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1、七一煤矿矿井瓦斯抽方工程初步设计山西省襄垣县七一煤矿矿井瓦斯抽放工程初步设计说 明 书煤炭科学研究总院沈阳研究院二OO九年三月报告名称：山西省襄垣县七一煤矿矿井瓦斯抽放工程初步设计报告撰写： 张兴华 研 究 员 所长 技术审查： 王魁军 研 究 员 科研中心主任（院总工） 刘志忠 高级工程师 科研中心主任工程师 形式审查： 霍中刚 研 究 员 科技发展部主任 报告审批： 罗海珠 研 究 员 副院长 工作人员： 目 录前 言11 矿井概况31.1 交通位置31.2 自然地理31.3 地质特征与煤层赋存41.4 矿井开拓与开采62 矿井瓦斯涌出量预测112.1 矿井瓦斯基础参数112.2 矿井瓦斯
2、储量122.3 矿井瓦斯涌出量预测133 矿井瓦斯抽放必要性及可行性193.1矿井瓦斯来源分析193.2 瓦斯抽放必要性193.3 抽放瓦斯的可行性213.4 建立矿井地面永久抽放瓦斯系统的结论214 瓦斯抽放方法的选择214.1 瓦斯抽放方法的选择214.2 瓦斯抽放效果预计324.3 瓦斯抽放效果评价334.4 矿井瓦斯抽放服务年限354.5 建立抽放系统的类型354.6 抽放施工设备、检测仪表及施工量355 瓦斯抽放管路系统布置及选型365.1 抽放管路布置及选型365.2 抽放设备布置及选型425.3 抽放管路、设备的安装要求486 瓦斯抽放泵站496.1 抽放泵站场地平面布置496.
3、2 瓦斯泵房设备布置497 矿井瓦斯抽放工程工期预计507.1 瓦斯抽放工程507.2 施工进度指标及工期预计508 瓦斯抽放安全技术措施508.1 抽放系统安全措施508.2 抽放泵站安全措施519 环境保护与瓦斯综合利用529.1 环境保护529.2 瓦斯综合利用5410 瓦斯抽放的配套设施5710.1 给排水、采暖及供热5710.2 泵房的供电系统及通讯5910.3 检测、监测系统6210.4 地面建筑及环境保护6411 瓦斯抽放管理6411.1 管理与规章制度6411.2 瓦斯抽放人员配备6511.3 图纸、常用记录和技术资料6611.4 常用记录和报表格式6712 经济概算及投资68
4、12.1 概算编制范围及依据6812.2 概算投资及明细6912.3 投资来源6912.4 技术经济分析及评价6912.5 主要技术指标表709前 言一、概况山西省襄垣县七一煤矿(以下简称七一煤矿) 位于山西省襄垣县境内，2004年6月正式投产，设计生产能力0.9Mt/a。2008年度矿井瓦斯等级鉴定结果：矿井绝对瓦斯涌出量为23.92m3/min左右 ，相对瓦斯涌出量为13.79m3/t左右，矿井为高瓦斯矿井。目前矿井开采3#煤层二采区2003工作面（三采区为准备采区），该工作面瓦斯涌出较大，上隅角瓦斯经常超限，浓度达23%，用通风方法解决很困难，对安全生产构成了严重威胁。为此，七一煤矿研究
5、决定，建立地面永久瓦斯抽放系统，对矿井进行瓦斯抽放，降低回风流瓦斯浓度，确保矿井安全生产。二、任务来源沈阳研究院受七一煤矿的委托，承担了“七一煤矿地面永久瓦斯抽放工程初步设计”任务。沈阳研究院的设计人员认真研究和分析了七一煤矿煤层的赋存及开拓开采情况后认为：七一煤矿完全具备建立地面永久瓦斯抽放系统的条件，同意接受“七一煤矿地面永久瓦斯抽放工程初步设计”任务的委托。通过对七一煤矿地质及生产资料的收集，周密细致的现场调研及实地考察，对七一煤矿实际情况进行充分分析、论证和技术方案比较的基础上，提出了七一煤矿地面永久瓦斯抽放工程初步设计。三、设计的主要依据1、煤矿安全规程2006版；2、矿井抽放瓦斯工
