1153回風巷第9段消突報告

1、貴州黔宜能源集團有限公司大方縣大水鄉(xiāng)大安煤礦1153回風巷第9抽放段消突評價報告二o 一四年五月八日一、緒論 11.1立項背景11. 2突出區(qū)域劃分方法研究現(xiàn)狀11. 3突出區(qū)域劃分的研究方法3二、礦井概況-32. 1礦山交通位置、礦界范圍32. 2礦區(qū)地質征52. 2. 1 地層52. 2. 2煤層 2.2.3煤質92. 3井田水文地質概況2. 4瓦斯、煤層爆炸性和煤的自燃傾向性13三、大安煤礦1153回風巷第9抽放段突出參數(shù)測定16163. 1. 1瓦斯含量直接測定原理及方法163. 1瓦斯含量測定3.1. 2現(xiàn)場瓦斯含量測定183. 2煤樣的采集193. 3堅固性系數(shù)測定203. 3.1

2、測定原理20213. 3. 2儀器設備3. 3.3測定步驟213.3.4數(shù)據(jù)處理223.3.5測定結果223. 4煤樣瓦斯放散初速度 p測定223. 4. 1測試原理233. 4. 2試樣制備233. 4.3測定結果243. 5吸附常數(shù)測定243. 5. 1 制樣243. 5. 2 設備243. 5. 3測定步驟25354 注意事項263. 5.5測定結果2727四、結論緒論1.1立項背景煤與瓦斯突出（以下簡稱突出）是煤礦井下采掘過程中發(fā)生的一種煤與瓦 斯的突然運動，它是一種伴有聲響和猛烈力能效應的動力現(xiàn)象，能在很短的時 間（幾秒鐘到幾分鐘）內，使采掘工作而的煤壁遭到破壞，并從煤壁內部突然 向

3、巷道或采掘空間噴出大量的煤與瓦斯，充填巷道，在煤體中形成某種特殊形 狀的孔洞；噴出煤和瓦斯時伴隨著強大的沖擊力，能摧毀井巷設施，破壞礦井 通風系統(tǒng)，甚至使礦井的風流逆轉，造成煤流埋人、人員窒息和爆炸事故。因 此，煤與瓦斯突出是最嚴重的威脅煤礦安全生產(chǎn)的口然災害之一。但根據(jù)國內 外開采突出煤層的實踐證明，突出煤層并非處處都有突出危險，突出只發(fā)生在 突出煤層中的局部地帶，其突岀危險帶的面積還不到突岀煤層面積的10%20%, 其長度在loloom z間，而突出危險帶的分布也很不均勻，有的相距較近，有 的相隔很遠，達1000m以上。因此，世界上各個突出嚴重的國家都非常重視突 出區(qū)域的劃分和預測t作。大

4、安煤礦是貴州黔宜能源集團有限公司（以下簡稱黔宜集團）下屬礦井， 預測區(qū)域1153回風巷掘進工作面第9抽放段己經(jīng)布置。根據(jù)“畢安監(jiān)【2014】 27號”文件精神，黔宜集團瓦斯實驗室受大安煤礦委托，對大安煤礦1153回風 巷掘進工作面第9抽放段進行了殘余瓦斯含量檢測。1. 2突出區(qū)域劃分方法研究現(xiàn)狀根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定，目前突出區(qū)域劃分方法一般是根據(jù)煤層瓦 斯參數(shù)結合瓦斯地質分析的方法進行。根據(jù)煤層瓦斯參數(shù)結合瓦斯地質分析的 區(qū)域預測方法應當按照下列要求進行：（1）煤層瓦斯風化帶為無突出危險區(qū)域；（2）根據(jù)已開采區(qū)域確切掌握的煤層賦存特征、地質構造條件、突出點的 分布的規(guī)律和對預測區(qū)域煤層地質

5、構造的探測、預測結果，采用瓦斯地質分析 的方法劃分出突出危險區(qū)域。當突出點及具有明顯突出預兆的位置分布與構造 帶有直接關系時，則根據(jù)上部區(qū)域突出特點及具有明顯突出預兆的位置分布與 地質構造的關系確定構造線兩側突出危險區(qū)邊緣到構造線的最遠距離，并結合 下部區(qū)域的地質構造分布劃分出下部區(qū)域構造線兩側的突出危險區(qū)；否則，在 同一地質單元內，突出點及具有明顯突出預兆的位置以上20m （深埋）及以下的 范圍為突出危險區(qū)（如圖1-1）;（3）在上述（一）、（二）項劃分出的無突出危險區(qū)和突出危險區(qū)以外的區(qū) 域，應當根據(jù)煤層瓦斯壓力p進行預測。如果沒有或者缺少煤層瓦斯壓力資 料，也可以根據(jù)煤層瓦斯含量w進行預

6、測。預測所依據(jù)的臨界值應根據(jù)試驗考 察確定，在確定前可暫按表1t預測。表1-1根據(jù)煤層瓦斯壓力或瓦斯含量進行區(qū)域預測的臨界彳瓦斯壓力p(mpa)瓦斯含量w (m3/t)區(qū)域類別p<0. 74w<8無突出危險區(qū)除上述情況以外的其他情況突出危險區(qū)此外，在采用上述方法進行區(qū)域預測時，還應當符合下列要求:(1) 預測所主要依據(jù)的煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)應為井下實測數(shù)據(jù);(2) 測定煤層瓦斯壓力、瓦斯含量等參數(shù)的測試點在不同地質單元內根據(jù) 其范圍、地質復雜程度等實際情況和條件分別布置；同一地質單元內沿煤層走 向布置測點不少于3個，并有測試點位于埋深最人的開拓工程部位。1.3突出區(qū)域劃分的

