大隆矿概况

前    言 辽宁省铁法煤业（集团）公司是东北煤炭行业的龙头企业，企业效益及 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化方面一直走在同行业的前列。近年来，由于部分矿井随着开采深度的增加，矿井瓦斯涌出量明显增大，严重威胁着矿井安全生产。 自2001年5月以来，大兴煤矿在开采7煤层过程中已经发生过多次煤与瓦斯突出，辽宁省煤监（管）局和铁煤集团对其防治工作十分重视，决定委托煤炭科学研究总院抚顺分院对大兴煤矿的邻近矿井——大隆矿7煤层进行煤与瓦斯突出危险性预评价，做到防患于未然。 大兴煤矿发生煤与瓦斯突出的7煤层，在大隆矿只有西二采区706综放工作面的埋深大于前者，该工作面已准备就绪，构成了完整的系统。 煤科总院抚顺分院于2007年12月派工作人员对大隆矿进行现场实际考察，经过采样、测定西二706综放面瓦斯基础、突出参数，计算分析有关指标，再对该工作面煤与瓦斯突出危险性进行预测。 此项工作得到铁煤集团、大隆矿和大兴矿的有关领导、技术人员的大力支持，在此深表感谢！ 此项工作遵循的依据是： 1、《煤矿安全规程》国家煤矿安全监察局，2006年版； 2、《防治煤与瓦斯突出细则》，煤炭工业部，1995年； 3、《煤与瓦斯突出矿井鉴定 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》（AQ1024-2006）； 4、《矿井瓦斯等级鉴定规范》（AQ1025-2006）； 5、国家煤矿安全监察局煤安监办字[2005]11号文件； 6、铁煤集团大隆矿、大兴煤矿提供的有关资料、数据和图纸。 1   矿井基本概况 大隆井田位于铁法煤田的中西部,地处辽宁省调兵山市晓明镇,其地理坐标为：东经123°33′49″~ 123°37′28″，北纬：42°24′16″~ 42°27′17″，距辽宁省沈阳市110 km、铁岭市30km、法库县15 km。矿区专用铁路线经过井田中部，在大青站与国铁接轨，可通往全国各地。矿区内公路交通十分便利，铁、法、康公路呈东西向横越井田中部，以铁煤集团所在地调兵山市为中心至各矿及辽北各县城均有公路相通。 井田东部以F14、F24号断层为界与小青井田相邻；井田南部以F15、F16'号断层及井田拐点坐标为界与大兴井田（1987年11月 9日大兴矿，掘进北一入风上山揭露7-2煤层时发生首次煤与瓦斯突出，突出处标高-520m、埋深592.581m）接壤；西部以井田拐点坐标为界与施荒地井田相邻；北部以风井广场煤柱及F6断层为界与晓明井田相邻。井田走向长（东西）4.43km，倾斜宽（南北）2.58km，面积11.43km2。 矿井现生产能力已达2.95Mt/a以上，截止2007年末有可采储量92.266Mt，服务年限可达26年。 井田地势较为平坦，高差变化有一定规律可循；西部地势稍高，向东则逐步降低，娘娘庙一带标高在+77~+81m之间，兴隆屯村附近则在+73~+80米之间，井田东部标高均在+65~+69m之间，仅在小明安碑、娘娘庙与海房屯之间有一高岗，标高最大可达+90.97m。 井田内无大河流，均为季节性小溪，水量很小，其中较大者有两条：其一是由调兵山南岭流经娘娘庙，其二是由施荒地流经兴隆屯村，两者在前小明安碑村西汇合一体，然后向东南经田家窝棚村流出本井田。 本区位于松辽平原东侧，属大陆性气候；多风少雨，春、冬两季多西北风，夏、秋季多西南风，大者7~8级，小者2~3级，降雨一般集中在7、8、9月份。年平均气温7℃左右，最高达33.3℃，最低温度为零下32.1℃。 本区结冻期5~6个月，即11月至次年4月，结冻深度1.5米，表土层厚度5~25米。 本区地震烈度，根据“辽震烈字（83）4号文”定为六度。 1.1  井田地质概况及煤层赋存情况 大隆井田处于晓明背斜和大兴向斜之间，形成一个北高南低的单斜构造，并有轻微的褶曲。 地层走向以北西西为主，也有北东向的。倾向为南西和南东，倾角一般为6゜~10゜。 地层由上而下分述如下： （1）第四系（Q） 第四系为洪积、坡积和冲积层组成，主要成分是亚粘土、砂、砂砾，其厚度最大为28.00m，最小为5.00m，一般为17.07m。