6、程设计规范（MT5018-96）； 3、矿井瓦斯抽放管理规范（1997版）；4、煤矿瓦斯抽放规范（AQ1027-2006）；5、七一煤矿3#煤层瓦斯基础参数测定及煤与瓦斯突出危险性预评价（煤炭科学研究总院抚顺分院）；6、七一煤矿初步设计说明书（煤炭工业邯郸设计研究院2OO3年8月）；7、七一煤矿局部瓦斯抽放初步设计（煤炭科学研究总院抚顺分院2006年1月）；8、七一煤矿提供的其它地质资料和实测资料。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、尽量利用原有的巷道、不增加开拓费用；4、采用的工艺
7、技术具有先进性，且符合实际。5、设备、管材选型留有余地，能充分满足工作面瓦斯抽放的需求；五、设计的主要内容通过对七一煤矿生产及通风瓦斯资料的收集、现场调研、实地考察以及分析、论证和技术方案比较，提出了七一煤矿抽放瓦斯工程初步设计。本次瓦斯抽放工程初步设计主要包括设计说明书、机电设备与器材清册、概算书和图纸四部分。六、瓦斯抽放工程设计简介本次设计主要包括瓦斯抽放工程设计说明书、瓦斯抽放工程机电设备和器材清册、瓦斯抽放工程设计概算书和瓦斯抽放工程施工图纸等四部分。设计的具体内容为：1、七一煤矿瓦斯赋存情况、瓦斯抽放的可行性及必要性、瓦斯抽放方法的确定、瓦斯抽放量预计等进行详细阐述；2、地面永久瓦斯
8、抽放泵房土建工程设计；3、瓦斯抽放管网、瓦斯抽放钻场与钻孔参数设计；4、瓦斯抽放系统的设备、仪器、仪表及附属装置选型及安装设计；5、地面抽放站总平面布置及给供电、排水、通讯及安全监测辅助设施；6、瓦斯抽放管理及安全措施；7、技术经济分析；8、设备清册与工程投资概算；9、安装及施工图纸绘制。1 矿井概况1.1 交通位置七一煤矿属襄垣矿区，地处沁水煤田东翼中段夏店详查区中北部，南临长治矿区，北临武乡矿区。七一煤矿位于襄垣县善福乡境内，地理坐标东经11258，北纬3634。该矿距襄垣县城8km，南距长治市60km，北距太原市190km，东距邯郸市130km。矿井设计生产能力为0.9Mt/a。榆黄公路
9、位于井田东部，距工业场地3.5km，进场公路已建成通车，区内尚有简易公路；国铁太焦线襄垣站距矿井9.61km，交通方便，见图1-1交通位置图。图1-1 矿区交通位置图1.2 自然地理1.2.1 地形、地貌及河流襄垣县境内地势西北及东部高，中南部低，山地占总面积的31.9%，丘陵地占55.5%，多分布在西北部，平川地占12.6%，多分布在中南部。井田北部最高，海拔+1050m，西南部最低，海拔+938m，最大相对高差112m。井田内地表河流不发育，大小沟谷平时基本干涸无水，唯雨季时才汇集洪水沿沟排泄，井田内西部有一季节性水库，在雨季时有积水，对煤层开采影响不大。1.2.2 气象及地震情况气温属温
10、带大陆性季风型，四季分明，年平均气温8.8，一月平均气温32.5，七月平均气温23.5。年平均降水量550mm，无霜期160170天，霜冻期为十月至次年四月下旬，最大冻土深度0.82m。据中国地震动峰值加速区划图（2001），本地区地震烈度为6度。1.2.3 电源本矿地面已建有35kv变电站，其中一回电源引自长治110kv变电站，线路长约7km，另一回路由距本矿约5km处的下梁变电站引进，电压等级为10kv。1.3 地质特征与煤层赋存1.3.1 地层井田内大部为第四系黄土覆盖，根据夏店勘探区详查地质资料，现将区内地层由老至新简述如下：奥陶系中统峰峰组（O2f）；石炭系中统本溪组（C2b）；石炭
