鉴定单位:中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室 鉴定时间:2010年11月25日
报告名称: 贵州省仁怀市三元煤矿
煤与瓦斯突出危险性鉴定报告
批准：林柏泉 职务(职称) 教授
审核：李增华 职务(职称) 教授
审核：王恩元 职务(职称) 教授
鉴定人：翟成 职务(职称) 讲师
鉴定单位:中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室
鉴定时间:2010年11月25日
声明：
1、本鉴定报告无中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室
公章无效；
2、本鉴定报告化验结果只对所取煤样负责;
3、本报告无授权签字人签字无效；
4、如有异议请在15日内提出。
检测检验机构信息：
检测检验机构名称：中国矿业大学矿山开采与安全
教育部重点实验室
通讯地址：江苏省徐州市中国矿业大学院内
邮编：221008
联系人：翟成
电话：[1**********] 0516-83884401
鉴定人： 审核： 审核： 批准： 职 称： 职称： 职称： 职称：
目 录
1前言 ............................................................................................................... 1
1.1 鉴定的目的及意义 ................................................................................................................... 1
1.2 鉴定方法及鉴定范围 . ............................................................................................................... 1
1.3 鉴定依据.................................................................................................................................. 1
2矿井基本情况 ................................................................................................ 3
2.1 矿井井型、属性、范围、服务年限等 ....................................................................................... 3
2.1.1 矿区的位置、范围 . ............................................................................................................ 3
2.1.2 矿井的储量、服务年限 . ..................................................................................................... 3
2.2 矿山交通位置 .......................................................................................................................... 3
2.3 地形、地貌特征 . ...................................................................................................................... 5
2.4 地层、煤层、煤质 ................................................................................................................... 5
2.4.1 地层情况 ........................................................................................................................... 5
2.4.2 煤层赋存情况 .................................................................................................................... 6
2.4.3 煤质特征 ........................................................................................................................... 6
2.5 地质构造.................................................................................................................................. 7
2.6 开拓开采.................................................................................................................................. 7
2.7矿井通风、瓦斯概况 ................................................................................................................ 8
2.7.1 通风方式 ........................................................................................................................... 8
2.7.2 主要通风机性能参数 ......................................................................................................... 8
2.7.3 瓦斯情况 ........................................................................................................................... 8
3 煤层（基本参数）鉴定测定 . ........................................................................ 9
3.1 技术方案.................................................................................................................................. 9
3.2 煤层原始瓦斯压力测定 ............................................................................................................ 9
3.2.1 煤层瓦斯压力测定原理 . ..................................................................................................... 9
3.2.2 地质单元确定 .................................................................................................................... 9
3.2.3 测定选择 ........................................................................................................................... 9
3.2.4 测压钻孔施工技术 . ...........................................................................................................10
3.2.5 测压封孔技术 ................................................................................................................... 11
3.2.6 瓦斯压力测定结果 . ...........................................................................................................12
3.2.7 瓦斯压力的确定................................................................................................................17
