12301采面防突设计

贵州国源矿业开发有限公司织金县珠藏镇龙桂煤矿12301采面防突设计编制：龙桂煤矿通防科2015-7--282设计审批情况会审地点时间主持人会审意见会审人员姓名专业职务312301采面防突设计一、概况龙桂煤矿属生产矿井，设计生产能力15万吨/年，矿井开采标高+1675m--+1350m采用斜井开拓，中央分列式通风。矿井地质构造复杂，水文地质类型为中等，属煤与瓦斯突出矿井。矿井可采煤层M16、M23，M16煤层已开采结束，按从上往下开采顺序，现开采M23煤层，12301回采工作面为M23煤层第一区段东翼采面。（一）12301采煤工作面位置1、井上位置及标高12301工作面主要处一无名山脊中，南、北为山脊，北为顶部，南为底部;东、西向横穿山脊，工作面主要处南部山坡。地面标高+1670——+1622。2、井下位置及标高井下东为井田边界以煤柱为界；西为回风上山以护巷煤柱为界；北为井田浅部边界以12301回风巷为界；南为M23未开采深部以12301运输巷为界。3、开采范围工作面走向长450米（不含上山煤柱），平均倾斜长185米，平面积80580㎡，斜面积83424㎡.（二）巷道布置工作面回风巷由轨道上山+1540标高开口，按40度方位跟煤层顶板施工480米。运输巷由运输上山+1503标高开口，按50度方位跟煤层顶板施工35米后改按65度方位施工140米，再按53度施工316米，然后掘开切眼与回风巷贯通形成12301回采工作面。4（三）煤（岩）层赋存特征1、M23煤层为龙潭组，煤层顶板为深灰色薄层粘土质粉砂岩，含大量碳化植物化石碎屑，夹菱铁质薄层，碳质线理;直接底板为粘土岩。煤层特征表5顺序区域组煤层名称煤层厚度（m）层间距(m)煤层夹矸数稳定性煤层倾角（度）煤种顶底板岩性最小最大平均顶板底板1龙潭组M160.852.331.7520-2稳定9无烟煤粉砂岩，粘土岩砂质粘土岩2M230.951.811.50-3稳定9无烟煤粘土质粉砂岩粘土岩M23煤层赋存较稳定，煤层结构简单，煤层平均倾角150，煤层平均厚度1.4m，煤质为无烟煤。地层综合柱状图叠潭泥质细砂岩煤细砂岩、粉砂岩、菱铁质泥灰岩煤粉砂岩煤、粉砂岩、煤粉砂质泥岩煤粉砂岩煤细砂岩硅质灰岩粉砂岩、细砂岩泥岩石灰岩煤钙质细砂岩泥质粉砂岩煤细砂岩、粉砂岩煤粉砂岩泥质粉砂岩上上下标七标七浅灰色细砂岩夹深灰色泥质粉砂岩，具水平层理，底部为一层泥岩。深灰色、黑灰色，夹菱铁质薄层，顶部含丰富的植物化石碎片。浅灰色细砂岩、深灰色粉砂岩，具水平层理、缓波状层理。为局部发育的薄煤层，层位不稳定，时有时无，可采点很少。深灰色泥岩，含植物化石。深灰色薄至中厚层状，具水平层理。有时夹煤线。为主要可采煤层之一。黑色，块状,半亮型，具宽条带状结构，煤厚变化不大，结构较简单，含夹矸1至2层，一般1层。井田内全区可采煤层。灰色，中厚层状，上部为粗晶结构，下部为细晶结构，含丰富的腕足类化石。层厚一般为1.0m左右。顶部泥岩夹炭质泥岩；上部为深灰色粉砂岩，夹泥质条带；下部为浅灰色钙质细砂岩、粉砂岩互层。具水平层理、缓波层理、少数斜层理。灰至深灰色,中至厚层状硅质灰岩，含少量菱铁质，致密坚硬，含丰富的腕足类化石。浅灰色至灰色薄层细砂岩,显水平层理，顶底均有一层泥岩。黑色，半暗至半亮型，细条带状，线理状结构,一般含夹矸一层，为全区可采煤层。深灰色薄层状粉砂岩，断续波状层理，顶底板均为薄层泥岩，富含植物根化石和碎片化石。深灰色粉砂质泥岩，泥质结构，具水平层理。顶部为灰至深灰色泥岩，含植物根部化石和黄铁矿结核，其下为深灰色粉砂岩，间夹少量细砂条带,富含保存完整的羊齿类植物化石。上部为灰色、浅灰色薄层状细砂岩,钙质胶结，夹黑色粉砂质条带，显断续波状层理，顶部有一层泥岩，一般厚0.30m。下部为深灰色薄层状粉砂岩，间夹浅灰色细砂条带。底部有一层深灰色薄层状菱铁质泥灰岩或生物泥灰岩，一般厚0.40m左右，有时为粉砂质泥岩所取代，含腕足类、腹足类动物化石。黑色，块状、碎块状，半亮型，薄时一般不含夹矸，厚时含1至2层夹矸。