瓦斯基本参数测定及突出危险性评价

瓦斯基本参数测定及突出危险性评价
瓦斯基本参数测定及突出危险性评价

分类号密级

U D C 编号

煤炭科学研究总院重庆研究院科学技术报告

汪家寨煤矿平峒井1、7、8号煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价

工作完成日期:2008年10月

提交报告日期:2008年12月

汪家寨煤矿平峒井1、7、8号煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价

科学技术报告

院长:邵军研究员

主管院长:胡千庭研究员

所长:文光才研究员

项目负责人:李秋林高工

报告编制人:师金磊工程师

煤炭科学研究总院重庆研究院

2008年12月

项目主要研究人员

贵州省水矿集团汪家寨煤矿

马安雄总工程师高级工程师石昆通风副总工程师

孙刚通风技术员技术员

煤炭科学研究总院重庆研究院

邹银辉预测室主任高级工程师李秋林项目经理高级工程师师金磊工程师

雷红艳工程师

目录

前言 ......................................................................................................................................... - 1 - 1、矿井基本情况........................................................................................................................ - 2 -

1.1 地理位置....................................................................................................................... - 2 -

1.2 地形地貌....................................................................................................................... - 2 -

1.3 煤系地层、煤层及煤质............................................................................................... - 3 -

1.4 地质构造....................................................................................................................... - 4 -

1.5 平峒井开拓、开采....................................................................................................... - 5 -

1.6 平峒井通风、瓦斯....................................................................................................... - 7 -

1.7 其它............................................................................................................................... - 8 -

2、煤层瓦斯基本参数测定........................................................................................................ - 8 -

2.1 技术方案....................................................................................................................... - 8 -

2.2 煤层瓦斯压力............................................................................................................... - 8 -

2.2.1测定方法............................................................................................................. - 9 -

2.2.2测压钻孔的布置................................................................................................. - 9 -

2.2.3测定结果........................................................................................................... - 11 -

2.3 煤样瓦斯参数实验室测定......................................................................................... - 13 -

2.4 煤层瓦斯含量............................................................................................................. - 13 -

2.5 煤层透气性系数......................................................................................................... - 14 -

2.6 钻孔瓦斯流量及其衰减系数..................................................................................... - 15 -

2.7 煤层瓦斯基本参数测定结果分析............................................................................. - 15 -

2.7.1测定方法评价................................................................................................... - 15 -

2.7.2煤层瓦斯基本参数测定结果........................................................................... - 17 -

2.7.3测定结果评价................................................................................................... - 17 -

3、煤层突出危险性评价.......................................................................................................... - 18 -

3.1 根据单项指标评价煤层的突出危险性..................................................................... - 18 -

3.2 根据综合指标评价煤层的突出危险性..................................................................... - 19 -

3.3 煤层突出危险性综合评价......................................................................................... - 19 -

4、煤层可抽性评价.................................................................................................................. - 20 -

4.1 根据煤层透气性系数评价......................................................................................... - 20 -

4.2 根据钻孔瓦斯流量衰减系数评价............................................................................. - 20 -

4.3 煤层可抽性综合评价................................................................................................. - 21 -

5、结论及建议 ......................................................................................................................... - 21 -

5.1 结论............................................................................................................................. - 21 -

5.2 建议............................................................................................................................. - 22 - 附1:实验室测定参数报告单(表)..................................................................................... - 23 - 附2:本次评价参考文件(图表)......................................................................................... - 23 -

前言

煤与瓦斯突出矿井(煤层)鉴定(评价)是新建矿井、改扩建矿井、延伸开拓矿井的一项重要基础性工作。通过测定煤层瓦斯基本参数等途径确定煤层是否具有突出危险性,对矿井开拓、开采方式、采区部署、瓦斯综合治理、瓦斯综合利用具有重要的指导意义。

近年来,煤与瓦斯突出事故较为严重,随着采深增加,浅部开采原来未发生突出的煤层发生了突出,甚至低瓦斯矿井也发生了煤与瓦斯突出,因此,测定煤层瓦斯参数,并在此基础上对煤层突出危险性进行鉴定(评价)显得尤为重要。

对突出矿井(煤层)的鉴定(评价),主要以实际发生的瓦斯动力现象为依据,若瓦斯动力现象不能判定时,则应根据测定的煤层突出危险性指标或典型突出预兆进行综合分析和评价。从而在瓦斯综合治理工作中避免盲目性,做到瓦斯治理工作的有效性、可靠性和有预见性。

本次水矿集团汪家寨煤矿平硐井1、7、8号煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价工作中,根据矿井采掘布置情况,现场测定1、7、8号煤层的瓦斯压力、钻孔瓦斯自然涌出量;取煤样,实验室测定1、7、8号煤层煤的孔隙率、瓦斯吸附常数、工业分析指标、煤的坚固性系数f、瓦斯放散初速度ΔP等参数;结合现场及实验室测定结果计算1、7、8号煤层瓦斯含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数等参数。根据上述煤层瓦斯基本参数的测定并计算的结果,依据《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)、《防治煤与瓦斯突出细则》(以下简称《细则》)和相关行业规范的有关规定对汪家寨煤矿平硐井1、7、8号煤层的瓦斯突出危险性及抽放难易程度(可抽性)进行了评价。

经煤炭科学研究总院重庆研究院(以下简称重庆研究院)与汪家寨煤矿有关管理人员共同研究,制定了《汪家寨煤矿平峒井1、7、8号煤层瓦斯基本参数测定及突出危险性评价实施方案》。根据实施方案的要求,通过汪家寨煤矿、重庆研究院双方的共同努力、密切协作,在现场测试和实验室研究后,完成了双方确定的项目研究任务,达到了预期目的。

1、矿井基本情况

汪家寨煤矿隶属于水城矿业(集团)有限责任公司,位于贵州省水城县境内,根据水城矿区总体设计,矿井原井田边界,北以F20号断层为界与那罗寨井田相隔;南以F10号断层为界与大河边井田相邻;浅部至28号煤层(C101b)煤层露头;深部至1号煤层(C605)+1300m水平。井田走向长7.96km,倾斜长2.5km,井田面积19.89km2。

矿井分平峒井和斜井两个自然井开拓开采,井田内+1510水平以上由平峒井开采,深部由斜井开采,平峒井与斜井之间留有40m境界煤柱。

矿井生产能力为150万吨/年。其中:平峒为60万吨/年,日产量2000吨,设计服务年限51年,斜井为90万吨/年,日产量3000吨,设计服务年限93年。目前,矿井核定生产能力为120万吨/年,上年度实际生产97.6647万吨。

1.1 地理位置

汪家寨煤矿位于贵州省水城县境内,矿区有简易公路通水城,并与干线相通。矿区距水城市18km,水城至贵阳250km,至昆明522km。矿区内有水大支线与滇黔铁路相连,交通十分方便。

矿区位置见交通位置图1。

图1 汪家寨煤矿交通位置图

1.2 地形地貌

矿区位于贵州高原西北部,属剥蚀型中低山地地貌,井田内地形复杂,高山峻岭

及冲沟纵横展布,断崖陡壁较多。这种地貌主要受岩性及地质构造控制,沿煤系地层形成主要沟谷凹地。煤系上覆和下伏地层及地质构造对分支沟系及山势的起伏控制作用。井田内地形呈北高南低,海拔高度在+1600m至+2100m之间,山谷相对高差一般在200m—400m之间。受古构造和开采影响,区内滑坡较为普遍。

1.3 煤系地层、煤层及煤质

(1)、煤系地层

矿区内出露地层由老到新分别为:上二叠系峨嵋山玄武岩、上二叠榕峰煤系、下三叠系飞仙关统、中上三叠系嘉陵江石灰岩、第四系覆盖层。

矿区内含煤地层主要是上二叠榕峰煤系,按岩性、聚煤情况和动物化石的分布,划分如下:

①、下煤组(厚100~180m),多为砂岩、砂质页岩、粘土页岩组成互层,近底部夹有一层厚为10~20m的二次喷发玄武岩,含可采煤层2~6层。

②、中煤组(厚45~60m),由厚层含泥质砂岩和具有鲕状结构的含砂质粘土岩组成,含可采煤层4~7层。

③、上煤组(厚60~80m),以薄层粘土页岩、炭质页岩、黑色页岩、薄厚泥质灰岩、粉砂岩或含钙质砂岩组成,含可采煤层4~7层。本次突出危险性评价煤层属该煤组。

含煤地层总厚度240m,共含煤30余层,煤层平均总厚度为24.46m,其中可采煤层10层,局部可采煤层一层,可采煤层平均总厚度18.14m,地层含煤系数为9.8。

(2)、煤层

矿井可采及局部可采煤层由上至下编号为:1号、4号、7号、8号、11号、12号、13号、14-1号、14-2号、17号、28号,本次突出危险性评价煤层分述如下:

