煤矿瓦斯抽放设计1

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1、XX县XX乡XX煤矿瓦斯抽放专项设计贵州XX矿产咨询服务有限公司二一一年十二月目 录前 言5第1章 矿井基本情况8第1节 井田概况8第2节 地质情况9第3节 煤层、煤质11第4节 开采技术条件概况14第5节 矿井开拓开采概况22第6节 矿井通风情况简介29第2章 矿井瓦斯资源评价、涌出来源分析、抽放规模及服务年限确定34第1节 矿井瓦斯资源评价34第2节 矿井瓦斯涌出来源与构成分析37第3节 矿井抽放规模和服务年限的确定43第3章 抽放方法设计46第1节 抽放瓦斯方法及钻孔布置46第2节 抽放参数确定58第3节 抽放钻孔施工58第4节 抽放参数监测60第5节 抽放工程量60第6节 抽放钻孔施工

2、设备选型61第4章 瓦斯抽放系统计算及设备选型65第1节 矿井瓦斯抽放系统设计及设备选型65第2节 瓦斯抽放管路与抽放孔的连接71第3节 瓦斯管路的敷设及要求72第4节 瓦斯管路的附属装置73第5章 瓦斯抽放泵站77第1节 场地布置77第2节 泵站建筑与环境保护78第3节 供电、防雷、通信、照明79第4节 给排水及暧通80第6章 瓦斯抽放监测及控制83第1节 监测监控参数的确定及设置地点83第2节 监测监控系统的自动化程度及设备选型83第3节 检测仪器仪表的配备83第7章 抽放瓦斯组织管理及主要安全技术措施84第1节 组织管理84第2节 瓦斯抽放组织机构管理84第3节 抽放钻场管理84第4节

3、抽放过程中撤、装管路时的管理87第5节 报表管理87第6节 瓦斯抽放管路管理90第7节 主要安全技术措施90第8章 技术经济92第1节 机构设置及人员配置92第2节 投资概算93第9章 瓦斯利用95附件目录1、 委托书2、 采矿许可证，证号：52000008200683、 个人独资企业营业执照；4、 贵州省煤炭管理局文件对毕节地区2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复(黔煤生产字20081547号)；5、 贵州省能源局文件关于毕节地区煤炭局的批复(黔能源发2009281号)；6、 贵州省能源局文件关于毕节地区工业和能源委员会的批复（黔能源发2010699号）；7、 贵州省能源局文件关于对XX县

4、XX乡XX煤矿M73煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复（(黔能源发2011566号)）；8、 贵州省煤田地质实验室对XX煤矿M73号煤层煤尘爆炸性鉴定报告和自燃倾向性鉴定报告9、 贵州省煤炭管理局文件，关于对XX县XX乡XX煤矿（技改）开采方案设计的批复，（黔煤规字【2008】589号）10、 贵州省煤矿项目开采方案（设计）变更（修改）备案登记表；11、 贵州省煤矿项目开采方案（设计）变更（延续）备案登记表；12、 贵州煤矿安全监察局毕节监察分局文件，关于XX县XX乡XX煤矿安全设施设计（变更）的批复（黔煤安监毕字【2010】087号）附图目录序号图纸名称图号比例1地质地形及井上下对照图11

5、:20002开拓方式 、采区巷道布置及机械配备图11:20003开拓方式 、采区巷道布置剖面图11:20004上保护层开采沿煤层走向方向保护范围示意图11:5005上保护层开采沿煤层走向方向保护范围示意图11:5006下保护层开采沿煤层走向方向保护范围示意图11:5007下保护层开采沿煤层倾向方向保护范围示意图11:5008穿层瓦斯抽放钻孔布置剖面图11:5009穿层瓦斯抽放钻孔布置平面图11:50010瓦斯泵房平面布置图1示意11瓦斯抽放系统图11:200012瓦斯抽放泵站供电系统图1示意13抽放管网布置图1示意前 言XX县XX乡XX煤矿位于城北东直距35km。矿区地理坐标：东经为105 5

6、224105 5310。北纬272012272054。属XX县XX乡所辖,距XX县城公路距离约51km，向南4公里可与326国道相接，往南40公里经普底、林泉可通贵毕高等级公路。向北34公里经大山、长石可与大纳公路（XX四川纳溪）相接，交通较为方便。根据贵州省国土资源厅文件黔国土资矿管函20071598号关于解决毕节地区煤矿资源合理配置、调整部分煤矿矿区范围的批复，XX县XX乡XX煤矿属于扩界扩能矿井，属私营企业性质，矿区面积1.1426km2，设计生产能力15万t/a。企业法人钟德新。行业主管为XX县煤炭局。2008年1月由贵州宏景矿产资源开发服务有限公司做了开采方案设计，经贵州省煤炭管理局

7、文件“黔煤规字2008589号文件给予批复”；同年7月，该公司为XX煤矿作了安全专篇，经黔煤安监盘水字2008266号文给予批复。2010年3月因原设计的风井布置在M51号煤层中，矿方在施工过程中出现垮落现象，支撑困难，无法再继续施工，须变更风井。以及M18号煤层标高+1776m标高以上煤层厚度极不稳定，开采条件不明，布置首采面较困难，把首采面布置到M73号煤层。于同年3月委托贵州兴源煤矿科技有限责任公司编制完成了XX县XX乡XX煤矿开采方案设计（变更）开采方案与XX县XX乡XX煤矿开采方案设计（变更）安全专篇，并由相关部门审查备案。根据审批备案的方案及专篇，矿井按有煤与瓦斯突出危险性进行设计

8、与管理。根据煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范（AQ1055-2008）第3.4.4.1条规定，矿井必须进行瓦斯抽采。为此，XX县XX乡XX煤矿于2011年11月委托我公司为其矿井进行瓦斯抽采方案设计。并对开采方案与安全专篇中的以下内容进行完善：（1）对矿井和采掘工作面瓦斯涌出量进行预计；（2）对矿井抽采泵及管路系统进行选型；（3）对矿井抽采方法和抽采工艺进行设计；（4）掘进工作面抽采钻孔施工工艺方案。2011年12月，我公司按合同要求完成并提交了XX县XX乡XX煤矿瓦斯抽采方案设计。二、 编制设计的依据1、 XX煤矿提供的XX煤矿开采方案设计说明书。2、 XX煤矿提供的XX煤矿安全专

