煤矿二块段采区及1507工作面瓦斯综合治理方案汇总.doc

柴沟矿二块段采区及1507工作面瓦斯综合治理方案 柴沟矿井3-5号煤层采掘接替进入一采区二块段开采，面临突出的问题是煤层瓦斯含量增加、瓦斯相对涌出量增大。今年三月份山西省煤炭工业厅综合测试中心鉴定报告，矿井开采3-5号煤层时为高瓦斯矿井。目前柴沟煤矿正在按照批复的瓦斯抽采专项设计，已经开建矿井地面瓦斯抽放工程。公司8月份通风专项检查之后，于树江副总经理组织公司、矿相关专业人员通过调研考察对比分析，初步研究制定了下一步3-5号煤层二块段，接替1507工作面瓦斯综合治理的措施。 一、工作面概况 1507工作面为3-5号煤层一块段1506末采工作面的接替面，开采时间大约在2014年1月末。工作面位于矿井西部，西邻焦煤二矿，北邻塔山煤矿，东为1508设计工作面，南侧紧邻F3大断层。周边无小窑等采空区。 1507工作面布置呈南北倾向布置。工作面走向长215m，倾斜可采长度700m，根据现有取芯钻孔资料表明：煤层平均厚度23.24m。含夹矸6-12层，厚度2.87m，多为炭质泥岩或砂质泥岩。煤层直接顶为粗砂砾岩或砂质泥岩，直接底泥质砾岩或砂质泥岩。煤层中火成岩侵入严重，一般火成岩沿煤层中上部呈层状或串珠状侵入。火成岩的侵入造成其周边煤层变质、硅化，降低了煤的发热量，并且周围煤层瓦斯含量较大，对工作面回采时瓦斯涌出量变化影响较大。火成岩侵入工作面由南向北侵入厚度依次增大，表明工作面开采期间瓦斯赋存的规律及其工作面瓦斯涌出变化趋势。 二、工作面瓦斯来源分析： (一)、二块段掘进巷道瓦斯涌出分析 在1507工作面煤巷掘进过程中，巷道周围煤层中的瓦斯压力平衡状态被不断打破，瓦斯压力重新分布，煤层瓦斯渗透性增加而形成卸压带。由于煤层内部到煤壁之间存在着瓦斯压力梯度，卸压带内煤体中的瓦斯在压力梯度作用下沿煤体裂隙及孔隙向巷道涌出，掘进工作面瓦斯来源主要有是落煤涌出瓦斯和煤壁涌出瓦斯。 煤壁瓦斯涌出系数的大小取决于煤层的瓦斯压力、煤层的孔隙和裂隙结构、煤对瓦斯的吸附性能以及空间条件，随煤壁暴露时间缓慢衰减。 统计分析1507工作面皮带顺槽在掘进过程中瓦斯涌出量不断增大的表现，说明了掘进巷道瓦斯涌出伴随巷道延伸和瓦斯压力及瓦斯含量梯度的增加而加大。从1507工作面皮带顺槽掘进瓦斯数据统计曲线图中，可以清楚地表明掘进巷道瓦斯涌出的变化规律。分析总结原因有如下几点： 1、与瓦斯赋存的压力、瓦斯含量增长梯度有关。在1507工作面煤巷掘进过程中，煤层中的瓦斯压力平衡状态被不断打破，瓦斯压力重新分布，煤层瓦斯渗透性增加而形成卸压带，卸压带内煤体中的瓦斯在压力梯度作用下沿煤体裂隙及孔隙向巷道不断涌出。此外，受煤层瓦斯含量梯度的影响，工作面瓦斯涌出量也会进一步增大。经鉴定，3-5号煤层瓦斯含量增长梯度为0.66m3/100m。 2、与火成岩侵入的关系。火成岩炽热岩浆沿煤层中上部呈层状、串珠状侵入煤层，接触热变质作用致使其周边煤层变质、硅化，破坏了煤层的原有厚度和结构，同时生成大量瓦斯赋存于煤层中。1507工作面受火成岩侵入厚度影响，瓦斯含量分布呈北高南低的趋势。 3、与顶底板岩性的关系。1507工作面里段煤层直接顶为透气性差的泥岩、砂质泥岩，对煤层的逸散起阻碍作用，瓦斯含量相对较高。外段煤层直接顶为孔隙与裂隙发育的粗砂砾岩，其透气性系数大，一般比致密而裂隙不发育的页岩、泥岩等岩石透气系数高出上千倍，利于瓦斯的逸散。 4、与煤层埋藏深度的关系。煤层埋藏深度的增加不仅会因地应力增高而使煤层和围岩的透气性降低，而且瓦斯向地表运移的距离也增大，这两者的变化均朝着有利于封存瓦斯的方向发展，因此瓦斯含量都会随着埋藏深度的增加而增大。而我矿1507工作面地表为马头山，基本为我矿5号煤埋藏最深区域，因此瓦斯含量高。 5、与煤层赋存倾角的关系。若煤层倾角大时，瓦斯可沿着一些透气性好的地层向上运移和排放，瓦斯含量低；反之，煤层倾角小时，一些透气性差的地层就起到了封存瓦斯的作用，使煤层瓦斯含量升高。我矿现开采的3-5#煤层属于近水平煤层，煤层倾角在3°~5°之间，不利于瓦斯的排放。 6、与煤层和岩层的水文地质条件的关系。煤层和岩层的水文地质条件是影响瓦斯排放的另一个重要因素。地下水活跃的地区瓦斯含量小，因为一方面这些地区的天然裂隙比较发育，煤、岩层透气性好，瓦斯易于排放；另一方面煤层中有较大的含水裂隙或地下水通过时，一部分瓦斯溶解在水中，长期作用下，能够从煤层中带走部分瓦斯。而1507工作面煤层顶底板附近地下水含量很少，因此这也是造成瓦斯含量偏高的原因。 附1507工作面皮带顺槽掘进瓦斯数据统计曲线图。 从图中可以直观反映出1507皮带顺槽7~8月间工作面瓦斯浓度和回风流瓦斯浓度的变化。不难看出瓦斯浓度从7月中旬开始趋于上升趋势，瓦斯绝对涌出量从2.77m3/min增加到3.3m3/mi