①、1号煤层:一般厚度1.63m。煤层的上部含二层分别为0.02~0.03m厚的黑褐色高岭石夹矸,煤层下部常含二层断续分布的黄铁矿凸镜体,煤层全区稳定,厚度变化微小且呈规律性变化,为结构简单的较稳定煤层。

②、7号煤层:一般厚度1.49m。煤层中上部含有一层厚0.02~0.03m的棕褐色高岭石夹矸(夹矸中含有棕褐色泥质颗粒且呈韵律性排列);煤层下部含有1~2层断结分部的黄铁矿结核,为较稳定煤层。

③、8号煤层:一般厚度1.19m。煤层顶部有一层厚0.2~0.25m的高灰分劣质煤,

其下为一层厚0.3~0.25m的粘土夹矸或软煤,煤层的上部普遍含有多量的黄铁矿小凸镜体及颗粒。煤层在局部地段有沿粘土夹矸分叉现象,煤层于A18线至A22线之间厚度最大,一般1.40~1.50m,向井田南、北两端厚度变薄,为较稳定煤层。

煤层倾角为8~22o,平均15o。

煤层特征见表1。

表1 1、7、8号煤层特征表

(3)、煤质

本次突出危险性评价煤层煤质特征见表2。

表2 1、7、8煤层煤质特征表

1.4 地质构造

汪家寨井田位于大河边向斜的西翼中段。地层向E倾斜,呈单斜构造。地层等高线显示南端收敛、北端散开之势;地层走向由南端的E—W向逐渐转折,至北端为N—E 向,呈向W凸的弧形。井田内地质构造主要是断层,少见褶皱,原勘探控制的大、中型断层(H≥20m)有10条,即F4、F10、F11、F12、F14、F15、F16、F18、F19、F20等断层;控制的中、小型断层(5≤H<20m)4条,即F3、F5、F13、F17等断层。

矿井生产中新揭露的大、中型断层有12条,断层延续总长度14840m,断层密度2.39条/km2;新揭露的落差5~20m(不含20m)的断层有68条,总长度27145m,断层密度13.55条/km2;落差1~5m(不含5m)的断层有1204条,累计长度为158420m,断层密度171.7条/km2。

矿井构造的复杂程度按矿井三个水平可分为:+1700m水平构造类型为中等偏复杂,+1500m水平构造类型为中等,+1300m水平构造类型为简单。

矿井主要断层特征见表3

表3 矿井主要断层特征表

1.5 平峒井开拓、开采

汪家寨煤矿平峒井采用走向平峒,单水平标高+1700m上、下山开采,煤层群联合布置的开拓方式,+1700运输大巷沿17号煤层布置,轨道上山和运输上山布置在17号煤层顶板岩石中,通过轨道石门和运输石门贯穿上、中煤组各可采煤层。

目前平峒井开采水平为+1700m水平,开采采区为平四采区,采煤工作面3个,即P31109综采面、P40704综采面和P41102综放面。掘进工作面5个,即P31109出架通道、P41103集回巷、P40704里回巷、P+1547轨道石门和运输机上山。主要开采煤层为1、7、8、11号煤层。

矿井采用走向长壁后退式采煤方法,薄及中厚煤层采用爆破落煤工艺,厚煤层(11号煤层)采用综合放顶煤落煤工艺,全部垮落法管理顶板;掘进工作面采用炮掘工艺,锚喷支护。

矿井开拓、开采布置见图2。

煤炭科学研究总院重庆研究院

- 6 -

1.6 平峒井通风、瓦斯

(1)、通风

矿井采用中央边界式通风方式,抽出式通风方法。主平峒进风,回风上山回风。

矿井配备主要通风机两台,一台工作,一台备用,风机型号:BDK60-8-NO29,电机功率2×500KW,矿井总排风量6347m3/min,矿井负压4365.45Pa。

回采工作面采用“U”型通风,新鲜风流从平硐进入,经运输大巷及采区上(下)山到达回采工作面运输巷;污风由回采工作面回风巷汇集至回风上山经回风井抽出地表。

(2)、矿井瓦斯涌出

根据汪家寨煤矿2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果,汪家寨煤矿平峒井矿井绝对瓦斯涌出量为38.97m3/min,相对瓦斯涌出量为30.66m3/t。二氧化碳绝对涌出量为4.92m3/min,相对二氧化碳涌出量为3.88m3/t。为煤与瓦斯突出矿井。

根据该矿2008年10月份通风报表,矿井总排风量为6347m3/min,回风瓦斯浓度为0.3%,绝对瓦斯涌出量为19.31m3/min。平峒井回采工作面和掘进工作面通风瓦斯情况见表4和表5。

表4 回采工作面通风瓦斯报表

表5 掘进工作面通风瓦斯报表

(3)、瓦斯抽放

汪家寨煤矿平峒井建有2处地面固定式瓦斯抽放泵站,共6台瓦斯抽放泵,其中中心抽放泵站有2台抽放泵,型号为SKA-420型水环真空泵,功率为160Kw,为高负压抽放;三采抽放泵站建有高负压抽放系统一套,抽放泵型号为2BEC52型水环真空泵2台,功率为220Kw;三采抽放泵站建有低负压抽放系统一套,抽放泵型号为2BEC42型水环真空泵2台,功率为160Kw。

根据该矿2008年10月份通风报表,平峒井抽放浓度为17.18~30.24%,总抽放纯量为31.28m3/min,抽放率为61.83%。

1.7 其它

汪家寨煤矿所采各煤层均具有煤尘爆炸性和自燃发火倾向。

矿井地温正常,无冲击地压危险。

2、煤层瓦斯基本参数测定

2.1 技术方案

根据《规程》和《细则》以及测压规范的有关规定,并结合汪家寨煤矿平峒井的开拓部署情况,经与矿相关技术管理人员研究,决定在平峒井三片口轨道石门、运输石门和五片口P+1547轨道石门分别布置3组共12个测压钻孔,运用测压钻孔现场实测1、7、8号煤层的原始瓦斯压力、钻孔瓦斯自然涌出量;在测压点附近采用刻槽取样法取煤样,在重庆研究院实验室对1、7、8号煤层的煤样进行工业分析,测定瓦斯吸附常数、孔隙率以及煤的坚固性系数f、瓦斯放散初速度Δp等参数;在现场及实验室测定的基础上,通过分析、计算确定煤层的瓦斯含量、煤层透气性系数及钻孔瓦斯涌出衰减系数等煤层瓦斯基本参数。根据对1、7、8号煤层瓦斯基本参数的测定结果,按照《细则》和有关规范对1、7、8号煤层的突出危险性和可抽性进行评价。

2.2 煤层瓦斯压力

瓦斯压力是标志煤层赋存状态的一个重要参数。在研究矿井煤与瓦斯突出、瓦斯涌出、瓦斯抽放时,它是一个关键性的基础参数。

瓦斯以游离和吸附状态赋存于煤的微孔隙和裂隙中。瓦斯压力越大,煤层瓦斯含量越大。瓦斯压力与埋藏深度和局部构造应力等因素有关,与成煤年代、煤的变质程度无关;浅部瓦斯压力较小,随着开采深度的增加,瓦斯压力一般近似线性增加。在

地质构造带,强大的构造应力作用可使煤体中的孔隙和裂隙变小,甚至闭合,瓦斯流通性大大减弱,瓦斯占据孔隙减小,出现局部瓦斯压力增高带;在一些开放性构造带,瓦斯运移使瓦斯压力减小。因而,瓦斯压力在煤层中将呈现与采深的线性相关性和局部的非均匀性。

2.2.1测定方法

煤层原始瓦斯压力的测定主要在井下巷道内打钻孔直接测定。测压钻孔的封孔方法,按其工艺大致可分为5种:(1)手工封孔,(2)注浆封孔,(3)机械封孔器封孔,(4)液压式封孔器封孔,(5)胶圈——压力粘液封孔。各种方法都有其优缺点和一定的适用条件,测压过程需要一定时间和空间。测压封孔有严格的要求,操作稍有失误,就难以准确测出煤层瓦斯压力。

汪家寨煤矿1、7、8号煤层瓦斯压力的测定严格按照国家安全生产行业标准《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T1047-2007)(以下简称《测压标准》)的规定进行。采用注浆封孔,主动式测压法。测压孔施工结束后,将测压管安装在钻孔中预定的封孔深度,孔口用马丽散堵塞固定测压管,并安装好注浆管。根据封孔深度确定水泥及膨胀剂的数量,并按一定比例配制成水泥浆,用注浆泵一次性连续将水泥浆注入孔内,经24~48h凝固后,然后安装压力表。观察、记录表值的变化,直到表压值稳定5~7天为止。测压主要材料包括425标号水泥、15mm直径白铁管作测压管以及注浆管、管接头、压力表等,注浆设备为活塞式注浆泵。