9、篇。3、 矿方提供的通风、生产、瓦斯地质等相关资料。三、 设计遵循的主要标准1、 煤矿安全规程国家安全生产监督管理局，国家煤矿安全监察局，2011年。2、 防治煤与瓦斯突出规定2009年。3、 煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB50471-2008）。4、 煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ10262006）国家安全生产监督管理总局，2006年。5、 煤矿瓦斯抽放规范（AQ10272006）国家安全生产监督管理总局，2006年。6、 矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ10182006)。四、 存在的问题及建议1、 该矿仅对矿区范围内的73号可采煤层进行煤与瓦斯突出危险性进行鉴定，建议业主对矿区范围内的其它煤层补

10、作突出危险性鉴定，以便指导矿井安全、可靠、高效的生产。2、 XX煤矿防突和瓦斯治理工作的重点在于开采保护层和大面积预抽煤层瓦斯，因此建议矿方对保护煤层开采后，对下邻近煤层的保护效果、保护范围等进行专门考察，同时引进能施工100m以上的大功率钻机，对抽采钻孔施工工艺进行专项研究，确保瓦斯治理工作顺利进行。3、 未对各煤层瓦斯基本参数进行测定，煤层可抽性也未做评价。在条件成熟情况下，应委托有资质的单位把各煤层的瓦斯基本参数测全并对煤层的可抽性进行评价。4、 对矿井通风系统进行优化，实现各采、掘工作面独立通风，以满足通风与安全要求。5、 按规定设置防突反向风门、避灾硐室等安全设施，并按有关规范建设，

11、以确保设施质量，并加强对通风设施的管理。6、 在XX煤矿在建设期间和今后采掘煤工作面推进过程中，必须坚持“四位一体”防突措施，按突出煤层采煤工作面进行管理，并按规定编制采煤工作面作业规程。加强瓦斯地质测量工作，特别注意小断层、隐伏断层的赋存情况。7、 配足专门的瓦斯与地质等工程技术人员，加强防突安全培训，提高管理人员与防突人员对煤与瓦斯突出的认识与防突技能。8、 加强对采、掘工作面作业规程的会审，提高作业规程中防突措施的具体性、针对性与可操作性。9、 加强对井下机电系统的管理，按有关规定定期检测与检修有关设备，使其处于完好状态。10、 建议XX煤矿补充完善专业瓦斯治理队伍，在实施瓦斯综合治理专

12、项基础上，不断测定XX煤矿煤层的瓦斯参数，不断完善瓦斯治理措施，摸索出一套适合于XX煤矿的综合治理方法。第1章 矿井基本情况第1节 井田概况一、 交通位置1、 矿井所在地理位置XX县XX乡XX煤矿位于城北东直距35km。矿区地理坐标：东经为105 5224105 5310。北纬272012272054。2、 交通情况XX县XX乡XX煤矿，位于XX县城北东直距35km，属XX县XX乡所辖,距XX县城公路距离约51km，向南4公里可与326国道相接，往南40公里经普底、林泉可通贵毕高等级公路。向北34公里经大山、长石可与大纳公路（XX四川纳溪）相接，交通较为方便。（图 11 矿区交通位置图）。二、

13、 井田自然概况1、 地形地貌矿区地处贵州高原的中山地带，属于长江流域乌江水系上游六冲河及赤水河支流之分水岭地带。区内地形切割强，为侵蚀剥蚀高山及岩溶峰丛高中山地貌，岩溶、冲沟较发育。最高海拔2071.5米（矿区南部一山头），最低海拔1777.5米（矿区北部外围一岩溶洼地内），一般18501920米，相对最大高差 294米。山脉走向多为北东南西向，主要受区内地层岩性、地质构造和地表河流控制。2、 水系矿区地处长江流域乌江水系上游六冲河及赤水河支流之分水岭地带。矿区范围内无河流通过，地表水大多为雨季“V”型季节性冲沟水，冲沟流程短，水量较小，旱季时干涸。3、 气象气候属亚热带温凉湿润季风气候。县内

14、的多年平均气温为11.8，极端最高气温31.5（1958年4月3日），极端最低温为-9.3（1975年12月14日）。多年平均相对湿度为81%，XX县属贵州多降雨区之一，多年平均降雨最为1126.71mm，降雨量实际变化较大，最高为1518.3mm，（1964年），最低为843.4mm（1990），年降雨量在时空上出分布不均匀表现为丰、枯季，5月至9月降雨量多，占全年降雨量的75.3 %，降雨量最多的是6月份，其降雨量占全年降雨量的18.6%。4、 地震烈度根据中国地震动参数区划图（GB183062001），该区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震烈度为度。区域

15、稳定性较好。图 11 矿区交通位置图瑞丰煤矿5、 矿区内经济概况农作物主要为玉米，其次为水稻、小麦、薯类及豆类等，经济作物有油菜、烤烟、辣椒等，粮食自给自足有余，当地经济较落后，工业不发达。区内建筑石材丰富，有石灰岩、砂岩等，现少量开采利用。第2节 地质情况一、 地层区域地层出露有寒武系（）、奥陶系（O）、二叠系（P）、三叠系（T）第四系（Q）。矿区内出露地层有二叠系下统茅口组（P2m）、上统龙潭组（P3l）、长兴组（P3c）、三叠系下统夜郎组（T1y）。现将各地层由老到新叙述如下：1） 二叠系中统茅口组（P2m）区内仅出露茅口组的部分，为浅灰色灰白色厚层巨厚层状粗细晶灰岩，夹燧石条带，偶夹少

