区域消突措施效果评价5终稿Word文件下载.docx
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参考文献52
前言
对于煤矿而言，安全开采是建设安全、高效现代化矿井的前提，也是提高经济效益的根本途径，为了确保矿井的安全生产，工作面采掘前必须进行突出危险性评价。
开展工作面采掘前消突评价现已纳入国家法律法规要求，同时开展工作面消突评价为完善矿井消突措施提供了科学依据，因此，对矿井采掘工作面进行消突评价是十分必要的且具有重要的现实意义。
盘县松河乡三鑫煤矿位于贵州省盘县松河乡境内，行政区划属盘县松河乡管辖。
地理坐标：
东经104°
34′49″—104°
35′39″，北纬26°
02′40″—26°
03′18″。
矿区距洒基镇3.5km，距松河乡1.5km，距坪地乡8.0km，距盘县电厂13km，距水柏铁路松河站1.5km，矿区北部有盘水公路通过，区内交通方便。
贵州省国土资源厅2009年9月颁发的盘县松河乡三鑫煤矿（整合）采矿许可证（副本）；
生产能力15万t/a；
其形状为一不规则多边形，矿区面积0.946km2，开采深度：
+1950m～+1780m。
矿井共划分为一个采区，首采一采区12#煤层，矿井设计生产能力15万t/a，服务年限11a。
根据贵州省能源局文件：
黔能源发[2011]9号关于对六盘水市能源局《关于转报<
关于上报盘县松河乡三鑫煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告>
的报告》的批复：
（1）三鑫煤矿12#煤层在鉴定范围（标高+1788米以上的12#煤层）内无突出危险性；
（2）三鑫煤矿15#煤层在鉴定范围（标高+1788米以上的15#煤层）内无突出危险性。
其它煤层未作煤与瓦斯突出危险性鉴定。
根据黔安监管办字〔2007〕345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，矿区内未进行鉴定煤层，均有煤与瓦斯突出的可能性。
因此，矿井按突出煤层进行设计和管理。
根据贵州省能源局文件（黔能源发[2010]802号《关于对六盘水市煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》，三鑫煤矿相对瓦斯涌出量为9.72m3/t，绝对瓦斯涌出量为2.495m3/min，三鑫煤矿为低瓦斯矿井。
11201工作面为矿井首采面。
工作面走向长615m，倾向长185m，煤层厚度3.1m，平均倾角22°
。
现11201采面已形成，在11201采面准备期间，矿井已在该采面运输顺槽和回风顺槽布置了本煤层顺层预抽钻孔，对11201采面范围内煤层实施了区域防突措施。
实施区域预抽防突措施的效果是否满足消突的要求，根据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局下发的《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采基本指标》中的有关规定，应对实施防突措施的区域进行消突效果验证和考察。
为此，我矿组织相关人员对11201工作面及11202掘进工作面进行消突评价。
本次评价工作遵循的依据是：
1、《煤矿安全规程》，国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2011年；
2、《防治煤与瓦斯突出规定》，国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2009年；
3、《煤矿瓦斯抽采基本指标》，（AQ1026-2006）；
4、《预抽回采工作面煤层瓦斯防治煤与瓦斯突出措施效果评价方法》，MT1037-2007。
根据要求，本评价工作于2011年1月份开始工作，历经近4个多月的时间，在三鑫煤矿技术人员和管理人员的共同努力、密切配合下，圆满完成了三鑫煤矿11201工作面消突评价的任务。
1矿井及工作面概况
1.1矿井概况
1.1.1地理概况及交通位置
1．1.1.1地理概况
盘县松河乡三鑫煤矿位于贵州省盘县松河乡境内。
行政区划属盘县松河乡管辖。
1．1.1.2交通位置
