新集二矿保护层开采方案优化与二水平瓦斯抽放技术可行性研究报告.docVIP

国投新集能源股份有限公司 新集二矿保护层开采方案优化 与二水平瓦斯抽放技术 研 究 报 告 国投能源股份有限公司新集二矿 目 录 1 1 1.1井田构造 1 1.2煤层与煤质 2 1.3 开拓开采状况及储量 4 1.4 矿井通风、瓦斯情况 5 1.5 突出危险性鉴定及突出情况 6 1.6 煤层自燃、煤尘爆炸性及涌水情况 7 2 矿井突出煤层瓦斯参数 9 2.1 13-1煤层瓦斯基本参数 9 2.2 8煤层瓦斯基本参数 11 2.3 6-1煤层瓦斯基本参数 14 3 矿井一水平保护层开采方案 17 3.1 开采8煤层保护6-1煤层 17 3.2 开采11-2煤层保护13-1煤层 26 4 保护层开采效果考察 32 4.1 效果考察指标 32 4.2 考察方法 34 4.3 2611被保护层工作面保护效果考察 35 4.4 W1607被保护层工作面保护效果考察 40 4.5 1306被保护层工作面保护效果考察 42 5 工作面煤层瓦斯治理及效果分析 45 5.1 6-1煤、8煤、13-1煤瓦斯治理措施 45 5.2 6-1煤、8煤、13-1煤瓦斯治理效果考察 46 5.3 6-1煤、8煤、13-1煤瓦斯治理措施的优化 50 5.4 6-1煤、13-1煤钻孔有效抽放半径 67 6 二水平瓦斯治理规划 70 6.1 瓦斯治理方法选择 70 6.2 保护层开采及卸压瓦斯强化抽采设计 75 6.3 预抽煤层瓦斯设计 89 6.4 工作面回采期间的瓦斯治利 93 7 结论与建议 94 7.1 结论 94 7.2 建议 98 1 矿井概况 国投新集公司新集二矿位于安徽省淮南市凤台县城西约12km处，其东与新集三矿井田接壤，西与新集一矿毗邻。矿区地势平坦，属平原地貌，地表标高为+18～+24m。地表水系主要由西淝河、花家湖及其支流构成。矿区交通便利，可通过铁路、公路和水路外运。 矿井于1996年10月建成投产，设计生产能力为150万t /a，改扩建后生产能力为300万t/a。2005矿井产量3万t。 1.1井田构造 新集二矿位于淮南复向斜谢桥向斜南翼，颍凤区阜凤推覆构造中段，构造线方向近东西。本井田构造情况如图1-1所示。 图1-1 花家湖井田构造示意图 由于受自南向北的应力作用，形成了以阜凤逆冲断层为主体的自南向北的上叠式推覆构造，推覆体主要由下元古界、寒武系、奥陶系及部分石炭二叠系地层组成，地层走向近东西，总体倾向北，倾角变化大，局部倒转。推覆体内分支断层发育，有F02、F03断层，二者走向近东西，大致平行，这些断层在剖面上显示浅部倾角陡，向深部倾角变缓，呈叠瓦状合并到一个主推覆面上。阜凤逆冲断层是一个宽缓圆滑的曲面，总体趋势向南倾斜，沿倾向产状变化大，前锋带倾角较大，60°～80°，中间带倾角逐渐变缓，一般在5°左右，局部地段近水平或倾向北，局部被寿县老人仓断层切割。区域性大断层阜凤逆冲断层位于本区南部，对全区的构造具有明显的控制作用，受其影响，煤系地层倾角变化较大，岩石多受挤压变形，裂隙发育，岩层破碎，滑面丰富且发育，并伴有一系列小型逆冲断层及褶皱，地层中无论在走向上还是倾向上缓波状起伏较大。根据陆地和水面地震勘探资料反映，由于受南北主构造应力的影响和控制，次一级褶皱构造、中小断层及小褶曲较为发育。 井田内岩浆活动轻微，基本上没有或很少有岩浆侵入。构造类型比较复杂，原地系统以高角度正断层为主(7条)，逆断层很少(2条)。总体为一单斜构造，浅部地层产状平缓，一般5～10°；中部10～20°，往深部倾角逐渐增大，一般为25～30°。 1.2煤层与煤质 主要煤层赋存于二叠系山西组及上、下石盒子组7个含煤段中，从上至下分别为：13-1、11-2、11-1、9上、9、8、7-2、7-1、6-1上、6-1、5-2、4-2、1上、1煤层，煤层总厚度31.31m，煤系地层综合柱状见图；其中全井发育稳定主要可采煤层共5层，从上往下依次为13-1煤、11-2煤、8煤、6-1煤、1煤，总厚度21.42m。各可采煤层特征见表1。 除11-2、6-1煤层灰份大于25%属中～富灰煤外，其余各可采煤层灰分均小于25%，属于低～中灰煤；煤尘爆炸指数为36.94～38.16%，煤层自然发火期为3～6个月；煤质以特低硫、特低磷、富焦油及中高发热的1/3焦煤为主，其次为气煤。13-1为气煤、11-2、8、6-1煤层为1/3焦～气煤。发热量均大于25MJ/kg，呈由浅到深随变质程度增高而增大趋势。 表1 新集二矿可采煤层特征表 煤层名称 煤厚(m) 极值/平均值 层间距(m) 极值/平均值 稳定性 夹矸层数 煤层结构 顶底板岩性 顶板 底板 1 1.13～5.80/3.39 94～138/108 15～61/33 51～138