3.3 实验室参数测定 . .....................................................................................................................18
3.3.1 煤的破坏类型 ...................................................................................................................18
3.3.2 煤的坚固性系数测定 ........................................................................................................18
3.3.3 煤样瓦斯放散初速度△p 测定 ...........................................................................................21
3.4 鉴定（基本）参数测定结果及准确性分析 ...............................................................................23
4煤层突出危险性鉴定 ................................................................................... 24
5鉴定结论与建议........................................................................................... 25
5.1 鉴定结论.................................................................................................................................25
5.2 建议........................................................................................................................................25
1前言
1.1 鉴定的目的及意义
煤与瓦斯突出（以下简称突出）是煤矿井下采煤过程中发生的一种煤与瓦斯的突然运动。这是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象。它能在很短的时间（几秒钟到几分钟）内，使采掘工作面的煤壁遭到破坏，并从煤壁内部突然向巷道或采掘空间喷出大量的煤和瓦斯，充填巷道，在煤体中形成某种特殊形状的孔洞，喷出煤和瓦斯时伴随着强大的冲击力，能摧毁巷道设施，破坏通风系统甚至使风流逆转，并可能造成瓦斯窒息、爆炸和煤流埋人等事故。煤与瓦斯突出是威胁煤矿尤其是开采深度较大矿井安全的重要灾害之一，近年来随着我国矿井开采深度的加大，我国成为煤与瓦斯突出事故多发国家。因此做好煤与瓦斯突出矿井的鉴定工作，对规范矿井生产，保证生产安全有着十分重要的意义。
三元煤矿隶属贵州省仁怀市，鉴定目的是确三元煤矿的突出危险性，规范安全生产。
1.2 鉴定方法及鉴定范围
突出矿井鉴定方法主要有两种：一种是在矿井开采过程中出现矿井动力现象后，依据发生动力现象的现场情况进行判断，如抛出的煤炭是否有分选性，抛出物的堆积角是否小于自然堆积角，是否存在突出孔洞及孔洞的形状，发生动力现象期间的吨煤瓦斯涌出量大小，来确定动力现象是否属于突出，若是突出则该煤层鉴定为突出煤层；另一种方法是依据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》（AQ1024-2006）中的规定，通过现场测定煤层瓦斯压力，取煤样观测煤的破坏类型，测定瓦斯放散初速度指标（ P ）和煤的坚固性系数（f ），可依据以上瓦斯参数是否超过《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》（AQ1024-2006）中的规定指标临界值，判断煤层是否具有潜在突出危险性。
根据三元煤矿目前的情况，本次突出鉴定采用后一种方法进行。
根据本矿的开采范围及目前巷道的揭露情况，确定本矿突出鉴定的范围为三元煤矿开采标高+620m～+780m之内的C12煤层。
1.3 鉴定依据
本次煤与瓦斯突出鉴定工作的法规依据主要有：
[1]《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》，AQ1024-2006；
[2]《煤矿安全规程》，国家煤矿安全监察局，2010年；
[3]《关于加强煤与瓦斯突出矿井鉴定工作的通知》（煤安监办[2005]11号），国家安全生产监督管理局；
⑷《防治煤与瓦斯突出规定》，国家安全生产监督管理总局，2009年；
[5]《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》，AQ/T1047-2007。
2矿井基本情况
2.1 矿井井型、属性、范围、服务年限等
2.1.1 矿区的位置、范围
三元煤矿矿区地理坐标为：东经106°15†23‡~106°16†00‡；北纬27°40†07‡~27°40†44‡。三元煤矿矿区范围由贵州省国土资源厅划定，根据《采矿许可证》，矿区范围由7个拐点圈定，井田走向长约1.08km ，倾斜宽0.55km ，面积0.5976km 2；拐点坐标为：
表2-1 三元煤矿拐点坐标
2.1.2 矿井的储量、服务年限
矿井设计可采储量87.048万吨，服务年限为6.9a 。现矿井规模为9万t/a。
2.2 矿山交通位置
仁怀市五马镇三元煤矿位于贵州省仁怀市西南部，属仁怀市管辖，地理坐标为东经106°15†23‡~106°16†00‡；北纬27°40†07‡~27°40†44‡。
矿井位于仁怀至五马公路旁南东侧，有乡村公路与209省道相通距离约0.5km ，距仁怀市24km ，距鸭溪电厂60km ，至金沙县城28km ，经五马、枫香到遵义99km ，交通较为方便，（详见交通位置图2-1）。
图2-1 交通位置图
2.3 地形、地貌特征
1．地形地貌
矿区位于贵州高原北部，属剥蚀型山地地貌。区内以山间盆地为主，地势南部高，北部低。矿区南部最高海拔为1100.0m ，最低处位于矿区北部，海拔为688.0m ，相对高差412.0m 。
2．气候及地震
本区气候温和、雨量充沛，属亚热带温湿气候，年均气温16.3℃，平均相对湿度78%，年平均降水量800～1000mm ，雨季多集中在4～9月，占全年降水量的75.3%，日最大降雨量100.1mm 。
据《中国地震动参数区划图（18306-2001）》，仁怀市地震基本烈度小于Ⅵ度，区域稳定性较好。
3．河流
根据区域水文资料，主要位于五马河流域的水文地质单元内，区域最低侵蚀基准面为矿区南面五马河。矿区东南面鱼箐沟最低海拨标高约660m ，可视为矿区当地最低侵蚀基准面。矿区地貌总体上为南高北低，由于受地质构造和切割的影响，地表水由东向西迳流，排泄于鱼箐沟（由南向北迳流）或岩溶洼地中，最后汇入五马河，属补给区。
4．人文经济
矿区内居民主要从事农业，少数从事商业、运输、采煤、采石等。粮食和经济作物主要有水稻、玉米等。
2.4 地层、煤层、煤质
2.4.1 地层情况
矿区内及附近出露的地层从老到新有二叠系中统茅口组（P 2m ）、二叠系上统龙潭组（P 3l ）、二叠系上统长兴组（P 3c ）、三叠系下统夜郎组（T 1y ）及第四系（Q ）。现将特征由老至新分述如下：
A 、二叠系中统茅口组（P 2m ）：分布于井田北东部，岩性浅灰、灰色厚层至块状粉晶灰岩、含生物碎屑灰岩，产腕足类、蜒类等生物化石。厚度大于100m 。
B 、二叠系上统龙潭组（P 31）：分布于井田中部，是本区的含煤地层。岩性由灰、灰黄色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、铝土质泥岩及煤层组成。共含煤9
层，其中稳定可采煤2层，分别为C 7和C 12煤层，局部可采煤层为C 5、C 10。可采煤层主要分布于含煤岩系的中部和下部。该组与下伏茅口呈假整合接触，厚度约94m 。
C 、二叠系上统长兴组（P 3c ）：分布于井田中部，岩性为灰、浅灰色中至厚层状含燧石团块灰岩、粉晶灰岩，顶部有一层黑色硅质层与杂色页岩互层，含腕足类、腹足类等化石。厚约55m 。
D 、三叠系下统夜郎组（T 1y ）：分布于井田南西部。岩性：下部为灰黄色、黄色钙质泥岩为主，中部为浅灰色、灰色灰岩，上部为紫红色、黄绿色钙质泥岩，夹粉砂质泥岩。厚度600m 左右。
E 、第四系（Q ）：分布在地势低洼和缓坡地带，为耕植土，黄粘土和碎石等。厚0～8m 。
2.4.2 煤层赋存情况
矿区内含煤地层从上到下有C7、C12二层为全区可采煤层。
① C 7煤层：产于龙潭组中部，上距二叠系上统长兴组（P3C ）底界为43—57m 。煤层中普遍含一层厚0.02～0.10m 的泥岩夹石。煤层顶板一般为粉砂岩，底板为泥岩及粉砂岩，含黄铁矿结核。煤层厚2.70～3.80m ，平均厚3.00m ，属稳定的半光亮型块壮无烟煤，是矿区的主采煤层之一，
② C 12煤层：位于龙潭组下部，上距C 7煤层25m 。煤层中局部含1～2层厚0.02m 的泥岩夹石，一般厚0.08m 。煤层顶板为黑色泥岩或深灰色粉砂岩，含植物化石；直接底板为深灰色泥岩，富含植物屑化石。煤层平均厚1.30m ，属稳定半暗淡型状无烟煤。矿井可采煤层特征详见下表：
表2-2 可采煤层特征表
2.4.3 煤质特征
C7煤层：为黑褐色，似金属光泽，细条带状、线理状，块状、碎块，贝壳状、参差状，为半暗至半亮型煤。
C12煤层：为褐色，半金属光泽，中至细条带状，块状，阶梯状，为半亮型煤。
根据《贵州省仁怀市五马镇三元煤矿矿产资源/储量核实报告》，煤质特征如表：