16、量白云质灰岩。含蜒、腕足类等动物化石，其中蜒类化石较丰富。厚度大于100米。分布于矿区北面及东面，其岩溶较发育。2） 二叠系上统（1） 龙潭组（P3l）为区内含煤地层，厚112151米，平均厚128米左右，与下伏茅口灰岩呈假整合接触。根据其岩性组合及含煤性可分为三段，现简述如下：上段（P3l3）：深灰色岩屑粉细砂岩，夹泥质粉砂岩、粘土岩及煤层，顶部夹薄层状泥质灰岩，粉砂岩显水平层理及缓波状层理，砂岩中胶结物以二氧化硅及碳酸盐类的菱铁矿为主。该段含煤层23层，其中M18全区稳定可采。该段厚32.346.0米。中段（P3l2）：泥质粉砂岩、粉砂质泥岩夹粘土岩、细砂岩、粉砂岩、炭质泥岩及煤层，显水平

17、层理及缓波状层理，砂岩胶结物中菱铁矿含量较上段有所增加，含煤夹菱铁矿结核或菱铁矿层。含煤或煤线912层，其中M51全区稳定可采。该段厚41.557.4米。下段（P3l1）：泥质粉砂岩，夹细砂岩、粉砂岩及少量粘土岩、炭质泥岩。底部为含黄铁矿粘土岩或硫铁矿层，显水平层理、缓波状层理，其中砂岩胶结物以菱铁矿为主，形成菱铁质砂岩或菱铁矿层，在该段中上部，M51之下约6米处有一厚0.701.00米的胶结物全为SiO2的粉砂岩，不易风化且较坚硬，在矿区及附近区域内均很稳定，易识别，为一良好标志层。该段含煤层或煤线411层，其中M73全区稳定可采，该段厚31.648.8米，距茅口组2-7米，平均约4.5米。

18、（2） 长兴组（P3c）：深灰色厚层状含燧石结核、条带灰岩，层间夹有机质条带或薄层，偶夹条带状炭质泥岩，产腕足类化石，厚2535米。3） 三叠系下统（T1）区内仅出露夜郎组（T1y）中段及下段，按其岩性从老到新依次为：第一段（T1y1）：黄绿色、浅绿色薄层状钙质泥岩（页岩），含粉砂质泥岩（页岩），显水平层理。与下覆长兴灰岩呈假整合接触，厚1223米。第二段（T1y2）：上部为灰色厚层巨厚层状微细晶灰岩，偶见锯齿状缝合线构造。顶部为厚0.71.1米厚的鲕粒灰岩，鲕粒含量30%左右。中部及下部为浅灰、浅灰绿色中厚中薄层状泥质灰岩，含泥质条带，往下渐变为泥灰岩且泥质条带渐增，最后过渡为T1y1钙质泥

19、岩。含瓣鳃、腕足类动物化石。厚度180250米。二、 构造矿区位于新场（百纳向斜）东翼北端，矿区为单斜构造，地层呈单斜产出，倾向210249，倾角916，平均15左右。地层产状变化小，矿山井下建矿至今，未发现断距10m的断层，未见影响矿井开拓布置、开采的地质构造。矿区内构造不发育，构造复杂程度属简单型。第3节 煤层、煤质一、 可采煤层1、 煤系地层矿区内含煤岩系为上二叠统龙潭组，含煤1526层。含煤岩系总厚112151米，平均厚128米，含煤总厚6.35米，含煤率4.96%，含可采煤层三层，平均总厚4.45米。可采煤层含煤率为3.48%。2、 主要可采煤层稳定程度及特征矿区主要可采煤层为M18

20、、M51、M73层，由上到下叙述如下：1） M18煤层位于龙潭组上段中上部，上距长兴组灰岩底界10.015.0米，层位及厚度稳定。矿区附近曾有老硐开采。厚度1.001.50米，平均厚1.20米，中下部常夹一层粘土岩夹矸。经矿方实际井巷揭露，M18煤层+1776m以上煤层变化大，厚度大部只0.3-0.5米，不具备开采条件。顶板：伪顶为粉砂质泥岩，强度低；直接顶板为粉砂岩、泥质粉砂岩，强度低，易风化崩解，遇水易膨胀、软化，为不稳定顶板。底板：直接底板为瓦灰色粘土岩，强度低，遇水易膨胀、软化，表现为底鼓现象，为不稳定底板。2） M51煤层位于龙潭组中段中部，厚度1.402.00米，平均1.46米，下

21、距龙潭组底界4855米，煤层中上部常夹一层炭质泥岩夹矸，夹矸厚0.040.30米，一般0.15米。顶板：直接顶板为粉砂岩、泥质粉砂岩，强度低，易风化崩解，遇水易膨胀、软化，为不稳定顶板。底板：直接底板为瓦灰色粘土岩，强度低，遇水易膨胀、软化，表现为底鼓现象，为不稳定底板。3） M73煤层出露于煤系地层底部，距茅口组（P2m）27米、煤厚1.402.20米，矿内平均厚度1.58米。顶板：直接顶板为粉砂岩、泥质粉砂岩，强度低，易风化崩解，遇水易膨胀、软化，为不稳定顶板。底板：直接底板为瓦灰色粘土岩，强度低，遇水易膨胀、软化，表现为底鼓现象，为不稳定底板。综上所述，M18、M51、M73煤层结构简单

22、，三层煤层稳定类型均为较稳定型煤层。而各煤层的顶、底板均为不稳定岩层，采煤时必须采取相应的支护措施。矿井可采煤层特征见表11。表11 可采煤层特征表煤层编号煤厚（m）煤层平均间距（m）稳定性倾角（）容重(t/m3)煤层结构顶 底板岩性最小最大顶底平均M181.01.5+1776以上不，以下稳定151.4含1层夹矸粉砂岩、泥质粉砂岩粘土岩1.239M511.42.0稳定151.48含1层夹矸粉砂岩、泥质粉砂岩粘土岩1.4651M731.42.2稳定151.55无夹矸粉砂岩、泥质粉砂岩粘土岩二、 煤质1、 煤的物理性质及煤岩特征1） 物理性质矿区内各煤层的物理性质差异不大，呈灰黑色，粉色为深黑色，

