唐口煤矿瓦斯抽放技术汇编Word文件下载.docx
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根据建设单位与济宁电业局达成的供电协议，唐口矿井两回路电源分别引自济宁电厂和凤凰台220kV变电站。
本区水源可靠，水量丰富，可供矿井选择的水源有第四系冲积层砂层水和本区东北方向的奥灰水。
第四系砂层水分布面广，水量丰富，水质符合饮用水标准，能够满足矿井生产和生活用水需要，为主要供水水源。
奥灰水水量丰富，但矿化度高，可作为生产用水。
另外矿井井下排水经处理后可供矿井、选煤厂生产用水。
六、矿区开发情况
唐口矿井东与淄矿集团岱庄煤矿相邻,北与济矿集团运河煤矿相邻,西南与里能矿业集团新河煤矿毗邻。
以上三矿均已建成投产。
第二节地质特征
一、地层
井田内地层自上而下有第四系、上侏罗统蒙阴组、上二迭统上石盒子组、下二迭统下石盒子组和山西组、上石炭统太原组、中石炭统本溪组、中下奥陶统和寒武系。
井田内地层特征叙述如下：
1第四系（Q）
厚155.90～239.40m，平均213.01m。
由粘土、砂质粘土、砂及砂砾层等组成。
西部边界附近较薄，东南部较厚。
本地层属河湖相沉积与下伏地层呈不整合接触。
2、侏罗系上统蒙阴组（J3）
最大残厚680.65m，平均357.17m，北薄南厚，按岩性分为上、下两个亚组。
上亚组主要由灰、深灰至灰绿色、细砂岩互层组成，夹泥岩。
下亚组主要为一套紫灰色、暗紫色和紫红色中、细粒砂岩，夹粉砂岩和泥岩。
本组地层与下伏地层呈不整合接触。
3、二迭系（P）
（1）上统上石盒子组（P12）
最大残厚381.75m,平均214.57m。
大部分地段均有保留，中部及南部保留最厚，北部及西部边界附近被剥蚀。
主要由灰、灰绿色中、细砂岩和黄绿、灰紫等杂色粘土岩与粉砂岩组成。
（2）下统下石盒子组（P21）
厚55m左右，由黄绿、灰、紫等杂色粘土岩、粉砂岩及灰绿色砂岩组成，为内陆河湖相沉积。
与下伏山西组地层呈连续沉积，标志层不明显，不易划分。
（3）下统山西组（P11）
厚80m左右，主要由浅灰、灰白色中、细粒砂岩及灰黑色粉砂岩、泥岩和煤层组成。
砂岩含量较高，含煤4层（1、2、3（3上）、3下），3煤层（含3上、3下）厚度大，储量丰富，为本区主采煤层。
4、石炭系（C）
（1）太原组（C3）
厚152.20～183.90m,平均167.78m。
由灰至灰黑色泥岩、粉砂岩。
灰至浅灰色细砂岩以及石灰岩和煤层组成。
含薄层石灰岩十一层，以三和十下层灰岩最稳定，为主要标志层。
含煤23层，可采与局部可采煤层5层（6、10下、15上、16、17）。
本组为海陆交互相沉积，易于对比，与下伏地层为整合接触。
（2）本溪组（C3）
厚8.60～40.05m,平均24.3m。
主要由紫、灰、灰绿色泥岩、砂岩及灰岩组成。
含灰岩3层（十二、十三、十四），偶夹薄煤层，但无经济价值。
本组地层为以海相为主的海陆过渡相沉积。
5、奥陶系中、下统（O2～O1）
区内有23个钻孔揭露奥灰，揭露最大厚度53.70m，主要为灰至褐灰色厚层状石灰岩，夹泥灰岩和钙质泥岩。
据兖西水源勘查资料，总厚可达742m。
6、寒武系（εm）
区内仅T11－1号孔及嘉祥断层以西的T13－3号孔揭露，揭露最大厚度51.18m。
有灰白色、肉红色鲕状石灰岩，裂隙、溶洞较发育。
为寒武系张夏组灰岩。
二、主要地质构造
本井田位于济宁地堑西侧北部。
东界为济宁断层，西界为嘉祥断层，由之构成本区的地堑构造。