2.2.2测压钻孔的布置

(1)测压钻孔布置

按照《测压标准》中有关测压地点选择的要求,在具体选择测压钻孔位置时,应避开地质构造裂隙带、采动等影响范围,测压孔见煤点与地质构造裂隙带、采动影响范围要大于50m;同一地点设2个测压孔时,两个测压孔的见煤点的距离应大于20m。

根据上述原则并结合汪家寨煤矿现有的巷道条件,经双方协商,决定将煤层瓦斯基本参数测定地点选在三片口轨道石门、运输石门和五片口轨道石门,具体位置如下:

A、在P+1547轨道石门距掘进工作面13m、39m和70m处的巷道两帮各布置一个测压钻孔,编号为1-1、1-2、7-1、7-2、8-1和8-2号孔,分别测定1、7、8号煤层的瓦斯压力。

B、在三片口轨道石门距拐弯处10m和30m处的巷道两帮分别布置一个测压钻孔,

编号为7-3、7-4、8-3和8-4孔,分别测定7、8号煤层的瓦斯压力。

C、在3片口运输石门距测量13号点140m处的巷道两帮分别布置一个钻孔,编号为1-3、1-4号孔,测定1号煤层的瓦斯压力。

上述钻孔布置详见图3、图4。

图3 测压钻孔布置平面示意图

图4 测压钻孔布置平面示意图

(2)测压钻孔参数

测压钻孔开孔和终孔直径均为65mm。根据煤层透气性的测定要求,设计的穿层钻孔应尽可能垂直于煤层,与煤层法线的夹角未大于30°。

各钻孔施工正常,无喷孔、顶钻等异常情况。

测压钻孔竣工参数见表6所示。

表6 测压钻孔竣工参数表

封孔质量是确保钻孔准确测定煤层瓦斯参数的重要因素。为了提高封孔质量,本次测定采用注浆泵进行注浆封孔。测压管为直径15mm的铁管连接而成,前端的第一根铁管为筛孔管,将测压管安装在钻孔中预定的封孔深度,孔口用马丽散堵住固定测压管,并安装好注浆管。

为防止水泥浆凝固后因收缩产生裂隙,根据封孔深度,在水泥浆中加入一定比例的膨胀剂,在按一定比例配制好水泥浆后,用注浆泵一次性连续将水泥浆注入钻孔内,直到注到预定深度。各测压钻孔均封孔至预定深度。

在注浆24~48h内,经检查密封效果达到要求后,安装压力表。

各测压钻孔均按预定封孔深度正常注浆、封孔到位。

2.2.3测定结果

为了提高测试结果的可靠性,在同一地点至少布置了两个测压钻孔。各钻孔在封孔后,定期进行瓦斯压力观测,直到压力稳定为止。

卸压力表时,部分钻孔存在积水,并按《测压标准》要求对表压进行了修正,并得出修正后准确的煤层瓦斯压力。本次12个测压钻孔,除1-3、1-4、8-3因受构造裂

隙影响外,其余钻孔均测得对应煤层瓦斯压力,各测压地点及钻孔测得的煤层瓦斯压力如下表7所示。

表7 测压钻孔的布置和瓦斯压力

示。

图7 8-2号测压孔表压变化曲线图

2.3 煤样瓦斯参数实验室测定

实验室煤样瓦斯参数测定包括煤的工业分析、瓦斯吸附常数、真(视)密度、孔隙率、瓦斯放散初速度、坚固性系数等。

汪家寨煤矿平峒井1、7、8号煤层实验室实验结果如表8、表9所示。

表8 1、7、8号煤层的瓦斯吸附常数及工业分析等参数测定结果

表9 1、7、8号煤层的瓦斯放散初速度和坚固性系数测定结果

2.4 煤层瓦斯含量

煤层瓦斯含量是指单位质量或单位体积的煤在自然状态下所含游离和吸附瓦斯的总和。采用间接法测定,即在现场测定煤层瓦斯压力基础上,取煤样在实验室作吸附实验,应用朗格缪尔公式进行计算。

ARD

Fp

M M A bp abp x ad ad ad 1031.0111001001+

+?--?+=

式中:x ——瓦斯含量,m 3/t ;

a 、

b ——吸附常数; p ——瓦斯压力,MPa ; M ad ——水分,%; A ad ——灰分,%; F ——孔隙率,m 3/m 3; ARD ——视密度,t/m 3。

根据表8的煤的工业分析及瓦斯吸附常数等参数,计算得出汪家寨煤矿平峒井1号煤层在埋深515m 的瓦斯含量为6.90m 3/t ;7号煤层在埋深536.1m 的瓦斯含量为12.55m 3/t ;8号煤层在埋深549.9m 的瓦斯含量为7.69m 3/t 。 2.5 煤层透气性系数

煤层透气性代表煤层瓦斯流动的难易程度,是衡量煤层瓦斯抽放难易程度的重要指标。本次测定是采用井下直接测定煤层透气性系数的中国矿院法,其计算基础为径向不稳定流动理论。在测压钻孔压力稳定后,卸掉压力表,利用煤气表测定煤层钻孔在不同时间间隔的流量,根据钻孔瓦斯不稳定径向流动理论,采用如下公式进行试算和验算:

A=qr/p 02-p 12, B=4p 01.5/αr 2 F 0=B ×λ α=x/ p 01/2 F 0=10-2~1,λ=100A 1.61B 0.613 F 0=1~10, λ=100A 1.39B 0.389 F 0=10~102,λ=109.5A 1.25B 0.25 F 0=102~103,λ=182.8A 1.136B 0.136 F 0=103~105,λ=210.4A 1.111B 0.111 F 0=105~107,λ=313.1A 1.07B 0.0695 式中:x ——原始瓦斯含量,m 3/t ;

p 0、p 1——煤层原始瓦斯压力及巷道大气压,MPa ; r ——钻孔半径,m ;

q ——钻孔排放时间为t 时的煤孔段单位面积的瓦斯流量,q=Q/2πrL

Q——钻孔排放时间为t时流量,m3/d;

L——煤孔段长度,m。

经计算得出1号煤层透气性系数为2.1209m2/MPa2.d,7号煤层的透气性系数为

1.8408m2/MPa

2.d,8号煤层透气性系数为1.4432m2/MPa2.d。

2.6 钻孔瓦斯流量及其衰减系数

在测压结束后卸下压力表,装上煤气表测定钻孔的自然瓦斯流量,并测其随时间的变化值,直到稳定在某一数值为止;根据测定结果,计算钻孔瓦斯流量衰减系数。

钻孔瓦斯流量衰减系数可以作为评估开采煤层瓦斯预抽难易程度的一个指标。钻孔瓦斯流量衰减系数的具体测定方法是:先测定初始流量q0,经时间t后(流量达到稳定),再测其瓦斯流量q t,然后用下式回归计算衰减系数β:

q t=q0e-βt

根据不同时间测定的瓦斯流量数据回归计算得出:1号煤层钻孔瓦斯流量衰减系数为0.1747d-1,7号煤层钻孔瓦斯流量衰减系数为0.162d-1,8号煤层钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0585d-1。

2.7 煤层瓦斯基本参数测定结果分析

2.7.1测定方法评价

(1)煤层瓦斯压力测定方法

汪家寨煤矿平峒井本次1、7、8号煤层原始瓦斯压力的测定,符合国家安全生产行业标准《测压标准》的有关规定。

本标准规定:通过松软岩层及煤巷中测定煤层原始瓦斯压力时,若钻孔深度大于15m,应采用注浆封孔测压法。

本标准第6条规定:选择测压地点应保证测压钻孔有足够的封孔深度(穿层测压钻孔的见煤点或顺层测压钻孔的测压气室应位于巷道的卸压圈之外),采用注浆封孔的上向测压钻孔倾角应不小于5°。

标准A.2.2条规定:用膨胀不收缩水泥浆封孔,由膨胀剂(膨胀率不小于0.02%)、水泥(硅酸盐水泥、标号不低于425#)与水(井下清洁水)按一定比例制成,也可参照水灰比为:2:1的比例进行配制,膨胀剂的掺量为水泥的12%。本次封孔均采用水泥浆+膨胀剂的封孔方法,严格按照此标准执行。