7、研究方法根據(jù)“畢安監(jiān)【2014】27號”文件精神，受大安煤礦的委托，對1153回風 巷掘進工作面第9抽放段區(qū)域內(如附圖所示)煤層進行了殘余瓦斯含量檢測。二礦井概況2.1礦山交通位置、礦界范大方縣大水鄉(xiāng)大安煤礦位于大方縣城以東，行政區(qū)劃隸屬大方縣大水鄉(xiāng)管 轄，距鄉(xiāng)政府7km,距大方電廠80km,距黔西電廠38km,經(jīng)貴畢高等級公路至 貴陽市143公里，交通較為方便(見交通位置示意圖l-1-do地理位置為東經(jīng) 105° 587 04 105。59 43",北緯 27。1t 10 27。12 05 。企業(yè)性質屬私營，行業(yè)管理部門為百里杜鵑安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局。礦區(qū)交 通位置見下圖

8、。楊大安煤礦桃園七沙孔樹星宿土趙家缽沙10中建納10郭卡堵雞坪慕石板水鵑吉豐在拱關石板群家莊衛(wèi)星棠甘2112九龍。素利星i<rn沐庫戛木幸福0禹謨賴關新金谷1s 天垠q紅林尿 < 堰河新寨辭院韓家店/治娜中。清明 1申畸坡黃泥9山丿革周蠢/青木 紅湖n泉呎官!/"f門口 雙壩jya?大石板#0出現(xiàn)頭大石板了 煤莎 酩新化 b后屛川祖廟 /龍飲、八變家田/海風口0（麻命麋板婕 4小濫泥海1 ji卩新開田穴錫丿根據(jù)貴州省國土資源廳于2007年5月頒發(fā)采礦許可證（證號為： 5200000711029）,礦區(qū)范圍市11個拐點坐標圈定，拐點血積為2.7108km2;田 走向長約18

9、2.1km,傾向寬約0.8km。生產(chǎn)規(guī)模15萬噸/年。表1-4-1井田范圍拐點坐標表拐點號xy030098163559589013009820355967622301039035596762330103883559759543009791355976065300978835598633630090003559863073009000355977698300924335597089930086823559613510300882835595880開采深度：+1750+1350m；礦區(qū)面積：2.7108km22. 2礦區(qū)地質特征2. 2. 1地層井田位于紙廠背斜南東翼北段地層平緩，傾角520。,

10、一般為10。左 右。由化窩至金坡，走向長5km,礦區(qū)構造簡單。井田內出露地層有下二迭統(tǒng)茅口組（pzm）、上二迭統(tǒng)龍?zhí)睹航M（p1）和 長興組（pc）、下三迭統(tǒng)夜郎組玉龍山段（噸1y2）及第以系（q）。區(qū)內地層由老 到新分述如下：1、下二迭統(tǒng)茅口組（p2in）：巖性為灰白色、灰色厚層狀，屮粒結晶石灰?guī)r， 局部夾簿層狀及透鏡狀燧石結核，致密，堅硬，性脆，多方解石脈，含有珊瑚 及筵蝌化石。出露不全厚度不詳，與上部龍?zhí)睹航M地層呈假整合接觸。2、上二迭統(tǒng)龍?zhí)睹航M（p1）：組成巖石有粉砂巖、泥灰?guī)r、細沙巖、炭質泥巖, 煤層、粘土頁巖及鋁土巖等，最小厚度120m,最大厚度140m, 一般厚度128m。 顏色為

11、灰白色、灰色、深灰色、至黑色。煤層頂板巖石屮多含羊齒植物化石。 主要可采煤層有4、9、15號三層，局部可采煤層13號、14號兩層煤。在礦區(qū) 范圍內，該兩層煤僅有少量可采點。4號煤層頂部生物泥灰?guī)r為標志層，厚度 2.58350m,層位、巖性厚度均穩(wěn)定，含腕足類化石。15號煤層底部鋁土巖， 厚度2.295.87m； 一般厚度4.40m,為灰口色至深灰色，含黃鐵礦結核多，為 煤組底部的標志層。3、上二迭統(tǒng)長興灰?guī)r（pc）：厚度2340m； 般厚度30m。灰白色、灰色, 厚層狀石灰?guī)r，含少量黑色燧冇結核，有不規(guī)則的方解石脈，含腕足類及珊瑚 類化石，中下部夾深灰色鈣質粉砂巖一層，厚度2m左右。4、下三迭

12、統(tǒng)玉龍山夜郎組（噸iy2）：厚度205270m,上部為簿層狀灰色、 淺灰色石灰?guī)r，致密性脆，層面有蠕蟲狀構造，地形多呈溶洞、漏斗、坡立谷、 孤峰。下部為淺灰色、灰色薄層狀泥質石灰?guī)r，間夾黃綠色鈣質泥巖，致密性 脆，以上層為過渡性質，無明顯分層現(xiàn)象，厚約在3040m。底部與長興灰?guī)r 的接觸面上有一薄層灰白色泥巖及硅質層凸鏡狀薄層，風化后呈白色，含高嶺 土為沙堡灣泥巖。5、第四系（q）：主耍為坡積風化土壤砂礫，分布在山坡、洼地、溝谷，厚度 010m。范圍較小，不整合于其它地層之上。2. 2. 2煤層礦區(qū)內主要可采煤層為m9、m15煤層，位于龍?zhí)督M，煤層特征簡述如2（1）m9煤層位于龍?zhí)督M第二段底部

