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采煤工作面区域瓦斯抽采效果达标评判报告#

前言太原华润煤业有限公司原相煤矿<以下简称“原相煤矿”)井田位于山西省古交市原相乡原相村以东,距古交市区约14km,行政区划属古交市原相乡管辖。

井田地理坐标:北纬37°45′26″~37°48′36″,东经112°03′54″~112°07′39″。

依据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件《关于太原市古交市煤矿企业兼并重组整合方案<部分)的批复》<晋煤重组办发【2009】79号)及《关于山西华润煤业有限公司新桃园煤矿等10处煤矿企业兼并重组整合方案<调整)的批复》<晋煤重组办发【2018】43号),山西金业煤焦化集团有限公司古交原相煤矿为单独保留矿井。

山西金业煤焦化集团有限公司古交原相煤矿主体变更为华润电力控股有限公司,企业名称核准为太原华润煤业有限公司原相煤矿。

批准开采02、2、4、6、8、9号煤层,批准生产规模0.90Mt/a,批准井田面积18.2505km2,批准开采+810m~+620m 标高。

根据山西省煤炭工业厅晋煤瓦发【2018】655号《关于山西太原华润煤业有限公司原相煤矿02、2号煤层矿井瓦斯涌出量预测的批复》,太原华润煤业有限公司原相煤矿预测为高瓦斯矿井。

矿井生产能力达到0.9Mt/a条件下,开采02、2号煤层时,矿井最大绝对瓦斯涌出量105.13m3/min,最大相对瓦斯涌出量55.51m3/t,采煤工作面最大绝对瓦斯涌出量为59.33m3/min,掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量为5.83m3/min。

原相煤矿的邻近矿井屯兰煤矿的2号煤层于2018年已经鉴定为具有煤与瓦斯突出危险性煤层<02号层未做过鉴定),2018年9月原相煤矿委托煤炭科学研究总院沈阳研究院对矿井02、2号进行了突出鉴定,鉴定结果未批复前,原相煤矿按煤与瓦斯突出矿井管理。

根据《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》<安监总煤装〔2018〕163号)第七条,开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井必须进行瓦斯抽采,并实现抽采达标;原相矿10211采煤工作面采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯作为区域防突措施。

本次区域瓦斯抽采效果达标评判依据主要有:<1)《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》<安监总煤装〔2018〕163号);<2)《防治煤与瓦斯突出规定.》<3)《煤矿安全规程》1 矿井简况1.1 井田位置与范围原相煤矿位于山西省古交市原相乡原相村以东,距古交市区约14km,行政区划属古交市原相乡管辖,属西山煤田邢家社普查勘探区的一部分,井田地理坐标:北纬37°45′26″~37°48′36″,东经112°03′54″~112°07′39″。

矿井位于古交市城区南约14km处,古交至太原既有太古岚铁路,又有太佳公路相连,铁路里程54km,公路里程49km。

此外,古交沿原平河至清徐,交城均有公路相通。

交通位置见图1-1。

图1-1 原相煤矿交通位置图2018年7月7日山西省国土资源厅颁发了原相煤矿采矿许可证<证号为C1000002661),面积18.2505km2,东西长约 4.8km,南北宽约4km,标高由+810m至+620m。

井田范围拐点坐标如表1-1。

表1-1 井田拐点坐标<1980西安坐标系)1.2 临近矿井瓦斯突出情况原相煤矿西邻山西焦煤集团西山煤矿总公司马兰矿,北部为山西焦煤集团西山煤矿总公司屯兰矿,西部为邢家社矿区和中社矿区,东部为国家资源储备区。

原相煤矿四邻关系见图1-2。

<1)马兰矿马兰矿采用主斜井、副斜井、副立井开拓,采用两翼对角式、分区式混合式通风;现开采02、2、8号煤层,用走向长壁式综采一次采全高采煤方法,全部垮落法管理顶板;矿井设计生产能力 4.0Mt/a,现生产能力为 5.0Mt/a,井田面积为104.40km2,矿井瓦斯等级批复为高瓦斯矿井,近年来瓦斯等级鉴定结果见表1-2。