表2-3 煤质主要特征表
2.5 地质构造
矿区位于长岗向斜北西翼西端，地层倾向为220°～200°，倾角23°，为一单斜构造。矿区内断层、褶皱等构造发育。在井田东侧发育有一条断层（F 6），对井田东部边缘煤层开采影响尚未查明，有待进一步工作。F 6断层：见于井田东部，呈北西南东向展布，倾向南西，倾角60°，落差35m ，区内延长1200m ，为压复性逆断层。断层切割了P 2m 、P 31和P 3C 、T 1y 等地层。
2.6 开拓开采
矿区范围内煤层出露，根据在三元煤矿矿区地形的考察，矿区内有适宜斜井和平硐的条件。根据区内地形的特点，结合矿井现有实际开采情况，工业场地选择主要考虑以下几个因素：工业场地应选择在地势较为平坦，交通较为便利的地方；本矿井为技改扩能矿井，原有三元煤矿工业场地经改造后可以满足现矿井生产能力需求。煤层倾角平均在23°根据现场实地踏勘，具备平硐和斜井开拓的条件；井口及工业场地的选择应有利于开拓开采和工作面的接替；井口及工业广场的选择应考虑少占良田好土，少拆迁或者不拆迁村庄或房屋；工程地质较好的地段，节省初期投资和缩短建井工期。经现场踏勘设计根据地形地貌特点、工程地质条件及井下煤层赋存情况综合分析，可供选择的井口及工业场地为原有三元煤矿工业场地和田坝工业场地。
本矿井采用一条主平硐担负煤、矸石。材料、设备的运输，以及排水、铺设管线等任务；用一条进风行人井做进风和行人之用，用一条风井专作回风之用。因此井口数目为3个，主平硐位于矿区北部一平坦地带，主井和进风行人井平行布置，采用并列抽出式通风。采用平硐开拓，主平硐、行人平硐井口标高均为+735.0m，主平硐方位角为345°，坡度
为3‟。掘进360m 后布置轨道下山，进风行人平硐方位角为345°，坡度为3‟。掘进327m 后布置行人下山，回风平硐井口标高为+770.63m，方位角均为357°，坡度为3‟。利用原有的布置于C12煤层的一条巷道做回风上山，在主平硐尽头位置分别布置行人下山、回风下山和进风行人下山，三条下山均布置在C12号煤层底板中，距C12号煤层15m 布置，倾角23°。三条下山分别掘至+620.0m水平贯通并布置水仓、泵房，设计首先开采C12煤层做为C7煤层的保护层，主平硐铺设22kg 钢轨进行煤炭、矸石等材料的运输。行人平硐主要用于进风及行人。根据矿区煤层赋存情况和主平硐标高，矿井设置一个开采水平，水平标高为＋735m 。本矿井不布置大巷。
2.7矿井通风、瓦斯概况
2.7.1 通风方式
通风方式：并列式，采面独立进回风。
通风方法：矿井主要通风机的通风方法采用抽出式。回采工作面采用U 型通风方式，掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。
2.7.2 主要通风机性能参数
该矿主要通风机为BDK54-6-No13型防暴对旋轴流式通风机两台，一台运行，一台备用。风机配套电机功率2×22kw ，风量：18.5—28.8 m3/s；风压1621—566Pa 。
2.7.3 瓦斯情况
根据贵州省煤炭管理局文件黔煤行管字[2005]209号《对遵义市煤矿2005年度第一批矿井瓦斯等级鉴定的批复：三元煤矿绝对瓦斯涌出量为2.54m 3/min，相对瓦斯涌出量为20.48 m 3/t，2007年三元煤矿瓦斯等级鉴定批复为：矿井绝对瓦斯涌出2.49m 3/min，相对涌出量49.8m 3/t，该矿C7煤层已经发生过突出，该矿属煤与瓦斯突出矿井。
三元煤矿截至2010年10月25日， 矿井在采掘过程中未发生过一次符合《煤与瓦斯突出矿井鉴定范围》（AQ1024-2006）5.1.1中煤与瓦斯突出基本特征的瓦斯动力现象。
3 煤层（基本参数）鉴定测定
3.1 技术方案
根据三元煤矿实际，由鉴定人深入井下分析地质构造、煤层赋存条件、巷道掘进情况决定在三元煤矿标高+620mC12煤层行人下山及+620m C12煤层回风下山布置两个钻场测定煤层瓦斯压力如图3-2（详见附图），从测压钻孔中取煤样进行实验室试验测定参数，利用单项指标法进行判断。
3.2 煤层原始瓦斯压力测定
3.2.1 煤层瓦斯压力测定原理
煤层瓦斯压力测定的原理是向煤层打一钻孔，深入煤层内，通过钻孔在煤孔内布置一根瓦斯管与外界沟通，连上瓦斯压力表，封闭钻孔与外界的联系。此时，由于煤孔内的瓦斯已经向外放散，压力较低，煤孔周围的煤层中瓦斯向煤孔内运移，压力逐渐增高。由于煤孔周围的煤体体积远大于煤孔的空间体积，煤层内的吸附瓦斯量又比游离瓦斯量大得多，故经过一段时间的瓦斯渗流，煤孔内的瓦斯压力逐渐接近煤层的原始瓦斯压力，从外部的压力表上可以读出煤孔内的瓦斯压力值。
煤层瓦斯压力应按照国家安全生产行业标准《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/1047-2007）进行。
3.2.2 地质单元确定
根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》的要求，测压地点应按照不同的地质单元分别进行布置，每个地质单元内在每层走向和倾向方向分别布置3个以上测点。由于三元煤矿井田范围很小，可以按照两个地质单元考虑。为准确测定煤层瓦斯压力，使测出的压力值能够代表煤层的原始瓦斯压力，在该地质单元内，对所有可能进行测压的地点进行了筛选，要求测压地点应选在不受断层影响和裂隙小的地区。
3.2.3 测定选择
测定地点的分布和选择应能有效代表待鉴定采掘范围的煤层，每个地质单元内在走向和倾向方向布置4个测压点，根据三元煤矿的客观条件决定对标高+620m处C12煤层行人下山布置2个钻孔，及在标高+620m处C12煤层回风下山布置2个钻孔。测点有以下要求：
（1）测定地点应优先选择在石门或岩巷中，选择岩性致密的地点，且无断层、裂隙地质构造处布置测点，其瓦斯赋存状况要有代表性。
（2）测压钻孔应避开含水层、溶洞，保证测压钻孔与其距离不小于50m 。
（3）对于测定煤层原始瓦斯压力的测压钻孔应避开采动、瓦斯抽采及其它人为卸压影响范围，并保证测压钻孔与其距离不小于50m 。
（4）选择测压点应保证测压钻孔有足够的封孔深度。
根据测点要求，结合三元煤矿的现场实际条件，布置两个测压点，每个测压点由三元煤矿准备2×2×3m 的工作空间，保证机器和人员能够正常工作，测压孔的开孔位置距离煤层底板的直线距离不小于5m ，测压孔是经后岩层揭穿煤层，保证测定煤层瓦斯压力为原始压力。测压点所在钻场示意图如图3-1所示。每个钻孔实际参数见实际测压记录表。
钻场断面
3.2.4 测压钻孔施工技术
（1）测压钻孔的技术要求
由于施工测压钻孔周围岩石比较破碎，裂隙较多，为保证测到原始瓦斯压力，要求对测压钻孔周围岩层进行注浆处理，要求如下：
①．测压孔开孔用Ф110mm钻头钻进孔深2.3m ；
②．测压孔终孔直径为：Ф75mm；
③．孔口管采用Ф90×5mm无缝钢管加工而成，孔口管设计长为2m ，孔口管一头焊接与其配套的高压法兰盘。
④．设计孔口管耐压120Kg/cm2，封堵岩层底板裂隙注浆终压为120Kg/cm2。
（2）．瓦斯测压孔施工步骤：
①．由工程测量人员给出开孔位置及钻孔方向线
②．根据工程测量人员给定的线进行稳钻机，使钻杆的方位与钻孔方向线重合，使钻杆的仰角与钻孔设计仰角相等，然后固定好钻机，由工程测量人员验收钻机安装是否合格，
图3-1 钻场示意图
确保钻机安装合格。
③．钻机安装合格后，先用Ф110mm钻头钻进2.3m 深停，退出钻杆，扫净孔内岩粉，将孔口管送进孔内，孔口管外露长200～300mm 。
④．用水：灰＝0.75：1的灰浆与水玻璃一起注浆加固孔口管，水玻璃浓度采用38波美度的液体，灰浆：水玻璃＝1：0.5，注浆压力达60Kg/cm2，孔口管外不跑浆为止。
⑤．待孔口管加固的双液浆凝固8h 后，用Ф75mm钻头扫孔钻进2.3m 停，然后退出钻杆，用注浆机注水进行孔口管耐压试验，要求耐压120Kg/cm2，耐压稳定时间不小于30min 。耐压试验合格方可钻进，不合格则重新注浆加固，重新耐压试验，直至孔口管耐压试验合格。
⑥．孔口管耐压试验合格后，用Ф75mm钻头正常钻进，见到煤层即停，然后进行注单液浆封堵岩层裂隙。
⑦．注单液浆的浓度，先注稀浆后注浓浆，浆液水灰比为2:1、1.75:1、1.5：1、1.25:1、1:1、0.75:1等六个配比级别，最后注0.75：1的浓浆封孔，注浆终压达120kg/cm2或注5－6包水泥即可。
⑧．待水泥浆凝固8小时左右，用Ф75mm钻头扫孔钻进进入煤层1.0m~1.5m停钻，退出钻杆，即完成测压孔施工任务。 3.2.5 测压封孔技术
（1）到现场后，根据孔深的要求量取瓦斯管、水管和回浆测压管。 （2）准备毛巾，大小适当，以能封住孔为准；
（3）将带来的胶囊连接好手动试压泵打水，再次检查气密性；
（4）将回浆管往胶囊的一头拧好固定，根据孔深和胶囊长度一节一节地连接把胶囊送入孔内，一般回浆管留在孔外0.5～1m ，在将回浆管送入孔内的同时，将瓦斯管、水管和回浆测压管用卡接连接并用胶布固定其上；
（5）用手动试压泵往胶囊里打水，打到2.5MPa 左右即可； （6）往回浆测压管里打水，以便后来读回浆压力用；
（7）在水桶里混合聚氨酯，要适量混合，第一团棉纱适当大点，以聚氨酯有滴下状为宜，在聚氨酯还没充分反应之前，用钢管（最好是实心的，空心的前头可用棉纱堵上），将其捣入孔中，一般第一团距注浆管前头1.5m 为宜，然后混合第二团、第三团„直到离孔口0.5m 左右；
（8）一直注浆到回浆测压管压力为0.2～0.3MPa ，然后再注一分钟左右，即可停止注浆；
（10）封孔完毕，整理器具。
此次所采用封孔测压工艺示意图如图3-2所示。
图3-2 封孔测压工艺示意图
为了加速气体压力的上升，缩短测压时间，要向测压室充入高压氮气或二氧化碳气体。等压力稳定以后即可得到煤层瓦斯压力数值。
由于测定条件所限，本次测定未注入气体，采用被动式测压。 3.2.6 瓦斯压力测定结果
封孔后进行了现场观测，确认测压钻孔的测压设施在测压期间没有人为动过的痕迹。测定的瓦斯压力数据是可靠和准确的。测定数据如表3-1、3-2、3-3、3-4所示。
图3-3 钻场位置平面图
标高+620mC12煤层行人下山
图3-4 标高+620m C12 煤层行人下山钻孔布置示意图 表3-1标高+620m C12煤层行人下山位置瓦斯压力1#孔测定记录