棕灰、深灰色，薄至中厚层状泥质细砂岩，间夹泥质条带，断续波状层理。14上、中煤层层位稳定性较差,厚度变化大，可采面积零星分布。14下煤层发育普遍,层位稳定，厚度变化在大，但一般不可采，为不可采煤层。总之,14煤组(有时为两层)无论是层位、夹矸、岩性及厚度变化很大，本井田内为不可采煤层。0.35-0.570.441.03-2.501.620.93-1.951.610.95-1.961.460.45-1.911.05统组泥岩下段煤煤泥岩煤粉砂岩、细砂岩中下4.50-18.8012.80黑色，半暗至半亮型，条带状结构，一般含1层夹矸，结构简单。为井田埋藏最浅的全区可采煤层。0.13-0.750.53黑色、块状、半亮型，结构单一，厚度变化大，为零星可采。顶底为煤层，其间为碎屑岩。煤层为黑色、暗淡型煤，细条带状结构，煤质差，厚度变化大，19上、下厚度一般0.30m，其间粉砂岩厚1.0m。粉砂岩劣质煤，厚度小一般不可采，有零星可采点。粉砂岩煤煤深灰色薄层状粉砂岩，断续缓波状层理，顶板为富含植物根化石薄层泥岩。黑色、半暗至半亮型，块状,结构单一，本井田内为不可采煤层。18.70-28.925.00深灰色薄层状粉砂岩，水平层理，间夹浅色细砂条带，有时为泥质粉砂岩，顶板均为薄层泥岩。2.50-3.502.702.20-3.013.30-17.215.01.0-2.0灰至深灰色薄至中厚层状，显断续缓波状层理，间夹深灰粉砂条。菱铁质粉砂岩标九深灰色薄层状菱铁质粉砂岩和蒙脱石粘土岩组成，底部有一层黑色泥岩。黑色、半亮型、中细条带状结构，夹矸1至2层，夹矸为泥岩。为井田大部分可采煤层。14.0-22.019.60163.204.901.20-1.809.50-21.00163.64176.44178.06182.96183.49208.49210.10212.80215.30230.30233.26252.86255.41231.80254.363、煤层瓦斯：本矿井未鉴定按突出矿井管理。矿井绝对瓦斯涌出量为27.47m3/min，相对瓦斯涌出量为98.89m3/t。根据中国矿业大学（北京）20076年10月20日提交的“贵州省织金县珠藏镇龙桂煤矿M16煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定”，在+1510m水平以上不具备煤与瓦斯突出危险性，现M23未做瓦斯突出鉴定，龙桂煤矿按煤与瓦斯突出矿井管理。根据贵州省矿山安全科学研究院于2014年8月《关于织金县珠藏镇龙桂煤矿M23煤层区域突出危险性预测报告》的预测结论，M23煤层的瓦斯含量为9.75m³/t。4、煤的自燃倾向及煤尘爆炸危险性：根据2000年12月16日贵州省煤田地质局实验室提供的《贵州省织金县珠藏镇龙桂煤矿煤炭自燃倾向等级鉴定报告》，M23煤层自燃倾向性II类自燃。根据贵州省煤田地质局实验室提供的《织金县珠藏镇龙桂煤矿煤层煤尘爆炸性鉴定报告》，M23煤层煤尘无爆炸危险性。5、地质及水文地质条件：根据地质资料和从上部已采的M16煤层来看，区内无较大断层分布，12301运输巷主要沿一正断层下盘边沿施工，断层落差4-5米，对采面影响不大，12301采面总体地质条件简单。矿区水文地质类型属裂隙型充水矿床，水文地质条件中等，本工程水文地质简单，遇小构造时有裂隙水。6、地质储量煤层走向50度，倾向约140度，煤层倾角15度，煤厚1．4M，煤层容重1．45T/立方米工作面走向长450米（不含上山煤柱），平均倾斜长185米，平面积80580㎡，斜面积83424㎡.地质储量Q地=83424*1.4*1.45=16.935万吨77、采煤方法及生产能力12301回采工作面采用走向长壁后退式采煤法。爆破落煤，全部垮落法管理顶板。采面支护使用DW20-30/100型单体液压支柱配HDJA—1200型金属铰接顶梁进行支护，设计“三四”排控顶，柱距0.8m，排距1.2m，最大控顶距为4.8m，最小控顶距为3.6m。