三鑫煤矿位于盘县松河乡境内，矿区距洒基镇3.5km，距松河乡1.5km，距坪地乡8.0km，距盘县电厂13km，距水柏铁路松河站1.5km，矿区北部有盘水公路通过，区内交通方便。
详见交通位置图1-1-1。
图1-1-1 盘县三鑫煤矿交通位置图
1.1.2井田地质构造及特征
1.1.2.1地层
1、区域地质概况
矿区位于三级构造单元六盘水断陷普安旋扭构造变形区土城向斜北东翼，土城向斜：
轴向南东东,矿区位于其北东翼，倾向189～306°
，倾角15～33°
矿区南面发育一条断层F35。
F35：
出露于马戛河至包包寨，长约10公里，走向近东西向，倾向北，倾角65～75°
，逆断层，落差150～250m，地表出露明显，断层带宽40m。
其区域内出露地层有第四系（Q）、三叠系下统永宁镇组（T1yn）、三叠系下统飞仙关组（T1f）、二叠系上统大隆组（P3d）、龙潭组（P3l）、峨眉山玄武岩组（P3β）、茅口组（P2m）（详见插图：
盘县松河乡三鑫煤矿区域地质图1-1-2）。
2、矿区地层
矿区及附近出露地层有二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3β）、龙潭组（P3l）、三叠系下统飞仙关组（T1f）、第四系（Q），煤层主要赋存于龙潭组中～中上部，现从老到新简述如下：
a、二叠系上统峨嵋山玄武岩组（P3β）：
分布于矿区北东面，区内未见底，出露为峨嵋山玄武岩组上段（P3β3），下部以绿灰色玄武岩为主，上部以黄绿、红紫色凝灰岩为主，厚＞50m；
b、二叠系上统龙潭组（P3l）：
分布于矿区中部，与下伏地层呈假整合接触，全厚280～310m，由粉～细砂岩及泥岩组成，煤组底部有一层铝土岩（或铝土质泥岩），含煤40～50层，主要分布在煤组上部和中部，煤组下部仅有27#煤层可采。
分为三段。
上段：
飞仙关底至12#煤层顶，一般厚度100m，岩性为粉砂岩、细砂岩及泥质粉砂岩。
可采煤层有3#、5#、6#、9#煤；
中段：
12#煤层顶至26#煤层顶，一般层厚135m，岩性为粉砂岩、细砂岩，中夹少量泥质粉砂岩及粉砂岩泥岩。
可采煤层有12#、15#、16#、17#、18#煤；
下段：
26#煤层顶至峨嵋山玄武岩顶，一般层厚105m，岩性主要为粉砂岩及细砂岩。
仅27#煤可采。
c、三叠系下统飞仙关组（T1f）：
出露于矿区南部，与下伏地层为整合接触。
下段（T1f1）：
以灰绿色细砂岩，粉砂岩为主，底部为灰绿色粉砂质泥岩夹粉砂岩，平均厚度约140m。
上段（T1f2）：
上部为灰紫色粉砂岩，泥质灰岩及紫红色泥岩；
中部为暗紫色粉砂岩，粉砂质泥岩夹细砂岩；
下部为暗紫色细砂岩及粉砂质泥岩。
区内未见顶。
d、第四系（Q）：
主要出露于地势低洼处，主要为黄色、黄褐色残坡积和崩积物，由粘土、砂土、碎石及腐植土等组成，厚度为0～10m，与下伏地层呈不整合接触。
图1-1-2三鑫煤矿区域地质图
1.1.2.2地质构造
矿区位于土城向斜北西翼，总体构造为一向南西倾斜的单斜构造。
倾向189～306°
，一般22°
，区内次级断裂构造不发育只在矿区北西部发育一小断层F89，节理、裂隙较发育。
F89：
呈南西西至北东东向延伸，倾角约70°
，为一正断层，落差10～15m，位于煤层浅部，对煤层开采影响不大。
区内含煤地层为龙潭组，含煤地层沿走向、倾向的产状变化较小；
矿区范围内仅发育一小断层，为一向南西倾斜的单斜构造，按《煤、泥炭地质勘查规范》（DT/T0216-2002）附录D可确定该区构造复杂程度为简单构造类型。
1.1.2.3水文地质概况
1、区域水文地质概况
该区属亚热带高原型气候，冬无严寒，夏无酷暑，气候温和，降水充沛，雨热同期，有明显的旱季和雨季之分，据盘县气象局对该区40年气象资料分析表明，年平均气温12.3℃，最高气候5-6月约32.9℃，最低气温12月至次年2月为冰雪期、凝冻期约-2.6℃，40年平均降雨量1214.2mm，最大年降雨1647mm，最低年降雨量691mm，降雨多集中在5-9月，降雨量为938.6mm，占全年降雨量的77.3%，10月至次年4月降雨量为276mm，占全年降雨量的22.7%。
年最多主导风向东南风，频率25%，平均风速2.2m/s。
区内还有春旱、冰雹、倒春寒、秋风、霜冻、凝冻等灾害性气候，高原气候特点突出。