因受孙氏店、济宁及嘉祥等南北向区域性断层的控制，区内次级构造以南北向、北北东向断层为主，局部因受南北二侧东西向构造带控制，也存有少量东西向断层。
本区东、西边界地带受南北向济宁断层和嘉祥断层控制形成较多的附生断层。
区内则以北东向断层居多。
本区早期褶曲为北东向，后来受到南北向断裂的改造呈现南北褶曲，但从此组褶曲的变形中仍可看到早期较明显的北东向褶曲，尤以本区中部及东南部表现较为明显。
综观全区属构造中等井田。
但F2断层以东及边界断层附近构造偏复杂，F2断层以西的井田主体部分构造偏简单。
1、地层产状及主要褶曲
全区呈宽缓褶曲构造，次一级褶曲发育。
区内主要褶曲自东向西大体划分为十里铺背斜、南张向斜、火头湾背斜和漕井桥向斜。
其中十里铺背斜，位于本区东南部，为一倾伏背斜。
幅度50～150m,跨度2～4km，两翼倾角5～10°
；
南张向斜，位于本区中央，为本区的骨架构造。
幅度100～400m，跨度2～4km，两翼倾角南部5～10°
，北部10～18°
火头湾背斜，位于本区西部偏西，为一短轴背斜。
幅度50m，跨度3km，两翼倾角3～5°
漕井桥向斜，位于本区西南部，幅度50～150m，跨度1～2km。
两翼倾角3～15°
，西翼较陡。
2、断裂构造
本区断层分为南北向、北东向、近东西向三组正断层。
近南北向正断层主要分布在本区东西边界，且次一级附生断裂发育，形成复杂断裂带；
近东西向正断层只有北部一条；
区内广大范围内主要为北东向正断层，其中F2、F3断层之间为一复杂断裂带，F2断层以西的井田主体部分主要为走向北东的小断层。
井田内经地震与钻探发现和证实的断层共有77条，其中落差≥100m的16条；
≥50～＜100m的17条；
≥30～＜50m的9条；
≥10～＜30m的26条；
＜10m的9条。
3、岩浆岩
本区在上侏罗统蒙阴组下亚组的中上部，普遍发育一层岩浆岩，呈岩床状分布，厚0～125.20m，平均厚70.99m,北薄南厚。
岩性主要为灰绿色，致密较硬，显晶质，辉长结构，块状构造。
岩浆岩底界距最上一层可采煤层3（3上）的最小距离为463.99m，对本区煤层、煤质均无影响。
三、煤层
本井田含煤地层为二迭系山西组和上石炭统太原组，平均总厚248m，可采煤层有3（3上）、3下、6、10下、15上、16、17共七层，平均总厚12.00m，含煤系数4.8％。
主要可采煤层3（3上）、3下、16、17平均总厚9.76m，占可采煤层总厚的81.3％；
其中以3（3上）煤层最厚，最大厚度10.55m，全区平均5.51m，占可采煤层总厚的46％。
地质储量632.59Mt，可采储量286.78Mt，占井田总可采储量的77％，又是最上一层可采煤层，是先期开采的主要对象。
各主要可采煤层情况分述如下：
3煤层：
位于山西组中、下部，下距太原组6煤层30余米。
该层煤在平面上的分布特点是：
本区的南部（16线以南）和西北部为一厚煤层，称3煤层（即3上、3下煤层合并区），其余地段均分叉为3上、3下两层煤。
合并区的3煤层厚5.86～10.55m，平均8.60m，可采系数为100％。
其中南合并区的面积约23km2，煤层厚度为6.31～10.55m，平均9.07m；
西北部合并区的面积约3km2，煤层平均厚度7.5m。
煤层厚度变化小，且有一定规律，结构较简单，一般不含夹矸，有时含1～2层夹矸，属稳定煤层。
顶板主要岩性为粉砂岩，少部分为中、细砂岩；
底板为泥岩或粉砂岩。
