理位置登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“君鑫煤業(yè)”）位于登封市石道鄉(xiāng)境內(nèi)，北東距登封市約25km，南距汝州市約25km，伊川-登封的公路在礦區(qū)西北部約2km處通過(guò)，區(qū)內(nèi)有至石道鄉(xiāng)和臨汝鎮(zhèn)等地的鄉(xiāng)級(jí)公路，登封煤田專(zhuān)用鐵路從礦區(qū)北部通過(guò)，交通比較便利。詳見(jiàn)交通位置示意圖1-1-1。圖1-1-1交通位置示意二、井田境界登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司位于登封市西南20km的石道鄉(xiāng)和君召鄉(xiāng)交界處的上沃村，行政隸屬石道鄉(xiāng)。根據(jù)河南省國(guó)土資源廳頒發(fā)的采礦許可證（證號(hào)：C4100002012061120125617），井田范圍即由表1-1-1所列12個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)依次圍圈而成，限采二1煤層，開(kāi)采深度由+460m～－600m標(biāo)高。井田東西走向最長(zhǎng)5.46km，南北傾向最寬1.91km，面積約6.1996km2。井田邊界拐點(diǎn)坐標(biāo)一覽表(西安80坐標(biāo)系統(tǒng))表1-1-1序號(hào)XY序號(hào)XY13805950.9338390537.1973804000.9538393385.2423804730.9238390537.2183804025.9538393687.2433804665.9338391737.2293803950.9638394137.2443804575.9438392709.22103803450.9538394137.2553804010.9438392687.23113803220.9538394297.2563803622.9538393479.24123804750.9938395997.25三、22采區(qū)位置22采區(qū)北部和東部為礦井井田邊界，南依11采區(qū)，西靠21采區(qū)，劃定范圍走向長(zhǎng)約2.4km，傾斜寬度0.9km（平距），面積約1.78km2。其中22采區(qū)（上段）傾向?qū)?.42km（平距），面積0.85km2。第二節(jié)煤炭?jī)?chǔ)量、生產(chǎn)能力與服務(wù)年限一、礦井儲(chǔ)量根據(jù)河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)編制的《河南省登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》，截止2013年底，君鑫煤礦二1煤層總的資源儲(chǔ)量為3326×104t，其中動(dòng)用152×104t，保有資源量3174×104t，其中探明的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（111b）855×104t，控制的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)儲(chǔ)量（122b）1326×104t，推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量（333）993×104t，可采儲(chǔ)量為1810×104t。22采區(qū)二1煤層儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)詳見(jiàn)表1-2-1。22采區(qū)儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)表表1-2-1煤層保有資源儲(chǔ)量（萬(wàn)t）永久煤柱損失（萬(wàn)t）設(shè)計(jì)資源儲(chǔ)量（萬(wàn)t）大巷煤柱（萬(wàn)t）開(kāi)采損失（萬(wàn)t）可采儲(chǔ)量（萬(wàn)t）二1煤層69682.5601.736.4113.03452.3二、礦井生產(chǎn)能力及服務(wù)年限根據(jù)計(jì)算，礦井二1煤可采儲(chǔ)量為1810×104t，生產(chǎn)能力為0.30Mt/a，礦井服務(wù)年限為43a。22采區(qū)二1煤可采儲(chǔ)量為452.3萬(wàn)t，采區(qū)生產(chǎn)能力為0.30Mt/a，服務(wù)年限為10.8a，其中22采區(qū)（上段）服務(wù)年限5.1a。第三節(jié)礦井開(kāi)拓方式一、開(kāi)拓方式1、開(kāi)拓方式礦井開(kāi)拓方式為一立兩斜單水平上下山開(kāi)拓，開(kāi)采水平標(biāo)高為+80m，布置有主斜井、回風(fēng)斜井和副立井三個(gè)井筒。主斜井井筒凈寬3.7m，凈斷面10.6m2，傾角24°～30°，斜長(zhǎng)798.5m，砌碹支護(hù)。主斜井安裝DQJ40大傾角皮帶一部，帶寬800mm、功率315kW，擔(dān)負(fù)全礦井的煤炭提升任務(wù)，并兼作礦井的安全出口。副立井井筒凈直徑4.5m，井深298m，凈斷面15.9m2，裝備一對(duì)1t單層單車(chē)標(biāo)準(zhǔn)罐籠、鋼罐道，擔(dān)負(fù)全礦井的升降人員、提矸、下料等提升任務(wù)。回風(fēng)斜井擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)，井筒斷面10.8m2，傾角25°～29°，斜長(zhǎng)805.4m，U型鋼支護(hù)。2、水平劃分本礦井開(kāi)采水平標(biāo)高為+80m。在+80m水平布置主井井底車(chē)場(chǎng)、東翼機(jī)軌合一運(yùn)輸大巷和回風(fēng)大巷，運(yùn)輸大巷布置在煤層底板太原組上段灰?guī)r中，東翼回風(fēng)大巷布置在二1煤層中。22采區(qū)深部-100m處新建一輔助水平，規(guī)劃施工一條機(jī)軌合一的輔助水平大巷，輔助大巷位于二1煤層底板L4灰?guī)r中。3、采區(qū)接替及開(kāi)采順序礦井劃分為四個(gè)采區(qū)，+80m水平以淺為11采區(qū)，+80m水平以深為21采區(qū)、22采區(qū)和23采區(qū)三個(gè)下山采區(qū)。11采區(qū)為目前生產(chǎn)采區(qū)，22采區(qū)為接替采區(qū)。二、22采區(qū)巷道布置1、采區(qū)準(zhǔn)備巷道22采區(qū)為11采區(qū)接替采區(qū)，11采區(qū)布置有運(yùn)輸上山及回風(fēng)斜巷，+80m水平東翼運(yùn)輸大巷為機(jī)軌合一巷道，東翼回風(fēng)大巷為煤巷，變形嚴(yán)重，本次利用原有的+80m水平東翼運(yùn)輸大巷，并在二1煤層底L4灰?guī)r中新增一條+80m回風(fēng)巷，原有的東翼回風(fēng)大巷報(bào)廢。22采區(qū)（上段）布置三條下山，22采區(qū)軌道下山、22采區(qū)膠帶下山及22采區(qū)回風(fēng)下山，22采區(qū)按照煤與瓦斯突出區(qū)域設(shè)計(jì)，該采區(qū)為君鑫煤業(yè)首個(gè)下山采區(qū)，采區(qū)深部煤層埋藏較深，22采區(qū)傾向較長(zhǎng)，布置的三條下山工程量較大，同時(shí)相鄰礦井開(kāi)采深度均較淺，考慮到深部區(qū)域瓦斯防治難度較大且無(wú)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，為確保安全，以二1煤層-100m機(jī)軌合一巷將22采區(qū)劃分為22采區(qū)（上段）和22采區(qū)（下段）。本次投產(chǎn)-100m接力車(chē)場(chǎng)以淺區(qū)域，22采區(qū)（上段）三條下山均位于二1煤層底板L7灰?guī)r中，軌道下山通過(guò)-100m接力車(chē)場(chǎng)連接。22采區(qū)軌道下山擔(dān)負(fù)采區(qū)矸石、材料運(yùn)輸任務(wù)，并架設(shè)架空乘人裝置，擔(dān)負(fù)采區(qū)人員運(yùn)輸；22采區(qū)膠帶下山擔(dān)負(fù)二1煤和一6煤運(yùn)輸任務(wù)，22采區(qū)回風(fēng)下山擔(dān)負(fù)采區(qū)回風(fēng)任務(wù)。二1煤層工作面膠帶順槽通過(guò)溜煤眼與膠帶順槽連接，一6煤回采工作面膠帶順槽皮帶與22采區(qū)膠帶下山皮帶直接搭接?；夭晒ぷ髅娌捎庙樞蜷_(kāi)采、后退式回采方式，主要巷道斷面為：+80m水平東翼回風(fēng)大巷位于L4灰?guī)r中，半圓拱，凈斷面14.2m2，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)；22采區(qū)（上段）22采區(qū)軌道下山、22采區(qū)膠帶下山及回風(fēng)下山均位于L7灰?guī)r中，22采區(qū)（下段）均位于L4灰?guī)r中，半圓拱，其中軌道下山和膠帶下山凈斷面均為12.3m2，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)；22采區(qū)回風(fēng)下山凈斷面14.2m2，采用錨網(wǎng)噴支護(hù)。2、回采巷道的布置二1煤工作面順槽斷面形狀為半圓拱，采用29U可伸縮支護(hù)，凈斷面為10.2m2，膠帶順槽及軌道順槽均沿煤層底板布置，按中線(xiàn)掘進(jìn)。各工作面斜長(zhǎng)120m，22201首采面和其它采煤工作面的上順槽均沿空送巷。3、抽采巷道的布置二1煤底板抽采巷布置在底板L8灰?guī)r中，上距二1煤層法線(xiàn)距離大于10m。與二1煤層采煤工作面的上順槽相對(duì)應(yīng)的上部抽采巷外錯(cuò)13m，與二1煤層采煤工作面的下順槽相對(duì)應(yīng)的下抽采巷內(nèi)錯(cuò)13m。工作面的下抽采巷也作為下部工作面的上抽采巷。抽采巷采用半圓拱形錨噴支護(hù)，掘進(jìn)斷面為8.8㎡。三、采掘方法1、采煤方法22采區(qū)二1煤層采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，綜合機(jī)械化綜采工藝。一6煤巖保護(hù)層工作面，采用走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，爆破落煤（巖），單體液壓支柱配鉸接頂梁支護(hù)頂板。2、掘進(jìn)方法22采區(qū)（上段）布置兩個(gè)二1煤煤巷掘進(jìn)工作面、一個(gè)一6煤順槽掘進(jìn)工作面及一個(gè)底板抽采巷掘進(jìn)工作面，采掘比1：2。掘進(jìn)工作面均采用鉆爆法施工。3、掘進(jìn)工程量22采區(qū)（上段）投產(chǎn)時(shí)井巷工程包括+80m東翼回風(fēng)大巷，22采區(qū)軌道下山、22采區(qū)膠帶下山、22采區(qū)回風(fēng)下山、22201工作面膠帶順槽、22201工作面軌道順槽、22603工作面軌道順槽、22603工作面膠帶順槽、水倉(cāng)、泵房及接力車(chē)場(chǎng)等巷道。巷道施工總長(zhǎng)度為18223.30m，井巷及硐室掘進(jìn)總體積197970.25m3，礦井萬(wàn)噸掘進(jìn)率為607.7m/萬(wàn)噸，萬(wàn)噸掘進(jìn)體積為6599.01m3/萬(wàn)噸。井巷工程量匯總見(jiàn)表1-3-1。