矿 井：三元煤矿 煤层名称：C12煤层 测压地点：标高+620m C12煤层行人下山 测点大气压：0.100MPa 煤层厚度：1.5m 测压标高：+620m
开钻时间：10月14日 揭煤时间：10月15日 钻完时间：10月15日 封孔时间：10月15日
表3-2标高+620m C12 煤层行人下山位置瓦斯压力2#孔测定记录
矿 井：三元煤矿 煤层名称：C12煤层 测压地点：标高+620m C12煤层行人下山 测点大气压：0.100MPa 煤层厚度：1.5m 测压标高：+620m
开钻时间：10月15日 揭煤时间：10月16日 钻完时间：10月16日 封孔时间：10月16日
标高+620m C12煤层行人下山位置测压曲线如图3-5所示：
图3-5标高+620m C12煤层行人下山位置测压曲线
标高+620mC12煤层井底水仓
图3-7标高+620m C12煤层回风下山位置钻孔布置示意图 表3-3标高+620m C12煤层回风下山位置瓦斯压力1#孔测定记录
矿 井：三元煤矿 煤层名称：C12煤层 测压地点：标高+620m C12煤层回风下山 测点大气压：0.100MPa 煤层厚度：1.3m 测压标高：+620m
开钻时间：10月16日 揭煤时间：10月17日 钻完时间：10月17日 封孔时间：10月17日
表3-4标高+620m C12煤层回风下山位置瓦斯压力2#孔测定记录
矿 井：三元煤矿 煤层名称：C12煤层 测压地点：标高+620m C12煤层回风下山 测点大气压：0.100MPa 煤层厚度：1.3m 测压标高：+620m
开钻时间：10月17日 揭煤时间：10月18日 钻完时间：10月18日 封孔时间：10月18日
回风下山位置测压曲线如图3-8所示：
图3-8标高+620m C12煤层回风下山位置测压曲线
3.2.7 瓦斯压力的确定
将观测结果绘制在以时间（d ）为横坐标，瓦斯压力P （MPa ）为综坐标的坐标图上，
如图3-5、3-8所示，观测结果均在10d ，且瓦斯压力变化小于0.015MPa/d，测压工作可以结束，测压结束后打开压力表阀门发现钻孔均无水涌出，不需要进行修正。两个点四个孔发现标高+620mC12煤层行人下山位置1＃孔瓦斯压力最大，瓦斯相对压力为0.28 MPa。由于测定大气压力为0.100MPa ，所以认为确定直接测定法得到C12煤层的瓦斯压力为0.28MPa 。测定的瓦斯压力数据是可靠和准确的。
3.3 实验室参数测定
3.3.1 煤的破坏类型
在本次突出鉴定过程中，我们对三元煤矿C12煤层构造情况进行了观察，观察采用放大镜仔细观察。从取得的煤样看，根据新颁布的中华人民共和国安全生产行业标准AQ1024-2006即《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》对煤的破坏类型的规定，如表3-6，该C12煤层属于Ⅲ类煤。
3.3.2 煤的坚固性系数测定 （1）测定原理
煤的坚固性用坚固系数的大小来表达。本次测定采用常用的落锤破碎测定法，简称落
锤法。所测结果采用一种假定指标称为（A ）值。这个测定方法是建立在脆性材料破碎遵循面积力能说的基础上。这个学说是雷延智在1867年提出来的，他认为“破碎所消耗的功（A ）与破碎物料所增加的表面积的（△S ）的n 次方成正比”，即
A ∝(∆S )
n
(3-1)
实验表明，n 一般为1。以单位重量物料所增加的表面积而论，则表面积与粒子的直径D 成反比：
S ∝
D D
23
=
1
D (3-2)
设D q 与D k 分别表示物料破碎前后的平均尺寸，则面积就可以用下式表示：
⎛11⎫
⎪A =K - D D q ⎪⎝h ⎭
(3-3)
式中 i ——比例常数，与物料的强度（坚固性）有关。 上式可以写为：:
K =
AD q
i -1 (3-4)
式中 i = D q / D k ，i 称为破碎比，i >1。
从上式可知，当破碎功A 与破碎前的物料平均直径为一定值时，与物料坚固性有关的常数K 与破碎比有关，即破碎比i 越大，K 值越小，反之亦然。这样，物体的坚固性可以用破碎比来表达。 （2）仪器设备
1）JPT-2型架盘天平：Max = 200g，e = 0.2g；； 2）量筒：直径23mm ； 3）落锤；
4）分样筛：孔径0.5mm 。 （3） 测定步骤
（1）从煤样中选取块度为20～30 mm的小煤块分成5份，每份重50g ，各放在测筒内进行落锤破碎实验。测筒包括落锤（重2.4kg ），圆筒及捣臼组成。测料及量具如图3-10图示。
（2）将各份煤样依次倒入圆筒8及捣臼9内，落锤自距臼底600 mm高度自由下落，撞击煤样，每份煤样落锤1～5次，可由煤的坚固程度决定。
（3）5份煤样全部捣碎后，倒入0.5 mm 筛孔的筛子内，小于0.5 mm 的筛下物倒入直径23 mm的量筒内，测定粉末的高度h 。
落锤 量筒
图3-10硬度测定装置
（4）数据处理
试样的坚固性系数按下式求得：
f 20-30=20n h
(3-5)
式中f 20-30 —— 煤样粒度20～30 mm的坚固性系数测定值；
n —— 落锤撞击次数，次； h —— 量筒测定粉末的高度，mm 。
如果煤软，所取煤样粒度达不到20～30 mm时，可采取粒度1～3 mm煤样进行测定。并按下式进行换算：
当f 1-3>0.25时，
f 20-30=1. 57f 1-3-0. 14
(3-6)
当f 1-3≤0.25时，
f 20-30=f 1-3
(3-7)
式中f 1-3—煤样粒度1～3 mm的坚固系数测定值。
（5）测定结果
测定结果见表3-7。
表3-7 煤样的坚固性系数测定结果汇总表
根据上述测试结果，三元煤矿C12煤层的坚固性系数为1.13。 3.3.3 煤样瓦斯放散初速度△p 测定
煤的瓦斯放散初速度△p 也是预测煤与瓦斯突出危险性的指标之一，该指标反应了含瓦斯煤体放散瓦斯快慢的程度。△p 的大小与煤的瓦斯含量大小、孔隙结构和孔隙表面性质等有关。在煤与瓦斯突出的发展过程中，瓦斯的运动和破坏力，在很大程度上取决于含瓦斯煤体在破坏时瓦斯的解吸与放散能力。 （1）测试原理
在煤与瓦斯突出发生、发展过程中，就煤质自身而言，人们公认的观点只有两个因素：一是煤的强度。强度越大越不容易被破坏，对突出发展的阻力就越大，突出的危险性也就越小；相反，煤的强度越小越易被破坏，其阻力就越小，破碎所需的能量就越小，突出危险性也就越大。
图3-11 WT-1型瓦斯扩散速度测试系统
二是煤的放散瓦斯能力，在突出的最初一段时间内煤中所含的瓦斯放散出的越多，在突出过程中就越容易形成携带煤体运动的瓦斯流，其突出危险性也就越大；相反，如果煤中含有的瓦斯在短时间内放出的量很小，那么这种煤虽然含有大量瓦斯，但不易形成瓦斯流，其突出危险性也就越小。
煤的放散瓦斯能力可以用煤的瓦斯放散初速度（△p ）来描述，它是指在1个大气压下吸附后用mmHg 表示的45～60秒的瓦斯放散量p 2与0～10秒内放散量p 1的差值。煤的瓦斯放散初速度可以用WT-1型瓦斯扩散速度测试系统来测定，测试系统见图3-11。 （2）试样制备
1）在井下采集被鉴定煤层的煤样，并按煤层破坏结构分层采样，每一煤样重250克。煤样粉碎混合后，将符合粒度标准（0.2～0.25毫m ）的煤样混合均匀，称取煤样，每份重3.5克；潮湿煤样要自然晾干，除掉煤的外在水分。
2）旋下仪器的煤样瓶下部的紧固螺栓，装入煤样。为防止脱气和充气时煤尘飞入待测试煤样，必须在煤样上方放一块小棉团。装上煤样瓶后先用手扶正，再旋紧紧固螺栓。 （3）测试结果
三元煤矿C12煤层煤样的瓦斯放散初速度△p 的测定结果如表3-8所示。
表3-8 煤样的瓦斯放散初速度△p
根据上述结果，得到三元煤矿C12煤层煤样的瓦斯放散初速度，即△p ＝36.2。
3.4 鉴定（基本）参数测定结果及准确性分析
根据以上现场测定及实验室试验，得到三元煤矿C12煤层瓦斯基本参数结果如表3-9所示
表3-9 鉴定（基本）参数测定结果
鉴定基本参数测定过程中煤层瓦斯压力采用先进的胶囊粘液封孔器封孔，且钻孔经过密实钻孔及堵水处理，钻孔致密且封堵了水系，粘液压力较大，远远大于钻孔瓦斯压力，说明钻孔密封质量较好，且钻孔打开后放出干燥瓦斯气体，无水系影响，避免了去掉水静压修正的误差，故测得的瓦斯压力真实有效。
煤的瓦斯放散初速度△p 测定按照AQ1024-2006标准，采用WT-1型瓦斯扩散速度仪测定，测定两次误差在1mmHg 之内，符合规范要求，煤的坚固性系数测定按照标准进行，误差较小，符合规范要求。所有参数均科学有效。
4煤层突出危险性鉴定
鉴定以《突出矿井鉴定规范》为主要依据，即以实际发生动力现象或单项指标法为准，调查发现三元煤矿尚未发现符合《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》（AQ1024-2006）5.1.1煤与瓦斯突出基本特征的瓦斯动力现象，所以以单项指标法鉴定。
三元煤矿C12号煤层瓦斯基本参数结果及单项指标临界值比较如表4-1：
表4-1 鉴定（基本）参数测定结果及临界值比较
各单项指标中C12煤层的破坏类型属于Ⅱ类构造煤；瓦斯压力为0.28 MPa ，小于0.74MPa ；坚固性系数为1.13，大于0.5；瓦斯放散初速度为36.2，大于10。根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》(AQ1024-2006)第5条规定，只有全部指标达到或超过其临界值时方可划为突出煤层，煤层瓦斯压力较小，没有达到0.74MPa ，因此从单项指标来看，在鉴定范围(标高+620m～+780m之内)C12煤层无突出危险性。
5鉴定结论与建议
5.1 鉴定结论
根据以上研究，从单项指标判断，三元煤矿C12煤层在鉴定范围(标高+620m～+780m之内) 无突出危险。
5.2 建议
1）经过以上瓦斯参数和分析，在鉴定范围内，三元煤矿C12煤层无突出危险性。但在煤层巷道掘进过程中要加强瓦斯监测，做到“一炮三检”，杜绝瓦斯事故的发生。
2）建议矿井在今后的建设、生产过程中，加强矿井瓦斯地质工作，进一步探明煤层的瓦斯赋存情况和地质构造情况，密切关注煤层或软分层厚度的变化情况，以便在设计、施工中采取相应的防范措施。
