吉源煤矿防突专项设计2014.4_伤城文章网
吉源煤矿防突专项设计2014.4
盘县大山吉源煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计说 明 书二○一四年四月目前录言 .................................................................................................................... 1 矿井概况................................................................................................... 4第一章一、概况 ....................................................................................................................................................... 4 二、矿井地质及煤层特征 ........................................................................................................................... 6 三、水文地质条件 ..................................................................................................................................... 16 四、矿井开拓 ............................................................................................................................................. 25 五、资源储量、生产能力及服务年限 ..................................................................................................... 27 六、矿井通风、瓦斯及抽放 ..................................................................................................................... 27 七、矿井压风自救系统 ............................................................................................................................. 30第二章煤与瓦斯突出危险性预测 ...................................................................... 31一、区域性突出危险性预测 ..................................................................................................................... 31 二、工作面突出危险性预测 ..................................................................................................................... 34第三章防治煤与瓦斯突出措施 ......................................................................... 38一、区域性防治突出措施 ......................................................................................................................... 38 二、局部性防治突出措施 ......................................................................................................................... 49第四章防突措施效果检验 ................................................................................ 57一、区域性防突措施效果检验及区域验证 ............................................................................................. 57 二、工作面防突措施效果检验 ................................................................................................................. 63第五章安全防护措施........................................................................................ 65一、远距离爆破 ......................................................................................................................................... 65 二、设置反向风门 ..................................................................................................................................... 65 三、设置避难所 ......................................................................................................................................... 68 四、压风自救系统 ..................................................................................................................................... 68 五、其它安全措施 ..................................................................................................................................... 69第六章防突管理及技术经济............................................................................... 72一、机构设置 ............................................................................................................................................. 72 二、防突管理 ............................................................................................................................................. 73 三、技术培训 ............................................................................................................................................. 74 四、防突装备 ............................................................................................................................................. 75 五、投资估算 ............................................................................................................................................. 75 附录一 煤层瓦斯压力测定方法 ............................................................................................................. 79 附录二 钻屑指标法 ................................................................................................................................. 81 附录三 防突措施有效半径的测定方法 ................................................................................................. 81附录 A：煤与瓦斯突出矿井基本情况调查表 ...................................................... - 84 附录 B：煤与瓦斯突出记录卡片 ........................................................................ - 85 -附录 C：矿井煤与瓦斯突出汇总表 ........................................................................ 86 附图： 1、 盘县大山吉源煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计超前钻孔预抽煤层瓦斯及采区 巷道布置图。 2、盘县大山吉源煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计井下压风系统图。 3、盘县大山吉源煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计避灾路线图。 4、盘县大山吉源煤矿防治煤与瓦斯突出专项设计 17 号煤层采掘工程平面图。盘县大山吉源煤矿防突设计前言盘县大山吉源煤矿属生产矿井，位于盘县南部大山镇境内，直距盘县 26 公里， 南昆线威红段小雨谷站 14 公里，其地理位置为东经 104°41′59″-104°42′53″， 北纬 25°32′42″-25°33′04″。盘（县）～兴（义）公路由井田西部外围经过， 井田内有简易公路与其相通，运程 8 公里。盘（县）～兴（义）公路（大山镇丫）至 小雨谷火车站 14 公里。盘县大山镇吉源煤矿隶属盘县煤炭局管辖，是合法的建设矿 井。 