23号煤层保护层开采保护效果论证报告

表1-1-1滥坝煤矿矿区范围拐点坐标表
拐点
X
Y
0
2947377
35568001
1
2947012
35568569
2
2945861
35567644
3
2946152
35567118
开采深度：1595m～1416m。
1.2矿井地质概况
1.2.1地层
煤矿区及周边出露的地层有二叠系中统茅口组、上统峨嵋山玄武岩组、龙潭组、长兴组、大隆组、三叠系下统飞仙关组及第四系。地层走向总体为南西～北东向，倾向北西，倾角6～28°，一般10～16°左右，由浅到深地层倾角逐渐变小。现由老至新分述如下：
⑴它们大多表现为背斜紧凑，向斜开阔；
⑵在靠近背斜轴的一侧发育与轴向平行的逆冲断层，这些逆冲断层发育较广阔，规模也较大，往往破坏背斜轴部或一侧；
⑶在矿区东部，北东向平推的斜向断层较发育，一般规模也较大，它们斜切向斜或背斜，使其分为几段，这组断裂往往成为划分井田的边界构造。
阿弓向斜轴向北东40°，全长50余公里，为一北西翼陡、南东翼缓的不对称向斜，向斜被北东东向的斜向断层AF1、AF4、SF4、F21切成三个块段，从北到南分别为文家坝井田，大冲头井田和碾子边井田。
1.2.2地质构造
织金矿区大地构造单元属扬子准地台（Ⅰ级）、上扬子台褶带（Ⅱ级）、黔中早古拱断褶束（Ⅲ级）、纳雍织金凹褶断束（Ⅳ级）。矿区位于凹褶断束的东翼，作用于本区的主应力为北西、南东向，因而形成一系列轴向大致平行的，向北东45°左右方向展布的背、向斜。这些褶曲是织金矿区的主要骨干构造，控制了矿区规模，并具有下列特征：
一采区M16煤层除1603工作面正在回采外，其余M16煤已开采完毕。M23煤运输下山已揭穿煤层，现正在施工M23煤+1480井底车场和M23轨道下山。
根据贵州省能源局文件（黔能源发[2012]498号）（《关于毕节地区煤炭局《关于请求审批毕节市2012年度矿井瓦斯等级鉴定结果》的批复》），滥坝煤矿绝对瓦斯涌出量为5.78m3/min，相对瓦斯涌出量为11.56m3/t，鉴定结果为高瓦斯矿井。
1.46
8.4
0～1
基本稳定大部可采
6～28
无烟煤
砂质泥岩或泥岩
泥岩、粉砂质泥岩
M7
0～2.08
1.68
1.52
99.5
0～1
基本稳定大部可采
6～28
无烟煤
泥岩
深灰色泥岩
M16
0.88～2.32
1.60
1.50
45.5
0～1
稳定全区可采
6～28
无烟煤
含线理状及透镜煤砂质泥岩
粉砂岩、粉砂质泥岩
M23
0～1.87
4、M23煤层
位于龙潭组下段上部，全层厚度0～1.87m，平均1.30m左右，煤矿区东北部（225及226号孔）不可采，含夹矸0～4层，一般0～1层，结构较简单，大部可采，属较稳定煤层。
5、M27煤层
位于龙潭组下段中上部，煤层厚度0.71～2.04m，平均厚度1.22m，含夹矸1～4层，一般1～3层，结构较复杂，全区可采，属较稳定煤层。
1、茅口组（P2m）：主要分布在煤矿区外东南面，岩性以灰岩为主，分上下两段。上段：底部为薄～中层状燧石灰岩及硅质灰岩夹燧石层，为上下段的分段标志；下部以燧石灰岩为主，相变明显；上部为浅灰微带肉红色厚～块状生物灰岩，隐晶质，本段总厚约127～144m。下段：以灰～深灰色厚层状、块状灰岩为主，多含白云质斑块及少许燧石结核，下部夹白云岩。本段总厚约227～244m。
前言
开采保护层是我国当前主要采用区域性防突技术措施之一。保护层，是指在突出矿井的煤层群中首先进行非突出危险煤层开采。保护煤层开采后，围岩及煤层向采空区方向发生位移，并引起应力分布发生变化，使得采空区上下方煤岩体的应力降低。处于卸压带范围内的煤岩体中产生新的裂隙，原有裂隙逐渐扩大，进而导致煤岩体渗透能力和透气性的增加，提高瓦斯解吸能力和排放强度。从而达到被保护层卸压、瓦斯压力和瓦斯含量下降、煤体强度提高的目的，最终达到突出危险性降低或消除的目的。相关研究成果表明，开采保护层和抽放瓦斯相结合的方式不仅可使保护作用影响范围增加1.4～1.6倍，而且可以大幅增加被保护层的瓦斯排放程度。国内外开采实践表明，保护层开采仍然是最有效、最经济的煤与瓦斯突出和冲击地压等动力灾害区域性防治措施之一。
2、化学性质
该矿可采煤层的煤质特征见表1-2-2。
表1-2-2煤质特征表
煤层号
工业分析（%）
St,d(%)
Qห้องสมุดไป่ตู้r,d