3）当采掘水平继续向下延伸垂直深度超过50 m 时，应重新测定煤与瓦斯突出危险性参数并进行突出危险鉴定。
鉴定单位:中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室 鉴定时间:2010年11月25日
报告名称: 贵州省仁怀市三元煤矿
煤与瓦斯突出危险性鉴定报告
批准：林柏泉 职务(职称) 教授
审核：李增华 职务(职称) 教授
审核：王恩元 职务(职称) 教授
鉴定人：翟成 职务(职称) 讲师
鉴定单位:中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室
鉴定时间:2010年11月25日
声明：
1、本鉴定报告无中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室
公章无效；
2、本鉴定报告化验结果只对所取煤样负责;
3、本报告无授权签字人签字无效；
4、如有异议请在15日内提出。
检测检验机构信息：
检测检验机构名称：中国矿业大学矿山开采与安全
教育部重点实验室
通讯地址：江苏省徐州市中国矿业大学院内
邮编：221008
联系人：翟成
电话：[1**********] 0516-83884401
鉴定人： 审核： 审核： 批准： 职 称： 职称： 职称： 职称：
目 录
1前言 ............................................................................................................... 1
1.1 鉴定的目的及意义 ................................................................................................................... 1
1.2 鉴定方法及鉴定范围 . ............................................................................................................... 1
1.3 鉴定依据.................................................................................................................................. 1
2矿井基本情况 ................................................................................................ 3
2.1 矿井井型、属性、范围、服务年限等 ....................................................................................... 3
2.1.1 矿区的位置、范围 . ............................................................................................................ 3
2.1.2 矿井的储量、服务年限 . ..................................................................................................... 3
2.2 矿山交通位置 .......................................................................................................................... 3
2.3 地形、地貌特征 . ...................................................................................................................... 5
2.4 地层、煤层、煤质 ................................................................................................................... 5
2.4.1 地层情况 ........................................................................................................................... 5
2.4.2 煤层赋存情况 .................................................................................................................... 6
2.4.3 煤质特征 ........................................................................................................................... 6
2.5 地质构造.................................................................................................................................. 7
2.6 开拓开采.................................................................................................................................. 7
2.7矿井通风、瓦斯概况 ................................................................................................................ 8
2.7.1 通风方式 ........................................................................................................................... 8
2.7.2 主要通风机性能参数 ......................................................................................................... 8
2.7.3 瓦斯情况 ........................................................................................................................... 8
3 煤层（基本参数）鉴定测定 . ........................................................................ 9
3.1 技术方案.................................................................................................................................. 9
3.2 煤层原始瓦斯压力测定 ............................................................................................................ 9
3.2.1 煤层瓦斯压力测定原理 . ..................................................................................................... 9
3.2.2 地质单元确定 .................................................................................................................... 9
3.2.3 测定选择 ........................................................................................................................... 9
3.2.4 测压钻孔施工技术 . ...........................................................................................................10
3.2.5 测压封孔技术 ................................................................................................................... 11
3.2.6 瓦斯压力测定结果 . ...........................................................................................................12