采區(qū)工程量匯總表表1-3-1序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)長(zhǎng)度（ｍ）掘進(jìn)體積(m3)備注巖巷煤巷小計(jì)巖巷煤巷小計(jì)1車(chē)場(chǎng)巷道及硐室6973.166973.162主要運(yùn)輸巷1810611806322采區(qū)下山28509285094二1煤準(zhǔn)備巷道32801269730682433795一6煤準(zhǔn)備巷道670036579.643279.66底板抽采巷56584565847緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)5765768排水系統(tǒng)5192.995192.999供電系統(tǒng)796.5796.5總計(jì)197970.254、防突工程量22采區(qū)（上段）防突工程量統(tǒng)計(jì)表表1-3-2項(xiàng)目名稱(chēng)鉆孔工程量（萬(wàn)m）保護(hù)層工作面巷道工程量（m）底板抽放巷巷道工程量（m）工程量60.25828.2643022201首采工作面防突工程量統(tǒng)計(jì)表表1-3-3項(xiàng)目名稱(chēng)鉆孔工程量（萬(wàn)m）保護(hù)層工作面巷道工程量（m）底板抽放巷巷道工程量（m）工程量14．720532173.95、工作面接替順序22采區(qū)（上段）二1煤工作面接替為22201工作面→22202工作面→22203工作面→22204工作面→22205工作面→22206工作面。一6煤層回采工作面接替順序?yàn)?2601工作面→22602工作面→22603工作面→22604工作面。工作面接替表見(jiàn)下表1-3-4。根據(jù)表1-3-4中一6煤層及二1煤層采掘接替計(jì)劃，22601及22603（均為一6煤層工作面）回采時(shí)，利用底抽巷抽采上部22201及22202（均為二1煤）工作面上下順槽及回采區(qū)域煤層瓦斯，待二1煤層順槽區(qū)域消除突出危險(xiǎn)性后，22201工作面上下順槽及22202上下順槽區(qū)域抽采達(dá)標(biāo)后，22201及22202工作面上下順槽掘進(jìn)頭方可進(jìn)行施工，利用施工的順槽，施工順層鉆孔，對(duì)回采區(qū)域煤層瓦斯進(jìn)行抽采，待抽采達(dá)標(biāo)后，進(jìn)行二1煤層工作面回采，且一6煤掘進(jìn)工作面掘進(jìn)速度大于二1煤掘進(jìn)速度，確保一6煤回采工作面超前二1煤兩個(gè)回采工作面，預(yù)抽時(shí)間滿(mǎn)足大于6個(gè)月要求，確保保護(hù)層與被保護(hù)層正常接替。22采區(qū)（上段）回采工作面接替表表1-3-4第四節(jié)礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)一、運(yùn)輸系統(tǒng)采煤工作面生產(chǎn)的煤炭經(jīng)順槽膠帶輸送機(jī)運(yùn)至下山煤倉(cāng)，再由下山膠帶輸送機(jī)、+80m大巷膠帶輸送機(jī)運(yùn)至主井井底車(chē)場(chǎng)煤倉(cāng)，最后由主井膠帶輸送機(jī)運(yùn)至地面。2、材料與矸石運(yùn)輸系統(tǒng)22采區(qū)采掘工作面所需材料自地面裝入礦車(chē)經(jīng)副立井入井，經(jīng)井底車(chē)場(chǎng)、軌道斜巷至22采區(qū)上部車(chē)場(chǎng)，最后經(jīng)采區(qū)軌道下山、中部車(chē)場(chǎng)、順槽巷道運(yùn)至各采掘工作面。矸石運(yùn)輸與材料運(yùn)輸相反二、排水系統(tǒng)井底+80m水平設(shè)置有中央水倉(cāng)和泵房，中央泵房安裝D280—65×7型水泵4臺(tái)，在主斜井輔設(shè)兩趟Φ219mm×8mm排水管，一備一用，正常排水能力為280m3/h，最大排水能力為560m3/h，內(nèi)、外環(huán)水倉(cāng)均采用半圓拱鋼網(wǎng)錨噴支護(hù)，凈斷面11.8m2,總?cè)萘?256m3。22采區(qū)（上段）排水采用二級(jí)排水系統(tǒng)，在-100m水平建立采區(qū)排水泵房與水倉(cāng)，將22采區(qū)（上段）涌水沿22采區(qū)軌道下山排至+80m水平運(yùn)輸巷排水溝，自流至+80m水平原有主排水泵房水倉(cāng)，再通過(guò)+80m水平主排水泵房原有礦井排水系統(tǒng)排出地面。三、供電系統(tǒng)地面架設(shè)10kV雙回路供電線(xiàn)路，供電主回路為門(mén)石線(xiàn)，備用回路為胥東線(xiàn)，井下實(shí)現(xiàn)10kV高壓入井雙回路供電，主變電所位于+80水平，裝機(jī)容量3400kW。在22采區(qū)排水泵房附近建采區(qū)變電所，并與泵房聯(lián)建，井下采區(qū)變電所采用雙回路供電。采區(qū)變電所10kV母線(xiàn)為單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。采區(qū)變電所以10kV電壓向采區(qū)水泵供電。以0.66kV電壓向各順槽掘進(jìn)頭、22采區(qū)下山絞車(chē)等負(fù)荷供電。二1綜采工作面選用2臺(tái)礦用隔爆型移動(dòng)變壓器，供綜采工作面采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)、乳化液泵站、膠帶輸送機(jī)等設(shè)備供電。一6煤巖保護(hù)層工作面選用1臺(tái)礦用隔爆型移動(dòng)變壓器，向采煤工作面、順槽低壓設(shè)備供電。四、通風(fēng)系統(tǒng)礦井目前采用主斜井、副立井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)中央分列式通風(fēng)方式，通風(fēng)方法為抽出式，礦井總風(fēng)量70m3/s，礦方現(xiàn)已在回風(fēng)斜井安裝兩臺(tái)FBCDZ-№22型防爆對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)，配電機(jī)功率132kW×2，電壓380V，額定風(fēng)量38～95m3/s，額定負(fù)壓135～3465Pa?！兜欠馐芯蚊簶I(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)初步設(shè)計(jì)》已對(duì)君鑫煤礦現(xiàn)用風(fēng)機(jī)進(jìn)行校核計(jì)算，君鑫煤礦回風(fēng)斜井回風(fēng)量及通風(fēng)負(fù)壓為：同時(shí)服務(wù)22采區(qū)（上段）和11采區(qū)時(shí)風(fēng)量為75m3/s，通風(fēng)負(fù)壓為916.3Pa；只服務(wù)22采區(qū)（上段）時(shí)風(fēng)量為85m3/s，通風(fēng)容易時(shí)期負(fù)壓為1243.7Pa，通風(fēng)困難時(shí)期負(fù)壓為1436.5Pa。根據(jù)校驗(yàn)可知，礦井現(xiàn)用風(fēng)機(jī)及所配電機(jī)功率均滿(mǎn)足礦井22采區(qū)（上段）開(kāi)采時(shí)的通風(fēng)要求。22采區(qū)二1煤層采煤工作面的通風(fēng)路線(xiàn)為：新鮮風(fēng)流由副立井、主斜井→井底車(chē)場(chǎng)→軌道斜巷→+80m水平運(yùn)輸大巷→22采區(qū)軌道下山、運(yùn)輸下山→中部車(chē)場(chǎng)→膠帶順槽進(jìn)入工作面。工作面乏風(fēng)流由軌道順槽→22采區(qū)回風(fēng)下山→+80m東翼回風(fēng)大巷→回風(fēng)斜井→地面。一6煤巖層保護(hù)層工作面的通風(fēng)路線(xiàn)與二1煤層采煤工作面通風(fēng)路線(xiàn)相同。抽放巷通風(fēng)方式為全負(fù)壓供風(fēng)。掘進(jìn)工作面采用壓入式局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。五、瓦斯抽采系統(tǒng)（一）瓦斯資源儲(chǔ)量《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)初步設(shè)計(jì)》已對(duì)22采區(qū)范圍內(nèi)煤層及圍巖瓦斯儲(chǔ)量進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果22采區(qū)瓦斯儲(chǔ)量為6314.11萬(wàn)m3，可抽瓦斯量為2209.94萬(wàn)m3。其中22采區(qū)（上段）瓦斯儲(chǔ)量為3114.21萬(wàn)m3，可抽瓦斯量為1089.97萬(wàn)m3。22采區(qū)及22采區(qū)（上段）可抽區(qū)域瓦斯儲(chǔ)量、可抽瓦斯量的計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表1-4-1，表1-4-2。22采區(qū)可抽區(qū)域瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算表表1-4-1煤層地質(zhì)儲(chǔ)量(萬(wàn)t)平均瓦斯含量(m3/t)瓦斯地質(zhì)儲(chǔ)量(萬(wàn)m3)可抽瓦斯量(萬(wàn)m3)說(shuō)明二1煤6967.565261.761841.62抽采率35%圍巖（取0.2）1052.35368.32合計(jì)6314.112209.9422采區(qū)（上段）可抽區(qū)域瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算表表1-4-2煤層地質(zhì)儲(chǔ)量(萬(wàn)t)平均瓦斯含量(m3/t)瓦斯地質(zhì)儲(chǔ)量(萬(wàn)m3)可抽瓦斯量(萬(wàn)m3)說(shuō)明二1煤343.287.562595.18908.31抽采率35%圍巖（取0.2）519.04181.66合計(jì)3114.211089.97（二）瓦斯抽采設(shè)備校核根據(jù)《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)初步設(shè)計(jì)》計(jì)算結(jié)果，礦井設(shè)計(jì)年瓦斯抽采量為2.27Mm3。由于礦井采用穿層鉆孔預(yù)抽、邊掘邊抽和采空區(qū)抽采等綜合抽采方法，因此瓦斯抽采服務(wù)年限將與礦井服務(wù)年限相當(dāng)。經(jīng)計(jì)算，預(yù)計(jì)礦井瓦斯抽采率為35%，滿(mǎn)足《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（AQ1026-2006）的要求。1、礦井純瓦斯抽采量本礦井22采區(qū)（上段）純瓦斯抽采量，經(jīng)計(jì)算為高負(fù)壓2.36m3/min；低負(fù)壓1.88m3/min。2、抽采管路敷設(shè)及管路選擇礦井22采區(qū)（上段）瓦斯抽采主管路沿回風(fēng)斜井、+80m水平東翼回風(fēng)大巷及22采區(qū)回風(fēng)下山敷設(shè)。其中，回風(fēng)斜井段為利用原有管路，+80m水平東翼回風(fēng)大巷及22采區(qū)回風(fēng)下山段為新敷設(shè)。中途安裝若干閥門(mén)與抽采支管連接。