前 言
煤與瓦斯突出是一種復(fù)雜的礦井瓦斯動力現(xiàn)象，到目前為止，國內(nèi)外對各種地質(zhì)、開采條件下突出發(fā)生的規(guī)律還沒有完全掌握。吉源煤業(yè)有限公司是一個新建礦井，在建設(shè)過程中，煤巷掘進、井巷穿過煤層時，曾有K1值超過0.5和炮后瓦斯涌出量大等情況存在。為響應(yīng)黨和國家 “安全第一，預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針，根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》、《煤礦安全規(guī)程》等相關(guān)規(guī)定，結(jié)合本礦實際情況，特編制本措施。
第一章 概況
1.1井田概況
位置：吉源煤礦位于水城縣南東，直距約20公里，地理坐標(biāo)為：東徑105°02′34″—105°03′34″，北緯26°03′52″—26°05′10″屬于阿戛井田東部。
礦井境界總體呈不規(guī)則形狀，走向一般長2.3km，傾向?qū)?.3km，面積約2.0609km2。
1.2地質(zhì)構(gòu)造
礦區(qū)位于揚子準(zhǔn)地臺黔北臺隆六盤水?dāng)嘞莼蛲幈蔽飨驑?gòu)造變形區(qū)，礦區(qū)位于格目底向斜南翼東端仰起處，總體為一單斜構(gòu)造。
地層產(chǎn)狀：傾向290—330°，傾角6—35°，一般在10—30°之間。由一系列北東向傾沒的緊密不對稱褶皺及與地層走向斜交(或一致)的北東向逆斷層組(36條)構(gòu)成，剖面上呈迭瓦狀，平面上呈“入”安形的構(gòu)造形態(tài)。其中較大的逆斷層有6條，分別是F30、F53、F46、F55、F63、F66、另有正斷層13條，其中F58、F70、F79較大。因此，礦區(qū)構(gòu)造復(fù)雜。
1.3煤層情況
1.3.1含煤地層特征
礦區(qū)煤系地層含煤多達80余層，一般67層，總厚52米，可采和局部可采26層，厚28.94米，其中本次參加儲量計算的10層，厚14.45米。主要集中在煤系上部I、II煤段，其次是底部VII煤段。總的來說，可采煤層變化不大，比較穩(wěn)定，煤系共有標(biāo)志層37個，50%分布于I、II煤段中，D煤段灰?guī)r標(biāo)志層是確定各煤層的依據(jù)：II煤段的高嶺石泥巖是主要標(biāo)志層，黃鐵礦和原煤硫份也是此段重要對比標(biāo)志。
1.3.2可采煤層
全區(qū)和基本全區(qū)可采者10層，厚14.45米，其一般特征見表1-3-2、表1-3-3)?，F(xiàn)將各煤層的對比依據(jù)，主要特點及變化規(guī)律分述如下：
1、I煤段煤層
本煤段有1、3、5、10、16等5個可采煤層，總厚4.26米。煤層以厚度薄、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、間距變化小(表4-3)為特征。各煤層確定的主要依據(jù)是灰?guī)r標(biāo)志層，灰?guī)r除宏觀特征易于識別外，在物探測井視電阻率曲線上也有特殊形態(tài)，現(xiàn)將此段煤層分述如下：
1#煤層
1#煤層的確定依據(jù)是(1)、(2)兩個標(biāo)志層。
煤層厚一般0.75米，中上部有2-3層高嶺石泥巖夾矸，夾矸自上而下，一、二層厚0.01—0.08米，隱品質(zhì);第三層厚0.01米，粗品質(zhì)，煤層比較穩(wěn)定，厚度、結(jié)構(gòu)變化不大。
3#煤層
3#煤層位于(2)、(3)標(biāo)志之間，距(3)標(biāo)志層之上1.5—5.5米，間距確定，據(jù)此可確定3煤層。