第四系与白垩系呈不整合接触关系。 （2）白垩系（K） 该层全区普遍发育，按岩性特征可分两层，上层为赭红色砂砾岩组，以细砂岩、粗砂岩及砂砾岩互层为主，赭色，砾径较大，厚层状构造，松散易碎，含石英、花岗岩及花岗片麻岩；下层为灰绿色砂砾岩组，以灰绿色砂岩、砂砾岩为主，中间含泥岩，成分以石英、安山岩、花岗岩为主，并夹有少量长石，松散易碎。 白垩系最大层厚为447.31m，最小为260m，一般为348.1m，白垩系与侏罗系呈平行不整合接触关系。 （3）侏罗系上部含煤段（J ） 该段以灰白色、灰色、灰黑色粉砂岩、砂砾岩、炭质泥岩及煤层组成。本段含2、4、5、7、8、9、10-1等煤层，其中4、7、9煤层大面积可采，10-1煤层不可采。本段是最大厚度为620.83m，最小为327.45m，一般为466.97m。 （4）其下部为中部砂泥岩组（J ） 井田构造以断裂为主，褶曲次之。断层均属高角度正断层，倾角一般在55゜~70゜左右，断层落差最大可达100米以上。 截止2006年末，全井田共发现较大断层47条，其中落差大于10m的37条。按控制程度分：可靠的34条，较可靠的9条，不可靠的4条。巷道实见落差小于3 m的断层频繁出现，数量有50余条。 井田内煤层呈轻微褶曲，大部分是在断层产生之前形成的，局部也有后期构造或火成岩活动形成的。至本次报告为止共发现三个向斜褶曲和二个背斜褶曲。其中北西走向的三条，北东走向的两条，褶曲幅度一般在20~30m左右，长度在0.5～1.6km，两翼煤岩层倾角在5°~12°左右。井田内的褶曲有几条幅度较小的背向斜，对生产影响不大。 在北一采区7煤层实见一陷落柱构造，为后生构造，其成因机理是地质动力所为，对生产有一定影响。 井田内有工业价值的煤层，均分布于上部含煤组之中。自上而下可编为1~20层，其中1~10层居于上含煤段，11～20层居于下含煤段。有可采价值的煤层有4-1、4、5、7、8、9-1、9-2、9、12、13、14、15-1、16-1、17层煤等计14层。 井田中西部煤层发育最好，呈南北向带状分布，煤层普遍较厚且稳定，层间距清晰易比，但向边缘区者变薄至尖灭，间距变小，不易对比，向东间距加大，煤层较薄。 本井田煤层累计厚度最大可达30.26m，一般为15～20m左右，含煤系数为6.7%。在可采煤层中，4、7、9、12、13、14、15-1、16-1等层发育最好，以中厚煤层为主。煤层复合层厚度最大可达10.03m，一般在3.5m以下。可采煤层间距在井田中东部较稳定，至西部边缘变化较大。 本井田煤层以复合煤层为主，自然分层繁多，最多者达110层，一般为40层左右。煤层结构中东部较简单，西部边缘区较复杂。 煤层为易自燃煤层，自然发火期为3～6个月，煤尘有爆炸危险性，煤尘爆炸指数44.92%。 1.2 矿井开拓与开采 大隆矿开拓方式为立井双水平分区式开拓，第一水平标高-375m，第二水平标高-550m，延伸第二水平采用暗斜井延深； 大隆矿有四个井筒，在井田中央有主井、副井、中央风井，在井田北侧边界处有一边界北风井；主井提升原煤，副井升降矸石、物料、人员。中央风井、北风井排出乏风，四个井筒均为安全出口。 各个采区均有大巷（石门）、胶带机巷和专用回风道三个安全出口。 采煤 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 为长壁后退式，采空区管理为自然垮落法，所采煤层顺序为由上而下开采；矿井通风方式为中央并列与中央边界混合式通风，通风方法为抽出式；矿井主运输全部采用胶带运输，辅助运输采用电机车及小绞车运输。 大隆矿现有采煤工作面2个：南一采区705放顶煤综采工作面，走向长554m，倾斜宽229m/117m，采高5.8m，现在已进入残采阶段；东三400综采工作面，走向长777m，倾斜宽86/163/214m，采高2.5m。 现有7个掘进工作面。乘人暗斜井、下水平东一大巷、下水平东一皮带道、东三石门联络道共计4个下水平开拓的岩巷掘进工作面；南一采区901回顺工作面（综掘）、南一901回顺、东三406回顺共计3个煤巷掘进工作面。 