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1、课 程 设 计题 目 新安煤矿煤层瓦斯抽采设计院(系)别 安全工程学院 专业班级 地质工程13-1班 姓 名 张恩龙 指导教师 张强 2016 年 12 月 26 日目 录1 矿井概况11.1 井田概况11.1.1 交通位置11.1.2 主要河流湖泊水库沟塘的分布及地震史11.1.3 气候11.1.4 附近工矿农业概况及原料供应情况21.1.5 煤田开发历史及近况21.1.6 水电的供给情况21.2 井田地质特征31.2.1 矿区内的地层情况31.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造31.2.3 岩石性质及厚度特征41.3 井田水文地质情况41.3.1水文地质条件41.3.2 充水性因素和矿
2、井涌水量51.3.3 煤尘及煤的自燃性51.4 矿井开拓及开采概况61.4.1 井田境界61.4.2 巷道布置61.4.3 井田储量61.4.4 开采顺序71.4.5 开采概况71.4.6 矿井生产能力71.4.7 矿井设计服务年限81.5 矿井通风系统概况81.5.1 矿井瓦斯等级81.5.2 原有通风系统简述81.5.3 主扇情况81.5.4 矿井通风阻力测定情况91.5.5 矿井风量情况101.5.6 矿井风量调节的方法与措施102 矿井瓦斯赋存情况102.1 煤层瓦斯基本参数102.1.1 煤层瓦斯压力102.1.2 煤层瓦斯含量102.1.3 煤层透气性系数112.1.4 百米钻孔初
3、始瓦斯流量及其衰减系数112.1.5 采区位置范围112.2 矿井瓦斯储量计算122.3 矿井瓦斯可抽采量及抽采期132.3.1 瓦斯抽采率132.3.2 矿井瓦斯可抽量152.3.3 矿井瓦斯可抽期163瓦斯抽采的必要性和可行性论证173.1 瓦斯抽采的必要性173.1.1 瓦斯涌出量预测方法183.1.2 瓦斯涌出量计算183.1.3 瓦斯抽采必要性判断193.2瓦斯抽采的可行性204矿井抽采瓦斯方法214.1 选择抽采瓦斯方法的原则214.1.1 煤层瓦斯抽采工艺214.1.2 抽采方法选择原则234.2 矿井瓦斯来源分析234.2.1矿井瓦斯来源234.2.2 矿井瓦斯涌出构成234.
4、3 抽采方法选择234.3.1 抽采方法分类234.3.2 抽采方法选择原则244.3.3 抽采方法选择244.4 开采层回采工作面抽采设计254.4.1 方案一钻孔及钻场布置254.5 掘进工作面钻孔钻场布置284.5.1 掘进工作面的抽采方法254.5.2 掘进工作面钻孔及钻场布置254.6 采空区钻孔钻场布置264.7 邻近层钻孔钻场布置284.7.1 邻近层的抽采方法284.7.2 邻近层的钻孔钻场布置294.8 封孔314.8.1 封孔方法324.8.2 封孔长度及材料334.8.3 封孔工艺351 矿井概况及安全条件1.1 矿井概况1.1.1 交通位置新安矿位于黑龙江省友谊县境内，
5、西距双鸭山市65公里，南距七星矿15公里，北有富前铁路的红兴隆车站，铁路经由双鸭山和福利至佳木斯，可通全国各地，公路可通往宝清、福利和双鸭山，区内交通方便。坐标为：东经13153451317,北纬467469。交通位置图见图1-1。图1-1新安矿交通位置图1.1.2 主要河流湖泊水库沟塘的分布及地震史 七台河支流挠力河位于本区南部山区，为倭肯河支流，河宽10m左右，水深0.70m左右，平常期流量为0.51.5m/s，水期流量为10200m/s，属季节性河流，该河位于本区西部，泾流方向由南向北，垂直煤系地层走向，基本切割本矿区全部煤系地层，对矿区的开发有一定的影响。在其北部具有湿地，中部各地区有