13、，上距長興組灰?guī)r82. 65-93. 51m,平均 88. 08m, m9煤層厚1.00-2. 15m,平均厚1.5m,在井田范圉內全區(qū)可采，無夾 殲，結構單一，屬較穩(wěn)定煤層。直接頂板為深灰色粉砂質泥巖或粉砂巖，穩(wěn)定 性好。底板為灰黑色泥巖或粉砂質泥巖，穩(wěn)定性較好。（2）m15煤層位于龍?zhí)督M第一段底部，上距m9煤層55. 42-60. 79m，平均 57. 55mo下距茅口組灰?guī)r1579. 85m,平均5. 29m, m15煤層厚1.113. 08m, 平均厚度約15叫 在井田范圍內全區(qū)可采，有一層夾肝，屬較穩(wěn)定煤層。頂板為黑色泥巖，局部為灰?guī)r。底板為深灰色泥巖，穩(wěn)定性差?？刹擅簩拥奶卣饕姳?

14、-3-1 o表2-3-1可釆煤層特征表煤層 名稱煤厚（m） 最小最大/平均傾角 (° )層間距（m） 最小最大/平均穩(wěn)定 程度頂板底板m90. 83-2. 00/1. 7361255. 4260. 79/57. 55較穩(wěn)定粉砂質泥巖 或粉砂巖泥巖或 粉砂質泥巖m150. 821.52/1.23612較穩(wěn)定泥料泥巖，局部 為灰?guī)r2. 2. 3煤質（一）煤層礦區(qū)內有可采煤層兩層，即9、15號煤層。1、9號煤（俗稱大花煤）煤層厚度1.002.15m, 般厚度為1.5m,層位穩(wěn)定，厚度變化不大，簡單 結構，不含夾肝。2、15號煤（俗稱細花煤）上距9號煤5476m, 般58m。煤層厚度1.11

15、3.08m, 般厚度1.5m。 層位穩(wěn)定,厚度變化不大，復雜結構，夾肝36層,夾石f單層厚0.050.49m。 煤中多含黃鐵礦晶粒及結核，節(jié)理為方解石充填，沿層面方向居多。（二）煤層頂、底板條件9號煤層：偽頂為泥巖或碳質泥巖，厚02m；直接頂為深灰色粉砂巖，鈣 質膠結，局部夾菱鐵質薄層，穩(wěn)定可靠；底板為灰白色粘土頁巖，少數(shù)為黑色 泥巖或鈣質粉砂巖。15號煤層：偽頂為泥巖，厚01.5m,直接頂為粉砂巖，頂板基本穩(wěn)定；底 板為鋁土巖，淺至深灰色，厚層狀，局部含鈣質，具鯽狀結構。表1-4-1可采煤層特征表煤層編號平均厚度（m）平均間距（m）結構 夾肝層數(shù)頂?shù)装鍘r性穩(wěn)定性傾角(° )容重（噸

16、/n?）頂板底板91.558簡單結構0粉砂巖頁巖、泥巖較穩(wěn)定91.5151.5復雜結構36粉砂巖鋁土巖較穩(wěn)定91.5（三）煤層對比區(qū)內煤組地層巖性變化不大，煤層間距基本穩(wěn)定，標志層特征明顯，區(qū) 內發(fā)育穩(wěn)定，區(qū)內主要煤層的對比是可靠的。煤層對比的依據(jù)主耍有二：一是 利用標志層，二是特殊巖層。主要標志層及特殊巖層的對比；煤組地層中發(fā)育良好，巖性、層位穩(wěn)定的標志層是煤層對比的主要依據(jù), 標志層特征詳見煤巖對比圖。9號煤層直接頂板為深灰色粉砂巖，鈣質膠結，局部夾菱鐵質薄層，該層 穩(wěn)定可靠，厚度4. 556. 02m,平均厚度5. 20m,15號煤層底板鋁土巖淺至深灰色，厚層狀，局部含鈣質，具鯽狀結構。

17、 該層全區(qū)穩(wěn)定，厚度2. 295. 45m,平均厚度4. 30m。（四）煤質1、物理性質及煤巖特征9號煤：呈黑色，塊狀或片狀，玻璃光澤，堅硬，破碎時沿節(jié)理呈立方體 菱形，滑面發(fā)育，以均一結構為主，有時為片狀結構，含黃鐵礦結核。15號煤：呈黑色，塊狀，夾肝層多，以光亮型為主，結構較復雜，少數(shù)分 層為粒狀結構。質硬，含黃鐵礦結核和方解石脈。2、化學性質黔西縣化窩煤礦與大安煤礦相鄰，根據(jù)黔西化窩井山地質勘探報告，礦井可采煤層9、15號煤層煤質特征詳見表1-4-2 o表1-4-2開采煤層煤質特征表煤層工業(yè)分析水分（）灰分（）揮發(fā)分（%）全硫（%）發(fā)熱量（mj/kg）9原煤3.52 5.084.3415

18、.92 31.3521.346.30 8.837.161.07 3.221.8434.1 35.434.9精煤2.07 4.484.065.20 &947.414.61 6.655.720.39 0.660.5735.1 35.435.215原煤2.97 4.073.6517.8 36.8123.156.49 14.938.702.55 7.203.6833.2 35.434.5精煤1.94 4.213.175.9()&797.094.82 5.315.060.89 3.202.4935.1 35.535.3按煤炭質量分級標準（gb/噸15224-2004）, 9號煤層為中灰、