從目前資料看，2煤層與3煤層可能有分叉、合并的關(guān)系。當(dāng)兩層合并時，煤厚1.3米左右，有兩層夾矸，普遍有一層細(xì)晶高嶺石泥巖;當(dāng)兩層分離時，煤分層厚0.90米左右，一般沒有夾矸，兩層厚度之和與兩層合并厚度相當(dāng)。因此兩層之間變化較大，由0.8—5.4米，在煤層下1米左右，有時有一薄煤或炭質(zhì)泥巖，極不穩(wěn)定。
5#煤層
5#煤層位于(4)、(5)標(biāo)志之間，距(4)標(biāo)志層3米左右，由(4)、(5)兩個標(biāo)志層間可以確定5煤層。
煤厚一般0.74米，結(jié)構(gòu)簡單，靠頂部有一層0.01米的隱晶質(zhì)高嶺石泥巖夾矸，煤層變化不大，是較穩(wěn)定煤層。
10#煤層
10#煤層位于(5)、(6)標(biāo)志層之間，根據(jù)(6)標(biāo)志層可以確定10#煤層。而根據(jù)10#煤層頂板巖性較細(xì)有豐富的小腹足類運輸化石，結(jié)構(gòu)單一，煤的灰分較低，煤層在物探測井視電阻率曲線上反映高翼常等特征區(qū)別于9煤層，同時結(jié)合(5)標(biāo)志層就可以確定9煤層。
10#煤層一般厚0.83米。11線—6線厚1米左右，其變化與9#煤層相似，5線—2線厚度變化不大，0.80米左右，均屬較穩(wěn)定煤層。
16#煤層
16#煤層是1煤段最末一層煤，也是18煤層以上第一層硫份高的煤層，其頂板是(11)標(biāo)志層，據(jù)此可以確定16煤層。
煤層厚度一般0.68米，中深部一般可采，淺部一般不可采，單一結(jié)構(gòu)，個別點頂部見一層0.01—0.02米隱晶質(zhì)高嶺石泥巖或泥巖夾矸，煤層變化不大，是較穩(wěn)定煤層。
ZK東13厚度1.54米，其直接底有斷層通過，可能受擠偏，厚度變薄。
2、Ⅱ煤段煤層
本段有18#、21#、24#、26#、29#等5個可采煤層，總厚10.19米，煤層以厚度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、硫份低，高嶺石泥巖夾矸多為特征。此段巖性、巖相、煤層及其間距有一定的變化(表4-3)，但主要煤層變化不大，而且有比較穩(wěn)定的標(biāo)志層，18#、24#、29#煤層的高嶺石泥巖夾矸是對比的主要標(biāo)志，黃鐵礦有時26煤層底板開始出現(xiàn)，煤的硫份偏高，現(xiàn)將各煤層的對比依據(jù)及變化情況分述如下：
18#煤層
東部煤層頂板(12)標(biāo)志層是確定煤層的重要依據(jù)之一。全區(qū)煤層中部常見2—3層致密堅硬高嶺石泥巖夾矸，其特征自上而下：上層灰黑色顯微團塊，厚0.01—0.02米;中層灰色粗晶質(zhì)，這也是確定煤層的重要標(biāo)志，此外，本層是16號煤層以下第一個低硫份煤層，據(jù)上述三點可確定18煤層。
煤層厚一般0.9米夾矸情況如上述，煤層分布全區(qū)，除6線以東淺部有些鉆孔不可采外，其余均可采，煤層變化小，是較穩(wěn)定煤層。
個別鉆孔厚度特別薄(ZK52)和特別厚(ZK34、ZK91)，主要是構(gòu)造擠壓關(guān)系。
21#煤層
本煤層厚度大為最突出的特點，是礦區(qū)內(nèi)主要可采煤層，煤的灰份比18#煤層低，回收率56%，是II煤段回收率最高的煤層，這也是對比依據(jù)。
煤層厚一般西部薄東部厚。西部1—2.7米，東部2.5—4.5米為多，往1—東線2線深部有逐漸增厚的趨勢，結(jié)構(gòu)西部較簡單，東部較復(fù)雜。西部有時單一結(jié)構(gòu)，有時有兩層夾矸，3—4層也常見，最多達6層，5—6線淺部見有0.6—1.5米夾矸，此時下分層厚度大于上分層。
綜上所述，煤層變化不大，屬穩(wěn)定煤層。
24#煤層
對比24#煤層的主要依據(jù)是(14)標(biāo)志層，若(14)標(biāo)志層找不到時，則根據(jù)煤層底板有豐富的鮞菱鐵礦結(jié)核;煤的灰份高于21#、26#煤層而低于23煤層及21與24煤層之間夾的1—3層含豐富的石英鮞粒的硬質(zhì)薄煤(即23煤層位)等組合特征確定24#煤層。