1.3    西二采区及其706综放工作面概况 西二采区位于大隆井田的西部，采区东以Fw2-1、F10号断层与南一采区、西一采区相邻；西以施荒地井田边界及原西二采区边界为界；南以F56、F45、F44及纬线4698600与大兴井田相邻；北以施荒地井田边界及9煤层可采边界。采区平均走向长1.01km，倾斜宽3.21km，面积3.25km2。 西二采区煤层呈北高南低的单斜构造，煤层倾角1～13°，一般为7°。采区中部F15号断层以北煤层倾角较缓，以南煤层倾角较急，在采区中部196钻孔与158钻孔之间，南部189钻孔与78403钻孔之间的煤层倾角较缓，采区南部78402钻孔，78401钻孔及161钻孔之间的煤层倾角较急。 与西二采区相邻的采区有西一采区及南一采区。西一采区为生产采区，除96年由晓明井田划入大隆井田的部分外，其它部分有较多实见地质资料，具体是：该采区内断层走向以北北西、北西西为主，数量多，且相互切割现实普遍。落差大的断层有F9、Fw1-6、Fw1-1、Fw1-9、Fw1-2、F322。另外，受597火成岩体的影响，在其周围形成F597、F597-1断裂。西一采区火成岩体较多，且面积较广，严重破坏了煤层的连续性，使部分煤层的挥发份值小于20，煤层失去了开采价值，已揭露的火成岩体有S2段体、519体、597体、W-402体及晓明井田揭露的322体。西一采区西部由于受597体影响，形成半地堑式构造，煤层倾角较大，不利于回采工作。西一无实见河流冲刷带。西一采区水文地质简单。南一采区为准备采区，无揭露地质资料，由钻孔资料推断：南一采区构造复杂，落差较大的断层有F16、F16-1 、F15、F41、172火成岩体对4、5煤层影响较大。该采区上煤组各煤层无河流冲刷带。 西二采区地表位于兴隆屯村、施荒地村及尚三家子村之间的广阔田野中。采区地表有少量民房，矿区铁路从采区北部通过，大隆矿通往施荒地住宅区及调兵山的矿区公路从采区中部通过，两条季节性河流流经采区北部和中南部，另外，通往大隆矿的高压线路、水暖厂设的东部水源管路、大隆矿通往施荒地住宅区的瓦斯管路从采区中北部经过。采区地表标高一般在+75～+92.6m，采区北部地势较高，标高最大值为+92.6m。 表1-1    706综放工作面煤层赋存情况一览表 煤层 编号 煤层厚(m) 煤层 倾角 层间距(m) 顶、底板岩性及描述 煤、岩性描述 最小~最大 平 均 最小~最大 平 均 顶 板 底 板 4 0.0~1.52 1.01 2°~16° 3.66~11.0 7.29   同5煤层顶板 黑色，沥青光泽，夹薄的粉砂岩，长焰煤。 5 0~1.69 0.78 2°~16° 不同地段发育不等的粉砂岩、泥岩、炭泥岩 同7煤层顶板 黑色，沥青光泽 3.0~7.0 5.25 31.07~48.01 42.6 7 1.8~12.80 7.60 2°~16° 粉砂岩、泥岩、泥质粉砂岩，黑色，富含植物化石，夹煤线 同9煤层顶板 黑色，复合煤层，结构复杂；夹1~10层矸石（厚0.1~3.30m，平均厚1.40m）。上部受火成岩（辉绿岩）影响局部变质为天然焦，富含瓦斯。长焰煤。 辉绿岩，颜色为灰白色和辉绿色，含瓦斯及少量裂隙水。 30.0 9 3.0 2°~16° 粉砂岩                   表1-2  煤岩物理性质一览表 岩石 名称 容重 g/cm3 含水率 % 普氏硬度 系数 抗压 kg/cm2 抗剪 kg/cm2 抗拉 kg/cm2 辉绿岩 2.81 0.90   1354   37.6 细砂岩 2.42 6.8 0.87 312 339 3.4 粉砂岩 2.50 6.9 0.87 868   3.9 泥 岩 2.55 4.7 1.24 124 79.8 7.0 七层煤 1.33 12.4 1.09 109 14.2 3.3               大兴煤矿发生煤与瓦斯突出的7煤层，在大隆矿只有西二采区706综放工作面的埋深大于前者，该工作面已准备就绪，构成了完整的系统。 