标准7.2.3条规定:采用注浆封孔的最小深度应按照以下公式确定

煤与瓦斯突出危险性评估报告

邯郸市孙庄采矿有限公司 煤与瓦斯突出危险性评估报告 邯郸市孙庄采矿有限公司 二〇一〇年十二月二十八日

1.1矿井地理位置 孙庄采矿有限公司位于河北省邯郸市峰峰矿区西南部,在鼓山和九山之间的峰峰矿区界城镇与彭城镇辖区内,东北距峰峰集团有限公司12km,峰峰矿区6km,彭城镇4km,南距黄沙矿4.5km。 井田内交通方便,有彭-孙-黄铁路运煤专用线经过矿井工业广场与邯郸环行铁路和彭城火车站接轨,距彭城火车站5.43 km。有矿区直通公路,南到黄沙矿及都党,东经新市区通往邯郸。 1.2 矿井性质、生产情况 邯郸市孙庄采矿有限公司属国有重点煤矿,前身为峰峰矿务局孙庄矿。1958年8月26日始建, 1972年10月1日投产,孙庄矿井设计能力为60万吨/年,1978年达到设计能力,1985年~1994年矿井年产量均在100万吨以上,最高达120万吨。随着开采深度增大,开采范围缩小,地质条件变化,矿井产量逐年下降,1995年降到90万吨。1996年11月24日,矿井被小窑突水淹没。1998年7月孙庄矿恢复生产,核定生产能力45万吨/年;2009年核定生产能力30万吨/年。 2001年注销矿井生产能力,2007年8月8日破产重组为邯郸市孙庄采矿有限公司。 随着矿井资源的逐渐减少,2006年底以后矿井已进入煤柱回收、开采边角残煤及复采残煤阶段。

孙庄矿为中央并列竖井、阶段石门、单水平上下山开拓。主、副井筒位于井田中部,井田的西翼及南翼分别建有斜风井。 全矿井主要运输大巷位于-45m野青煤附近。下山采区为南北两翼暗斜井开拓方式,北翼下山四采区开采-265m水平标高以上的煤层(目前正在恢复生产,回收剩余煤柱),南翼下山六采区开采-228m水平标高以上的煤层。 1.4 矿井地质概况 (1)井田构造轮廓 孙庄井田于鼓山背斜西翼之和村-孙庄向斜南端。由帚状断裂“S”形向斜组合的帚状断裂结构。轴向北北东至南西西,缓型褶皱,其北段散开,南端封闭的倾伏向斜,两翼不对称,西翼缓,倾角15°左右,最大25°,东翼较陡,倾角25°左右,最大达35°,地质走向随轴向变化而变化。 (2)褶皱构造 孙庄井田为半“S”形向北倾的倾伏向斜,其轴向为北北东至南西西消失,延轴向起伏于井田中段形成鞍状,两端形成串联的凹陷,即豆腐沟柳条,苏村等。褶皱宽缓,东翼陡西翼缓,附和区域性构造特点,地层走向随向斜轴向而相应变化,南端呈封闭状态,西翼地层倾角15°左右,北段达25°左右,东翼地层倾角25°左右,近F6号断层附近35°以上。 地层走向变化基本上受向斜轴走向及起伏状态制约,伴随轴向展布,而局部受断裂影响发生变化。故此,只要控制向斜轴,从而就解决地层大体走向,然而,目前对井田向斜轴只能一般了解及部分控制,如南端苏村

煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告

云南省昭通市镇雄县大顺煤矿开采煤层瓦斯基础参数测定报告 中国矿业大学 云南方圆中正工贸有限公司 二〇一一年十一月

前言 瓦斯是煤矿的主要自然灾害之一,长期以来严重威胁着煤矿的安全生产和影响着矿井的经济效益。瓦斯赋存、瓦斯涌出及其防治技术的研究一直是我国煤矿,特别是高、突瓦斯矿井的研究课题。近几年来,少数低瓦斯矿井由于瓦斯规律不明,对突发的局部瓦斯异常涌出常疏于防范,连续发生重大瓦斯事故,给国家和人民的生命财产造成巨大损失;因此,瓦斯研究工作日益受到人们的重视。 大顺煤矿位于云南省昭通市镇雄县,C 5b、C 6 a煤层为大顺煤矿的开采煤层,C 5 b、 C 6a煤层的瓦斯基础参数缺乏。C 5 b、C 6 a煤层瓦斯参数的测定是否准确决定着大顺煤矿 今后的生产安全状况,决定着大顺煤矿各种通风安全设备和设施的投资是否合理,因此,为保证将来采掘工作面的安全生产,确定主采煤层的煤与瓦斯突出危险性、瓦斯的最终来源,找出大顺煤矿主采煤层的瓦斯赋存、运移和涌出规律,必须进行C 5 b、 C 6 a煤层瓦斯基础参数的测定与分析工作。 另外,大顺煤矿的煤层瓦斯基础参数和瓦斯涌出状况的测定,为进一步摸清该矿的原始瓦斯含量、瓦斯分布情况及突出危险性,同时也可为今后制定切实可行的瓦斯防治措施提供理论依据。 本报告首先叙述大顺煤矿的生产地质概况、然后在学习瓦斯有关理论的基础上, 针对大顺煤矿C 5b、C 6 a煤层的具体情况,把C 5 b、C 6 a煤层的瓦斯基础参数测定分为现场 瓦斯参数测定和实验室瓦斯参数测定两部分。本报告的主要内容包括以下几个部分:1)现场瓦斯参数测定及分析 (1)瓦斯压力;(2)瓦斯流量衰减系数;(3)煤层透气性系数 2)实验室瓦斯参数测定及分析 (1)煤质分析:工业分析、元素分析、真密度、视密度、孔隙度 (2)煤岩分析:分析煤样的破坏类型和各种煤体组成 (3)瓦斯吸附性常数a,b值的测定 (4)煤的坚固性系数f (5)放散初速度△P 3)分析了影响大顺煤矿瓦斯赋存的地质因素。 本项目于2011年10月起,在完成了C 5b、C 6 a煤层瓦斯的现场及实验室基础参数 测定、分析研究工作,现提出总结报告。在开展这一工作的过程中,大顺煤矿等单位的有关领导和工程技术人员给予了大力的支持与帮助,在此谨向他们致以诚挚的谢意。

煤层瓦斯参数测定设计

山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案 山东鼎安检测技术有限公司 二〇一五年一月

山东新河矿业有限公司3煤层瓦斯参数测定现场施工技术方案 编写: 审核: 批准: 山东鼎安检测技术有限公司 二0一五年四月

煤层瓦斯基础参数测定项目一览表

一、概况 新河矿业自2000年9月开工建设,2003年建成开始联合试运转,2005年7月正式生产。原设计生产能力a, 2008年后,在对井底车场、主要水平大巷及主提升、通风等矿井主要生产系统进行了扩容与改造的同时,对新河、唐口矿井井田边界进行了优化调整,经山东省国土资源厅批准,将相邻的唐口矿井630采区划归新河矿井开采,目前-400m生产水平处于收尾阶段,-980m水平正在进行开拓准备。 唐口矿井630采区划归新河矿井后,结合现场开采情况,将采区分为530采区、630采区和730采区,为确定新增加采区煤层的瓦斯参数,在530胶带集中巷及轨道集中巷施工瓦斯钻孔对煤层的瓦斯参数进行测定。 二、地质及水文地质条件 (一)地层产状 工作面穿越永东闸向斜两翼,西部处在永东闸西向斜的西翼,受两向斜构造影响,地层产状变化较大,走向SE~NE~SE,倾向SW~SE~SW,倾角5~29°,平均10°左右。 (二)褶曲 根据矿井延深区三维地震勘探资料,延深区发育有两个褶曲,分别为永东闸向斜、永东闸西向斜,受其影响地层产状变化较大。其特征如下: 1、永东闸西向斜:位于延深区中部,永东闸以西。轴向NW,延展长度约,幅度约40m。该向斜两翼不对称,西翼倾角较陡可达30°,东翼相对较缓为11°。 2、永东闸向斜:位于延深区东部,永东闸北侧,T21-1孔以西。轴向不明显,北部为NNE、南部转为NW,延展长度约,幅度约30m,西翼倾角较缓,在5°左右。 (三)断层

作业现场常用危险源评价方法

a.作业条件危险性评价法(LEC法):作业条件危险性评价法适用于各阶段评价。 作业条件危险性评价法中危险性大小值D按下式计算: D=L×E×C 式中:D——危险性大小值; L——发生事故或危险事件的可能性大小; E——人体暴露于危险环境频率; C——危险严重程度。 事故或危险性事件发生的可能性L值与作业类型有关,宜按表1的规定确定。 表1 事故发生的可能性L值对照表 暴露于危险环境的频繁程度E值与工程类型无关,仅与施工作业时间长短有关,宜按表2的规定确定。 表2 暴露于危险环境的频率因素E值对照表

