設(shè)計能力150KT年煤礦抽放設(shè)計說明

1、恒鼎公司富源縣大河村祥 達(dá) 煤 礦 抽 放 設(shè) 計說 明 書（設(shè)計能力150kt/a，擬建規(guī)模600kt/a）盤江煤電（集團(tuán)）煤礦設(shè)計研究院二零一零年二月恒鼎公司富源縣大河村祥 達(dá) 煤 礦 抽 放 設(shè) 計說 明 書（設(shè)計能力150kt/a，擬建規(guī)模600kt/a）總工程師： 院 長： 參 加 設(shè) 計 人 員 名 單設(shè)計人員姓名職 稱任 務(wù)簽 名黃 明工 程 師設(shè) 計周學(xué)勇高級工程師審 核陳偉才工 程 師審 核龔昌澤高級工程師審 核目 錄前 言.7第一章 礦井概述9第一節(jié) 礦井地理位置.9第二節(jié) 交通情況.9第三節(jié) 地形地貌.9第四節(jié) 氣象及氣候10第五節(jié) 地震10第六節(jié) 主要自然災(zāi)害11第二章

2、 安全條件14第一節(jié) 含隔水層水文地質(zhì)14第二節(jié) 斷層帶、構(gòu)造破碎帶水文地質(zhì)16第三節(jié) 水源、電源17第四節(jié) 煤層及煤質(zhì)17第五節(jié) 煤塵爆炸性、自燃發(fā)火傾向性、煤與瓦斯突出.20第三章 礦井開采概況21第一節(jié) 地質(zhì)資源量21第二節(jié) 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限22第三節(jié) 開拓方式22第四節(jié) 井筒布置22第四章 礦井瓦斯預(yù)測23第五章 抽放方法設(shè)計29第一節(jié) 瓦斯抽放必要性和可行性29第二節(jié) 瓦斯抽放方法選擇31第三節(jié) 回采工作面鉆孔抽放32第四節(jié) 掘進(jìn)工作面抽放.35第五節(jié) 采空區(qū)抽放.37第六節(jié) 抽放時間39第七節(jié) 留管抽放注意事項39第六章 瓦斯治理計算40第一節(jié) 瓦斯涌出量預(yù)計情況40第二節(jié) 采

3、掘期間的瓦斯治理預(yù)算40第七章 瓦斯抽放規(guī)模及設(shè)計范圍42第一節(jié) 可抽瓦斯量和抽放年限42第二節(jié) 瓦斯抽放規(guī)模45第三節(jié) 設(shè)計范圍45第八章 瓦斯抽放管路系統(tǒng)設(shè)計45第一節(jié) 瓦斯抽放管路敷設(shè)路線45第二節(jié) 瓦斯抽放管路選型46第九章 瓦斯抽放泵選型及驗證52第一節(jié) 瓦斯抽放泵選型52第二節(jié) 抽放管路及附屬設(shè)施的安裝61第三節(jié) 瓦斯管路的敷設(shè)及質(zhì)量61第四節(jié) 瓦斯抽放泵站要求62第十章 環(huán)境保護(hù)64第一節(jié) 抽放瓦斯工程對環(huán)境的影響64第二節(jié) 污染防治措施65第三節(jié) 抽放站綠化65第十一章 抽放瓦斯措施65第一節(jié) 鉆孔施工技術(shù)安全措施65第二節(jié) 瓦斯抽放組織管理68第三節(jié) 鉆機(jī)操作規(guī)程78第四節(jié)

4、抽放瓦斯觀測工操作規(guī)程.79第五節(jié) 抽放瓦斯泵司機(jī)作業(yè)操作規(guī)程81第六節(jié) 瓦斯抽放工職責(zé)84附件：1、抽放管網(wǎng)布置設(shè)計平面圖2、放水器設(shè)計圖3、分流器設(shè)計圖4、除渣器設(shè)計圖5、抽放系統(tǒng)彎頭設(shè)計圖6、抽放系統(tǒng)三通設(shè)計圖7、祥達(dá)煤礦抽放系統(tǒng)材料計劃表前 言祥達(dá)煤礦地處富源縣大河礦區(qū)，行政區(qū)劃屬于大河鄉(xiāng)白馬村委會。經(jīng)云南祥達(dá)建工集團(tuán)有限公司富源縣祥達(dá)煤礦礦界范圍變更后，礦區(qū)面積2.05km2，生產(chǎn)能力增擴(kuò)為15萬噸/年，擬建規(guī)模60萬噸/年。擬定開采深度為+1995m+1400m。祥達(dá)煤礦位于富源縣城南東131、距縣城直距約11km處，富源興義公路縱貫礦區(qū)西測，從瓦窯山及大河兩地均有簡易公路直達(dá)礦區(qū)

5、，約3 km，距大河洗煤廠約7km。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為150kt/a，礦井服務(wù)年限38.8a，其中：一10.9a，二水平27.9a。安全專篇設(shè)計礦井風(fēng)量為1956m3/min，選用bdk40615型對旋式軸流風(fēng)機(jī)，其技術(shù)特征為：風(fēng)量1651 m3/s，風(fēng)壓為981746pa。實際選用fbcdz-6-no19b型主要通風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率1852kw，風(fēng)量47.3105 m3/s，風(fēng)壓為9903740pa ，現(xiàn)場實際風(fēng)量礦井4400 m3/min、采煤工作面1321m3/min、掘進(jìn)工作面280m3/min根據(jù)安全專篇資料顯示，井田范圍內(nèi)m4+1#、m7#煤層最大瓦斯含量分別為10.18、10.71

