某地方矿业公司矿井瓦斯防治技术综合解决方案目 录1 编制依据52 矿井概况52.1位置与交通52.2矿井生产现状62.3矿井开采技术条件62.3.1矿井基础地质条件62.3.1.1.煤层赋存62.3.1.2地质构造62.3.1.3水文地质72.3.2矿井瓦斯123矿井瓦斯治理现状133.1 矿井通风系统133.2矿井瓦斯抽采系统143.3 矿井六大避险系统及视频系统143.3.1 监测监控系统143.3.2 压风自救系统143.3.3 供水施救系统143.3.4 人员定位系统143.3.5 通讯联络系统143.3.6 紧急避险系统153.3.7 视频系统154矿井防突技术方案154.1 区域防突技术措施154.1.1区域突出危险性预测154.1.2区域防突措施164.1.2.1保护层开采164.1.2.2 底板岩巷穿层钻孔预抽煤层瓦斯164.1.3 区域防突措施效果检验184.1.4区域验证194.1.4.1石门揭煤工作面204.1.4.2近煤层岩巷掘进工作面214.1.4.3煤巷掘进和回采工作面214.2局部防突技术措施224.2.1石门揭煤工作面预抽瓦斯、排放钻孔布置234.2.2煤巷掘进工作面预抽瓦斯、排放钻孔布置244.2.3石门揭煤工作面效果检验244.2.3安全防护措施265抽采达标评判266存在问题及整改方案267保障措施27矿井瓦斯防治技术方案1 编制依据以集团公司总体发展战略及“十二五”规划目标为指导，以瓦斯治理工程为主线，坚持“应抽尽抽、多措并举、抽掘采平衡”、“不掘突出头、不采突出面”的原则，做到超前预测、超前设计、超前施工、超前抽采、效果达标，实现“采掘战场与瓦斯治理战场分开”，向矿井安全生产瓦斯零障碍的目标迈进，通过瓦斯抽采达标来实现矿井的高效。2 矿井概况 郑煤集团磴槽矿业公司于2012年元月16日经重组成立。“六证”齐全有效。2012年8月24日，集团公司以郑煤集团安【2012】40号文同意矿井复工并将磴槽矿业公司纳入郑煤集团公司直管。2013年3月7日，郑煤集团公司以郑煤集团安【2013】18号文批复同意矿井复产。磴槽矿业公司井田面积2.32km2，属煤与瓦斯突出矿井，煤尘无爆炸危险性，为类不易自燃煤层；矿井正常涌水量207m3/h，最大涌水量311m3/h。矿井核定生产能力21万吨/年。2.1位置与交通郑煤集团磴槽矿业有限公司位于登封市大金店镇磴槽行政村，北距登封市约20km，南距汝州市30km。郑州汝州公路从矿区西部通过，向西35km与焦枝铁路相接，向东85km与京广铁路相接，矿区附近柏油公路相互连接，交通条件较为便利。矿区交通位置图1-12.2矿井生产现状 2.3矿井开采技术条件2.3.1矿井基础地质条件2.3.1.1.煤层赋存磴槽矿业公司主采二1煤层，厚0.39-12.70m，平均4.99m，结构简单，走向近东西，倾向北，倾角26-29，属较稳定煤层；一5煤层厚0-0.81m，平均0.44m，结构复杂，局部可采，属不稳定煤层；一3煤层厚0.37-1.13m，平均0.74m，结构简单，局部可采，属不稳定煤层。区内二1煤距L7顶平均13.6m，距一5煤顶板35-43.0m，距一3煤顶板平均48-53.0m。2.3.1.2地质构造 本区位于嵩山背斜与箕山背斜之间的纱布阳芦店向斜的南翼东段，属嵩箕构造区嵩箕断隆小区。总体构造形态为一地层走向7585，倾向345355，倾角2526的单斜构造。区内构造简单，仅在中部发育一条小型正断层（新F6）。该断层走向1731，倾向287301，倾角60左右，落差010m。该断层由地表露头控制。据矿井生产资料，断层在二1煤层顶以上消失，对开采二1煤层无影响。 