煤矿穿层钻孔设计讲诉

跌毛沟煤矿
M17、M18 煤穿层预抽条带设计
M17、M18 穿层预抽设计
第一章工作概况和瓦斯地质
第 1 节 工作概况
一、概况
2152 运巷位于矿井西翼，2152 运巷标高+1442 米，在 2152 运巷布置穿层钻孔，钻孔
穿透 M17、M18 煤层。从而实现对 M17、M18 煤层的区域瓦斯抽放，降低 M17、M18 煤层的突
出危险性危害。
二、设计依据
1、《煤矿安全规程》；
2.《防治煤与瓦斯突出规定》;
3、《迭毛沟煤矿开采设计专篇》。
4、《迭毛够煤矿防突专项设计》
三、地质特征及煤层赋存情况
1）煤层赋存情况
根据贵 州 省 盘 县 煤 田 宏 成 煤 矿 （ 即 迭 毛 沟 煤 矿 ） 勘 查 地 质 报 告 （ 200 3） 及贵州省
煤矿设计研究院 2008 年 12 月编制的《盘县柏果镇迭毛沟煤矿勘查地质报告（补充）》，井田
内含煤地层为上二叠统龙潭组，含煤 13 层，可采层 4 层（西部井田煤层自上而下的顺序为：
M18、M17、M15、M12；东部井田煤层自上而下的顺序为：M12、M18），厚度约 26.47m，其余
煤层均不可采。各可采煤层主要特征见表。
表 1—1—1
断层特征表
断层名 称
断层产状 长度
（m） 走向
倾向
落
差
倾角 （m ）
描述
位于井田西部边界附近。地面茅口
F1 走向逆 1400 北 38°西 南西
组灰岩中部与峨眉山玄武岩组中部 80° 300
断层
接触。断裂位置可靠。推测落差约
300m 左右。
纵切井田中部，将井田切成东西两
自北向南：
个块段。东块段地层倾向北东，倾
F2 斜向正 1400 北 38°西 南西
角 35°—40°，层序正常；西块段 75° 300
断层
—北 10°
地层倾向南西，倾角 60°—70°，
西
倒转层序。断裂线多被掩盖，无出
露，有一定的摆动。
F3 斜向正 500 断层
南南
北 85°西
80° 80
西
位于井田南部。断裂线不清，北盘 17、18 号煤层与南盘玄武岩接触。 断裂线及断层产状均为推测。
F4 斜向逆 可见 北 20°东 南东
断层
600
位于井田东南部。地面龙潭组上部 75° 350 地层与南盘玄武岩组接触。
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M17、M18 煤穿层预抽条带设计
F5 斜向 可见
约
北 22°东 南东 80°
正断层 300
50
位于井田北部。推测断层。上盘龙 潭组中部与下盘龙潭组下部地层接 触。
表 1—1—2 煤层 煤层 厚度 编号 (m)
可采煤层主要特征表
煤层 倾角 (°)
煤层平均间距 (m)
顶底板岩性
煤层 煤层 结构 稳定性 顶板
底板
M18 1.0-1.4 1.2
33-70
M17 1.8
33-70
M15 1.8
33-70
M12 6.00-10.00 33-70
19.40 12.20 25.60
简单 较稳定 粉砂质 泥岩
粉砂质 泥岩
简单 较稳定 粉砂岩
粉砂质 泥岩
简单 较稳定 粉砂岩 粉砂岩
简单 较稳定 粉砂岩 泥岩
2）煤层顶底板岩性特征、物理力学性质、结构及变化规律 M17 煤层：
直接顶板为粉砂岩，底板为粉砂质泥岩，煤层无夹矸。 其粉砂岩顶板物理力学性质同上。粉砂质泥岩一般天然视密度为 2.3～2.5 （g/cm3）,孔隙率为 16%～52.0%，吸水率 2.14%～8.16%；抗压强度 Rc 为 3.5～60（Mpa）， 抗拉强度 Rt 为 0.3～4.2（Mpa），普氏系数 f 为 0.8～3。 直接顶在开采过程中表现出的稳定程度为 2 类（中等稳定）。 M18 煤层： 直接顶板为粉砂质泥岩，底板为粉砂质泥岩，煤层无夹矸。 粉砂质泥岩一般天然视密度为 2.3～2.5（g/cm3）,孔隙率为 16%～52.0%，吸水 率 2.14%～8.16%；抗压强度 Rc 为 3.5～60（Mpa），抗拉强度 Rt 为 0.3～4.2（Mpa）， 普氏系数 f 为 0.8～3。 直接顶在开采过程中表现出的稳定程度为 1 类（不稳定）。 3）煤层露头（含隐露头）及风化带情况 在地表及以下 0-10m 深度范围内，煤表现为黑色粉末状、细颗粒状，呈土状光泽， 局部表现为粘土、煤华，见大量粘土充填于裂隙中。地表以下 10-20m 深度范围内， 肉眼观察煤呈黑色，硬度就大，裂隙面光泽较暗，新鲜面呈玻璃、似金属光泽，裂隙 发育，裂隙面见粘土沿裂隙充填痕迹。地表以下 50m 深度后，肉眼观察呈黑、灰色， 具有粉状、粒状和鳞片状断口，煤中裂不明显。 井田风化带深度一般在 0-10m，氧化带深度在 10-20m 之间，在地表以下 50m 深度 后已基本进入煤的原生带。
