因资金问题停工,2002年初,原碾盘梁煤矿恢复建设,将碾盘梁煤矿划分为两个井建设,从原碾盘梁煤矿井田中部划分为两块,北部为一井,南部为二井,原碾盘梁煤矿的工业场地及井筒划在两矿的井田围之外。现为报废矿井。
碾盘梁煤矿一井围及周边,共调查分布有16处废弃小窑,其中井田北部有废弃小窑11处,在2-1下、2-2上以及3-1上煤层形成采空区,其中2-1下煤层废弃小窑1处,2-2
上
煤层废弃小窑7处,3-1上煤层废弃小窑3处;井田东部边界外部有废弃小窑5处,除
1处2-2上煤层废弃小窑采空区外,其余4处皆是3-1上煤层废弃小窑采空区;此外井田南部边界外部还有一处原碾盘梁煤矿旧井。废弃小窑及古巷道分布位置见采掘工程平面图。
(六)封闭不良钻孔
碾盘梁井田普、详勘探阶段,施工的钻孔封孔质量差,精查阶段未进行封孔检查,有数个钻孔有遗留钻具,开采时应予注意,同样在暴雨期注意井下涌水变化,有可能形成钻孔导水。建议开采前对封孔进行检查,采取再封孔措施。 (八)煤层系砂岩裂隙水
3-1上煤以侏罗系中下统组含水层第Ⅲ含水岩段砂岩水为矿井工作面顶板的主要充水水源。侏罗系中下统组含水层第Ⅲ含水岩段厚度为3.80~63.10m,平均厚度为29.30m。据井田南部的N5号孔抽水试验成果,单位涌水量q为0.00209L/s·m,渗透系数K为0.00538m/d,水位标高1368.56m。水质为Cl-·HCO3--K++Na+型,含孔隙裂隙潜水~承压水,富水性弱。由于地下水中矿化度及Cl-离子含量较高,说明该含水层运动缓慢,以静储量为主,加之含水层为弱富水性,从而限制了该含水层对矿井的充水量。因此,侏罗系中下统组含水层第Ⅲ含水岩段对3-1上煤层采空区充水量有限。
4-1煤设计采高6.1m,其导水裂缝带高度月91.5m。回采过程中其导水裂缝带可波及至上覆第Ⅱ段含水岩段(侏罗系中统~中下统组含水层)、第Ⅲ段含水岩段(2-2上煤层~4-1煤层上部)、上覆2-1下煤、2-2上煤及3-1上煤。
据上述介绍,第Ⅱ段含水岩段和第Ⅲ段含水岩段富水性弱,含水层运动缓慢,对4-1煤采空区充水量较小,其水害对4-1煤安全开采影响程度有限。
3-1上煤已回采完毕的采空区充水水源以顶板砂岩水为主,存在老空水,其积水量不大,对其下部4-1煤层开采影响程度有限。井田南部原碾盘梁煤矿存在2000多米报废巷
道,其具体边界位置、积水围及积水量已基本查明。
另外,4-1煤开采形成的导水裂缝带会波及到地表,潜水及地表水可能通过裂缝溃入井下。雨季应防纳林沟及地表采空区围形成洪流,溃入井下,影响矿井安全生产。
四、矿井瓦斯地质
(一)矿井瓦斯情况
矿井通风方式为中央并列式,通风方法为机械抽出式。主斜井、副斜井进风,回风斜井回风。回风斜井安装2台BD-Ⅱ-10-№24型防爆对旋轴流式通风机,一台工作、一台备用,配套电机功率2×132kW。
采煤工作面采用矿井全负压通风;掘进工作面采用局部通风机通风,通风方式为压入式,每个掘进工作面选用2台FBDY-№7.1型局部通风机,配套电机功率2×30kW。
该矿2016年7月装备了煤炭科学技术研究院生产的KJ83N型安全监测监控系统,并配备甲烷传感器16台(备用60台),一氧化碳传感器20台,配备瓦斯检查员4人,形成了瓦斯人工巡回检测和实时安全监测双重瓦斯防治系统。