23、条带状结构，似金属光泽，硬度相对较大、脆度小，贝壳状及不规则状断口，半亮煤光亮煤、外生裂隙较发育。M18煤层视密度为1.45吨/立方米；、M51煤层视密度为1.48吨/立方米、M73煤层视密度为1.55吨/立方米。2） 化学性质（1） 水分（Mad）M18煤层原煤： 3.52%；M51煤层原煤: 3.003.12%；平均3.06%；M73煤层原煤： 3.02%3.10%，平均06%。（2） 灰分（d）M18煤层原煤： 18.17%、属中灰分煤；M51煤层原煤:灰份16.8517.10%、平均16.98%，属于中灰分煤；M73煤层原煤：灰份17.0018.99%、平均18.00%，属于中灰分煤。

24、（3） 挥发分（Vdaf）M18煤层原煤：8.10%，属低中挥发分煤；M51煤层原煤: 8.759.15%，平均8.95%，属低中挥发分煤；M73煤层原煤：8.008.10%，平均8.05%，属低中挥发分煤。（4） 硫分（St,d）M18煤层原煤：全硫平均1.67%，属于中硫煤。M51煤层原煤: 全硫0.310.83%、平均0.57%，属于低硫煤。M73煤层原煤: 全硫0.571.48%、平均1.03%，属于中低硫煤。3） 工艺性能发热量（Q）：M18煤层原煤发热量（Qb,daf）为28.05MJ/kg属高热值煤；无烟煤。M51煤层原煤发热量（Qb,daf）为28.0028.99 MJ/kg，

25、平均28.50MJ/kg，属高热值煤；无烟煤。M73煤层原煤发热量（Qb,daf）为26.7626.88 MJ/kg，平均26.82MJ/kg，属高热值煤；无烟煤。矿山未作过热稳定性、煤对CO2的反应性、可磨性、泥化等实验。各煤层煤质见表 12。表 12 可采煤层煤质特征表煤 层煤质分析（）发热量（QDT,d)（MJ/kg）煤种水分（Mad）灰分(Ad)挥发分(Vdaf)硫分(Std)M18原煤3.5218.178.101.6728.05无烟煤（WY）M51原煤3.0616.988.950.5728.50M73原煤3.0618.008.051.0326.822、 煤种M18为中硫中灰高发热量无

26、烟煤、M51为低硫中灰高发热量无烟煤、M73为中低硫中灰高发热量无烟煤，均可作为动力、化工及民用煤。第4节 开采技术条件概况一、 矿井水文地质1、 矿区水文地质条件1） 主要含（隔）水层类型（1） 茅口组(P2m)强含水层（2） 二叠系上统龙潭组(P3l)弱含水层（3） 二叠系上统长兴组（P3c）及三叠系下统夜郎组玉龙山段（T1y2）岩溶裂隙含水层（4） 第四系(Q)弱含水层2） 矿井水文地质条件及水文地质类型根据各含隔水层水文地质特征，区内地下水补给来源主要为大气降水，地表水及地下水排泄条件良好，区域内最低侵蚀基准面标高为+845.6m，矿区拟开采最低标高+1100m，开采标高高于当地最低侵

27、蚀基准面。M18、M51煤层直接充水含水层为龙潭组基岩裂隙含水层，其矿床水文地质勘查类型为二类二型，即以裂隙含水层为主的裂隙充水矿床，矿床水文地质复杂程度中等；M73 煤层直接充水含水层为底板茅口组灰岩，其矿床水文地质勘查类型为三类第二亚类第三型，即以底板进水为主的岩溶充水矿床，水文地质条件复杂。综合定位矿井水文地质条件为复杂。2、 小窑及老空积水区内老窑和小煤矿分布广泛，且开采历史悠久，大部分被关闭。老窑采空冒落造成地表开裂、塌陷，致使地表水及降雨由裂隙渗入老窑蓄积。老窑大多有积水。开采浅部煤层时，应预防老窑水涌入。本矿必须高度重视老窑水、老空水的防治工作，必须立即请有资质的单位编制矿区水文

28、地质调查报告，弄清老窑及老空积水情况，并标绘在矿井井上下对照图和采掘工程平面图上。将矿井以外至少100m范围内邻近矿井的井田位置、开采范围、积水情况标绘在井上下对照图上。在建井和生产过程中要加强探放水工作，必须严格坚持“预测预报、有掘必探、先探后掘、先治后采”的探放水原则，并做到“有疑必停” ，防止采空区积水和老窑积水的突然涌出。必须落实矿区范围是否存在封闭不良或质量可疑、有突水可能的钻孔。并采取相关的措施。3、 地质构造导水性、富水性该矿区内无地质构造，不存在地质构造导水性和富水性。4、 矿区含、隔水层特征1） 茅口组(P2m)厚100m，为浅灰色灰白色厚层巨厚层状粗细晶灰岩，夹燧石条带，偶

29、夹少量白云质灰岩。地表出露于矿区北部边界外围，形成裸露及半裸露的高中山，地表岩溶洼地、落水洞、溶斗等较发育；地下局部发育溶洞、暗河，大气降水容易通过地表大量的负地形渗入岩溶裂隙、管道、暗河之中，岩层中赋存着丰富的岩溶水。 根据区域水文地质资料分析认为，该层富水性强，但极不均匀。2） 二叠系上统龙潭组(P3l) 地层呈东西向条带状出露于矿区北部边界附近缓斜坡地带，岩性以细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粘土岩、炭质泥岩等为主，夹数层煤层。该组平均厚度约128m。以碎屑岩为主，岩石含泥质成分多，因而岩石普遍抗风化能力弱，露头区有较厚的强中风化带，易渗入大量大气降水，含浅层风化裂隙潜水，

