【正文】 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)主要依據(jù) 1.《煤礦安全規(guī)程》 （新版） 和《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》等相關(guān)法規(guī)文件； 《 和成煤礦礦井地質(zhì)報(bào)告 》 ； 《 和成煤礦初步設(shè)計(jì)說明書 》 ； 《 和成煤礦初步設(shè)計(jì)修改安全專篇 》 ； 《 和成煤礦二 1煤層煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定報(bào)告 》 ； 《 和成煤礦二 1煤層瓦斯含量測(cè)試報(bào)告 》 ； 〔 2021〕 163號(hào)印發(fā)的《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》； 8.《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（ AQ10262021）； 9.《礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法》（ AQ10182021）； 10.《煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB504712021）； 11.《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（ AQ10272021）。 結(jié)合 和成煤 礦的地質(zhì)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)情況，全面分析礦井建設(shè)與生產(chǎn)的安全技術(shù)條件，合理確定礦井的安全技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)、防突人員及設(shè)備的配備、防突專項(xiàng)資金的提取和使用等，提出切實(shí)可 行的安全生產(chǎn)技術(shù)措施和安全設(shè)施 ， 真正做到為今后的安全施工和生產(chǎn)創(chuàng)造良好的條件，為職工的生命安全及礦井的生產(chǎn)管理提供可靠的安全保障。 和成 煤礦 西二 采區(qū)實(shí)際情況的 雙 “四位一體”的防治煤與瓦斯突出措施。 “ 安全第一、 預(yù)防為主， 綜合治理 ”的安全 生產(chǎn) 方針，結(jié)合 和成 煤礦的 瓦斯地質(zhì)條件 和 西二 采區(qū)開拓、開采方式，對(duì)煤與瓦斯突出的各種因素進(jìn)行了詳細(xì)地分析、研究，提出了科學(xué)合理的防治技術(shù)措施和管理措施，裝備了必要的儀器、儀表 ， 為今后的安全生產(chǎn)和施工創(chuàng)造良好的條件，為礦井的生產(chǎn)管理提供可靠的安全保障。 井田西自紅椿樹洼，東到耿崗村，南至 F10斷層，北至 F12 斷層，井田東西長(zhǎng)約 8km，南北寬 ～ 2km，西窄東寬，面積 。七 4煤層為局部可采煤層，井田內(nèi)被中部無煤帶劃分為東、西兩個(gè)塊斷，東部塊斷埋藏較深，相對(duì)比較完整，尚有推斷資源量（ 333） 204 萬噸。一 1煤層屬高硫煤，按國(guó)家政策應(yīng)屬禁采煤層。礦區(qū)東距京廣鐵路約 20km。交通位置如圖 11 所示。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力 ，服務(wù)年限 。 礦井采用立井單水平上下山開拓；主、副井及中央風(fēng)井井口位于井田中西部曲梁煤礦舊址正東方向 180m， ZK808孔正東 100m處。通風(fēng)系統(tǒng)采用中央并列式， 主井、 副井進(jìn)風(fēng)，中央風(fēng)井回風(fēng)，通風(fēng)機(jī)選用 BDK6188No25型軸流風(fēng)機(jī)。根據(jù)2021年 7月煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院出具的新密市恒業(yè)有限公司和成煤礦《二 1煤層煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定報(bào)告》，和成煤礦二 1煤層被鑒定為突出煤層，該礦井為突出礦井。 