大山镇吉源煤矿设计生产能力为 30 万 t/a，矿井采用斜井开拓，矿区内含可采及 局部可采煤层 9 层（3、5-2、9、12-1、17-1、17-2、19、26、29 号煤层） ，大部煤层赋 存较稳定，构造属简单至复杂类型。据调查了解，吉源煤矿建井以来未发生过煤与瓦 斯突出事故，但根据黔安监管办字〔 号文《关于加强煤矿建设项目煤与瓦 斯突出防治工作的意见》,盘县地区划定为煤与瓦斯突出区域，矿区内各煤层未进行 鉴定前，均有煤与瓦斯突出的可能性。因此，矿井内各煤层在未鉴定为无突出危险煤 层之前，必须按突出煤层进行设计和管理。 根据贵州省能源局文件（黔能源煤炭[ 号《关于盘县煤炭局&关于 2012 年度盘县地方煤矿瓦斯等级鉴定报告送审的报告&的批复》 ） ， 吉源煤矿 2012 年度绝对 瓦斯涌出量为 4.41m3/min，吉源煤矿为高瓦斯矿井。 为了贯彻“安全第一，预防为主”的指导思想，提高矿井的防治灾害能力，防止 煤与瓦斯突出事故的发生，进一步提高瓦斯管理等级（即高瓦斯矿井按照突出矿井管 理） ，使煤矿具备良好的安全生产条件，根据《防治煤与瓦斯突出规定》 ，需编制防治 煤层突出专门设计。一、设计依据1、 《防治煤与瓦斯突出规定》 ，2009 年； 2、 《煤矿安全规程》 ，国家煤矿安全监察局 2011 年； 3、 《采矿工程设计手册》 ，煤炭工业出版社，2003 年； 4、 《煤与瓦斯突出鉴定规范》 （AQ ） ； 5、 《煤矿瓦斯抽采基本指标》 （AQ ） ，国家安全生产监督管理总局， 2006 年；-1-盘县大山吉源煤矿防突设计6、 《矿井瓦斯涌出量预测方法》 （AQ ） ，2006 年； 7、 《煤矿瓦斯抽放规范》 （AQ） ； 8、贵州省人民政府办公厅发电，黔府办发电[2013]4 号，省人民政府办公厅转 发省安全监管局贵州煤监局“关于进一步加强煤矿瓦斯治理工作意见的通知” ； 9、 《贵州省盘县大山镇吉源煤矿资源/储量核实报告》 ； 10、 《盘县大山镇吉源煤矿（变更）开采方案设计》 ； 11、 《盘县大山镇吉源煤安全专篇（变更） 》 ； 12、井田内可采煤层中，3 号煤层离地表很近，位于风氧化带内，无储量；矿区 范围内的 5-2、9、12-1 号煤层已基本上被小窑采空和破坏；17 号煤层上半部的煤炭 资源已采空，在井田开拓上山西翼 17 号煤层已开采到+1806m 标高，东翼 17 号煤层 已开采到+1803.3m 标高。矿井现布置的 11901 采面、11902 运输巷、11902 回风巷已 得到保护。矿井采掘情况及开采时间详见 17 号煤层采掘工程平面图（大图） 。二、设计原则1、坚持“安全第一，预防为主、依靠科学、综合治理的方针和管理、装备、培 训并重”的原则； 2、实行“四位一体”综合防治煤与瓦斯突出的措施，即实行突出危险性预测、 防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护措施的综合防治煤与瓦斯突出措 施； 3、依靠科技进步，结合本矿井的实际情况，采用比较成熟的技术、设备、仪器、 仪表提高矿井的综合防突能力。三、编制目的为了保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤与瓦斯突出事故的发生，加强瓦 斯抽采，提高抽采效果，加强区域预抽并达到抽采指标，提高煤矿瓦斯管理等级（高 瓦斯矿井按照突出矿井管理） ，使煤矿具备良好的安全生产条件，以及矿井安全生产 装备符合国家有关法律、法规、设计规范、 《防治煤与瓦斯突出规定》的规定。四、主要技术经济指标1、矿井配备专职防突机构人员 18 人； 2、防突总投资：55.82 万元，其中，防突仪器、仪表和设备投资 55.82 万元， 机构设置及人员培训 5 万元，其它费用 5 万元。-2-盘县大山吉源煤矿防突设计五、结论与建议1、矿井井田内共有可采及局部可采煤层共 9 层，设计采用预抽煤层瓦斯和开采 保护层的综合区域性防突措施，消除突出煤层的突出危险性，确保矿井安全。 2、矿井防突设计主要采用钻屑指标法预测工作面的突出危险性和检验防突措施 的效果。由于矿井无实测的突出敏感指标和临界值相关资料，因此，在今后的防突工 作中， 应不断摸索和研究其它指标的敏感性情况和临界值， 切实搞好矿井的防突工作， 防止矿井突出事故的发生。 3、矿井要配备专门的防突机构和专职的防突人员，矿井必须加强防突人员的技 术培训。 4、根据调查了解，吉源煤矿建井以来未发生过煤与瓦斯突出事故，但根据黔安 监管办字〔 号文《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》, 盘县地区划定为煤与瓦斯突出区域，矿区内各煤层未进行鉴定前，均有煤与瓦斯突出 的可能性。因此，矿井在未鉴定为无突出危险的各煤层中进行采掘作业时，必须按突 出煤层进行设计和管理。 且矿井今后的开拓准备巷道， 根据 《煤矿安全规程》 的规定， 必须避开突出煤层布置（该矿 17 号煤层在+1782m 标高以上、19 号煤层在+1760m 标 高以上鉴定为无突出危险，按高瓦斯进行设计和管理） 。 5、由于矿井内含可采及局部可采煤层 9 层，其突出危险性目前只是停留在调查 了解阶段。为确切地掌握矿井内可采及局部可采煤层的突出危险性，建议矿井尽快组 织对矿井井田范围内未作突出危险性鉴定的煤层进行突出危险性鉴定， 以便更好地指 导矿井的安全生产，防止矿井突出事故的发生。 6、严格坚持区域防突措施先行，局部防突措施补充的原则，确保矿井施工作业 中不发生突出事故。-3-盘县大山镇吉源煤矿防突设计第一章一、概况1、交通位置及井田境界矿井概况盘县大山镇吉源煤矿属盘县改扩建矿井之一，位于盘县南部大山镇境内，直距盘 县 26 公 里 ， 南 昆 线 威 红 段 小 雨 谷 站 14 公 里 ， 其 地 理 位 置 为 东 经 104°41′59″-104°42′53″，北纬 25°32′42″-25°33′04″。盘（县）～兴 （义） 公路由井田西部外围经过， 井田内有简易公路与其相通， 运程 8 公里。 盘 （县） ～ 兴（义）公路（大山镇丫）至小雨谷火车站 14 公里。交通较方便。矿井交通位置见 图 1-1-1。 根据贵州省国土资源厅颁发的C号采矿许可证，矿区范 围由1、2、3、4、5、6、7、8共8个拐点坐标圈定，井田范围东西长约1.5km，南北宽 约0.7km， 面积1.1270km2， 开采深度由+1925～+1650m。 矿区范围拐点坐标见表1-1-1。 表 1-1-1 拐点 1 2 3 4 X 坐标
2626150 吉源煤矿矿区范围拐点坐标表 Y 坐标 00
拐点 5 6 7 8 X 坐标
2827200 Y 坐标 50 矿区面积 1.1270km2 开采深度：+1925～+1650m-4-盘县大山镇吉源煤矿防突设计图 1-1-1大山镇吉源煤矿交通位置图吉源煤矿-5-盘县大山镇吉源煤矿防突设计2、地形地貌 本井田为单面山地貌，山势与地层走向基本一致。剥蚀坡地形坡度 15°～30° 左右，构造坡地形坡度 10°左右，由于流水作用，冲沟发育。井田总体地形为中部 高，南北低，最高点位于井田东部山头，标高 2023.50 米；最低点位于井田西北部冲 沟中，标高 1810 米，相对高差 213.5 米。属低中山地形。 3、气象 井田内气候温和湿润，冬无严寒，夏无酷暑，雨量充沛，属亚热带高原性季风气 候区。据盘县气象站资料：年平均降水量 1382.9mm，月平均气温 15.2℃，日极端最 高气温 36.7℃，日极端最低气温－7.9℃, 年平均相对湿度为 78％。 4、水文 井田内无河流，但沟溪水发育，雨季流量大，枯季流量小或干枯，主要受大气降 水的控制。 5、地震根据贵州省城乡建设环境保护厅“黔城设通发 [ 号文《关于公布贵州省地震烈度新 区规划的通知》 ” ，盘县地震烈度为Ⅵ度区。6、地温 矿井生产过程中未发现地温异常，属正常的地温区。二、矿井地质及煤层特征（一）矿井地层 井田内及其邻近出露地层从老到新有二叠系上统峨眉山玄武岩组至三叠系下统 飞仙关组及第四系，现分述如下： 1. 二叠系上统（P3 ） 峨眉山玄武岩组（P3β ） 出露于煤矿西部外围。主要岩性为灰绿色拉斑玄武岩及玄武岩、暗灰色火山角砾 岩及凝灰岩。煤矿内无出露，区域厚度 250 米左右。 与上覆地层假整合接触。 龙潭组（P3 l）-6-盘县大山镇吉源煤矿防突设计为区域内含煤地层， 以细碎屑岩为主的海陆交互相沉积。 岩性主要由灰色细砂岩、 粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成，厚度 234～299 米，平均 265 米。含煤 20～35 层，一般 25 层左右，可采及大部可采 10 层。产大羽羊齿、栉羊齿、 细羊齿等植物化石和腕足类、腹足类、瓣鳃类动物化石。根据岩性及其组合、沉积特 征等可大致分为上、中、下三段。 下段（P3 l 1） 龙潭组底界（铝土岩底界）～24 号煤层顶界。 一般厚度 40 米。 中段（P3 l2） 24 号煤层顶界～12 号煤层顶界。一般厚度 120 米。上段（P3 l 3）12 号煤层顶界～龙潭组顶界。一般厚度 105 米。 本煤矿内出露龙潭组上段地层，中下段主要出露在井田西部边界外。与上覆地层 整合接触。 2、三叠系下统（T1 ） 飞仙关组（T1 f） 出露于井田大部及南部边界外围。分上、下两段。 下段（T1 f 1）厚度 121～150 米，一般 135 米。从下至上岩性中细、粗、细的变 化规律。下部 50 米左右为灰绿色粉砂质泥岩及绿色泥质粉砂岩，夹泥质灰岩薄层、 条带及透镜体，含少量植物碎屑。中部 40 米左右以绿色粉砂岩及细砂岩为主，局部 夹泥质粉砂岩、含黄铜矿细晶及球状钙质结核。上部 45 米左右以绿紫及紫绿色泥质 粉砂岩为主，夹粉砂岩及粉砂质泥岩。中、下部分界处见不稳定的鲕粒状灰岩或生物 屑灰岩，厚度 1.0 米左右。全段含腕足类舌形贝及瓣鳃类动物化石。 上段（T1 f 2）厚度 460～500 米，一般 485 米。按岩性划分为三个亚段。 第一亚段（T1 f2-1）厚度 110～170 米，一般 140 米。以紫红色粉砂质泥岩、紫色粉砂岩及泥质粉砂岩为主，局部夹细砂岩。富含蠕虫状方解石，顶、底部含瓣鳃 类动物化石。 第二亚段（T1 f2-2）厚度：210～290 米，一般 230 米。下部 75 米左右为紫色与绿色条带相间的泥质粉砂岩，夹生物灰岩条带。中部 30 米以灰色泥质灰岩、紫色泥 质粉砂岩为主，夹粉砂岩，其中最下层泥质灰岩厚度较大且全区稳定，是本亚段岩层 对比的主要标志。上部 125 米以紫色泥质粉砂岩、粉砂岩及粉砂质泥岩为主，夹泥质 灰岩薄层。全层含瓣鳃类动物化石，产王氏克氏蛤。 第三亚段（T1 f2-3）厚度：105～125 米，一般 115 米。下部 20 米左右以紫红色-7-盘县大山镇吉源煤矿防突设计粉砂质泥岩为主，夹紫色粉砂岩薄层，富含蠕虫状方解石。中部 30 米左右以灰色泥 质粉砂岩为主，夹生物屑灰岩薄层及条带，含瓣鳃类动物化石。上部 65 米左右以灰 色薄层状泥质灰岩为主，夹绿色钙质泥岩及生物屑灰岩薄层，含生物遗迹及瓣鳃类动 物化石。与上覆地层不整合接触。 3、第四系(Q) 厚度 0～15 米。为残积、坡积物，由砂土、粘土及碎石土组成，分布于缓坡、平台及地形低洼处。 （二）地质构造 吉源煤矿位于盘南背斜南东翼中段，区域上属于上扬子板块黔南坳陷六盘水断 坳，黔西南涡轮构造盘县褶断带的主干褶皱。组成背斜的地层有三叠系中统关岭组至 泥盆系中统火烘组。 吉源煤矿位于盘南背斜南东翼中段，为单斜构造。地层总体走向北 75°东，倾 向南南东，倾角 5～8°左右。矿权内及周边发现断层 8 条。见表 1-2-1。 （三）煤层 龙潭组含煤层 20～35 层，一般 25 层左右，煤层总厚度 21.21～41.37 米，平均 31.19 米，含煤系数为 11.80%。其中马依西勘探区可采及大部可采煤层 9 层，编号为 3、5-2、9、12-1、17-1、17-2、19、26，29 总厚度 21.56 米，可采含煤系数 6.9%。本煤 矿矿权内（井田范围内）可采及大部可采煤层 9 层，编号为 3、5-2、9、12-1、17-1、 17-2、19、26、29。9 层煤层的全层厚度为 20.96 米，可采厚度 17.54 米，可采含煤 系数 6%。煤层稳定程度：不稳定 3 层（5-2、26、29） ，较稳定煤层 4 层（9、12-1、17-2、 19） ，稳定 2 层（3、17-1） 。煤层可采程度：全层可采 6 层（3、9、12-1、17-1、19、26） ， 大部可采 3 层（5-2、17-2、29） 。 本煤矿较稳定煤层和稳定煤层的可采厚度占可采总厚度的 88%。煤层稳定类型确 定为较稳定型。 可采及局部可采煤层特征详见表1-2-2。 3、煤层倾角 煤层倾角对矿山压力显现的影响也很大，实践表明，近水平煤层的矿山压力显现 比倾斜和急倾斜煤层剧烈，该矿煤层倾角 5°～8°，平均 7°，属于近水平煤层。-8-盘县大山镇吉源煤矿防突设计表 1-2-1断层 名称 F7 倾向正 断层 长度 （米） 井田内可见 长度 730 断层产状 走向 倾向断层情况一览落差 （米） 描 述倾角北 10°东南东70°200F31 斜向 正断层井田内可见 长度 650北 25°东北西65°60位于井田西部边缘，断裂线明 显。 上盘为煤系地层， 下盘为峨 眉山玄武岩组。 井田南部外侧有 2501 号钻孔控制，呈南向北延 伸出井田。 位于 F7 断层以西， 断裂线明显。 上、下盘均为峨眉山玄武岩组。 对本井田煤层无影响 在 煤 矿 范 围 内 位 于 西 侧 J25 线～26 线之间，走向、倾向与 F7 基本一致， 地层断距 115 米。 是 F7 的透镜状分枝断层。上、 下盘均为煤系地层。 井田南部外 侧有 2501 钻孔控制。 位于井田中部。断层北端止于 F7 断层，断裂线清楚。 位于井田东部，地面断裂线清 楚。南端止于 F4 断层。地面 3 号煤层水平断开约 180 米， 无钻 孔控制。 位于井田东部边缘， 地面断裂线 清楚。3～9 号煤层明显错开， 深部有