3.2.7 瓦斯压力的确定................................................................................................................17
3.3 实验室参数测定 . .....................................................................................................................18
3.3.1 煤的破坏类型 ...................................................................................................................18
3.3.2 煤的坚固性系数测定 ........................................................................................................18
3.3.3 煤样瓦斯放散初速度△p 测定 ...........................................................................................21
3.4 鉴定（基本）参数测定结果及准确性分析 ...............................................................................23
4煤层突出危险性鉴定 ................................................................................... 24
5鉴定结论与建议........................................................................................... 25
5.1 鉴定结论.................................................................................................................................25
5.2 建议........................................................................................................................................25
1前言
1.1 鉴定的目的及意义
煤与瓦斯突出（以下简称突出）是煤矿井下采煤过程中发生的一种煤与瓦斯的突然运动。这是一种伴有声响和猛烈力能效应的动力现象。它能在很短的时间（几秒钟到几分钟）内，使采掘工作面的煤壁遭到破坏，并从煤壁内部突然向巷道或采掘空间喷出大量的煤和瓦斯，充填巷道，在煤体中形成某种特殊形状的孔洞，喷出煤和瓦斯时伴随着强大的冲击力，能摧毁巷道设施，破坏通风系统甚至使风流逆转，并可能造成瓦斯窒息、爆炸和煤流埋人等事故。煤与瓦斯突出是威胁煤矿尤其是开采深度较大矿井安全的重要灾害之一，近年来随着我国矿井开采深度的加大，我国成为煤与瓦斯突出事故多发国家。因此做好煤与瓦斯突出矿井的鉴定工作，对规范矿井生产，保证生产安全有着十分重要的意义。
三元煤矿隶属贵州省仁怀市，鉴定目的是确三元煤矿的突出危险性，规范安全生产。
1.2 鉴定方法及鉴定范围
突出矿井鉴定方法主要有两种：一种是在矿井开采过程中出现矿井动力现象后，依据发生动力现象的现场情况进行判断，如抛出的煤炭是否有分选性，抛出物的堆积角是否小于自然堆积角，是否存在突出孔洞及孔洞的形状，发生动力现象期间的吨煤瓦斯涌出量大小，来确定动力现象是否属于突出，若是突出则该煤层鉴定为突出煤层；另一种方法是依据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》（AQ1024-2006）中的规定，通过现场测定煤层瓦斯压力，取煤样观测煤的破坏类型，测定瓦斯放散初速度指标（ P ）和煤的坚固性系数（f ），可依据以上瓦斯参数是否超过《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》（AQ1024-2006）中的规定指标临界值，判断煤层是否具有潜在突出危险性。
根据三元煤矿目前的情况，本次突出鉴定采用后一种方法进行。
根据本矿的开采范围及目前巷道的揭露情况，确定本矿突出鉴定的范围为三元煤矿开采标高+620m～+780m之内的C12煤层。
1.3 鉴定依据
本次煤与瓦斯突出鉴定工作的法规依据主要有：
[1]《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》，AQ1024-2006；
[2]《煤矿安全规程》，国家煤矿安全监察局，2010年；
[3]《关于加强煤与瓦斯突出矿井鉴定工作的通知》（煤安监办[2005]11号），国家安全生产监督管理局；
⑷《防治煤与瓦斯突出规定》，国家安全生产监督管理总局，2009年；
[5]《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》，AQ/T1047-2007。
2矿井基本情况
2.1 矿井井型、属性、范围、服务年限等
2.1.1 矿区的位置、范围
三元煤矿矿区地理坐标为：东经106°15†23‡~106°16†00‡；北纬27°40†07‡~27°40†44‡。三元煤矿矿区范围由贵州省国土资源厅划定，根据《采矿许可证》，矿区范围由7个拐点圈定，井田走向长约1.08km ，倾斜宽0.55km ，面积0.5976km 2；拐点坐标为：
表2-1 三元煤矿拐点坐标
2.1.2 矿井的储量、服务年限
矿井设计可采储量87.048万吨，服务年限为6.9a 。现矿井规模为9万t/a。
2.2 矿山交通位置
仁怀市五马镇三元煤矿位于贵州省仁怀市西南部，属仁怀市管辖，地理坐标为东经106°15†23‡~106°16†00‡；北纬27°40†07‡~27°40†44‡。
矿井位于仁怀至五马公路旁南东侧，有乡村公路与209省道相通距离约0.5km ，距仁怀市24km ，距鸭溪电厂60km ，至金沙县城28km ，经五马、枫香到遵义99km ，交通较为方便，（详见交通位置图2-1）。
图2-1 交通位置图
2.3 地形、地貌特征
1．地形地貌
矿区位于贵州高原北部，属剥蚀型山地地貌。区内以山间盆地为主，地势南部高，北部低。矿区南部最高海拔为1100.0m ，最低处位于矿区北部，海拔为688.0m ，相对高差412.0m 。
2．气候及地震
本区气候温和、雨量充沛，属亚热带温湿气候，年均气温16.3℃，平均相对湿度78%，年平均降水量800～1000mm ，雨季多集中在4～9月，占全年降水量的75.3%，日最大降雨量100.1mm 。
据《中国地震动参数区划图（18306-2001）》，仁怀市地震基本烈度小于Ⅵ度，区域稳定性较好。
3．河流
根据区域水文资料，主要位于五马河流域的水文地质单元内，区域最低侵蚀基准面为矿区南面五马河。矿区东南面鱼箐沟最低海拨标高约660m ，可视为矿区当地最低侵蚀基准面。矿区地貌总体上为南高北低，由于受地质构造和切割的影响，地表水由东向西迳流，排泄于鱼箐沟（由南向北迳流）或岩溶洼地中，最后汇入五马河，属补给区。
4．人文经济
矿区内居民主要从事农业，少数从事商业、运输、采煤、采石等。粮食和经济作物主要有水稻、玉米等。
2.4 地层、煤层、煤质
2.4.1 地层情况
矿区内及附近出露的地层从老到新有二叠系中统茅口组（P 2m ）、二叠系上统龙潭组（P 3l ）、二叠系上统长兴组（P 3c ）、三叠系下统夜郎组（T 1y ）及第四系（Q ）。现将特征由老至新分述如下：
A 、二叠系中统茅口组（P 2m ）：分布于井田北东部，岩性浅灰、灰色厚层至块状粉晶灰岩、含生物碎屑灰岩，产腕足类、蜒类等生物化石。厚度大于100m 。
B 、二叠系上统龙潭组（P 31）：分布于井田中部，是本区的含煤地层。岩性由灰、灰黄色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、铝土质泥岩及煤层组成。共含煤9
层，其中稳定可采煤2层，分别为C 7和C 12煤层，局部可采煤层为C 5、C 10。可采煤层主要分布于含煤岩系的中部和下部。该组与下伏茅口呈假整合接触，厚度约94m 。
C 、二叠系上统长兴组（P 3c ）：分布于井田中部，岩性为灰、浅灰色中至厚层状含燧石团块灰岩、粉晶灰岩，顶部有一层黑色硅质层与杂色页岩互层，含腕足类、腹足类等化石。厚约55m 。
D 、三叠系下统夜郎组（T 1y ）：分布于井田南西部。岩性：下部为灰黄色、黄色钙质泥岩为主，中部为浅灰色、灰色灰岩，上部为紫红色、黄绿色钙质泥岩，夹粉砂质泥岩。厚度600m 左右。
E 、第四系（Q ）：分布在地势低洼和缓坡地带，为耕植土，黄粘土和碎石等。厚0～8m 。
2.4.2 煤层赋存情况
矿区内含煤地层从上到下有C7、C12二层为全区可采煤层。
① C 7煤层：产于龙潭组中部，上距二叠系上统长兴组（P3C ）底界为43—57m 。煤层中普遍含一层厚0.02～0.10m 的泥岩夹石。煤层顶板一般为粉砂岩，底板为泥岩及粉砂岩，含黄铁矿结核。煤层厚2.70～3.80m ，平均厚3.00m ，属稳定的半光亮型块壮无烟煤，是矿区的主采煤层之一，
② C 12煤层：位于龙潭组下部，上距C 7煤层25m 。煤层中局部含1～2层厚0.02m 的泥岩夹石，一般厚0.08m 。煤层顶板为黑色泥岩或深灰色粉砂岩，含植物化石；直接底板为深灰色泥岩，富含植物屑化石。煤层平均厚1.30m ，属稳定半暗淡型状无烟煤。矿井可采煤层特征详见下表：
表2-2 可采煤层特征表
2.4.3 煤质特征
C7煤层：为黑褐色，似金属光泽，细条带状、线理状，块状、碎块，贝壳状、参差状，为半暗至半亮型煤。
C12煤层：为褐色，半金属光泽，中至细条带状，块状，阶梯状，为半亮型煤。
根据《贵州省仁怀市五马镇三元煤矿矿产资源/储量核实报告》，煤质特征如表：
