1.3地質(zhì)構(gòu)造特征

區(qū)內(nèi)出露地層由老至新依次為上三疊統(tǒng)須家河組（T₃xj）和中下侏羅統(tǒng)自流井組（J_1-2zl）及第四系（Q）。

本區(qū)須家河組為煤巖系。為湖沼相深灰色泥巖，粉沙巖、黑色炭質(zhì)泥巖、灰色長石石英砂巖等，偶夾薄煤層及透鏡狀菱鐵礦。與下伏三疊系中統(tǒng)雷口坡組假整合接觸。分布于本礦以南，按巖性及含煤性，分六段，在礦界范圍內(nèi)僅出露該組頂部第六段，零星分布于王家橋、雙石橋谷地。該礦主采煤層賦存于須家河組第五段，該段厚約124m具有三層結(jié)構(gòu)：上部為深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖，夾黑色炭質(zhì)泥巖及粉沙巖，頂部含可采煤層一層，既K₇煤層，俗稱高炭，系本區(qū)主采煤層。厚約23m。中部為厚層狀細粒富巖屑砂巖。厚約37m。下部為深灰色泥巖夾粉沙巖及泥灰?guī)r，底部夾巖質(zhì)泥巖及煤線，含菱鐵礦結(jié)核。厚約64m。礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬新華夏系西緣部位的四川盆地西部川西拗陷的龍泉山斷褶束。地層走向北北東，傾向北西西，傾角2～3°,為一單斜構(gòu)造，在礦區(qū)東側(cè)330m有一南北走向斷裂F₃，西側(cè)500m有一南北走向斷裂F₄，均在礦區(qū)范圍之外。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)破壞性斷層，地質(zhì)構(gòu)造簡單。

1.4煤層及煤質(zhì)

1.4.1煤層分布及厚度

本礦所采K₇煤層傾角2～3°位于須家河組第五段頂部，俗稱高炭?？刹煞秶鷥?nèi)的煤層最大厚度為1.4m平均厚度1.2m左右,采高1.2m。該煤層為復合煤層，含夾矸3層，剔出矸石后可采煤層平均有益厚度0.7m，煤層傾角2～3°。K₇煤層結(jié)構(gòu)見煤層特征表表1-2。

表1-2 煤層特征表

含煤地層

煤層編號

煤層厚度

煤層傾角

煤層結(jié)構(gòu)

可采性穩(wěn)定性

相對密度（t/m³）

頂?shù)装寮皫r性

最大（m）

最?。╩）

最大（°）

最?。ā悖?o:p>

夾矸層數(shù)

夾矸厚度

頂?shù)装?o:p>

巖性

T₃xj⁵

K₇

1.4

1.1

3

2

3

0.1～0.3

全區(qū)可采

1.4

淺灰色砂巖

炭質(zhì)泥巖砂巖

1.4.2煤質(zhì)特征

煤質(zhì)特征見煤質(zhì)特征表表1-3。

表1-3 煤質(zhì)特征表

含煤地層

煤層編號

水份

Mad(%)

灰份

Ad(%)

揮發(fā)份

Vdaf(%)

發(fā)熱量

(MJ/kg)

硫份

Sfd(%)

煤種

T₃xj⁵

K₇

1.12

64.21

16.88

23.4

0.14

1/3JM

1.4.3 煤層頂、底板

K₇煤層頂板為淺灰色砂巖,底板為黑灰色炭質(zhì)頁巖、深灰色砂巖～泥質(zhì)頁巖,頂?shù)装鍘r性較穩(wěn)定。

1.5礦井開拓與開采方式

1.5.1礦井開拓

礦井采用斜井開拓方式。

主斜井：井口標高＋507.11m，井底標高為＋354.2m；傾角29度，斜長317m。

風井：位于礦井西翼上部，井口標高+511m,井底標高為＋353.3m，傾角30度，斜長307m，作為回風、行人之用。

1.5.2巷道布置

主斜井落平后通過石門與井底車場溝通，再布置提升下山和回風行人下山至二水平，二水平沿走向布置底板巖石運輸大巷和煤層回風大巷，沿煤層傾向布置工作面運輸順槽和回風順槽分別與運輸大巷和回風大巷連通。