6、m3/t煤，為了減輕工作面的通風(fēng)和安全壓力，貫徹執(zhí)行“應(yīng)抽盡抽、先抽后采、煤氣共采的原則，確保礦井安全生產(chǎn)，對祥達(dá)煤礦進(jìn)行礦井抽放方案設(shè)計。一、編制本設(shè)計的依據(jù)1、礦井開采設(shè)計手冊2、煤礦安全規(guī)程3、煤安監(jiān)司函綜合【2008】24號附件防治煤與瓦斯突出規(guī)定4、中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)gb 50471-2008煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計規(guī)范5、中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)aq 1027-2006煤礦瓦斯抽放規(guī)范6、中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)aq 1026-2006煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)7、祥達(dá)煤礦安全專篇8、祥達(dá)煤礦的通風(fēng)、生產(chǎn)、瓦斯地質(zhì)等相關(guān)資料。二、設(shè)計的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、礦井設(shè)計生產(chǎn)能力：1

7、50kt/a，規(guī)劃規(guī)模600kt/a，2、設(shè)計抽放瓦斯量：35.01m3/min三、存在問題及建議祥達(dá)煤礦在煤層瓦斯基本參數(shù)方面（煤層瓦斯壓力、煤層瓦斯含量、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)等）缺乏必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，今后的工作中要進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的測定和總結(jié)，為瓦斯抽放提供必要的科學(xué)依據(jù)。第一章 礦井概述第一節(jié) 礦井地理位置祥達(dá)煤礦地處富源縣大河礦區(qū)，地理座標(biāo)：東徑10419001042000；北緯253515253630，面積2.05 km2，煤礦北以拐點(diǎn)9、10連線為界；南以拐點(diǎn)1、2、3、4、5、6、7、8、13、14連線為界，東以拐點(diǎn)10、11、12、13連線為界；西以拐點(diǎn)8、9連線為界

8、。礦井走向長約2.33km，傾斜寬約0.541.68km，面積約2.05 km2。礦區(qū)拐點(diǎn)坐標(biāo)如下：拐點(diǎn)坐標(biāo)表格拐點(diǎn)xy拐點(diǎn)xy1283139335432523828323013543134622831895354324789283367435431354328326213543273910283367235432517428325073543195111283321035432525528325923543175312283275035433022628326853543154913283139435433016728323153543142614283143635432896礦區(qū)面積：2.

9、05km2開采深度：+1995m+1400m標(biāo)高第二節(jié) 交通情況祥達(dá)煤礦位于富源縣城南東131、距縣城直距約11km處，富源興義公路縱貫礦區(qū)西測，從瓦窯山及大河兩地均有簡易公路直達(dá)礦區(qū)，約3km，距大河洗煤廠約7km。交通較為便利。第三節(jié) 地形地貌礦區(qū)地貌屬低中山區(qū)，地形及地貌特征主要受制于地質(zhì)構(gòu)造?？傮w上，由兩個高低不同的山脊（梁）和兩個溝谷相間排列組成，山脊和溝谷的延展方向與地層走向基本一致，總體呈近南北向。山脊高地由下三疊統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組的泥灰?guī)r組成，其兩側(cè)陡坡為下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組砂頁巖及少量泥灰?guī)r組成，稍小山包定向排列相互連接構(gòu)成次級山脊或臺地，多為下三疊統(tǒng)卡以頭組砂頁巖組成，緩坡及低凹山腳主

10、要為上二疊統(tǒng)煤系地層組成。區(qū)內(nèi)地勢總體上東高西低，中部高、南北低。最高點(diǎn)位于鸚哥咀山峰，海拔2091.40m，最低處為硐山礦北的山溝，標(biāo)高約為1800m，相對高差291.40m。第四節(jié) 氣象及氣候礦區(qū)為北亞熱帶半濕潤氣候區(qū)，冬寒夏涼，據(jù)富源縣氣象站常年觀測統(tǒng)計資料：氣溫：最高氣溫34.9c，最低氣溫零下11c，年平均氣溫13.8c，無霜期240天。雨量：年平均雨量1093.7mm，其中雨季（510月）降雨量占全年降水量的86.5%。冬春干燥，夏秋多雨濕潤。風(fēng)向：主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)。區(qū)內(nèi)災(zāi)害性氣候頻繁，主要有霜凍、冰雹、干旱、洪澇、低溫等。第五節(jié) 地震 礦區(qū)內(nèi)無直接地震記錄資料。據(jù)歷史記載，鄰富源

11、城區(qū)200km范圍內(nèi)，曾先后于1537年、1833年和1856年發(fā)生過三次5級以上的破壞性地震。近十余年來，無破壞性地震也時有發(fā)生，僅1978年上半年就曾發(fā)生三次小地震（2月6日羅平27級，2月14日富源城北27級，6月10日富源北西31級）。富源被劃為地震裂度7度區(qū)。根據(jù)云建抗（1993）年44號文，區(qū)內(nèi)地震烈度按7度進(jìn)行設(shè)計。第六節(jié) 主要自然災(zāi)害一、地表水礦區(qū)內(nèi)無地表水系，僅礦區(qū)外西南有打羊溝和黑路山煤礦廣場溝谷有小溪，但水量很小，干旱時則干枯，是排泄地表水和地下水的主要渠道。從大的范圍上論述，礦區(qū)屬珠江水系。流經(jīng)礦區(qū)南側(cè)（直距2km）的大河（塊擇河上游），海拔1688m，匯集喜舊溪河后注

12、入南盤江。由于礦區(qū)內(nèi)周圍區(qū)地勢較高（1800m以上），各溝谷小溪流量受大氣降水量限制。二、小窯開采情況本礦井開采范圍屬大河礦區(qū)硐山礦區(qū)深部，淺部有硐山煤礦，南部有黑路上、黑沖煤礦開采，東部(二號井開采范圍淺部)老窯開采歷史較長。由于礦區(qū)內(nèi)因存在過去采煤時形成的采空區(qū)或老硐，由此，礦井必須對礦區(qū)內(nèi)的小窯、采空區(qū)以及積水情況等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，編制調(diào)查報告，并進(jìn)行填圖。切實掌握小窯開采情況，小窯采空區(qū)積水情況，要注意探放水工作，特別是在采空區(qū)或老硐附近采煤時，防止采空區(qū)積水及老硐積水的突然涌出。另外，還要注意在巷道中尚未查清的斷層、陷落柱可能切穿上下含水層對開采的影響。小窯主要開采煤層淺部，多被采空，