19、中高硫、特高熱值煤；15號煤層為屮灰、高硫、特高熱值煤。根據(jù)貴州省地質礦產(chǎn)中心實驗室提供的檢測報告，15號煤層的水份（mad）為 2. 95%,灰分（ad）為 14. 16%,揮發(fā)分（vdaf）為 6. 00%,固定（c）碳 77.49%,全硫（s 噸 d）2. 09%,發(fā)熱量（qgr,d） 31.43mj/kgo3、煤類的確定按中國煤炭分類國家標準（gb5751-86）, 9號煤和15號煤均屬中級無煙煤。2. 3井田水文地質概況1、礦井水文地質情況由老到新分述如下:1）茅口灰?guī)r（p2m）巖溶、裂隙含水帶地表巖溶以垂直形態(tài)發(fā)育為主，多順走向成條帶狀分布。距煤組50100m處最為發(fā)育。地下水位標

20、高在1450m以上排泄方向在礦區(qū)的北東向，在礦區(qū)東北方向12km處為天生橋河，河流切割茅口灰?guī)r頂界的標高為1200m。地下水在 河谷兩側以溶洞泉的方式集中排出、補給河水。鉆孔所見在頂界以下15m內巖 芯溶蝕甚微，裂隙多被方解石充填。在鉆進過程中,水位及消耗量變化不大。9 號鉆孔在此范圍內裂隙發(fā)育，巖芯有溶蝕現(xiàn)象，嚴重漏水，這說明巖溶裂隙發(fā) 育的不均勻性。礦區(qū)內沒見泉水出露?？刹擅簩?5號煤以下有4m左右厚的鋁土巖石直接接觸茅口組含水帶。在 開采15號煤時特別注意不要破壞煤層底板鋁土巖。2) 龍?zhí)睹航M(pj)裂隙含水帶本層一般厚度為128m。巖性主要為粉砂巖、細砂巖、泥巖、煤層及少量泥 灰?guī)r，野

21、外調查泉水12個，一般流量為0.01-0.6升/秒。通過對化窩煤礦及公安煤礦兩個生產(chǎn)礦井的調查和觀測，發(fā)現(xiàn)出水點多在 巷道兩側、廢巷、老采空區(qū)及降雨有關。雨后頂板滴水，有時小股流水，而采 掘面則比較干燥。從鉆孔簡易水文觀測中分析，水位變化不大，一般是隨鉆進深度的增加而 慢慢下降，消耗量變化不大，說明本層含水性弱。今后在開采過程中主要是對 老巷、采空區(qū)、老窯水礦井充水影響大，所以在開采屮特別要做到先探后采原 則。水質：9號煤層礦井水為硫酸鹽、鈣鎂水，礦化度0.546g/lo3) 長興灰?guī)r(p2c)巖溶、裂隙含水帶木層一般厚度為30m,地表呈條帶狀出露，多呈陡崖及反向陡坡，接受降 水補給條件較差。

22、巖溶、裂隙發(fā)育，裂隙多為垂直及斜交層面發(fā)育。調查巖溶 點6個，泉點3個，流量一般在0.11.50l/s,鉆孔中該層嚴重漏水，巖芯破碎。 4號煤層距長興灰?guī)r底板一般為27m的粉砂巖、細砂巖、泥巖及泥灰?guī)r?？善?一定的隔水作用，但是當?shù)V井開拓面積增大，頂板陷落時，本層之水將成為礦井充水的主要來源。水質：鈣鹽、重碳酸鹽、硫酸鹽水，ph值為7.3,礦化度0.243g/lo4) 玉龍山灰?guī)r(噸獷)巖溶裂隙含水帶主要為薄層至中厚層狀灰?guī)r，夾薄層狀泥灰?guī)r，厚度205270m。為巖溶 裂隙含水層，地面溶洞、漏斗等巖溶現(xiàn)象較發(fā)育，含水性較強，下部泥質逐漸 增多，含水性逐漸減弱，為礦床的間接充水含水層。(2) 采

23、空區(qū)積水根據(jù)現(xiàn)場踏勘調查訪問，礦區(qū)煤層露頭及煤層淺部地帶小煤窯開采歷史悠 久，開采深度一般為3050m,已造成片段的采空區(qū)，形成不同程度的積水。礦區(qū)內9號煤層有相鄰的長清及久源兩煤礦開采，形成聯(lián)通的采空區(qū)，采 空面積約13.29萬n?,形成采空區(qū)及巷道局部積水。礦區(qū)內m15煤層原有大木橋、四達兩煤礦開采，大木橋煤礦開采空區(qū)面積 約4.39萬n?,四達煤礦開采空區(qū)面積1.18萬na形成采空區(qū)及巷道局部積水。(3) 地表水。礦區(qū)內無河流、池塘等地表水體，在細花洞一帶發(fā)育兩條沖溝，雨季時 排泄大氣降水，其它季節(jié)為干溝。(4) 煤礦充水因素及煤礦水文地質類型1)充水因素分析 老窯積水：由于礦區(qū)老窯圍巖

24、均為龍?zhí)逗簬r地層，巖性主要為泥巖、 泥質粉砂巖、粉砂質泥巖及粘土巖等，屬相對隔水層，透水性較差，加之老 窯為斜井，故老窯無有效的滲透通道，一般均匯集著一定水量的老窯積水， 礦山開采潛在著老窯突水的隱患。 大氣降水：大氣降水是礦區(qū)地下水的主耍補給來源，因此，大氣降水 對礦床充水有著較人的影響。礦區(qū)大面積采煤時，頂板巖層將產(chǎn)生不同程度 的巖層位移，地面將產(chǎn)半采空塌陷、地裂縫、塌陷裂隙、冒落裂隙等，采掘 系統(tǒng)上伏地面處于地勢低洼處，大氣降水及地表徑流向地勢低洼處匯集后， 經(jīng)地裂縫、塌陷裂隙、冒落裂隙宜接滲入采掘系統(tǒng)，形成礦坑涌水。 巖溶裂隙水：對礦床充水影響較大的地下水為頂板煤系地層及間接頂 板長