表2-3 煤质主要特征表
2.5 地质构造
矿区位于长岗向斜北西翼西端，地层倾向为220°～200°，倾角23°，为一单斜构造。矿区内断层、褶皱等构造发育。在井田东侧发育有一条断层（F 6），对井田东部边缘煤层开采影响尚未查明，有待进一步工作。F 6断层：见于井田东部，呈北西南东向展布，倾向南西，倾角60°，落差35m ，区内延长1200m ，为压复性逆断层。断层切割了P 2m 、P 31和P 3C 、T 1y 等地层。
2.6 开拓开采
矿区范围内煤层出露，根据在三元煤矿矿区地形的考察，矿区内有适宜斜井和平硐的条件。根据区内地形的特点，结合矿井现有实际开采情况，工业场地选择主要考虑以下几个因素：工业场地应选择在地势较为平坦，交通较为便利的地方；本矿井为技改扩能矿井，原有三元煤矿工业场地经改造后可以满足现矿井生产能力需求。煤层倾角平均在23°根据现场实地踏勘，具备平硐和斜井开拓的条件；井口及工业场地的选择应有利于开拓开采和工作面的接替；井口及工业广场的选择应考虑少占良田好土，少拆迁或者不拆迁村庄或房屋；工程地质较好的地段，节省初期投资和缩短建井工期。经现场踏勘设计根据地形地貌特点、工程地质条件及井下煤层赋存情况综合分析，可供选择的井口及工业场地为原有三元煤矿工业场地和田坝工业场地。
本矿井采用一条主平硐担负煤、矸石。材料、设备的运输，以及排水、铺设管线等任务；用一条进风行人井做进风和行人之用，用一条风井专作回风之用。因此井口数目为3个，主平硐位于矿区北部一平坦地带，主井和进风行人井平行布置，采用并列抽出式通风。采用平硐开拓，主平硐、行人平硐井口标高均为+735.0m，主平硐方位角为345°，坡度
为3‟。掘进360m 后布置轨道下山，进风行人平硐方位角为345°，坡度为3‟。掘进327m 后布置行人下山，回风平硐井口标高为+770.63m，方位角均为357°，坡度为3‟。利用原有的布置于C12煤层的一条巷道做回风上山，在主平硐尽头位置分别布置行人下山、回风下山和进风行人下山，三条下山均布置在C12号煤层底板中，距C12号煤层15m 布置，倾角23°。三条下山分别掘至+620.0m水平贯通并布置水仓、泵房，设计首先开采C12煤层做为C7煤层的保护层，主平硐铺设22kg 钢轨进行煤炭、矸石等材料的运输。行人平硐主要用于进风及行人。根据矿区煤层赋存情况和主平硐标高，矿井设置一个开采水平，水平标高为＋735m 。本矿井不布置大巷。
2.7矿井通风、瓦斯概况
2.7.1 通风方式
通风方式：并列式，采面独立进回风。
通风方法：矿井主要通风机的通风方法采用抽出式。回采工作面采用U 型通风方式，掘进工作面采用局部通风机接风筒压入式通风。
2.7.2 主要通风机性能参数
该矿主要通风机为BDK54-6-No13型防暴对旋轴流式通风机两台，一台运行，一台备用。风机配套电机功率2×22kw ，风量：18.5—28.8 m3/s；风压1621—566Pa 。
2.7.3 瓦斯情况
根据贵州省煤炭管理局文件黔煤行管字[2005]209号《对遵义市煤矿2005年度第一批矿井瓦斯等级鉴定的批复：三元煤矿绝对瓦斯涌出量为2.54m 3/min，相对瓦斯涌出量为20.48 m 3/t，2007年三元煤矿瓦斯等级鉴定批复为：矿井绝对瓦斯涌出2.49m 3/min，相对涌出量49.8m 3/t，该矿C7煤层已经发生过突出，该矿属煤与瓦斯突出矿井。
三元煤矿截至2010年10月25日， 矿井在采掘过程中未发生过一次符合《煤与瓦斯突出矿井鉴定范围》（AQ1024-2006）5.1.1中煤与瓦斯突出基本特征的瓦斯动力现象。
3 煤层（基本参数）鉴定测定
3.1 技术方案
根据三元煤矿实际，由鉴定人深入井下分析地质构造、煤层赋存条件、巷道掘进情况决定在三元煤矿标高+620mC12煤层行人下山及+620m C12煤层回风下山布置两个钻场测定煤层瓦斯压力如图3-2（详见附图），从测压钻孔中取煤样进行实验室试验测定参数，利用单项指标法进行判断。
3.2 煤层原始瓦斯压力测定
3.2.1 煤层瓦斯压力测定原理
煤层瓦斯压力测定的原理是向煤层打一钻孔，深入煤层内，通过钻孔在煤孔内布置一根瓦斯管与外界沟通，连上瓦斯压力表，封闭钻孔与外界的联系。此时，由于煤孔内的瓦斯已经向外放散，压力较低，煤孔周围的煤层中瓦斯向煤孔内运移，压力逐渐增高。由于煤孔周围的煤体体积远大于煤孔的空间体积，煤层内的吸附瓦斯量又比游离瓦斯量大得多，故经过一段时间的瓦斯渗流，煤孔内的瓦斯压力逐渐接近煤层的原始瓦斯压力，从外部的压力表上可以读出煤孔内的瓦斯压力值。
煤层瓦斯压力应按照国家安全生产行业标准《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》（AQ/1047-2007）进行。
3.2.2 地质单元确定
根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》的要求，测压地点应按照不同的地质单元分别进行布置，每个地质单元内在每层走向和倾向方向分别布置3个以上测点。由于三元煤矿井田范围很小，可以按照两个地质单元考虑。为准确测定煤层瓦斯压力，使测出的压力值能够代表煤层的原始瓦斯压力，在该地质单元内，对所有可能进行测压的地点进行了筛选，要求测压地点应选在不受断层影响和裂隙小的地区。
3.2.3 测定选择
测定地点的分布和选择应能有效代表待鉴定采掘范围的煤层，每个地质单元内在走向和倾向方向布置4个测压点，根据三元煤矿的客观条件决定对标高+620m处C12煤层行人下山布置2个钻孔，及在标高+620m处C12煤层回风下山布置2个钻孔。测点有以下要求：
（1）测定地点应优先选择在石门或岩巷中，选择岩性致密的地点，且无断层、裂隙地质构造处布置测点，其瓦斯赋存状况要有代表性。
（2）测压钻孔应避开含水层、溶洞，保证测压钻孔与其距离不小于50m 。
（3）对于测定煤层原始瓦斯压力的测压钻孔应避开采动、瓦斯抽采及其它人为卸压影响范围，并保证测压钻孔与其距离不小于50m 。
（4）选择测压点应保证测压钻孔有足够的封孔深度。
根据测点要求，结合三元煤矿的现场实际条件，布置两个测压点，每个测压点由三元煤矿准备2×2×3m 的工作空间，保证机器和人员能够正常工作，测压孔的开孔位置距离煤层底板的直线距离不小于5m ，测压孔是经后岩层揭穿煤层，保证测定煤层瓦斯压力为原始压力。测压点所在钻场示意图如图3-1所示。每个钻孔实际参数见实际测压记录表。
钻场断面
3.2.4 测压钻孔施工技术
（1）测压钻孔的技术要求
由于施工测压钻孔周围岩石比较破碎，裂隙较多，为保证测到原始瓦斯压力，要求对测压钻孔周围岩层进行注浆处理，要求如下：
①．测压孔开孔用Ф110mm钻头钻进孔深2.3m ；
②．测压孔终孔直径为：Ф75mm；
③．孔口管采用Ф90×5mm无缝钢管加工而成，孔口管设计长为2m ，孔口管一头焊接与其配套的高压法兰盘。
④．设计孔口管耐压120Kg/cm2，封堵岩层底板裂隙注浆终压为120Kg/cm2。
（2）．瓦斯测压孔施工步骤：
①．由工程测量人员给出开孔位置及钻孔方向线
②．根据工程测量人员给定的线进行稳钻机，使钻杆的方位与钻孔方向线重合，使钻杆的仰角与钻孔设计仰角相等，然后固定好钻机，由工程测量人员验收钻机安装是否合格，
图3-1 钻场示意图
确保钻机安装合格。
③．钻机安装合格后，先用Ф110mm钻头钻进2.3m 深停，退出钻杆，扫净孔内岩粉，将孔口管送进孔内，孔口管外露长200～300mm 。
④．用水：灰＝0.75：1的灰浆与水玻璃一起注浆加固孔口管，水玻璃浓度采用38波美度的液体，灰浆：水玻璃＝1：0.5，注浆压力达60Kg/cm2，孔口管外不跑浆为止。
⑤．待孔口管加固的双液浆凝固8h 后，用Ф75mm钻头扫孔钻进2.3m 停，然后退出钻杆，用注浆机注水进行孔口管耐压试验，要求耐压120Kg/cm2，耐压稳定时间不小于30min 。耐压试验合格方可钻进，不合格则重新注浆加固，重新耐压试验，直至孔口管耐压试验合格。
⑥．孔口管耐压试验合格后，用Ф75mm钻头正常钻进，见到煤层即停，然后进行注单液浆封堵岩层裂隙。
⑦．注单液浆的浓度，先注稀浆后注浓浆，浆液水灰比为2:1、1.75:1、1.5：1、1.25:1、1:1、0.75:1等六个配比级别，最后注0.75：1的浓浆封孔，注浆终压达120kg/cm2或注5－6包水泥即可。
⑧．待水泥浆凝固8小时左右，用Ф75mm钻头扫孔钻进进入煤层1.0m~1.5m停钻，退出钻杆，即完成测压孔施工任务。 3.2.5 测压封孔技术
（1）到现场后，根据孔深的要求量取瓦斯管、水管和回浆测压管。 （2）准备毛巾，大小适当，以能封住孔为准；
（3）将带来的胶囊连接好手动试压泵打水，再次检查气密性；
（4）将回浆管往胶囊的一头拧好固定，根据孔深和胶囊长度一节一节地连接把胶囊送入孔内，一般回浆管留在孔外0.5～1m ，在将回浆管送入孔内的同时，将瓦斯管、水管和回浆测压管用卡接连接并用胶布固定其上；
（5）用手动试压泵往胶囊里打水，打到2.5MPa 左右即可； （6）往回浆测压管里打水，以便后来读回浆压力用；
（7）在水桶里混合聚氨酯，要适量混合，第一团棉纱适当大点，以聚氨酯有滴下状为宜，在聚氨酯还没充分反应之前，用钢管（最好是实心的，空心的前头可用棉纱堵上），将其捣入孔中，一般第一团距注浆管前头1.5m 为宜，然后混合第二团、第三团„直到离孔口0.5m 左右；
（8）一直注浆到回浆测压管压力为0.2～0.3MPa ，然后再注一分钟左右，即可停止注浆；
（10）封孔完毕，整理器具。
此次所采用封孔测压工艺示意图如图3-2所示。
图3-2 封孔测压工艺示意图
为了加速气体压力的上升，缩短测压时间，要向测压室充入高压氮气或二氧化碳气体。等压力稳定以后即可得到煤层瓦斯压力数值。
由于测定条件所限，本次测定未注入气体，采用被动式测压。 3.2.6 瓦斯压力测定结果
封孔后进行了现场观测，确认测压钻孔的测压设施在测压期间没有人为动过的痕迹。测定的瓦斯压力数据是可靠和准确的。测定数据如表3-1、3-2、3-3、3-4所示。
图3-3 钻场位置平面图
标高+620mC12煤层行人下山
图3-4 标高+620m C12 煤层行人下山钻孔布置示意图 表3-1标高+620m C12煤层行人下山位置瓦斯压力1#孔测定记录