706综放工作面位于西二采区的南侧，西侧以F45（倾向70゜，倾角45゜，推断落差1～30m）、Fw2-2（倾向95゜，倾角50゜，推断落差0～27m）号断层为界，东侧以西二704 阶段煤柱与大兴井田为界，南以大兴井田为界，北侧以172火成岩体为界。工作面为倾斜长壁仰采布置，受F44号断层（倾向60゜，倾角65゜，推断落差0～28m）等影响，回采巷道圈定的煤体由浅至深呈下降阶梯形状 （仅表现在回风顺槽），先是外切眼长73m，然后是里切眼长152m（切眼全长225m，工作面推进全长742m，面积141573m2），见图1-1。里切眼与运输顺槽连接处为此工作面最低标高点-541.477m。 工作面工业储量：S=141573 Q工=141573×7.61×1.32=1422129t 可采储量：Q采=1181723t 回采率：回采部分97%；放顶煤部分75% 706综放工作面巷道工程已全部掘进完毕，综采及其配套设备全部安装完毕。 706综放工作面煤层顶板大部为172火成岩体，172火成岩体呈岩床侵入,厚度31-48米，切眼上部火成岩变薄，7煤层上部与火成岩接触段发生变质，影响煤质，在回顺发育有西二706-1号岩墙，宽度在3~6m，对回采有较大影响。 见706综放工作面煤层赋存情况一览表（表1-1）和煤岩物理性质一览表（表1-2） 706综放工作面地表位于兴隆屯村西部，有少量大棚，有多条高压线路和调兵山至铁岭的瓦斯管路通过。地表标高+75.7～+77.1m。 图1-1 西二706综放放工作面平面图 1.4  矿井通风与瓦斯 一、矿井通风 大隆矿通风方式为中央并列与中央边界混合式通风，通风方法为抽出式通风。中央系统主要通风机型号为GAF-21.1-12.6-1轴流式风机，同步电机，功率1000kW，负担南一采区和下延水平4个掘进工作面供风，边界系统主要通风机型号为BD-II-8-No25轴流式对旋风机，电机功率400kW×2，负担西一采区、西二采区、东三采区供风。 目前矿井总入风量13369m3/min，总排风量13647m3/min，等积孔为6.09m2。其中中央系统入风量6836m3/min，主要通风机负压200mmH2O；边界系统入风量6533m3/min，主要通风机负压200mmH2O。中央系统反风方式为调整主扇叶片角度反风，边界系统反风方式为主扇反转反风。 采煤工作面配风：南一705综放工作面风量1524m3/min 、东三400综采工作面风量1713m3/min；备用安装面2个：东三405工作面采场风量621m3/min、西二706工作面采场风量1508m3/min。 表1-3 大隆矿历年瓦斯等级鉴定明细表 二、瓦斯 矿井瓦斯来源为开采层、邻近层和围岩。 煤层瓦斯基础参数： 1、东翼采区4层煤瓦斯压力：10kg/cm2，瓦斯含量17 m3/t； 2、西翼采区7层煤瓦斯压力为：29.6 kg/cm2，瓦斯含量24 m3/t； 3、煤层透气性均较差，瓦斯的赋存方式以吸着状态为主，游离状态瓦斯仅占3-5%。 4、煤的坚固性系数f值大于3。 西二采区706瓦斯情况： 1、西二706工作面上覆厚度65-38米172火成岩体，同时受火成岩侵入影响部分煤层变质，该工作面瓦斯含量较大。 2、从2005年5月份至2007年7月份西二706采场掘进施工期间及工作面封闭期间，通过抽放、风排的瓦斯总量（纯量）约1100.1万m3。 3、根据以上资料分析目前西二706工作面煤层瓦斯含量在35～40 m3/t。 三、抽防系统 1、地面抽防系统 ⑴中央瓦斯泵站配备SK-120、SKA-520、SK-60、2BEF52水环真空泵各一台。额定抽能力634m3/min；现有瓦斯抽放立孔3个（φ299两个φ159一个）。 ⑵北风井瓦斯抽放泵站配备1台SKA-520水环真空泵，2台SK-120和1台SK-60水环真空泵，额定抽能力520m3/min。现有瓦斯抽放立孔3个（φ277一个φ159一个φ299一个）；地面采空区抽放立孔3个（西一902采空区、西二705采空区立孔和西二706立孔）。 ⑶罐区YD-Ⅶ型泵额定抽能力60m3/min。 