本區(qū)位于秦嶺緯向構(gòu)造帶東段北支的南側(cè)及新華夏系第二沉降帶西側(cè)，斷裂和褶皺均發(fā)育。這些褶皺、斷裂對(duì)含煤地層起區(qū)域性控制作用。 （一） 斷層 除井田邊界斷層 F F12外，在井田東部發(fā)育有?？瑒?dòng)構(gòu)造（ F11）。見圖 12 所示。橫 4 線以西和橫 0 線以東均叉為兩支。東段走向 90176。傾角 60～ 80176。該斷層地表無露頭，被 TC1揭露，并有七個(gè)鉆孔穿見。 和成礦井田構(gòu)造綱要圖 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 4 地震勘探中，有 16 條地震測(cè) 線控制，在地震時(shí)間剖面上表現(xiàn)明顯， 斷點(diǎn)、斷面清晰，斷點(diǎn)控制級(jí)別為 8A+5B+3C。 表 11 鉆孔穿見 F10情況一覽表 孔號(hào) 破碎帶止 深 (m) 破碎帶厚 度 (m) 斷失地層 斷距 (m) ZK1208 下石盒子組中、下部、山西組頂部 180 太原組上部 75 ZK1109 上石盒子組中、下部，下石盒子組上部 215 下石盒子組下部，山西組上部 80 ZK1009 上石盒子組大部 245 下石盒子組底，山西組上、中部 40 ZK810 石千峰組底、上石盒子組、下石盒子組上部 280 下石盒子組底部，山西組大部 75 ZK410 石千峰組下段底部，上石盒子組上、中部 320 ZK010 上石盒子組底部，下石盒子組、山西組、太 原組、本溪組 400 ZK東 210 石千峰組下段下部，上石盒 子組上、中部 400 山西組下部，太原組上部 130 梁山斷層（ F12）：為井田北部邊界斷層，是區(qū)域性斷裂，西起嚴(yán)家堂，經(jīng)梁山，到紅椿樹溝進(jìn)入本區(qū)，又經(jīng)駝腰洼、孟崗口、至翟家寨出礦區(qū)繼續(xù)向東延伸，全長(zhǎng) 15km 以上，區(qū)內(nèi)長(zhǎng) 。局部有波狀彎曲，傾向北，傾角 50～ 65176。為南升北降的張性正斷層。見表 12 所示。該斷層已達(dá)到嚴(yán)密控制程度。 。 從鉆孔資料和地震物探資料分析，勘查區(qū)內(nèi)滑動(dòng)構(gòu)造面位于二 1煤層上部，滑面沒有影響到二 1煤層?；瑒?dòng)構(gòu)造破碎帶具有分帶性、中部斷裂帶多為斷層角礫巖，巖性混雜，上、下部多為碎裂帶，巖石破碎但仍保持原巖層序?；瑒?dòng)構(gòu)造面以下巖層受影響較小，巖層完整且層序正常。見表 13 所示。左右。 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 6 第四節(jié) 煤層概況 一、 煤層特征 （一） 含煤性 井田內(nèi)含煤巖系為石炭系上統(tǒng)太原組、二疊系下統(tǒng)山西組，下石盒子組和上統(tǒng)上石盒子組，含煤地層平均總厚度 726m，分為 9 個(gè)煤組，含煤 23 層。煤層平均總厚 度 ，含煤系數(shù) %。 （二） 可采煤層 二 1煤層 二 1 煤層位于二疊系下統(tǒng)山西組下部，直接頂板多為泥巖及砂質(zhì)泥巖，局部有炭質(zhì)泥巖偽頂，老頂為大占砂巖。一般 5～ 10176。煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，一般無夾矸，局部見一層夾矸，個(gè)別地段見二層夾矸，夾矸厚 ～ ，其巖性多為炭質(zhì)泥巖。薄煤帶主要分布在井田西端及東部北側(cè)一帶（ ～ ）。 七 4煤層 七 4 煤層位于二疊系上統(tǒng)上石盒子組中下部，上距平頂山砂巖平均，下距二 1煤層約 392m，層位穩(wěn)定，橫 6～ 12線之間及橫 2線以東區(qū)段可采。結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，一般不含夾矸，局部含一層夾矸。底板為泥巖或砂質(zhì)泥巖。本層煤在橫 6～ 12 線之間已開采多年，資源已接近枯竭。 圖 13 和成煤礦井田煤系地層含煤情況 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 8 一 1煤層 一 1煤層位于石炭系上統(tǒng)太原組底部，上距二 1煤層一般 110m 左右，層位穩(wěn)定，橫 8 線以東及 ZK100 ZK907 附近區(qū)段可 采，可采區(qū)內(nèi)煤厚～ ，平均 。