25、興灰?guī)r地下水，煤系地層及長興灰?guī)r的地下水通過采空塌陷裂隙、冒落 裂隙進入礦井，形成礦坑積水。2）水文地質類型大方縣大水鄉(xiāng)大安煤礦煤層開采最低標高位于本區(qū)侵蝕基準面以上， 含煤地層富水性弱，地下水補給條件差，含煤地層上、下均有隔水層，富水 性及導水性均較差。礦區(qū)為以大氣降水補給為主的裂隙充水礦床，水文條件簡單。老窯采空 區(qū)積水情況是動態(tài)變化的，增加了礦區(qū)水文地質條件的復雜程度，在接近老窯 采空區(qū)附近，水文地質條件相對復雜。2、水患類型及威脅程度本礦井的水文地質條件簡單，但仍然存在著水患，主要是指地表水、裂隙水, 小煤窯積水，茅口灰?guī)r巖溶水和雨季滲水。1、大氣降水是礦床充水水源的主要補給來源。降雨

26、常通過基巖裂隙，構造 裂隙、地裂、采空陷落區(qū)滲入井下。2、龍?zhí)督M的碎屑巖裂隙水是礦井充水的直接水源。目前，大部分涌水量來 自該地層。開采后期，夜郎組地層下水也成為井下充水水源。m15煤層底板為茅 口灰?guī)r巖溶裂隙含水層，富水強，應注意茅口灰?guī)r地下水突水問題。3、老窯積水是本礦井淺部透水的最大隱患。也是充水通道。預防透水是該礦防治水工作的重點之一。3、礦井水文安全條件評價m9煤層直接頂板為淺灰色薄層粘土巖、砂質粘土巖，直接底板為灰色薄層 粉砂質粘土巖。煤層的直接頂、底板為灰色、深灰色粉砂巖及粉砂質粘土巖和 淺灰、灰黑色薄層粘土巖，其工程地質性質較差，在井巷開拓及生產(chǎn)中容易發(fā) 生冒頂、片幫、底鼓等安

27、全事故。井田開采時主要的水文地質問題是老窯透水, 據(jù)調查，老窯采空面積較大，有一定的老窯積水，開采深度較小，當開采至老 窯附近時，存在老窯透水的可能性。2. 4瓦斯、煤塵爆炸性和煤的自燃傾向性(1) 瓦斯該礦為整合礦井，根據(jù)貴州省能源局文件黔能源發(fā)20091281號(關于畢 節(jié)地區(qū)煤炭局關于請求審批2009年度礦井瓦斯等級鑒定報告的報告的批復), 畢節(jié)地區(qū)2009年礦井瓦斯等級鑒定結果表，該礦井瓦斯相對涌出量0. 317m7t, 絕對涌出量為0. lmvmin,二氧化碳絕對涌出量為0. im7min,相對涌出量為 0.317m7t，該礦井為低瓦斯礦井。(2) 煤塵爆炸性根據(jù)貴州省煤田地質局實驗

28、室2007年7月為該礦所作煤塵爆炸性鑒定 報告，9號、15號煤層，煤塵無爆炸性，詳見下表。煤塵爆炸性試驗成果表送樣單位大安煤礦收樣日期2005. 12. 28報出日期2005. 12. 27統(tǒng)i編號來樣 編號工業(yè)分析(%)爆炸試驗爆炸性結論水分灰分揮發(fā)分火焰長度mm抑制煤塵爆炸最 低巖粉量()madadvadvdaf2007-m33393. 6925. 116. 4300煤塵無爆炸性2007-m334153. 2513. 205. 8300煤塵無爆炸性備注此報告僅對來樣負責。故礦井按煤塵無爆炸性設計和管理。(3) 煤層自燃傾向性根據(jù)貴州省煤田地質局實驗室2007年7月為該礦所作煤炭自燃傾向等級

29、鑒定報告，9號、15號煤層自燃傾向為三類(不易自燃煤層)。詳見下表。煤層自燃傾向等級鑒定結果表送樣單位大安煤礦收樣li期2005. 12.8 報出日期2005. 12. 27統(tǒng)i編號來樣 編號工業(yè)分析(%)全硫著火溫度°c煤吸氧量自燃性分類水分灰分揮發(fā)分st, d%t氧化tt還原madadvdafcm'/g干煤2007-m33393.6925. 116. 431. 731. 721.22iii級2007-m334153. 2513. 205. 830. 551.591.32iii級備注i級：容易自燃ii級：自燃iii：不易自燃，此報告僅対來樣負責。故礦井按煤層不易口燃設計和管

30、理。2. 4. 1礦井通風礦井通風方式為中央并列式，通風方法為抽出式。由主斜井和副平嗣進 風，冋風平酮冋風。冋風平麗井口安裝兩臺型號為fbcz-6no14b-2x45型的對 旋軸流式通風機(一臺使用，一臺備用)，電機功率2x45kw,風量為1134 2526m7min,全壓5372029pao礦井總進風量為2080m7min,礦井總回風量為 2150m7min, 一般總冋風巷瓦斯?jié)舛葹?. 08%左右?；夭晒ぷ髅娌捎胾型通風，掘進工作面采用fbdy-6/2 x 22型局部通風機 供風。根據(jù)大安煤礦提供的通風資料，1153冋風巷掘進工作面的冋風流一般瓦 斯?jié)舛葹?. 20%；fbcdz-6-no