3上煤层：
该煤层为3煤层的上分层，位于山西组中部。
下距3下煤层0～46.74m，平均20.51m。
全区除合并区外，均有分布，全部可采（可采系数为100％），结构较简单，一般不含夹矸，有时含1～2层夹石，厚度变化为2.10～6.51m，平均4.11m。
在F2断层以东煤层由2.38m向合并区逐渐变厚，煤层厚度变化比较均匀；
在F2断层以西、南北合并区之间，煤厚变化在2.10～6.51m之间，具有薄厚相间的一定变化，属较稳定～稳定煤层。
顶板主要为粉砂岩，少部分为中、细砂岩；
底板为泥岩。
3下煤层：
该煤层为3煤层的下分层，位于山西组下部，下距6煤层平均38.79m，由于受冲刷等影响，有较大范围无煤区。
煤层厚度0～3.56m，平均1.52m,可采系数为36％。
可采范围内煤厚0.70～3.56m，平均1.78m。
含夹石1～3层，为不稳定煤层。
顶板为粉砂岩和中、细粒砂岩，底板为泥岩或粉砂岩。
6煤层：
位于太原组上部，下距三灰平均10.93m，距10下煤层平均49.25m。
煤层厚度0.33～1.03m，平均0.74m，可采系数为64％，顶板为泥岩和粉砂岩，底板为泥岩。
不含夹石，结构单一。
全区较大范围不可采，从全区看为不稳定～较稳定煤层。
10下煤层：
位于太原组中部，下距15上煤层平均30.00m，煤层厚度0～1.41m，平均0.75m，可采范围主要在西部和北部，南部和东部不可采。
顶板为泥岩、粉砂岩，底板为泥岩，少数为细砂岩。
不含夹石，结构单一，属不稳定煤层。
15上煤层：
位于太原组中部，下距16煤层平均33.09m，煤厚0～1.07m，平均0.67m，仅在北部和中部有四小片可采。
顶板为九灰，底板为泥岩。
不含夹石，结构单一，为不稳定煤层。
16煤层：
位于太原组下部，下距17煤层平均7.57m，煤层厚度0.61～1.43m，平均1.05m。
顶板为十下层灰岩，底板为泥岩或粉砂岩。
多含1～2层夹石，为炭质砂岩和泥岩，煤层可采系数为98％，厚度相当稳定，为稳定煤层。
17煤层：
位于太原组下部，下距太原组底界面平均15.83m，距奥灰33.12～58.90m，平均45.12m。
煤厚0.60～1.64m，平均0.94m。
全区绝大部分可采，煤厚变化小，结构较简单，一般含一层夹石，岩性为泥岩，属稳定煤层。
顶板为十一灰，有时变为泥岩或粉砂岩，底板为泥岩。
井田西部各煤层均在第四系底界下出现隐伏露头，经分析确定本区煤层风氧化带深度为第四系底界向下垂深20m。
四、煤质
山西组3（3上）、3下煤层属低灰、特低硫、特低磷、高熔～难熔融灰，结焦性能好的气煤（QM45）。
太原组6、15上、16、17煤层属低灰、富硫、特低磷，低至高熔融灰的气煤（QM45）、气肥煤（QF46）。
煤炭的工业用途：
可做炼焦配煤、动力燃料用煤、气化液化用煤。
五、水文地质
本井田水文地质条件上组煤属简单类型，下组煤属简单至中等类型。
井田内有六个含水层，即第四系砂层、上侏罗统砂岩、山西组砂岩、太原组三灰、十下灰以及奥陶系石灰岩。
区内煤系地层埋藏很深，水文地质条件有三个重要特征：
其一，煤系之上，含水层和隔水层相间沉积，而隔水性能最好最厚者在下部，这样使得雨水、地表水、第四系砂层水、侏罗系砂岩裂隙水受到多个隔水层的重重阻隔，不能对井下充水和补给。
其二，直接充水含水层埋藏深，充水空间不发育，富水性不强。
其三，井田内直接充水含水层是区域内几个已勘查的井田中埋藏最深、充水空间最小、富水性最弱的，因之断层导水性也最弱。