(MJ/kg)
Mad
Ad
Vdaf
M6
原煤
3.27
18.83
7.73
2.98
28.11
浮煤
3.22
6.93
6.09
0.99
28.56
M7
原煤
3.30
18.84
7.77
2.88
28.14
浮煤
龙潭组是典型的海陆交互相沉积，海相动物化石及植物化石都十分丰富。常见腕足类、瓣鳃类、海百合、螺等动物化石，代表浅海或滨海沉积；常见大羽羊齿、栉羊齿等植物化石，代表一种温暖潮湿的气候环境。
4、长兴组（P3c）：以浅海相燧石灰岩为，夹钙质粉砂岩及泥岩，上部含一薄煤层（1号煤层）。本组厚度22.67～36.86m，一般厚度29m。
根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室2008年2月提供的《织金县滥坝煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》，该矿M16煤层+1460m以浅范围无突出危险性，其余煤层未作煤与瓦斯突出危险性鉴定。
滥坝煤矿井田范围内M16煤层除1603工作面正在回采处，其余已开采完毕，M16煤层与M23煤层的层间距为45.5m。因此，已开采的M16煤层可以作为M23煤层的保护层。作为M23煤层开采前实施的区域防突措施（即M16煤层开采）的效果是否满足要求，根据《防治煤与瓦斯突出规定》、《煤矿瓦斯抽采基本指标》等有关规定，应对保护层开采区域对M23煤层的保护效果进行检验和考察，以便根据保护层开采范围及保护效果，制定M23煤层开采的防突措施方案，指导矿井安全生产。
F19正断层：分布于煤矿区浅部中段含煤地层内，切割了M16煤～标五地层，区内延伸长度约0.21km，断层走向南西～北东，倾向北西，倾角约73°，断距约8m。断层南端交于F20正断层。
SF4-2（F20）正断层：分布于煤矿区西南角，切割了标五～M27煤地层，区内延伸长度约0.51km，断层走向南西～北东，倾向北西，倾角约52～62°，断距约5～13m。
2、M7煤层
位于龙潭组上段中下部，其上为标四灰岩，煤层厚度0～2.08m，平均厚度1.68m，含夹矸0～3层，一般0～1层，结构较简单，大部可采，属较稳定煤层。
3、M16煤层
位于龙潭组中部，煤层厚度0.88～2.32m，平均厚度1.60m，全区可采。含夹矸0～2层，一般0～1层，结构简单，较稳定，属全区可采煤层。
1.30
1.48
21.8
0～1
基本稳定大部可采
6～28
无烟煤
下标七石灰岩
根土岩
M27
0.71～2.04
1.22
1.50
0～3
稳定全区可采
6～28
无烟煤
黑灰色泥岩
深灰色泥岩
1.2.4煤质特征
1、煤的物理性质
矿区内各煤层的物理性质差异不大，呈黑色～灰黑色，以块状、粒状为主，局部为层状。以似金属光泽为主，金刚光泽次之。贝壳状断口，部份为参差状，条带状结构，部分为线理状结构，块状构造。坚硬、性脆。其宏观煤岩类型以半亮型～半暗为主，光亮型次之。
4、《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018-2006）；
5、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）；
6、《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》安监总煤装〔2011〕163号；
7、织金县滥坝煤矿采掘工程平面图；
1.矿井概况
1.1地理位置及矿区范围
1.1.1地理位置
织金县城关镇滥坝煤矿（整合）位于贵州省织金县城关镇，地理坐标为东经105°40′26″～105°41′18″，北纬26°37′15″～26°38′04″。
2、峨嵋山玄武岩组（P3β）：为晚二叠系早期的基性火山喷发物，仅出露于阿弓向斜北西翼12勘探线以西，厚约0～320m。为灰绿色玄武岩，块状，致密坚硬。具气孔、杏仁构造。其上一般有2～20m紫色、灰绿色凝灰岩与玄武岩过渡。
3、龙潭组（P3l）：该矿区主要含煤地层，为一套以碎屑岩为主夹较多的泥岩、石灰岩、硅质岩、含菱铁质粉砂岩的含煤沉积。厚度247.74～351.30m，一般厚度285m左右。含煤层24～44层，一般30～33层。煤矿区范围内含主要可采煤层5层，为M6、M7、M16、M23、M27号煤，其余均为零星可采或不可采煤层。分布于煤矿区东南部，与下伏玄武岩地层呈假整合接触。