31、 14(b)型風機性能參數(shù)風機性能參數(shù)表主要通風風機風量(m3/s)風壓(pa)葉片安裝角度轉速r/min功率(kw)fbcdz-6-n214b18.9-42.1537-202940/32° 55/47°7402x452. 4. 2礦井瓦斯（1）煤與瓦斯突出鑒定情況根據(jù)“黔安監(jiān)管辦字2007345號關于加強煤礦建設項目煤與瓦斯突出 防治工作的意見”，該礦地處突出危險礦區(qū)，應按突出礦井設計和管理。礦井 開采m9、m15煤層，m15煤層已作煤與瓦斯突出鑒定，根據(jù)2008年02月28 口中國礦業(yè)大學礦山開采與安全教育部重點實驗室對該礦m15煤層突出鑒定結 果，在1575m以上的無

32、突出危險性，根據(jù)礦井開拓布置，礦井按突出礦井設計, 一采區(qū)m15煤層按突出礦井無突出危險區(qū)域設計和管理。表2-4-1大安煤礦煤與瓦斯突出參數(shù)測定結果表煤層編號煤的破壞類型瓦斯放散初速度（zp）煤的堅固性系數(shù)（c煤層瓦斯壓力（mpa）m15iiiiv15. ill0. 29660. 04（2）礦井瓦斯等級鑒定情況根據(jù)貴州省能源局關于畢節(jié)地區(qū)工業(yè)和能源委員會關于請求審批2010 年度礦井瓦斯等級鑒定報告的報告的批復，“黔能源發(fā)2010j699號”；關于 畢節(jié)地區(qū)工業(yè)和能源委員會關于請求審批2011年度礦井瓦斯等級鑒定報告的 報告的批復，“黔能源煤炭2011j792號”；關于畢節(jié)市工業(yè)和能源委員會關

33、 于請求審批畢節(jié)市2012年度礦井瓦斯等級鑒定報告的報告的批復，“黔能源 煤炭20121498號”，礦井為瓦斯礦井，大安煤礦近3年的瓦斯等級鑒定情況見 表 2-4-2o表2-4-2大安煤礦近年來礦井瓦斯等級情況鑒定時間礦井絕對瓦斯涌出量（n?/min）礦井相對瓦斯涌出量（m3/t）鑒定結果20100. 17. 73瓦斯礦井20110.97. 73瓦斯礦井20121.5047. 73瓦斯礦井（3）礦井瓦斯抽采情況大安煤礦在回風斜井附近建有地面瓦斯抽采系統(tǒng)，安裝有高、低負壓水 環(huán)式真空泵各二臺。高、低負壓抽采泵型號均為2bea,電機功率55kw,最大抽 氣量35m7min,負壓3300pa, 一臺

34、工作，一臺備用；瓦斯抽采主管管徑為dn377mm。 一般抽采濃度為2-5%,年抽采純量為20萬診左右。礦井高負壓瓦斯抽采系統(tǒng) 目前主要對1153回風巷掘進工作面煤層瓦斯進行耳朵鉆場預抽。大安煤礦1153回風巷掘進工作面 第9抽放段煤層突出參數(shù)測定3. 1瓦斯含量測定煤層瓦斯含量是計算瓦斯儲量和瓦斯涌出量的基礎，也是預測煤與瓦斯突出的重耍參數(shù)之一，所以準確測定煤層瓦斯含量是很重要的。經(jīng)過幾十年國內外煤炭行業(yè)的研究成果，測定煤層瓦斯含量的方法有很多，但其目前主要使用 的方法有：勘探鉆孔煤芯解吸法、工作面鉆孔煤屑解吸法、瓦斯含量系數(shù)法與 高壓容量法等。根據(jù)防治煤與瓦斯突出規(guī)定，進行煤層突出危險區(qū)域性

35、預測 吋，所用的瓦斯含量數(shù)據(jù)必須為井下測值。3. 1. 1瓦斯含量直接測定原理及方法對大安煤礦1153回風巷掘進工作面第9抽放段煤層進行瓦斯含量直接測定 時，采用屮煤科工集團重慶研究院的dgc型瓦斯含量測定裝置進行測定。該設備的主要測定原理是基于煤體的瓦斯分為兩部分：一是常壓下可解吸瓦斯含量,二是常壓下吸附量。其測定步驟：1、首先在井下施工鉆孔，當施工至預測含量的位置時，退出鉆桿，換上取芯器，并記錄下開始取芯的吋間。2、當取芯完畢時，把所取的煤樣放入煤樣罐中，開始解吸，并記錄開始解吸的時間，井下解吸示意圖見圖3-1所示。i帝水m 2鳳管：3卻斎夾i筑低su 5.押氣行；針頭或min； 7煤樣線

36、：8吊環(huán)圖3丿井下瓦斯解吸速腹側定示您田3、在井下解吸30min,并記錄下每min解吸的讀數(shù)，以此來推算在取芯過 程中煤樣的瓦斯含量的損失量。4、當30inin解吸完畢吋，關緊閥門，并把煤樣罐帶至地面，進行實驗室操 作。解吸裝置見圖3-2所示。5、讓煤樣在常壓下開始解吸，當解吸完全后，此時測得的氣體體積即為粉 碎前煤樣的解吸量。6、把煤樣罐中的煤樣取出，放入粉碎機中，進行粉碎來測定煤樣粉碎后的 解吸量。7、上述所得到的為煤樣在常壓下的可解吸量，在一個大氣壓條件下，在煤 體還存在一部分不可解吸的瓦斯，在測定這部分瓦斯時可采用脫氣法，來測定 該部分瓦斯量，具體做法是把粉碎后的煤樣放入煤樣罐中，聯(lián)接