30、越往深部，岩石裂隙发育程度减弱，岩石含水性相应降低，仅含微弱基岩风化裂隙水和构造裂隙水。3） 二叠系上统长兴组（P3c）及三叠系下统夜郎组玉龙山段（T1y2）长兴组和玉龙山段岩性和富水性相近，且二层之间仅有1223m厚的沙堡湾段（T1y1）隔水层相隔，岩性为浅绿色钙质泥岩。T1y1在受外力的作用下易变形破坏，并失去隔水性。所以将玉龙山段和长兴组合并为同一层来研究，把两层统称为“T1y2+P3c”岩溶裂隙含水层。长兴组(P3c)：区内出露面积较小，在地表形成陡崖，岩性主要为灰深灰色灰岩、含燧石结核灰岩，厚度为25-35m。据地表水文地质测绘及区域水文地质资料分析认为，工作区富水性相对较强，可达中

31、等，但含水不均一。玉龙山段（T1y2）：在矿区内大面积出露，地形上常形成斜坡、陡崖或陡坡，其间发育有方向各异的季节性小冲沟。岩性主要为上部为灰色厚层巨厚层状微细晶灰岩；顶部为厚0.71.1米厚的鲕粒灰岩；中部及下部为浅灰、浅灰绿色中厚中薄层状泥质灰岩。厚度180250米。根据区域水文地质普查、地表调查，分析认为该层中富水性中等。4） 第四系(Q) 分布于矿区内的各斜坡、山间洼地及各冲沟的沟底地段，岩性主要为耕植土及粘土，局部地段混夹灰岩的风化碎块和崩积块体，出露厚度010m，含水性较差,动态变化极不稳定,地表调查中，未见泉水点出露。该层总体上讲，具透水性，季节性含水。由于该层分布零星，地形有利

32、于自然排水，富水性弱。5、 封闭不良钻孔情况本次核实区没有钻探工程的资料。该矿区也未作过钻探工作，所以矿井不存在封闭不良情况。6、 矿井主要含水层与煤层之间的关系。矿井主要含水层茅口组稳定分布于矿层内含煤地层下部,距M73可采煤层垂直距离27m，距离M51主采煤层5259m。7、 矿井正常涌水量及最大涌水量1） 目前生产矿井涌水量通过调查，了解到该煤矿在正常生产时，平常矿坑涌水量为10 m3/d左右，在雨季时矿坑最大涌水量可达50 m3/d。2） 矿坑涌水量预测方法的确定矿井位于接受大气降水的补给区，矿井充水主要因素为龙潭组煤系地层及长兴、玉龙山灰岩地层，矿井涌水量采用大气降水入渗法计算，原则

33、上是根据矿区地貌、岩性、构造、岩溶发育程度等的差异，来确定矿区的入渗系数、汇水面积等有关水文地质参数，按公式进行计算，大气降水的渗入量为矿井涌水量。3） 水文地质参数的确定及矿井涌水量计算结果根据该矿提供的矿区内M51煤层涌水量实测资料，根据邻近矿井立新煤矿矿井涌水量，采用比拟法进行估算未开采区域的矿井涌水量： Q=Q1式中：Q预测矿井涌水量（m3/d）Q1矿井现状实测涌水量（m3/d）F矿区拟开采面积（km2）F1矿区实际采空区面积（km2）S预测未来地下水位下降值（m）S1矿区现状水位降深值（m）表 13 XX煤矿矿井涌水量估算成果表井巷控制面积（km2）地下水位降深（m）实测矿井涌水量（

34、m3/d）预测矿井未开采区涌水量（m3/d）F1FS1SQ1旱Q1雨Q旱minQ雨max0.03151.142760375105062307在今后的开采过程中，根据此公式可对涌水量进行粗略的估算。为了更好准确的估算涌水量，需在今后的工作中做好各煤层井下涌水量记录。观察涌水量的变化情况。根据涌水量记录情况，修改涌水量的估算公式。在开采深部煤层时，加强水文地质工作及边采边探也是本矿必须做和应高度重视的工作。本次以矿井正常涌水量为102m3/d，最大涌水量为307 m3/d作为设计依据。8、 地表水矿区地处长江流域乌江水系上游六冲河及赤水河支流之分水岭地带。矿区范围内无河流通过，地表水大多为雨季“V

35、”型季节性冲沟水，冲沟流程短，水量较小，旱季时干涸。二、 工程地质条件1、 岩石工程地质特征1） 矿区工程地质岩组划分矿区的工程地质岩组，根据地层岩性组合关系划分为三个工程地质岩组，即硬质岩组、软质岩组及松散岩组。（1） 硬质岩组包括二叠系中统茅口组（P2m）、长兴组(P3c，其岩性主要为灰岩。岩石坚硬，力学强度高。（2） 软质岩组包括三叠系下统夜郎组（T1y）、龙潭组(P3l)其岩性主要为粘土岩、泥质粉砂岩及煤层等，其岩石强度低，遇水易软化，抗风化能力差。（3） 松散岩组包括残坡积物，人工堆积物与强风化带的风化物。矿区碎屑岩表层风化甚强，地表大都覆盖有残坡积物(由粘土、岩块及砂组成，厚05m

36、)，人工堆积物为坑采煤矿围岩及煤矸石，结构松散。2） 主要结构面的工程地质特征区内节理较为发育，节理裂隙倾角多为6080度，多为张性裂隙，泥质充填，结构面抗剪强度低，结合力差。龙潭组煤系地层多为薄中厚层碎屑岩，层理发育，层理之间胶结差。2、 工程地质条件初步评价1） 煤层顶、底板稳定性评价据钻孔揭露资料，区内各煤层顶板多为泥质粉砂岩、粉砂岩，总体上较稳定。底板则多为粘土岩、炭质粘土岩及黄铁矿粘土岩，稳定性差。建议下一步工作中，在各煤层顶、底板采取岩石力学样，进行块体密度、抗压强度及抗拉强度等的测试。2） 开拓井巷岩层稳固性评价根据矿区地形条件及煤层分布特征，开拓井巷建设过程中，可能穿过松散岩组

