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1、织金县绮陌乡永兴煤矿瓦斯抽采设计贵州丰顺矿山安全生产技术咨询服务有限公司二0一一年七月 目 录前 言1第一章 矿井概况4第一节 井田概况4第二节 地质特征5第三节 井田储量设计生产能力及服务年限8第四节 井田开拓9第五节 采掘方法10第二章 矿井瓦斯储量及可抽采量预测11第一节煤层瓦斯参数11第二节瓦斯储量及涌出量计算12第三节瓦斯可抽量计算19第三章瓦斯抽采系统20第一节瓦斯抽采系统的选择原则20第二节瓦斯抽采管径计算及管材选择21第三节瓦斯抽采管路阻力计算及设备选型22第四节 瓦斯抽采管路布置及敷设25第五节 瓦斯抽采附属装置及设施27第六节 瓦斯抽采监测监控系统34第四章 瓦斯抽采方法3
2、5第一节一般规定35第二节瓦斯抽采方法选择36第三节抽采钻孔施工工艺37一、钻孔参数确定37第五章瓦斯抽采达标评判41第六章抽采管理及安全技术措施48第一节瓦斯抽采的组织机构48第二节瓦斯抽采的技术管理49第二节瓦斯抽采的现场管理54第四节安全技术措施56第七章瓦斯综合利用59织金县永兴煤矿瓦斯抽采系统方案设计前 言一、项目名称贵州省织金县永兴煤矿瓦斯抽采系统方案设计。二、任务来源根据煤矿安全规程（2011）有关规定和2003年7月国家安全生产监督管理局(国家煤矿安全监察局)发布的第五号令第十条，高瓦斯矿井应建立瓦斯抽采系统。为保障矿井安全、高效生产，根据贵州省织金县永兴煤矿的委托，贵州丰顺矿
3、山安全生产技术咨询服务有限公司编制本瓦斯抽采系统方案设计。三、编制依据1、贵州省国土资源厅颁发的贵州省织金县永兴煤矿开采许可证；2、永兴煤矿提供的贵州丰顺矿山安全生产技术咨询服务有限公司设计的织金县永兴煤矿（整合）安全设施设计。3、贵州省织金县永兴煤矿规划方案采掘工程平面布置图；4、煤矿安全规程（2011版）；5、煤炭工业小型煤矿设计规定；6、煤矿瓦斯抽采规范AQ1027-2006; 7、2003年7月国家安全生产监督管理局(国家煤矿安全监察局)发布的煤矿安全生产基本条件规定（2003.7.4）；8、采矿工程设计手册（2003、5）；9、矿井抽采瓦斯工程设计规范（MT5018-96）10、矿井
4、通风安全装备标准（MT/T5016-96）；11、煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）； 12、矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ1018-2006）；13、瓦斯抽采用热导式高浓甲烷传感器（AQ6204-2006）；14、矿井安全监测系统管理规范；15、贵州省织金县永兴煤矿的委托书。16、防治煤与瓦斯突出规定（2009）四、矿井简介 织金县永兴煤矿属于织金县所辖，企业性质为国有企业，为技改矿井，矿井位于织金县绮陌乡。五、瓦斯抽采的必要性根据煤矿安全规程第一百四十五条规定以及AQ1027-2006煤矿瓦斯抽采规范的规定，本矿井必须建立瓦斯抽采系统。考虑矿井生产规模、矿井瓦斯涌出量大、以及业主
5、条件。本设计建议建立地面永久性瓦斯抽采系统。六、瓦斯抽采的可行性按抽采瓦斯来源分类可分为开采层抽采、采空区抽采、采邻近层抽采和围岩抽采四类；抽采瓦斯可分为开采层未卸压抽采、采层卸压抽采、邻近层抽采和围岩瓦斯抽采法四种；抽采工艺（或钻孔布置）可分为多种抽采方式。根据永兴煤矿实际情况：首采工作面布置在M23号煤层，瓦斯涌出主要来自M23号煤层及下附近层M27煤层，因此对M23号煤层进行瓦斯抽采是可行的。七、设计的主要内容1、对系统进行瓦斯抽采；2、对系统壁式采面进行瓦斯预抽采；3、高、低压水环式真空泵共4台；4、抽采管路2100m；5、建地面瓦斯抽采泵房1间，配电房1间；八、主要结论、存在的问题及