本次论证范围为滥坝煤矿一采区开采范围内的M23煤层。
本次论证工作遵循的依据是：
1、《煤矿安全规程》，国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2011年；
2、《防治煤与瓦斯突出规定》，国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局，2009年；
3、《保护层开采技术规范》，（AQ1050-2008）；
矿区东北部距织金火车站约11km，距织金县城约13km，织金县至该煤矿有简易公路相通，交通较方便。矿区交通位置详见图1-1-1。
图1-1-1交通位置图
1.1.2井田境界
根据贵州省国土资源厅2008年4月颁发的采矿许可证，矿区由4个拐点坐标圈定，面积为0.9463km2，开采深度：1595m～1416m。矿区范围拐点坐标见表1-1-1。
6、飞仙关组（T1f）：岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主。以岩石颜色、夹灰岩或泥灰岩的层数、灰岩发育程度等将飞仙关组分为六段，其中第一、三、五段以粉砂岩、泥岩为主，第二、四、六段以灰岩为主。其中，一段厚度115m，二段厚度142m，三段厚度50m，四段厚度100m，五段厚度80m，五段厚度103m。
7、第四系（Q）：主要为坡积、崩积、残积亚粘土、粘土、冲积砂、砾石等松散沉积物。
总的说来，该矿井构造复杂程度类型应属中等。
1.2.3煤层
矿区内主要可采煤层为M6、M7、M16、M23、M27煤层，由上到下分述如下：
1、M6煤层
位于上煤组下标三石灰岩与标四石灰岩之间，为煤矿区最上一层可采煤层，大部分为粉煤，强度低，全层厚度0～3.13m，平均1.87m，煤矿区东北部（226号孔）不可采，含夹矸0～4层，一般0～1层，结构较简单，大部可采，属较稳定煤层。
F69正断层：分布于煤矿区西南角，切割了14号煤～标五地层，区内延伸长度约0.13km，断层走向南西～北东,倾向北西，倾角约65～71°，断距约2～6m。
F74正断层：分布于煤矿区浅部东北段含煤地层内，切割了标五～14号煤地层，区内延伸长度约0.17km，断层走向南西～北东，倾向北西，倾角约50°，断距约2～3m。
3.32
8.01
5.73
0.98
28.68
M16
原煤
3.30
14.69
6.38
2.70
29.74
大冲头井田内的阿弓向斜轴向长8.5km2，轴向北东40°左右，向斜轴微起波状起伏，核部最新地层为T1f4。南东翼宽缓，飞仙关地层倾角5～13度，煤系地层10～13°；北西翼较陡°，飞仙关地层倾角20～30°，煤系地层25～35°；向斜轴部宽缓，地层倾角多在5°以内。
滥坝煤矿区内浅部发育有F19、SF4-2（F20）、F69、F74共4条正断层，无大褶皱发育，井下见个别小褶皱及小断层。
综上所述，煤矿区M6、M7、M16、M23、M27煤煤层结构总体上较简单,煤层稳定类型均为较稳定型煤层。矿区可采煤层特征见表1-2-1。
表1-2-1可采煤层特征表
煤层
名称
煤层
厚度
（m）
平均
厚度
（m）
容重
（t/m3）
与下层
层间距
(m)
煤层
夹矸数
稳
定
性
煤层
倾角
（°）
煤种
顶板
岩性
底板
岩性
M6
0～3.13
1.87
5、大隆组（P3d）：由黑灰色中厚层状硅质岩夹数层高岭石泥岩组成，硅质岩单层厚度0.15～0.25m，坚硬性脆，菱面体节理发育。高岭石泥岩颜色鲜艳，为鸭蛋绿或黄绿色，呈鳞片状，单层厚度0.05～0.10m，底部为一层泥灰岩。产丰富的腕足、瓣鳃类等动物化石。本组厚度3.20～8.31m，一般厚5.5m。
滥坝煤矿采用平硐暗斜井开拓方式，共布置有主平硐、副平硐和回风平硐。矿井划分为一个开采水平，水平标高为+1528m，采用一个水平上下山开采。整个矿井划为两个采区开采，采区煤层间采用联合布置。矿井上部煤组（6、7煤层）划分为二采区，中部煤组（M16煤层）及下部煤组（M23、M27煤层）划分为一采区。采区的划分充分利用了矿井资源，缓解了采区接替关系，充分发挥了矿井的生产能力，井巷工程采用集中布置生产系统优化，巷道维护量小。总之符合采区划分原则及安全、经济、合理性要求。