37、、龙潭组软质岩组。井巷穿过龙潭组软质岩组时，其围岩稳定性差，易产生片帮等不良工程地质问题，井巷施工中应注意采取有效的支护处理措施。总之，矿区可采煤层顶板为泥质粉砂岩、粉砂岩，底板为粘土岩等，均为软质岩组。采煤过程中易产生坑道冒顶、崩塌、片帮、底鼓等工程地质问题，井下开采应注意采取有效的支护措施和合理的采矿方法。其工程地质条件为复杂类型。三、 环境地质条件1、 井田环境地质特征矿区及周边出露的地层出露地层主要有二叠系下统茅口组（P2m）、上统龙潭组（P3l）、长兴组（P3c）、三叠系下统夜郎组（T1y）。矿区出露地下水以岩溶裂隙水为主，水文地质条件复杂。含煤地层以软质岩组为主，抗压强度较低，稳定

38、性较差，工程地质条件复杂。区内无破坏性地震记录，区域稳定性良好。综上，矿山地质环境现状中等。未来煤碳资源的开采将对环境产生较大的影响，主要表现为：引发矿山地质灾害，占用或破坏矿区土地植被等资源，破坏矿区水资源、水环境，污染矿区水土环境。矿山环境发展变化趋势预测如下： 1） 对水资源、大气环境、生物植物及居住人群产生的影响矿井抽、排水，会将矿井中氯、磷、氟、砷、硫等有害物质及开采中产生的有害物质带入地表水和地下水中，PH值中偏酸性，对地表水、地下水产生不同程度的污染；矿井抽排的煤层气(瓦斯)对大气起温室效应，SO2等污染大气质量。受之影响地下水水资源环境条件将改变，造成地下水位降低、水源枯竭，最

39、终造成当地居民人畜用水困难，水田无法耕种，大气质量受到影响，自然生态环境遭到破坏。2） 对地质环境的影响随着矿山开采范围的扩大，矿山将有垮塌、地裂缝等现状地质灾害，伴随矿山开采规模、强度的提升，将引发矿区及其影响范围内地面塌陷、地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流等新的地质灾害发生，由地下的矿井工程地质灾害发展成为地表的大面积地质灾害，影响范围扩大，地质环境问题加剧。3） 后续环境问题产生原煤的初加工、分选、废污水处理排放、矸石堆体的淋漓排泄、煤炭产品的装载运输等粉尘、扬尘，造成对矿山及公路沿线的植被、农作物、居民等的污染加剧。总之，未来煤碳资源的开采若不采取切实有效的防治措施，其环境生态必将

40、趋向失衡产生危害。只有通过科技手段，实施建设绿色矿业，在保护中开发，在开发中保护，才会使矿山环境向好的方向发展。2、 地震与矿区稳定性根据中国地震动参数区划图（GB183062001），该区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震烈度为度。区域稳定性较好。3、 地质灾害1） 地质灾害现状评价矿区内未见地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡等地质灾害，沿煤层露头线的地表浅部附近老窑及采空区较多，隐伏有地面塌陷、地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡地质灾害危害的隐患。地质灾害隐患，使矿山建设遭受地质灾害危害的可能性大，对土地和散居在此范围的居民、房屋影响程度较严重，防治难度较大。2） 地

41、质灾对开采影响的评价矿山井下开采活动及矿床疏干排水，可能在地表诱发崩塌、地裂缝、地面塌陷等地质灾害，其发生的可能性大；地表村寨房屋、人口等可能遭受地质灾害的危害，其危害性大。需特别注意，矿区多处存在陡崖等微地貌，未来的采煤活动一旦诱发产生崩塌，危险性极大。因此，在矿山建设时，必须在矿区对已有地质灾害隐患点设置危险性标志；必须规范井下开采施工、必须建立健全安全规章制度、必须加强安全管理；必须规范对井口、运输巷道和采空区进行可靠的支护，必须留设保安矿柱。4、 矿区水环境从实际调查的情况来看，矿区附近原生产矿井水中均含有硫化物，其流经之地均见煤锈现象，对地表水及地下水已具有一定的污染作用。今后，本矿

42、山投产后，随着生产规模的扩大，所抽排的矿井水量会大幅度增加，若让其任意地排入河流或含水层之中，会对地表水和地下水造成严重的污染。因此，对抽排放的矿井水必须采取有效的净化措施，加以综合利用，以防造成对地表水和地下水的污染。四、 瓦斯、煤尘、煤层自燃、地温1、 瓦斯根据贵州省煤炭管理局文件黔煤生产字20081547号对毕节地区2008年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复：XX乡XX煤矿二氧化碳绝对涌出量为0.52 m3/min，相对涌出量为8.95 m3/t，绝对瓦斯涌出量为2.3m3/min，相对瓦斯涌出量为39.57m3/t，为高瓦斯矿井。贵州省能源局文件黔能源发2009281号关于毕节地区煤炭局的

43、批复：XX乡XX煤矿二氧化碳绝对涌出量为0.5 m3/min，相对涌出量为3.0m3/t，绝对瓦斯涌出量为3.22m3/min，相对瓦斯涌出量为19.36m3/t，为高瓦斯矿井。贵州省能源局文件黔能源发2010699号关于毕节地区工业和能源委员会的批复：XX乡XX煤矿二氧化碳绝对涌出量为0.99m3/min，相对涌出量为11.88m3/t，绝对瓦斯涌出量为3.00m3/min，相对瓦斯涌出量为36m3/t，为高瓦斯矿井。表14 矿井历年瓦斯等级鉴定结果统计表鉴定时间瓦斯二氧化碳结论相对涌出量(m/t)绝对涌出量(m/min)相对涌出量(m/t)绝对涌出量(m/min)200839.572.38

44、.950.52高瓦斯200919.363.223.00.5高瓦斯201036.03.0011.880.99高瓦斯2、 煤与瓦斯突出该矿委托中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室对M73号煤层进行了突出危险鉴定，根据贵州省能源局文件(黔能源发2011566号)关于对XX县XX乡XX煤矿M73煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复，结论为：XX县XX乡XX煤矿M73号煤层鉴定范围（在目前矿界范围内标高+1710m以上M73煤层）内无突出危险性。除M73煤层经鉴定标高范围内暂按突出煤层的无突出危险区设计外，其它区域仍按煤与瓦斯突出设计和管理。建议业主在开采其它未鉴定区域的煤层时，作煤与瓦斯突出鉴定