13、均有積水。總之，小窯水害直接威脅著礦井的安全生產(chǎn)。老窯開采歷史悠久，可能存在積水，為礦井間接充水因素，主要沿冒落裂隙滲入井下，對礦井有一定的水害威脅。因此、礦井在采掘期間必須堅持進(jìn)一步加強(qiáng)水文地質(zhì)工作，詳細(xì)進(jìn)行地表水、廢棄小窯、采空區(qū)的調(diào)查。開采過程中進(jìn)行礦井涌水量的實測和監(jiān)測，堅持 “預(yù)測預(yù)報、有掘必探、先探后掘、先治后采”的原則。同時必須堅持“有疑必停”的原則。另外，還要注意在巷道中尚未查清的斷層可能切穿上下含水層對開采的影響。三、煤層頂?shù)装蹇刹擅簩拥闹苯禹敯逡话銥槟鄮r、炭質(zhì)泥巖及含炭泥巖，厚度從0.03m至0.92m，一般為0.10m。頂板多為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖。底板以泥巖為主，其

14、次為炭質(zhì)泥巖，厚度小于1m。往下變?yōu)樯百|(zhì)泥巖并夾菱鐵巖。采煤時應(yīng)針對煤層頂?shù)装迩闆r采取相應(yīng)的防護(hù)措施。四、瓦斯m4+1#、m7#煤層最大瓦斯含量分別為10.18、10.71m3/t，瓦斯含量大于10m3/t，屬高級瓦斯區(qū)。在煤（巖）層傾角平緩的情況下，瓦斯含量隨深度的增加而增高?？赡軐?dǎo)致瓦斯積聚，瓦斯爆炸等瓦斯事故災(zāi)害。五、煤塵煤塵一旦發(fā)生爆炸，可能導(dǎo)致以下危害：1、對人體危害：塵肺病、皮膚病、慢性中毒。2、煤塵參與爆炸：使人身受到傷害、破壞設(shè)備、毀壞礦井設(shè)施。3、加速機(jī)械磨損，減少精密儀器使用時間。4、降低工作場所能見度，工傷事故增多。六、煤層自燃煤炭自燃事故可能造成如下災(zāi)害：1、影響生產(chǎn)。

15、2、燒毀設(shè)備和煤炭資源。3、引起瓦斯、煤塵爆炸事故。4、產(chǎn)生大量有毒有害氣體，引起工作人員中毒、窒息。5、封閉火區(qū)，凍結(jié)煤炭資源，撲滅火災(zāi)，造成人、財、物損失。七、煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出事故可能造成如下災(zāi)害：1、摧毀井下巷道設(shè)施。2、破壞通風(fēng)系統(tǒng)。3、造成瓦斯熏人及其爆炸事故。4、人員傷亡、財產(chǎn)損失，給煤礦安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅。八、水災(zāi)位于礦井東南部的二號井已開采淺部，區(qū)內(nèi)采煤歷史悠久，開采規(guī)模不大，深度一般為2030m，由于地表煤層露頭以斜井方式掘進(jìn)，沿煤層采煤為主，應(yīng)注意防范。一號井開采范圍內(nèi)，因埋藏深無老窯開采情況。由于該礦存在老窯積水，采掘期間可能造成以下危害：1、影響生產(chǎn)、威脅采掘

16、工作面及礦井安全。2、淹井傷人，造成財產(chǎn)損失。第二章 安全條件第一節(jié) 含隔水層水文地質(zhì)該礦水文地質(zhì)調(diào)查范圍適當(dāng)大于地質(zhì)填圖范圍，出露含（隔）水層組如下：永寧鎮(zhèn)裂隙溶洞水含水層（t1y）：出露厚度大于172.34m，鉆孔zk402首穿該層。巖性為鈣泥質(zhì)粉砂巖夾薄層灰?guī)r，孔深69.0m出現(xiàn)漏水，6號泉出露在永寧鎮(zhèn)組底界，流量3.31升/s，排泄該層地下水，為礦區(qū)內(nèi)最大泉水。f15斷層以西，該含水層分布于剝蝕堆積溝谷，接受地表水補(bǔ)給，于硐山村形成巖溶洼地。發(fā)育直徑2m的落水洞，集地表水流補(bǔ)給地下水。34號下降泉群流量較大，1.35升/s。該地層為礦區(qū)主要含水地層。飛仙關(guān)組第二、三段弱裂隙含水層（t1

17、f2+3）：厚274.36m。由粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖組成。比t1f1粒度相對較粗。出露位置高，受降雨補(bǔ)給，泉水流量不大。0.3490.018升/s。鉆孔揭露含水裂隙發(fā)育不深，未出現(xiàn)特殊水文地質(zhì)現(xiàn)象。對礦床充水無直接影響。飛仙關(guān)組第一段隔水層（t1f1）：厚99.58m。由粉砂巖、泥巖及少量細(xì)砂巖組成。據(jù)zk1002、zk1401巖性統(tǒng)計，泥巖、粉砂巖百分比很高，單層厚度大，鉆孔中含水裂隙發(fā)育不深，未出現(xiàn)特殊水文地質(zhì)現(xiàn)象，隔水性好?？ㄒ灶^組弱隙含水層（t1k）：厚132.55m，以粉砂巖為主，單層厚度大，次為細(xì)砂巖和泥巖。露頭區(qū)接受大氣降雨補(bǔ)給。泉水流量0.3740.014升/s。鉆進(jìn)中未出現(xiàn)特