本矿井充水水源为开采3煤层时的顶底板砂岩水、三灰水和开采下组煤时的十下灰水、奥灰水等。
根据地质报告分析，本区各含水层的富水性较邻近兖州煤田弱。
而且由于各隔水层隔水性能好，故上覆含水层的补给条件差。
根据地质报告，开采3煤层时，矿井涌水量为3煤层顶底板砂岩水和三灰两部分，其中顶底板砂岩涌水量348.62m3/h，三灰涌水量29.71m3/h，合计正常涌水量378.33m3/h。
六、瓦斯
地质报告提供的各煤层瓦斯成分及含量见表1-1。
从测得的瓦斯含量可见，本矿井瓦斯最高含量为1.789cm3/g燃，CO2最高含量为0.235m3/g燃，本井田瓦斯含量较低，属低瓦斯矿井。
目前矿井瓦斯绝对涌出量为10.6m3/min，二氧化碳绝对涌出量为6.055m3/min，属低瓦斯矿井。
各煤层瓦斯成份及含量表表1-1
煤层
瓦斯含量（cm3/g燃）
最大/平均
瓦斯成份（％）
CH4
CO2
N2及其它
（3上）
1.789
0.700
0.222
0.100
84.09
31.01
11.29
4.77
99.21
64.21
15上
1.132
0.216
34.54
7.76
57.70
16
0.786
0.264
0.235
0.166
40.39
12.75
12.89
9.80
92.14
77.45
17
0.401
0.201
0.179
0.159
19.95
10.03
1.61
9.54
86.28
80.44
七、煤尘爆炸性、煤的自燃倾向性
各煤层的煤尘爆炸性试验结果表明，火焰长度在40～700mm之间，一般大于600mm，扑灭火焰的岩粉量为5～85％，所以各煤层均属有煤尘爆炸危险的煤层。
经煤科总院抚顺分院2004年6月鉴定该矿开采的3煤层的自燃倾向性为自燃煤层。
八、地温
本井田平均地温梯度为2.0℃/100m，即每50m增加1℃，属地温梯度正常区。
由于煤系地层的岩性组合复杂，一般地温梯度比非煤系地层要高，平均2.2℃/100m。
可采煤层的地温状况，均属正常梯度为背景的一级和二级高温区，上部煤层以一级高温区为主，下部煤层以二级高温区为主。
初期开采3煤层时，北部地温较低（-900m以浅没有高温区），东南部F2、F3断层附近地温较高，属二级高温区，其余为一级高温区。
第三节矿井瓦斯基础参数
一、３上煤层瓦斯含量测定
2006年5月，煤炭科学研究总院技术人员根据唐口煤矿的采掘工作面布置与现场具有的施工条件，分别在西部胶带运输巷迎头、北部胶带运输大巷迎头、2303轨道顺槽迎头、2301外切眼迎头采集煤样对煤层瓦斯含量测定，进行了现场解吸瓦斯量测定和实验室残存量测定。
直接法测定的煤层瓦斯含量等于各解吸瓦斯量与残存瓦斯量之和。
唐口煤矿煤样瓦斯量一览表表1-2
煤样编号
西部胶带迎头
1#煤样
北部胶带迎头
2#煤样
2303轨顺迎头
3#煤样
2301外切眼迎头
4#煤样
煤样解吸含量（m3/t）
0.26
0.34
1.45
0.31
煤样残存量（m3/t）
1.47
1.64
1.54
煤样瓦斯含量（m3/t）
1.73
1.98
2.90
1.85
由表1-2可以看出唐口煤矿3上煤层瓦斯含量在1.73～2.90m3/t之间。
平均为2.12m3/t
由于在现场测定瓦斯参数期间，矿井煤层揭露范围小，煤样采集地点比较集中，因而不能完全反映整个矿井煤层瓦斯含量赋存情况。
为了得到更为全面的煤层瓦斯含量数据，随着井田开拓发展，建议在以后的生产过程中加强瓦斯参数测定工作，更多的掌握瓦斯赋存规律，以便更好的为矿井安全生产服务。