45、。3、 煤尘爆炸性根据贵州省煤田地质局实验室2004年8月23日以及2011年11月2日提供的XX县XX乡XX煤矿煤尘爆炸性鉴定报告，M51、M73煤层煤尘无爆炸性(结果见下表)。M18煤层未做鉴定。见表15。表15 煤尘爆炸性试验成果表统一编号来样编号工业分析（%）爆炸试验爆炸性结论水分灰分挥发分火焰长度mm抑制煤尘爆炸最低岩粉量（）MadAdVadVdafDF-83M512.8316.627.6700煤尘无爆炸性2011-M496M733.0825.228.600煤尘无爆炸性备注此报告仅对来样负责。建议业主尽快将其它煤层煤样送检，以便确定煤层的煤尘爆炸性，本次设计按煤尘有爆炸性进行设计和管

46、理。4、 煤层自燃发火倾向性根据贵州省煤田地质局实验室2004年8月20日以及2011年11月2日提供的XX县XX乡XX煤矿煤炭自燃倾向性等级鉴定报告，M51、M73煤层属于三类，即不易自燃煤层，结果见表16表16 煤层自燃倾向等级鉴定结果表统一编号来样编号工业分析（%）全硫着火温度煤吸氧量自燃性分类水分灰分挥发分焦渣特征St,dT氧化TT还原MadAdVdafCm3/g干煤DF-83M512.8316.627.672366370380级2011-M496M733.0825.228.621.910.87级备注级：容易自燃 级：自燃 ：不易自燃此报告仅对来样负责。建议业主尽快将其它煤层煤样送检，

47、以便确定煤层的自燃倾向， 本次设计按煤层自燃倾向性一类进行设计和管理。5、 地温本井田属地温正常区，无热害影响。6、 冲击地压地质资料及矿方提供的资料中均没有提及关于冲击地压的资料，本矿区内也无冲击地压的历史记录，矿井暂按无冲击地压矿井考虑。第5节 矿井开拓开采概况一、 井田境界、储量1、 井田境界根据贵州省国土资源厅于2008年2月3日颁发采矿许可证(证号为：5200000820068)，矿区范围由8个拐点坐标圈定，平面积为1.1426km2; 准采标高由+1900m-+1100m。XX县XX乡XX煤矿行政区划隶属XX县XX乡所辖。矿区范围拐点坐标见表 17。表 17 矿区范围拐点坐标表拐点

48、XY13025950.0035586440.0023026615.0035587595.0033025950.0035587690.0043025330.0035587663.0053025327.0035587140.0063025634.0035587150.0073025950.0035586585.0083026180.0035586585.00矿区面积：1.1426km2，开采标高：+1900m+1100m标高2、 储量根据贵州省地质矿产勘查开发局一O五地质大队2007年8月提交的贵州省XX县XX乡XX煤矿资源储量核实报告，贵州省国土资源厅文件（黔国土资储备字2007390号）关于贵

49、州省XX县XX乡XX煤矿资源储量核实报告矿产资源储量评审备案证明；核实截止2007年9月19日，XX煤矿矿界范围内总资源量633万吨，保有资源量626万吨。其中：控制的内蕴经济资源量（332）45万吨，推断的（333）资源量184万吨，预测的（334）？资源量397万吨，采空区探明的经济基础储量（111b）7万吨。本设计按以上资料作为设计依据，经计算矿井可采储量153.459万吨，详见表 18。表 18 各煤层资源量汇总表煤层编号煤层厚度资源量类 别保有地质资 源 量（万t）工业资源/储量（万t）永久煤柱损失（万t）设 计资源/储量（万t）主要井巷煤柱（万t）采 区回采率（%）设计可采储 量（

50、万t）M181.2（333）4636.80.715236.1-8525.8M511.46（332）45453.905841.1-8528.5（333）5846.41.44645-8532.9M731.58（333）80642.216761.84.28541.5合 计229192.28.3183.94.285153.459二、 设计能力、服务年限1、 矿井工作制度矿井年工作日为330天，井下工人按“四六”制作业，地面工人及其它人员按“三八”制作业；即井下每天四班作业，“三采一检“，三班采煤放顶，一班检修，每班工作时间为六小时；地面每天三班作业，每班工作时间为八小时。日净运输时间为16小时。2、

51、矿井生产能力根据矿井设计可采储量、煤层赋存条件、开采技术条件井下开拓部署、安全管理等因素综合考虑，该矿井布置一个炮采工作面可满足15万吨/年的生产能力。本矿井建设规模确定为15万吨/年确实可行的。3、 矿井设计服务年限矿井服务年限可采储量/（年生产能力储量备用系数）153.459(151.3)7.9（a）按煤炭工业小型矿井设计规范2.2.4条规定，该矿为扩能、扩界矿井，其服务年限7.9a15a50%=7.5a，符合规范要求。三、 矿井开拓、采掘部署情况1、 开拓布局利用原设计主、副平硐，变更风井和首采面。采用平硐开拓。主、副平硐及变更风井均布置在M73煤层底板岩层中。变更后的风井在坐标X=30

52、26605、Y=35587040、Z=+1826处，以方位角340掘至M51煤层底板中，与主、副平硐联通。矿井采用联合布置，下山巷道布置在M51煤层底板中，倾角16，下山通过石门或斜巷与采区回采巷道连接。矿井划分为一个水平（水平标高+1710m）、两个采区进行开拓（一采区和二采区），首采区为一采区。由于M18号煤层+1776m标高以上煤层全为变薄地带，开采条件不明，暂把首采工作面布置到M73号煤层。工作面编号为117301工作面，接续工作面是117302工作面。详见开拓系统、采区巷道布置及机械配备平面图和开拓系统剖面图。2、 水平和采区的划分根据原有煤矿的开采情况和煤层赋存条件、采煤工艺和小型