2、井下管路系统 ⑴中央抽放泵站 SK-120泵    1号立孔    南一总排    南一采区 SK-60泵    2号立孔    南一总排    南一采区 SKA-520      新立孔      南一总排    南一采区 ⑵北风井抽放泵站 SK-120    1号立孔    西一总排    西一采区    西二密闭 SK-60    2号立孔    西一总排    西二706闭 SKA-520    新立孔    东三总排    东三采区 ⑶移动抽放系统                    南一4层采区密闭 南一移动泵站    南一4层回中 南一7层采区密闭 西一801运回中联络川移动泵    西一801采场 ⑷罐区抽放泵    西一902采空区立孔（西二705采空区立孔） 3、瓦斯抽放方法 ⑴邻近层抽放方法：在工作面回顺迎着回采方向向上临近煤层或采空区施工抽放钻孔，抽放上临近层、采空区瓦斯或在老顶垮落后抽放上临近煤层卸压瓦斯。该抽放方法简单易行，是我矿长期使用的抽放方法，具有钻孔工程量少、钻孔有效率高、使用寿命长、抽放阻力小等优点，在我矿多个工作面均取得很好的抽放效果。是已经开采解放层的采煤工作面首选的抽放方法。 ⑵回顺迎向斜交钻孔抽放方法：在工作面回顺迎着回采方向向采空区裂隙带施工抽放钻孔，在老顶垮落后抽放采空区裂隙带卸压瓦斯。该方法是单一煤层（没有上邻近煤层）常用的抽放方法，通常与临近层抽放方法联合使用。也是我矿长期使用的抽放方法，但必须调整好钻孔参数，保证终孔位置处于高浓度瓦斯区，抽放效果不稳定，受断层等地质构造和采动压力影响明显。 ⑶临近采空区导入法：适用于工作面回顺附近存在同煤层、上下邻近煤层采空区，且阶段煤柱较小，在工作面回顺向邻近采空区冒落带施工抽放钻孔，进行抽放，产生负压，将采煤工作面采空区瓦斯导入邻近采空区内进行抽放。该方法具有钻孔工程量少、使用寿命长、抽放阻力小等优点，但受采面布置、煤层赋存条件影响，在适宜的条件下能够取得较好的抽放效果。 ⑷外错瓦斯道顶板钻孔抽放方法：在回采工作面回顺外侧施工平行于回顺的瓦斯道，在瓦斯道向回采工作面采空区裂隙带施工抽放钻孔进行抽放。该方法适用于厚煤层开采或瓦斯涌出量特别大的工作面。具有抽放覆盖面大、钻孔长度短、角度调整灵活、抽放高浓度区瓦斯、钻孔寿命长等优点，而且有利于解决工作面上隅角瓦斯。 ⑸顶板巷道抽放方法：在回顺内侧水平距离20-30m，回采煤层顶板10m-30m之间，掘进专用瓦斯抽放巷道，封闭该巷道进行抽放。在适宜的条件下采用顶板巷道抽放方法，具有工艺简单，后期工程量小，抽放阻力小的优点，能够提高瓦斯抽放率，取得优于其他抽放方法的抽放效果。瓦斯道沿不可采煤层掘进，可降低抽放成本。缺点是前期工程量大，准备工期长，应用受地质条件限制。 1.5  煤与瓦斯突出及冲击地压 大隆矿从建井至今在采煤、掘进生产过程中，未发生过有动力现象的瓦斯突出、压出和喷出，矿井无冲击地压危害。 采取的防突措施如下： 1、掘进工作面采取施工超前钻孔探放、排放瓦斯，采掘工作面采用预抽、边采（掘）边抽瓦斯抽放方法。 2、石门揭煤采取的防突措施：石门接煤采取施工煤层定位钻孔，煤层瓦斯突出指标预测、远距离放炮等措施。 2  煤与瓦斯突出相关的基础参数测定 2.1  煤层瓦斯含量测定 煤层瓦斯含量是指单位体积或重量的煤体中所含有的瓦斯量（换算成标准状态），常用m3/t或ml/g作为计量单位。煤层瓦斯含量是判断煤与瓦斯突出危险性的重要参数之一，本次测定采用直接法。即利用煤层钻孔采集煤体煤样，用解吸法直接测定煤层瓦斯解吸量。该方法测定煤层瓦斯含量的原理是：根据煤样瓦斯解吸量、解吸规律推算煤样从采集开始至装罐解吸测定前的瓦斯损失量，再利用解吸后测定煤样中残存瓦斯量计算煤层瓦斯含量。其测定步骤如下： (1) 在新暴露的采掘工作面煤壁上，用煤电钻垂直煤壁打一个Ф42mm、孔深8m以上的钻孔，当钻孔钻至8m时开始取样，并 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 采样开始时间t1； (2) 将采集的新鲜煤样装罐并记录煤样装罐后开始解吸测定的时间t2，用FHJ-2型瓦斯解吸速度测定仪测定不同时间t下的煤样累积瓦斯解吸总量Vi ，瓦斯解吸速度测定一般为2个小时，解吸测定停止后拧紧煤样罐以保证不漏气，送 实验室 17025实验室iso17025实验室认可实验室检查项目微生物实验室标识重点实验室计划 测定煤样残存瓦斯量。 (3) 损失量计算 将不同解吸时间下测得数据按下式换算成标准状态下的体积Voi： 式中： V0i—换算成标准状态下的解吸瓦斯体积，ml； Vi—不同时间解吸瓦斯测定值，ml； Po—大气压力，Pa； hw—量管内水柱高度，mm； Ps—hw下饱和水蒸汽压力，Pa； tw—量管内水温，℃ 煤样解吸测定前的暴露时间为t0，t0=t2-t1；不同时间t下测定的Voi值所对应的煤样实际解吸时间为t0+t；用绘图软件绘制全部测点[(t0+t)0.5，Voi]，将测点的直线关系段延长与纵坐标轴相交，直线在纵坐标轴上的截距即为瓦斯损失量，如图3-2示。 (4) 将解吸测定后的煤样连同煤样罐送实验室测定其残存瓦斯量、水分、灰分等； (5) 根据煤样损失瓦斯量、解吸瓦斯量及残存瓦斯量和煤中可燃质重量，即可求出煤样的瓦斯含量： X=(V0+V1+V2)/G0        （3—3）  式中：  Vo—标准状态下煤样瓦斯解吸量，ml； V1—标准状态下煤样损失瓦斯量，ml； V2—标准状态下煤样残存瓦斯量，ml； G0—煤样可燃质重量，g； X—煤样瓦斯含量，ml/g。 利用上述方法在西二采区706综放工作面进行了煤层瓦斯含量实测工作。如前所述，西二采区706综放工作面所有巷道形成较早，因工作面巷道完成较早，又经过了掘进和采前封闭抽放，所以测含量时选择掘成时间最晚的内切眼回顺巷道，在内切眼之上斜向距离194m的回顺侧帮打2个相距10m的孔,均未解吸出瓦斯，因此不能采用煤层瓦斯含量来反推测定煤层瓦斯含量压力。 2.2  煤的瓦斯吸附常数a、b值 煤的瓦斯吸附常数a、b值是衡量煤吸附瓦斯能力大小的指标。测定方法是在现场采取新鲜煤样送至实验室进行测定。 其测定步骤如下： ①从井下采集新鲜煤样破碎后取0.2～0.25mm粒度的试样300～400g装入密封测定罐中； ②在恒温60℃高真空（10-2～10-3mmHg）条件下脱气2天左右； ③在30℃恒温和0.1～5.0Mpa压力条件下，进行不同瓦斯压力下的吸附平衡，并测定瓦斯平衡压力下的吸附瓦斯量； ④根据不同平衡瓦斯压力下的吸附瓦斯量（一般不少于6个点），按朗格缪尔方程W=abp/(1+bp)回归计算出纯煤（煤中可燃质）的瓦斯吸附常数a和b值（如表3-2所示），并绘出30℃下的等温吸附曲线（如图3-5所示）。 表2-1    7号煤层煤样3吸附瓦斯试验结果表 6号煤样 地点 吸附常数 灰 分 Aad （%） 水 分 Mad (%) 挥发分 Vdaf (%) 真 密 度 （t/m3） 视 密 度 （t/m3） a (m3/t) b (MPa-1) 内外切眼间回顺-518.55m标高 30.78 0.414 8.61 5.07 34.85 1.45                   图2-1  煤对瓦斯吸附等温线图 3  煤层突出危险性单项指标的测定及突出危险性预测 3.1  煤层突出危险性单项指标的测定 本次测定的单项有：煤层瓦斯压力p、煤的瓦斯放散初速度指标△p、煤的坚固性系数。 观察西二采区706综放工作面回顺、运顺和开切眼巷道左右帮煤层，无软分层，确定破坏类型为Ⅰ类（非破坏类型煤）。 我们在内切眼与回顺的连接处及该回顺内不同标高之处，还有连接外切眼与西二706回道之间的回顺内不标高之处，取了若干个煤样做测试，结果如下： 表3-1    西二采区706综放工作面7煤层区域预测指标测定结果 煤样 编号 地 点 煤的瓦斯放散初速度△P 坚固性系数f 备 注 1 内切眼-541.47m标高 17.52 0.87 内切眼 2 内切眼-539.56m标高 18.13 0.89 内切眼 3 内切眼-536.05m标高 18.02 0.9 内切眼 4 回顺-535.25m标高 17.67 0.86 内切眼与回顺连接处 5 回顺-527.45m标高 18.36 0.88 内外切眼间的回顺 6 回顺-518.55m标高 17.14 0.91 内外切眼间的回顺 7 回顺-504.2m标高 17.25 0.93 内外切眼间的回顺 8 回顺-500.29m标高 18.24 0.95 外切眼与西二706回风道之间回顺 9 回顺-489.58m标高 17.58 1.08 外切眼与西二706回风道之间回顺 10 回顺-473.27m标高 18.67 1.11 外切眼与西二706回风道之间回顺                     西二采区706综放工作面回顺（上宽3.4m，下宽5.2m，高3.9m）和运顺（上宽3.2m，下宽5.0m，高3.8m）巷道均沿7煤层底板掘进，。