二、３上煤层瓦斯压力测定
煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量多少、瓦斯流动力高低以及瓦斯动力现象潜能大小的基本参数，在研究与评价瓦斯储量、瓦斯涌出、瓦斯流动、瓦斯抽放与瓦斯突出等问题中，掌握准确可靠的煤层瓦斯压力数据最为重要。
因此，准确测定煤层瓦斯压力是十分必要的。
在瓦斯基础参数测定期间，曾在西部回风大巷（西轨与西回第一联络巷以里）；
辅助运输石门
（2）（南部大巷向东）进行煤层的瓦斯压力测定。
测定结果是3上煤层瓦斯压力为0.42Mpa。
三、３上煤层透气性系数测定计算
煤层透气性系数是衡量煤层中瓦斯流动难易程度的重要指标，是评价煤层瓦斯能否实行预抽的基本参数。
由于煤是一种多孔介质，在一定压力梯度下，瓦斯可以在煤体内流动，透气性系数表示煤层内瓦斯流动难易程度，其物理意义是：
在1m３煤体的两侧，当瓦斯压力平方差为1MPa2时，通过1m长度的煤体，在1m2煤层断面上每日流过的瓦斯量m3（t℃，标准大气压）。
煤层透气性系数单位为m2/（Mpa2·
d）。
目前我国广泛采用煤层瓦斯向钻孔流动的状态属径向不稳定流动的基础上建立的，通过测定煤层瓦斯径向不稳定流量来计算煤层透气性系数。
在测定3上煤层瓦斯压力期间，曾对煤层透气性系数进行了测定，其测定计算结果是3上煤层透气性系数λ为0.1675m2/（MPa2·
四、钻孔瓦斯流量衰减系数及极限流量
钻孔瓦斯流量衰减系数
是评价煤层瓦斯预抽难易程度的一个重要指标。
实践证明，钻孔瓦斯流量的变化规律基本符合下面的负指数方程，钻孔瓦斯流量衰减系数
值是通过测定钻孔的初始瓦斯流量q0，经过时间t日后，再测定qt，最后根据公式计算出钻孔的瓦斯流量衰减系数。
在1302皮带顺槽、2303皮带顺槽联络巷（1＃）、1302轨道顺槽施工钻孔瓦斯流量衰减钻孔3个，测定结果为3上煤层钻孔瓦斯衰减系数为
＝0.128d-1，3上煤层百米钻孔的初始瓦斯折算流量q0=9.3×
10-3m3/min，3上煤层百米钻孔极限排放瓦斯量
104.65m3。
第二章1302采煤工作面基本情况
第一节1302采煤工作面概况
一、1302采煤工作面位置
1302工作面是唐口煤矿的第三个具备生产条件的工作面，井下位于西部大巷南翼；
北为正在掘进的230采区2302和2303工作面，东为正在回采的1301工作面、南、西为尚未开拓的实炭区。
1302工作面东约220m处为正在回采的1301工作面，东北面约330m处为正在回采的2301工作面，其余方向均未开采。
1301面回采后面内低洼处有一定的积水，但积水标高位于-980m以下，对1302面回采无影响。
铅垂上、下方煤层均未开采，无采空区。
二、煤层
1302工作面设计开采煤层为3上煤，通过钻孔资料及工作面巷道揭露分析，1302工作面范围内煤层沉积厚度不稳定，全部可采，煤层厚度在1.5～4.3m之间。
具体情况如表2-1所示：
煤层厚度（m）
1.5～4.3
3.3
煤层结构
较简单
煤层倾角
（°
）
3°
～12°
7°
开采
煤层
3上
硬度
f=0.92
煤种
QM
稳定程度
较稳定
煤
层
情
况
描
述
1302工作面回采煤层为山西组3上煤，工作面内3上煤层沉积厚度不稳定，煤层厚度1.5～4.3m之间，平均厚约3.3m。
工作面内局部地段有下分层赋存，与上分层间距约1.0～2.5m之间。