2.3.1.3水文地质 主要含水层二1煤层顶板砂岩裂隙含水层系指煤层之上60m，范围内所含砂岩裂隙含水层，岩性为细中粒砂岩，一般发育35层，累计厚度约1030m，一般22m左右，岩性完整致密，裂隙不发育，且部分被方解石脉所充填，仅在浅部风化带裂隙较为发育。据邻近钻孔抽水试验资料，单位涌水量为0.01875l/s.m，渗透系数为0.06lm/d，水化学类型为HCO3CaMg型或HCO3NaCaMg型水，矿化度为0.42g/l，PH值为6.757.50，说明该含水层补给条件较差，富水性较弱。在矿井生产中，该含水层水多以顶板淋水形式，向矿坑充水，矿井二1煤正常涌水量一般为3070m3/h，最大涌水量为100m3/h，水量小，易于疏排。该层为二1煤层顶板直接充水含水层。二1煤层底板灰岩岩溶裂隙含水层主要由太原组上段灰岩组成，其中L7和L8灰岩较发育，层位较稳定，厚度为8.0211.03m,但极不均一。据以往钻孔抽水资料，单位涌水量为0.004870.235l/s.m，渗透系数为0.082.56m/d，水位标高为+412.8m，水化学类型为HCO3-CaMgNa型，矿化度0.35g/l，HP值为7.48.3，表明该灰岩含水层产生水力联系时，富水性则会相应增强。该层为二1煤层底板直接充水含水层。一3煤层顶底板灰岩岩溶裂隙含水层为太原组下段灰岩，其中一3煤层顶板含水层由太原组下段L3和L4层灰岩组成，层位稳定，一般厚度5m左右；一3煤层底板含水层由太原组下段L1、L2灰岩组成，一般厚度6m左右。太原组下段灰岩一般岩溶裂隙发育不均，富水性差异性较大，据东部9101孔抽水试验资料，钻孔单位涌水量为0.00491l/s.m，渗透系数为0.0362m/d，水位标高为+407.31m，水化学类型为HCO3CaMg或HCO3Ca型水，矿化度0.44g/l，PH值为7.35。属岩溶裂隙承压水，富水性呈现自西向东由弱至中等增强的变化趋势。寒武系灰岩岩溶裂隙含水层区内揭露厚度14.25m，岩性主要为白云质灰岩，局部夹中厚层铝土质泥岩，主要出露于南部山区，岩溶发育，但极不均一。据以往资料记载，泉水流量为0.3252.6l/sm，最大出露标高为+477.37m。另据西部郭沟井田资料，钻孔单位涌水量为0.004791.04l/sm，渗透系数为0.0042611.16m/d，水位标高为+434.30+459.38m，水化学类型HCO3Ca型或HCO3CaMg型水，矿化度0.4g/l，PH值为7.35。说明寒武系灰岩岩溶裂隙含水层水量充沛，水循环交替性好，水质优良，但含富水性极不均。 主要隔水层二叠系石盒子组碎屑岩段隔水层该层段残留厚度一般大于100m，由泥岩、砂质泥岩、砂岩等碎屑岩组成，以泥岩、砂质泥岩为主，间夹数层中厚状中粗粒砂岩含水层。其中、上部基岩风化带和其间中粗粒砂岩含水层，赋存有一定的水量，但由于其夹持于厚层泥质岩之间，且距开采煤层较远，又因含水层砂岩胶结致密坚硬，在该段中可起到骨架作用，相对增强了泥质岩层的抗压强度。该层段厚度大，在地表呈零星出露，地面坡度大，补给条件不佳，裂隙不发育，透水性差，能对上部第四系砂砾石潜水含水层和下部二1煤层顶板砂岩承压含水层之间的水力联系，起到良好的阻隔作用。二1煤层底板碎屑岩段隔水层二1煤层底板至L8灰岩顶界之间的砂泥质岩段，厚度介于8.8715.14m，一般为11m。岩性以砂质泥岩、粉细粒砂岩为主，（底部夹一薄层灰岩和灰岩透镜体），分布连续，层位稳定，裂隙不发育，透水性差，但因其厚度变化较大，隔水性较差。为二1煤层与太原组上段灰岩含水层间的良好隔水层。太原组中段碎屑岩段隔水层自L4灰岩顶上至L7灰岩底面间的碎屑岩段，该层段沉积厚度一般为14.6453.37m，平均24m，区内西薄东厚。