通过测定,矿井总进风量为:6052m3/min,总回风量为:6264m3/min,矿井总回风CH4浓度为:0.06%,CO2浓度为:0.09%。矿井的绝对瓦斯涌出量为:3.55m3/min,相对瓦斯涌出量为:1.20m3/t;绝对二氧化碳涌出量为:5.64m3/min,相对二氧化碳涌出量为:1.91m3/t。
(二)矿井瓦斯等级鉴定情况
2011年、2012年、2013年和2014年,均由安科安全生产检测检验对该矿井的瓦斯等级进行了鉴定并出具了鉴定报告, 2011年鉴定结果为低瓦斯矿井,2012年、2013年和2014年鉴定结果为瓦斯矿井。
以上鉴定报告均由自治区煤炭工业局进行了审批,其中,2015年5月25日,自治区煤炭工业局以煤局字第【2015】106号文件《关于伊泰煤炭股份纳林庙二号井等81座煤矿2014年度瓦斯等级鉴定报告的批复》对鄂尔多斯81座地方井工煤矿(含该矿井,位于第10位)的瓦斯等级鉴定结果进行了审批,批准该矿井的瓦斯等级为瓦斯矿井。
(三)瓦斯富集区的瓦斯防治措施
任楼煤矿现行的瓦斯防治措施有:
1、建立防突与瓦斯预警体系;
2、严格执行瓦斯治理的十二字方针(先抽后采;监测监控;以风定产)和十六字体系(通风可靠;抽采达标;监控有效;管理到位);
3、建立抽采系统;
4、严格执行“一矿一策”“一面一策”。
五、煤层自燃倾向性及爆炸性
根据2013年安科安全生产检测检验《煤尘爆炸性、煤自燃倾向性安全检测检验报告》(安 X/MBR13/K-0169),采样地点在4-1煤层采煤工作面,样品中无矸石,经鉴定该煤层有煤尘爆炸性。(见附件1--鄂尔多斯市恒泰煤炭碾盘梁一井4-1煤层《煤尘爆炸性、煤自燃倾向性安全检测检验报告》)
根据2013年安科安全生产检测检验《煤尘爆炸性、煤自燃倾向性安全检测检验报告》(安 X/MBR13/K-0169),采样地点在4-1煤层采煤工作面,样品中无矸石,经鉴定4-1煤层煤属于Ⅰ级容易自燃。(见附件1--鄂尔多斯市恒泰煤炭碾盘梁一井4-1煤层《煤尘爆炸性、煤自燃倾向性安全检测检验报告》)
根据2016年市安元安全生产技术服务《开采煤层最短自然发火期及标志性气体确定检测检验报告》(BTAY-GRZRFH-2016-0075),采样地点在4-1#煤层采煤工作面,检测日期为2016年11月3日-12月30日。经实验确定: 该矿井4-1#煤层煤样的自然发火期为48天;一氧化碳气体在实验过程各阶段均出现,故一氧化碳不宜作为4-1#煤层标志性气体,在煤温达到106.9℃时出现乙烯(C2H4)气体,C2H4可作为4-1#煤层标志性气体。(见附件2--鄂尔多斯市恒泰煤炭4-1煤层《开采煤层最短自然发火期及标志性气体确定检测检验报告》) 工作面防灭火措施
本井田各煤层均有自燃发火的倾向,同时,回采工作面存在多种发火因素,矿井能否安全回采,防灭火是关键之一。所以,生产期间必须采取行之有效的综合防火措施。
本着预防为主的方针,设计考虑对煤层自然发火进行综合防治。本矿井煤层自燃倾向性等级为容易自燃,3-1上煤层采煤方法为长壁综采采煤法。此次设计确定采用注氮防灭火为和喷洒阻化剂的综合防灭火措施。井上下建立相应的防灭火系统和安全监测、监控系统。
1、建立预测预报体系
