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1、煤矿瓦斯抽放设计方案前 言一、设计来源六盘水市汪家寨镇一煤矿位于六盘水市钟山区汪家寨镇孙家哑口西侧，隶属汪家寨镇新塘村。地处大河边向斜中部汪家寨井田南部，是地层走向由东向西转为北北西向的转折部位，同时也是地层倾角由东往西逐渐变缓的转折部位。北与汪家寨煤矿以以乃河河流煤柱相隔，西邻尹家地煤矿，东接平安煤矿，南为新塘村煤矿及煤层露头，走向平均长 350 余米，倾斜最宽 540 米，面积约0.16 平方公里。矿井设计生产能力 6 万吨/年，矿井可采储量 145.5 万吨，矿井服务年限 16 年。可采及局部可采煤层 11 层，即C605、C603、C601、C504、C409、C407、C406d、C
2、406c2、C406c1、C401、C101，矿井主采煤层为 C605、C601、C504、C409、C407 共五层煤。所有煤层煤质牌号均属气煤大类。2003 年度六盘水市钟山区煤炭管理局对该矿进行瓦斯等级鉴定的结果为高瓦斯矿井，其绝对瓦斯涌出量为 1.93m3/min，相对瓦斯涌出量为27.79m3/t。随着矿井生产水平的延深，汪家寨镇一煤矿今后回采工作面和掘进工作面瓦斯涌出量都会不断增加，另据相邻的汪家寨煤矿曾经发生瓦斯突出 11 次，属煤与瓦斯突出矿井，为解决今后的瓦斯超限及预防煤与瓦斯突出，从根本上减轻生产过程中通风和安全方面的压力。受汪家寨镇一煤矿的委托，贵州省煤炭管理局设研究所担
3、该矿矿井瓦斯抽放系统方案设计。贵州省煤炭管理局设计研究所相关人员在对该矿煤层赋存、开拓开采、通风瓦斯等基本资料进行现场收集、认真研究分析后，进行了本瓦斯抽放设计。 汪家寨镇一煤矿近期开采深度较浅，瓦斯涌出量小，仅表现为局部地点的瓦斯超限，基于这样的实际情况，设计考虑初期使用移动式瓦斯抽放来解决瓦斯问题，后期开采深度增加，瓦斯涌出量增大，移动式瓦斯抽放不能满足治理瓦斯的需要时，建立固定式瓦斯抽放系统配合初期建立的移动式瓦斯抽放系统的方法来治理瓦斯问题。对此，本设计包括初期的移动式瓦斯抽放系统和后期的固定式瓦斯抽放系统一并做出，当开采深度增加，瓦斯涌出量增大时，必须采用固定式瓦斯抽放系统配合初期建
4、立的移动式瓦斯抽放系统的方法来治理瓦斯。 二、设计的主要依据1. 矿井瓦斯抽放工程设计规范 （MT95018-96） （1997） 中华人民共和国煤炭工业部；2. 矿井瓦斯抽放管理规范 （1997） 中华人民共和国煤炭工业部；3. 煤矿安全规程 （2001） 国家煤矿安全监察局；4. 防治煤与瓦斯突出细则 （1995） 中华人民共和国煤炭工业部；5. 六盘水市钟山区汪家寨镇一煤矿技改设计说明书 六盘水市地方煤矿设计所；6. 汪家寨镇一煤矿提供和贵州省煤炭管理局设计研究所相关人员现场收 集的通风、生产、瓦斯地质等相关资料。三、设计的主要技术指标设计矿井瓦斯抽放量：初期 1.2 m3/min，后期