从区域水文地质单元上看，矿区位于地表分水岭地带，为接受大气降水的补给区，排泄条件很好，最低侵蚀基准面1738m。
主要涌水来源于大气降水、老窑水及采空区积水、裂隙淋水，矿井涌水量受大气降水控制，补给地下水动态随季节变化较为明显，地下水流向总体上从北西向东流动，属北盘江水系。
2、矿区水文地质
1）、含（隔）水层
分布于矿区北东面，出露为峨嵋山玄武岩组上段（P3β3），下部以绿灰色玄武岩为主，上部以黄绿、红紫色凝灰岩为主，区内未见底，含碎屑岩裂隙水，含水性差，枯季迳流模数0.73-1.8l/s·
km2，为区内较好的隔水层；
分布于矿区中部，与下伏地层呈假整合接触，全厚280～310m，由粉～细砂岩及泥岩组成，煤组底部有一层铝土岩（或铝土质泥岩），含煤40～50层，主要分布在煤组上部和中部，煤组下部仅有27号煤层可采。
含碎屑岩裂隙水，含水性差，为相对隔水层。
下段以灰绿色细砂岩，粉砂岩为主，底部为灰绿色粉砂质泥岩夹粉砂岩；
含极弱孔隙潜水，泉流量0.1-1l/s。
2）、地下水的类型及补、径、排条件
a、地下水的类型
通过以上含（隔）水岩组分析，该区地下水类型可分为松散岩类孔隙水和碎屑岩裂隙水两类。
a）松散岩类孔隙水
指第四系，该组地下水在矿区内主要分布在局部低洼处，含水性极弱，无供水意义，对煤层开采无影响。
b）碎屑岩裂隙水
包括三叠系下统飞仙关组、二叠系上统龙潭组及二叠系上统峨嵋山玄武岩组三个层位，主要分布在矿区中部，含水性差，为相对隔水层。
三叠系下统飞仙关组：
出露于矿区南部，位于龙潭组上部，岩性以细砂岩、粉砂岩及泥岩为主，含碎屑岩裂隙水，含水性差，为相对隔水层。
二叠系上统龙潭组：
分布于矿区中部，与下伏地层呈假整合接触，全厚280～310m，由煤、粉～细砂岩及泥岩组成，煤组底部有一层铝土岩（或铝土质泥岩）。
龙潭组分为三段。
二叠系上统峨嵋山玄武岩组：
分布于矿区北东面，出露为峨嵋山玄武岩组上段（P3β3），下部以绿灰色玄武岩为主，上部以黄绿、红紫色凝灰岩为主，区内未见底，含碎屑岩裂隙水，含水性差，为区内较好的隔水层；
b、地下水的补给、径流及排泄条件
该矿区区域水文地质单元位于接受大气降水补给区，矿区地势总体上沿季节性河流（班家河沟）划分，中间低，两边高。
大气降水至地表后，大部分流入班家河沟，自西向东流出矿区。
其余沿地表采动裂隙直接渗入矿井或沿地表的溶蚀洼地、岩溶漏斗及岩溶裂隙直接汇入地下，至地下深部后，沿溶蚀管道、裂隙以管流、脉流及隙流的形式进行水平迳流，地下水总体自西向东流动。
属北盘江水系。
3）、矿井涌水量预测
矿坑涌水量根据现状矿井的开采面积、水位降深，未来矿区开采面积及水位降深，采用水文地质比拟法对涌水量进行预测。
比拟法计算公式为：
式中：
Q—预测矿坑涌水量（m3/d）；
Q′—一定时期矿井排出的水量（m3/d）；
F—拟开采标高以上采空区面积（m2）；
F′—一定时期矿井开采面积（m2）；
S—拟开采水位降深（m）；
S′—一定时期矿井水位降深（m）。
据实地调查及矿山提供资料，上述公式中分别取值为：
Q′=130，F=1317799，F′=146150，S=170，S′=65，再结合上述公式，预测的矿坑涌水量为：
＝
＝631m3/d
此涌水量尚未包括由于地下水位下降，水力坡度增加，充水因素增多等条件下造成的矿坑涌水。
根据计算结果，即矿区矿坑涌水量为27m3/h，该涌水量为矿坑正常涌水量，未包括断裂导水、顶、底板突水等特殊水文地质条件下、特殊构造地质条件下的矿坑涌水量。
总体上看，矿区范围内矿坑涌水量较小。
顶、底板突水量：
根据矿区最低可采标高（1780m）（采矿许可证）及当地最低侵蚀基准面（1738m）,结合地下水的水位埋深、构造、岩溶发育程度、发育规模等水文地质条件进行类比，预测矿井正常涌水量为27m3/h，矿井最大涌水量为80m3/h。
根据《矿井水文地质规程》分类，该矿水文地质条件复杂程度属简单类型。
1.1.3煤层及煤质
1、煤层
三鑫煤矿开采的3#、5#、6#、9#、12#、15#、16#、17#、18#、27#煤层。
矿区煤系地层为二叠系上统龙潭组，全组含煤40～50层，煤层总厚30m左右，矿区范围内可采煤层10层，总厚约18m。
该区煤系为海陆交互相沉积，其岩性、岩相较稳定，沉积韵律清楚，标志层发育良好，煤层及岩层均易于对比。
分为三段：
详见表1-1-2：
煤层特征表.
