乌海能源公司高瓦斯、突出矿井煤层瓦斯赋存规律及治理技术

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1、乌海能源公司高瓦斯、突出矿井煤层瓦斯赋存规律及治理技术2012.12.2355目录一概述3二服务高突矿井的基本情况31五虎山煤矿42黄白茨煤矿63平沟煤矿7三矿井的瓦斯赋存规律101煤层瓦斯基础参数及瓦斯赋存规律分析101.1五虎山煤矿101.2黄白茨煤矿151.3平沟煤矿24四瓦斯治理技术321瓦斯治理总体方案——分源法治理瓦斯技术322近距离煤层群开采瓦斯治理技术332.1煤层开采底板裂隙分布规律342.2回采工作面围岩应力分布与瓦斯涌出的时空关系362.3回采工作面围岩应力场分布规律研究392.4回采工作面瓦斯来源分析与计算4

2、42.5近距离高瓦斯煤层群立体瓦斯治理方案472.6适用条件、创新性及取得的效益532.7结论5455一概述经过三年努力与合作，我们逐渐理清神华乌海能源公司高瓦斯和突出矿井各大系统的现状和存在的主要问题，矿井煤层赋存情况、瓦斯基本参数的现状、瓦斯治理的基本方法等；然后通过煤层瓦斯基本参数统计分析和补充测定，掌握矿井煤层的瓦斯赋存规律，分析采掘工作面的瓦斯涌出规律，通过对矿井煤层的合理开采层序论证及采掘布署调整，通风系统、瓦斯抽采系统和防灭火系统能力论证和核定，制定适合矿井的瓦斯治理方案。结合乌海能源公司与重庆研究院合作的技术成果，根

3、据对各服务矿井不同煤层赋存条件、不同的工作面开采条件等情况下采用的煤层瓦斯预抽、边掘边抽、高位钻孔抽采、采空区抽采等瓦斯治理技术进行了分析整理，总结形成了“乌海能源公司高瓦斯、突出矿井煤层瓦斯赋存规律及治理技术”研究报告。本报告旨在对西北院服务矿井在瓦斯治理方面取得的成绩、存在的问题等进行分析和总结，为相关技术的推广应用奠定良好的基础。二服务高突矿井的基本情况西北院服务的乌海能源公司的高瓦斯、突出矿井为五虎山煤矿、黄白茨煤矿和平沟煤矿。以下对以上3对矿井的基本情况做一简要介绍。1五虎山煤矿55五虎山煤矿位于内蒙古自治区贺兰山北段煤田

4、乌达矿区的南部，位于阿拉善地块和鄂尔多斯地台之间，巴音鄂博背斜东北部，属地块边缘凹地煤田。五虎山煤矿设计生产能力150万吨/年，2011年核定生产能力128万吨/年，2011年生产原煤126万吨。矿井采用斜井单水平上下山开拓，现有1个综采工作面和4个掘进工作面，开拓系统简单，生产布局合理，采掘工艺先进；采用分区抽出式通风方法。五虎山井田内煤层赋存呈单斜构造，走向近似南北，倾向东，煤层倾角为5°～15°，煤层结构较简单。现主要开采有9#、10#、和12#煤层。煤层赋存情况表2-1。表2-1五虎山煤矿可采煤层赋存特征表煤层煤层厚度最小—

5、最大平均（m）煤层结构夹石岩性（层数）顶板岩性底板岩性层间距离最小—最大平均（m）可采程度煤层稳定性9#0.45-4.362.82简单页岩（1-3）页岩页岩0.41-15.53.8511.7-35.023.6大部可采较稳定10#0.89-3.842.03简单页岩（1-2）页岩页岩全部可采较稳定12#2.44-6.134.27复杂页岩、炭页岩（6-10）页岩页岩大部可采较稳定矿井采用分区抽出式通风方式。现有进风井3个，分别为进风行人斜井，主井，副井；回风井2个，即九层回风井和十二层回风井。九层回风井安装两台BD－Ⅱ－8№26（功率2×

6、315KW,额定最大风量11400m3/min，最大负压4000Pa），十二层回风井安装两台BDK－Ⅲ－№24（功率2×160kW，额定最大风量6600m3/min，负压2436Pa）防爆对旋轴流式通风机。55矿井开拓方式为斜井片盘式开拓，盘区上、下山开采，共有5个井筒，主斜井、副斜井和进风行人斜井和9#、12#煤层回风斜井组成；水平标高+1100m，矿井现在布置两个盘区，即9#煤层盘区和12#煤层盘区，开采9#、10#、12#煤层，9#、10#煤层联合布置，12#煤层单独布置。盘区内均布置有皮带上山、轨道上山和回风上山，集中回风巷

7、和回风斜井，开采顺序是由上至下，采煤方法为走向长壁后退式采煤法，全部垮落法管理顶板。从地质精查报告及多年来矿井实际开采情况得出瓦斯赋存规律：随着煤的变质程度增加，瓦斯含量有增大；随开采深度增加，瓦斯含量有增加的趋势；地质构造直接控制瓦斯的赋存，开放性断层附近瓦斯含量较小，在煤层顶板破碎带及封闭性断层附近，瓦斯含量增大。总体来说，矿区各可采煤层瓦斯涌出量较高，属高瓦斯矿井。矿井主采煤层瓦斯基本参数如下表。表2-2矿井主采煤层瓦斯基本参数矿井名称煤层编号瓦斯压力（MPa）瓦斯含量（m3/t）煤层透气性系数（m2/MPa2·d)钻孔瓦斯流

8、量及衰减系数(d-1)五虎山煤矿90.6688.09814.850.0389100.4796.85320.970.0335120.6096.78239.620.03352黄白茨煤矿黄白茨煤矿位于乌达矿区中部，属于高瓦斯矿井，南邻五虎山