1.5.3采煤方法及采煤工藝：

采煤方法為傾斜長壁采煤法，俯斜開采；采煤工藝為采用DMB-50S割煤機掏槽，放炮落煤，人工攉煤，工作面的煤采用刮板運輸機運輸。

1.6礦井瓦斯及通風

1.6.1 礦井瓦斯

根據(jù)眉山市經(jīng)濟委員會關(guān)于四川汪洋能源股份有限公司等礦井2005年度瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復（眉經(jīng)〔2006〕151號）。四川省仁壽縣洪發(fā)煤業(yè)有限責任公司煤礦瓦斯等級為高瓦斯礦井，礦井絕對瓦斯涌出量為1.92 m³/min，相對瓦斯涌出量為10.51 m³/t，二氧化碳涌出量為1.07 m³/min。

1.6.2 礦井通風

礦井通風采用抽出式中央并列通風方式，兩臺主扇型號為4-72№16B，電動機功率55千瓦，風量為1200～1728 m³/min；風壓1509pa～1195pa。反風用主通風機型號YBF-№10（一臺），電機功率22kw。風量為930～570 m³/min，風壓為340pa～1400pa。

根據(jù)目前礦井一個掘進面，一個回采工作面，二個備用工作面，礦井總進風量為1260 m³/min。

2、礦井瓦斯抽放的可行性

2.1瓦斯抽放的必要性分析

隨著開采水平的延深和開采強度的增大，該礦的絕對瓦斯涌出量在不斷增。目前開采水平礦井瓦斯絕對瓦斯涌出量為1.92m³/min。雖然目前采煤工作面和掘進工作面的絕對瓦斯涌出量、全礦井的絕對瓦斯涌出量都沒有超過國家煤礦安全監(jiān)察局2004年頒布的《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條建立瓦斯抽放系統(tǒng)的最低指標：

A、一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m³/min或一個掘進工作面瓦斯涌出量大于3m³/min，用通風方法解決瓦斯有問題不合理的。

B、礦井絕對瓦斯涌出量達到以下條件的：

①大于或等于40m³/min；

②年產(chǎn)量1.0－1.5Mt的礦井，大于30m³/min；

③年產(chǎn)量0.6－1.0Mt的礦井，大于25m3/min；

④年產(chǎn)量0.4－0.6Mt的礦井，大于20m3/min；

⑤年產(chǎn)量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15m3/min。

C、開采有煤與瓦斯突出危險煤層的。

但是，該礦目前采掘工作面瓦斯涌出異常情況時有發(fā)生，導致在采掘過程中瓦斯局部超限；根據(jù)《四川省煤礦瓦斯抽采技術(shù)暫行規(guī)定》，礦井相對瓦斯涌出量≥10m3/t.d，也應裝備瓦斯抽放。因此，從防治煤礦瓦斯災害的需要的角度考慮，該礦應該進行適當形式的瓦斯抽放。

2.2 瓦斯抽放的可行性

2.2.1 瓦斯來源分析　

根據(jù)四川省仁壽縣洪發(fā)煤業(yè)有限責任公司(大洪煤礦)提供的瓦斯資料分析，礦井可開采煤層為K₇煤層，瓦斯主要來源于煤層采掘工作面瓦斯涌出，掘進工作面瓦斯涌出及采空區(qū)瓦斯涌出。礦井開采煤層無鄰近煤層，礦井在巖巷掘進過程中，無瓦斯涌出。因此礦井瓦斯主要來源于本煤層。

2.2.2 瓦斯抽放的可行性

本煤層瓦斯抽放的可行性主要取決于煤層得自然透氣性，其評價指標有兩個：煤層的透氣性系數(shù)（λ）和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（α）。原煤炭工業(yè)部1997年頒布的《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》規(guī)定的開采煤層可行性評價標準見表2－1。

表2-1 開采層預抽瓦斯難易程度分類表

抽放難易程度

鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(d-1)

煤層透氣性系數(shù)

（m2/MPa2.d）

容易抽放

<0.003

>10

可以抽放

0.003-0.05

10-0.1

較難抽放

>0.05

<0.1

由于礦井的透氣性系數(shù)和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)均未測定。根據(jù)該地區(qū)其他礦井的情況，K₇煤層均屬于可以抽放煤層。而且根據(jù)當前的施工和抽放技術(shù)狀況，可以采取適當加大鉆孔密度，或者在有條件的地點延長抽放時間的方式，來保證抽放效果。也可試驗應用高壓水射流擴孔、深孔控制預裂爆破等方法來進一步提高煤層的透氣性系數(shù)來保證抽放效果。