3上煤层煤层结构简单，黑色，条痕黑褐色，块状结构，以亮煤为主，次为暗煤，为半亮型煤，沥青光泽，平坦状断口，硬度较大，内生裂隙较发育。
3上煤层属特低灰、特低磷、特低硫、高融～难熔融灰、结焦性能好的气煤。
工作面煤层走向变化较大，沿巷道方向煤层有一定起伏。
煤层走向约210°
～260°
，倾向为300°
～350°
，倾角3°
，平均7°
。
1302工作面煤层情况表表2-1
三、煤层顶底板情况、地质构造及水文地质
煤层老顶为细砂岩，直接顶为中砂岩，伪顶为泥岩；
直接底为泥岩，老底为细砂岩。
具体情况详见表2-2。
煤层顶底板情况表表2-2
顶底板名称
岩石名称
厚度（m）
特 征
老 顶
细砂岩
3.55
浅灰色，夹有深灰色粉砂岩薄层，上部含较多植物叶部碎片化石。
直接顶
中砂岩
5.84
灰白色，成分以石英为主，次为长石，较坚硬。
伪 顶
泥岩
2.16
褐黑色，局部含较多的炭质成分，含大量植物叶及根部化石。
直接底
0.6
灰黑色，含较多的植物叶片化石。
老 底
10.3
灰黑色，含大量植物茎叶化石，完整较坚硬。
工作面地质构造较复杂，巷道掘进中实际揭露断层9条，三维地震推测断层1条，其中仅胶带顺槽DF33断层落差4.5m，巷道内半煤岩长约60m，对正常回采有较大影响，其它小断层对回采影响不大。
由于地质构造复杂，工作面在推进过程中遇断层时，顶板压力大且破碎，生产需采取措施加强对顶板的支护。
工作面穿过一不对称向斜，向斜轴靠近工作面南部，向斜北翼煤层倾角较缓，南翼倾角较陡。
回采到向斜轴部时，由于煤层顶板压力大，需加强顶板支护。
3上煤顶底板砂岩水：
3上煤顶底板为中、细粒砂岩，总厚度9.6～70.5m，平均51.55m。
间隔岩层为粉砂岩、砂质泥岩及泥岩。
根据钻孔揭露、抽水试验及井下巷道揭露资料分析，3上煤顶、底板砂岩是3上煤开采中的直接充水水源。
探放水资料表明三灰富水性不均一，局部富水性强，补给差，以静水量为主，易于疏干。
距1302工作面东约220m处1301工作面老空区内有少量积水，其积水标高约-980m，低于1302工作面最低标高，对1302工作面回采无影响。
除1301工作面有老空积水外，1302工作面四周及上、下方均无采空区，回采不受老空水威胁。
涌水量：
经计算，预计1302工作面正常涌水量为36.4m3/h，最大涌水量为145.6m3/h。
四、瓦斯、煤尘爆炸性、自燃倾向性及其它
瓦斯：
唐口煤矿属低瓦斯矿井，瓦斯绝对涌出量CH4=7.80m3/min，CO2=6.63m3/min。
但1301工作面局部地段为瓦斯异常区。
煤尘爆炸性：
煤尘具有强爆炸性，其爆炸性指数为41.6%。
自燃倾向性：
3上煤为自燃煤层。
地温：
根据巷道揭露,岩石温度在35℃左右，切眼底板水温度为38℃，三灰2号探查孔三灰水水温高达44℃。
冲击地压：
唐口煤矿3上煤层属于3类，为具有强冲击性的煤层，3上煤层顶板属于2类，为具有弱冲击倾向性的岩层，在采深1000米的条件下，随着地应力的增大，煤岩层的冲击倾向性将会加剧。
五、储量及服务年限
储量：
工业储量：
138.5万吨。
可采储量：
根据本矿现有技术水平并参照邻矿综采工作面回采情况，1302工作面回采率取95％，可采储量为131.6万吨。
采煤工作面服务年限：
按工作面月产量18.16万吨计算，1302工作面服务年限约2.25个月。
第二节13
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