6、建议（一）结论1、本次瓦斯抽采设计是对贵州省织金县永兴煤矿高瓦斯煤层进行瓦斯抽采设计。2、本项目属安全投入，不产生直接的经济效益，其效益主要体现在间接经济效益、安全效益、社会效益方面。3、通过建立瓦斯抽采系统，将使贵州省织金县永兴煤矿在生产中的安全更加稳定可靠，能够有效治理瓦斯、减少煤与瓦斯突出的可能，确保矿井安全生产，安全效益十分明显。4、通过建立瓦斯抽采系统，减少安全事故和人员伤亡、财产损失、促进矿井的稳定和发展。（二）存在的主要问题及建议1、本次对系统进行的抽采瓦斯设计所采用的采掘工程图为贵州省织金县永兴煤矿提供的矿井规划设计图，矿井可采储量、服务年限、采面长度、采面设备等均为矿井规划内
7、容，届时规划系统形成后，再根据采掘实际情况继续完善抽采瓦斯设计。2、矿井瓦斯资料比较少，本次设计只对矿井今后需解决的安全工程进行瓦斯抽采设计，建议国家相关部门加大对贵州省织金县永兴煤矿的安全投入，同时本矿自身应加强搜集本矿的瓦斯资料、地质资料及安全投入、进一步健全矿井安全生产系统，提高生产矿井的安全可靠性。3、本次设计暂未作瓦斯利用设计，待后应根据情况请有资质单位作瓦斯利用专题设计。- 54 -第一章 矿井概况第一节 井田概况一、交通位置永兴煤矿位于织金县城西北部，相距县城平距3Km左右，行政区划隶属织金县绮陌乡所辖。有公路通过矿区，交通比较方便。二、地形地貌区域地貌属构造剥蚀山地地貌，区域沟
8、谷纵横，海拔标高一般1676m1560m，海拔标高最高为+1687.1m，最低为+1549.3m，相对最大高差为137.8m，一般为116m，属山区丘陵地带。三、水系矿区范围内无较大的水源地分布，仅有零星泉水点或水点可供利用。四、气象根据贵州省织金县绮陌乡永兴煤矿资源/储量核实报告中提供的测试结果表明，本矿区属地温正常区。五、地震情况根据建筑抗震设计规范（GB500112001）规定，本区地震基本烈度为度。六、现有煤炭运销和经济效益情况贵州省煤炭远远不能满足市场需求。永兴煤矿技改后，对本地区市场而言有电厂和其他燃煤用户，对省外市场来说有云南、重庆、湖南、两广及海南省等。该矿煤炭储量较丰富，资源
9、较可靠，地质、开采条件较好，电源、水源有保证，交通较为便利，为矿井的建设及其产品的销售提供了有力的保证。因此，织金县永兴煤矿的建设，其煤炭销售市场前景广阔。七、现有电源情况矿井采用两回路10KV电源供电，一回引自引自织金城关镇金风35/10kv变电站，另一回引自织金城关镇三道坡35/10kv变电站，地面安装GF（380v）柴油发电机一台，KTAA19-G6A（660v）柴油发电机一台，矿井生产及生活用电可得到保证。矿井已形成井上、下供电系统，地面变电所、主排水泵房、主通风机、主井绞车房、瓦斯抽采泵、主运输系统均实现双回路供电。局部通风机供电实现“三专两闭锁”，矿井供电“三大”保护齐全可靠，能满
10、足矿井生产要求。第二节 地质特征一、地层区内出露地层有中二叠统茅口组、上二叠统龙潭组及长兴组、下三叠统夜郎组及第四系，从老至新描述如下：1）、茅口组（P2m）：分布于矿区东部边缘，与龙潭组第一段呈假整合接触。为灰色厚层含燧石团块生物灰岩一浅灰色厚层块状蜓灰岩组合。出露厚度大于200m。2）、龙潭组（P3l）：分布于区内中部，为区内含煤岩系。分布于矿区中部，根据岩性组合特征分为三个岩性段。(1)第一段(P311)下部为灰色粘土岩偶夹泥质灰岩及煤层组合，中部为灰、黑灰色炭质粘土岩煤层组合，上部为中厚层岩屑砂岩粘土岩煤层组合。含煤614层，其中以M23、M27、M30为可采煤层。该段厚约70110m