矿 井：三元煤矿 煤层名称：C12煤层 测压地点：标高+620m C12煤层行人下山 测点大气压：0.100MPa 煤层厚度：1.5m 测压标高：+620m
开钻时间：10月14日 揭煤时间：10月15日 钻完时间：10月15日 封孔时间：10月15日
表3-2标高+620m C12 煤层行人下山位置瓦斯压力2#孔测定记录
矿 井：三元煤矿 煤层名称：C12煤层 测压地点：标高+620m C12煤层行人下山 测点大气压：0.100MPa 煤层厚度：1.5m 测压标高：+620m
开钻时间：10月15日 揭煤时间：10月16日 钻完时间：10月16日 封孔时间：10月16日
标高+620m C12煤层行人下山位置测压曲线如图3-5所示：
图3-5标高+620m C12煤层行人下山位置测压曲线
标高+620mC12煤层井底水仓
图3-7标高+620m C12煤层回风下山位置钻孔布置示意图 表3-3标高+620m C12煤层回风下山位置瓦斯压力1#孔测定记录
矿 井：三元煤矿 煤层名称：C12煤层 测压地点：标高+620m C12煤层回风下山 测点大气压：0.100MPa 煤层厚度：1.3m 测压标高：+620m
开钻时间：10月16日 揭煤时间：10月17日 钻完时间：10月17日 封孔时间：10月17日
表3-4标高+620m C12煤层回风下山位置瓦斯压力2#孔测定记录
矿 井：三元煤矿 煤层名称：C12煤层 测压地点：标高+620m C12煤层回风下山 测点大气压：0.100MPa 煤层厚度：1.3m 测压标高：+620m
开钻时间：10月17日 揭煤时间：10月18日 钻完时间：10月18日 封孔时间：10月18日
回风下山位置测压曲线如图3-8所示：
图3-8标高+620m C12煤层回风下山位置测压曲线
3.2.7 瓦斯压力的确定
将观测结果绘制在以时间（d ）为横坐标，瓦斯压力P （MPa ）为综坐标的坐标图上，
如图3-5、3-8所示，观测结果均在10d ，且瓦斯压力变化小于0.015MPa/d，测压工作可以结束，测压结束后打开压力表阀门发现钻孔均无水涌出，不需要进行修正。两个点四个孔发现标高+620mC12煤层行人下山位置1＃孔瓦斯压力最大，瓦斯相对压力为0.28 MPa。由于测定大气压力为0.100MPa ，所以认为确定直接测定法得到C12煤层的瓦斯压力为0.28MPa 。测定的瓦斯压力数据是可靠和准确的。
3.3 实验室参数测定
3.3.1 煤的破坏类型
在本次突出鉴定过程中，我们对三元煤矿C12煤层构造情况进行了观察，观察采用放大镜仔细观察。从取得的煤样看，根据新颁布的中华人民共和国安全生产行业标准AQ1024-2006即《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》对煤的破坏类型的规定，如表3-6，该C12煤层属于Ⅲ类煤。
3.3.2 煤的坚固性系数测定 （1）测定原理
煤的坚固性用坚固系数的大小来表达。本次测定采用常用的落锤破碎测定法，简称落
锤法。所测结果采用一种假定指标称为（A ）值。这个测定方法是建立在脆性材料破碎遵循面积力能说的基础上。这个学说是雷延智在1867年提出来的，他认为“破碎所消耗的功（A ）与破碎物料所增加的表面积的（△S ）的n 次方成正比”，即
A ∝(∆S )
n
(3-1)
实验表明，n 一般为1。以单位重量物料所增加的表面积而论，则表面积与粒子的直径D 成反比：
S ∝
D D
23
=
1
D (3-2)
设D q 与D k 分别表示物料破碎前后的平均尺寸，则面积就可以用下式表示：
⎛11⎫
⎪A =K - D D q ⎪⎝h ⎭
(3-3)
式中 i ——比例常数，与物料的强度（坚固性）有关。 上式可以写为：:
K =
AD q
i -1 (3-4)
式中 i = D q / D k ，i 称为破碎比，i >1。
从上式可知，当破碎功A 与破碎前的物料平均直径为一定值时，与物料坚固性有关的常数K 与破碎比有关，即破碎比i 越大，K 值越小，反之亦然。这样，物体的坚固性可以用破碎比来表达。 （2）仪器设备
1）JPT-2型架盘天平：Max = 200g，e = 0.2g；； 2）量筒：直径23mm ； 3）落锤；
4）分样筛：孔径0.5mm 。 （3） 测定步骤
（1）从煤样中选取块度为20～30 mm的小煤块分成5份，每份重50g ，各放在测筒内进行落锤破碎实验。测筒包括落锤（重2.4kg ），圆筒及捣臼组成。测料及量具如图3-10图示。
（2）将各份煤样依次倒入圆筒8及捣臼9内，落锤自距臼底600 mm高度自由下落，撞击煤样，每份煤样落锤1～5次，可由煤的坚固程度决定。
（3）5份煤样全部捣碎后，倒入0.5 mm 筛孔的筛子内，小于0.5 mm 的筛下物倒入直径23 mm的量筒内，测定粉末的高度h 。
落锤 量筒
图3-10硬度测定装置
（4）数据处理
试样的坚固性系数按下式求得：
f 20-30=20n h
(3-5)
式中f 20-30 —— 煤样粒度20～30 mm的坚固性系数测定值；
n —— 落锤撞击次数，次； h —— 量筒测定粉末的高度，mm 。
如果煤软，所取煤样粒度达不到20～30 mm时，可采取粒度1～3 mm煤样进行测定。并按下式进行换算：
当f 1-3>0.25时，
f 20-30=1. 57f 1-3-0. 14
(3-6)
当f 1-3≤0.25时，
f 20-30=f 1-3
(3-7)
式中f 1-3—煤样粒度1～3 mm的坚固系数测定值。
（5）测定结果
测定结果见表3-7。
表3-7 煤样的坚固性系数测定结果汇总表
根据上述测试结果，三元煤矿C12煤层的坚固性系数为1.13。 3.3.3 煤样瓦斯放散初速度△p 测定
煤的瓦斯放散初速度△p 也是预测煤与瓦斯突出危险性的指标之一，该指标反应了含瓦斯煤体放散瓦斯快慢的程度。△p 的大小与煤的瓦斯含量大小、孔隙结构和孔隙表面性质等有关。在煤与瓦斯突出的发展过程中，瓦斯的运动和破坏力，在很大程度上取决于含瓦斯煤体在破坏时瓦斯的解吸与放散能力。 （1）测试原理
在煤与瓦斯突出发生、发展过程中，就煤质自身而言，人们公认的观点只有两个因素：一是煤的强度。强度越大越不容易被破坏，对突出发展的阻力就越大，突出的危险性也就越小；相反，煤的强度越小越易被破坏，其阻力就越小，破碎所需的能量就越小，突出危险性也就越大。
图3-11 WT-1型瓦斯扩散速度测试系统
二是煤的放散瓦斯能力，在突出的最初一段时间内煤中所含的瓦斯放散出的越多，在突出过程中就越容易形成携带煤体运动的瓦斯流，其突出危险性也就越大；相反，如果煤中含有的瓦斯在短时间内放出的量很小，那么这种煤虽然含有大量瓦斯，但不易形成瓦斯流，其突出危险性也就越小。
煤的放散瓦斯能力可以用煤的瓦斯放散初速度（△p ）来描述，它是指在1个大气压下吸附后用mmHg 表示的45～60秒的瓦斯放散量p 2与0～10秒内放散量p 1的差值。煤的瓦斯放散初速度可以用WT-1型瓦斯扩散速度测试系统来测定，测试系统见图3-11。 （2）试样制备
1）在井下采集被鉴定煤层的煤样，并按煤层破坏结构分层采样，每一煤样重250克。煤样粉碎混合后，将符合粒度标准（0.2～0.25毫m ）的煤样混合均匀，称取煤样，每份重3.5克；潮湿煤样要自然晾干，除掉煤的外在水分。
2）旋下仪器的煤样瓶下部的紧固螺栓，装入煤样。为防止脱气和充气时煤尘飞入待测试煤样，必须在煤样上方放一块小棉团。装上煤样瓶后先用手扶正，再旋紧紧固螺栓。 （3）测试结果
三元煤矿C12煤层煤样的瓦斯放散初速度△p 的测定结果如表3-8所示。
表3-8 煤样的瓦斯放散初速度△p
根据上述结果，得到三元煤矿C12煤层煤样的瓦斯放散初速度，即△p ＝36.2。
3.4 鉴定（基本）参数测定结果及准确性分析
根据以上现场测定及实验室试验，得到三元煤矿C12煤层瓦斯基本参数结果如表3-9所示
表3-9 鉴定（基本）参数测定结果
鉴定基本参数测定过程中煤层瓦斯压力采用先进的胶囊粘液封孔器封孔，且钻孔经过密实钻孔及堵水处理，钻孔致密且封堵了水系，粘液压力较大，远远大于钻孔瓦斯压力，说明钻孔密封质量较好，且钻孔打开后放出干燥瓦斯气体，无水系影响，避免了去掉水静压修正的误差，故测得的瓦斯压力真实有效。
煤的瓦斯放散初速度△p 测定按照AQ1024-2006标准，采用WT-1型瓦斯扩散速度仪测定，测定两次误差在1mmHg 之内，符合规范要求，煤的坚固性系数测定按照标准进行，误差较小，符合规范要求。所有参数均科学有效。
4煤层突出危险性鉴定
鉴定以《突出矿井鉴定规范》为主要依据，即以实际发生动力现象或单项指标法为准，调查发现三元煤矿尚未发现符合《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》（AQ1024-2006）5.1.1煤与瓦斯突出基本特征的瓦斯动力现象，所以以单项指标法鉴定。
三元煤矿C12号煤层瓦斯基本参数结果及单项指标临界值比较如表4-1：
表4-1 鉴定（基本）参数测定结果及临界值比较
各单项指标中C12煤层的破坏类型属于Ⅱ类构造煤；瓦斯压力为0.28 MPa ，小于0.74MPa ；坚固性系数为1.13，大于0.5；瓦斯放散初速度为36.2，大于10。根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》(AQ1024-2006)第5条规定，只有全部指标达到或超过其临界值时方可划为突出煤层，煤层瓦斯压力较小，没有达到0.74MPa ，因此从单项指标来看，在鉴定范围(标高+620m～+780m之内)C12煤层无突出危险性。
5鉴定结论与建议
5.1 鉴定结论
根据以上研究，从单项指标判断，三元煤矿C12煤层在鉴定范围(标高+620m～+780m之内) 无突出危险。
5.2 建议
1）经过以上瓦斯参数和分析，在鉴定范围内，三元煤矿C12煤层无突出危险性。但在煤层巷道掘进过程中要加强瓦斯监测，做到“一炮三检”，杜绝瓦斯事故的发生。
2）建议矿井在今后的建设、生产过程中，加强矿井瓦斯地质工作，进一步探明煤层的瓦斯赋存情况和地质构造情况，密切关注煤层或软分层厚度的变化情况，以便在设计、施工中采取相应的防范措施。
3）当采掘水平继续向下延伸垂直深度超过50 m 时，应重新测定煤与瓦斯突出危险性参数并进行突出危险鉴定。