发生事故可能造成的后果C值与危险源在触发因素作用下发生事故时产生后果的严重程度有关,宜按表3的规定确定。表3 危险严重度因素C值对照表 危险性等级划分以作业条件危险性大小D值作为标准,宜按表4的规定确定,D值大于70时为重大危险源。 表4 作业条件危险性评价法危险性等级划分标准 b.作业条件--管理因子危险性评价法:作业条件--管理因子危险性评价法适用于各阶段评价。 作业条件-管理因子危险性评价法中危险性大小值DM按下式计算: DM=LM×EM×CM×M 式中:DM——危险性大小值;

LM——发生事故或危险事件的可能性; EM——人体暴露于危险环境频率; CM——危险严重度; M——管理因子。 事故或危险性事件发生的可能性因素LM与作业类型和作业环境有关,最高分值为10分,最低分值为3分;取值标准宜参照相关标准确定。 暴露于危险环境的频率因素EM值与工程类型无关,仅与施工作业时间长短有关,宜按表5的规定确定。 表5 暴露于危险环境的频率因素EM值对照表 危险严重度因素CM值与危险源在触发因素作用下发生事故时产生后果的严重程度有关。 管理因子M值与工程的管理措施以及管理措施的实施情况有关,宜按表6的规定确定。全面查评10分至3分值的条款,列出每个分值所存在的全部问题,若同时存在高分区域和低分区域的数条问题,M值应取高分区域的分数。 表6 管理因子M取值表

煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施标准版本

文件编号:RHD-QB-K1321 (解决方案范本系列) 编辑:XXXXXX 查核:XXXXXX 时间:XXXXXX 煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施标准版本

煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措 施标准版本 操作指导:该解决方案文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的,并由相关人员在办理业务或操作时进行更好的判断与管理。,其中条款可根据自己现实基础上调整,请仔细浏览后进行编辑与保存。 摘要 矿井瓦斯事故是煤矿安全生产中最严重的危害之一,在煤矿生产过程中,如果对瓦斯认识不足、控制不当或管理不到位,很可能造成灾难性事故。文章以分析煤矿瓦斯危害形式与防治对策为切入点,介绍预防和控制瓦斯灾害事故的技术措施及发展趋势,说明瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一项系统工程,必须放在安全工作的首位,作为重中之重来治理,才能使瓦斯爆炸事故及其他灾害事故大幅度减少。

【关键词】煤矿瓦斯;危害形式;分析;防治对策 引言 近几年来,煤矿事故已经明显下降,但是重大煤矿安全事故仍然时有发生,对国家和企业造成巨大经济损失的同时也对矿工的生命安全构成了巨大的威胁。瓦斯爆炸事故是当前煤矿安全生产中威胁最大、最突出的一个问题。从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数都是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右,尤其是高瓦斯矿井或由于煤层瓦斯压力较高、地质构造较复杂、地应力较大、煤层破坏严重时,在此区域作业的采掘工作面极易发生煤与瓦斯突出导致瓦斯事故的发生。 一瓦斯性质及瓦斯参数测定

(一).瓦斯的性质 瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,有时单独指甲烷。瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体,难溶于水,扩散性较空气高。瓦斯无毒,但浓度很高时,会引起窒息。 (二).煤层瓦斯赋存状态 瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态:在渗透空间内的瓦斯主要呈自由气态,称为游离瓦斯或自由瓦斯,这种状态的瓦斯服从理想气体状态方程;另一种称为吸附瓦斯,它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部,占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。实测表明,在目前开采深度下(1000~2000m以内)煤层吸附瓦斯量占70%~95%,而游离瓦斯量占5%~30%。

煤层突出危险性评估报告

水城县杨家寨煤矿 煤层突出危险性评估报告煤层突出危险性评估报告

参加评估人员 2019年3月22日

目录 1.前言 (1) 2.矿井概况 (2) 2.1地理概况 (2) 2.2井田境界 (3) 2.3 矿井开拓及设计生产能力 (4) 3.矿井地质 (5) 3.1 地质构造及特征 (5) 3.2 地质构造 (7) 3.3 煤层及煤质 (9) 3.4 矿井瓦斯 (18) 4.煤层突出危险性评估 (19) 4.1 评估范围 (19) 4.2 评估依据 (19) 4.3 评估方法 (19) 4.4煤层瓦斯含量测算 (19) 4.5煤层瓦斯压力测算 (21) 4.6 煤层突出危险性认定 (21) 5.评估结论 (22) 1.前言 水城县杨家寨煤矿开采井田的煤系地层可采及局部可采煤层13层(C1、

C2、C5、C6、C8、C9、C10、C12、C13、C18a、C18b、C66、C67-69煤层),其中,设计开采的C1、C6、C12、C18煤层中,C1、C12、C18煤层经中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室于2010年12月7日鉴定具有煤与瓦斯突出危险性,C6煤层经煤炭科学研究总院沈阳研究院于2013年4月鉴定具有煤与瓦斯突出危险性。其余的C2、C5、C8、C9、C10、C13、C66、C67-69等8层煤未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定工作。根据《煤矿安全规程》(2016年版)第一百九十一条“突出矿井的新采区和新水平进行开拓设计前,应当对开拓采区或者开拓水平内平均厚度在0.3m以上的煤层进行突出危险性评估,评估结论作为开拓采区或者开拓水平设计的依据”的要求,公司组织相关工程技术人员对矿井开采范围内未鉴定突出危险性的煤层进行突出危险性评估。 2.矿井概况 2.1地理概况 1)位置及交通 水城县杨家寨煤矿位于水城县阿戛镇境内,属于贵州省格目底向斜北东翼东段,行政区划属水城县阿戛镇管辖,地理坐标为:东经104°54′18″~104°54′42″,北纬26°30′05″~26°30′29″。距水城县25km,矿山有乡村公路接S314省道与水城县城相通。水城县城有贵(阳)昆(明)铁路通过,交通条件较好,矿井交通便利。 2)地形地貌 井田属构造侵蚀、溶蚀地貌,地形是以仲河为界,南北两侧高,并由北西向南东倾斜,最高点位于南西部的飞仙关地层山脊,标高1875.5m,最低点在仲河河谷,标高1570m左右,相对高差305.5m。 区内地形起伏大,多呈斜坡,坡度10°~65°,一般坡度在20°~35°

煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施

仅供参考[整理] 安全管理文书 煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施 日期:__________________ 单位:__________________ 第1 页共19 页

煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施 摘要 矿井瓦斯事故是煤矿安全生产中最严重的危害之一,在煤矿生产过程中,如果对瓦斯认识不足、控制不当或管理不到位,很可能造成灾难性事故。文章以分析煤矿瓦斯危害形式与防治对策为切入点,介绍预防和控制瓦斯灾害事故的技术措施及发展趋势,说明瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一项系统工程,必须放在安全工作的首位,作为重中之重来治理,才能使瓦斯爆炸事故及其他灾害事故大幅度减少。 【关键词】煤矿瓦斯;危害形式;分析;防治对策 引言 近几年来,煤矿事故已经明显下降,但是重大煤矿安全事故仍然时有发生,对国家和企业造成巨大经济损失的同时也对矿工的生命安全构成了巨大的威胁。瓦斯爆炸事故是当前煤矿安全生产中威胁最大、最突出的一个问题。从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数都是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右,尤其是高瓦斯矿井或由于煤层瓦斯压力较高、地质构造较复杂、地应力较大、煤层破坏严重时,在此区域作业的采掘工作面极易发生煤与瓦斯突出导致瓦斯事故的发生。 一瓦斯性质及瓦斯参数测定 (一).瓦斯的性质 瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,有时单独指甲烷。瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体,难溶于水,扩散性较空气高。瓦斯无毒,但浓度很高时,会引起窒息。 (二).煤层瓦斯赋存状态 第 2 页共 19 页

瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态:在渗透空间内的瓦斯主要呈自由气态,称为游离瓦斯或自由瓦斯,这种状态的瓦斯服从理想气体状态方程;另一种称为吸附瓦斯,它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部,占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。实测表明,在目前开采深度下(1000~2000m以内)煤层吸附瓦斯量占70%~95%,而游离瓦斯量占5%~30%。 (三).煤层瓦斯含量及测定 煤层瓦斯含量是指单位质量煤体中所含瓦斯的体积,单位为m3/t。煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据,是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数。煤层在天然条件下,未受采动影响时的瓦斯含量称原始含量;受采动影响,已有部分瓦斯排出后而剩余在煤层中的瓦斯量,称残存瓦斯含量。 影响煤层原始瓦斯含量的因素很多,主要有:煤化程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造、水文地质条件等。 煤层瓦斯含量测定方法目前主要有地勘钻孔测定法、实验室间接测定法和井下快速直接测定法3种。 (四).煤层瓦斯压力及测定方法 煤层瓦斯压力是存在于煤层孔隙中的游离瓦斯分子热运动对煤壁 所表现的作用力。煤层瓦斯压力是用间接法计算瓦斯含量的基础参数,也是衡量煤层瓦斯突出危险性的重要指标。测定方法主要有直接测定法和间接测压法。 (五).瓦斯的爆炸极限 瓦斯和空气混合后,在一定条件下,遇高温热源发生的热-链式氧化反应,并伴有高温及压力(压强)上升的现象。瓦斯爆炸有一定的浓度范 第 3 页共 19 页