抽采支管分別沿各采煤工作面軌道順槽、膠帶順槽和掘進(jìn)工作面上下順槽等敷設(shè)，并與鉆場(chǎng)連接。根據(jù)《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)初步設(shè)計(jì)》計(jì)算結(jié)果及原有管路敷設(shè)情況，選取+80m水平東翼回風(fēng)大巷及22采區(qū)回風(fēng)下山抽采主管路同回風(fēng)斜井，即為Φ325×8mm聚乙烯復(fù)合鋼管。各工作面支管均采用DN200mm煤礦井下用聚乙烯瓦斯抽采管；低負(fù)壓抽采主管路采用Φ273×7mm聚乙烯復(fù)合鋼管。抽采系統(tǒng)抽采管徑計(jì)算表表1-4-3管路名稱(chēng)純瓦斯流量(m3/min)瓦斯?jié)舛?%)混合瓦斯流量(m3/min)氣體流速(m/s)管道內(nèi)徑(m)高負(fù)壓抽采主管2.361035.480.306工作面順槽抽采支管0.59108.85100.137掘進(jìn)面順槽抽采支管0.59108.85100.137低負(fù)壓抽采主管1.88828.2100.244注：表中混合瓦斯流量富裕系數(shù)高負(fù)壓取1.5，低負(fù)壓取1.2。瓦斯抽采主管和支管均采用法蘭連接，管路可回收重復(fù)利用。根據(jù)瓦斯抽采量，瓦斯抽采主管路及支管路均敷設(shè)一趟。3、瓦斯抽采設(shè)備的校核根據(jù)《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)初步設(shè)計(jì)》計(jì)算結(jié)果，抽采系統(tǒng)壓力H抽=51173Pa，高負(fù)壓抽采泵工況壓力Pg=46887Pa。高負(fù)壓抽采系統(tǒng)抽采泵工況流量Qg=86.7m3/min，小于地面現(xiàn)有瓦斯泵抽氣量181m3/min；低負(fù)壓抽采系統(tǒng)抽采泵流量Qb=29.375m3/m，小于井下現(xiàn)有瓦斯泵抽氣量40m3/min，因此，礦井現(xiàn)有高低負(fù)壓抽采設(shè)備均滿(mǎn)足22采區(qū)（上段）瓦斯抽采要求。礦井現(xiàn)有真空泵性能參數(shù)參見(jiàn)表1-4-4。水環(huán)式真空泵性能參數(shù)表型號(hào)工況狀態(tài)吸氣壓力(hPa)工況狀態(tài)抽氣量(m3/min)電壓(V)電機(jī)功率(kW)備注2BEF-50160181380200高負(fù)壓ZWY40/751604066075低負(fù)壓回風(fēng)斜井地面工業(yè)廣場(chǎng)原有地面瓦斯抽采設(shè)備滿(mǎn)足22采區(qū)高負(fù)壓瓦斯抽采能力要求。2BEF-50型水環(huán)式真空泵2臺(tái)，單臺(tái)泵抽氣量181m3/min，配套電機(jī)功率200kW，380V。礦井井下現(xiàn)有抽采設(shè)備滿(mǎn)足22采區(qū)低負(fù)壓瓦斯抽采能力要求。ZWY40/75型水環(huán)式真空泵2臺(tái),1臺(tái)工作，1臺(tái)備用，單臺(tái)吸氣量40m3/min，配套電機(jī)功率75kW，660V。第五節(jié)井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)一、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)礦井已安裝了型號(hào)為KJ95N的安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)由地面中心站、井上下分站、電源箱、瓦斯斷電器、各種傳感器及信號(hào)電纜等組成。地面中心站設(shè)在主井工業(yè)場(chǎng)地辦公樓調(diào)度室內(nèi)。監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的主干電纜經(jīng)井口房避雷器由主斜井引至井下，采用礦用光纖或4芯MHY32型阻燃信號(hào)電纜。二、壓風(fēng)自救系統(tǒng)礦井在主斜井及副立井地面工業(yè)廣場(chǎng)各建有一個(gè)地面空壓機(jī)站。其中副立井工業(yè)廣場(chǎng)空壓機(jī)站內(nèi)安裝FHOGD-355型空壓機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。單臺(tái)空壓機(jī)排氣量62m3/min，排氣壓力0.8MPa。配套電機(jī)功率355kW，電壓10kV。主壓風(fēng)管路為Φ219×8mm無(wú)縫鋼管1趟，沿副立井井筒敷設(shè)。主斜井工業(yè)廣場(chǎng)空壓機(jī)站內(nèi)安裝FHOG-340W型空壓機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。單臺(tái)空壓機(jī)排氣量40m3/min，排氣壓力0.8MPa。配套電機(jī)功率250kW，電壓10kV。主壓風(fēng)管路為Φ159×4.5mm無(wú)縫鋼管1趟，沿主斜井井筒敷設(shè)。井下生產(chǎn)用風(fēng)時(shí)，一臺(tái)FHOGD-355型空壓機(jī)工作，三臺(tái)備用。當(dāng)壓風(fēng)自救用風(fēng)時(shí)，任意兩臺(tái)空壓機(jī)工作均能滿(mǎn)足要求。永久和臨時(shí)避難硐室內(nèi)敷設(shè)有壓風(fēng)自救系統(tǒng)，設(shè)置有供氣閥門(mén)，接入的礦井壓風(fēng)管路應(yīng)設(shè)減壓、消音和控制閥，壓風(fēng)出口壓力在0.1～0.3MPa之間，供風(fēng)量不低于0.3m3/min·人，連續(xù)噪聲不大于70分貝。三、井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)1、緊急避險(xiǎn)設(shè)施該礦+80m水平東翼運(yùn)輸大巷煤倉(cāng)繞巷西20m處設(shè)置了1座可容納100人的永久避難硐室。22采區(qū)（上段）生產(chǎn)時(shí)可利用+80m水平的永久避難硐室。為確?；夭晒ぷ髅婕熬蜻M(jìn)工作面發(fā)生災(zāi)難時(shí)人員避險(xiǎn)需要，在回采工作上下順槽各建一座可容納15人的臨時(shí)避難硐室。2、自救器礦井目前配備自救器型號(hào)為ZH-45型隔離式自救器，額定保護(hù)時(shí)間為45min，數(shù)量總共有755臺(tái)，滿(mǎn)足要求。3、井下避災(zāi)路線(xiàn)（1）采掘工作面發(fā)生火災(zāi)與瓦斯事故時(shí)，22采區(qū)（上段）人員避災(zāi)線(xiàn)路為：采掘工作面→工作面軌道/運(yùn)輸順槽→工作面中車(chē)場(chǎng)→22采區(qū)軌道下山→井底車(chē)場(chǎng)（永久避難硐室）→主斜井→地面。（2）采掘工作面發(fā)生水災(zāi)事故時(shí)，22采區(qū)（上段）人員避災(zāi)線(xiàn)路為：采掘工作面→工作面軌道→工作面中車(chē)場(chǎng)→22采區(qū)軌道下山→井底車(chē)場(chǎng)（永久避難硐室）→主斜井（回風(fēng)斜井）→地面。4、本礦井制定有救災(zāi)應(yīng)急預(yù)案。四、供水施救系統(tǒng)該礦井下消防、灑水和供水共用一套給水系統(tǒng)，給水管道沿主斜井進(jìn)入井下，由地面消防水池（V＝300m3一座），直接供水，同時(shí)礦井兩個(gè)工業(yè)場(chǎng)地的日用消防水池（V＝300m3各一座）為井下消防、灑水及井下避險(xiǎn)供水系統(tǒng)的備用水源，可確保井下24小時(shí)不間斷供水。五、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)本礦井調(diào)度與行政電話(huà)共用交換機(jī),在主井口附近電話(huà)交換機(jī)房?jī)?nèi)現(xiàn)有一臺(tái)數(shù)字程控交換機(jī)，共計(jì)120門(mén)。沿主斜井、副立井各已敷設(shè)一根80對(duì)和60對(duì)的礦用阻燃型通信電纜。井下絞車(chē)房、膠帶下山帶式輸送機(jī)頭部、變電所及泵房、工作面及順槽、掘進(jìn)面及局扇安裝處、各避難硐室內(nèi)等設(shè)本安型電話(huà)分機(jī)。六、井下人員定位系統(tǒng)本礦現(xiàn)已配備了一套KJ69J型井下人員定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)由監(jiān)控主站計(jì)算機(jī)、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分站、無(wú)線(xiàn)接收器、下井人員無(wú)線(xiàn)編碼發(fā)射器及信號(hào)電纜等組成。系統(tǒng)監(jiān)控主站計(jì)算機(jī)設(shè)在主井工業(yè)場(chǎng)地辦公樓調(diào)度室內(nèi)。井下人員定位系統(tǒng)主干電纜采用礦用光纖或4芯MHY32型阻燃信號(hào)電纜，經(jīng)井口房避雷器由主斜井引至井下。第二章礦井及22采區(qū)地質(zhì)情況一、地層本區(qū)地層屬華北地層區(qū)豫陜地層分區(qū)嵩箕小區(qū)。據(jù)鉆孔揭露和地表出露情況，礦區(qū)地層自老而新沉積有：寒武系、石炭系、二疊系、三疊系、新近系及第四系?，F(xiàn)分述如下：1、寒武系（∈）上統(tǒng)崮山組（∈3g），灰色，厚至巨厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r，含不均一的鮞粒，中夾薄層泥巖和礫屑灰?guī)r，頂部溶洞發(fā)育，常有本溪組的鋁質(zhì)巖或鋁質(zhì)泥巖充填，與下伏張夏組連續(xù)沉積。區(qū)內(nèi)鉆孔揭露該層最大厚度64.82m。2、石炭系（C）地表裸露有零星上統(tǒng)本溪組和太原組地層，缺失下統(tǒng)，與下伏寒武系崮山組地層呈平行不整合接觸，平均厚度46.35m。（1）上統(tǒng)本溪組（C2b）平均厚8.19m。上部為灰至深灰色鋁質(zhì)巖，具豆?fàn)睢Ⅴb狀結(jié)構(gòu)；下部為灰色鋁質(zhì)泥巖，夾黃鐵礦結(jié)核。（2）上統(tǒng)太原組（C2t）下自一1煤層底板底，上至山西組二1煤層底板砂巖之底。平均38.16m。該組巖相變化較大，主要由石灰?guī)r、泥巖、砂質(zhì)泥巖、薄煤層及炭質(zhì)泥巖、砂巖組成。依據(jù)巖性組合特征可分為三段：下部灰?guī)r段、中部碎屑巖段和上部灰?guī)r段。3、二疊系（P）（1）下統(tǒng)（P1）下自二1煤層底板砂巖之底，上至田家溝砂巖（St）之底，包括山西組和下石盒子組。平均厚349.54m，與下伏地層呈整合接觸。①山西組（P1s）下自二1煤層底板砂巖底，上至砂鍋窯砂巖（Ss）之底，平均厚72.98m。為一套灰至深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細(xì)粒砂巖及煤層組成的含煤地層。二1煤層賦存于該組的下部。其頂板大占砂巖（Sd）為中－細(xì)粒砂巖，局部相變?yōu)樯百|(zhì)泥巖。本組上部的灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖具暗斑，含菱鐵質(zhì)假鮞（俗稱(chēng)小紫泥巖），是劃分山西組的輔標(biāo)志層。②下石盒子組（P1x）下自砂鍋窯砂巖（Ss）底，上至田家溝砂巖（St）底，含三、四、五、六共四個(gè)煤段，平均厚277.96m。