钻孔控制。 位于煤矿中部，地面断裂线清 楚，深部钻孔 2601 实见，煤矿 在采掘过程中亦见，落差 2 米。 位于煤矿东北部， 地面控制点 1 个，深部钻孔 2701 控制。F7-3 倾向 正断层井田内可见 长度 200南北东70°120F1 倾向正 断层井田内可见 长度 400北 15°西北东64°10F7-1 斜向 正断层井田内可见 长度 750北 40°西北东51°12F4 斜向正 断层井田内可见 长度 400北 30 东南东72°70F7-2井田内可见 360 米 井田内可见 长度 740 米北 6°西北东 东 北北 东642-10F4-2北西西5112煤矿构造复杂程度属中等构造。-9-盘县大山镇吉源煤矿防突设计表 1-2-2全层厚度 （米） 最小C最 大 平均 1.22 0.91-2.30 1.53 0.73-0.86 0.8 0.12-1.28 0.7 3.54-6.21 4.73 1.53 4.45-9.76 6.42 0.29-5.54 2.05 0-1.62 1.01 可采厚度 （米） 最小C最 大 平均 0.97吉源煤矿可采及局部可采煤层特征表煤层 编号煤层间 倾角 距 （米） （°）煤层 结构煤层稳 定程度煤层顶板岩 性煤层底板岩 性35～8 25简单稳定粉砂质泥 岩、泥质粉 砂岩 细砂岩、泥 质粉砂岩 粉砂岩、泥 岩 粉砂岩、粉 砂质泥岩 泥质粉砂岩 泥质粉砂岩 粉砂岩、泥 质粉砂岩 泥质粉砂 岩、粉砂岩 粉砂质泥岩 粉砂岩泥岩、泥质 粉砂岩 泥岩、泥质 粉砂岩 粉砂质泥 岩、粉砂岩 泥岩、泥质 粉砂岩 泥质粉砂岩 粉砂岩 泥岩、粉砂 岩 粉砂岩、泥 质粉砂岩 炭质泥岩 铝质泥岩5-2 90.43-1.64 0.99 0.73-0.86 0.8 0.12-1.25 0.69 3.23-5.71 4.04 1.12 4.45-8.19 5.8 0.23-4.55 2.05 0-1.48 0.89 235～8 5～8 8.6 5～8 14.5 5～8 12.5 5～8 5～8 5～8简单 简单不稳定 较稳定12-1 17-1 17-2 19 26 29简单 复杂 简单 复杂 复杂 复杂较稳定 稳定 较稳定 较稳定 不稳定 不稳定6.5 24 65～8（四）煤质 1. 煤的物理性质和煤岩特征 本区煤层均为黑色和灰黑色，玻璃光泽，强玻璃光泽及金刚光泽，以参差装断口 为主，部分为棱角状及阶梯状断口。裂隙中可见方解石，粘土矿物及黄铁矿等充填。 宏观煤岩特征： 宏观煤岩类型为半亮型和半暗型。 其煤岩成分主要为亮煤和暗煤， 其次为镜煤和透镜状丝炭。结构以线理状、细条状为主，局部过度为中条带状，5-2、 17-1 及 19 号煤层多呈粉状，其余煤层为块状。 微观煤岩特征： 由有机和无机显微组分组成。有机组分含量为 69.52～90.95%, 以镜质组为主，丝质组次之，半镜质组较少；无机组分含为 9.05～30.48%，以粘土 类为主，硫化物、碳酸盐、氧化物次之。- 10 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计2. 化学性质和工艺性能 （1） 化学性质 ①水分（Mad） 全水分分析见表 1-2-3，测值可靠。 表 1-2-3 煤层编号 全水分（Mt）% 3 3.20 5-2 2.50 全水份分析表 17-1 4.65 26 4.78②挥发分（Vdaf） 原煤最高挥发份为 21.35%,各可采原煤煤层平均值从 14.45～18.97%，精煤挥发 分平均值从 10.99～15.70%。梯度为每降深 100 米挥发份降低 1.6%。 ③元素成分 各可采煤层碳含量平均值为 87.68～92.71%；氢含量平均值为 3.45～4.75%；氮 含量平均值为 0.54～2.66%；氧+硫含量平均值为 0.84～5.75%。 ④有害组分 灰分： 9、 12-1、 17-1、 17-2、 19 号煤层为中灰， 3 号和 26 号为中-富灰。 见表 1-3-4。 硫含量：17-1 号煤底层为特低硫， 17-2 号煤层为低硫，3、12-1 号煤层为中高硫， 19 号煤层为中硫―中高硫，5-2、9、26、29 号煤为高硫。见表 1-3-4。 硫的形态以硫铁矿硫为主（84.72～92.00%） 。精煤硫与原煤硫相比，脱全硫率为 58～67%，脱硫铁矿硫率为 73～81%。 磷含量：煤层中磷的含量较低，一般低于 0.01%，可以认为对生态和环境影响不 大。 砷含量：煤层中砷的含量为0～30×10-6,8煤层中有6层的最大砷含量超过食品工 业用煤的含量标准（8×10-6） 。在加工利用煤炭时，所产生的氧化砷将随烟尘排放到 大气中对环境有一定的影响。 矿区内各煤层主要煤质指标详见表1-2-4。 （2）工艺性能 ①煤类 以贫煤为主，次为贫瘦煤及瘦煤，3 号煤层浅部有少量焦煤，26 及 29 号煤层深- 11 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计部有少量无烟煤，同一煤层中通常有两个煤类。 ②煤的粘结性 胶质层（Y） 各可采煤层平均值的两极值为 19.2～31.0mm。其变化规律为自上而下逐渐增加。 粘结指数（G） 各层煤的粘结指数详见表 5。 ③发热量 各煤层发热量见表2，从应用基低位发热量（Qnet,ar）来看，各煤层均为高热值。表 1-2-4煤层 编号3吉源煤矿可采及局部可采煤层煤质特征表原 煤 Vdaf%14.81-21.35 18.97（36） 12.80-19.57 16.60（3） 12.94-20.05 16.39（34） 13.56-20.47 16.80（25） 12.08-19.33 15.93（46） 11.97-18.29 15.73(27) 12.32-19.57 15.70(50) 10.47-18.05 14.67(44) 16.10-17.44 16.77(2)分 St,d %0.99-5.39 3.15（37） 3.16-5.57 4.28（3） 1.92-4.99 3.18（31） 1.21-3.95 2.70（25） 0.24-2.25 0.61（44） 0.24-3.10 1.17(22) 1.10-4.18 2.50(51) 1.30-6.36 3.80(45) 5.70-5.91 5.805(2)析 煤灰熔融性 1192（17） 78（3） 00(18)
1175（11）
1349（21）
1283（18）
1191（28）
1226（48）Mad%0.41-1.33 0.77（39） 0.50-1.53 0.91（3） 0.46-1.75 0.94（34） 0.51-1.27 0.85（26） 0.44-1.88 0.96（47） 0.44-1.62 0.91(24) 0.55-1.15 0.94(50) 0.38-1.40 0.86(48) 0.57-0.96 0.765(2)Ad %19.8-30.68 24.81（37） 13.70-29.49 20.62（3） 14.12-26.16 20.98（32） 16.04-32.22 23.10（27） 13.60-25.83 19.54（48） 14.20-28.43 19.93(24) 13.80-30.00 21.13(52) 15.57-33.04 24.14(45) 22.44-30.65 26.545(2)Qb,daf, MJ/kg23.40-27.49 25.20(29) 23.54-29.46 27.27(3) 25.61-28.79 27.12(21) 23.03-29.24 26.40(15) 26.01-29.99 27.90(31) 24.48-29.27 27.42(18) 23.36-29.70 26.91(39) 21.97-28.89 25.59(40) 34.74-35.54 35.14(2)5-2912-117-117-2192629- 12 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计表1-2-4煤层 编号3吉源煤矿可采及局部可采煤层煤质特征表（续）精 煤Vdaf % 12.45-17.00 15.70（34） 11.74-17.75 14.48(3) 11.73-20.05 14.28(34) 11.51-18.18 14.74(31) 10.74-16.43 13.76(48) 11.05-16.45 13.48（27） 10.00-16.06 13.23（51） 8.51-15.97 11.63（46） 13.52-13.58 13.55（2）分St,d % 0.90-1.78 1.34（35） 2.68-3.49 3.14(3) 0.86-1.85 1.37(32) 0.85-2.14 1.40(27) 0.26-1.15 0.48(45) 0.29-1.41 0.74（23） 0.65-1.53 0.94（46） 0.89-2.13 1.46（42） 1.00-1.17 1.085（2）析GMad % 0.44-1.13 0.69（38） 0.42-1.61 0.95(3) 0.41-1.53 0.87(34) 0.42-1.50 0.88(31) 0.44-1.61 0.94(47) 0.48-1.16 0.77（26） 0.58-1.50 0.90（51） 0.30-1.58 0.94（47） 0.31-0.92 0.615（2）Ad % 3.90-13.61 18.19（38） 4.55-13.26 8.10(3) 4.31-10.76 7.22(33) 3.86-12.46 7.64(29) 3.82-10.26 6.63 (47) 2.85-12.24 16.86（27） 3.84-10.78 6.83（52） 5.24-12.62 8.35（47） 11.32-11.39 11.355（2）煤 类 JM、SM、PS、 PM PS0～915-20～9190～57PS、PM12-10～81PS、PM17-10～35PS、PM17-20～21PS、PM190～29PS、PM260～46PM、WY291～12.8PM（五）煤层顶、底板 3 号煤层 煤矿范围内大部剥蚀，零星分布，顶板为泥质灰岩、灰绿色粉砂质泥岩、泥质粉 砂岩等。岩石质量差～好、完整性差～完整，属较软～较坚硬岩类，稳定性中等。 底板： 主要为泥岩、 泥质粉砂岩， 局部为泥岩， 岩石质量中等～好、 完整性中等～ 完整，属较软~较坚硬岩类，稳定性中等。直接底有一薄层泥岩，易吸水膨胀、泥化， 强度变低。 5-2 号煤层 顶板：主要为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩为主。