煤層厚西薄東厚。西部0.5—1.0米，東部1.0—3.0米或更厚些。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般有兩層夾矸，3—4層也常見，最多達7層，夾矸厚度不大， 0.01—0.02米為多，煤層變化不大，屬穩(wěn)定煤層。
26#煤層
11線—1線以及4線以東中深部根據(jù)(15)標(biāo)志層確定煤層，4線以東淺部僅依據(jù)上下層位組合特征而定，依據(jù)不夠十分充分。
煤層5線西穩(wěn)定，厚度2—3米，淺部薄深部厚，靠頂部有1—2層泥巖夾矸，厚度0.20—0.40米，5線以東穩(wěn)定性較差，中深部厚度1.3—2.3米，有一層泥巖夾矸，淺部3線—東2線不可采，ZK22、ZK23未見26#煤層，可能是被沖刷。
ZK61煤層厚度5.03米，以受構(gòu)造擠壓，厚度不可靠。
29#煤層
29#煤層的粗品晶高嶺石泥巖(即(18)標(biāo)志層)位于煤層頂部，并且29#、30#煤層底板普通有大量的鮞狀鐵礦結(jié)核，根據(jù)(18)標(biāo)志層及煤層一般較厚、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜等特征區(qū)別于30#煤層。
煤層厚度一般1.40米，厚度變化沒有明顯的規(guī)律性，3線淺部不可采，其余地區(qū)可采，有1—3層夾矸，厚多為0.01—0.06，個別達0.44米，巖性一般為高嶺石泥巖，少數(shù)為泥巖。5—6線附近有時分叉，其夾矸厚1.70米(見插圖1-3)。ZK42厚5.41米、ZK34厚0.08米是因為構(gòu)造擠壓影響。
總的看來，煤層變化不大，是較穩(wěn)定煤層。
1.4礦井瓦斯、煤塵、煤的自燃及地溫
1.3.1瓦斯
本礦新建礦井，未進行瓦斯等級鑒定，瓦斯涌出量參照相鄰阿戛鄉(xiāng)潘家寨煤礦資料。
依據(jù)貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]514號)“對六盤水市煤礦2007年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復(fù)”、貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]67號)“對六盤水市煤礦2006年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復(fù)”、貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2005]246號)“對六盤水市煤礦2005年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復(fù)”和貴州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2005]25號)“對六盤水市煤礦2004年度礦井瓦斯等級鑒定報告的批復(fù)”，吉源煤礦2007年度批準(zhǔn)瓦斯等級為煤與瓦斯突出礦井，周邊礦井2004、2005、2006年度瓦斯等級結(jié)果均為高瓦斯礦井，。
各煤礦2004、2005、2006、2007年度礦井瓦斯等級鑒定情況見下表。
1.3.2煤塵爆炸性
根據(jù)六枝工礦(集團)恒達勘察設(shè)計有限公司實驗室2009年1月23日出具的水城縣阿戛鄉(xiāng)吉源煤礦1、3、5、10、16、18、21、24、26、29號煤層煤塵爆炸性鑒定報告：各煤層均有爆炸危險性各煤層均按煤塵有爆炸性進行設(shè)計和管理。
1.3.3自燃傾向性
根據(jù)六枝工礦(集團)恒達勘察設(shè)計有限公司實驗室2009年1月23日出具的水城縣阿戛鄉(xiāng)吉源煤礦1、3、5、10、16、18、21、24、26、29號煤層煤炭自燃傾向性鑒定報告：1、5、18、21、24、29號煤層自燃傾向等級為Ⅱ類(自燃煤層)，3、10、16、26號煤層自燃傾向等級為Ⅲ類(不易自燃煤層)。