其巖性組合以砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及不穩(wěn)定的薄煤層為主。各煤段劃分均以煤段底部的砂巖為界，其中三煤段不含煤層，四、六煤段偶見(jiàn)薄煤層，但均不可采。五3煤層賦存于五煤段中部。本組底部的砂鍋窯砂巖（Ss）為灰或灰白色厚層狀中、粗粒石英砂巖，為區(qū)域?qū)Ρ葮?biāo)志層；其上部為淺灰色、綠灰及紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖，含紫斑及鮞粒（俗稱(chēng)大紫泥巖），層位穩(wěn)定，是劃分地層的良好標(biāo)志。（2）上統(tǒng)（P2）下自田家溝砂巖（St）底，上至三疊系下統(tǒng)金斗山砂巖底。平均厚511.72m，包括上石盒子組和石千峰組。與下伏地層呈整合接觸。①上石盒子組（P2s）下自田家溝砂巖（St）底，上至平頂山砂巖（Sp）底，含七、八、九共三個(gè)煤段，平均厚195.70m。其巖性由灰、灰綠色、淺灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及細(xì)、中粒砂巖組成，偶夾薄煤層。中部常發(fā)育2～3層薄層狀硅質(zhì)泥巖。底部的田家溝砂巖為灰至灰白色中粒長(zhǎng)石石英砂巖，層位穩(wěn)定，是上、下石盒子組分界的重要標(biāo)志。②石千峰組（P2sh）下自平頂山砂巖之底，上至金斗山砂巖（Sj）之底，厚303.13m，與下伏地層呈整合接觸。4、新近系（N）以淺灰色中礫巖為主，泥砂質(zhì)膠結(jié)，較致密，零星分布，5705孔揭露厚7.49m。與下伏各時(shí)代地層呈角度不整合接觸。5、第四系（Q）廣泛分布全區(qū)，主要為殘坡積及沖洪積。巖性有粘土、粉質(zhì)粘土、殘坡積碎石及疏松礫石層，頂部常有腐植土。厚0～18.75m，平均厚5.36m。與下伏各地層不整合接觸。二、地質(zhì)構(gòu)造礦區(qū)總體為一走向近東西、傾向北、地層傾角24°～31°的單斜構(gòu)造。采掘過(guò)程中未見(jiàn)斷層，勘查中僅見(jiàn)1條正斷層（龍泉寺斷層）切割二1煤層，位于礦區(qū)東部邊界。1、褶皺位于礦區(qū)東端龍泉寺斷層西側(cè)。具體表現(xiàn)在57勘探線(xiàn)附近，寒武系至三疊系地層走向由南東方向褶扭成近南北方向，褶幅寬約1km左右，之后又轉(zhuǎn)成南東方向，形成一個(gè)較清晰的反“S”形褶曲。2、斷裂（1）龍泉寺斷層位于礦區(qū)的東部邊界附近，為走向北東的正斷層，傾向東南，傾角50°～70°左右，落差約150～160m，沿北東方向落差逐漸變大。該斷層礦區(qū)內(nèi)已基本查明。（2）馬F12斷層位于張家?guī)X西南，走向北東南西向，傾向西北，地表三個(gè)地質(zhì)點(diǎn)及5601孔、5603孔、付5603孔、付5605孔控制，疑似滑動(dòng)構(gòu)造牽引所致，在剖面中表現(xiàn)為上斷下不斷的特征，其斷面傾角不變，而由淺部至深部，斷層的斷距逐漸減少乃至最后消失。3、滑動(dòng)構(gòu)造位于隱士溝水庫(kù)的南東側(cè)～北西側(cè)，面積約2.5km2，滑面微向北傾，傾角約5o，自北向南滑動(dòng)，斷距南大北小，煤層不受影響。4、巖漿巖礦區(qū)內(nèi)及鄰近地區(qū)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖及巖漿活動(dòng)。三、22采區(qū)地質(zhì)情況22采區(qū)總體為一走向東西、傾向北的單斜構(gòu)造。破壞二1煤層連續(xù)性的斷層僅一條，位于采區(qū)東部邊界，即龍泉寺斷層，落差150m左右，控制可靠。1、地層采區(qū)地層自老而新沉積有寒武系、石炭系、二疊系、三疊系、新近系及第四系地層，其詳細(xì)內(nèi)容在本章第一部分地層中已作描述。2、煤層（1）二1煤層為本礦主采煤層，位于山西組下部二煤組段內(nèi)。煤層厚度0.28～12.2m，平均3.22m。井田內(nèi)埋深0～1050m，煤底標(biāo)高+450～-600m。二1煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大部為中厚～厚煤層。22采區(qū)二1煤層厚度在0.08～5.74m之間，平均厚度為2.5m。（2）五3煤層本區(qū)五3煤層采礦權(quán)歸君鑫三礦，該煤層位于五煤段中下部，距下部二1煤層約256m，距上部田家溝砂巖約120m。煤厚0～3.08m，平均厚0.75m。礦區(qū)范圍內(nèi)分布面積2.6km2。地面埋深0～500m，煤底標(biāo)高+500～-20m。（3）22采區(qū)內(nèi)其它煤層揭露情況目前22采區(qū)（上段）軌道、膠帶兩條下山已經(jīng)施工完畢，斜長(zhǎng)530m，回風(fēng)下山斜長(zhǎng)510m已施工300m。根據(jù)該礦在22采區(qū)三條下山過(guò)程中的探煤情況、鉆孔資料及煤田地質(zhì)二隊(duì)鉆孔勘探分析，22采區(qū)內(nèi)一6煤層距離二1煤層距離為15m～27m，煤層平均厚度為0.31m，結(jié)合2012年6月河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)編制的《河南省登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》分析得出，一6煤層平均厚度為0.3m左右，距離二1煤層間距為21.5m左右。根據(jù)鉆孔揭露情況，一5煤層見(jiàn)煤點(diǎn)僅為兩個(gè)，且厚度最厚為0.70m，距離二1煤層間距為32.17m～42.96m。3、煤質(zhì)本區(qū)二1煤屬中灰、低硫、低磷分、一級(jí)含砷、特低氯、低揮發(fā)分、特高熱值煤，同時(shí)具有中等流動(dòng)溫度灰、低－特低強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性、化學(xué)反應(yīng)能力中等、中等結(jié)渣性、中等可選等特性。因此，本區(qū)二1煤層適宜火力發(fā)電及沸騰層發(fā)生爐用煤和民用型煤。4、煤層的頂?shù)装鍘r性二1煤層直接頂、底板主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖。老頂屬穩(wěn)定-堅(jiān)硬類(lèi)砂巖，俗稱(chēng)大占砂巖。一6煤層頂板為L(zhǎng)6灰?guī)r，底板為砂質(zhì)泥巖。四、煤塵、自燃情況根據(jù)2011年6月15日國(guó)家安全生產(chǎn)洛陽(yáng)礦山機(jī)械檢測(cè)檢驗(yàn)中心出示的鑒定結(jié)果：二1煤層煤塵具有爆炸性，煤的自燃傾向性等級(jí)為Ⅲ類(lèi)，屬于不易自燃煤層。第三章礦井瓦斯第一節(jié)礦井瓦斯概況一、二1煤層的瓦斯壓力與瓦斯含量二1煤層瓦斯壓力見(jiàn)表3-1-1中國(guó)礦業(yè)大學(xué)實(shí)測(cè)二1煤層瓦斯壓力數(shù)據(jù)表表3-1-1孔號(hào)位置孔徑（mm）傾角(o)方位角(o)見(jiàn)煤深度(m)見(jiàn)煤標(biāo)高（m）垂深(m)煤厚(m)表壓讀數(shù)（MPa）絕對(duì)壓力（MPa）1+80大巷三部皮帶頭東133m處75+531914.897.794062.680.480.582+80大巷二部皮帶頭東349.5m處75+51410.8934013.30.290.393+80大巷二部皮帶頭東120.5m處75+40014.593.144+80西大巷X5西39m處75+35417.791.8545東翼皮帶下山斜120m處75+504813.8638.24274.470.80.96東翼皮帶下山斜120m處75+244821.5635.774293.350.350.457+80西大巷X5西19m處75+35416.991.448+80大巷二部皮帶頭東171.5m處75+31417.1894中國(guó)礦業(yè)大學(xué)結(jié)合其為君鑫煤業(yè)所測(cè)試煤的吸附常數(shù)推算出的瓦斯含量見(jiàn)表3-1-2，分別繪制瓦斯壓力梯度圖（圖3-1-1）和瓦斯含量梯度圖（圖3-1-2）。二1煤層瓦斯壓力和瓦斯含量推算值表3-1-2標(biāo)高/m壓力/MPa瓦斯含量/m3/t+1500.153.24+1000.497.55+600.759.6401.1611.76-501.4913.01-1001.8314.01-1502.1614.83圖3-1-1瓦斯壓力-標(biāo)高曲線(xiàn)圖圖3-1-2瓦斯含量-標(biāo)高曲線(xiàn)圖二、二1煤層瓦斯賦存規(guī)律1、瓦斯分帶性由鉆孔瓦斯分析可知,本區(qū)由淺至深瓦斯分帶明顯，依次出現(xiàn)瓦斯風(fēng)化帶及甲烷帶，各帶的展布方向大致與煤層走向平行，瓦斯風(fēng)化帶大體在煤層底板標(biāo)高+250m以淺，CH4成分＜80%，CH4含量＜2.0m3/t·daf；+250m以下屬甲烷帶，CH4成分＞80%，CH4含量2～18.05m3/t·daf。2、CH4含量隨深度增加而增大區(qū)內(nèi)二1煤層CH4含量由西向東走向上逐漸降低，變化明顯，在傾向上由南向北隨煤層埋藏深度的增加逐漸增高，呈現(xiàn)出正相關(guān)的線(xiàn)性變化規(guī)律，并具不均衡性。3、CH4含量與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系區(qū)內(nèi)構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，僅有東部邊界龍泉寺正斷層（F1）切斷二1煤層。54線(xiàn)以東為滑動(dòng)構(gòu)造發(fā)育地段，本次補(bǔ)勘結(jié)合以往勘探階段經(jīng)57線(xiàn)、58線(xiàn)鉆孔取樣分析，CH4成分45.57%～98.55%，CH4含量2.40～18.05m3/t·daf。與55勘探線(xiàn)以西區(qū)段CH4含量相比形成較大的差異，說(shuō)明Ht1導(dǎo)氣性較好，屬開(kāi)放性或半開(kāi)放性質(zhì)斷層，為瓦斯的逸散提供了通道，在Ht1附近形成了一定范圍的低CH4區(qū)。應(yīng)當(dāng)指出的是，煤層瓦斯含量具有隨煤層埋深增加而增加的總體趨勢(shì)，但其賦存也有不均衡性，建議礦井在采掘過(guò)程中，在地壓大、煤厚及產(chǎn)狀驟變地段、斷裂帶尖滅處附近，應(yīng)加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測(cè)、礦井通風(fēng)等措施，預(yù)防瓦斯聚積、異常涌出、瓦斯突出的現(xiàn)象和事故發(fā)生，防患于未然。第二節(jié)礦井瓦斯涌出量計(jì)算礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)的任務(wù)是確定新礦井、新水平、新采區(qū)投產(chǎn)后瓦斯涌出量的大小，它是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)、瓦斯抽采設(shè)計(jì)和瓦斯管理必不可少的基礎(chǔ)參數(shù)。目前，礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法可概括為兩大類(lèi)：礦山統(tǒng)計(jì)法和分源預(yù)測(cè)法。