岩石质量差～好、完整性差～- 13 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计完整，属较软～较坚硬岩类，稳定性中等。 底板：直接底板岩性为厚 0.1～0.5 米的泥岩，下部为泥质灰岩、粉砂岩、泥质粉 砂岩。岩石质量差～中等、完整性差～中等，属较软～较坚硬岩类，稳定性中等。易 吸水膨胀、泥化，强度变低。 9 号煤层 顶板： 主要以泥岩、 钙质泥岩为主。 岩石质量差～好、 完整性差～完整， 属较软～ 软岩类，稳定性差。 底板：直接底板岩性为厚 0.1～0.5 米的泥岩，下部为泥质灰岩、粉砂岩、泥质粉 砂岩。岩石质量差～中等、完整性差～中等，属较软~较坚硬岩类，稳定性中等。易 吸水膨胀、泥化，强度变低。 12-1 号煤层 顶板：主要以粉砂质泥岩、钙质泥岩为主。岩石质量差～好、完整性差～完整， 属较软～软岩类，稳定性差。 底板：粉砂质泥岩、泥质粉砂岩。岩石质量差～中等、完整性差～中等，属较软 ~较坚硬岩类，稳定性中等。无膨胀、底鼓现象。 17-1 号煤层 顶板：直接顶板以粉砂质泥岩为主，间接顶板以粉砂岩、细砂岩为主。岩石质量 差～好、完整性差～完整，属较软～较坚硬岩类，稳定性中等。 底板： 粉砂质泥岩、 粉砂岩为主。 岩石质量差～中等、 完整性差～中等， 属较软～ 较坚硬岩类，稳定性中等。无膨胀、底鼓现象。 17-2 号煤层 顶板：顶板为 17-2 号煤层底板，岩石质量差～中等、完整性差～中等，属较软~ 较坚硬岩类，稳定性中等。 底板：泥质粉砂岩、粉砂岩为主。岩石质量差～中等、完整性差～中等，属较坚 硬岩类，稳定性中等。无膨胀、底鼓现象。 19 号煤层 顶板：以粉砂质泥岩、粉砂岩为主，岩石质量差～中等、完整性差～中等，属较 软～较坚硬岩类，稳定性中等。 底板： 直接底板有 0.1～0.5 米含根泥岩， 其下部为泥质粉砂岩、 粉砂岩、 细砂岩。- 14 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计岩石质量差～中等、完整性差～中等，属较坚硬岩类，稳定性中等。无膨胀、底鼓现 象。 26 号煤层 顶板：以粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主，岩石质量差～中等、完整性差～中等， 属较软～较坚硬岩类，稳定性中等。 底板：直接底板以泥岩为主，其下部为泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩。岩石质量 差～中等、完整性差～中等，属较坚硬岩类，稳定性差。无膨胀、底鼓现象。 29 号煤层 顶板：多为粉砂岩、细砂岩及泥质粉砂岩，与 26 号煤层间距变小时则为粉砂质 泥岩。 底板：与 30 号煤层合并时，为铝质泥岩，其下为峨眉山玄武岩组凝灰岩。直接 底板均见厚度 0.1～1.0 米的（含根）泥岩。 （六）瓦斯、煤层自燃及煤尘爆炸特征 1、煤层瓦斯及瓦斯含量 （1）煤层瓦斯 根据贵州省能源局文件（黔能源煤炭[ 号《关于盘县煤炭局&关于 2012 年度盘县地方煤矿瓦斯等级鉴定报告送审的报告&的批复》 ） ， 吉源煤矿 2012 年度绝对 瓦斯涌出量为 4.41m3/min，吉源煤矿为高瓦斯矿井。 （2）煤层瓦斯含量 由于矿方未提供各煤层瓦斯含量点的标高和距地表的标高 （即未提供测定瓦斯含 量点距地表的垂深） ，无法推算在矿界范围内各煤层最大埋深时的具体瓦斯含量，设 计根据储量核实报告从马依西勘探区获得有关各煤层的瓦斯含量资料， 矿区各煤层瓦 斯含量汇总见表 1-2-5。 （3）煤与瓦斯突出鉴定情况 根据贵州省煤炭管理局文件， 黔煤生产字[ 号关于六盘水市煤炭局 《关 于转报关于盘县大山镇镇吉源煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告》的批复，该 矿 17 号煤层+1782m 标高以上无突出危险性，19 号煤层+1760m 标高以上无突出危险 性。- 15 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计表 1-2-5煤层 编号3 5-2 9 12-1 17 19 26 29吉源煤矿瓦斯含量汇总表煤层底板高程 （ m）6.67 3.02 0.18 4.57 4.34 6.10 903.82-.17-.86-65.85 1.01-14.28 1.00-2.33 0.94-1.88 1.05-6.71采样 点数9 7 8 5 23 17 10 11瓦斯成分（%） CO2 CH467.16-98.90 45.39-97.07 59.57-99.87 65.91-87.67 54.82-99.22 34.30-99.66 73.18-98.68 10.89-98.87瓦斯含量（ml/g.KR） N21.10-32.84 2.39-32.88 O.13-39.44 12.33-30.86 0.78-45.18 0.70-65.70 1.32-26.82 1.13-29.98重烃0.35-1.57 1.50-2.09 0.15-2.17 ～2.33 0.48-2.42 0.04-6.25 0.57-1.36 0.61-2.09可燃气体1.45-10.32 1.29-13.07 2.53-14.96 4.59-6.74 4.33-15.67 2.38-22.97 4.40-13.25 4.97-10.512、煤尘爆炸性 根据贵州省煤田地质局实验室 2009 年 8 月提交的盘县大山吉源煤矿煤尘爆炸性 鉴定报告，该矿 17、19 号煤层煤尘有爆炸危险性。 3、煤的自燃性 根据贵州省煤田地质局实验室 2009 年 8 月提交的盘县大山吉源煤矿煤炭自燃倾 向等级鉴定报告，该矿 17、19 号煤层自燃倾向性鉴定为三级，为不易自燃煤层。其 余煤层未进行相关鉴定。三、水文地质条件1、区域水文地质条件 （1）区域地层含水性 盘县煤田范围内出露的地层按岩性大致可分为可容性岩层和非可容性岩层两大 类。前者含裂隙溶洞水，含水性较强，补给与径流条件良好，是地下水的活跃层位； 后者含水性与透水性微弱，虽然有地下水赋存，但径流量甚小。现将区域内水文地质 条件与主要含煤地层有关的地层含水性，由老到新分述如下。 ①二叠系下统栖霞组（P2q）及矛口组（P2m） 赋存碳酸盐裂隙溶洞水，富水性强，其中溶洞管道发育，含水性极不均一，大泉- 16 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计与暗流的一般流量为 10～7670 升/秒，枯水期径流模数为 5.23～11.26 升/(秒?平方 公里)，钻孔涌水量为 4.15～979.80 米 3/日。水质为碳酸钙型淡水。 ②二叠系上统峨眉山玄武岩组（P3β ） 岩性主要为玄武岩、拉斑玄武岩、凝灰岩，该组一般含水性弱，有时含裂隙水。 泉水流量一般为 0.1～1.0 升/秒, 枯水期径流模数为 0.73～1.80 升/(秒? 平方公里)， 钻孔涌水量为 17.0～267.8 米 3/日。 ③二叠系上统龙潭组（P3l） 岩性主要由粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成。含裂隙水，但赋水 性微弱，是煤矿床直接充水的弱含水层段。泉水流量一般小于 0.50 升/秒,个别达到 4～7 升/秒。 据各井田和勘察抽 （放） 水试验成果统计， 下段单位涌水量 q=0～0.0766 升/(秒?米)，中段单位涌水量 q=0.0 升/(秒?米)，上段单位涌水量 q=0..102 升/(秒?米)。 ④三叠系下统飞仙关组下段（T1f 1 ） 岩性主要为粉砂岩、细砂岩及粉砂质泥岩，厚度 97～190 米，赋存裂隙水，但富 水性弱，是龙潭组含煤地层上部直接充水弱含水层。其泉点稀少，出水形态主要为渗 流，流量随季节变化，泉水流量一般小于 1.0 升/秒, 钻孔单位涌水量为 0.00109～ 0.0525 升/(秒? 米)。 水质一般为重碳酸钠型水， PH 值为 7.4， 固容物为 61.06～482.44 毫克/升。 ⑤三叠系下统飞仙关组上段（T1f ） 岩性主要为中、薄层粉砂岩，夹细砂岩及粉砂质泥岩，上部夹泥质灰岩及泥岩， 厚度 354～590 米。含裂隙水，但富水性弱，是龙潭组含煤地层上部直接充水弱含水 层。泉水流量一般为 0.01～168.00 升/秒, 水质一般为重碳酸钙钠型水。 ⑥三叠系下统永宁镇组（T1yn） 第一段岩性以薄～中厚层灰岩为主，厚度 101～211 米；第二段岩性以泥岩及砂 质泥岩为主，厚度 135～160 米；第三段岩性以中、薄层灰岩及白云质灰岩为主，厚 度 88～325 米，第四段以中厚层角砾状白云岩及泥质灰岩为主，厚度 57～203 米。 本组第二段含水性弱，其它段岩溶发育，赋存裂隙溶洞水，赋水性强，泉点及暗 河多见，流量大，一般流量为 10～4904.96 升/秒。钻孔涌水量为 574.6～2780.4 米3 2/日。水质为重碳酸钙(钙镁)型水。由于该组上、下部地层及第二段的隔水作用，地- 17 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计下水多沿层面运动和排泄。该组与龙潭组含煤地层间有飞仙关组相隔，其地下水对未 来煤矿床充水一般无影响。 ⑦三叠系中统关岭组（T1g） 下段岩性以薄层泥岩及粉砂质泥岩为主，厚度 118～182 米；中段岩性以厚层、 中厚层含泥灰岩为主，厚度 192～352 米；上段岩性主要为中厚层至块状角砾白云岩 及白云岩，厚度大于 100 米。 本组下段泉点出露少含水性弱，中、上段含裂隙溶洞水，赋水性强，暗河发育， 常见大泉，钻孔涌水量为 153.8～1363.4 米 3/日。水质为重碳酸钙型水, 固容物为 189.90～574.68 毫克/升。该组远离龙潭组含煤地层，下段有隔水作用，中、上段地 下水对未来煤矿床充水一般无影响。 ⑧第四系（Q） 冰川沉积及坡积、残积、冲积层等，厚度 0～41 米。含孔隙水，富水性强。因厚 度有限且分布零星，其泉点少，流量小，无供水意义。 （2）区域水文地质条件 ①地形地貌及地形构造 本区地处于黔西高原， 地势西高东低， 西部有老黑山， 北部有八达山。 以梓木戛 、 归顺、普安县莲花山一线为分水岭，分水岭以南的新桥河、楼下河属盘江水系；分水 岭以南的拖长江、淤泥河、格所河（半河）属北盘江水系。区内地形切割较强烈，切 割最深达一千余米， 成为山峦起伏的中山地形。 地貌按塑形营力的性质分为岩溶地形、 溶蚀―侵蚀构造地形、侵蚀构造地形三类。 岩溶地形，峰丛洼地多分布在深切河谷两岸；溶丘洼地见于两河等地灰岩分布地 区；峰丛谷地往往出现在坡立谷周围。各种岩溶地貌千姿百态―旧普安、珠东、莲花 山等地的石林，宽阔而平坦的归顺坡立谷，高耸的峰丛。低矮的溶丘，星罗棋布的漏 斗和洼地及形态奇特的溶洞等。这些溶洞形态相互配置，构成一幅绚丽的景观。 溶蚀―侵蚀构造地形， 本区北部和中部的紧密褶皱区， 可溶与非可溶岩相间分布， 地形发育密切受岩性和构造的控制，在区内形成条带状平行展布的岩溶地形，和侵蚀 构造地形。 侵蚀构造地形，在玄武岩组、龙潭组及飞仙关组分布区，山岭谷地延伸方向与构 造线基本一致，常成脊状山、单面山等。玄武岩组多成单面山构造坡，飞仙关组成单- 18 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计面山剥蚀坡，龙潭组往往成侵蚀谷地。侵蚀谷地又发育有横向冲沟，冲沟成为地表水 的排泄通道。 本区褶皱北西向有土城向斜、照子河向斜、白央坪背斜、西龙背斜等；北东向有 盘关向斜、水塘向斜、盘南背斜、旧普安向斜、大平地向斜等；南北向有格所河背斜 等；断裂带可分为北东、北西、东西、南北向等四组组合展布。北部以北西、东西向 为主，如照子河断裂带；中部和南部以北东向为主，如盘县断裂带。 ②地下水补给、径流及排泄 地下水主要补给来源靠大气降水。非可溶岩地层中的沟溪水进入可溶地层，多数 潜入地下，补给地下水，而在沟谷地段或含隔水层接触处，地下水又以泉或暗河出口 泄出地表，补给地表水，区内地下水地表水这种互补关系极常见。 地下水的径流与排泄主要受岩性组合，构造特征及地貌形态的的控制。其迳流形 式:在可溶岩以管道流为主，在可溶性岩与非可溶性岩地层相间出现，以面流形式为 主；在非可溶性地层，像与煤矿床开发有关的为隙流。