外切眼至西二706回风道之间的两条平行且相距40m回顺（内侧一条也称旧巷，已废掉）和内切眼至外切眼间的两条平行且相距26m回顺（内侧一条也废掉，又称内错瓦斯道和旧巷）均在受背斜褶皱构造挤压而变厚的煤层中掘成，假如突出，回顺所处煤层的这个区域可能性最大，但实际掘进过程中并没有发生突出。 3.2  煤层瓦斯压力P 煤层瓦斯压力是指原始煤体孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力，它是煤层瓦斯流动和涌出的基本参数，亦是煤层瓦斯流动的动力，它不仅决定着煤层瓦斯含量与涌出量的大小，而且对于煤与瓦斯突出危险性预测与合理制订防突措施等均起着重要的作用。因此，准确测定煤层瓦斯压力是十分必要的。 煤层原始瓦斯压力确定方法有二种，其一为实测法，即利用石门揭煤巷道在揭煤前打穿层钻孔穿透煤层，封孔测定煤层原始瓦斯压力；其二为间接法，即利用新鲜煤样，测定煤层原始瓦斯含量，然后用郎格缪尔方程反推煤层原始瓦斯压力。本工作面回采巷道已形成，用沿煤层的布置方式，所以不具备瓦斯压力实测条件。如前所述，又不能采用间接法确定煤层原始瓦斯压力。 根据大兴矿1987年11月 9日突出处埋深和西二706综放工作面所处的地表标高可以计算出：该工作面-515m标高以下满足、超过大兴矿突出处的埋藏深度。该范围在内切眼处工作面。 大隆矿提供的西翼采区7层煤瓦斯压力为29.6 kg/cm2，瓦斯含量24 m3/t。从2005年5月份至2007年7月份西二706采场掘进施工期间及工作面封闭期间，通过抽放、风排瓦斯总量（纯量）约1100.1万m3后，其瓦斯压力和含量会有所下降。 按照一年瓦斯自然排放时间和煤种类别，巷道预排瓦斯宽度为23m（再加上近一年的瓦斯抽放，其宽度值要更大些），减去该宽度后，内切眼处工作面长度减至为106~79m。这样宽度的煤体内不会有原始煤层瓦斯压力的。 3.3  瓦斯放散初速度指标△P 瓦斯放散初速度指标△P是表示煤的放散瓦斯的能力。测定方法是在现场采取新鲜煤样送至实验室，将煤样粉碎后取粒度0.2~0.25mm煤样3.5g，装入△P测定仪中，先脱气1.5小时，再常压下充气1.5小时，向仪器的真空测量空间释放瓦斯，测时间0~10s和45~60s两次释放的瓦斯压差，即得出△P。本次测定结果见表3-3。 3.4 煤的坚固性系数f 煤的坚固性系数f是表示煤抵抗外力破坏能力的一个综合指标，它主要由煤的物理力学性质所决定。 煤的坚固性系数f值一般采用落锤破碎法测定，即在现场采集煤样500g，从中选出块度10~15mm煤块分成5份，各放在测筒内进行落锤破碎实验，将5份捣碎的煤样经0.5mm筛子过滤后倒入直径23mm的量筒内测定粉末高度，即可得出f值。本次采取的煤样只是巷道断面范围之内的，测定数据见表3-3。 3.5  综合分析单项指标和突出危险性预测 西二采区706综放工作面回顺（上宽3.4m，下宽5.2m，高3.9m）和运顺（上宽3.2m，下宽5.0m，高3.8m）巷道均沿7煤层底板掘进，。外切眼至西二706回风道之间的两条平行且相距40m回顺（内侧一条也称旧巷，已废掉）和内切眼至外切眼间的两条平行且相距26m回顺（内侧一条也废掉，又称内错瓦斯道和旧巷）均在受背斜褶皱构造挤压而变厚的煤层中掘成（见图），假如突出，回顺所处煤层该区域的可能性最大，但实际掘进过程中没有发生突出。 截止到2008年1月31日，西二706综放工作面已推进65m，没有出现突出的预兆。 