礦山統(tǒng)計(jì)法根據(jù)對(duì)本礦及鄰近礦井實(shí)際瓦斯涌出量資料的統(tǒng)計(jì)分析，得出礦井瓦斯涌出量隨開(kāi)采深度變化的規(guī)律，來(lái)推算新礦井或延深水平的瓦斯涌出量。它要求被預(yù)測(cè)的回采工作面在開(kāi)采方法、煤層賦存條件、瓦斯地質(zhì)條件與樣本工作面相同或相似，否則，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率難以保證。分源預(yù)測(cè)法以煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)、煤層賦存條件、頂?shù)装寮班徑簩忧闆r、采煤方法等為基礎(chǔ)，根據(jù)瓦斯涌出來(lái)源和各瓦斯源的涌出規(guī)律，計(jì)算回采工作面、掘進(jìn)工作面、采區(qū)及礦井的瓦斯涌出量。該方法適應(yīng)于各種采煤方法回采工作面瓦斯涌出量預(yù)測(cè)，只要選取的計(jì)算參數(shù)合理，可以取得較高的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。結(jié)合君鑫煤業(yè)實(shí)際情況以及目前所掌握的采、掘面瓦斯資料，本設(shè)計(jì)的瓦斯涌出量預(yù)測(cè)采用分源預(yù)測(cè)法進(jìn)行。按礦井瓦斯主要涌出源：回采（包括開(kāi)采層、圍巖和鄰近煤層）、掘進(jìn)及采空區(qū)瓦斯涌出規(guī)律對(duì)本礦二1煤層、鄰近層工作面、掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量進(jìn)行計(jì)算，最終達(dá)到預(yù)測(cè)各煤層采區(qū)、全礦井瓦斯涌出量的目的。一、二1煤層瓦斯涌出量計(jì)算1、二1煤層采煤工作面瓦斯涌出量計(jì)算回采工作面的瓦斯涌出量包括開(kāi)采層瓦斯涌出量（包含圍巖）和鄰近層瓦斯涌出，即回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量為鄰近層瓦斯涌出量和本煤層瓦斯涌出量之和。本礦主采二1煤層，22采區(qū)（上段）其鄰近一6煤巖層為其保護(hù)層，因?yàn)橐?煤巖層回采工作面超前二1煤層回采工作面，所以二1煤層回采工作面瓦斯涌出量不考慮鄰近一6煤巖層的瓦斯涌出。對(duì)于一次采全高的采煤工作面，采煤工作面的瓦斯涌出量計(jì)算公式如下：式中Q采—開(kāi)采煤層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；K1—圍巖瓦斯涌出系數(shù)，取k1＝1.3；K2—工作面丟煤系數(shù)，取回采率的倒數(shù)。二1煤為中厚煤層，工作面回采率取95％，則K2＝1.053；K3—工作面巷道瓦斯預(yù)排影響系數(shù)，K3＝（L－2h）/L；L—工作面長(zhǎng)度，二1煤取120m；h—掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，取10m；則K3=0.83；m—開(kāi)采層厚度，取2.5m；M—開(kāi)采層采高，取2.5m；W0—開(kāi)采煤層原始瓦斯含量，根據(jù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)所出示的《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司君鑫煤礦瓦斯地質(zhì)圖說(shuō)明書(shū)》及圖3-1-2得出22采區(qū)（上段）淺部工作面（標(biāo)高+100～+40m）的二1煤原始瓦斯含量為7.55～10.46m3/t，平均為9m3/t；22采區(qū)（上段）深部工作面（標(biāo)高-20～-80m）的二1煤原始瓦斯含量為12.3～13.64m3/t，平均為13m3/t；Wc—原煤的殘存瓦斯含量，因礦方?jīng)]有實(shí)測(cè)數(shù)值，所以根據(jù)《AQ1018-2006礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》附錄c查處二1煤層的原煤殘存瓦斯含量為3m3/t。將以上數(shù)據(jù)代入可得：22采區(qū)（上段）淺部二1煤層采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量Q采=1.3×1.053×0.83×（2.5÷2.5）×（9-3）=6.82m3/t22采區(qū)（上段）深部二1煤層采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量Q采=1.3×1.053×0.83×（2.5÷2.5）×（13-3）=11.36m3/t22采區(qū)二1煤采煤工作面日產(chǎn)量為818t。經(jīng)計(jì)算，22采區(qū)（上段）淺部二1煤層采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量6.82m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為3.87m3/min。22采區(qū)（上段）深部二1煤層采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量11.36m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為6.45m3/min。2、二1煤層（上段）掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量計(jì)算掘進(jìn)工作面的瓦斯是由巷道煤壁和掘進(jìn)落煤兩部分組成，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量采用下式計(jì)算：Q掘=Dvq0(2-1)+Svγ（W0-Wc）式中Q掘—掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，m3/min；D—巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長(zhǎng)度，m，對(duì)于薄及中厚煤層，D=m0，m0為開(kāi)采層厚度；則二1煤層取5.0m；v—平均掘進(jìn)速度，m/min，按120m/月考慮，取0.0027；L—S—掘進(jìn)端頭見(jiàn)煤面積，m2，取10.2；γ—煤的密度，t/m3，取1.41；Wc—運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯量，m3/t，取1.5；q0—煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，m3/（m2·min），無(wú)實(shí)測(cè)值參考q0=0.026[0.0004(Vdaf)2+0.16]/W0，22采區(qū)淺部二1煤層q0=0.0007m3/m2·min；22采區(qū)淺部二1煤層q0=0.0005m3/m2·min；Vdaf—煤的揮發(fā)分，％，取14.4；W0—開(kāi)采煤層原始瓦斯含量，22采區(qū)（上段）淺部工作面（標(biāo)高+100～+40m）的二1煤原始瓦斯含量為7.55～10.46m3/t，平均為9m3/t；22采區(qū)（上段）深部工作面（標(biāo)高-20～-80m）的二1煤原始瓦斯含量為12.3～13.64m3/t，平均為13m3/t。將以上數(shù)據(jù)代入可得：22采區(qū)（上段）淺部二1煤層掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量Q掘=5×0.0027×0.0007×（2×-1）+10.2×0.0027×1.41×（9-3）=0.25m3/min22采區(qū)（上段）深部二1煤層掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量Q采=5×0.0027×0.0005×（2×-1）+10.2×0.0027×1.41×（13-3）=0.4m3/min22采區(qū)(上段)淺部二1煤層掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.25m3/min，22采區(qū)(上段)深部二1煤層掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.4m3/min。二、一6煤層瓦斯涌出量計(jì)算1、一6煤層采煤工作面瓦斯涌出量計(jì)算本礦主采二1煤層，22采區(qū)（上段）一6煤層作為其保護(hù)層開(kāi)采，即一6煤層回采工作面瓦斯涌出量為開(kāi)采層和鄰近二1煤層瓦斯涌出量之和。（1）一6煤層采煤工作面瓦斯涌出量對(duì)于一次采全高的采煤工作面，回采工作面的瓦斯涌出量計(jì)算公式如下：式中Q采—開(kāi)采煤層相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；K1—圍巖瓦斯涌出系數(shù)，取k1＝1.3；K2—工作面丟煤系數(shù)，取回采率的倒數(shù)。一6煤層工作面回采率取97％，則K2＝1.031；K3—工作面巷道瓦斯預(yù)排影響系數(shù)，K3＝（L－2h）/L；L—工作面長(zhǎng)度，取150m；h—掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，取15m；則K3=0.8；m—開(kāi)采層厚度，取0.3m；M—開(kāi)采層采高，取0.8m；W0—開(kāi)采煤層原始瓦斯含量，由于該礦一6煤層瓦斯參數(shù)無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，故采用鄰近礦井?dāng)?shù)據(jù)，取4.81m3/t；Wc—原煤的殘存瓦斯含量，由于該礦一6煤層瓦斯參數(shù)無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，故采用鄰近礦井?dāng)?shù)據(jù)，1.77m3/t。將以上數(shù)據(jù)代入可得，一6煤層工作面相對(duì)瓦斯涌出量Q采=1.3×1.031×0.8×（0.3÷0.8）×（4.81-1.77）=1.22m3/t一6煤層采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量1.22m3/t。（2）鄰近層瓦斯涌出量計(jì)算22采區(qū)（上段）開(kāi)采保護(hù)層時(shí)，二1煤層為其上鄰近層，根據(jù)鉆孔統(tǒng)計(jì)，22采區(qū)內(nèi)一6煤層上距二1煤層21.5m。開(kāi)采一6煤層時(shí)，二1煤層為上鄰近層。鄰近層瓦斯涌出量采用如下方法。Q鄰＝(m/M)（Wo－Wc）k式中Q鄰—開(kāi)采一6煤層時(shí)，二1煤層作為上鄰近層的鄰近層瓦斯涌出量m3/t；m—近層厚度，m；開(kāi)采一6煤層時(shí)，二1煤層為其鄰近層，22采區(qū)平均厚度為2.5m；M—工作面采高，m；一6煤層采高為0.8m；Wo—鄰近層二1煤層的原始瓦斯含量，m3/t；22采區(qū)（上段）淺部工作面（標(biāo)高+100～+40m）的二1煤原始瓦斯含量為7.55～10.46m3/t，平均為9m3/t；22采區(qū)（上段）深部工作面（標(biāo)高-20～-80m）的二1煤原始瓦斯含量為12.3～13.64m3/t，平均為13m3/t；Wc—鄰近層殘存瓦斯含量，m3/t；因礦方?jīng)]有實(shí)測(cè)數(shù)值，所以根據(jù)《AQ1018-2006礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》附錄c查處二1煤層的原煤殘存瓦斯含量為3m3/t；k—鄰近層的瓦斯排放率，二1煤層為一6煤上鄰近層，22采區(qū)（上段）內(nèi)二1煤層下距一6煤21.5m，瓦斯排放率取80%。