其排泄类型可分几种：如盘关 向斜轴部亦资孔、沙陀等地，地下水由向斜两翼向轴部集中的向斜谷地汇流排水；盘 南背斜、西龙背斜和白央坪背斜等，地下水由轴部向背斜两翼或沿背斜轴分散排泄的 背斜山分流排水；盘关向斜西翼和旧普安向斜南东翼，茅口组与玄武组接触带，即为 可溶性与非可溶性接触带排水；含隔水层相间分布的永宁镇组和关岭组，地下水沿层 面运动、排泄的缓倾斜岩层面流排水；河谷深切岩溶地段，像拖长江、淤泥河、格所 河、新桥河 、楼下河等，是地下水的岩溶峡谷排水；此外还有溶丘洼地、峰丛洼地 等排水类型。 地下水动态变化受大气降水影响显著， 按流量变幅分为两类： 岩溶发育成管道型、 管脉型，地下水流量呈巨变流，变幅在 100 倍以上，碎屑岩裂隙，一般为隙流，地下 水流量呈急流、缓变流，变幅在 100 倍以下。 2、矿井水文地质条件 （1）地层含水性及开采后变化 本煤矿属盘南背斜南东翼西端马依东、马依西井田之间的浅部。综合《详查地质 报告》 、地质简测报告，与本煤矿相关的各地层含水性及开采后变化如下： ①峨眉山玄武岩组（P3β ） ：岩性主要为玄武岩、拉斑玄武岩、凝灰岩，含浅部 风化裂隙水，马依西井田泉点流量一般为 0.1～1.0 升/秒，在煤矿范围内只有 170- 19 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计号泉点流量为 0.0027 升/秒，深部含水性极弱。 ②龙潭组（P3l） ：岩性主要由粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成。 厚度 185～465 米。含裂隙水，但富水性微弱，是煤矿直接充水的弱含水层。根据调 查资料，泉水流量 0.28～1.003 升/秒，据马依西井田抽放水试验成果统计，下段流 量 Q 趋于 0,中段涌水量 Q=0.039 升/秒,单位涌水量 q=0.000294 升/（秒.米） ，上段 涌水量 Q=0..454 升/秒,单位涌水量 q=0..00963 升/（秒.米） 。 ③飞仙关组（T1f） ：岩性主要由厚层状细砂岩 、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质 泥岩组成。浅部含风化裂隙水。但富水性弱，是龙潭组含煤地层上部的直接充水弱水 层。泉点少，出水形态主要为渗流，流量随季节性变化。泉水流量一般小于 1.0 升/ 秒，钻孔涌水量 Q=0.828 升/秒，单位涌水量 q=0.0437 升/(秒.米)。水质一般为重碳 酸钠型水，固溶物为 61.06～482.44 毫克/升。 ④第四系（Q） ：零星分布，由松散的冲积物、坡积物、碎石砂土组成，含孔隙水。 泉水流量动态变化大，降大雨时多处出露泉点，雨后有些泉点随之干涸。该地层含裂 隙水，含水性强。 （2）滑坡体含水性 煤矿东北部有一个小滑坡（H2） ，面积 0.028 平方公里。滑坡体为龙潭组中、上 段，滑床为龙潭组中段。滑床上有 F4 断层通过，该滑坡体含水性较强。 （3）断层含水性 根据马依西详查资料，断层 F4、F7、F7-2、F7-3、F31、F4-2 属压扭性或张扭性 断层，断层带胶结紧密，孔隙不发育，派生裂隙多被方解石脉充填，附近泉水流量甚 微。马依西井田详查勘探时 2901 号钻孔对 F7 断层作了抽水试验，流量 Q 为 0.039 升/秒，单位涌水量为 0.000454 升 /（秒?米） 。因此断层带导水性差，含水性弱。 本煤矿矿权范围内的断层等属张扭性断层。 （4）老窑积水 根据《详查地质报告》实测小煤矿资料，本煤矿内 77、78 号老窑有水流出硐口， 流量分别为 1.828～0.006 升/秒、2.97～不外流升/秒，观测日期为 1990 年 6 月 25 日至 1990 年 4 月 15 日。说明老窑积水较多。本煤矿老窑较多，但多已停采，无法收 集资料。 （5）断层带导水性- 20 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计据马依西井田资料，井田断层破碎带胶结紧密，裂隙多被方解石脉充填。钻孔简 易水文资料， 穿见断层时无异常反映。 F7 断层作抽水试验， 涌水量 Q 为 0.0 升/秒，单位涌水量 q 为 0..000454 升/秒?米。本井田断层带导水性差， 含水性弱。一般情况下，断层带对煤矿床充水无影响。 （6）地表水、地下水动态变化 径流煤矿范围内的河流如果边河、大兴河支流等，受大气降水影响明显，一般 在丰水期暴雨后 1～2 小时，河水暴涨，雨后水位迅速下降，枯水期流量甚微，据铜 厂河上游（大河）长观点资料，枯、雨季节流量幅度为 829 倍。降雨量集中在每年的 5～10 月份，而同期地表水流量一般出现峰值；11 月至翌年 4 月降雨量显著变少，而 同期地表水流量一般出现低谷；地表水的变化与历年降水质量基本一致，大气降水是 地表水的补给来源。 泉水、老窑水及小煤矿水的动态变化与地表水的变化类同，即随着大气降水的变 化而变化，受大气降水显著，泉水流量变化与降雨量变化趋势基本一致。泉水和小煤 矿水的流量一般在降水后的 1～3 天开始增大。滞后期 2 天左右。因此大气降水是地 下水的主要补给来源。 （7）充水因素分析 ①充水水源 a．地表水 （a）果边河 水位标高+1881～+1820m。马依西勘探区侵蚀基准面为+1460m，主采煤层 17、19 号大部分位于侵蚀基准面以上。由于流经的地层为弱含水层，河段有 较厚的隔水层相隔，河水为间接充水水源。 （b）沟溪水 区内沟溪发育，其流程一般 0.800～1.5km，流量受大气降水控制， 流量一般较小，其流向大部与岩层倾向相同。一些沟溪位于隔水层段地层露头区，岩 石透水性差，加之地形坡度较大，地表水径流较快，距离含煤地层远，它们对煤层的 开采充水影响较小。切割含煤地层的冲沟，与煤层风氧化带直接接触，将来在沿这些 沟溪带开采煤层时，沟溪水将是矿井的直接充水水源。 b．地下水 （a）滑坡和第四系孔隙水：滑坡和第四系上部堆积体结构松散，孔隙发育，渗 透性好，是良好的天然储水库，蓄积有大量的地下水，又直接覆盖于煤系地层露头区- 21 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计之上，它们与煤系地层之间无隔水层阻隔，在煤矿开采浅部煤层时滑坡和第四系孔隙 水将是矿井的直接充水含水层。 （b）龙潭组裂隙水：龙潭组地层本身含有风化、构造裂隙水，含水性、导水性 弱，一般浅部水量较大，深部水量逐渐变小，但地层厚度大，也不容忽视，为矿井直 接充水含水层。 （c）茅口组岩溶裂隙、管道水：该层在煤矿内未见出露。 （d）小煤矿及老窑积水：小煤矿及老窑主要在煤矿北部及北东部有分布。当煤 矿开采过程中，由于人工裂隙的发育，贯通小煤矿及老窑巷道时，小煤矿及老窑积水 就会进入矿井，成为矿井的直接充水水源。 ②水文地质类型 本井田为单面山剥蚀坡地貌，并冲沟发育，地表有良好的排泄条件；含煤地层及 其上覆、下伏地层含风化裂隙水，深部含水微弱，风化裂隙水以渗流为主，水力联系 较差。本井田水文地质条件类型为中等，即以大气降水为主要补给来源的裂隙充水矿 床。 （8）矿井涌水量 由于煤矿范围内面积小，未对该矿划分初期开采水平及面积，即矿井涌水量预测 水平为+1840～+1720m，预算面积为 0.723 平方公里。 采区开采水平底于当地侵蚀基准面，果边河不对先期开采地段矿井充水，矿井涌 水主要来自于飞仙关组、龙潭组浅层风化裂隙水及少量第四系及滑坡体孔隙水，地下 水最终补给来源于大气降水。 由于 17、19 号煤层稳定性较好，为主采煤层，储量报告预算主要是提供初期采 区开采 17、19 号煤层时的涌水量。 ①大井法 初期采区形态近似不规则的五边形，龙潭组因含多层砂岩、灰岩等刚性岩石，露 头风化带透水性稍好，接受降雨补给能力稍好，含裂隙溶隙水，总体含水性较弱，为 矿井直接充水水源；龙潭组上部较弱含水的飞仙关组裂隙溶隙水因开采 17、19 号煤 层产生导水裂隙带也为矿井直接充水水源， 两者顶部几乎无隔水顶板， 具有潜水性质， 矿井排水时两者的水位将降 19 号煤层底板；初期采区地层倾角 4-6℃，可视为一水 平含水层，故可用大井法预测矿井涌水量，选用潜水含水层非完整井公式：- 22 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计Q=3.1416KSw｛(l+ Sw) /ln(R/sw)+ l /ln（0.66 l /rw） ｝ 式中： Q―预算的初期采区矿井涌水量 m3/d；k―采用 2403 孔 P3l 段混合抽水的渗透系数值 1.476m/d； Sw―开采后水位降深，取初期采区内钻孔终孔平均水位（ P3l 混合水位）至 P3l 底之间平均厚度 150m；l―为过滤器有效长度，取值无穷小；r ―因初期采区为正方形，边长 a=1. 2km，引用半径 r0 =0.59a＝708m， h―开采前初始水位，取初期采区内钻孔终孔平均水位（P3l 混合水位）至 P3l 底 之间平均厚度 245.63m； R―引用影响半径 R0=2S hk + r0＝735.53（m） ， 采区涌水量经计算： 正常涌水量 Q =12444 m3/d 根据龙潭组长期观测泉点（164、168、169）涌水量资料，泉点最大流量是一般 流量的 3.6 倍，故 最大涌水量 Q =1244 ×3.6＝44798m3/d ②比拟法 该煤矿目前正常生产，规模为 6 万吨/年。主采煤层为 17-1 号煤层，目前开采面 积为 0.039 km2，开采水平为+1826m，据调查该矿涌水量主要受大气降水补给，季节 变化较明显，据该矿排水量长期观测资料，平水期平均涌水量为 240m3/d，丰水期平 均涌水量为 480m3/d。经吉源煤矿以往排水量观测资料分析统计，其涌水量随开采面 积和水位降深变化，与两因素大致呈直线变化关系，故本次矿坑涌水量比拟法预算公 式为： Q = Q0F S F0 S0式中：Q：全部开采采区 17、19 号煤层时矿坑涌水量（m3/d） ； F：初期采区 19 号煤层的最大开采面积，为 0.723（km2） ； S：初期采区龙潭组平均水位降低值，取初期采区内 7 个钻孔终孔水位平均值至 19 号煤层底板的距离，取值 140m； Q0：吉源煤矿矿坑涌水量，平水期 240m3/d，丰水期 480 m3/d；- 23 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计F0：吉源煤矿开采面积，为 0.039km2； S0：吉源煤矿水位降低值，为采前初始水位标高 1826m 与开采水平标高 1720m 之 差，即 106m； 比拟法矿坑涌水量计算结果： 故正常涌水量 Q = 240×0.723×140/0.039/1.06＝2448 m3/d 最大涌水量 Q = 480×0.723×140/0.039/1.06＝4896 m3/d ③上述二种计算方法说明 a．大井法 该方法是利用钻孔抽水资料计算的涌水量，反映了当前自然状态下的岩石渗透 性。此次抽水钻孔地处沟溪附近，沟溪水可能沿基岩裂隙流入孔内，故所得渗透系数 值偏大，另外大井法计算时假定含水层厚度为无限含水层，因而此法计算出的最终涌 水量值偏大。 b．比拟法 此法所计算的涌水量反映了矿井开采后水文地质条件的变化，较为接近生产实 际，但吉源煤矿目前主要开采浅部，受深部基岩裂隙水影响较小，水文地质条件并不 完全一致，故本区比拟法计算值可能偏小。 c.根据以上方法的比较， 推荐正常涌水量 Q =2448 m3/d， 最大涌水量 Q =4896 m3/d。 矿坑涌水量是一动态变化的过程，其涌水量除与当地地形、地貌、岩性、构造、 降雨、岩石的透水性、富水性、补给径流排泄条件有直接的关系外，还与井筒巷道布 置方式、掘进方法、采煤方法、采空区面积、顶板管理等有一定的关系。一般在开采 初期，涌水量小，随着开采面积的增大，上覆地层的采矿导水裂隙带范围扩大，弯曲 下沉带将形成，水文地质条件将发生变化，涌水量也随着增大，尤其在滑坡体及近地 表附近、构造破碎带附近，矿井涌水量增加更大。 （三）小窑及老空积水 本区老窑开采历史悠久，多数为季节性土法开采。老窑分布情况现无法查清，一 般沿煤层露头开采，垂深不超过 100 米，坑道长度不超过 150 米，开采时间较长，基 本形成封闭状态，均汇聚有一定的老窑积水，且位于矿井开采煤层的较高地段，是矿 床充水水源之一，对矿井的生产安全会构成一定的威胁。