1.3.4地溫
本井田屬地溫正常區(qū)，無熱害影響。
1.5地質(zhì)構(gòu)造、煤層賦存情況對瓦斯涌出的影響
根據(jù)建井期間揭露資料分析，礦井瓦斯涌出有以下特點：
1、斷層帶附近(從揭露斷層前3米開始)瓦斯涌出量急劇增大，不論斷層大小，只要揭露斷層，瓦斯涌出量就會急劇增大，過完斷層即可恢復(fù)正常。
2、掘進工作面進入褶皺轉(zhuǎn)折端(軸)時瓦斯涌出量逐漸增大。
3、煤厚增加、軟分層增厚時，瓦斯涌出量急劇增大。
4、掘進工作面炮后T1值急劇升高又急劇下降。
綜上所述，由于礦井瓦斯涌出異常點和異常因素難于準(zhǔn)確控制，因此必須加大瓦斯抽放力度，提高抽放效果，確保礦井安全和生產(chǎn)的順利進行。
第二章 開 拓 開 采
2.1礦井開拓方式
全礦井分兩個水平(+1400m水平和+1260m水平)，每個水平一個采區(qū)，總共設(shè)計兩個采區(qū)。
首采區(qū)利用現(xiàn)有工業(yè)場地，利用主、副斜井、回風(fēng)斜井，利用+1400m標(biāo)高井底車場、水倉和采區(qū)運輸石門、采區(qū)軌道石門、采區(qū)回風(fēng)石門、回風(fēng)大巷;三條采區(qū)石門從井底車場穿層施工到達礦區(qū)邊界，首采區(qū)以三條采區(qū)石門兼作一采區(qū)準(zhǔn)備巷，形成一采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。從一采區(qū)的采區(qū)石門施工區(qū)段石門進入16號煤層，在兩翼布置回采工作面。
采煤方法為走向長壁采煤法(炮采工藝)。
2.2采區(qū)巷道布置
采區(qū)內(nèi)煤層采用集中布置。
2.3采掘方法
1、采煤方法
根據(jù)《吉源煤礦開采設(shè)計變更》，設(shè)計采用走向長壁炮采法采煤，后退式開采，全部陷落法管理頂板。
2、掘進方法
掘進方法包括炮掘。目前炮掘的裝載方式主要是人工扒裝上溜子和鋼絲繩牽引耙斗機上溜子、皮帶、礦車運輸方法相結(jié)合。
第三章 區(qū)域綜合防突措施
我國各突出礦井執(zhí)行的是“區(qū)域防突措施先行，局部防突措施補充”的原則，做到不掘突出頭，不采突出面，不采取區(qū)域防突綜合措施的不掘進。
3.1區(qū)域預(yù)測
在今后的采掘中，為解放生產(chǎn)力，加快采掘進度，降低防突成本，建議礦井對煤層進行區(qū)域突出危險性預(yù)測工作。根據(jù)預(yù)測結(jié)果，可以把突出煤層分別劃分為突出危險區(qū)和無突出危險區(qū)。目前，本礦未進行該項工作，故所有采掘區(qū)域都必須按突出危險區(qū)進行技術(shù)管理。
3.2區(qū)域防突措施
目前我國普遍采用的區(qū)域性防突措施是開采保護層和預(yù)抽煤層瓦斯，其中開采保護層是最有效的一種防突措施。在突出礦井，無保護層可采的條件下，一般采用預(yù)抽瓦斯作為區(qū)域性防突措施。
3.2.1開采保護層
根據(jù)《貴州省水城縣阿戛井田吉源煤礦(東1-4線)儲量核實報告》知：井田范圍內(nèi)煤層皆具有突出危險性，吉源煤礦擬采范圍內(nèi)1、5、10、16、18、21、24、26及29號煤層，首采煤層為16號煤層，其中瓦斯含量高的有3、21、24、26煤層。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》中保護層的選擇要求，并參照《水城縣阿戛鄉(xiāng)吉源煤礦開采方案設(shè)計(變更)》知：礦井首采面布置在16煤層中。
3.2.2超前鉆孔預(yù)抽
1、采煤工作面
根據(jù)本礦開拓方式和巷道布置情況，本礦擬采用順層鉆孔抽放。在回采巷道掘進的同時，在運輸巷和回風(fēng)巷進行本煤層鉆孔的施工，并相繼投入抽放，對煤體瓦斯進行超前抽放。