18、殊水文地質(zhì)現(xiàn)象，孔內(nèi)含水裂隙欠發(fā)育，多為閉合裂隙。地表面裂隙率0.060.012。平均靜止水位標(biāo)高1889.19m?？ㄒ灶^組底至m1+1煤層底隔水層：為泥巖、粉砂巖及m1+1煤層等軟弱巖石組成，隔水性好，平均厚9.82m。長興組龍?zhí)督M弱裂隙含水層（p21+c）：含煤地層平均厚288.30m，其中m19煤以上厚220.58m。以泥巖為主，次為粉砂巖，細(xì)砂巖及煤層。泥巖厚度百分比達(dá)65.30%，細(xì)砂巖厚度百分比最高值僅為13.20%。泉水流量0.0910.014升/s，多以浸出形式出露。各個鉆孔均未出現(xiàn)特殊水文地質(zhì)現(xiàn)象，含水裂隙不甚發(fā)育，以閉合裂隙為主。平均靜止水位標(biāo)高1876.32m。礦區(qū)各含水

19、層均接受大氣降雨補(bǔ)給，以下降泉的形式于露頭的泉處排泄出來。據(jù)硐山、黑路山、黑沖三個生產(chǎn)礦井流量長觀資料，地下水動態(tài)變化受降雨控制，礦井最大流量出現(xiàn)在7月，最小流量出現(xiàn)在雨季到來之前的34月份。泉水流量也隨季節(jié)而變化。區(qū)內(nèi)降雨量雖然充沛，但因巖層滲透性差，且地形切割強(qiáng)烈，雨多以地表徑流形式排出區(qū)外，故礦區(qū)地下水不豐富，各含水層水力聯(lián)系不密切。第二節(jié) 斷層帶、構(gòu)造破碎帶水文地質(zhì)煤礦區(qū)地處大水溝營上斷裂（即f16斷裂）與龍?zhí)额^新街?jǐn)嗔眩磃18斷裂）夾持間之北段。主體構(gòu)造線由大水溝營上斷裂（f16）、龍?zhí)额^新街?jǐn)嗔眩╢18）、跑馬梁子背斜（b1）和鸚哥咀向斜（s1）組成，均呈近南北向展布。其它幾條斷

20、裂散落其中，組成勘區(qū)構(gòu)造骨架。地層走向大致與主體構(gòu)造線平行展布，地層傾角一般1030，且表現(xiàn)為南部地層傾角稍陡，2035間；北部地層傾角變緩為1015，屬緩中傾斜煤層，含煤地層沿走向、傾向的產(chǎn)狀有一定變化。綜上所述，勘探區(qū)內(nèi)構(gòu)造屬中等類型（第二類）。礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)褶曲1組（即b1、s1），大小斷裂8條，其中，地層斷距小于50m有6條（即f17、f52、f53、f54、f55、f78），地層斷距大于50m者2條（即f16、f18），該2條斷裂構(gòu)成礦區(qū)東西邊界；隱伏斷裂5條，其中造成煤層重復(fù)者2條，造成煤層缺失者3條。主要斷層有f15、f16、f18。1、f15斷層位于礦區(qū)邊界f16西側(cè)。南北向展布

21、，屬區(qū)域大斷裂之一部分，地表斷層跡線明顯，破碎帶寬15m，具有斷層崖，并見長10m、寬7m的小坡立谷。由于西盤相對下降，永寧鎮(zhèn)組與東盤的飛仙關(guān)組、卡以頭組及含煤地層直接接觸，斷層兩盤巖層富水性有明顯差異。95號點(diǎn)測得斷層以東地表水流經(jīng)斷層帶全部漏入地下。但本斷層遠(yuǎn)離儲量計算邊界，斷層及西盤永寧鎮(zhèn)裂隙溶洞水含水層對礦坑充水無影響。2、f16斷層位于f15東側(cè)平行展布，兩斷層間平距200m，夾持t1f、t1k、p21+c隔水層或弱含水地層。斷層破碎帶一般寬15m，但無泉水出露，兩盤柔性弱含水地層限制了斷層帶的富水性，斷層帶富水性等同于圍巖。3、f18斷層屬區(qū)域性大斷裂之一部分，為南北向展布陡傾斜之

22、壓扭性斷裂帶。斷距160240m，破碎帶明顯，一般寬1050m，尚保持正常地層層序。地表調(diào)查斷層帶無大的斷層泉出露，僅斷層帶旁側(cè)有一些位置較高的小泉水。斷層兩盤都為柔性弱含水地層，斷裂帶富水性等同于圍巖。f53、f54、f55為北東向展布的橫斷層，斷距2030m，未延伸到煤系地層。f17發(fā)生在p2、p2l及p2c地層中，距20m，破碎帶膠結(jié)緊密，對礦床水文地質(zhì)條件無影響。第三節(jié) 水源、電源一、水源本礦井生活用水取自附近的山泉水，生產(chǎn)用水取自沉淀處理后的井下水。二、電源電源從大河變電站架10kv輸電線至本礦，雙回路建設(shè)按富源雙回路總體規(guī)劃實施。第四節(jié) 煤層及煤質(zhì)一、含煤巖系本區(qū)含煤地層為晚二疊系

23、龍?zhí)都伴L興組，平均厚度288.65m。含煤地層中含煤層及煤線5055層，平均53層。煤層累計厚度24.6843.96m，平均33.73m，含煤系數(shù)8.914.1%，平均11.6%。其中，p2l1、p2l2、p2c的平均含煤系數(shù)分別為7.9%、18.1%、9.6%。二、可采煤層本區(qū)可采煤層共14層。其中，全區(qū)可采煤層8層（m2 、m3、m4+1、m7、m9、m13、m16、m19），大部可采煤層4層（m5、m10、m11、m15）局部可采2層（m2+1、m12）。現(xiàn)將礦區(qū)內(nèi)可采煤層分述如下：m2#煤層：厚0.862.17m，平均厚1.28m，含一層泥巖夾矸，頂、底板均為泥巖。m21#煤層：厚0.