由于年代久远，小窑边界和- 24 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计积水量不清，势必对矿井浅部开采带来一定的威胁，矿井在开采之前，充分对地表小 窑调查明确，并标注在采掘平面图上，以指导矿井防水工作。四、矿井开拓1、开拓方式 根据贵州省动能煤炭技术发展服务有限公司二 0 一一年六月提交的 《盘县大山镇 吉源煤矿（变更）开采方案设计》 ，矿井设置两个工业场地，即主斜井工业场地和风 井工业场地。矿井设计采用斜井开拓，主、副斜井，采区运输、轨道上山、回风斜井 均已形成。主斜井从 5 号煤层顶板 X= 2826158、Y=、Z=+1846m 坐标处开口 以 192°的方位角、18°的倾角穿过 9、12-1、17、19 煤层后在+1750m 标高落平、副 斜井从 5 号煤层顶板 X=2826152、Y=、Z=+1846 坐标处开口以 194°的方位 角、20°的倾角穿过 9、12-1、17、19 煤层后在+1750m 标高落平，两条井筒在+1750m 标高采用联络巷贯通，在该联络巷内布置水泵房和中央变电所。形成井下的供电系统 和排水系统。在主、副斜井揭穿 19 煤层处，沿 19 煤层布置三条上山，分别为运输上 山、轨道上山和回风上山。轨道上山沿煤层掘进至+1805m 标高后增大坡度，进入 19 号煤层顶板与 11901 采面回风巷达到同一标高后布置上部平车场。 平车场与总回风巷 贯通，形成矿井的运料系统；回风上山掘进到 11901 采面回风巷标高后掘总回风巷与 回风井贯通，形成矿井的全负压通风系统。 从运输上山 1790m 标高处向井田西翼边界方向掘 11901 采面运输巷， 从上部平车 场顶部见 19 号煤层点向井田西翼边界方向掘 11901 采面回风巷，然后掘切巷贯通采 面运输巷和回风巷形成首采工作面。 从运输上山 1796m 标高处向井田西翼边界方向掘 11902 回风巷进风绕道进入 19 号煤层中向井田东翼方向掘 11902 回风巷进风上山和 11902 回风巷掘进工作面。 从运输上山 1790m 标高处向井田东翼边界方向掘 11902 采面运输巷。 2、井口数目及位置 本矿井通达地表的井口有 3 个,分别为主斜井、回风斜井、副斜井。三条井筒表 土段采用砌碹支护，基岩段和煤层段采用 25 号 U 型钢加锚喷支护。井口位置及井筒 参数特征见表 1-4-1。 表 1-4-1 井 筒 特 征 表- 25 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计井筒 名称 主斜井 回风井 副斜井井口坐标(m) X 6152 Y 73井口标 高(m)
1846净断面 (m2) 11.9 11.9 11.9坡度井筒长度 (m) 752 121 982方位角 (°) 192 316 194-18° -6° -20°3、水平划分及标高 矿井煤层为近水平煤层，开采深度范围为 m，采用联合布置开采，划 分为一个水平，水平标高为 1750m。 4、大巷布置 本矿井田范围小,未设置大巷。 5、通风方式 矿井通风方式为分列式，通风方法为抽出式。 6、采区划分 全矿井划分为 2 个采区。采用双翼布置开采。 7、开采顺序 煤层开采顺序按从上到下的顺序开采。 矿井以一个综采工作面、两个掘进工作面达到 30 万吨/年设计能力，采用走向长 壁后退式采煤法，全部跨落法管理顶板。 8、采区巷道布置 矿井为斜井开拓， 开采方案设计从运输上山 1790m 标高处向井田西翼边界方向掘 11901 采面运输巷，从上部平车场顶部见 19 号煤层点向井田西翼边界方向掘 11901 采面回风巷，然后掘切巷贯通采面运输巷和回风巷形成首采工作面。 从运输上山 1796m 标高处向井田西翼边界方向掘 11902 回风巷进风绕道进入 19 号煤层中向井田东翼方向掘 11902 回风巷进风上山和 11902 回风巷掘进工作面。 从运输上山 1790m 标高处向井田东翼边界方向掘 11902 采面运输巷。- 26 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计五、资源储量、生产能力及服务年限 （一）资源储量根据贵州省煤田地质局一五九队 2008 年 3 月编制提交的《贵州省盘县大山镇镇 吉源煤矿资源储量核实报告》 。查明了区内地层、构造、煤层赋存情况、可采煤层及 煤质、其它开采技术条件，计算了煤炭资源量，对其赋存情况进行了调查，查明了 矿区内保有资源量为 1591 万吨：其中 111b 资源量为 133 万吨，122b 资源量 442 万 吨，333 资源量 1016 万吨（平均含硫＞3%的 4 层煤（5-2、9、26、29 号煤层）保有 资源量 444 万吨） 。 计算矿井可采储量 634.8 万 t。 （二）矿井设计生产能力及服务年限 矿井设计生产能力 30 万 t/a，储量备用系数取 1.4，服务年限为： T=Z÷(A×K) =634.8÷(30×1.4) T=15.1（a） 式中 T―矿井服务年限(a)； Z―矿井可采储量 (万 t)； A―矿井生产能力(万 t/a)； K―矿井储量备用系数；按规范取 1.4。 经计算：该矿井服务年限为 15.1a。六、矿井通风、瓦斯及抽放（一）矿井瓦斯来源分析 根据贵州省能源局文件（黔能源煤炭[ 号《关于盘县煤炭局&关于 2012 年度盘县地方煤矿瓦斯等级鉴定报告送审的报告&的批复》 ） ， 吉源煤矿 2012 年度绝对 瓦斯涌出量为 4.41m3/min，吉源煤矿为高瓦斯矿井。 矿井瓦斯主要来源于本煤层及临近层。 临近煤层吸附的瓦斯在采动影响下由原来 的压缩状态转为卸压状态，向采空区或掘进头转移；由于采用负压通风，瓦斯就连续 不断地由采空区或掘进巷道涌出。 本煤层开采过程中由于受采动的影响，破坏了瓦斯赋存的原始状态，由于矿井采- 27 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计用负压通风，煤层内瓦斯压力和采动后岩层压力的作用，使瓦斯涌出量会不断加大， 虽然采用了通风手段，但在回采工作面上隅角仍出现瓦斯超限现象。煤矿已采取高、 低负压抽放的措施进行处理并取得了明显的抽放效果。 （二）矿井通风 1、通风方式 矿井各采区的通风方式均为分列式。 2、通风方法 矿井通风方法为抽出式。各采区的采面采用后退式回采，采面通风方式均采用上 行式 U 型通风，严禁采用下行通风方式。各掘进工作面均采用压入式通风，不得采用 抽出式和混合式通风。 3、风井数目、位置及服务范围和时间 矿井进风井为两个，一个为主斜井，一个为副斜井，回风井只有一个，主斜井、 副斜井、回风斜井均为整个矿井服务，服务年限为 15.1a。其位置下表： 井筒 名称 主斜井 回风井 副斜井 井口坐标(m) X 6152 Y 73 井口标 高(m)
1846 净断面 (m2) 11.9 11.9 11.9 坡度 井筒长度 (m) 752 121 982 方位角 (°) 192 316 194-18° -6° -20°4、矿井初期通风线路为： 主斜井→运输上山→11901 采煤工作面运输巷→11901 采煤工作面→11901 采煤 工作面回风巷→总回风巷→回风井→引风道→地面(主要通风机)。 5、主要通风机 根据贵州省动能煤炭技术发展服务有限公司二 0 一一年六月提交的 《盘县大山镇 吉源煤矿（变更）开采方案设计》 ，设计主要通风机选用 FBCDZ-8-No22B 型对旋防爆 轴流式通风机二台，一台工作，一台备用。电机计算功率 269.2kw，选用功率 160× 2kw、660v 防爆电动机，转速 740r/min。风机在高效区范围内的风量 120～55.9m3/S， 静压 780～2800Pa。 容易时期矿井实际风量为：102m3/S，负压为：1193.6Pa，效率为：67%；困难时- 28 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计期矿井实际风量为：95m3/S，负压为：1651Pa，效率为：77%。 5、矿井风量 矿井通风容易时期时期需风量为 90m3/s，通风阻力为 874.7Pa。其中：回采工作 面配风 33m3/s，每个掘进工作面配风 15m3/s，硐室 12m3/s，其它 15m3/s。 矿井通风困难时期时期需风量为 90m3/s，通风阻力为 1487.8Pa。其中：回采工 作面配风 33m3/s，每个掘进工作面配风 17.5m3/s，硐室 12m3/s，其它 10m3/s。 6、矿井通风等积孔A? 1.19Q h（m2）式中：A――矿井等积孔，m2； Q――矿井总风量，m3/s； h――负压，Pa。 1）矿井通风困难时期等积孔： A＝1.19×Q/hmax2 ＝1.19×90/ .77(m )2）矿井通风容易时期等积孔： A＝1.19×Q/hmax＝1.19×90/ 874.7 =3.62(m2)从上述计算看出，矿井在通风困难时期、容易时期为通风容易矿井。矿井应加强 通风设施的管理，特别是风门和密闭，减少漏风，合理配风，同时加强对通风巷道的 维修工作。 7、局部通风机 掘进工作面选用高效、节能、低噪声、高风压、大风量局部通风机 4 台，其型号 为 FD-№6.3/60 型，风量 600～430m3/min，电机功率为 2×30kW。 （三）矿井瓦斯抽放 根据矿井情况，矿方实际已安设高低负压瓦斯抽放泵，其中，高负压瓦斯抽放泵 选用2BEA-403型水环式真空泵2台,一台工作、一台备用，极限压力为3300pa，电机功 率为185kW， 转速： 420 r/min， 最大抽气量： 97 m3/min， 低负压瓦斯抽放泵选用2BEC-520 型水环式真空泵2台,一台工作、一台备用，极限压力为16000pa，电机功率为280kW， 转速：336 r/min，最大抽气量：235 m3/min。高负压瓦斯抽放选用瓦斯管路内径为 300mm的无缝钢管。低负压瓦斯抽放选用瓦斯管路内径为425mm的无缝钢管。选择2台- 29 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计IS65-80-50型离心泵作循环用水水泵。水泵流量为21.6m?/h，扬程21.9m，电机功率 3kw。七、矿井压风自救系统矿井设计在工业场地建空压机站向井下集中供风，井下设置压风自救系统。 1、设备选型 根据贵州省动能煤炭技术发展服务有限公司二 00 九年八月提交的《贵州省盘县 大山镇吉源煤矿初步设计（技改）安全专篇》 ，矿井设计选择 SCR150 型空压机 2 台， 1 台工作，1 台备用。该空压机额定排气量 20.3m3/min，额定排气压力为 0.8MPa，配 套电机功率 110kw。主管路选用管径为φ 159×5.5 无缝钢管，支管选用管径为φ 80 ×4mm 的无缝钢管。按规定在井下压缩空气管路上安设压风自救系统。供气管路直 径满足要求。 2、压风自救器设置 ①11901 运输顺槽：从距工作面端头 25～40m 的地方设置一组压风自救装置，往 外每隔 50m 设置一组压风自救装置。每组配 7-8 个 ZY-J 型压风自救器； ②11901 回风顺槽：从距工作面端头 25～40m 的地方设置一组压风自救装置，往 外每隔 50m 设置一组压风自救装置。每组配 7-8 个 ZY-J 型压风自救器； ③11902 运输顺槽掘进工作面：在距掘进头 25～40m 的地方设置 1 组压风自救装 置，往外每隔 50m 设置一组压风自救装置，放炮地点设置 1 组压风自救装置。每组配 8 个 ZY-J 型压风自救器； ④11902 回风顺槽掘进工作面：在距掘进头 25～40m 的地方设置 1 组压风自救装 置，往外每隔 50m 设置一组压风自救装置，放炮地点设置 1 组压风自救装置。每组配 8 个 ZY-J 型压风自救器； ⑤永久避难硐室设置 12 组压风自救装置，每组配 6 个 ZY-J 型压风自救器。 ⑥临时避难硐室设置 4 组压风自救装置，每组配 6 个 ZY-J 型压风自救器。 ⑦避灾路线上均应敷设压风管路，并设置供气阀门，供气阀门的间隔 200m。