53、煤矿特点等综合分析。设计矿井划分为一个水平开采（标高+1710m）、二个采区开拓全矿井。首采区为一采区。3、 大巷布置及运输根据矿井开拓系统，设计方案中无没有大巷。4、 井筒用途、数量及装备设计矿井共有三条井筒。即：主平硐、副平硐和回风平硐。三条井筒均布置在M73煤底板岩层中，但穿过了M73煤，因此按巷道边线向外20米按自然塌陷角用垂线法留取，沿煤层走向方向岩石移动角及上山移动角按65、下山移动角按73计算留设。1） 主平硐主平硐担负煤炭运输、进风、铺设部分管线等任务,沿337方位布置，坡度3，井筒净断面6.6m2，为拱形巷道，井口采用砌碹支护，其余部分采用锚喷支护；巷道内布置皮带。2） 副平

54、硐副平硐担负矸石、材料运输、进风、行人、敷设排水管路等任务，沿340方位布置,坡度3。巷道净断面6.6m2，为拱形巷道，井口采用砌碹支护，其余部分采用锚喷支护，井筒内铺设22kg/m轨道。3） 回风平硐回风平硐担负矿井回风、安全出口等任务，沿340方位布置，坡度3，净断面6.6m2，为拱形巷道，主要支护方式为锚喷，不铺设轨道。井筒特征见表 19。表 19 井筒特征表井筒名称井口坐标井口标高(m)方位角()倾角（）井筒长度(m)断面(m2)XY净掘进主平硐302660035587120+182633732646.67.1副平硐302658635587084+182634033016.67.1回风

55、平硐302660535587040+182634033196.67.15、 采（盘）区布置1） 采区巷道布置（1） 采区位置及数目根据矿井开拓方式、工业场地布置、井田内地质构造、开采机械化水平及煤层赋存情况，本设计按开采水平把矿井划分为二个采区。一采区：+1710m以上至矿井许可开采上界为一采区，为双翼布置；二采区：+1710m以上至矿井许可开采下界为二采区，为双翼布置。全矿划分为2个采区充分利用了矿井资源，缓解采区接替关系，充分发挥了矿井的生产能力，井巷工程采用集中布置生产系统优化，巷道维护量小。总之符合采区划分原则及安全、经济、合理性要求。（2） 采区巷道布置A、 采区上、下山布置方式本矿

56、采用走向长壁采煤法，采区下山布置在M51煤层底板岩层中，沿煤层倾向掘进。采煤工作面运输顺槽、回风顺槽布置在M73煤层中。沿煤层走向布置。B、 首采工作面巷道布置方式工作面运输、回风巷沿煤层走向布置在煤层中，为新掘巷道，采用单巷布置方式。工作面切眼沿煤层真倾方向布置在煤层中。2） 开采顺序采区间开采顺序：先采一采区，再开采二采区。煤层间的开采顺序为：一采区暂为M73M51M18。二采区为M18M51M73。采区及煤层开采顺序符合安全、技术、经济合理性要求。3） 工作面的作业方式工作面的作业方式为 “四六”工作制，每天四班作业，每班工作6小时，实行三采一准。6、 采煤方法、工艺及主要设置1） 采煤

57、工艺（1） 采煤方法根据煤层赋存条件，确定采用走向长壁后退式采煤法，落煤方式采用炮采。对本矿两层可采煤层均一次采全高。（2） 采煤工艺矿井首采煤层为M73煤，平均厚度1.58m，属中厚煤层，倾角15。结合当地小煤矿开采实际，采用走向长壁采煤法，炮采工艺。（3） 顶板支护设计布置走向长壁工作面，后退式回采，沿走向推进，工作面用DW22-300/100型单体液压支柱和HDJA1000型金属铰接顶梁支护，正悬臂齐头梁直线柱布置方式，柱距0.8m，排距1.0m，“三、四”排控顶，最大控顶距为4.2m，最小控顶距为3.2m，放顶步距为1.0m，全部垮落法管理顶板。上下巷超前加强支护采用DW22-30/1

58、00型单体液压支柱，从工作面煤壁往外10m范围内采用双排支护，再往外10m范围内采用单排支护。（4） 年推进度根据煤炭工业小型矿井设计规范，结合XX煤矿实际情况及开采煤层的顶底板情况，设计采用一个炮采面达到设计能力，M73煤层平均厚1.55m，设计区段工作面长度80m，年推进度743m。（5） 工作面生产能力采煤工作面生产能力为：A采801.567431.550.9513.8(万吨/年)矿井掘进出煤按采煤工作面产量的10%考虑，则A掘A采10%13.810%1.38(万吨)矿井年生产能力为：A掘A采A掘13.81.3815.1 (万吨)基本满足15万t/a的生产能力。2） 采掘工作面主要设备（

59、1） 回采工作面配GMZ12型煤电钻2台，采用放炮落煤，工作面采用一台SGB-420/75刮板运输机，117301运输巷选用一台SSJ-65/20/75型尼龙整芯输送带胶带输送机，工作面下部运输选用一台SZZ630/40转载机，采用JH2-8回柱绞车回柱。（2） 本设计布置两个煤巷掘进工作面，两个掘进工作面均配备GMZ-12型煤电钻，ZY-24型风动凿岩机，并配备TXU75A型探水钻，FBD-5.6型局部通风机（吸风量3.0-9.1m3/s，2*22Kw），JD11.4调度绞车，人工装车。第6节 矿井通风情况简介一、 通风方式矿井为平硐开拓布置，矿井采用并列式通风方式，采用机械抽出式通风方法。二、 通风系统通风系统包括三部分：（1）矿井通风方式；（2）主要扇风机的工作方法；（3）通风网络(详见矿井通风系统及通风网络图)。通风系统为并列抽出式。通风方法为机械抽出式通风。矿井投产时期布置有主平硐、副平硐、回风平硐三个井筒，新鲜风流从主平硐、副平硐进入采、掘工作面，乏风