瓦斯检查员使用一氧化碳便携仪、红外测温仪检查工作面回风流、上隅角、支架间及采空区的CO和温度情况,每小班必须检查3次,并向通风调度汇报。
通防部在风巷回风流安设一氧化碳、温度传感器,实时监测回风流的一氧化碳、温度情况。
高冒点、抽采管路、抽采钻孔必须设置检查点且每天至少检查1次CO、CH4、温度情况,如有异常及时汇报。
为了更加准确监测、预报煤层自然发火,为防灭火提供科学依据,2012年矿井安装了JSG-7煤矿自然发火束管监测系统,矿井束管监测系统通过束管取样分析矿井采空区、密闭区、高冒区、巷道及其它地点的气体浓度,配合原有的人工定点取样、色谱定量分析,相互验证;大幅提升矿井防灭火工作的实时性和有效性。
2、随采随灌
从回风道延接注浆管路至风巷上隅角,每10m设置一个三通,并安装法兰盘,随着工作面的推进,逐步把法兰盘替换为花管,进行灌浆,要求如下:出口端伸入工作面向下2.5m;灌浆管路采用φ59mm铁管,管道出口端管路分别加工成φ10mm,间距10mm的花管,出口用0.5m×1m×1m笆片垛围严;
3、工作面注氮系统
在车场安设DM-400型膜分离制氮机,在机巷敷设1路直径2.5寸无缝钢管作为注氮管路,管路间隔30m分出三通再铺设一路2寸注氮管路,采用迈步式压茬注氮。
4、工作面喷洒阻化剂
对工作面留顶、底煤段喷洒喷洒JDAQ-MZH-1型阻燃剂(阻化剂与水的比例为1:9)。 5、矿井密闭墙排查及整改
进一步加强防治煤层自然发火管理,完善防治自然发火体系,杜绝煤层自然发火事故,我矿自2016年4月1日至9月25日开展防治煤层自然发火专项整治。并对我矿存在现有密闭墙氧气浓度大于8%的密闭墙进行堵漏和新建。
5、其他措施
工作面在过断层、破碎带期间必须保证必要的推进速度,推进度每月不得少于36m。过落差超过煤厚的断层必须提前50m对断层带采取注防火材料或注浆加固的措施,并跟顶或破顶回采。
采空区不留浮煤,浮煤清理干净。
两巷物料回收干净严禁遗留可燃性物料,锚梁网索支护的必须退锚。
工作面必须按设计选定的防火门位置构筑好防火门墙,并储备足够数量的封闭防火门的材料。
六、存在的问题和建议
(一)本井田北部小窑采空区积水,严重威胁矿井安全生产,目前我矿井田北部采掘工作面采用“钻探掩护,物探超前,钻探验证”的防治水方法,充分利用物探、钻探、化探等手段,采取地质预判、水质预警、物探加钻探以及巷探等手段加强其前期探查分析工作。
(二)本井田的地质钻孔封孔情况不明,尚须在生产中边掘边探。
(三)加强水文地质补充勘察工作,重点查明地下水动态、富水性、岩溶裂隙发育程度,注意对隐伏构造的勘察。
(四)完善矿井水害应急预案,认真落实各项规程规及规章制度,加强矿井防治水工作的宣传和安全培训工作。
(五)随着开采深度的增加,老塘水成为影响下伏及下临工作面正常采掘的主要水害,应按《煤矿防治水规定》要求提前进行探放。
(六)我矿存在注浆管路锈蚀、损坏及防灭火监测仪器仪表紧缺现象,需增加防灭火设备及仪器仪表的投入资金。
(七)加强近距离煤层组联合开采技术研究,煤与瓦斯突出和水害严重矿井的自燃煤层,对瓦斯、水、火等灾害要系统分析、综合研究。
(八)加大管理人员及职工的培训工作,提高管理人员及职工对近距离煤层组联合开采可能影响防火工作的认知程度,确保在生产中,统筹处理好瓦斯抽采、水害防治与防治煤层自燃之间的关系。