- 30 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计第二章煤与瓦斯突出危险性预测矿井突出危险性预测分为区域突出危险性预测和工作面突出危险性预测。一、区域性突出危险性预测区域预测分为：新水平、新采区开拓前的区域预测（以下简称开拓前区域预测） 和新采区开拓完成后的区域预测（以下简称开拓后区域预测） 。 （一）开拓前区域预测 开拓前区域预测：新水平、新采区开拓前，当预测区域的煤层缺少或者没有井下 实测瓦斯参数时，可以主要依据地质勘探资料、上水平及邻近区域的实测和生产资料 等进行开拓前区域预测。开拓前区域预测结果仅用于指导新水平、新采区的设计和新 水平、新采区开拓工程的揭煤作业。经评估为有突出危险煤层的新建、整合矿井建井 期间，以及生产矿井突出煤层经开拓前区域预测为突出危险区的新水平、新采区开拓 过程中的所有揭煤作业，必须采取区域综合防突措施并达到要求指标。井巷揭煤前均 需作区域预测。 突出煤层的新水平、新采区经开拓前区域预测划分为无突出危险区的，则说明所 在区域煤层没有突出危险或突出危险性很小。但考虑到这一结果可靠性还不够高，为 确保安全，在其范围内进行石门揭煤时仍需要实施局部综合防突措施。 （二）开拓后区域预测 开拓后区域预测应当主要依据预测区域煤层瓦斯的井下实测资料（煤层瓦斯压 力、瓦斯含量、煤层坚固性、瓦斯散放初速度、煤的破坏类型等） 、结合地质勘探资 料、上水平及邻近区域的实测和生产资料等进行。开拓后区域预测结果用于指导工作 面的设计和采掘生产作业。经开拓后区域预测为突出危险区的煤层，必须采取区域防 突措施并进行区域措施效果检验。经效果检验仍为突出危险区的，必须继续进行或者 补充实施区域防突措施。 经开拓后区域预测或者经区域措施效果检验后为无突出危险 区的煤层进行揭煤和采掘作业时，必须采用工作面预测方法进行区域验证。 经区域预测后，突出煤层划分为突出危险区和无突出危险区。未进行区域预测的 区域视为突出危险区。根据各区域不同的预测结果，其防突管理原则和方式如下：- 31 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计1、突出危险区 对区域预测结果为突出危险煤层或未进行区域预测的煤层， 则必须采取区域防突 措施，区域防突措施应当优先采用开采保护层。突出矿井首次开采某个保护层时，应 当对被保护层进行区域措施效果检验及保护范围的实际考察。 如果被保护层的最大膨 胀变形量大于千分之三， 则检验和考察结果可适用于其他区域的同一保护层和被保护 层；否则，应当对每个预计的被保护区域进行区域措施效果检验。此外，若保护层与 被保护层的层间距离、岩性及保护层开采厚度等发生了较大变化时，应当再次进行效 果检验和保护范围考察。保护效果检验、保护范围考察结果报煤矿企业技术负责人批 准。 突出危险区的煤层不具备开采保护层条件的， 必须采用预抽煤层瓦斯区域防突措 施并进行区域措施效果检验。 预抽煤层瓦斯区域措施效果检验结果应当经矿技术负责 人批准。 2、无突出危险区 经过开拓后区域预测划分出的无突出危险区， 以及经采取区域防突措施和措施效 果检验后转成的无突出危险区，即可开启工作面，开始进入石门揭煤、煤巷掘进和工 作面回采的作业。但由于进行这些区域预测和效果检验时，是用少数点的数据来预测 整个区域的危险性， 所以在进行揭煤和采掘作业时还应采用工作面预测方法对区域预 测或检验结果进行验证，即区域验证。具体做法是：在石门等揭煤工作面，应在距离 煤层最小法向距离5m 前采用石门揭煤工作面预测的方法进行区域验证；在煤巷掘进 工作面和回采工作面，分布采用相应的工作面预测方法进行验证。当经区域验证无危 险时方可进行揭煤、掘进和回采，否则还应执行局部综合防突措施。这意味着即使在 无突出危险区，在用工作面预测方法预测或验证其突出危险性之前，石门揭煤工作面 到突出煤层的最小法向距离不得小于5m。 若确定该区域无突出时，可不按突出危险区域对待。 （三）区域性突出危险预测指标和方法 区域预测一般根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的方法进行， 也可以采用其他 经试验证实有效的方法。 采用煤层瓦斯压力或煤层瓦斯含量作为区域预测指标时， 其预测的临界值应当由 具有突出危险性鉴定资质的单位进行试验考察。 在试验前和应用前应当由煤矿企业技- 32 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计术负责人批准。 目前，矿井在 17 号煤层+1782m 标高以上、19 号煤层+1760m 标高以上已委托中 国矿大矿山开采与安全教育部重点实验室开展了突出危险性鉴定， 标高以下及部分其 他煤层未开展区域突出危险性预测工作， 设计根据煤层瓦斯参数结合瓦斯地质分析的 区域预测方法进行预测，并按照下列要求进行： （1）煤层瓦斯风化带为无突出危险区域； （2）根据已开采区域确切掌握的煤层赋存特征、地质构造条件、突出分布的规 律和对预测区域煤层地质构造的探测、预测结果，采用瓦斯地质分析的方法划分出突 出危险区域。当突出点及具有明显突出预兆的位置分布与构造带有直接关系时，则根 据上部区域突出点及具有明显突出预兆的位置分布与地质构造的关系确定构造线两 侧突出危险区边缘到构造线的最远距离， 并结合下部区域的地质构造分布划分出下部 区域构造线两侧的突出危险区；否则，在同一地质单元内，突出点及具有明显突出预 兆的位置以上 20m（埋深）及以下的范围为突出危险区(如图 2-1-1)；-3010-3003 2-35 0-3506-40 04-4005-450-450图 2-1-1 根据瓦斯地质分析划分突出危险区域示意图 1―断层；2―突出点；3―上部区域突出点在断层两侧的最远距离线；4―推测下部区 域断层两侧的突出危险区边界线；5-推测的下部区域突出危险区上边界线；6―突出 危险区（阴影部分） （3）在上述（1） 、 （2）项划分出的无突出危险区和突出危险区以外的区域，根- 33 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计据煤层瓦斯压力 P 进行预测。如果没有或者缺少煤层瓦斯压力资料，根据煤层瓦斯含 量 W 进行预测。预测所依据的临界值应根据试验考察确定。目前，矿井暂未进行试验 考察，按表 2-1-1 进行预测。 表 2-1-1 根据煤层瓦斯压力或瓦斯含量进行区域预测的临界值 瓦斯含量 W（m3/t） W8 区域类别 无突出危险区 突出危险区瓦斯压力 P（MPa） P0.74除上述情况以外的其他情况如果采用煤层瓦斯压力或煤层瓦斯含量进行开拓后区域预测时， 还应当符合下列 要求： （1）预测所主要依据的煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数应为井下实测数据； （2）测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量等参数的测试点在不同地质单元内根据其范 围、地质复杂程度等实际情况和条件分别布置；同一地质单元内沿煤层走向布置测试 点不少于2个，沿倾向不少于3个，并有测试点位于埋深最大的开拓工程部位。 区域预测新方法的研究试验应当由具有突出危险性鉴定资质的单位进行， 并在试 验前由煤矿企业技术负责人批准。 矿井目前未开展区域性预测工作。因此，矿井从安全生产角度考虑，当达到鉴定 条件时，尽快请有资质的单位组织对矿井井田各煤层进行突出危险性鉴定。二、工作面突出危险性预测工作面的突出危险性预测针对各煤层发生煤与瓦斯突出的特点和条件试验确定 工作面预测的敏感指标和临界值，并作为判定工作面突出危险性的主要依据。试验由 具有突出危险性鉴定资质的单位进行，在试验前和应用前由煤矿企业技术负责人批 准。 根据工作面地质构造、 采掘作业及钻孔等发生的各种现象实现工作面突出危险性 的多元信息综合预测和判断，主要有以下方面： （一）煤层的构造破坏带，包括断层、剧烈褶曲、火成岩侵入等； （二）煤层赋存条件急剧变化；- 34 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计（三）采掘应力叠加； （四）工作面出现喷孔、顶钻等动力现象； （五）工作面出现明显的突出预兆。 在突出煤层，当出现上述第（四） 、 （五）情况时，即判定为突出危险工作面；当 有上述第（一） 、 （二） 、 （三）情况时，除已经实施了工作面防突措施的以外，应视为 突出危险工作面并实施相关措施。 1、石门揭煤工作面突出危险性预测 石门揭煤工作面的突出危险性预测必须在距突出煤层最小法向距离 5m（地质构 造复杂、岩石破碎的区域，应适当加大法向距离）前进行。 石门揭煤工作面的突出危险性预测应当选用综合指标法、 钻屑瓦斯解吸指标法或 其他经试验证实有效的方法进行。 石门揭开煤层前，设计采用钻屑瓦斯解吸指标法预测工作面突出危险性，具体操 作步骤和方法为：由工作面向煤层的适当位置至少打 3 个钻孔，在钻孔钻进到煤层时 每钻进 1m 采集一次孔口排出的粒径 1～3mm 的煤钻屑，测定其瓦斯解吸指标 K1 或△ h2 值。测定时，应考虑不同钻进工艺条件下的排渣速度。 各煤层石门揭煤工作面钻屑瓦斯解吸指标的临界值应根据试验考察确定，目前， 矿上无实测数据，参照表 2-2-1 中所列的指标临界值预测突出危险性。表 2-2-1 钻屑瓦斯解吸指标法预测石门揭煤工作面突出危险性的参考临界值煤样 干煤样 湿煤样 Δ h2 指标临界值(Pa) 200 160 K1 指标临界值（mL/g? min 2 ） 0.5 0.41如果所有实测的指标值均小于临界值，并且未发现其他异常情况，则该工作面为 无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。钻屑指标预测石门揭煤工作面突出危 险性的纪录见附表 1。 斜井或斜巷揭煤工作面的突出危险性预测按照石门揭煤工作面的各项要求和方 法执行。- 35 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计2、煤巷掘进工作面突出危险性预测 煤巷掘进工作面的突出危险性可采用下列方法预测： A、钻屑指标法； B、复合指标法； C、R 值指标法； D、其他经试验证实有效的方法。 煤巷掘进工作面，设计采用钻屑指标法预测突出危险性。操作步骤和方法为： 在近水平、缓倾斜煤层工作面向前方煤体至少施工 3 个、在倾斜或急倾斜煤层至 少施工 2 个直径 42mm、孔深 9m 的钻孔，测定钻屑瓦斯解吸指标和钻屑量。钻孔布置 详见图 2-2-1。 钻孔应尽可能布置在软分层中，一个钻孔位于掘进巷道断面中部，并平行于掘进 方向，其他钻孔的终孔点应位于巷道断面两侧轮廓线外 2～4m 处。 钻孔每钻进 1m 测定该 1m 段的全部钻屑量 S，每钻进 2m 至少测定一次钻屑瓦斯 解吸指标 K1 或△h2 值。2~4m2号钻孔 巷道 9m 钻孔 1号图 2-2-12~4m3号煤巷掘进工作面突出危险性预测钻孔布置图各煤层采用钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的指标临界值应根据试 验考察确定。目前，矿井无实测资料，在预测煤巷掘进工作面突出危险性时，设计采 用煤科总院重庆分院生产的 WTC 防突参数仪测定 K1 值进行预测，并参照表 2-2-2 的- 36 -盘县大山镇吉源煤矿防突设计临界值确定工作面的突出危险性。 表 2-2-2 钻屑指标法预测煤巷掘进工作面突出危险性的参考临界值 钻屑瓦斯解吸指标Δ h2 Pa 200 钻屑瓦斯解吸指标 K1 mL/g? min 2 0.51钻屑量 S kg/m 6 L/m 5.4如果实测得到的 S、K1 或△h2 的所有测定值均小于临界值，并且未发现其他异常 情况，则该工作面预测为无突出危险工作面；否则，为突出危险工作面。当预测为无 突出危险工作面时，每预测循环应至少留 2m 的预测超前距离。 在实施局部综合防突措施的煤巷掘进工作面进行预测，若预测指标为无突出危 险， 则只有当上一循环的预测指标也是无突出危险时， 方可确定为无突出危险工作面， 并在采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采掘作业；否则，仍要 执行一次工作面防突措施和措施效果检验。 3、回采工作面突出危险性预测 采用煤巷掘进工作面突出危险性预测方法， 沿工作面每隔 10～15m 布置一个预测 钻孔，孔深 9m。