煤層頂板為灰?guī)r，底板為泥巖。 由于一 1煤層屬高硫煤，按國(guó)家政策應(yīng)屬禁采煤層。 二、 煤質(zhì)特征 （一） 二 1煤層 黑色、鋼灰黑色，條痕呈黑色、金剛光澤及似金屬光澤，內(nèi)生裂隙不發(fā)育。僅局部可觀察到宏觀煤巖成分，其主要為亮煤及鏡煤，暗 煤次之，少量絲炭。其真密度 ～ ，視密度平均 。宏觀煤巖成分主要為亮煤和暗煤。宏觀煤巖類型為半暗 半亮型。視密度平均 。多呈碎粒狀及粉末狀，宏觀煤巖組分以亮煤和鏡煤為主，屬光亮型及半亮型?；疑?，塊狀構(gòu)造，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，含植物化石，中部夾(二0)。上部深灰色，下部淺灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀，中間夾?；疑?，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀,成分泥質(zhì)。黑灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，呈厚片狀，成分炭質(zhì)、泥質(zhì)。淺灰色，中粒砂狀結(jié)構(gòu)，微斜層理，碎屑成分為石英、長(zhǎng)石、云母組成，層理面含白云母，局部含泥礫，泥硅質(zhì)基底膠結(jié)。深灰色，砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀，產(chǎn)植物化石，局部為炭質(zhì)泥巖，夾有中砂巖?；疑?，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，交錯(cuò)層理發(fā)育。細(xì)砂巖粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖中粒石英砂巖粉砂質(zhì)泥巖中粒石英砂巖粉砂質(zhì)泥巖中砂巖（標(biāo)5）粉砂質(zhì)泥巖炭質(zhì)泥巖泥 巖二1 煤泥質(zhì)粉砂巖泥 巖灰 巖泥 巖灰 巖泥 巖 圖 14：二 1煤層頂?shù)装鍘r性綜合柱狀圖 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 10 第五節(jié) 礦井瓦斯 一、 地勘時(shí)期的瓦斯情況 根據(jù)勘探報(bào)告提供的瓦斯資料，經(jīng)測(cè)定：二 1煤中瓦斯含量相差較大，最小 （ ZK208），最大為 ml/（ ZK1107），具有一定的規(guī)律性。 表 14 二 1煤層地勘時(shí)期瓦斯含量 孔號(hào) 采樣 深度 (m) 瓦斯成分 (%) 瓦斯含量 (ml/) 樣品質(zhì)量 資料 評(píng)價(jià) CO2 CH4 N2 CO2 CH4 N2 Mad (%) Ad (%) ZK008 合格 ZK410 合格 ZK609 合格 ZK208 合格 ZK908 合格 ZK1107 合格 ZK1108 合格 ZK1109 合格 井田二 1煤層瓦斯自然組分以 CH4為主，多在 50%以上，最大達(dá) %（ ZK008）。和成礦井田瓦斯含量 ～，一般小于 10 m3/t，局部（ ZK110 ZK908和東南角 ZK4ZK008）瓦斯含量大于 10 m3/t。 二 、 生產(chǎn)揭露時(shí)期瓦斯情況 目前，和成煤礦 西翼軌道運(yùn)輸大巷屬于煤巷掘進(jìn)工作面，此外， 2205工作面膠帶順槽回風(fēng)聯(lián)巷即將揭煤 。根據(jù)焦作煤業(yè)（集團(tuán)）公司科研所瓦斯研究室于 2021 年 10 月在和成礦西翼軌道大巷打穿層鉆孔采樣， 5 個(gè)取樣點(diǎn)結(jié)果瓦斯含量分別為 、 、 、 ，平均 。結(jié)論如下： 第一次測(cè)試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ 。 第三次測(cè)試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ 。 