浅析煤与瓦斯突出的危险性评价指标体系(修改稿)

浅析煤与瓦斯突出的危险性评价指标体系 煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力、煤岩物理力学性质等多因素综合作用的结果。在地应力较大、瓦斯压力较高、煤体强度低和结构遭破坏层理紊乱的区域,煤和瓦斯突出危险性就越大。因此,在井下采掘过程中,根据引起煤与瓦斯突出的主要危险性因素,选取相应的突出危险性预测指标,科学地预测开采区域煤与瓦斯突出危险性即是保证矿井安全生产的一个主要环节,也是防突措施效果检验和治理煤和瓦斯突出的前提条件。 长期以来,现场工程技术及研究人员在煤与瓦斯突出预测方面作了大量的工作,提出了种种假说和经验公式[1][6],但由于引起煤与瓦斯突出的原因相当复杂,影响煤与瓦斯突出的相关因素很多,这些因素之间的关系也较为复杂,因此在现场应用中常常会出现预测准确性较低的情况。本文结合煤层特性[2],构建了煤与瓦斯突出危险性评价指标体系,为现场瓦斯治理提供参考依据。 1.物理特性 煤的物理特性是决定煤层是否具有突出危险性的基本参数。对于煤的破坏类型,由于地质构造或采动影响,同一区域内的煤层赋存形式有很大不同,我们按照不同破坏类型的煤层在该区域内所占的比例来确定其相应的突出危险程度;对于瓦斯放散初速度和煤的坚固性系数的评价,可在本区域内选择若干个有代表性的煤样,通过实验室分析并与指标临界值[5] 进行对照来确定其相应的突出危险程度;对于煤层瓦斯压力和瓦斯含量的评价可选择不同钻孔并测量对应的参数值,然后依据钻孔数量和指标标准值来计算其相应的突出危险程度。1.1 煤的破坏类型 煤的破坏类型指煤体受到构造应力作用后,由于其受破坏的程度不同,在物理、力学性质和特征方面产生的变化,因而形成的类别。煤的主要物理、力学性质和特征包括以下几个方面:煤的光泽、煤的构造与构造特征、煤的节理性质、煤的节理面性质、煤的断口性质以及煤的强度。煤的破坏程度越大,发生突出的危险性也会越大。依据以上煤的特性及防治煤与瓦斯突出细则[3]的规定,我们用煤的破坏类型来表示煤体的破坏程度大小,可将煤划分为五种类型,即非破坏煤、破坏煤、强烈破坏煤、粉碎煤和全粉煤。 1.2 煤的瓦斯放散初速度 煤的瓦斯放散初速度是表示含有瓦斯的煤体在完全暴露的条件下,所含瓦斯从吸附状态转化为游离状态快慢的一个指标。该指标反映了煤层瓦斯放散的快慢程度,其大小与煤的瓦斯含量、孔隙结构和孔隙表面性质有关。在瓦斯含量相同的条件下,煤的瓦斯放散初速度越大,煤的破坏程度越严重,越易于形成具有破碎能力的瓦斯流,越有利于突出的发生和发展。该指标是通过现场采取煤样,在实验室经破碎、筛取并装入特定仪器内真空脱气,然后使其在一定的压力下吸附瓦斯,最后吸附有瓦斯的煤样与真空小球相连使瓦斯放散,通过测定 1min内瓦斯压力的变化值来确定煤的瓦斯放散初速度,其单位为mmHg。 1.3 煤的坚固性系数 煤的坚固性系数是表示煤抵抗外力大小的一个综合性指标,它反映了煤的力学特性(煤的强度、硬度及脆性等),煤层越坚固,其自身抵抗突出的能力就会越高。通常在实验室采用落锤法来测定该系数,该测定方法是建立在脆性材料的破碎遵循面积力能说的基础上,即认为破碎所消耗的功与破碎物料所增加的表面积成正比,当破碎功和破碎前物料的平均直径一定时,破碎后物料的平均直径越小,则物料的坚固性越低,反之亦然。 1.4 煤层瓦斯压力 煤层瓦斯压力是煤层孔隙内气体分子自由热运动撞击所产生的作用力,它在某一点上各

矿井瓦斯危害及其安全风险

编号:SY-AQ-05267 ( 安全管理) 单位:_____________________ 审批:_____________________ 日期:_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 矿井瓦斯危害及其安全风险 Mine gas hazard and its safety risk

矿井瓦斯危害及其安全风险 导语:进行安全管理的目的是预防、消灭事故,防止或消除事故伤害,保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中,虽然都是为了达到安全管理的目的,但是对生产因素状态的控制,与安全管理目的关 系更直接,显得更为突出。 矿井瓦斯是煤矿生产过程中的主要不安全因素。矿井瓦斯是煤矿生产过程中,从煤、岩内涌出的各种气体的总称。矿井瓦斯的成分较复杂,除甲烷(可达80%~90%以上)还含有其他烃类,如乙烷、丙烷,以及二氧化碳和稀有气体。 瓦斯是一种无色,无味,无臭的气体,难溶于水。其密度为0.716kg/m3 ,与空气的相对密度为0.554,易积聚于巷道的上部。因此,检查巷道内的瓦斯浓度时,应着重检查巷道顶板附近和拐角。瓦斯分子直径小,渗透性很强,为空气的1.6倍。 瓦斯虽然无毒,但是矿内空气中的瓦斯浓度如果超过40%能使人因缺氧而窒息死亡。瓦斯具有燃烧与爆炸性,瓦斯与空气混合达到一定浓度后,遇火能燃烧或爆炸,对矿井威胁很大。井下一旦发生瓦斯爆炸,产生高温、高压和大量有害气体,形成破坏力很强的

冲击波,不仅造成严重的人员伤亡,而且会严重摧毁矿井巷道和井下设备,还可能引起煤尘爆炸和井下火灾。还有一些矿井,存在煤与瓦斯突出现象,危害就更大。 在一个矿井中,只要有一个岩层中发现瓦斯,该矿井即定为瓦斯矿井。矿井瓦斯等级,按照矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式,划分为: a)低瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量≤10m3 /t,且矿井绝对瓦斯涌出量≤40m3 /min; b)高瓦斯矿井:矿井相对瓦斯涌出量>10m3 /t,或矿井绝对瓦斯涌出量>40m3 /min; c)煤(岩)与瓦斯突出矿井:矿井在采掘过程中,只要发生过一次煤(岩)与瓦斯突出,该矿井即定为煤(岩)与瓦斯突出矿井。 瓦斯从煤层或岩层表面非常微细的裂隙中缓慢、均匀而持久地涌出。这种涌出的范围广,时间长,涌出量所占比重最大,是瓦斯

煤层瓦斯基本参数测定方案

煤层瓦斯基本参数测定方案

煤层瓦斯基本参数测定方案 二零一三年八月

目录 1 煤层瓦斯压力测定 (1) 1.1 测压操作步骤 (2) 1.2 瓦斯压力测定结果 (3) 2 煤层瓦斯含量测定 (3) 2.1 测定方法及过程 (4) 2.2 煤层瓦斯含量测定结果 (5) 3 煤层透气性系数测定 (7) 3.1 测定原理 (7) 3.2 测定方法 (9) 3.3煤层透气性系数计算结果 (10) 4 钻孔瓦斯流量衰减系数的测定 (10) 4.1 测定原理 (11) 4.2 测定方法 (12) 5 煤的破坏类型测定 (13) 6 煤的坚固性系数测定 (13) 6.1 仪器设备 (13) 6.2 煤样制取 (14) 6.3 测定步骤 (14) 6.4 数据计算 (14) 7 瓦斯放散初速度测定 (15)

7.1 仪器设备 (15) 7.2 煤样制取 (15) 7.3 测定步骤 (15) 7.4 数据计算 (16) 8 煤层瓦斯吸附常数测定 (16) 8.1 煤样制取 (17) 8.2 测定步骤 (17) 8.3 试验结果输出 (19) 9 煤层瓦斯钻屑指标测定 (20) 9.1 钻屑量测定 (20) 9.2 钻屑瓦斯解吸指标测定 (20)