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M17、M18 煤穿层预抽条带设计
第 2 节 煤层瓦斯基础参数
2.1 煤层瓦斯赋存及规律
根据《贵 州 省 盘 县 煤 田 宏 成 煤 矿（ 即 迭 毛 沟 煤 矿 ）勘 查 地 质 报 告 》（ 2003 ）及贵州
省煤矿设计研究院 2008 年 12 月编制的《盘县柏果镇迭毛沟煤矿勘查地质报告（补充）》，报
告内未对井田范围内的瓦斯赋存及规律进行描述。通常，瓦斯表现出的赋存规律，随着开采
深度的增加，煤层中的瓦斯含量也会增加，生产过程中的瓦斯涌出量也会增加，对安全生产
造成很大影响。本设计经过预测的瓦斯含量及变化规律：根据迭毛沟煤矿邻近土城矿瓦斯地
质资料，煤层埋藏深度每加深 100m，煤层瓦斯含量梯度增加 0.038m3/t。在垂向上同一钻孔
瓦斯含量随深度增加而增长。
2.2 煤层瓦斯含量、压力
根据《贵 州 省 盘 县 煤 田 宏 成 煤 矿（ 即 迭 毛 沟 煤 矿 ）勘 查 地 质 报 告 》（ 2003 ）及贵州
省煤矿设计研究院 2008 年 12 月编制的《盘县柏果镇迭毛沟煤矿勘查地质报告（补充）》，报
告也没有对瓦斯含量及压力进行数据说明，矿井勘探程度较低，资源储量核实报告没有提供
瓦斯赋存、瓦斯涌出量、瓦斯梯度等相关资料，建议矿井在投产前进行各瓦斯参数的测试，
以取得可靠的数据指导矿井的瓦斯抽放设计及治理工作。
因此，本设计根据经验公式计算该矿井+1400m、+1300m 水平各煤层瓦斯含量见表 1—2
—1。
表 1—2—1
各煤层瓦斯含量
水平
煤层
M12
M15
M17
M18
+1400m(一采区)
瓦斯含量（m3/t）
10.57
10.76
7
7
煤层瓦斯压力(P)通常按照以下经验公式预测计算，或者由专业人员用标准瓦斯压力测 量仪器在井下以实际测量为准。
P＝（2.03～10.13）×H/1000( Mpa)，H 为垂深(m)。 2．3 各煤层瓦斯含量动态分析计算
1）迭毛沟煤矿可采煤层为 M12、M14、M17、M18 号煤层，M18、M17 号煤层间距为 12m，M17、M15 号煤层间距为 17.9m，M15、M12 号煤层间距为 20m，一采区第一区段设计开采 M18 号煤层进行 本煤层预抽瓦斯，然后沿 M18 号煤层工作面上下巷向下 M17、M15、M12 号煤层打穿层钻孔预抽这 三层煤瓦斯；一采区第二区段设计采用高负压瓦斯抽系统在 M15 号煤层底板布置底板瓦斯抽 放巷向上部 M15、M17、M18 号煤层、下部 M12 号煤层打钻孔预抽煤层瓦斯。迭毛沟煤矿一采区 （+1400m）各煤层瓦斯含量动态计算见附表 1—2—2。
表 1—2—2 迭毛沟煤矿一采区(+1400m)各煤层瓦斯含量动态计算表
w0 平均 原始瓦 煤 斯含量 层 （m3/t ）
M1 10.97
8
开采 C18 煤层时各 煤层瓦斯含量 （m3/t）
开采时 wc 残存 瓦斯含 瓦斯含
量
量
（m3/t （m3/t
）
）
7.87 0.65
开采 M17 煤时各煤 层瓦斯含量 （m3/t）
开采时 wc 残存 瓦斯含 瓦斯含
量
量
（m3/t （m3/t
）
）
开采 M15 煤时各煤 层瓦斯含量 （m3/t）
开采时 wc 残存 瓦斯含 瓦斯含
量
量
（m3/t （m3/t
）
）
开采 M12 煤时各煤 层瓦斯含量 （m3/t）
开采时 wc 残存 瓦斯含 瓦斯含
量
量
（m3/t （m3/t
）
）
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