含可采煤层4层
3#煤层：
一般距顶板27m，一般煤厚2.70m。
含1～2层夹石，一般为一层，位于煤层下部，为含高岭质泥岩。
顶板为细砂岩及粉砂岩，底板为粉砂岩、细砂岩及泥质粉砂岩。
5#煤层：
上距3#煤12—28m,一般20m。
一般煤厚2.26m。
含1～2层夹石，一般为一层，为褐色高岭质泥岩及黑色片状炭质泥岩。
顶板为粉砂岩、细砂岩及泥质粉砂岩，底板为细砂岩。
6#煤层：
上距5#煤9—12m,一般10m。
一般煤厚1.25m。
含1～2层夹石，一般为一层，为细晶质高岭石。
顶板为细砂岩，底板为粉砂岩夹泥质粉砂岩及细砂岩。
9#煤层：
上距6#煤14—25m,一般20m。
一般煤厚1.05m。
一般不含夹矸，局部含黄铁矿结核。
顶板为黑色粉砂质泥岩，底板为粉砂岩夹泥岩。
中段12#煤层：
上距9#煤39—50m,一般45m。
一般煤厚3.10m。
含0-2层夹矸，夹矸不稳定，顶板为泥质粉砂岩夹菱铁矿薄层，底板为粉砂岩及泥质粉砂岩。
15#煤层：
上距12#煤15—35m,一般25m。
一般煤厚1.90m。
含0-4层夹矸，不稳定，顶部夹石为灰色泥岩及鲕状炭质泥岩，余为高岭质泥岩。
顶板为泥质粉砂岩及粉砂岩，底板为粉砂质泥岩及泥质粉砂岩。
16#煤层：
上距15#煤6—10m,一般8m。
一般煤厚1.66m。
含一层夹石非常稳定，位于近顶部，为一层0.08米厚的褐粽色细晶-隐晶质泥岩。
顶板为粉砂质泥岩及泥质粉砂岩，底板为粉砂岩及细砂岩。
17#煤层：
上距16#煤10—12m,一般11m。
一般煤厚2.10m。
含0-3层夹矸。
中部有一层较稳定，为粗晶高岭石泥岩顶板为粉砂岩及细砂岩，底板为粉砂岩夹泥岩。
18#煤层：
上距17#煤4—12m,一般8m。
一般煤厚1.41m。
基本不含夹石，顶板为粉砂岩夹泥岩，底板为粉砂岩及细砂岩。
含可采煤层一层。
27#煤层：
上距18#煤104—125m,一般115m，距峨嵋山玄武岩组一般35m。
一般煤厚1.18m。
为龙潭组下部唯一可采煤层，含一层夹石较稳定，位于煤层近底部，为一层含高岭石泥岩，夹石以下含有少量黄铁矿结核。
区域内煤层变化较大，但矿区内煤层厚度变化较小，结构简单，呈层状、似层状产出，煤质变化较小，按《煤、泥炭地质勘查规范》（DT/T0216-2002）附录D可确定该区煤层稳定程度为较稳定煤层类型。
煤层特征见表1-1-2。
表1-1-2 煤层特征表
煤层编号
赋存部位
平均
厚度
（m）
煤层间距（m）
最小～最大
煤层倾角
（°
）
夹矸数
煤层稳定程度
顶板岩性
底板岩性
一般
3
上段
2.70
22
1-2
较稳定
细砂岩、粉砂岩
粉砂岩、细砂岩及泥质粉砂岩
12～28
20
5
2.26
细砂岩
9～12
10
6
1.25
粉砂岩夹泥质粉砂岩及细砂岩
14～25
9
1.05
黑色粉砂岩泥岩
粉砂岩夹泥岩
39～50
45
12
中段
3.10
0-2
泥质粉砂岩夹菱铁矿薄层
粉砂岩、泥质粉砂岩
15～35
25
15
1.90
0-4
泥质粉砂岩、粉砂岩
粉砂质泥岩、泥质粉砂岩
6～10
8
16
1.66
1
粉砂岩、细砂岩
10～12
11
17
2.10
0-3
4～12
18
1.41
104～125
115
27
下段
1.18
泥质粉砂岩夹层状菱铁矿
粉砂质泥岩、细砂岩
2、矿石特征、类型及有益有害组分的含量
1）、物理性质
矿区内各煤层煤均呈黑色，具较强的玻璃光泽，硬度一般为1.12～3.35，，除12#煤容重为1.35g/cm3，16#煤为1.45g/cm3，27#煤为1.50g/cm3外，其余各煤层容重均为1.40g/cm3。