24、331m，平均厚0.72m，單一結(jié)構(gòu)，頂、底板主要為粉砂巖。m3#煤層：厚0.751.82m，平均厚1.13m，含一層泥巖夾矸，頂、底板均為泥巖。m41#煤層：厚0.731.41m，平均厚1.15m，單一結(jié)構(gòu)，頂、底板均為泥質(zhì)粉砂巖。m5#煤層：厚0.21.15m，平均厚0.91m，單一結(jié)構(gòu)，頂板為泥質(zhì)粉砂巖、底板為粉砂巖。m7#煤層：厚1.683.65m，平均厚2.53m，含一層高嶺石泥巖夾矸，頂、底板一般為泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖。m9#煤層：厚1.072.34m，平均厚1.45m，含14層夾矸，頂、底板均為泥巖。m13#煤層：厚0.983.26m，平均厚1.96m，含一層高嶺石泥巖夾矸，頂板為

25、泥質(zhì)粉砂巖，底板泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、菱鐵巖。m16#煤層：厚0.931.41m，平均厚1.09m，單一結(jié)構(gòu)，頂板為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖，底板泥巖。煤層傾角1030。煤層特征表煤層編號煤厚（m）煤層平均間距（m）傾角（）煤層結(jié)構(gòu)頂 底板巖性最小最大頂?shù)灼骄鵰20.862.171030含1層夾矸泥巖泥巖1.28m210.3311030單一結(jié)構(gòu)主要為粉砂巖。主要為粉砂巖。0.7214.02m30.751.821030含1層夾矸泥巖泥巖1.1314.02m410.731.411030單一結(jié)構(gòu)泥質(zhì)粉砂巖泥質(zhì)粉砂巖1.1554.46m50.21.151030單一結(jié)構(gòu)泥質(zhì)粉砂巖粉砂巖0.91m71.683.6

26、51030含1層夾矸一般為泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖一般為泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖2.5320.9m91.072.341030含14層夾矸泥巖泥巖1.4519.46m130.983.261030含1層夾矸泥質(zhì)粉砂巖泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、菱鐵巖1.9637.2m160.931.411030單一結(jié)構(gòu)泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖泥巖1.09三、煤質(zhì)1、物理性質(zhì)和煤巖特征本區(qū)賦存中高揮發(fā)強(qiáng)粘結(jié)性煤類。頂部系氣煤、肥煤，下部為焦煤，中間幾乎為三分之一焦煤區(qū)，占可采煤層總厚度的68%。焦煤區(qū)完整分布在含煤地層下部，占可采煤層總厚度的32%?？刹擅簩用嘿|(zhì)以中灰煤為主，部份為富灰煤；屬中等、中高、高發(fā)熱量煤。2、煤質(zhì)特征煤質(zhì)特征見煤質(zhì)

27、特征表煤質(zhì)特征見表煤層號madadvdaffcad牌號m21.0730.2933.9945.46jm0.7818.1433.4153.89m2+11.0629.8732.846.320.7519.1431.8755.13m31.1334.3933.2443.230.6519.2132.8253.72m4+11.132631.6149.810.7214.9830.6758.09m50.9724.6831.3850.690.7215.2331.1257.74m71.1917.4631.6555.90.749.7730.6261.86m90.9419.5529.57560.7412.5729.561

28、.07m150.8421.7526.4457.670.6714.3724.9963.17m160.7318.5527.0758.940.5412.726.5663.690.5922.032558.18第五節(jié) 煤塵爆炸性、自燃發(fā)火傾向性、煤與瓦斯突出1、煤塵爆炸性本區(qū)未做煤塵爆炸試驗工作，且相鄰?fù)侯惖V區(qū)無煤塵爆炸試驗測試資料可類比。但根據(jù)煤質(zhì)分析結(jié)果，煤塵爆炸性指數(shù)均大于29%，最高達(dá)51.98%。從理論數(shù)值上看，兩項指標(biāo)均已大于煤塵爆炸無危險值的上限，個別點(diǎn)高達(dá)5倍，有爆炸性危險，在未進(jìn)行煤塵爆炸性鑒定前煤礦必須按煤塵有爆炸性危險性進(jìn)行管理。2、煤的自燃傾向性本井田地質(zhì)資料未做煤層自然發(fā)火傾

29、向?qū)嶒灅?，但地質(zhì)報告提出，根據(jù)小窯長期開采實踐以及現(xiàn)開采區(qū)調(diào)查等均未發(fā)現(xiàn)煤的自燃現(xiàn)象及火災(zāi)跡象。因此，安全專篇資料顯示本礦井煤層按無自然發(fā)火傾向設(shè)計。3、煤與瓦斯突出危險性：祥達(dá)煤礦相關(guān)資料中均未提及煤與瓦斯突出，也沒有實際煤層瓦斯含量、煤的結(jié)構(gòu)破壞類型、煤的瓦斯放散初速度、煤的堅固性系數(shù)、煤層瓦斯壓力、瓦斯地質(zhì)等資料等，無法預(yù)測煤與瓦斯突出，但在進(jìn)行礦井瓦斯含量預(yù)測時，礦井瓦斯含量較大，因此礦井在生產(chǎn)期間，必須對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測定收集。觀察是否出現(xiàn)煤與瓦斯突出預(yù)兆，一旦出現(xiàn)突出預(yù)兆，必須采取“四位一體”的綜合防突措施并請有資質(zhì)的單位進(jìn)行煤層突出危險性鑒定，以便于正常指導(dǎo)生產(chǎn)。第三章 礦井開采概