<2)屯兰矿屯兰矿为斜井多水平分区开拓,采用分区式通风;现开采2、8、9号煤层,采用走向长壁式综采一次采全高采煤方法,全部垮落法管理顶板;矿井设计生产能力4.0Mt/a,现生产能力为4.0Mt/a,井田面积为73.33km2,矿井瓦斯等级批复为突出矿井,近年来瓦斯等级鉴定结果见表1-2。

<3)刑家社煤矿邢家社煤矿处于前期筹建阶段,无开采和瓦斯涌出资料。

表1-2 邻近矿井近年瓦斯等级鉴定图1-2 原相煤矿四邻关系图1.3矿井瓦斯地质及煤层特征从太原华润煤业有限公司原相煤矿井田煤层赋存条件来看,02#、2#煤层的埋藏标高为810~620m ,围岩组合类型为泥岩、砂质泥岩及细粒砂岩,且陷落柱较少,水文地质条件简单,具有较为理想的圈闭与阻止瓦斯逸散的围岩类型与盖层条件。

02#煤层顶板多为泥岩及砂质泥岩;2#煤层顶板多为细粒砂岩,其次为砂质泥岩、泥岩,局部为粉砂岩,透气性较差,透气性差的泥岩、砂质泥岩顶板,对煤层瓦斯的逸马 兰 煤 矿屯兰煤矿6#、8#、P18号孔2200m,<02、2#煤层)》报告结论:“一采区02#煤层生产时,矿井最大绝对瓦斯涌出量99.20m3/min,最大相对瓦斯涌出量52.38m3/t,采煤工作面最大瓦斯涌出量为55.92m3/min,掘进工作面最大瓦斯涌出量为 5.53m3/min;二采区02#煤层生产时,矿井最大绝对瓦斯涌出量84.81m3/min,最大相对瓦斯涌出量44.79m3/t,采煤工作面最大瓦斯涌出量为47.65m3/min,掘进工作面最大瓦斯涌出量为4.78m3/min;三采区02#煤层生产时,矿井最大绝对瓦斯涌出量105.13m3/min,最大相对瓦斯涌出量55.51m3/t,采煤工作面最大瓦斯涌出量为59.33m3/min,掘进工作面最大瓦斯涌出量为5.83m3/min;一采区2#煤层生产时,矿井最大绝对瓦斯涌出量31.83m3/min,最大相对瓦斯涌出量16.81m3/t,采煤工作面最大瓦斯涌出量为16.38m3/min,掘进工作面最大瓦斯涌出量为2.89m3/min;二采区2#煤层生产时,矿井最大绝对瓦斯涌出量26.70m3/min,最大相对瓦斯涌出量14.10m3/t,采煤工作面最大瓦斯涌出量为13.60m3/min,掘进工作面最大瓦斯涌出量为 2.51m3/min;三采区2#煤层生产时,矿井最大绝对瓦斯涌出量33.27m3/min,最大相对瓦斯涌出量17.57m3/t,采煤工作面最大瓦斯涌出量为17.13m3/min,掘进工作面最大瓦斯涌出量为2.99m3/min。

太原华润煤业有限公司原相煤矿采用中央并列抽出式通风方式,即主斜井、副斜井进风;回风立井回风,回风立井安装两台FBCDZ62—8—No26型通风机,电机功率2×500kw,其中,一台工作,一台备用。

1.6 瓦斯动力现象发生情况截止2018年10月太原华润煤业有限公司原相煤矿在采掘过程中未发生过符合《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》<AQ1024-2006)5.1.1中的煤与瓦斯突出基本特征的煤与瓦斯突出动力现象。