第五次測(cè)試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ ， 和成煤礦二 1煤層堅(jiān)固性系數(shù)（ f）介于 ～ ，和成煤礦二 1煤層的瓦斯放散初速度（ △P）介于 22～ 26 之間。 第七次測(cè)試，和成煤礦二 1 煤層可燃基 CH4 含量為 ～，瓦斯含量為 ～ 。 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 12 三、 瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象 在二 1 煤層頂板的巷道 施工 穿層鉆孔 和西翼軌道運(yùn)輸大巷施工順層鉆孔 時(shí)， 曾 有 不同程度的 噴孔、頂鉆、卡鉆等動(dòng)力現(xiàn)象發(fā)生。 經(jīng)鑒定和成煤礦二 1煤自然傾向性等級(jí)為Ⅲ類（不易自然），無煤塵爆炸性。 東部以工廣煤柱為界，西部以橫 11 勘探線界，北部以大巷煤柱為界，南部以 F10分支斷層為界。西二采區(qū)二 1煤層平均厚度 ，可采儲(chǔ)量 。 第二節(jié) 采區(qū) 開拓方式 及 巷道布置 一、 采區(qū)巷道的布置 本 采 區(qū) 采用傾斜長(zhǎng)壁法開采，回采巷道直接與大巷連接。 西翼膠帶運(yùn)輸大巷、西翼回風(fēng)大巷和西翼輔助回風(fēng)大巷均位于頂板大占砂巖中，距離二 1煤層 12～18m，以利 于 支護(hù)和排放瓦斯。 工作面軌道順槽與軌道大巷通過平車場(chǎng)連接，便于人員行走、通風(fēng)和設(shè)備安裝檢修。 二、 采區(qū)回采巷道的布置 根據(jù)瓦斯、通風(fēng)及運(yùn)輸?shù)纫?，?jīng)綜合分析并兼顧礦井建設(shè)期間的實(shí)際情況， 回采 工作面布置兩條巷道，其中進(jìn)風(fēng)巷道一條，回風(fēng)巷道一條?；夭晒ぷ髅娌捎蒙窕鸺瘓F(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 14 后退式回采方式 （圖 21） 。分述如下： 一、 分層開采采煤方法 分層開采是我國(guó)一直沿用開采厚煤層的傳統(tǒng)采煤方法，在煤層穩(wěn)定、厚度變化較小的礦井中應(yīng)用較普遍，且積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)。分層開采效率低，掘進(jìn)量大，若不是受到開采技術(shù)條件的限制，高產(chǎn)高效的礦井一般不會(huì)采用。 神火集團(tuán) 和成 煤礦 西二采區(qū)防突專項(xiàng)設(shè)計(jì) 15 二、 綜采大采高采煤方法 綜采大采高采煤方法工藝簡(jiǎn)單，由于采用重型化、強(qiáng)力化、自動(dòng)化和機(jī)電一體化的設(shè)備，其工作面單產(chǎn)和工效得到大幅度提高，尤其是在近水平、中等硬度、頂板穩(wěn)定、瓦斯含量較小的條件下，其效果更好。 三、 放頂煤采煤方法 放頂煤采煤法，實(shí)踐證明其單產(chǎn)高、效率高、成本低，搬家次數(shù)少，對(duì)煤層有較好的適應(yīng)性，因而近些年來，得到了普遍推廣和應(yīng)用。 綜合以上情況，根據(jù)礦方實(shí)際打鉆探煤情況，煤層賦存變化情況與鄭州煤田煤層賦存情況較為相似，頂?shù)装遄儎?dòng)頻繁，頂?shù)装寰环€(wěn)定，很多時(shí)候同時(shí)反向變化，俗稱“雞窩煤”，同時(shí)煤層頂板受褶皺、斷層影響，擾動(dòng)強(qiáng)烈，成巖性較差。綜合以上因素，經(jīng)過采煤方法論證，本次設(shè)計(jì)選用綜采一次采全高的采煤方法，該方法 采用重型化、強(qiáng)力化、自動(dòng)化和機(jī)電一體化的設(shè)備，使工作面單產(chǎn)和工效得到大幅度提高，且易于集中生產(chǎn)。 第四節(jié) 采掘工藝參數(shù) 一、 采高 礦井初期開采 二 1煤層，平均煤厚 ，首采區(qū)平均煤厚 ，設(shè)計(jì)為綜采一次采全高采煤方法，故采高為 。設(shè)計(jì)初期回采工作面長(zhǎng)度取 120m，隨著開采技術(shù)和管理水平的提高，可適當(dāng)加長(zhǎng)回采工作面長(zhǎng)度，提高回采工作面單產(chǎn)。 第