圖3-2-1鄰近層瓦斯排放率與層間距的關(guān)系圖將以上數(shù)據(jù)代入，可得開(kāi)采一6煤層時(shí)，二1煤層作為上鄰近層的鄰近層瓦斯涌出量為22采區(qū)（上段）淺部開(kāi)采一6煤層時(shí)，二1煤層作為上鄰近層的鄰近層瓦斯涌出量為：Q鄰=（2.5÷0.8）×（9-3）×80%=15m3/t22采區(qū)（上段）深部開(kāi)采一6煤層時(shí)，二1煤層作為上鄰近層的鄰近層瓦斯涌出量為：Q鄰=（2.5÷0.8）×（13-3）×80%=25m3/t（3）一6煤層回采工作面瓦斯涌出量一6煤層回采工作面瓦斯涌出量為開(kāi)采層和鄰近二1煤層瓦斯涌出量之和。一6煤層采煤工作面日產(chǎn)量152t。22采區(qū)（上段）淺部開(kāi)采一6煤層時(shí)，一6煤回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量為16.22m3/t，則絕對(duì)瓦斯涌出量為1.71m3/min。22采區(qū)（上段）深部開(kāi)采一6煤層時(shí)，一6煤回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量為26.22m3/t，則絕對(duì)瓦斯涌出量為2.77m3/min。2、一6煤層掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量計(jì)算掘進(jìn)工作面的瓦斯是由巷道煤壁和掘進(jìn)落煤兩部分組成，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量采用下式計(jì)算：Q掘=Dvq0(2-1)+Svγ（W0-Wc）式中Q掘—掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，m3/min；D—巷道斷面內(nèi)暴露煤壁面的周邊長(zhǎng)度，m，對(duì)于薄及中厚煤層，D=m0，m0，為開(kāi)采層厚度；則一6煤層取0.6m；v—平均掘進(jìn)速度，m/min，按120m/月考慮，取0.0027；L—；S—掘進(jìn)端頭見(jiàn)煤面積，m2，取1.2；γ—煤的密度，t/m3，取1.41；Wc—運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯量，m3/t，由于該礦一6煤層瓦斯參數(shù)無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，故采用鄰近礦井?dāng)?shù)據(jù)，取1.77；q0—煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，m3/（m2·min），無(wú)實(shí)測(cè)值參考q0=0.026[0.0004(Vdaf)2+0.16]/W0，q0=0.0011m3/m2·min；Vdaf—煤的揮發(fā)分，％，由于該礦一6煤層瓦斯參數(shù)無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，故采用鄰近礦井?dāng)?shù)據(jù)，取10.10；W0—開(kāi)采煤層原始瓦斯含量，由于該礦一6煤層瓦斯參數(shù)無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，故采用鄰近礦井?dāng)?shù)據(jù)，取4.81。將以上數(shù)據(jù)代入可得：Q采=0.6×0.0027×0.0011×（2×-1）+1.2×0.0027×1.41×（4.81-1.77）=0.02m3/min一6煤層掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.02m3/min。三、采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測(cè)采區(qū)瓦斯涌出量為采區(qū)內(nèi)所有回采工作面、掘進(jìn)工作面（巷道）與生產(chǎn)采區(qū)瓦斯涌出量之和，按下式計(jì)算：式中Q區(qū)—生產(chǎn)采區(qū)相對(duì)瓦斯涌出量，m3/t；K′—生產(chǎn)采區(qū)內(nèi)采空區(qū)瓦斯涌出量系數(shù)，1.20～1.35，設(shè)計(jì)取K′=1.30；Q采i—第i采煤工作面瓦斯涌出量，m3/t；22采區(qū)（上段）淺部二1煤采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量6.82m3/t，一6煤層采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量為16.22m3/t；22采區(qū)（上段）深部二1煤采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量11.36m3/t，一6煤層采煤工作面相對(duì)瓦斯涌出量為26.22m3/t；Ai—第i采煤工作面日產(chǎn)量，t/d；二1煤采煤工作面產(chǎn)量為818t/d，保護(hù)層工作面日產(chǎn)量為152t；Q掘i—第i掘進(jìn)工作面巷道煤壁瓦斯涌出量，22采區(qū)(上段)淺部二1煤掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量0.25m3/min，22采區(qū)(上段)淺部二1煤掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量0.4m3/min；一6煤層掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為0.02m3/min；n、m—采煤工作面、掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)，二1煤采煤工作面?zhèn)€數(shù)1個(gè)，掘進(jìn)工作面?zhèn)€數(shù)2個(gè)，保護(hù)層回采工作面1個(gè)，掘進(jìn)工作面2個(gè)；Ao—生產(chǎn)采區(qū)平均日產(chǎn)量，t/d，22采區(qū)日產(chǎn)量為1040t。將以上數(shù)據(jù)帶入：22采區(qū)淺部開(kāi)采時(shí)相對(duì)瓦斯涌出量Q區(qū)=1.3×[（6.82×818+16.22×152）+1440×（0.25×2+0.02×2）]÷1040=11.03m3/t22采區(qū)深部開(kāi)采時(shí)相對(duì)瓦斯涌出量Q區(qū)=1.3×[（11.36×818+26.22×152）+1440×（0.4×2+0.02×2）]÷1040=18.11m3/t22采區(qū)（上段）淺部開(kāi)采時(shí)相對(duì)瓦斯涌出量為11.03m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為7.97m3/min；22采區(qū)（上段）深部開(kāi)采時(shí)相對(duì)瓦斯涌出量為18.11m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為13.01m3/min。四、礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量由各個(gè)采區(qū)瓦斯涌出量與已采空區(qū)瓦斯涌出量組成Q井=K″式中Q井—礦井瓦斯涌出量，m3/t；q區(qū)i—第i采區(qū)瓦斯涌出量，m3/t；A0i—第i采區(qū)平均日產(chǎn)量，t/d；n—采區(qū)個(gè)數(shù)，n=1；K″—采空區(qū)系數(shù)，1.15～1.25，設(shè)計(jì)取1.25。本礦井以1個(gè)采區(qū)生產(chǎn)確保產(chǎn)量，礦井平均日產(chǎn)量為1040t。22采區(qū)（上段）淺部開(kāi)采時(shí)礦井相對(duì)瓦斯涌出量為13.79m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為9.96m3/min；22采區(qū)（上段）深部礦井開(kāi)采時(shí)相對(duì)瓦斯涌出量為22.64m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量為16.26m3/min。登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)（上段）防治煤與瓦斯突出專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)礦井瓦斯涌出量統(tǒng)計(jì)表表3-2-1二1煤層一6煤層采區(qū)礦井采煤工作面掘進(jìn)工作面采煤工作面掘進(jìn)工作面相對(duì)瓦斯涌出量（m3/t）絕對(duì)瓦斯涌出量（m3/min）絕對(duì)瓦斯涌出量（m3/min）相對(duì)瓦斯涌出量（m3/t）絕對(duì)瓦斯涌出量（m3/min）絕對(duì)瓦斯涌出量（m3/min）相對(duì)瓦斯涌出量（m3/t）絕對(duì)瓦斯涌出量（m3/min）相對(duì)瓦斯涌出量（m3/t）絕對(duì)瓦斯涌出量（m3/min）22采區(qū)（上段）淺部6.823.870.2516.221.710.0211.037.9713.799.9622采區(qū)（上段）深部11.366.450.426.222.770.0218.1113.0122.6416.26登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)（上段）防治煤與瓦斯突出專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)五、瓦斯抽放的必要性《煤礦安全規(guī)程》中第一百四十五條規(guī)定：有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽放瓦斯系統(tǒng)：（一）1個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不合理的。（二）礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：1、大于或等于40m3/min；2、年產(chǎn)量1.0～1.5Mt的礦井，大于30m3/min；3、年產(chǎn)量0.6～1.0Mt的礦井，大于25m3/min；4、年產(chǎn)量0.4～0.6Mt的礦井，大于20m3/min；5、年產(chǎn)量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15m3/min。（三）開(kāi)采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)煤層的本礦井按照煤與瓦斯突出礦井管理，采煤工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3/min，在22采區(qū)生產(chǎn)過(guò)程中必須進(jìn)行瓦斯抽放。