11、系上统太原组（C2t）；二叠系下组山西组（P1s）；二叠系下统下石盒子组（P1X）；二叠系上统上石盒子组（P2S）；第四系（Q）。1.3.2 地质构造井田位于沁水盆地东翼中段，晋获褶断带和武乡阳城凹褶带之间。总体形态为一走向北北东，倾向西北的单斜构造。局部地段地层走向则由北北东折向西北，倾向西南。井田内主要由一系列大体平行的接近南北向宽缓的褶曲构造组成。这些向背斜平面形态呈近似直线型、“S”型、弧形。其次有少量接近南北向的少量压性断裂和北东向的张性断裂构造。显然，上述构造形迹多属径向构造带的低序次构造形迹，因此对本区构造骨架起控制作用的主要是径向构造，新华夏系影响甚微。回辕村向斜：北部自回辕村
12、东向南经坪上村、西岭、韩堡、桃树林西，南田樟村东止。长度13.6km，北断轴向北东16，南断接近南北向。平面形态呈“S”型，枢纽波状起伏不平，两翼倾角415。店上背斜：位于回辕村向斜西部。北起店上，向南经付家角、西七里街、下家岭、后庄到南沟村附近止。全长13.7km，总体轴向北东7，两翼倾角513，西翼较陡，东翼较平缓。枢纽波装起伏不平。1.3.3 煤层井田内煤层主要分布在二叠系下统山西组（P1s）和石炭系上统太原组（C3t）。含煤14层，煤层平均厚度14.91m；其中可采煤层三层（3、15-1、15-3号煤），平均总厚度8.22m。（1）3上煤层分布在井田西北部，为3煤层分叉之上分层，厚度稳
13、定。煤层厚度1.52.66m，结构简单，个别钻孔见0.100.30m夹矸，其岩性为泥岩或砂质泥岩。煤层直接顶主要为细砂岩，局部为泥岩或砂质泥岩，厚0.608.31m，平均3.53m；老顶为细中粒砂岩，厚1.507.57m。该煤层下距3煤层0.8015.53m，一般6.68m。（2）3煤层煤层稳定，厚度2.147.20m，平均5.86m。煤层中下部常含夹矸一层，厚0.050.9m，一般0.100.25m，岩性为泥岩及砂质泥岩。顶板主要为粉砂岩、砂质泥岩及泥岩，局部为细砂岩，个别钻孔见有中、粗砂岩，顶板厚0.3815.77m，一般3.71m。（3）15-1煤层位于太原组下段，厚01.42m，平均0
14、.72m，除21线以北大片为砂岩体冲刷而缺失外，其余皆普遍发育。属较稳定型局部可采煤层。煤层结构简单，一般无夹矸，下距主要可采煤层15-3，平均4.47m。（4）15-3煤层该煤层全区发育稳定，厚度03.95m，平均1.43m。煤层结构简单，仅有少数钻孔有0.100.30m的夹矸一层，夹矸一般为泥岩。煤层顶板为泥岩，厚0.5518.82m，一般1.65m。该煤层层位稳定，厚度变化不大，属较稳定煤层。精查区可采煤层特征见表1-1。表1-1 精查区可采煤层特征表煤层编号煤层厚度夹 矸顶板岩性底板岩性煤层稳定程度最小最大平均层数厚度（m）32.147.205.8610.100.25粉砂岩、砂质泥岩及泥岩，局部为细砂岩泥岩、砂质泥岩较稳定全井田可采1.3.4 煤质井田内各煤层煤质主要为贫煤，局部为无烟煤。本区由浅至深，从东到西，埋藏深度的增加，随着煤的变质程度逐渐加深，煤质变化规律基本符合区