3 瓦斯抽放方法

3.1 抽放瓦斯方法選擇

3.1.1　選擇抽放瓦斯方法的原則　

選擇礦井瓦斯抽放方法應根據(jù)礦井煤層賦存條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)、瓦斯來源、巷道布置、開采方法等因素確定，并遵循以下原則：

（1）抽放瓦斯方法應適合煤層賦存狀況、巷道布置、地質(zhì)條件和開采技術(shù)條件。

（2）應根據(jù)礦井瓦斯涌出來源及涌出量構(gòu)成分析，有針對性地選擇抽放瓦斯方法，以提高瓦斯抽放效果。

（3）巷道布置在滿足瓦斯抽放的前提下，應盡可能利用生產(chǎn)巷道，以減少抽放工程量。

（4）選擇的抽放方法應有利于抽放巷道的布置和維護。

（5）選擇的抽放方法應有利于提高瓦斯抽放效果，降低瓦斯抽放成本。

（6）抽放方法應有利于鉆場、鉆孔的施工和抽放系統(tǒng)管網(wǎng)的布置，有利于增加鉆孔的抽放時間。

3．1．2抽放瓦斯方法選擇

根據(jù)該礦煤層賦存條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)、瓦斯來源、巷道布置、開采方法等因素考慮。該礦瓦斯抽放方法為以下兩種：（1）在工作面運輸巷向回風巷方向打順層鉆孔進行采前預抽、邊采邊抽；（2）在工作面運輸巷和回風巷掘進過程中采用邊掘邊抽的方法。

3.1.2.1煤巷掘進邊掘邊抽

該方法主要利用煤巷掘進動壓邊掘邊抽，主要解決局部煤巷掘進瓦斯問題。邊掘邊抽采用鉆場抽放。

（1）、鉆場布置：在掘進煤巷兩幫各一個鉆場,鉆場的規(guī)格應根據(jù)巷幫瓦斯抽放鉆孔布置的要求，使用鉆機的外型尺寸及鉆桿長度而定。鉆場為一寬3m，高2m，深3米的一個硐室。

（2）鉆孔布置：每個鉆場內(nèi)布置2個抽放鉆孔，鉆孔深度為60m，鉆場內(nèi)第一個鉆孔終孔點位于預計巷道輪廓線外2m，第二個鉆孔終孔點位于預計巷道輪廓線外4m的位置。

（3）相關(guān)參數(shù)

1)鉆場間距：50m。

2）孔口負壓：根據(jù)巷道高度及鉆孔與巷道見的平行距離確定。5870～50400pa；

3）封孔采用膨脹水泥，封孔長度為7～9m。

3.1.2.2回采工作面本煤層瓦斯抽放

本礦回采工作面抽放主要以預抽為主和邊采邊抽，一般分為傾向順層鉆孔抽放和走向順層鉆孔抽放。當采面布置出來后，形成了獨立的通風系統(tǒng)，就應該抓緊打抽放鉆孔，盡快形成抽放系統(tǒng)，進行采面瓦斯預抽工作。只有當采面預抽至少達三個月后，才可開始回采工作。隨著回采工作的進行，還要進行邊采邊抽。當工作面推到靠近抽放鉆孔（距3---5m左右），發(fā)生了漏氣現(xiàn)象時（鉆孔內(nèi)瓦斯?jié)舛让黠@下降而流量大增），才停止該孔的抽放工作，關(guān)閉該孔抽放管的閘門。

設(shè)計考慮到鉆孔施工的難易程度，抽放孔積水后對抽放效率的影響，巷道煤幫裂隙對封孔質(zhì)量的影響，進而影響抽放效果等因素，確定在采面運輸巷打上行鉆孔，抽放煤體瓦斯。鉆孔的終孔點距回風巷的距離不小于6—8m，且不大于采面斜長的三分之一。鉆孔間距暫定為6m，在生產(chǎn)中可根據(jù)鉆孔實際有效抽放半徑作適當調(diào)整。詳見瓦斯抽放布置圖。