第四章區(qū)域防突綜合措施區(qū)域性防治煤與瓦斯突出措施包括區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)、區(qū)域防突措施、區(qū)域措施效果檢驗(yàn)和區(qū)域驗(yàn)證“四位一體”綜合防突措施。在開(kāi)采22采區(qū)（上段）二1煤層時(shí)，必須堅(jiān)持區(qū)域防突措施先行、局部防突措施補(bǔ)充的原則。做到不掘突出頭、不采突出面。未消除突出危險(xiǎn)性前，嚴(yán)禁任何采掘作業(yè)。第一節(jié)區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結(jié)合瓦斯地質(zhì)分析的方法進(jìn)行區(qū)域突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)：（一）煤層瓦斯風(fēng)化帶為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域，根據(jù)2014年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)編制的《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司君鑫煤礦瓦斯地質(zhì)圖說(shuō)明書(shū)》君鑫煤礦+150m水平以淺為瓦斯風(fēng)化帶，為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域；（二）2014年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)編制的《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司君鑫煤礦瓦斯地質(zhì)圖說(shuō)明書(shū)》研究獲得了君鑫煤礦二1煤層瓦斯壓力隨標(biāo)高的變化規(guī)律，即P=-0.0067×H+1.156。在標(biāo)高+80m二1煤層瓦斯壓力為0.62MPa，瓦斯含量8.69m3/t；在標(biāo)高+63m，二1煤層瓦斯壓力為0.73MPa；瓦斯含量為9.51m3/t。由此得出：+80m以上為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)域，+80m及其以下為突出危險(xiǎn)區(qū)域。（三）在2014年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)編制《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司君鑫煤礦瓦斯地質(zhì)圖說(shuō)明書(shū)》時(shí)實(shí)測(cè)君鑫煤礦二1煤層突出單項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)為：二1煤層的破壞類(lèi)型為Ⅲ～Ⅳ類(lèi)；堅(jiān)固性系數(shù)f為0.15～0.45，最小為0.15；瓦斯放散初速度△p指標(biāo)為16.60～34，最大為34；綜合指標(biāo)K為47～218，最大為218。（四）根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》，進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)的瓦斯壓力P或瓦斯含量W的臨界值如表4-1-1所示，預(yù)測(cè)所主要依據(jù)的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量應(yīng)為井下實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；根據(jù)煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進(jìn)行區(qū)域預(yù)測(cè)的臨界值表4-1-1瓦斯壓力P（MPa）瓦斯含量W（m3/t）區(qū)域類(lèi)別P＜0.74W＜8無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)除上述情況以外的其他情況突出危險(xiǎn)區(qū)（五）測(cè)定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)的測(cè)試點(diǎn)在不同地質(zhì)單元內(nèi)根據(jù)其范圍、地質(zhì)復(fù)雜程度等實(shí)際情況和條件分別布置；同一地質(zhì)單元內(nèi)沿煤層走向布置測(cè)試點(diǎn)不少于2個(gè)，沿傾向不少于3個(gè)，并有測(cè)試點(diǎn)位于埋深最大的開(kāi)拓工程部位。第二節(jié)區(qū)域性防治煤與瓦斯突出措施根據(jù)《河南省強(qiáng)化煤礦安全生產(chǎn)暫行規(guī)定》，礦井所采煤層瓦斯壓力大于0.6MPa或瓦斯含量大于6m3/t時(shí)，必須采取保護(hù)層開(kāi)采或底（頂）板穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯。本設(shè)計(jì)選擇開(kāi)采保護(hù)層、底板穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯和水力沖孔（增透輔助措施）作為區(qū)域防突措施。一、開(kāi)采保護(hù)層（一）保護(hù)層選擇原則1、在突出礦井開(kāi)采煤層群時(shí)，如在有效保護(hù)垂距內(nèi)存在厚度0.5m及以上的無(wú)突出危險(xiǎn)煤層，除因突出煤層距離太近而威脅保護(hù)層工作面安全或可能破壞突出煤層開(kāi)采條件的情況外，首先開(kāi)采保護(hù)層。有條件的礦井，也可以將軟巖層作為保護(hù)層開(kāi)采；2、當(dāng)煤層群中有幾個(gè)煤層都可作為保護(hù)層時(shí)，綜合比較分析，擇優(yōu)開(kāi)采保護(hù)效果最好的煤層；3、當(dāng)?shù)V井中所有煤層都有突出危險(xiǎn)時(shí)，選擇突出危險(xiǎn)程度較小的煤層作保護(hù)層先行開(kāi)采，但采掘前必須按本規(guī)定的要求采取預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施并進(jìn)行效果檢驗(yàn)；4、優(yōu)先選擇上保護(hù)層。在選擇開(kāi)采下保護(hù)層時(shí)，不得破壞被保護(hù)層的開(kāi)采條件。（二）保護(hù)層選擇22采區(qū)內(nèi)二1煤層上方賦存有二2煤層，但屬于偶見(jiàn)不穩(wěn)定不可采煤層。22采區(qū)內(nèi)二1煤層下方賦存有一5煤層及一6煤層，均屬于不可采煤層。根據(jù)該礦在22采區(qū)三條下山掘進(jìn)過(guò)程中的實(shí)際揭露情況、鉆孔資料及煤田地質(zhì)二隊(duì)鉆孔勘探分析，22采區(qū)內(nèi)一6煤層距離二1煤層距離為15m～27m，煤層平均厚度為0.31m，結(jié)合2012年6月河南省煤田地質(zhì)局一隊(duì)編制的《河南省登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》分析得出，一6煤層平均厚度為0.3m左右，距離二1煤層間距為21.5m左右。根據(jù)鉆孔揭露情況，一5煤層見(jiàn)煤點(diǎn)僅為兩個(gè)，且厚度最厚為0.70m，距離二1煤層間距為32.17m～42.96m。綜上分析，設(shè)計(jì)選擇一6煤巖層作為二1煤層的下保護(hù)層開(kāi)采。（三）開(kāi)采保護(hù)層的要求1、開(kāi)采一6煤巖層保護(hù)層時(shí)，同時(shí)抽采被保護(hù)層二1煤層的瓦斯；2、開(kāi)采一6煤巖層保護(hù)層時(shí)，制定專(zhuān)項(xiàng)措施防止二1煤層初期卸壓瓦斯突然涌入一6煤巖層保護(hù)層采掘工作面或誤穿二1煤層；3、正在開(kāi)采的一6煤巖層保護(hù)層工作面超前于二1煤層的掘進(jìn)工作面，其超前距離不得小于一6煤巖層與二1煤層層間垂距的3倍，即75m，并不得小于100m；4、開(kāi)采一6煤巖層保護(hù)層時(shí)，采空區(qū)內(nèi)不得留有煤(巖)柱。特殊情況需留煤(巖)柱時(shí)，經(jīng)煤礦企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并作好記錄，將煤(巖)柱的位置和尺寸準(zhǔn)確地標(biāo)在采掘工程平面圖上。每個(gè)被保護(hù)層的瓦斯地質(zhì)圖應(yīng)當(dāng)標(biāo)出煤(巖)柱的影響范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行采掘工作前，首先采取預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施。當(dāng)保護(hù)層留有不規(guī)則煤柱時(shí)，按照其最外緣的輪廊劃出平直輪廓線(xiàn)，并根據(jù)保護(hù)層與被保護(hù)層之間的層間距變化，確定煤柱影響范圍。在被保護(hù)層進(jìn)行采掘工作時(shí)，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)采掘瓦斯動(dòng)態(tài)及時(shí)修改。（四）開(kāi)采保護(hù)層的原則1、保護(hù)層工作面回采前，應(yīng)先掘進(jìn)底板抽采瓦斯專(zhuān)用巷。2、被保護(hù)層采掘工作面布置在保護(hù)范圍內(nèi)。3、對(duì)保護(hù)層開(kāi)采后的保護(hù)參數(shù)及保護(hù)效果應(yīng)進(jìn)行實(shí)地考察，根據(jù)考察結(jié)果指導(dǎo)下一步瓦斯治理工作和采掘生產(chǎn)活動(dòng)。（五）開(kāi)采一6煤巖層下保護(hù)層的最小層間距按《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》附錄D.4規(guī)定，開(kāi)采下保護(hù)層時(shí)，不破壞上部被保護(hù)層的最小層間距離可用下式確定：當(dāng)α＜60°時(shí)H=KMcosα式中H—允許開(kāi)采的最小層間距，m；M—保護(hù)層的開(kāi)采厚度，0.8m；α—煤層傾角，30°；K—頂板管理系數(shù)，冒落法管理頂板時(shí)，K取10。經(jīng)計(jì)算允許開(kāi)采一6煤巖層下保護(hù)層的最小煤層間距H為6.93m，君鑫煤業(yè)一6煤巖距二1煤的平均間距為21.5m大于開(kāi)采下保護(hù)層的最小煤層間距。（六）最大保護(hù)垂距按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》附錄D.3規(guī)定，開(kāi)采下保護(hù)層時(shí)最大保護(hù)垂距可參照表D.2選取。按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》附錄D.3，表D.2選取君鑫煤業(yè)一6煤巖層最大保護(hù)垂距S下＜100m?；虬聪率接?jì)算：式中S′下—下保護(hù)層的理論最大保護(hù)垂距，m。