烏海能源公司高瓦斯、突出礦井煤層瓦斯賦存規(guī)律及治理技術(shù)

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1、烏海能源公司高瓦斯、突出礦井煤層瓦斯賦存規(guī)律及治理技術(shù)2012.12.2355目錄一概述3二服務(wù)高突礦井的基本情況31五虎山煤礦42黃白茨煤礦63平溝煤礦7三礦井的瓦斯賦存規(guī)律101煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)及瓦斯賦存規(guī)律分析101.1五虎山煤礦101.2黃白茨煤礦151.3平溝煤礦24四瓦斯治理技術(shù)321瓦斯治理總體方案——分源法治理瓦斯技術(shù)322近距離煤層群開采瓦斯治理技術(shù)332.1煤層開采底板裂隙分布規(guī)律342.2回采工作面圍巖應(yīng)力分布與瓦斯涌出的時(shí)空關(guān)系362.3回采工作面圍巖應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律研究392.4回采工作面瓦斯來(lái)源分析與計(jì)算4

2、42.5近距離高瓦斯煤層群立體瓦斯治理方案472.6適用條件、創(chuàng)新性及取得的效益532.7結(jié)論5455一概述經(jīng)過三年努力與合作，我們逐漸理清神華烏海能源公司高瓦斯和突出礦井各大系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在的主要問題，礦井煤層賦存情況、瓦斯基本參數(shù)的現(xiàn)狀、瓦斯治理的基本方法等；然后通過煤層瓦斯基本參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析和補(bǔ)充測(cè)定，掌握礦井煤層的瓦斯賦存規(guī)律，分析采掘工作面的瓦斯涌出規(guī)律，通過對(duì)礦井煤層的合理開采層序論證及采掘布署調(diào)整，通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯抽采系統(tǒng)和防滅火系統(tǒng)能力論證和核定，制定適合礦井的瓦斯治理方案。結(jié)合烏海能源公司與重慶研究院合作的技術(shù)成果，根

3、據(jù)對(duì)各服務(wù)礦井不同煤層賦存條件、不同的工作面開采條件等情況下采用的煤層瓦斯預(yù)抽、邊掘邊抽、高位鉆孔抽采、采空區(qū)抽采等瓦斯治理技術(shù)進(jìn)行了分析整理，總結(jié)形成了“烏海能源公司高瓦斯、突出礦井煤層瓦斯賦存規(guī)律及治理技術(shù)”研究報(bào)告。本報(bào)告旨在對(duì)西北院服務(wù)礦井在瓦斯治理方面取得的成績(jī)、存在的問題等進(jìn)行分析和總結(jié)，為相關(guān)技術(shù)的推廣應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。二服務(wù)高突礦井的基本情況西北院服務(wù)的烏海能源公司的高瓦斯、突出礦井為五虎山煤礦、黃白茨煤礦和平溝煤礦。以下對(duì)以上3對(duì)礦井的基本情況做一簡(jiǎn)要介紹。1五虎山煤礦55五虎山煤礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)賀蘭山北段煤田

4、烏達(dá)礦區(qū)的南部，位于阿拉善地塊和鄂爾多斯地臺(tái)之間，巴音鄂博背斜東北部，屬地塊邊緣凹地煤田。五虎山煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150萬(wàn)噸/年，2011年核定生產(chǎn)能力128萬(wàn)噸/年，2011年生產(chǎn)原煤126萬(wàn)噸。礦井采用斜井單水平上下山開拓，現(xiàn)有1個(gè)綜采工作面和4個(gè)掘進(jìn)工作面，開拓系統(tǒng)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)布局合理，采掘工藝先進(jìn)；采用分區(qū)抽出式通風(fēng)方法。五虎山井田內(nèi)煤層賦存呈單斜構(gòu)造，走向近似南北，傾向東，煤層傾角為5°～15°，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單?，F(xiàn)主要開采有9#、10#、和12#煤層。煤層賦存情況表2-1。表2-1五虎山煤礦可采煤層賦存特征表煤層煤層厚度最小—

5、最大平均（m）煤層結(jié)構(gòu)夾石巖性（層數(shù)）頂板巖性底板巖性層間距離最小—最大平均（m）可采程度煤層穩(wěn)定性9#0.45-4.362.82簡(jiǎn)單頁(yè)巖（1-3）頁(yè)巖頁(yè)巖0.41-15.53.8511.7-35.023.6大部可采較穩(wěn)定10#0.89-3.842.03簡(jiǎn)單頁(yè)巖（1-2）頁(yè)巖頁(yè)巖全部可采較穩(wěn)定12#2.44-6.134.27復(fù)雜頁(yè)巖、炭頁(yè)巖（6-10）頁(yè)巖頁(yè)巖大部可采較穩(wěn)定礦井采用分區(qū)抽出式通風(fēng)方式?，F(xiàn)有進(jìn)風(fēng)井3個(gè)，分別為進(jìn)風(fēng)行人斜井，主井，副井；回風(fēng)井2個(gè)，即九層回風(fēng)井和十二層回風(fēng)井。九層回風(fēng)井安裝兩臺(tái)BD－Ⅱ－8№26（功率2×

6、315KW,額定最大風(fēng)量11400m3/min，最大負(fù)壓4000Pa），十二層回風(fēng)井安裝兩臺(tái)BDK－Ⅲ－№24（功率2×160kW，額定最大風(fēng)量6600m3/min，負(fù)壓2436Pa）防爆對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)。55礦井開拓方式為斜井片盤式開拓，盤區(qū)上、下山開采，共有5個(gè)井筒，主斜井、副斜井和進(jìn)風(fēng)行人斜井和9#、12#煤層回風(fēng)斜井組成；水平標(biāo)高+1100m，礦井現(xiàn)在布置兩個(gè)盤區(qū)，即9#煤層盤區(qū)和12#煤層盤區(qū)，開采9#、10#、12#煤層，9#、10#煤層聯(lián)合布置，12#煤層單獨(dú)布置。盤區(qū)內(nèi)均布置有皮帶上山、軌道上山和回風(fēng)上山，集中回風(fēng)巷

7、和回風(fēng)斜井，開采順序是由上至下，采煤方法為走向長(zhǎng)壁后退式采煤法，全部垮落法管理頂板。從地質(zhì)精查報(bào)告及多年來(lái)礦井實(shí)際開采情況得出瓦斯賦存規(guī)律：隨著煤的變質(zhì)程度增加，瓦斯含量有增大；隨開采深度增加，瓦斯含量有增加的趨勢(shì)；地質(zhì)構(gòu)造直接控制瓦斯的賦存，開放性斷層附近瓦斯含量較小，在煤層頂板破碎帶及封閉性斷層附近，瓦斯含量增大。總體來(lái)說，礦區(qū)各可采煤層瓦斯涌出量較高，屬高瓦斯礦井。礦井主采煤層瓦斯基本參數(shù)如下表。表2-2礦井主采煤層瓦斯基本參數(shù)礦井名稱煤層編號(hào)瓦斯壓力（MPa）瓦斯含量（m3/t）煤層透氣性系數(shù)（m2/MPa2·d)鉆孔瓦斯流

8、量及衰減系數(shù)(d-1)五虎山煤礦90.6688.09814.850.0389100.4796.85320.970.0335120.6096.78239.620.03352黃白茨煤礦黃白茨煤礦位于烏達(dá)礦區(qū)中部，屬于高瓦斯礦井，南鄰五虎山