2、煤巷掘進工作面
根據(jù)采掘安排，本礦擬采用掘進工作面順層鉆孔預(yù)抽和兩幫鉆場夾抽的方法相結(jié)合。具體施工要求根據(jù)現(xiàn)場實際情況決定，但嚴(yán)禁違反《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》。
3、石門(含立井、斜井等)揭煤工作面
根據(jù)采掘安排，本礦擬采用掘進工作面順層鉆孔預(yù)抽的方法。具體施工要求根據(jù)現(xiàn)場實際情況決定，但嚴(yán)禁違反《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》。
3.3區(qū)域措施效果檢驗
3.3.1必要性
為了確定區(qū)域防突措施是否達標(biāo)，本礦必須進行區(qū)域措施效果檢驗。
3.3.2效檢方法
1、采煤工作面
(1)開采保護層的保護效果檢驗
開采保護層的保護效果檢驗主要采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量、頂?shù)装逦灰屏考捌渌?jīng)試驗證實有效的指標(biāo)和方法，也可結(jié)合煤層的透氣性系數(shù)變化率等輔助指標(biāo)。
當(dāng)采用殘余瓦斯壓力、殘余瓦斯含量檢驗時，應(yīng)根據(jù)實測的最大殘余瓦斯壓力或者最大殘余瓦斯含量對預(yù)計被保護區(qū)域的保護效果進行判斷。若檢驗結(jié)果仍為突出危險區(qū)，保護效果為無效。
根據(jù)本礦實際情況，建議由具有資質(zhì)的單位進行該項工作。
(2)預(yù)抽煤層瓦斯效果檢驗
采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施時，應(yīng)以預(yù)抽區(qū)域的煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量為主要指標(biāo)進行措施效果檢驗。
根據(jù)本礦實際情況，建議由具有資質(zhì)的單位進行該項工作。
2、煤巷掘進工作面
方法一：
根據(jù)預(yù)抽前的瓦斯含量及抽、排瓦斯量等參數(shù)間接計算的殘余瓦斯含量值。目前本礦尚無完整的瓦斯參數(shù)等基礎(chǔ)資料，建議盡快安排有資質(zhì)的單位進行煤層瓦斯參數(shù)等鑒定工作。
方法二：
采用直接測定煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量為主要指標(biāo)進行措施效果檢驗。
3、石門(含立井、斜井等)揭煤工作面
方法二：
采用直接測定煤層殘余瓦斯壓力或者殘余瓦斯含量為主要指標(biāo)進行措施效果檢驗。
方法二：
采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)進行措施效果檢驗。
3、效檢注意事項
(1)檢驗期間還應(yīng)觀察、記錄在煤層中進行鉆孔等作業(yè)時發(fā)生的噴孔、頂鉆及其他突出預(yù)兆。
(2)在相應(yīng)措施中明確效檢方法、效檢的允許掘進距離。
(3)所有效檢方法必須符合相關(guān)規(guī)定。
3.4區(qū)域驗證
根據(jù)本礦實際情況，采煤工作面、煤巷掘進工作面、石門(含立井、斜井等)揭煤工作面的突出危險性預(yù)測選用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法的方法進行，具體要求不得違反《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》。
第四章 結(jié)語
本礦區(qū)域綜合防突措施必須嚴(yán)格執(zhí)行，其余未涉及部分根據(jù)實際情況決定，但不得違反相關(guān)規(guī)定。