30、況第一節(jié) 地質(zhì)資源量一、資源儲量井田內(nèi)開采的煤層，埋藏深度12401900m，垂深為660m。一號井有工業(yè)儲量1071.9萬t，其中：一水平（1560m以上）302.7萬t；二水平（1440m以上）769.2萬t。礦井可采儲量為工業(yè)儲量減去永久煤柱（井筒、巷道、村莊、井田境界、斷層等）損失，以及開采損失后，可采儲量為815.6萬t，其中：一水平（1560m以上）244.5萬t；二水平（1440m以上）586.2萬t。第二節(jié) 礦井年產(chǎn)量及服務(wù)年限祥達(dá)煤礦礦井設(shè)計生產(chǎn)能力15萬t/a，根據(jù)安全專篇資料顯示，礦井服務(wù)年限38.8a，其中：一水平可采儲量229.3萬t，服務(wù)年限10.9a；二水平可采儲

31、量586.2萬t，服務(wù)年限27.9a；第三節(jié) 開拓方式根據(jù)本礦井地形地貌、煤層賦存條件，結(jié)合水文地質(zhì)條件簡單等特點(diǎn)，開拓方式采用斜井開拓。將礦井劃分為兩個塊段、兩個采區(qū)，布置兩對井開拓。選擇在礦井的西部、馬大灣村附近，作為一號井井口位置，開掘一組斜井(主斜井、副斜井、風(fēng)井)開采。根據(jù)井田煤層賦存情況及開采水平的儲量要求，一號井共劃分為二個水平開采：1560m水平為第一水平，1440m水平標(biāo)高為第二水平，階段垂高為120m；在一水平與回風(fēng)水平中部布置1560m中間水平開拓開采；回風(fēng)水平為1680m。按照盡量布置雙翼采區(qū)的原則，沿走向?qū)⒌V井劃分為一個采區(qū)，走向長約1.3km，傾斜寬約1.1km，面

32、積1.35km2。按水平及采區(qū)劃分順序，由上至下開采，采區(qū)內(nèi)各煤層按工作面斜長由上至下劃分為區(qū)段開采，上、下煤層之間，按二個區(qū)段依次交替開采。第四節(jié) 井筒布置礦井共有6個井筒，即主斜井、副斜井和風(fēng)井兩采區(qū)各一組。一、主斜井主斜井提煤、提矸、下放材料設(shè)備等并兼作進(jìn)風(fēng)井，井筒傾角25，直墻半圓錨噴支護(hù)。二、副斜井副斜井主要用于行人、消防、灑水管路的敷設(shè)，裝備下放人員的絞車。井筒傾角25，直墻半圓錨噴支護(hù)。三、風(fēng)井風(fēng)井，主要用于回風(fēng)，設(shè)引風(fēng)道安裝主扇。直墻半圓拱錨噴支護(hù)。表1-3-1井 筒 特 征 表 名 稱一號井二號井主斜井副斜井風(fēng)井主斜井副斜井風(fēng)井井口坐標(biāo)x2832854283288628328

33、85283319628319522831880y354312323543124335431302354329243543286435432804z180018021805183018351875井筒傾角（度）252525252525出井方位（度）256256256404040井筒斜長（m）至回風(fēng)水平28528829428至一水平5705734432至二水平850853224232至三水平438446支護(hù)材料錨噴支護(hù)錨噴支護(hù)錨噴支護(hù)錨噴支護(hù)錨噴支護(hù)錨噴支護(hù)凈斷面 （m2）5.85.85.855注：各井筒的表土層均采用砌碹支護(hù)。第四章 礦井瓦斯預(yù)測根據(jù)祥達(dá)煤礦安全專篇資料顯示，該礦m4+1、m7煤

34、層最大瓦斯含量分別為10.18、10.71m3/t。瓦斯含量大于10m3/t，屬高級瓦斯區(qū)。1、煤層瓦斯含量預(yù)算根據(jù)采礦工程設(shè)計手冊下，礦井抽放瓦斯部分瓦斯含量間接測定計算法對礦井各煤層瓦斯含量進(jìn)行預(yù)算：wh=wx+wy式中：wh煤層瓦斯含量，m3/twx煤的吸附瓦斯量m3/t wy游離瓦斯量，m3/tp實測瓦斯壓力，mpap=（2.0310.13）hh垂深，men溫度系數(shù)，（查表）e自然對數(shù)底；a-吸附常數(shù)，表示在給定的溫度下，單位質(zhì)量固體的表面飽和吸附氣體的氣體體積m3/t，一般為1555 m3/t。（可查表）a=2.4+0.21vrb吸附常數(shù)，mpa-1，一般為0.55 mpa-1（可查

35、表） b=1-0.004vrwf煤中水分，%af煤中灰分，%vr煤中揮發(fā)分，%fn煤的孔隙率，%（查表）煤的容重，t/m3（查表）ky相當(dāng)于煤層瓦斯壓力下的瓦斯壓縮系數(shù)（查表）t溫度，根據(jù)以上公式計算，礦井各煤層的瓦斯含量如下：煤層編號vdaf（%）wx（m3/t）wy（m3/t）wh（m3/t）殘存瓦斯（m3/t）m233.9913.51 3.03 16.55 3.76 m2132.813.90 2.76 16.66 3.85 m333.2412.87 3.00 15.87 3.85 m4131.6114.85 2.46 17.31 4.00 m531.3816.02 2.50 18.52

36、4.05 m731.6516.84 2.77 19.60 4.00 m929.5717.90 1.95 19.85 4.20 m1526.4418.42 0.60 19.01 4.58 m1627.0719.97 0.94 20.91 4.52 2、預(yù)計礦井采掘期間的瓦斯涌出量（1）預(yù)計回采期間的瓦斯涌出量qf=kwqc+qh+qs+qx式中：qf采煤時瓦斯涌出量，m3/tkw圍巖瓦斯涌出系數(shù)，一般取1.2qc采出煤中的瓦斯涌出量，m3/t qc=wh-wcwh鄰近層瓦斯含量，m3/t wc-鄰近層殘存瓦斯量，m3/t qh開采層由于回采率不高而產(chǎn)生的附加瓦斯涌出量，m3/t b考慮丟失在井下