37、至真空泵進行 抽真空，是煤體內的孔隙處于真空狀態(tài)，抽真空8小時以后，把煤樣罐連接至充滿瓦斯氣休的量筒，其所吸附的氣休體積即為該樣煤在常壓下的吸附量。或 者直接測定煤的吸附常數(shù)，計算在一個大氣壓下的吸附量。8、把所測得解吸體積與算的氣體體積換算成標況下的氣體體積，并相加即 為煤層內的殘余瓦斯含量。禮聊解哦敷胡定位3. 1. 2現(xiàn)場瓦斯含量測定1、含量測定鉆孔的位置選擇為了對大安煤礦1153回風巷掘進丁作面第九抽放段突出危險進行鑒定，在 原來地質資料的基礎上，需要在大安煤礦1153冋風巷走向范圍內選取具有代表 性的點進行瓦斯含量測定。目前大安煤礦委托進行的115回風巷第姝抽放段范 圍內地質構造比較

38、簡單，沒有斷層、構造，煤層賦存比較規(guī)律且范圍較小。據(jù) 此本次大安煤礦1153回風巷掘進工作面第9抽放段煤層所委托進行殘余瓦斯含 量檢測的范圍選為一個地質單元，在煤層走向上共確定了 3個測點作為本次區(qū) 域劃分的殘余瓦斯含量取樣地點，分別施工測定瓦斯含量的取樣鉆孔，為了保證現(xiàn)場能夠對瓦斯含量進行準確測定，要求各鉆孔深度在30ni以上。見圖3-32、瓦斯含量測定鉆孔參數(shù)及測定結果18序號地點標高(m)埋深(m)1開切眼后50m （運輸順槽）+16151102開切眼后100m （運輸順槽）+16151103開切眼后150m （運輸順槽）+1615110（大安煤礦1153回風巷掘進工作面煤層瓦斯含量測定

39、地點見后附圖）在上述地點進行現(xiàn)場打鉆，采取煤樣裝罐并送實驗室進行測定，測定實驗 數(shù)據(jù)見黔宜集團瓦斯實驗室提供的測試報告單。通過上述測定，可得到各測點的可解吸瓦斯量。而要計算煤層瓦斯含量， 則還需要計算個測點煤層在常壓下的瓦斯含量。因此還需要對煤的吸附常數(shù)等 其他參數(shù)進行測定。本次黔宜集團瓦斯實驗室煤的吸附常數(shù)以“2008年02月 28日中國礦業(yè)大學礦山開采與安全教育部重點實驗室突出鑒定報告”提供的作 為參考值。3. 2煤樣的采集現(xiàn)場除了測定煤層瓦斯含量以外，還需要采集煤樣測定煤的堅固性系數(shù)、 瓦斯放散初速度等突出相關參數(shù)，此外還需要測定煤的吸附常數(shù)和工業(yè)分析來 計算煤層瓦斯壓力。需要對現(xiàn)場煤樣

40、進行采集。根據(jù)對煤與瓦斯突出的研究， 所釆集煤樣應該能夠代表現(xiàn)場的基本情況，在此基礎上采集最軟的煤樣，因此 煤樣的采集要遵循以下兒個原則： 煤樣采集首選是煤層中的軟分層，如果沒有明顯的軟分層，則采集整個煤層厚度內相對較軟的煤樣 煤樣采集時要選擇新鮮的煤體，即暴露時間較短且不含煤塵等雜質煤休。 盡量選擇干燥的煤體，如果煤體長吋間經(jīng)過水浸，其強度等力學性質將 發(fā)生較大變化，容易造成實驗結果誤差較大。 煤樣采集后應做好標記，標記內容包括煤礦名稱、煤層編號、采集地點、 采集點標高和采集時間等內容，在采集和運輸?shù)倪^程屮還應避免擠壓和碰撞。根據(jù)以上幾個原則，本次黔宜集團瓦斯實驗室對人安煤礦1153回風巷掘

41、進 工作面第9抽放段殘余瓦斯含量進行了考察并采集了部分煤樣。采集的煤樣。其他數(shù)據(jù)以“2008年02月28日中國礦業(yè)大學礦山開采與安全教育部重點實驗室對該礦m15煤層突出鑒定結果”提供的作為參考值。33堅固性系數(shù)測定3. 3. 1測定原理a oc（as）n（3-1）實驗表明，n-般為1。以單位重量物料所增加的表而積1何論，則表而積與粒子的直徑d成反比：d2_ 1帀=3（3-2）設d占dk分別表示物料破碎前后的平均尺寸，則面積就可以用下式表示:j1_（3-3）煤的堅固性用堅固性細數(shù)的大小 來表達。本次測定采用常用的落錘破碎 測定法，簡稱落錘法。所測結果釆用一 種假定指標稱為f值。這個測定方法是 建

42、立在脆性材料破碎遵循面積力能說 的基礎上。這個學說是雷延智在1867 年提出來的，他認為“破碎所消耗的功 （a）與破碎物材料所增加的表面積的 （as）的n次方成正比”即式中k-比例常數(shù)，與物料的強度（堅同性）冇關。上式可以寫為：（3-4）s 3-5便喧相定咬bt從上試可知，當破碎功a與破碎前的物料平均直徑為一定值時，與物料堅 固性有關的常數(shù)k與破碎比有關，即破碎比,越大，k值越小，反之亦然。這樣, 物體的堅固性可以用破碎比來表達。3. 3. 2儀器設備1）jpt-2 型架盤天平：max =200g9 e=0. 2go2）量筒：直徑23mm；3）落錘;4）分樣篩:孔徑0. 5mmo3. 3. 3