岩性主要由泥岩、砂质泥岩、砂岩等碎屑岩组成，以泥岩、砂质泥岩为主，间夹L5、L6薄层灰岩及胡氏砂岩含水层。但由于其夹持于厚层泥质碎屑岩之间，且距开采煤层较远，又因含水层砂岩及灰岩致密坚硬，在该段中可起到骨架作用，相对增强了泥质碎屑岩层的抗压强度。该层段在地表呈零星出露，补给条件不佳，裂隙不发育，透水性差，具有良好的阻隔水作用，是太原组上下段灰岩含水层之间的良好隔水层。本溪组泥岩铝土岩隔水层主要由泥岩、铝土质泥岩、铝土岩组成，厚度3.0725.80m，一般厚515m，在区内具有自西向东逐渐增厚的变化趋势，该层层位稳定，力学强度弱中等，岩性致密，裂隙不发育，透水性差，含富水性弱，正常情况下能起到良好的隔水作用，但在其沉积薄弱地段或遭受构造破坏时，则会弱化或失去隔水作用。 充水因素分析大气降水、地表水及第四系砂砾石孔隙水本区大气降水多集中于79月份，此时矿井涌水量较平时一般涌水量增大12倍，说明大气降水对矿井充水有直接影响。区内仅有季节性溪沟，旱季大多干涸。小溪经过后地段岩层多为薄层第四系松散层和石盒子组风化碎屑岩类，其透水性较强，又因地表水及第四系孔隙水距二1煤层浅部较近，煤层顶板无稳定的隔水层段，回采落顶后，塌陷破裂带即与上部地表水及第四系孔隙水相沟通，在雨季或在局部地段，会对矿床产生直接或间接的充水作用。因此，大气降水、地表水及第四系砂砾石孔隙水是本矿充水因素之一，但一般情况下对开采二1、一3煤层影响不大，仅在洪汛期间对浅部煤层及井筒有一定影响，生产中应做好地面和汛期的疏排水工作，以策安全生产。砂岩裂隙水系指本矿二1煤层之上基岩范围内所含砂岩裂隙水，因其砂岩含水层单层厚度小，补给条件差，故其富水性较弱。仅在局部巷道可见淋、滴水现象，充水量一般为70m3/h，最大水量100 m3/h，水量较小，说明该含水层富水性差，生产中易于疏排。灰岩岩溶裂隙水太原组上段灰岩为二1煤层底板直接充水含水层，该含水层岩溶裂隙不发育，裂隙也多被方解石脉所充填，含水层厚度小，出露及补给条件差，岩石空隙及导/富水性极不均一，正常情况下灰岩岩溶裂隙水由于有二1煤层底板碎屑岩段隔水层的阻隔，一般不会对矿坑产生充水，但在断裂构造附近或深部水压增高情况下，其导、富水性则会相应增强。因此，在井巷回采开拓工程接近断层或在深部生产时，应打超前探放水钻，先探后掘，以防患于未然。寒武系灰岩含水层寒武系灰岩含水层为二1煤层的间接充水层，中间有隔水层，对煤层开采影响不大，但受断层等构造影响或在隔水层沉积薄弱地段，则有可能突破底板向矿坑充水。钻孔对矿床充水的影响区内以往的勘查钻孔，其封孔厚度、钻孔封孔灰浆样固结程度等情况不详，由于钻孔揭露并沟通了各个含水层，使之相互间产生了水力联系，构成了未来矿井开采时矿井充水的人为通道。生产中，当回采落顶后冒落钻孔将是矿坑充水的通道之一，生产中应加强以往勘探钻孔的监测工作，避免盲目揭露或跨越钻孔，并要采取有效的防治水措施，以防患于未然。综上所述，矿区内矿坑主要充水含水层为回采煤层的直接顶、底板含水层，在浅部接受大气降水的补给，并沿地层走向及倾向向北东部及深部迳流排泄。由于本区无地表水体，且含水层间有隔水层相阻隔，故含水层间无水力联系，矿井正常涌水量为207m3/h，最大涌水量311m3/h，矿床水文地质类型属三类二型，即以岩溶水充水为主的水文地质条件中等的煤矿床类型。2.3.2矿井瓦斯2.3.2.1瓦斯基础参数1998年10月，2006年7月，先后两次请焦作矿务局瓦斯研究所对我矿的煤层瓦斯压力，煤层透气性系数，瓦斯散放初速度，吸附常数、煤的坚固性系数等瓦斯参数进行了测定，2014年3月又请集团公司瓦斯研究所对以深区域