11、。与下伏峨眉山玄武岩组呈平行不整合接触。(2)第二段(P312)下部为灰色粘土岩一煤层组合，中部为灰色泥质粉砂岩一煤层组合，上部为灰、深灰、黄灰色薄层粘土岩一煤层组合。含煤1020余层，多以薄层煤为主，单层厚0.152.00m，可采煤13层，煤层厚1.202.00m。其中以16号煤层(M16)为主要可采煤层，厚1.53.3m。该段厚约80120m。 (3)第三段(P3l3) 下部为灰色薄层粘土岩一煤层组合，上部为灰色中厚层含硅、泥质灰岩一黄绿、灰褐色薄层粉砂质粘土岩一粘土岩一煤层组合。含煤10余层，可采煤层15层，单层厚0.963.50m，矿区内为局部可采。厚90m。3）、二叠系上统大隆组(P
12、3d) 分布于矿区西部。由灰、深灰、黑灰色薄至中厚层硅质灰岩质硅质岩钙质硅质岩凝灰质粘土岩或页岩组成，厚28m。4）、二叠系上统长兴组(P3c)分布于矿区西部。主要由灰、深灰色中至厚层粉至细晶灰岩灰绿、褐黄色薄层粉砂岩组成，厚2330m。5）、夜郎组（T1y）：以海相灰岩为主。由钙质砂岩、粘土岩、灰岩、泥灰岩组成，据岩类组合特征分为三段，矿区内只有第一段，分布于矿区北西部外围，与下伏大隆组呈整合接触。第一段(Tlyl)：下部由土黄、褐黄色薄层钙质粉砂岩一灰、浅灰色薄至中厚层含泥质灰岩组成，上部由褐黄色薄层粉砂质粘土岩或粘土质粉砂岩一灰、浅灰色薄层至中厚层泥晶灰岩或含泥质灰岩组成，厚77.0m左
13、右。6）、第四系（Q）：主要分布于矿区地势较低的山麓较平坦及冲沟地带。为残坡积粘土、亚粘土、含砾亚粘土及人工填土等，零星分布于区内缓坡地带，不整合覆盖于各时代地层之上，厚015.0m。与下伏地层呈角度不整合接触。二、地质构造矿区位于贵阳复杂构造变形区西部，阿弓向斜北东段，绮陌背斜北西翼，一般1530在矿区及附近主要发育有二条断层。F1：逆断层，倾向220，倾角70，最大断距50m，张家田南M30煤层逆于M27煤层之上，延伸大于2.2km。F2：逆断层，倾向225，倾角8287，最大断距90m。延伸大于2.9km。节理裂隙：矿区内节理较发育，主要有北东向、北西向两组。北东向剪节理延伸长，节理面平
14、直紧闭；北西向张节理延伸短，对岩石完整性破坏较大。综上所述，本区总体为一单斜构造，地层倾角平缓，断层较少，构造复杂程度属简单中等类型。三、煤层矿区内主要可采局部可采煤层为 M16、M27、M23、M30四层。各可采煤层的主要特征见下表： 可 采 煤 层 特 征 表 表1-2-1 地层层位煤层编号厚度（m）平均厚度（m）稳定性结构备 注P2lM161.52.01.80稳定简单下距M23煤层48mM231.601.60较稳定较简单下距M27煤层29mM271.51.61.55较稳定较简单下距M30煤层6mM301.51.701.6较稳定较简单下距茅口组顶界40m四、煤质可采煤层煤质指标见下表 表1-2-2 煤层编号工业分析(%)St,d(%)Qnet，ar（MJ/g）MadAdVdafM16原煤02611195893.0029400M23原煤109107856724329412M27原煤055103754427829564M30原煤054129566513228
