洛阳矿业义安矿业有限公司11采区防突专项设计
11回风大巷 85.4 9.78 0.19% 0.75% 根据以上计算,11采区工作面回风巷以及各主要回风巷风流中的瓦斯浓度均在《煤矿安全规程》允许范围内。
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第四章 采区防突设计
第一节 采区基本情况及瓦斯地质条件
一、煤层瓦斯及赋存情况:
该采区位于洛阳义安矿业有限公司一水平西翼,主采二1煤层,部分开采二2煤层,煤层倾角4~12°,一般多在5°左右,煤层走向最大51°最小29°平均36°。煤层开采标高在-200~-280m之间,煤层平均厚度3.82m,属较稳定煤层。二2煤层煤层厚度0.25~2.5m,平均1.18m, 该煤层仅局部可采。
根据现场实测资料,11采区西翼二
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煤层瓦斯含量1.69~
5.47m3/t,瓦斯压力0~0.12MPa,煤体坚固性系数0.19,瓦斯放散初速度27。
二1煤层不易自燃,煤尘属有爆炸危险性的煤层。 二、瓦斯抽采
目前矿井地面抽放泵站配备2台2BEC67型水环真空泵,其吸入绝对压力为160-550hpa,吸气量为237~518m3/min,电机功率315~710kW,转速为210~370r/min。
井下瓦斯抽放泵站安装2台SK-120型水环真空泵,电机功率160kW,额定流量为120m3/min。可以满足瓦斯抽采要求。
第二节 矿井瓦斯基本参数与突出危险性
一、煤体破坏类型
通过对矿井生产中其他采区揭露煤层的观察,二1煤和二2煤煤
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岩成分多以亮煤为主,暗煤次之,其中夹微量丝炭和少许镜煤条带。宏观煤岩类型以光亮型、半光亮型和半暗型组成。其中光亮型占的比例较大,三者多呈薄层互层。煤层中含有较多的滑面,滑面上可见镜面和大量的擦痕。煤层结构简单,机械强度极低,粉状,易污手,是典型的构造煤,构造煤普遍发育。且煤体的破坏程度较高,出现鳞片状、粉状、土状糜棱煤。通常情况下,多为镜面状、鳞片状、劈理状碎粒煤或糜棱煤,时见层间小揉皱。受成煤后期构造影响,煤层层理受到严重破坏,整层发育构造软煤,煤体破坏类型为Ⅲ~V类,以Ⅲ~IV、V为主,局部发育V类煤。故从构造软煤发育程度和煤体结构破坏程度而言,煤层具备发生煤与瓦斯突出的煤层条件。
二、瓦斯放散初速度、坚固性系数
义安矿业公司与河南理工大学合作,在井下采集新鲜煤样,并对二1、二2煤层的瓦斯放散初速度和坚固性系数进行了测定,从测定结果可知二1煤和二2煤构造软煤发育,瓦斯放散初速度较大,二1煤层煤体坚固性系数f值在0.14~0.46之间,瓦斯放散初速度ΔP数值值域在15.17~31.66之间;二2煤层煤体f值在0.17~0.40之间,ΔP数值值域在18.49~42.00之间,具备了发生突出的煤体强度和放散初速度条件。计算得到的二1煤层煤样K值在42.00~221.43之间,二2煤层煤样K值在77.04~200.00之间,均大于烟煤的临界值。
三、煤层瓦斯含量和瓦斯压力
地勘期间在井田二1煤层共采集瓦斯煤样7个,全部用解吸罐采取。其中25014孔因采样不合格,未采用。根据测定结果,煤层瓦斯含量在4.02~12.19m3/t之间。
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河南理工大学与义安矿业有限公司合作,井下实测煤层瓦斯含量14个,其中二1煤12个,二2煤2个。由所测结果来看瓦斯含量在6.75~14.52m3/t之间,平均为9.8m3/t。
四、煤层突出危险性及突出的特点
义安矿自2003年筹建以来,迄今为止共发生了3次瓦斯动力现象(其中在二1煤层发生2次,二2煤层发生1次)。其主要情况如下:
2005年12月24日19:35分在东首采面揭开煤向前掘进时(首采面联络巷与车场交汇点处)发生了一次小型瓦斯突出,突出瓦斯151.3m3,突出煤炭15.92t,吨煤瓦斯涌出量为9.50m3/t。当时主要征兆是:顶板出现“咔、嚓”断裂声、煤炮声、煤尘大等。
2006年11月23日八点班,在东翼12011工作面胶带巷掘至61m,巷顶托煤约1.5m,当用钎挖柱窝时,在12:07分时工作面前方出现煤炮声,工作人员马上撤退,边走边听到煤炮连续响十声左右,煤尘飞扬,探头报警,监测系统把双风机电源切断,工作面停风,人员安全撤出。当时压出煤量约20t,涌出瓦斯量约1000m3。煤清理后在前方约有高1.5m,长2m的空间。吨煤瓦斯涌出量为50m3/t。
2007年1月4日7:24分在西轨大巷第二中部车场向西119m发生一次由于放炮诱导而引发的二2煤层煤与瓦斯突出,井下瓦斯探头大面积超限,未造成人员伤亡。根据井下实际测算,共突出煤量246t,突出瓦斯10432m3,吨煤瓦斯涌出量为42.41m3/t根据现场情况,突出孔洞深约2m,抛出的煤破碎程度较高,含有大量碎煤和手捻无粒感的煤粉。突出前有响煤炮、煤尘大等征兆。
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此外,依据现场取样考察煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标(ΔP)、煤的坚固性系数(f)和测定煤层瓦斯压力(P),这些指标均超过《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》(AQ1024-2006)及《防治煤与瓦斯突出规定》中规定的判定煤层具有突出危险性的临界值。表明二1和二2煤层均具有突出危险性,因此在防突设计上,要采取有针对性的技术措施。
结合新安矿突出情况,义安矿二1煤煤与瓦斯突出的特点为: 1、以煤与瓦斯压出和煤与瓦斯倾出为主。突出的基本特征为:①突出的煤体没有被抛出或向外抛出距离较近,多数煤呈块状,按煤的自然安息角堆积或小于自然安息角,没有明显的分选现象;②突出前有煤炮声;③多数突出后的孔洞与片冒形成的空顶(帮)相似;④突出时瓦斯涌出量明显增大。
2、多数突出前有预兆。煤炮声是突出前的主要预兆之一,在煤炮声间隔上,突出前的煤炮声间隔时间短,一般间隔5~7秒的煤炮过后突出就要发生。另外,煤层的突然变化区(由薄变厚的过渡区)附近是突出的主要发生点。
3、突出点附近的瓦斯含量较高。义安矿地质勘探期间全部用解吸罐采取瓦斯样测的含量为4.02~12.19m3/t,平均为7.22m3/t,而在二
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煤的二个突出点附近实测二个瓦斯含量为14.52m3/t和
11.87m3/t。
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