1.7 矿井瓦斯参数测试情况1)实验室测定的原相煤矿02号煤层和2号煤层煤样的吸附常数与工业分析结果分别为:煤样吸附瓦斯实验成果表2)采用直接法测定原相煤矿02 号煤层+772~+792m 标高之间的煤层原始瓦斯含量为14.5m³/t;2 号煤层+743~+745m 标高之间的煤层原始瓦斯含量为15.2m³/t。

3)采用直接法测定原相煤矿02 号煤层+730~+802m标高之间瓦斯压力为0.11~0.42MPa ;原相煤矿2 号煤层+725~+795m 标高之间瓦斯压力为0.12~0.55MPa。

4)在原相煤矿井下不同地点对02、2 号煤层自然瓦斯涌出量进行了测试。

测定结果为02 号煤层百M钻孔瓦斯初始涌出量为0.553~22.269 L/min,煤层钻孔瓦斯流量衰减系数为0.342~0.581d-1;2 号煤层百M钻孔瓦斯初始涌出量为0.596~1.760 L/min,煤层钻孔瓦斯流量衰减系数为0.380~0.449d-1。

5>通过计算得:原相煤矿02 号煤层透气性系数为3.260631 m2/<MPa2.d);2 号煤层透气性系数为2.090363 m2/<MPa2.d)。

6>原相煤矿02 号煤层煤的坚固性系数f 值最小为0.35,瓦斯放散初速度Δp最大为30;2 号煤层煤的坚固性系数f 值最小为0.6,瓦斯放散初速度Δp 最大为28。

7>原相煤矿02 号煤层火焰长度10mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量25%,煤尘有爆炸性;2 号煤层火焰长度10mm,抑制煤尘爆炸最低岩粉用量20%,煤尘有爆炸性。

8>原相煤矿02 号煤层煤的吸氧量0.98cm3/g,自燃倾向性等级为Ⅰ类,属容易自燃煤层;2 号煤层煤的吸氧量0.64cm3/g,自燃倾向性等级为Ⅱ类,属自燃煤层。

1.8 矿井瓦斯抽采系统地面瓦斯抽放泵站共有二台2BEC-52型水环式真空泵,电机功率为220kW,最大抽速160m³/min极限真空为1.0×10-²MPa,供电电压为6kV。

一台工作,一台备用,担负矿井的瓦斯抽放工作。

抽放管路安装情况:主管路敷设直径Φ630mm无缝钢管<从地面到回风井底600m),支管路敷设直径Φ529mm无缝钢管<从回风井底到东翼回风巷口1450m)、采区第一回风巷敷设直径Φ426mm无缝钢管1100m,10211工作面第二顺槽敷设直径Φ108mm无缝钢管350M,第四顺槽敷设直径Φ219mm无缝钢管410M。

三年以来始终对10211工作面采用本煤层和邻近层、顶板裂隙带、采空区抽放相结合的方式进行抽放。

在工作面胶带顺槽、轨道顺槽掘进过程即施工本煤层瓦斯抽放钻孔,钻孔间距3m,钻孔开孔位置距巷道底板1-1.5m,钻孔直径Φ89mm,倾角1°~3°。

工作面形成后在轨道顺槽和回风顺槽分别施工裂隙带和邻近层钻孔。

10211工作面共施工本煤层钻孔207个,裂隙带钻孔55个,邻近层钻孔77个。

2 工作面简况2.1 工作面位置范围2.2 工作面煤层赋存情况煤层顶底板情况表10211采煤工作面煤厚平剖面实测见图3-1:图3-110211采煤工作面平剖面实测图8 / 252.3 工作面瓦斯情况10211采煤工作面在掘进过程中绝对瓦斯涌出量12.4m3/min ,相对瓦斯涌出量13.3m3/t。

2018年3月山西省煤炭工业厅综合测试中心对我矿02#煤层进行了瓦斯含量测定,测定结果02#煤层最大瓦斯含量为14.50m3/t,3 区域预抽项目施工与抽放情况3.1 区域预抽项目施工情况3.1.1区域防突措施选择该工作面煤层赋存较稳定,厚度在1.84~2.0M之间,有1~2层夹石。

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