预测煤与瓦斯突出危险性的单项指标包括煤的破坏类型、瓦斯放散初速度指标(△P)、煤的坚固性系数(f)和煤层瓦斯压力(P)。预测煤层突出危险性单项指标临界值见表4-1。当四个单项指标同时满足临界条件时，煤层才具有突出危险性，否则为无突出危险。 表3-2 预测煤层突出危险性单项指标临界值 煤层突出 危险性 煤的破坏类型 瓦斯放散初速度指标 △P 煤的坚固性系数 f 煤层瓦斯压力P (MPa) 突出危险 Ⅲ、Ⅳ、V ≥10 ≤0.5 ≥0.74           所测定煤的破坏类型Ⅰ类（非破坏类型煤）；为对比表3-1和表3-2得知，所测定煤的破坏类型为测定的所有煤样的瓦斯放瓦斯放散初速度指标△P为17.14~18.67，超过临界值、煤的坚固性系数f为0.86~1.11，均未达到并远大于临界值；因未测出瓦斯压力，即使达到或超过临界值，也因只有2个单项指标达到或超过临界值，所以煤层无突出危险性。 4  结论和要求 西二采区及西二706综放工作面范围内之7煤层无突出危险性。 要求如下： （1）西二706综放工作面顶板为火成岩、煤层较厚，且存在着采取煤样地点的局限性。为了确保安全生产，须提前在距开切眼50m的范围内进行有效地抽放瓦斯、煤层注水后，方可回采。作法：在回顺、回顺旧巷内往运顺方向打本煤层上行孔，终孔点落在工作面两侧巷道预排瓦斯带之间、火成岩之下的变质煤层（天然焦）内，然后进行封孔、抽放和注水。 （2）西二706综放工作面及西二采区其它工作面在采掘过程中遇有地质构造（断层、褶曲、煤厚急剧变化、煤变软、煤层出现软分层等）、出现突出预兆时和该采区其它工作面火成岩侵入带30m范围内，须采取、提前采取局部防突措施。 铁法煤业(集团)公司大隆矿 煤与瓦斯突出危险性预评价 煤炭科学研究总院抚顺分院 二○○八年二月 报 告 名 称：铁法煤业（集团）公司大隆矿煤与瓦斯突出危险性评价 部门负责人：王魁军    院总工程师              研究员 科研中心主任 刘志忠    科研中心主任工程师      高级工程师 姜文忠    科研中心瓦斯所所长      高级工程师 技术审核：  霍中刚      科研管理部主任        研究员 技术审定：  罗海珠        副院长              研究员 报告编写：  武晓民  王海东 工作人员：  滕振兴  李清岳 武晓民  贾艳武  王海东 目    录 前  言 ………………………………………………………………………………………… 1 1 矿井基本概况 ………………………………………………………………………………… 2 1.1  井田地质概况及煤层赋存情况………………………………………………………… 2 1.2  矿井开拓与开采………………………………………………………………………… 4 1.3  西二采区及其706综放工作面概况…………………………………………………… 4 1.4  矿井通风与瓦斯………………………………………………………………………… 8 1.5  煤与瓦斯突出及冲击地压 …………………………………………………………… 10 2  煤与瓦斯突出相关的基础参数测定………………………………………………………… 12 2.1  煤层瓦斯含量测定 …………………………………………………………………… 12 2.2  煤的瓦斯吸附常数a、b值 ……………………………………………………………13 3  煤层突出危险性单项指标的测定及突出危险性预测 ………………………………………15 3.1  煤层突出危险性单项指标的测定………………………………………………………15 3.2  煤层瓦斯压力P …………………………………………………………………………15 3.3  瓦斯放散初速度指标△P ………………………………………………………………16 3.4  煤的坚固性系数f ………………………………………………………………………16 3.5  综合分析单项指标和突出危险性预测…………………………………………………16 4  结论和要求 ……………………………………………………………………………………18