6、大小不一的小型未知名湖泊11个。 2010年3月10日18时54分，双鸭山市友谊县凤岗镇发生里氏4.6级有感地震。本区地震强度为级。1.1.3 气候本区属于大陆性气候，湿差变化较大，历年最低温度达到零下39，历年最高温度达到零上38。雨季为七、八、九三个月份，年平均降雨量为452737 mm，最大降雨量为737 mm。年十一月份结冻到次年四月解冻。最大结冻深度为2.0 m左右，平均积雪为100 mm。该区内的全年最大频率的风向定西北风，最大风速为25 m/s。1.1.4 附近工矿农业概况及原料供应情况友谊县自然资源丰富，土地肥沃，雨量充沛，耕地集中连片，是较好的产粮区。全县现有耕地9.2万公顷
7、、林地1.8万公顷、水面0.6万公顷、苇塘0.5万公顷。盛产大豆、小麦、水稻、玉米、甜菜、西瓜等，尤其是大豆、小麦蜚声中外。林地主要生长松、黄玻萝、白桦、水曲柳以及杨、柞、椴等杂木树种。山林产品主要有蚕、黑木耳、猴头、杂蘑、蕨菜、黄花菜以及山葡萄等。药材有人参、黄芩、甘草、防风等。矿产资源主要有原煤、石油、石灰石、建筑用砂石、汉白玉等10多种。原煤储量达1亿吨，石灰石、汉白玉品位高，储量丰富，具有开采价值。野生动物有国家一、二类保护动物梅花鹿、卧龙；黑熊、马鹿、雪兔、天鹅、鸳鸯、狍子以及山鸡、田鸡、沙半鸡、狼、林蛙、黄鼬等十几种。附近有七星煤矿、东山煤矿、双阳煤矿、桃山煤矿等。该地区水资源和农
8、业资源供应较为充足。1.1.5 煤天开发历史及近况2007年省批复核定能力210万t/a，在2008年同时又重新申报核定能力为240万t/a。截至2006年末矿井剩余工业储量19819.3万t，可采储量11116万t，尚余服务年限为37.8年（按年生产能力210万t/a、储量备用系数取1.4计算）。截止2013年底矿井剩余可采储量9864.5万t，剩余服务年限28年。经过地质补勘探调查，煤层厚度稳定，质量好，具有较好的开发前景。1.1.6 水电的供给情况七星河乌苏里江左岸二级支流。位于黑龙江省东部。发源于岚棒山南侧，流经宝清、双鸭山、友谊、富锦4市县交界，在大王家附近注入挠力河。全长189公里
9、，河宽1050米，水深1.22.0米。每年11月中旬至次年4月上旬为结冰期。两岸地势平坦低洼，多沼泽，河道排泄能力较低，遇多雨年易形成洪涝灾害。流域总面积3985平方公里。中下游为三江平原腹地，多沼泽湿地。属季节性河流，该河位于本区西部，泾流方向由南向北，本区内第四系地层广泛分布，地下含水量极其丰富，水源充足。供水水源来自于倭肯河附近的五个水源井和桃山水库净化水，水量满足生产需要。友谊县电业局：拥有66kV变电所5座，主变容量90000KVA。66KV输变电线路5条，亘长86.798km；10kV线路32条，亘长1302.989；6KV线路3条，亘长85.434km。10kV配电变压器2887
10、台，总容量190.186MVA；6kV配电变压器112台，总容量11.932MVA。担负着友谊地区11个乡镇的工农业生产生活用电，共拥有客户42717户，电力满足生产需要。1.2 井田地质特征1.2.1 矿区内地层情况 本区地层发育不全，有远古界麻山群，中生界上侏罗统鸡西群及新生界第三系和第四系，其中以中生界地层最为发育，该区地质构造比较复杂，区域内部有两个正断层，同一大断层往往浅部落差大，深部落差小以至于尖灭，煤系地层为下白垩统系，均为第四系或第三系所覆盖 ，地层有：麻山群、下白垩统系中城子河组、穆棱组，第三系、第四系。该区地层走向近东西，东部转为南北，倾向南，倾角510，该区煤层以结构简单