煤层瓦斯基本参数的测定主要包括煤层瓦斯压力、含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的破坏类型、坚固性系数、放散初速度、瓦斯吸附常数、煤层瓦斯钻屑指标、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采参数的测定。煤层瓦斯基本参数的测定,可以为矿井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基础参数支持,同时可以指导瓦斯管理,采取有效的瓦斯治理安全技术措施,合理使用煤矿瓦斯治理的资源,减少瓦斯管理及治理费用的浪费,确保煤矿的安全生产。 1 煤层瓦斯压力测定 煤层瓦斯压力测定的钻孔布置在岩石巷道内,均为穿层钻孔,封孔方式和测压方法严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T 1047-2007)的有关规定。采用注浆封孔测压法,封孔材料为水泥浆加速凝剂、膨胀剂等,利用压风将密封罐内的水泥浆注入钻孔内,测压方式为被动测压法,即钻孔封孔完成后,等待被测煤层瓦斯的自然渗透达到瓦斯压力平衡后,测定煤层瓦斯压力。 首先在距被测煤层一定距离的岩巷内打孔,孔径一般取直径φ75mm以上,钻孔最好垂直煤层布置,成孔后在孔内安设测压管,然后对钻孔进行封孔(>10m);封孔后,安设压力表开始测压。前两个小时每30分钟记一次压力指示值,测压的前三天,需要每天记录一次压力表的指示值;以后每隔两天记录一次压力表的指示值。当压力表的压力指示值连续四天没有变化时,其压力即为煤层原始瓦斯压力,压力测定结束,即可进行煤层透气性系数测定。封孔方式采用水泥砂浆封孔,穿层钻孔的封孔方式示意图如图1所示:

煤层瓦斯基本参数测定方案

煤层瓦斯基本参数测定方案 二零一三年八月

目录 1煤层瓦斯压力测定 (1) 1.1测压操作步骤 (2) 1.2瓦斯压力测定结果 (2) 2煤层瓦斯含量测定 (3) 2.1 测定方法及过程 (3) 2.2煤层瓦斯含量测定结果 (4) 3煤层透气性系数测定 (6) 3.1测定原理 (6) 3.2测定方法 (7) 3.3煤层透气性系数计算结果 (8) 4钻孔瓦斯流量衰减系数的测定 (8) 4.1测定原理 (8) 4.2测定方法 (9) 5煤的破坏类型测定 (10) 6煤的坚固性系数测定 (10) 6.1仪器设备 (10) 6.2煤样制取 (10) 6.3测定步骤 (11) 6.4数据计算 (11) 7瓦斯放散初速度测定 (12) 7.1仪器设备 (12) 7.2煤样制取 (12) 7.3测定步骤 (12) 7.4数据计算 (13) 8煤层瓦斯吸附常数测定 (13) 8.1煤样制取 (14) 8.2测定步骤 (14) 8.3试验结果输出 (16) 9煤层瓦斯钻屑指标测定 (16)

9.1钻屑量测定 (16) 9.2钻屑瓦斯解吸指标测定 (16)

煤层瓦斯基本参数的测定主要包括煤层瓦斯压力、含量、透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、煤的破坏类型、坚固性系数、放散初速度、瓦斯吸附常数、煤层瓦斯钻屑指标、钻孔瓦斯涌出初速度和瓦斯抽采参数的测定。煤层瓦斯基本参数的测定,可以为矿井瓦斯防治和瓦斯抽采提供基础参数支持,同时可以指导瓦斯管理,采取有效的瓦斯治理安全技术措施,合理使用煤矿瓦斯治理的资源,减少瓦斯管理及治理费用的浪费,确保煤矿的安全生产。 1煤层瓦斯压力测定 煤层瓦斯压力测定的钻孔布置在岩石巷道内,均为穿层钻孔,封孔方式和测压方法严格执行《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》(AQ/T 1047-2007) 的有关规定。采用注浆封孔测压法,封孔材料为水泥浆加速凝剂、膨胀剂等,利用压风将密封罐内的水泥浆注入钻孔内,测压方式为被动测压法,即钻孔封孔完成后,等待被测煤层瓦斯的自然渗透达到瓦斯压力平衡后,测定煤层瓦斯压力。 首先在距被测煤层一定距离的岩巷内打孔,孔径一般取直径? 75mm以上,钻孔最好垂直煤层布置,成孔后在孔内安设测压管,然后对钻孔进行封孔(>10n);封孔后,安设压力表开始测压。前两个小时每30分钟记一次压力指示值,测压 的前三天,需要每天记录一次压力表的指示值;以后每隔两天记录一次压力表的指示值。当压力表的压力指示值连续四天没有变化时,其压力即为煤层原始瓦斯压力,压力测定结束,即可进行煤层透气性系数测定。封孔方式采用水泥砂浆封 孔,穿层钻孔的封孔方式示意图如图1所示: 9 5 4 3 2 1 10 6 7 一 U4 F向上向孔

煤与瓦斯突出危险性评估报告

六盘水市钟山区大河镇X X煤矿XX煤层煤与瓦斯突出危险性评估报告书 XXXXXXX有限公司 二○一四年二月

目录 前言................................................................ 第一章矿井概况...................................................... 第一节地理概况..................................................... 第二节地质构造、煤层及煤质......................................... 第三节水文地质条件................................................. 第四节其他开采技术条件............................................. 第二章瓦斯地质规律预测............................................. 第一节断层、褶皱构造对瓦斯赋存的影响............................... 第二节顶、底板岩性对瓦斯赋存的影响................................. 第三节煤层埋深对瓦斯赋存的影响..................................... 第四节瓦斯含量分布及预测........................................... 第三章 XX煤层瓦斯基础参数测定与分析.................................. 第一节钻孔布置..................................................... 第二节瓦斯含量测定................................................. 第三节煤层破坏类型................................................. 第四节瓦斯压力..................................................... 第五节煤层瓦斯基本参数测定结果分析................................. 第四章防治煤与瓦斯突出对策措施及建议................................ 第一节开拓开采防范措施............................................ 第二节通风防范措施................................................ 第三节防治瓦斯防范措施............................................ 第五章评估结论......................................................

作业条件危险性评价法

作业条件危险性评价法 对于一个具有潜在危险性的作业条件,K·J·格雷厄姆和G·F·金尼认为,影响危险性的主要因素有3个: ①发生事故或危险事件的可能性; ②暴露于这种危险环境的情况; ③事故一旦发生可能产生的后果。用公式来表示,则为:D=L×E×C式中,D为作业条件的危险性;L为事故或危险事件发生的可能性;E为暴露于危险环境的频率;C为发生事故或危险事件的可能结果。 发生事故或危险事件的可能性具体方法 事故或危险事件发生的可能性与其实际发生的概率相关。若用概率来表示时,绝对不可能发生的概率为0;而必然发生的事件,其概率为1。但在考察一个系统的危险性时,绝对不可能发生事故是不确切的,即概率为0的情况不确切。所以,将实际上不可能发生的情况作为“打分”的参考点,定其分数值为0.1。 此外,在实际生产条件中,事故或危险事件发生的可能性范围非常广泛,因而人为地将完全出乎意料之外、极少可能发生的情况规定为1;能预料将来某个时候会发生事故的分值规定为10;在这两者之间再根据可能性的大小相应地确定几个中间值,如将“不常见,但仍然可能”的分值定为3,“相当可能发生”的分值规定为6。同样,在0.1与1之间也插入了与某种可能性对应的分值。于是,将事故或危险事件发生可能性的分值从实际上不可能的事件为0.1,经过完全意外有极少可能的分值1,确定到完全会被预料到的分值10为止(表1)。 表1 事故或危险事件发生可能性分值 2)暴露于危险环境的频率 众所周知,作业人员暴露于危险作业条件的次数越多、时间越长,则受到伤害的可能性也就越大。为此,K·J·格雷厄姆和G·F·金尼规定了连续出现在潜在危险环境的暴露频率分值为10,一年仅出现几次非常稀少的暴露频率分值为1。以10和1为参考点,再在其区间根据在潜在危险作业条件中暴露情况进行划分,并对应地确定其分值。例如,每月暴露一次的分定为2,每周一次或偶然暴露的分值为3。当然,根本不暴露的分值应为0,但这种情况实际上是不存在的,是没有意义的,因此毋须列出。关于暴露于潜在危险环境的分值见表2。 表2 暴露于潜在危险环境的分值 3)发生事故或危险事件的可能结果

煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施

煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施 摘要 ???矿井瓦斯事故是煤矿安全生产中最严重的危害之一,在煤矿生产过程中,如果对 少。 ??? ??????? ???近几年来,煤矿事故已经明显下降,但是重大煤矿安全事故仍然时有发生,对国家和企业造成巨大经济损失的同时也对矿工的生命安全构成了巨大的威胁。瓦斯爆炸事故是当前煤矿安全生产中威胁最大、最突出的一个问题。从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数都是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右,尤其是高瓦斯矿井或由于煤层瓦斯压力较高、地质构造