当实测的钻屑解吸指标 K1(或△h2)值超过表 2-2-2 的指标时，该工作 面预测为突出危险工作面，反之工作面无突出危险性。预测为无突出危险工作面时， 每预测循环应留 2m 的预测超前距离。 在实施局部综合防突措施的回采工作面进行预测，若预测指标为无突出危险，则 只有当上一循环的预测指标也是无突出危险时，方可确定为无突出危险工作面，并在 采取安全防护措施、保留足够的预测超前距的条件下进行采掘作业；否则，仍要执行 一次工作面防突措施和措施效果检验。- 37 -盘县大山吉源煤矿防突设计第三章防治煤与瓦斯突出措施矿井防治煤与瓦斯突出措施包含区域性防治突出措施和局部性防治突出措施。一、区域性防治突出措施区域防突措施是指在突出煤层进行采掘前，对突出煤层较大范围采取的防突措 施。区域防突措施包括开采保护层和预抽煤层瓦斯两类。 （一）开采保护层 开采保护层分为开采上保护层和开采下保护层两种方式。 1、保护层的选择原则及保护层开采后被保护层的保护范围 在突出矿井开采煤层群时，如在有效保护垂距内存在厚度 0.5m 及以上的无突出 危险煤层， 除因突出煤层距离太近而威胁保护层工作面安全或可能破坏突出煤层开采 条件的情况外，首先开采保护层。 当煤层群中有几个煤层都可作为保护层时，综合比较分析，择优开采保护效果最 好的煤层； 当矿井中所有煤层都有突出危险时， 选择突出危险程度较小的煤层作保护层先行 开采，但采掘前必须按本规定的要求采取预抽煤层瓦斯区域防突措施并进行效果检 验； 选择保护层时，优先选择上保护层。在选择开采下保护层时，不得破坏被保护层 的开采条件。 A、开采保护层沿走向方向的保护范围 若保护层采煤工作面停采时间超过 3 个月、且卸压比较充分，则该保护层采煤工 作面对被保护层沿走向的保护范围对应于始采线、 采止线及所留煤柱边缘位置的边界 线可按卸压角δ 5=56°～60°划定，如图 3-1-1 所示。- 38 -盘县大山吉源煤矿防突设计上部平巷上部平巷超前段 &5m 2m 2m 2m 2m 2m 2m 2m 2m联络上山 轮廓线 下部平巷图 3-1-1保护层工作面始采线、采止线和煤柱的走向影响范围1－保护层；2－被保护层；3－煤柱；4－采空区；5－被保护范围；6－始采线、终采线钻孔B、开采保护层沿倾斜方向的保护范围 保护层工作面沿倾斜方向的保护范围应根据卸压角δ 划定，如图 3-1-2 所示。由于本矿井暂没有实测的卸压角，参照表 3-1-1 的数据。 表 3-1-1 保护层沿倾斜方向的卸压角 卸 压 角δ （o）煤层倾角α （ ）oδ0 10 20 30 40 50 60 70 80 901δ2δ3δ480 77 73 69 65 70 72 72 73 7580 83 87 90 90 90 90 90 90 8075 75 75 77 80 80 80 80 78 7575 75 75 70 70 70 70 72 75 8O- 39 -盘县大山吉源煤矿防突设计突出层2保护层1突出层2图 3-1-2保护层开采后，被保护层沿倾向范围1－保护层已开采范围；2－被保护范围C、保护层与被保护层之间的最大保护垂距 保护层与被保护层之间的最大保护垂距，对于缓倾斜和倾斜煤层为：上保护层＜ 50m；下保护层＜100m；对于急倾斜煤层，上保护层＜60m；下保护层＜80m，详见表 3-1-2。 表 3-1-2 煤层类别 上保护层 急倾斜煤层 缓倾斜和倾斜煤层 ＜60 ＜50 下保护层 ＜80 ＜100 保护层与被保护层之间的最大保护垂距 最大保护垂距（m）保护层开采后， 应将被保护层的准备巷道布置在如图 3-1-1 和图 3-1-2 所示的被 保护范围之内。 该矿可采及局部可采煤层共 9 层，为 3、5-2、9、12-1、17-1、17-2、19、26、29 号煤层，均为中、近距离煤层群。该矿矿区范围内可采煤层中，3 号煤层离地表很近， 位于风氧化带内，无储量；5-2、9、12-1 号煤层已基本上被小窑采空和破坏；17 号- 40 -盘县大山吉源煤矿防突设计煤层上半部的煤炭资源已采空， 在井田开拓上山西翼 17 号煤层已开采到+1806m 标高， 东翼 17 号煤层已开采到+1803.3m 标高，矿井现布置的 11901 采面、11902 回风巷已 得到保护，11902 运输巷开口段约 50m 范围内位于保护煤柱内，未得到保护，其他区 域均已得到保护。矿井采掘情况、开采时间详见 17 号煤层采掘工程平面图（大图） 及开采情况表（表 3-1-3） 。矿井现开采煤层为 19 号煤层，煤层开采顺序为：从上往 下开采。 表 3-1-3序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 煤层编号 5-2 号 9号 12-1 号 17 号 17 号 17 号 17 号 17 号 17 号 17 号 17 号 17 号 12 号吉源煤矿 5-2、9、12-1、17 号煤层开采情况表开采时间 2000 年 6 月以前 2000 年 6 月以前 2000 年 6 月以前 2004 年 9―2005 年 9 月 开采面积 （O） 100 00
31200 对下覆煤 层的保护 备注 面积（O） 700 80
28900工作面名称 小窑开采 小窑开采 小窑开采 1702 上采面1702 下采面 2005 年 10 月―2006 年 8 月 1703 采面 1705 采面 西翼煤柱 1707 采面 1704 采面 1706 采面 1709 采面 1710 采面 2007 年 1 月-4 月 2007 年 6 月-11 月 2007 年 12 月-2008 年 11 月 2009 年 2 月-2009 年 6 月 2009 年 8 月-2010 年 2 月 2010 年 3 月-2010 年 7 月 2010 年 9 月-2011 年 5 月 2011 年 6 月-2011 年 11 月2、开采保护层区域防突措施 ①、开采保护层时，同时抽采被保护层的瓦斯； ②、开采近距离保护层时，采取措施防止被保护层初期卸压瓦斯突然涌入保护层 采掘工作面或误穿突出煤层； ③、正在开采的保护层工作面超前于被保护层的掘进工作面，其超前距离不得小 于保护层与被保护层层间垂距的 3 倍，并不得小于 100m； ④、开采保护层时，采空区内不得留有煤(岩)柱。特殊情况需留煤(岩)柱时，经 煤矿企业技术负责人批准，并作好记录，将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在采掘工- 41 -盘县大山吉源煤矿防突设计程平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图应当标出煤(岩)柱的影响范围，在这个范围 内进行采掘工作前，首先采取预抽煤层瓦斯区域防突措施。 ⑤、当保护层留有不规则煤柱时，按照其最外缘的轮廊划出平直轮廓线，并根据 保护层与被保护层之间的层间距变化，确定煤柱影响范围。在被保护层进行采掘工作 时，还应当根据采掘瓦斯动态及时修改。 3、矿井煤层赋存的特点 矿井井田范围内有可采及局部可采煤层 9 层（3、5-2、9、12-1、17-1、17-2、19、 26、29 号煤层） ，且属于中、近距离煤层群，煤层厚度及稳定性具体详见表 1-2-2。 根据调查了解，吉源煤矿建井以来未发生过煤与瓦斯突出事故，但根据黔安监管 办字〔 号文《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》,盘 县地区划定为煤与瓦斯突出区域，矿区内各煤层未进行鉴定前，均有煤与瓦斯突出的 可能性。因此，矿井内各煤层在未鉴定为无突出危险煤层之前，必须按突出煤层进行 设计和管理。 根据贵州省煤炭管理局文件， 黔煤生产字[ 号关于六盘水市煤炭局 《关 于转报关于盘县大山镇镇吉源煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告》的批复，该 矿 17 号煤层+1782m 标高以上无突出危险性，19 号煤层+1760m 标高以上无突出危险 性。因此，17 号煤层 1782m 标高以上、19 号煤层 1760m 标高以上按高瓦斯进行设计 和管理；标高以下按煤与瓦斯突出设计和管理。 根据贵州省能源局文件（黔能源煤炭[ 号《关于盘县煤炭局&关于 2012 年度盘县地方煤矿瓦斯等级鉴定报告送审的报告&的批复》 ） ， 吉源煤矿 2012 年度绝对 瓦斯涌出量为 4.41m3/min，吉源煤矿为高瓦斯矿井。 为了进一步提高矿井的防治灾害能力，吉源煤矿提高瓦斯管理等级，按照突出矿 井管理。 4、保护煤层开采后对其它煤层的影响 根据《矿井瓦斯涌出量预测方法》 （AQ ） ，邻近层受采动影响瓦斯排 放率 Ki 按下式计算： 当采高小于 4.5m 时，计算公式为：Ki=1-hi/hp，或按图 3-1-3 选取。 hi――第 i 邻近层与开采层垂直距离，m； hp――受采动影响顶底板岩层形成贯穿裂隙， 邻近层向工作面释放卸压瓦斯的岩- 42 -盘县大山吉源煤矿防突设计层破坏范围，m。图 3-1-3邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线图1――上邻近层；2――缓倾斜煤层下邻近层；3――倾斜、急倾斜煤层下邻近层。开采层顶、底板的破坏影响范围 hp 按《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留 设与压煤开采规程》中附录六的方法计算。 根据图 3-1-3（邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线图） ，和表 1-2-2（吉源煤 矿可采及局部可采煤层特征表）可得，开采 3 煤层对 5-2 煤层的瓦斯排放率为 24%； 开采 5-2 煤层对 9 煤层的瓦斯排放率为 26%，开采 9 煤层对 12-1 煤层的瓦斯排放率 为 56%；开采 12-1 煤层对 17-1 煤层的瓦斯排放率为 42%；开采 17-1 煤层对 17-2 煤 层的瓦斯排放率为 47%；开采 17-2 煤层对 19 煤层的瓦斯排放率为 65%；开采 19 煤 层对 26 煤层的瓦斯排放率为 25%；开采 26 煤层对 29 煤层的瓦斯排放率为 67%。当- 43 -盘县大山吉源煤矿防突设计矿井煤层倾角变小时，煤层瓦斯排放率将变小，因此，矿井要加强瓦斯预抽工作，确 保矿井安全生产。 5、保护层的选择 大山镇吉源煤矿提高瓦斯管理等级，按煤与瓦斯突出矿井管理，矿区内含可采及 局部可采煤层 9 层，均属于中、近距离煤层群，最大层间距平均 25m，最小层间距平 均 6m。根据上述保护煤层开采后，对邻近煤层的瓦斯排放率情况和影响范围分析， 结合矿井内煤层赋存、设计煤层开采顺序、煤层采掘情况等综合考虑，以及根据选择 保护层时， 应优先选择上保护层的原则， 设计选择从上往下的开采顺序依次进行开采， 即开采上一煤层作为下一煤层的保护层。 开采 3 煤层后，开采 5-2 煤层，开采 5-2 煤层后，开采 9 煤层，依次往下开采， 根据图 3-1-1（走向）和图 3-1-2（倾向） 、图 3-1-4（倾向） ，在影响范围内对被保 护煤层进行采掘作业时，经预抽煤层瓦斯后，按表 2-2-2 进行效检，若连续两次效检 值不超标，可不采取防突措施；若效检值超标，则需采取补充防突措施。在保护层开 采影响范围之外，特别是在保护层区段煤柱下方的煤层进行采掘作业时，则必须严格 按“四位一体”的综合防突措施执行，预测预报和效检指标按表 2-2-2 执行。 （二）预抽煤层瓦斯的区域防突措施 预抽煤层瓦斯可采用的方式有：地面钻孔预抽煤层瓦斯、预抽采区煤层瓦斯、 预抽区段煤层瓦斯、穿层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯、顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦 斯、穿层钻孔预抽石门（含斜井等）揭煤区域煤层瓦斯等。 1、穿层钻孔预抽煤层瓦斯的区域防突措施 矿井具备开采保护层的煤层经开采保护层后，采用区域突出危险性预测和区域 防突措施效果检验，若区域预测或区域效果检验仍有突出危险，则保护效果无效，必 须采取穿层钻孔预抽区域煤层瓦斯防突措施。 针