43、測定步驟從煤樣中選取塊度為2030mm的小煤塊分成5份，每份重50g,各放在測筒 內進行落錘破碎實驗。測筒包括落錘（重2.4kg）,圓筒及搗臼組成。測料及量 具如圖3-5所示。將各份煤樣依次倒入圓筒8及9內，落錘自距臼底600mm高度自由下落， 撞擊煤樣，煤粉煤樣落錘廣5次，可由煤的堅固程度決定。5份煤樣全部搗碎后，倒入0. 5mm篩孔的篩子內，小于0. 5mm的篩下物倒入 直徑23mm的量筒內，測立粉末的高度h。3. 3. 4數(shù)據(jù)處理試樣的堅固系數(shù)按下式求得：心 一30 = 20訥（3-5）式中九s煤樣粒度2030mm的堅固系數(shù)測定值；n落錘撞擊次數(shù)，次；h 量筒測定粉末的高度，mnio如果

44、煤軟，所取煤樣粒度達不到2030mm時，可采取粒度廣3皿煤樣進行 測定。并按下式進行換算：當/l_3>0. 25 時，/2o_3o=1.57/1_3-0. 14（3-6）當厶吋，/20_30-/,_3（3-7）式中九一煤樣粒度廣3mm的堅固系數(shù)測定值。3. 3. 5測定結果表3-2大安煤礦1153回風巷第9抽放段煤層煤樣堅固性系數(shù)的測定結果采樣地點實驗次數(shù)選取粒徑?jīng)_擊次數(shù)煤粉高度煤的堅固性系數(shù)心一3。值最小值1910運輸順槽12030m31050.40.4注：表3-2源于“2008年02月28日中國礦業(yè)人學礦山開采與安全教育部重點實驗室對該礦m15煤層突出鑒定結果”提供的作為參考值。3.

45、 4煤樣瓦斯放散初速度 p測定煤的瓦斯放散初速度ap也是預測煤與瓦斯突出危險性的標志之一，該指標 反應了含瓦斯煤體放散瓦斯快慢的程度。ap的大小與煤的瓦斯含量大小、孔隙 結構和孔隙表面性質等有關。在煤與瓦斯突岀的發(fā)展過程中，瓦斯的運動和破 壞力，在很大程度上取決于含瓦斯媒體在破壞時瓦斯的解吸與放散能力。本次 測定所用的測試系統(tǒng)如圖3-5所示。3. 4. 1測試原理在煤與瓦斯突出發(fā)生、發(fā)展過程中，就煤質自身而言，人們公認的觀點只 有兩個因素：一是煤的強度。強度越大越不容易破壞，對突出發(fā)展的阻力就越 大，突出的危險性就越?。幌喾?，煤的強度越小越易破壞，其阻力就越小，破 碎所需的能量及越小，突出危險

46、性就越大。圖3-5 wt-1型瓦斯擴散速度測試消突二而是煤的放散瓦斯能力，在突出的最初一段時間內煤中所含的瓦斯放散出 的越多，在突出過程中就容易形成攜帶煤體運動的瓦斯流，其突出危險性也就 越大；相反如煤中含有大量瓦斯，但在短時間內放岀的量很小，那么這種煤雖 含有大量瓦斯，但不易形成瓦斯流，其突出危險性就小。該儀器就是測定上述煤質自身的第二個因素。煤的瓦斯放散能力：(1)煤 的放散初速度ap; (2)煤樣在一分鐘內的瓦斯擴散速度az)。煤的瓦斯放散初速度ap,是指在一個大氣壓下的吸附后，在060s的瓦斯 放散量 匕與010s內放散量pi的羌值。煤樣在1分鐘內的瓦斯放散速度ap,是在一個大氣壓下的

47、吸附后，在60s各段時間上煤樣放散出的瓦斯累積量。3. 4. 2試樣制備1）在井下采新鮮暴露面的煤樣，并按煤層破壞結構分層采樣，每一煤樣重 250go煤樣粉碎混合后，將粒度符合標準（0.2、025nini）的煤樣仔細均勻混合 后，稱出煤樣，每份重3. 5g；潮濕煤樣要自然晾干，除掉煤的外在水分。2）旋下儀器的煤樣瓶下部的緊固螺栓，將煤樣裝入。為防止脫氣和充氣時 的煤層飛入儀器內部，必須在煤樣上放一個小綿團。裝上煤樣瓶后先用手扶正, 在旋緊緊固螺栓。3. 4.3測定結果大安煤礦1153回風巷掘進工作面第9抽放段煤層煤樣放散初速度ap的測定 結果如表33表3-3大安煤礦1153回風巷第9抽放段煤層

48、煤樣ap測定數(shù)據(jù)表采樣地點試驗次數(shù)瓦斯放散初速度ap / mmhg最大值/ mmhg1152采面10. 29660. 2966注：表3-3源于“2008年02月28日中國礦業(yè)大學礦山開采與安全教育部重點實驗室對該礦m15煤層突出鑒定結果”提供的作為參考值。3. 5吸附常數(shù)測定煤對瓦斯的吸附屬于性能可以用吸附常數(shù)a, b來表示。它反應了煤體吸附 瓦斯量的大小和吸附的快慢。目前測定標準是基于mt/t752-1997,即煤的甲烷吸 附量測定方法（高壓容量法）。3. 5. 1制樣將煤樣用粉碎機粉碎后，用0. 2mm粒徑和0. 25mm粒徑的標準篩篩取50g試 樣。3. 5. 2設備吸附常數(shù)采用hca高壓容量法瓦斯吸附裝置，見圖3-6.圖3-6 hca高壓容器