37、煤中瓦斯涌出程度系數(shù)，取0.60.8c丟煤百分率。%qs頂板鄰近層及不可采夾矸泄出的瓦斯，m3/t l0階段斜長度，mh階段煤柱總長度，mms上部鄰近層的厚度，mm開采層的可采厚度，mbs鄰近層向開采層涌出瓦斯的程度系數(shù)，計算或查表qx底板鄰近層及不可采夾矸泄出的瓦斯，（m3/t） l0階段斜長度，mh階段煤柱總長度，mms下部鄰近層的厚度，mm開采層的可采厚度，mbx鄰近層向開采層涌出瓦斯的程度系數(shù)，計算或查表各煤層在回采期間的相對瓦斯涌出量計算結(jié)果表煤層號kwqc （m3/t）qh （m3/t）qs （m3/t）qx （m3/t）qf （m3/t）m21.212.792.48 05.522

38、3.35 m211.212.812.50 010.5228.39 m31.212.022.38 02.4819.28 m411.213.312.60 03.2421.81 m51.214.472.78 05.0625.20 m71.215.62.94 06.327.96 m91.215.652.98 07.9429.70 m151.214.432.85 01.3421.51 m161.216.393.14 05.5223.35 由于開采順序由上往下開采，所以未考慮上鄰近層瓦斯涌出量。（2）預(yù)計掘進(jìn)期間的瓦斯涌出量qj=qm+ql式中：qj掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量，m3/minqm掘進(jìn)煤壁瓦斯涌出量

39、，m3/min n暴露煤面?zhèn)€數(shù)，單巷掘進(jìn)時n=2m煤層厚度，mv平均掘進(jìn)速度，m/minqv煤壁瓦斯涌出初速度，m3/m2minqv=0.026（0.0004（vr）2+0.16）whvr煤的揮發(fā)分，%wh煤的瓦斯含量，m3/tl0巷道瓦斯涌出量達(dá)到最大穩(wěn)定值時的巷道長度，mql落煤瓦斯涌出量，（m3/min）ql=sv（wh-wc）s掘進(jìn)端頭見煤面積，m2煤的容重，t/m3wh煤的瓦斯含量，m3/twc煤層殘存瓦斯量，m3/t礦井各煤層掘進(jìn)期間的絕對瓦斯涌出量計算結(jié)果表煤層號qm（m3/min）ql（m3/min）qj（m3/min）m21.25 0.25 1.50 m210.67 0.14

40、 0.82 m31.02 0.21 1.24 m411.06 0.24 1.29 m50.89 0.20 1.09 m72.64 0.61 3.25 m91.39 0.35 1.74 m151.55 0.44 1.99 m160.98 0.28 1.26 為了考慮礦井的發(fā)展，本礦按年生產(chǎn)能力60萬噸進(jìn)行設(shè)計、年工作日330天計算，日生產(chǎn)量為1818.18噸，計劃有1個綜采工作面、5個炮掘工作面同掘進(jìn)（其中3各同時生產(chǎn)、2個進(jìn)行抽放），計劃每個炮掘工作面月推進(jìn)度120m，巷道掘進(jìn)寬度4 m、煤容重1.45計算,掘進(jìn)期間相對瓦斯涌出量見下表：掘進(jìn)期間相對瓦斯涌出量計算表煤層號煤層平均厚度（m）單巷

41、掘進(jìn)工作面日產(chǎn)量（t）相對瓦斯涌出量（m3/t）m21.2829.7072.96m210.7216.7070.27m31.1326.2267.85m411.1526.6869.89m50.9121.1174.36m72.5358.7079.76m91.4533.6474.68m151.9645.4763.14m161.0925.2971.613、采空區(qū)瓦斯涌出量計算：qk=k（qc+qj）式中：qk采空區(qū)瓦斯涌出量，m3/tk采空區(qū)瓦斯涌出系數(shù)，一般為0.150.25qc采出煤的瓦斯涌出量，m3/t qj掘進(jìn)煤的瓦斯涌出量，m3/t各煤層回采期間采空區(qū)瓦斯涌出量計算結(jié)果如下為了考慮礦井的發(fā)展，

42、本礦按年生產(chǎn)能力60萬噸進(jìn)行設(shè)計、年工作日330天計算，礦井日生產(chǎn)量為1818.18噸，計劃有1個綜采工作面3個掘進(jìn)工作面同時生產(chǎn)。各煤層回采期間采空區(qū)瓦斯涌出量計算表煤層號kqc（m3/t）qj（m3/t）qk（m3/t）qk（m3/min）m20.1523.3572.9614.45 11.63 m210.1528.3970.2714.80 11.83 m30.1519.2867.8513.07 10.50 m410.1521.8169.8913.76 11.06 m50.1525.274.3614.93 11.97 m70.1527.9679.7616.16 13.22 m90.1529.

43、774.6815.66 12.63 m150.1521.5163.1412.70 10.31 m160.1523.3571.6114.24 11.44 4、各煤層采掘期間的礦井瓦斯涌出量計算（按照1個回采工作面和3個煤巷掘進(jìn)同時生產(chǎn)計算）式中：qk礦井相對瓦斯涌出量，m3/tqai各采煤工作面瓦斯涌出量總和，m3/tqki掘進(jìn)巷道瓦斯涌出量總和，m3/tn1采面數(shù)量，n2同時掘進(jìn)工作面數(shù)量，計算結(jié)果如下煤層號采面瓦斯涌出量（m3/t）采空區(qū)瓦斯涌出量（m3/t）掘進(jìn)面瓦斯涌出量（m3/t）礦井瓦斯相對涌出量（m3/t）礦井瓦斯絕對涌出量（m3/min）m223.3514.45 72.9652.