11、之中厚煤层为主。主要煤层以城子河组中段发育最佳，城子河组含煤59层，其中发育煤层为5、6、8上、8、9、10上、10、10下、11、12、13上、13、15、16、17上、21、22共计17层，总厚度为21.59 m，含煤系数：0.0431。本区均属薄煤层，除8、9、10号煤层为复合煤层外，其余为结构简单之煤层，煤层以中东部较西部，南部较北部发育为佳，多数煤层沿走向厚度变化不均，沿倾向由北向南有增厚之势。本井田已查明可采煤层及局部可采煤层17层，各煤层顶板多数为粉细砂岩，少数为中砂岩。多数煤层没有伪顶、伪底，个别有伪顶的，其伪顶分岩性为粉砂岩，厚度在1.0 m左右，各煤层顶底板平整，只有局部凸
12、凹不平，顶板较完整，裂隙不发育，煤层赋存较稳定，较稳定的煤层储量占总储量的60%，煤层倾角一般在1025度之间，故将其地质条件定为II类。1.2.2 井田范围内和附近的主要地质构造双鸭山煤田走向为东西，新安煤矿位于双鸭山煤田东部，兴隆凸起东部边缘上与南部弧形压性断裂有关的煤盆地，盆地由基底和盖层两个截然不同的构造层组成，以褶曲为主，断裂次之，伴随大量中基性岩浆岩侵入的构造特点2。由陡发向斜、保安背斜及向阳向斜组成不对称煤盆地，而新安向斜则为双鸭山煤田北部隆凸起，南侧由于断裂而保存下来的单斜构造，东侧由于断裂而保存下来的煤盆地，地层走向受基盘控制，多为NE及NNE向，倾向S，一般倾角为1012。
13、断层呈群组出现，破碎带宽，涉及面较广，H25M的有12条，同一断层浅部落差大，而深部落差减小或尖灭，岩浆岩主要由西向东侵入。1.2.3 煤层与煤质1.2.3 岩石性质和厚度特征本井田已查明可采煤层及局部可采煤层17层，各煤层顶板多数为粉细砂岩，少数为中砂岩。多数煤层没有伪顶、伪底，个别有伪顶的，其伪顶分岩性为粉砂岩，厚度在1.0 m左右，各煤层顶底板平整，只有局部凸凹不平，顶板较完整，裂隙不发育，煤层赋存较稳定，较稳定的煤层储量占总储量的60%，煤层倾角一般在1025度之间，故将其地质条件定为II类。新安矿井田含煤地层，由煤层、煤质页岩、黑色泥岩、油页岩及粉砂岩组成，煤层编号自上而下为20#煤
14、层和21#煤层。20#煤层厚度1.3m，21#煤厚1.85 m。煤层全区发育，结构简单。1.3 井田水文地质情况1.3.1 水文地质条件井田地表为第四系含水砂层，砂层下面有基岩裂隙含水层和构造隙含水层，矿井的主要补给源有：西侧河流补给、西侧和南侧下水径流补给以及大气降水补给和人工排水沟补给。第四系冲积砂砾潜水层：该含水层为本区主要含水层，直接覆盖于煤系地层之上，层间无隔水层。该含水层南北长5.6 km，总面积为14 k砂层厚度由东北向西南2560 m逐渐加厚，平均厚度为45 m，原始潜水位埋深0.362.05 m，原始地下水静储量为1.29亿m，砂层透气性系数为3441 m，给水度为0.18。
15、基岩裂隙含水层：分为煤系列化层风化带含水层和煤层层间裂隙含水层1。煤层裂隙在第四系层下约20 m以上为强风化带，第四系下约60 m以上为弱风化带，风化裂隙带导水性强，得到砂层水的直接补给，属风化裂隙潜水，层间裂隙在第四纪层下40100 m煤层底板比较发育在100200 m深度局部发育层间裂隙承压水。侏罗系含水带，在垂深160 m以下为主要含水带，为孔隙、裂隙含水带，二者之间无明显隔水层存在，而有缓慢的水力联系。第四系：第四系含水层与地表有直接水力联系，七星河与第四系孔隙水随季节变化的不同相互补给，侏罗系与第四系有微弱的水力联系。本区有2.118.45 m粘土覆盖，东部煤层露头外侏罗系上复粘土灭尘。