5、 5 m3/min。 四、设计的指导思想1. 在符合规范要求、满足使用的前提下，尽可能降低成本，节省工程投资；2. 设备、管材选型留有余地，能充分满足矿井安全生产的需要；3. 采用的工艺技术具有先进性，且符全合实际。五、存在的主要问题及建议1. 汪家寨镇一煤矿在煤层瓦斯基本参数方面（煤层瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数、瓦斯涌出衰减系数、各煤层储量等）缺乏必要的基础数据，建议今后加强此方面的工作，不断完善，为今后的瓦斯抽放提供必要的依据。2. 汪家寨镇一煤矿地质简测报告内容过于简单，建议请有资质的地测部门作出生产地质报告，以利于今后选用适合于矿井实际的抽放方法。3. 要妥善保存相关瓦斯数据。
6、六、设计的主要内容1. 矿井瓦斯赋存情况、抽放瓦斯的可行性及必要性、抽放量预计；2. 瓦斯抽放方法及抽放工艺设计，抽放瓦斯钻场与钻孔参数设计；3. 地面抽放泵房布置、供电、供水、通讯等设计；4. 工程中所需设备、仪器、仪表及附属装置等选型及安装设计；5. 抽放泵站及井下管路的布置；6. 抽放瓦斯管理措施及安全措施；7. 抽放所需主要设备及材料及工程投资概算；8. 安装及施工图纸的绘制。第一章 矿井概况第一节 井田概况一、位置与交通汪家寨镇一煤矿位于六盘水市钟山区汪家寨镇孙家哑口西侧。隶属汪家寨镇新塘村，汪水公路从矿井穿过，以乃河从矿井的北部流过，矿井距六盘水火车站 15 公里，距水大铁路野马寨
7、火车站约 4 公里，交通十分方便。二、地形、地貌及河流矿区范围内地形中低山地形，山向与构造一致，东高西低，横向沟谷亦较发育，煤系为一开阔的纵向缓坡地，井田内最高海拔 1735.5 米,最低为大河1665.23 米。矿井北部有以乃河流过，但本矿井口离以乃河较远，河水对矿井没有直接威协。三、水源及电源情况矿井生产生活用水均取于山泉水，水质洁净未受污染，用水有保障。汪家寨镇一煤矿用电由大河供电站供给，由供电站架线 2500 米到该矿变压器降压后使用，该线路能满足矿井建设和生产生活用电的需要。第二节 矿井地质构造及煤层特征一、地层、地质构造区内出露的地层为二迭系至三迭系，第四系覆盖在低凹河谷及残积在山
8、坡地上，总厚约 13001700 米。地区内出露的地层由老到新依次有下二迭统茅口组、上二迭统峨眉山玄武岩组、上二迭统宣威组、下三迭统飞仙关组、下三迭统永宁镇组及第四系。本矿井位于大河边向斜中部汪家寨井田南部，是地层走向由东向西转为北北西向的转折部位，同时也是地层倾角由东往西逐渐变缓的转折部位。本矿地层走向北西西向，倾角2034 度，一般 24 度。目前已经发现 F2 断层，位于本矿西部边界附近，为正断层，倾向NW，倾角 49 度，落差约 13 米，为生产中发现。二、煤层及煤质上二迭统宣威组，是以陆相和海陆交互相为主的含煤构造，沉积的物质主要由碎屑岩及煤组成，平均厚度 240 米，含煤 2829
9、 层，煤层平均总厚度为24.46 米，含煤系数为 9.8%，其中可采及局部可采煤层 11 层，即C605、C603、C601、C504、C409、C407、C406d、C406c2、C406c1、C401、C101，可采煤层平均总厚 18.14 米，含煤系数为 7.3%。矿井主要的可采煤层为 C605、C601、C504、C409、C407 共五层煤，赋存情况见下表：煤层号 煤层厚(m)平均 层间距 (m) 顶底板岩性 煤层稳定性1.2C605 顶板为兰灰色生物碎屑灰岩,性坚硬致密，产辨鳃类动物化石。 较稳定33C601 1.75 顶板为灰色细砂岩或中粒砂岩，产植物化石。 较稳定9C5041.