44、39 66.15 m2128.3914.80 70.2757.24 72.28 m319.2813.07 67.8545.92 57.98 m4121.8113.76 69.8949.54 62.55 m525.214.93 74.3655.01 69.45 m727.9616.16 79.7660.07 75.85 m929.715.66 74.6860.29 76.13 m1521.5112.70 63.1446.84 59.14 m1623.3514.24 71.6151.92 65.55 第五章 抽放方法設(shè)計第一節(jié) 瓦斯抽放必要性和可行性一、礦井抽放瓦斯的必要性從以上計算還可以看出：礦

45、井相對瓦斯涌出量最高達(dá)到60.29m3/t（采掘m9#煤層期間），其中采煤工作面45.36m3/t，掘進(jìn)工作面74.68m3/t。按日產(chǎn)1818.18t計算，其礦井絕對瓦斯涌出量為76.13m3/min。該礦瓦斯較大。根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計規(guī)范gb 50471-2008的相關(guān)要求：1、凡符合下列情況之一時，必須建立瓦斯抽采系統(tǒng)（1）高瓦斯礦井。（2）一個采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一個掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，且用通風(fēng)方法解決瓦斯問題不合理的礦井。（3）礦井絕對瓦斯涌出量達(dá)到下列條件時：、大于或等于40m3/min。、年產(chǎn)量（1.01.5）m

46、t的礦井，大于30m3/min。、年產(chǎn)量（0.61.0）mt的礦井，大于25m3/min。、年產(chǎn)量（0.40.6）mt的礦井，大于20m3/min。、年產(chǎn)量小于0.4mt的礦井，大于15m3/min。（4）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的礦井。2、凡符合下列情況之一時，應(yīng)建立地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)：（1）開采有煤與瓦斯突出危險煤層的礦井。（2）瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計抽采量大于或等于2m3/min的礦井。（3）地面固定瓦斯抽采系統(tǒng)宜根據(jù)下列具體情況分別布置高負(fù)壓或低負(fù)壓瓦斯抽采系統(tǒng)。、采用采空區(qū)抽采等抽放方法的礦井宜采用低負(fù)壓抽采系統(tǒng)。、采用本煤層預(yù)抽、邊采邊抽、邊掘邊抽、臨近層卸壓抽采等抽采方法的礦井，宜

47、采用高負(fù)壓抽采系統(tǒng)。、均采用以上方法抽采的礦井且礦井設(shè)計抽采量大于或等于10m3/min時，宜采用兩套管路分別建立高、低負(fù)壓抽采瓦斯系統(tǒng)。根據(jù)以上計算，該采用兩套管路分別建立高、低負(fù)壓抽采瓦斯系統(tǒng)是非常必要的。且該礦在建設(shè)及生產(chǎn)過程中，應(yīng)進(jìn)一步做好生產(chǎn)地質(zhì)勘探工作，及時收集、修正和完善各種資料，特別要作好礦井瓦斯的監(jiān)測工作以指導(dǎo)礦井瓦斯災(zāi)害的防治。二、抽放瓦斯的可行性1、衡量煤層可抽性的指標(biāo)主要有下列兩項。（1）煤層的透氣性系數(shù)（2）鉆孔流量衰減系數(shù) 2、煤層抽放瓦斯難易程度分類類別鉆孔流量衰減系數(shù)d-1煤層透氣性系數(shù)m2/mpa2d容易抽放0.00310可以抽放0.0030.05100.1較

48、難煤礦0.050.1由于本礦在地質(zhì)勘查階段未做相應(yīng)的工作，故建議在今后開采過程中必須進(jìn)行這項工作，以確定煤層進(jìn)行預(yù)抽的可能性。瓦斯抽放的可行性應(yīng)以抽出瓦斯效果和經(jīng)濟(jì)性、可操作性來評價。鑒于本礦未作抽放可抽性的幾項指標(biāo)鑒定,該礦在生產(chǎn)期間必須根據(jù)具體情況研究一套適合于本礦的一套抽采方法。第二節(jié) 瓦斯抽放方法選擇一、選擇抽放瓦斯方法的原則選擇礦井瓦斯抽放方法應(yīng)根據(jù)礦井煤層賦存條件、瓦斯基本參數(shù)、瓦斯來源、巷道布置、抽放瓦斯目的及利用要求等因素確定。并遵循以下原則：1、選擇瓦斯抽放方法應(yīng)適應(yīng)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(yīng)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

49、瓦斯方法,以提高瓦斯抽放效果。3、抽放方法在滿足礦井安全開采的條件下，還需滿足開發(fā)、利用瓦斯的需要。4、巷道布置在滿足瓦斯抽放的前提下，應(yīng)盡可能利用生產(chǎn)巷道，以減少抽放工程量。5、選擇抽放方法應(yīng)有利于抽放巷道的布置和維護(hù)。6、有利于提高抽放效果，降低瓦斯抽放成本。7、有利于鉆場、鉆孔的施工和抽放系統(tǒng)管網(wǎng)的設(shè)計，有利于增加鉆孔的抽放時間。二、抽放瓦斯方法選擇目前礦井抽放目的是降低工作面煤層的瓦斯含量，消除或緩減煤層的突出危險性，因此，確定礦井抽放瓦斯的方法以本層抽放為主，采空區(qū)留管抽放為輔。本煤層抽放主要包括煤巷掘進(jìn)時的先抽后掘、邊掘邊抽，回采工作面預(yù)抽和邊采邊抽等。掘進(jìn)工作面先抽后掘影響煤巷的掘進(jìn)速