较复杂、地应力较大、煤层破坏严重时,在此区域作业的采掘工作面极易发生煤与瓦斯突出导致瓦斯事故的发生。 ???一瓦斯性质及瓦斯参数测定 ???(一 ??? ???(二 ??? 态,称为游离瓦斯或自由瓦斯,这种状态的瓦斯服从理想气体状态方程;另一种称为吸附瓦斯,它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部,占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。实测表明,在目前开采深度下(1000~2000m以内)煤层吸附瓦斯量占70%~95%,而游离瓦斯量占5%~30%。

????(三).煤层瓦斯含量及测定 ???煤层瓦斯含量是指单位质量煤体中所含瓦斯的体积,单位为m3/t。煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据,是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数。煤层在天然条件下,未受采动影响时的瓦斯含量称原始含量;受采动影响,已有部分瓦 ??? ??? ???(四 ???煤层瓦斯压力是存在于煤层孔隙中的游离瓦斯分子热运动对煤壁所表现的作用力。煤层瓦斯压力是用间接法计算瓦斯含量的基础参数,也是衡量煤层瓦斯突出危险性的重要指标。测定方法主要有直接测定法和间接测压法。

煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施(正式)

编订:__________________ 单位:__________________ 时间:__________________ 煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-8786-75 煤矿瓦斯气体危险性分析及安全措 施(正式) 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行 具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常 工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 摘要 矿井瓦斯事故是煤矿安全生产中最严重的危害之一,在煤矿生产过程中,如果对瓦斯认识不足、控制不当或管理不到位,很可能造成灾难性事故。文章以分析煤矿瓦斯危害形式与防治对策为切入点,介绍预防和控制瓦斯灾害事故的技术措施及发展趋势,说明瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一项系统工程,必须放在安全工作的首位,作为重中之重来治理,才能使瓦斯爆炸事故及其他灾害事故大幅度减少。 【关键词】煤矿瓦斯;危害形式;分析;防治对策 引言 近几年来,煤矿事故已经明显下降,但是重大煤

矿安全事故仍然时有发生,对国家和企业造成巨大经济损失的同时也对矿工的生命安全构成了巨大的威胁。瓦斯爆炸事故是当前煤矿安全生产中威胁最大、最突出的一个问题。从每年的事故统计中来看,煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中,绝大多数都是由于瓦斯爆炸,约占特大事故总数的70%左右,尤其是高瓦斯矿井或由于煤层瓦斯压力较高、地质构造较复杂、地应力较大、煤层破坏严重时,在此区域作业的采掘工作面极易发生煤与瓦斯突出导致瓦斯事故的发生。 一瓦斯性质及瓦斯参数测定 (一).瓦斯的性质 瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,有时单独指甲烷。瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体,难溶于水,扩散性较空气高。瓦斯无毒,但浓度很高时,会引起窒息。 (二).煤层瓦斯赋存状态 瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态:在渗透空间内的瓦斯主要呈自由气态,称为游离瓦斯或

瓦斯基础参数测定

1.煤层基础参数现场测定实验方案 1.1煤层瓦斯压力 1.1.1测试原理 直接测定法是用钻机由岩层巷道或煤层巷道向预定测量瓦斯地点打一钻孔,然后在钻孔中放置测压装置、再将钻孔严密封闭堵塞并将压力表和测压装置相连来测出瓦斯压力。如果在测定中能保证钻孔封闭严密不漏气,则压力表显示的数值即为测点的实际瓦斯压力,直接测定法的关键是封闭钻孔的质量。根据封孔原理的不同,一般将封孔方法分为被动式与主动式。 本次采用主动式封孔技术。主动式封孔测压其基本原理是:固体封液体、液体封气体,即采用液体作为封孔介质,以解决固体物不能严密封闭钻孔周边裂隙孔道的困难,并保持封孔液体的压力在测定过程中始终大于瓦斯压力,粘液在压力作用下渗入钻孔周边裂隙,杜绝瓦斯的泄漏;为了维持封孔液体的压力和防止液体向钻孔内渗透,在封孔液体段的两端用固体封闭钻孔,形成用固体封液体、用液体封气体的封孔系统。实践表明:在石灰岩、砂岩和页岩岩层的钻孔中,均能严密封闭钻孔,准确测得煤层的瓦斯压力。经过几十年的发展,目前主动式瓦斯测压封孔装置主要有:普通胶圈-压力粘液封孔测压仪、可变形胶圈-压力粘液封孔测压仪、胶囊-压力粘液封孔测压仪、胶圈(囊)-三相泡沫密封液测压仪等。 MWYZ系列化主动式煤层瓦斯压力测定仪主要由钢丝胶囊、护管和连接罐、尼龙压力管(瓦斯管、胶囊液管和压力粘液管)、储能罐和压力粘液罐、手动试压泵、粘液封孔材料以及测压仪表等配件组成。 1.1.2测定仪器 测试仪器选用华北科技学院研发的MWYZ-IV型和MWYZ-III型主动式煤层瓦斯压力测定仪各一套。具体技术参数如表1.1所示。 表1.1 测压仪参数表

1.1.3测点布置 为了最大限度反应原始状态下的瓦斯压力,选择测压地点时可参考以下原则:1)目标煤层周围无采空区,尽量选取在最近几年新开拓的岩石巷道; 2)瓦斯压力测量地点一般选择在岩石比较完整,周边地质结构单一的岩巷中进行;测压钻孔及其见煤点应避开地质构造裂隙带、巷道的卸压圈和采动影响范围,测压煤层周围岩石致密完整、无破碎带; 3)煤层50m范围内无断层和大的裂隙;岩层无淋水,岩柱(垂高)至少大于10m; 4)同一地点测压应打两个测压钻孔,钻孔口距离应在其相互影响范围外,其见煤点的距离除石门测压外应不小于20 m。瓦斯压力测量结果以压力较大的一个为准; 5)选择瓦斯压力测定地点应保证有足够的封孔深度。一般的岩巷打钻,钻孔深度不宜小于10m; 6)应尽可能地选择施工仰角测压孔,避免俯角和水平钻孔,同一地点测压应打两个测压钻孔; 7)如果选取顺煤层施工测压孔,钻孔长度不小于40m,选取构造简单有利于施工的最新开掘的煤巷。 1.1.4测试步骤及方法 具体测试过程如下: 1)钻机队在指定地点打钻,钻头采用直径为75mm,记录见煤时间后,继续钻进,同时测压技术人员准备瓦斯压力测定设备,配置压力粘液和乳化液,同时连接部分管线,准备测压仪安装工具; 2)煤层钻进3.8m停止钻进,退出钻杆,准备安装测压仪,记录钻孔具体参数见表1.2; 表1.2 钻孔参数表

作业条件危险性评价示例

作业条件危险性评价示例 (1)巡检工人吸入硫化氢作业条件危险性 某装置巡检工人现场作业时,若不慎可能吸入现场逸散的硫化氢气体,致使人员急性中毒,将引起人员伤害事故。发生这种事故的概率一般为“可能发生,但不是经常”,故取L=3;作业人员若每天在此环境内工作,则取E=6。如发生意外事故,作业人员有可能大量吸入,则有可能发生重大人员伤害事故,故取C=3。 计算D值: D = 3 × 6 × 3 = 54 评价结果:根据D查表得出巡检工人吸入硫化氢风险等级为2级。属“一般危险,需要注意”。 表2-16 巡检工人吸入硫化氢作业条件危险性评价表 建议:对巡检工人吸入硫化氢作业采取相应的对策措施。如:可能逸散硫化氢气体的区域安装硫化氢监测报警仪,巡检人员确认没有危险才到现场;或巡检时配备便携式硫化氢报警仪;在巡检时应配备和穿戴好个体防护用品;严格按照操作规程作业;定期委托专业单位进行硫化氢浓度监测控制等。 (2)分析采样工人被物料溅伤 某装置分析工人现场采样作业时,因设备取样口布置不当或不慎,可能被物料从采样口射出溅伤,致使人员灼伤或吸入,将引起人员伤害事故。发生这种事故的概率一般为“可能发生,但不是经常”,故取L=3;作业人员若每天在此环境内工作,则取E=6。如发生意外事故,作业人员有可能被大面积灼伤,发生人员严重或重伤事故,故取C=7。 计算D值: D = 3 × 6 × 7 = 126 评价结果:根据D查表得出分析采样工人被物料溅伤风险等级为3级。属“显著危险,需要整改”。 表2-17 分析采样工人被物料溅伤作业条件危险性评价表 建议:对装置的取样口进行重点设计,采取相应的对策措施。如:采样口不准对人;便于采样;采样人员配备表面温度计以掌握设备温度,区域内配置洗眼淋浴器;配备和穿戴好个体防护用品;严格按照操作规程作业等。

相关文档
最新文档