它與工作面長(zhǎng)度和開(kāi)采深度H有關(guān)，可參照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》表D.3選取，一6煤巖層工作面長(zhǎng)度為150m，開(kāi)采深度750～900m左右，利用插值法得出S′下為88～103m，本設(shè)計(jì)取S′下為88m；β1—保護(hù)層開(kāi)采的影響系數(shù)，當(dāng)M≤M0時(shí)，β1=M/M0，當(dāng)M＞M0時(shí)，β1=1；M0=0.4m，M=0.8m，得β1為；M—保護(hù)層開(kāi)采厚度，0.8m；M0—保護(hù)層的最小有效厚度，根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》圖D.3，得君鑫煤業(yè)M0=0.4m；β2—層間硬巖含量系數(shù)，取鄰近煤礦的數(shù)據(jù)，β2=0.6。經(jīng)以上計(jì)算，一6煤巖層距離二1煤層間距為21.5m，在允許開(kāi)采的最小煤層間距6.93m與最大保護(hù)垂距52.8m之間，所以開(kāi)采下保護(hù)層（一6煤巖層）是可行的。（七）保護(hù)層有效保護(hù)范圍1、沿走向的保護(hù)范圍因君鑫煤業(yè)沒(méi)有實(shí)測(cè)卸壓角，所以根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》附錄D.2規(guī)定，若保護(hù)層采煤工作面停采時(shí)間超過(guò)3個(gè)月、且卸壓比較充分，則該保護(hù)層采煤工作面對(duì)被保護(hù)層沿走向的保護(hù)范圍對(duì)應(yīng)于始采線(xiàn)、采止線(xiàn)及所留煤柱邊緣位置的邊界線(xiàn)可按卸壓角56o～60o劃定，本設(shè)計(jì)δ5取58°，如圖4-2-1所示。開(kāi)采一6煤巖層后，對(duì)應(yīng)二1煤層走向方向的保護(hù)范圍邊界與一6煤巖層工作面采止線(xiàn)和始采線(xiàn)內(nèi)錯(cuò)距：L1=21.5/tan58o=13.4(m）取內(nèi)錯(cuò)距為16m。圖4-2-1確定沿走向方向的保護(hù)范圍示意圖2、沿傾向的保護(hù)范圍因君鑫煤業(yè)沒(méi)有實(shí)測(cè)卸壓角，所以按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》附錄D.1規(guī)定，開(kāi)采下保護(hù)層時(shí)沿傾斜方向的保護(hù)范圍可根據(jù)卸壓角δ劃定，如圖4-2-2所示。依據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》附錄D中表D.1中數(shù)據(jù)，煤層傾角30o,利用插值法可得出δ1=69°，δ2=90°。作圖得出二1煤工作面下順槽比一6煤巖工作面下順槽外錯(cuò)4m，二1煤工作面上順槽比一6煤巖工作面上順槽內(nèi)錯(cuò)13m的范圍內(nèi)均在被保護(hù)范圍內(nèi)。圖4-2-2確定沿傾向方向的保護(hù)范圍示意圖本設(shè)計(jì)所采用的保護(hù)范圍滿(mǎn)足上述作圖法得出的保護(hù)范圍，如圖4-2-3所示。圖4-2-3保護(hù)層與被保護(hù)層的位置關(guān)系圖建議君鑫煤業(yè)在今后的生產(chǎn)中，通過(guò)實(shí)際考察確定卸壓角后，再對(duì)保護(hù)工作面所保護(hù)的范圍進(jìn)行調(diào)整。二、抽采煤層瓦斯1、專(zhuān)用瓦斯抽采巷布置專(zhuān)用瓦斯抽采巷布置在L8灰?guī)r中，距二1煤層法向距離不小于10m，巷道斷面8.8m2。圖4-2-4底抽巷與被保護(hù)層的位置關(guān)系圖2、抽采鉆孔布置本礦沒(méi)有實(shí)測(cè)開(kāi)采一6煤巖保護(hù)層條件下二1煤層鉆孔的抽采半徑，本設(shè)計(jì)參照西鄰金嶺煤礦的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，卸壓后的抽采半徑取7.5m。在抽采巷內(nèi)每10m布置一個(gè)抽采鉆場(chǎng)，每個(gè)鉆場(chǎng)的鉆孔數(shù)量為14個(gè)。抽采鉆孔扇形布置，穿透煤層并進(jìn)入煤層頂板0.5m，孔底間距10m，抽采鉆孔孔徑不小于75mm。底抽巷每個(gè)鉆場(chǎng)鉆孔工程量為734.7m，經(jīng)計(jì)算噸煤鉆孔長(zhǎng)度為0.16m。穿層鉆孔控制二1煤層工作面上巷輪廓線(xiàn)外至少20m（上巷沿空送巷時(shí)除外），下巷輪廓線(xiàn)外至少10m。鉆孔布置見(jiàn)圖4-2-5、圖4-2-6，鉆孔參數(shù)見(jiàn)表4-2-1。圖4-2-5鉆孔終孔位置沿煤層頂板層面圖圖4-2-6鉆孔布置剖面圖22采區(qū)抽放巷區(qū)域穿層鉆孔參數(shù)表表4-2-1孔號(hào)方位角(o)傾角(o)見(jiàn)煤深度（m）穿煤長(zhǎng)度（m）終孔孔深（m）11803892.418.8111.72180398316.9100.431804073.5158941804165.313.379.151804257.211.769.461804449.11059.671804741.18.45081805233.36.840.691805825.85.331.6101807118.93.823.21108613.72.8171205012.52.515.51301916.23.320140322.54.627.63、穿層鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯在一6煤巖保護(hù)層工作面開(kāi)采之前，于L8灰?guī)r中沿煤層走向方向掘好底抽巷，按設(shè)計(jì)施工穿層抽采鉆孔，連接好抽采管道，形成抽采系統(tǒng)，在一6煤巖保護(hù)層工作面回采之前對(duì)二1煤層進(jìn)行預(yù)抽。預(yù)抽期間，由于二1煤層透氣性系數(shù)很低，難以抽出較多的瓦斯。當(dāng)一6煤巖保護(hù)層工作面回采后，二1煤層將產(chǎn)生大量裂隙。從保護(hù)層采面到其采空區(qū)100m左右對(duì)應(yīng)的二1煤層區(qū)域，所抽卸壓瓦斯量迅速增加，并達(dá)到高峰，100m以后，鉆孔所抽瓦斯量逐漸減少。故在實(shí)際抽采瓦斯管理中，及時(shí)測(cè)量鉆孔的抽采量和瓦斯?jié)舛?，關(guān)閉無(wú)效管段。4、穿層鉆孔封孔工藝抽采鉆孔成孔后必須及時(shí)封孔，聯(lián)網(wǎng)抽采，底板巖巷穿層鉆孔采用合格礦用樹(shù)脂材料和水泥聯(lián)合封孔技術(shù)；采用“一堵一注”封孔方式，抽放管采用壁厚不小于3.6mm、抗壓強(qiáng)度不小于1.2MPa的雙抗管，要求抽放管下至孔底,抽采管里段使用管壁帶有篩孔的花管，花管的長(zhǎng)度應(yīng)大于鉆孔穿煤長(zhǎng)度2m；孔口堵孔采用礦用樹(shù)脂藥卷，該段長(zhǎng)度為1m，注漿段采用水泥砂漿，注漿時(shí)以抽采管出漿為止，封孔長(zhǎng)度不小于5m。如圖4-2-7所示。上述方法適用于上行鉆孔，下行鉆孔及近水平鉆孔用“兩堵一注”封孔方式。即在煤巖層交界處和孔口處用樹(shù)脂藥卷封堵，中間注水泥砂漿。如圖4-2-8所示。圖4-2-7上行穿層鉆孔封孔示意圖圖4-2-8水平及下行穿層鉆孔封孔示意圖5、鉆孔聯(lián)網(wǎng)及抽采用彈簧軟管將各鉆孔抽采管與鉆場(chǎng)匯流管(也稱(chēng)匯流器)相連,匯流管與抽放支管連接,進(jìn)入礦井瓦斯抽放系統(tǒng)。每個(gè)抽采鉆場(chǎng)安裝一支小孔板或其它測(cè)定裝置，每天測(cè)定一次鉆孔流量和抽采瓦斯?jié)舛取Ｍ咚钩榉胖鞴?、干管、支管均采用法蘭盤(pán)螺栓緊固連接,中間夾橡膠密封圈。主管為Φ377mm的無(wú)縫鋼管，干管采用Φ350mm的鍍鋅螺旋管，支管為Φ200mm的鍍鋅螺旋管。地面抽放泵站裝備2臺(tái)2BEF-50型大功率10889m3/h抽放泵。在抽采管路低洼處安裝人工放水器，隨時(shí)放水。6、為保證未保護(hù)地段和保護(hù)地段抽采卸壓充分消突，按照《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》的要求，君鑫煤礦要盡早對(duì)二1煤層未保護(hù)地段和開(kāi)采保護(hù)層后的保護(hù)地段的有效抽放半徑進(jìn)行實(shí)際測(cè)定，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果調(diào)整修改鉆孔參數(shù)。三、22201首采工作面的區(qū)域防突措施煤炭工業(yè)鄭州設(shè)計(jì)研究院股份有限公司編制的《登封市君鑫煤業(yè)有限責(zé)任公司22采區(qū)設(shè)計(jì)》中，為了保證+80m水平運(yùn)輸大巷不受一6煤巖保護(hù)層工作面采動(dòng)影響，22201首采面上順槽以下60m范圍無(wú)法受到保護(hù)，故22201首采工作面采用分段不同的區(qū)域防突措施。1、22201首采面不受保護(hù)區(qū)段區(qū)域防突措施。受+80m水平運(yùn)輸大巷的影響，此范圍的區(qū)域防突措施分0m～15m（順層鉆孔）和11m～60m（穿層鉆孔）兩段同時(shí)進(jìn)行：（1）0m～15m段布置兩排順層排放鉆孔進(jìn)行消突。參照西鄰金嶺煤礦的經(jīng)驗(yàn)，排放半徑取0.75m。上排孔距頂板0.7m，下排孔距底板0.7m。鉆孔開(kāi)孔位置間距1.5m，三花布置。鉆孔直徑不小于75mm，孔深不小于15m。（2）11m～60m段在一6煤巖保護(hù)層工作面回風(fēng)順槽布置鉆場(chǎng)(一6煤巖保護(hù)工作面上順槽采用沿空留巷的方式保留)，施工穿層鉆孔對(duì)該段二1煤層進(jìn)行抽放。為了增大煤層透氣性，提高抽放效果，采用水力沖孔增透措施。水力沖孔的鉆孔（同時(shí)為抽放鉆孔）為網(wǎng)格布置，本設(shè)計(jì)參照鄰近磴槽煤礦2301采煤工作面水力沖孔后的成功經(jīng)驗(yàn)，終孔間距取4m。每4m布置一個(gè)鉆場(chǎng)，一個(gè)鉆場(chǎng)共13個(gè)鉆孔。每個(gè)鉆場(chǎng)鉆孔工程量為458.4m，噸煤鉆孔長(zhǎng)度0.55m。當(dāng)鉆孔打好后，進(jìn)行水力沖孔。高壓水對(duì)鉆孔周?chē)拿后w進(jìn)行破碎沖擊，為煤體膨脹變形提供了充分的空間，又使得地應(yīng)力向遠(yuǎn)離鉆孔的方向轉(zhuǎn)移，造成每個(gè)鉆孔的四周形成一定范圍的卸壓區(qū)。由于鉆孔為網(wǎng)格分布，則各個(gè)卸壓區(qū)終將連成一片，由此增加了煤層的透氣性。水力沖孔工藝流程如下：穩(wěn)鉆機(jī)——Φ153mm鉆頭鉆進(jìn)0.8m——退鉆、安裝套管、防噴裝置、連接抽放管路——Φ90mm鉆頭鉆進(jìn)、穿煤——退鉆、安裝沖孔噴頭——噴頭被送至煤孔段——沖孔——煤水排入緩沖箱進(jìn)行分離,瓦斯被抽入管道——沖孔結(jié)束后封孔抽放。水力沖孔選用往復(fù)式柱塞泵，泵的額定工作壓力≥30MPa，流量≥200L/min，泵站需配備雙用高壓水表、放水閥、卸壓閥、壓力表、Φ25mm的高壓膠管。在沖孔期間，鉆孔將排出大量瓦斯，每個(gè)鉆孔必須下0.8m套管，安裝防噴裝置，連接好抽采管道后方可進(jìn)行作業(yè)。沖孔作業(yè)結(jié)束