2）、宏观煤岩类型
矿区内煤岩特征一般为半暗～半亮型。
具玻璃光泽，含镜煤条带较多。
3）、显微组分及显微煤岩类型
煤层中有机显微组分多为镜质组、半镜质组组成，无机显微组分以硫铁矿物、粘土矿物、石英为主，黄铁矿物、方解石次之，显微煤岩类型为微暗煤，成因类型为腐植煤。
4）、煤质及煤类型
a、煤的化学成分及类型
据“补勘报告”原煤工业分析，矿区3、5、9、15、16、17、18、27#煤为中等挥发份、中低灰、中低硫焦煤；
6#煤为中等挥发份、中灰、中低硫焦煤；
12#煤为低挥发份、中低灰、中低硫焦煤。
表1-1-3 煤质特征表
煤层
工业分析值
灰份ω（Ag）/%
挥发份ω（Vr）/%
含硫量ω（SQg）/%
发热量Q（kJ/g）
点数
最小值～最大值
平均值
13.15～16.96
28.91～33.44
0.16～0.25
33.45～37.14
7
15.00
31.50
0.18
35.13
11.49～16.77
27～29.57
0.26～0.33
34.51～36.55
14.10
28.50
0.30
35.90
18.32～21.86
28.11～32.21
1.80～2.14
32.78～37.30
20.50
30.09
2.07
35.54
13.55～15.34
23.69～28.10
2.02～2.69
33.08～36.24
14.32
27.89
2.46
9.20～10.93
25.63～28.36
0.15～0.28
32.85～38.25
10.00
27.00
0.20
36.17
12.00～15.23
23.55～29.45
0.11～0.20
33.50～38.16
13.00
27.50
0.15
35.96
12.36～15.60
22.99～27.35
0.11～0.25
35.00～37.36
13.84
25.82
0.19
36.00
12.85～17.05
24.15～28.79
0.35～0.75
33.74～38.45
14.45
26.70
0.46
36.13
13.55～16.49
22.15～25.90
0.15～0.27
34.01～37.66
15.50
23.70
0.21
36.05
22.36～25.88
21.05～25.81
0.48～0.66
34.05～36.93
24.00
23.50
0.55
b、煤的风化特征
矿区内煤层暴露地表部份，受渗透水等因素的影响，常遭受风化，厚度一般显著变薄，煤质变劣。
据生产矿井，小煤窑的煤层圈定及观察，煤的结构亦随风化程度的不同而呈现出由褐色土状的松软物质变为粉状煤。
进而变成具有光泽的块状煤。
同时风化带的深浅与煤层的倾角，上复盖层原变，物质成份、性质等因素关系密切。
风化带垂深度一般在20-50米，其的特点硫份含量降低，水分、灰分、挥发分增高，粘结性遭破坏，发热量降低。
c、煤层顶、底板和夹石
盘县松河乡三鑫煤矿开采煤层位于龙潭组中～上部，顶底板为泥质粉砂岩及粉砂岩，夹矸较薄，对煤层开采无大的影响。
具体情况见表1-1-4：
煤层顶底板及夹石特征表
表1-1-4煤层顶底板及夹石特
夹矸描述
位于三号煤下部、为含高岭质泥岩
灰褐色高岭质泥岩及黑色片状炭质泥岩
细晶质高岭石
含黄铁矿结核
不稳定
粉砂岩
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