10、12直接顶板为黑灰色粉砂岩，富产以腕足类为主的动物化石。 不稳定20-30C4096.67顶板为黑灰色泥岩，产丰富以腕足类为主的动物化石。 较稳定C4071.06不详 不稳定所有煤层煤质牌号均属气煤，上段各煤层灰分较高，各煤层均属低磷煤，各主采煤层煤质特征见下表：煤质特征表：煤层号 灰分（%） 挥发份 （%） 硫份（%） 发热量（Ka/Kg）C605 29.32 37.24 C601 20.17 37.92 2.23 6700C409 12.77 39.3 1.06 7516C407 16.71 36.33 0.18 7532三、瓦斯、煤尘、煤的自燃矿井未进行过各煤层瓦斯含量测定工作，根据开采
11、期间的经验，矿井不同煤层瓦斯含量各异，以 C409 煤层瓦斯含量最大。依据矿井 2003 年瓦斯等级鉴定结果，矿井绝对瓦斯涌出量为 1.93m3/min，相对瓦斯涌出量为 27.79m3/t，为高瓦斯矿井，矿井未发生过煤与瓦斯突出。据相邻汪家寨煤矿矿井瓦斯等级鉴定资料，相对瓦斯涌出量最高为 43.39 m3/t，发生过瓦斯突出 11 次，为煤与瓦斯突出矿井，因此本矿井也应该加强瓦斯突出预防工作。煤尘有爆炸性，煤层爆炸指数为 37.26%。煤层有自然发火倾向性，发火期为 4-6 个月。根据上述的矿井的瓦斯及煤尘等情况，必须提高安全意识，严格矿井瓦斯管理，搞好监测监控及瓦斯抽放工作。第三节 井田范
12、围及煤炭储量矿井位于汪家寨井田南部，北与汪家寨煤矿以以乃河河流煤柱相隔，西邻尹家地煤矿，东接平安煤矿，南为新塘村煤矿及煤层露头，走向平均长 350 余m，倾斜最宽 540m，面积约为 0.16m2。矿界拐点 NOPQRS 坐标见下表：拐点 X YN 2951355 35481637O 2951748 35481904P 2951534 35482125Q 2951040 35481973R 2951068 35481842S 2951366 35481874井田范围内主要可采煤层为 C605、C601、C504、C409、C407 共五层煤。主要可采煤层平均厚度 13.2 米，煤层倾角 22
13、度左右，根据地矿管理部门限定的矿区范围计算，地质储量 194 万吨，可采储量 145.5 万吨。第四节 矿井开拓与开采一、开拓方式矿井采用片盘斜井阶段石门开拓方式。主井筒穿岩层到 C504 煤层（+1570水平） ，回风巷布置在 C601 煤层中已掘到+1573 水平。 二、矿井巷道布置情况主斜井全长 340 米，坡度 25；材料斜井全长 480 米，坡度 18；通风斜井全长 500 米，坡度 18。主斜井掘单道甩车并布置井底车场，井底车场标高+1521m，通过联络巷和回风上山分别与材料斜井和通风斜井联通，形成较完整的运输及通风系统。现正回采的 2113 工作面风巷标高为 1512m，运巷标高
14、为1469m，通过暗斜井绞车提升将煤运至井底车场后，通过主斜井绞车提升至地面。三、采煤方法与顶板管理因区内煤层倾角 2034之间，属中厚煤层，煤层赋存条件稳定，故开采方案设计选择的为走向长壁后退式采煤法。采煤工作面采用放炮落煤方式，选用摩擦式金属支柱支护，全部垮落法管理顶板。 第五节 矿井通风情况矿井通风方式为中央并列式，机械负压通风，采用供风主扇型号为 YHF-1-22KW，电机功率 22kw。现矿井总风量 650 m3/min 左右，回风流瓦斯浓度 0.4%左右。由于矿井平时积累的资料少，到矿现场只收集到 2003 年度瓦斯等级鉴定资料和在采在掘工作面的瓦斯涌出资料。通过对 2003 年度
15、瓦斯等级鉴定资料和在采在掘工作面瓦斯涌出情况分析，其在采掘过程中时有瓦斯超限现象。另外随着采空区的增加，封闭工艺的影响，也相应会出现采空区瓦斯在主扇负压的作用下涌出开采空间，汇入矿井总回风流，增加回风流中的瓦斯浓度。现矿井总风量 648 m3/min，回风流瓦斯浓度 0.42%，初期采用移动式瓦斯抽放可解决瓦斯治理问题，后期如果不采取固定式瓦斯抽放的措施，回风流瓦斯浓度将无法控制在 0.75%以下。第二章 瓦斯抽放的目的和意义第一节 抽放的必要性瓦斯抽放旨在保障矿井安全生产，同时也是解决瓦斯问题的基本手段。众所周知，加强通风是处理瓦斯的最有效方法，而当瓦斯涌出量大于通风所能解决的瓦斯涌出量时或采用通风方法不合理时，就应当采取抽放瓦斯措施，对于局部区域的瓦斯超限（如采面上隅角等处） ，采用通风方法可能无法解决瓦斯问题或采用通风方法不合理时，也必须采取瓦斯抽放措施。依据矿井 2003 年瓦斯等级鉴定结果，矿井绝对瓦斯涌出量为1.93m3/min，相对瓦斯涌出量为 27.79m3/t，为高瓦斯矿井。矿井未发生过煤与