采面生产能力采面日正规循环1.5个，循环进度1．2米，月按25日生产计算。循环产量W=185*1．2*1．4*1．45*0．97W=437T月产量=437*1.5*25=16387T8、12301采面通风12301采面采用负压“U”型通风采煤工作面的风量确定▲按瓦斯涌出量：Q采＝100×q瓦采·K采通式中：Q采——采煤工作面实际需要的风量，m3/s；q瓦采——采煤工作面绝对瓦斯涌出量，经过瓦斯抽采后风排瓦斯量计算得5.288m3/min。K采通—回采工作面瓦斯涌出不均衡系数，它是最大涌出量与平均涌出量之比，一般对于机采工作面Ka为1.2～1.6，对于炮采工作面Ka为1.4～2.0，本矿为炮采工作面取Ka=1.5。Q采＝100×5.288×1.5＝793.2m3/min＝13.2m3/s8矿井正常开采区域内，经抽采后采面绝对瓦斯涌出量为5.288m3/min，经计算，需要配风量13.2m3/s。▲按工作面风温计算Q采＝VC·Sc·Ki式中：VC——采煤工作面适宜的风速，按20～23℃风速选取为1.0～1.5m/s，本矿取1.5m/s；SC——采煤工作面平均有效断面，取4.2m2（23煤层开采时的采面断面S=（5.04+6.72）*1.4/2=5.88；Ki——采煤工作面长度系数，取1.1；Q采＝1.5×5.88×1.1＝9.7m3/s▲按工作面人员数量计算Q采＝4Nc式中：Nc——采煤工作面同时工作的最多人数，20人；Q采＝4×20＝80m3/min＝1.33m3/s▲按炸药使用量计算风量。Q＝500A/t=500×4.0/10=200.3m3/min。式中：500为稀释每千克炸药产生的炮烟所需风量m3/kg。T：为放炮后通风时间取:t=10minA：为一次爆破所需炸药量为4.kg，10个炮眼。▲按风速验算0．15×Ｓｃ≤Ｑ采≤4×Ｓｃ0．25×Ｓｃ＝0．25×5.88＝1．47＜Ｑ采4×Ｓｃ＝4×5.88=23．52＞Ｑ采根据上述计算，Q采＝1.33m3/s～13.2m3/s，取其中的最大值，按《煤矿安全9规程》（2011版）规定，回采工作面最低风速＞0.25m/s，最高风速＜4m/s的要求，回采工作面Q采＝13.2m3/s，风速为2.24m/s，满足要求（四）、抽放条件地面建有瓦斯永久抽放泵站，安装2台高负压瓦斯抽放泵，其型号2BEA-303-0型水环式真空泵，电机功率90KW，抽放量58m3/min。安装2台低负压瓦斯抽放泵，其型号2BEC-40型水环式真空泵，电机功率75KW，最大气量68m3/min。一台工作、一台备用。抽放管路井筒及主要巷道采用pvc管，主管直径315mm，采掘面支管直径219mm，分别接到掘进工作面进行瓦斯抽放。各采、掘面抽放管上有自动计量装置。二、临近层开采情况M16煤层本矿井田范围内开采结束，M16与M23煤层层间距为52M，根据《防突规定》上保护煤层大于50米无保护作用，因此M23煤层上覆M16煤层开采不能作保护层。12301回采工作面为N23煤层第一区段东翼工作面，北部浅层为磨石沟煤矿，现已关闭。据调查上述老窑以开采M16、M23煤层为主，未出现突出现象。由于龙桂煤矿目前不具备做M23煤层条件，按规定矿井按突出煤层管理。三、M23煤层瓦斯涌出量预测1、煤层瓦斯含量预测由于矿井无测定参数，因此采用经验公式计算煤层中的瓦斯含量。Wx=65.5(100-Af-Wf)/(0.098a/P+b)(Vr)0.146en(1+0.31Wf)10010Wy=fnP/9.8Kyγ式中Wx——煤的瓦斯吸附量，m3/t；Wf、Af、Vr——煤的水分、灰分、挥发分，%；P—瓦斯压力，矿井M16、M23煤层+1350m标高时瓦斯压力分别为P1350=6×316=1896KPa=1.896Mpa、P1350=6×372=2232KPa=2.232Mpa式中：P──距地表垂深H处煤层瓦斯压力，MPa；H──煤层距地表垂深，m。en——温度系数，查表或按下式计算；e——自然对数底；n＝0.02t/(0.