阳泉矿区综放工作面瓦斯治理技术.doc

第八篇 典型矿区安全综合治理技术 第一章 阳泉矿区综放工作面瓦斯治理技术 第一节 阳泉矿区开采概况 一、阳泉矿区概况 （一）、地质概况 阳泉煤业(集团)有限责任公司(以下简称阳煤集团)的前身为阳泉矿务局，位于山西省沁水煤田的东北部，太行山背斜的西翼，全区基本上呈单斜构造，走向北北东，向西南方向倾斜。矿区主要的含煤地层为石炭系太原组及二迭系山西组，矿区总面积1105km2，地质储量10730Mt，煤系地层厚度180m，煤层厚度13～15m，盖层厚度150～500m。倾角一般为5—10度。矿区共含煤16层，其中主采3#、12#、15#三个煤层； 6#、8#、9#煤层为局部可采层，煤质均为变质程度较高的无烟煤。 煤系地层含煤建造为海陆交互的滨海海退后的残留海过渡相沉积。太原组以灰黑色砂质泥岩、泥岩、灰白砂岩及3层石灰岩组成,夹有16#、15#、13#、12#、11#、9#、8#等煤层，山西组主要以黑灰色砂质泥岩、泥岩和灰白色中粗粒砂岩组成，夹有6#、5#、4#、3#、2#、1#等煤层。主采煤层的煤岩组分：3#煤主要以亮煤、暗煤和丝炭组成，含有较少的镜煤。在一、三矿，部分3#煤受水平构造力影响，出现底部煤层松软，呈揉皱状态，为油脂、土状光泽，手可捻为细末或极小的碎块。松软的鳞片状结构煤，多数节理光滑如镜,称为软分层。12#煤主要以亮煤、暗煤和丝炭组成，含有少量的镜煤。15#煤主要以镜煤、亮煤、半亮煤、暗煤及少量的丝炭组成。阳泉矿区煤系地层如图8-1-1-1所示。 石灰岩的生物、矿物组分：煤系地层三层黑色石灰岩自上而下分别为K4(俗称猴石)、K3(俗称钱石)、K2(俗称四节石)灰岩。K4、K3灰岩岩质不纯，K2相对较纯，均坚硬、性脆、节理不发育，裂缝被方解石充填，可见黄铁矿结核，含有海百合茎等动物化石。 煤层结构特征：煤的结构致密，硬度大，光泽强，节理面较平整，镜煤条带明显，原生节理面紧密，构造节理稀疏(—般密度小于1—2条／m)，强度高，一般不能用手掰开。软煤构造节理切割成不规则块状，梳状节理较为发育，剪切节理面上存在有捻为细末的煤粉，煤的强度较低，可用手掰成小块，光泽较弱。 由于煤的结构致密，透气性很低，根据测定结果，3#煤的透气系数仅为0．00037mD，属低透气性煤层。 15#煤(俗称丈八煤)平均厚度6．5m，赋存稳定,结构复杂，煤层中分布三层夹石：上部为厚0．1m的岩质页岩；中部偏下为0．65～0．1m的炭质页岩，俗称“连岩石”；下部为一层透镜状黑色页岩，一般长5～7m，宽3～5m，厚0～1．1m，在煤层中不连续分布，俗称“驴石”。煤层中含有黄铁矿结核，呈饼状或马铃薯状分布，在连岩石和驴石夹层中分布较广。  15#煤较坚硬(f=2～3)，煤层内含硫量一般在1.37～2．3％之间。其直接顶为黑色砂质页岩,厚0～6．5m;老顶为石灰岩，上部为泥岩、砂岩互层;其底板大部为灰黑色砂质页岩，厚7～12m之间，老底为灰白色细砂岩。 （二）、生产矿井情况 阳煤集团现有10对生产矿井，年产量在16Mt左右。在生产矿井中，开采15#煤层的有一矿北丈八井、二矿丈八区、三矿竖井、四矿一井、五矿小井和大井,现均设计为综放开采,共布置10个综放工作面，综放工作面液压支架主要采用中位、低位两种架型。近几年产量高达9.5Mt/a,占全公司总产量的70％左右；其它井区分别开采3#、6#、8#、9#、12#等煤层。回采工作面综合机械化程度达100％ 图8-1—1—1 阳泉矿区煤系地层综合地质柱状图 二、通风瓦斯概况 （一）、瓦斯赋存情况 阳煤集团10对生产矿井中有煤与瓦斯突出矿井2对；高瓦斯矿井8对。开采3#、6#、8#、9#、12#、15#等煤层，且各煤层均富含瓦斯，详见表8-1—1—1，特别是位于12#煤上、下方的K4、K3灰岩中也富含瓦斯，对12#、15#煤的开采具有一定的影响。从表8-1—1—1中也可看出，各煤层瓦斯含量在4．2m3／t～21．73m3／t之间，瓦斯压力在0．05—2．3MPａ之间。在可采的9#煤层瓦斯含量和瓦斯压力值最大；而15#煤层的瓦斯含量和瓦斯压力值最小。 表8-1—1—1 煤层瓦斯含量及压力一览表 煤层编号 阳泉老矿区 阳泉五矿区 瓦斯含量(m3/t) 压力(MPａ) 瓦斯含量(m3/t) 压力(MPａ) 1# 17.68 1.14 4.16 0.2 2# 17.84 1.05 4.30 0.4 3# 18.17 1.30 1.10-15.5 0.06 4# 18.25 1.5-15.1 0.08 5# 18.27 0.97-17.2 0.08 6# 19.91 1.5-17.45 0.05-0.5 7# 8# 21.65 1.5 1.