【正文】 風(fēng)險(xiǎn)，小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 7 公司經(jīng)濟(jì)實(shí)力完全具有投資本項(xiàng)目的能力。公司母公司江西煤炭集團(tuán)公司下轄四局六礦，共有礦井 38 對(duì)。 20xx 年核定總生產(chǎn)能力 ，經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)力量雄厚，完全可以保證本項(xiàng)目的順利實(shí)施。 設(shè)計(jì)概況 地理概況 （ 1）礦 區(qū)、礦井所在地理位置、交通情況 礦井位于六盤(pán)水市水城縣雙水開(kāi)發(fā)區(qū)南東側(cè)，屬水城縣阿戛鄉(xiāng)管轄，地理坐標(biāo)：東經(jīng) 104176。58′40″~105176。00′52″，北緯 26176。28′′18″~26176。29′10″。礦井距貴昆鐵路約 5km，北至六盤(pán)水站 25km，至水城縣場(chǎng)碧 25km，水（城）至阿（戛）公路通過(guò)礦井西側(cè)，交通較方便。交通位置見(jiàn)圖 141。 （ 2）地形地貌 礦井為云貴高原中高山地形，屬侵蝕型山地，地形與地層走向基本一致，多為反向坡，區(qū)內(nèi)地勢(shì)南西高，北東及中部低，地形坡度較大。山脈呈北西、南東向展布，三迭系永寧鎮(zhèn)組 常形成懸崖，其下飛仙關(guān)頁(yè)巖則形成陡坡，煤系地層出露于緩坡地帶。區(qū)內(nèi)高程一般為 +1873~+1275m，最高點(diǎn)位于礦區(qū)南部一無(wú)名山頭。海拔標(biāo)高 +1873m，最低點(diǎn)位于礦區(qū)內(nèi)仲河河床，最低海拔標(biāo)高 +1275m（為礦區(qū)最低侵蝕基準(zhǔn)面），相對(duì)高差598m。礦區(qū)多為風(fēng)化坡積地貌。 （ 3）水系及主要河流 井田內(nèi)地表小溪溝發(fā)育，由南西、北東向中部的百車(chē)河匯集后，在礦區(qū)外匯入仲河，仲河屬珠江水系支流，該河流經(jīng)井田西側(cè)邊界附近和北側(cè)，流量 ~。 （ 4）氣象及地震烈度 區(qū)內(nèi)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，夏秋溫暖 ，春冬嚴(yán)寒，季節(jié)性區(qū)分不明顯，常年陰雨綿綿，氣候變化無(wú)常，年平均氣溫 ℃ ，每年 69 月平均最高溫度 ℃ ， 11 月至次年 2 月為冰雪期、霜凍期，平均溫度達(dá) 2℃ 。年均降雨量 ，多集中在 59 月，年均蒸發(fā)量 ，年均相對(duì)濕度 80%，全年日照 ，全年霜凍日數(shù) 23d，最大頻率 小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 8 圖 141 交通位置圖 小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 9 風(fēng)向?yàn)闁|南偏東風(fēng)，最大風(fēng)速 25m/s。 按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB5001120xx）附錄 A“我國(guó)主要城鎮(zhèn)抗震設(shè)防烈 度設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)地震分組 ”劃分，井田所在地區(qū)抗震設(shè)防烈度為 6 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為 。 （ 5）地區(qū)經(jīng)濟(jì)概況 礦區(qū)內(nèi)及其鄰近區(qū)以農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)作物主要有玉米、小麥、油菜、水稻、大豆、馬鈴薯等，經(jīng)濟(jì)作物為煙葉，現(xiàn)有較多的小煤礦企業(yè)，為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人員就業(yè)貢獻(xiàn)較大。 礦區(qū)內(nèi)居民的經(jīng)濟(jì)來(lái)源仍以傳統(tǒng)的家畜、家禽飼養(yǎng)為主，近年來(lái)，勞務(wù)輸出已成為其主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源。 主要自然災(zāi)害 井田為中高山地形，山巒起伏，溝壑縱橫，地形復(fù)雜，坡度大。根據(jù) “資源量核實(shí)報(bào)告 ”對(duì)環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)狀的描述，井田范圍內(nèi)除因 開(kāi)采造成的地裂縫外，未發(fā)現(xiàn)崩塌、滑坡、泥石流及地面塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件為中等。 瓦斯抽采 礦井瓦斯儲(chǔ)量 （ 1）礦井瓦斯儲(chǔ)量及可抽量 1）礦井各煤層瓦斯含量 礦井各煤層預(yù)測(cè)的瓦斯含量及殘存瓦斯含量詳見(jiàn)表 312，表 313。 2）礦井瓦斯儲(chǔ)量及可抽量 瓦斯儲(chǔ)量是指煤田開(kāi)采過(guò)程中，能夠向開(kāi)采空間排放瓦斯的煤層和巖層中賦存的總量，是衡量瓦斯資源量有無(wú)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的重要指標(biāo)，瓦斯儲(chǔ)量按下式計(jì)算。 Wk=W1+W2+W3 式中： Wk—礦井瓦斯儲(chǔ)量， Mm3； W1—可采煤層瓦斯儲(chǔ)量總 和， Mm3； ?? ?? ni ii XAW 1 111 小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 10 Ali—礦井每 1 個(gè)可采煤層的煤炭?jī)?chǔ)量， kt； Xli—礦井每 1 個(gè)可采煤層的瓦斯含量， m3/t；小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 11 n—可采煤層數(shù) W2—可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)不可采煤層瓦斯儲(chǔ)量總和， Mm3； ?? ?? ni ii XAW 1 222 A2—可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)不可采煤層的煤炭?jī)?chǔ)量， kt； X2i—可采煤層采動(dòng)影響范圍內(nèi)不可采煤層的瓦斯含量， m3/t； W3—受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量， Mm3； W3=k（ W1+W2） k—圍巖瓦斯儲(chǔ)量系 數(shù)，取 k=。 依上式計(jì)算，井田瓦斯儲(chǔ)量及可抽量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 513。經(jīng)計(jì)算，井田瓦斯儲(chǔ)量 Mm3，其中煤層瓦斯儲(chǔ)量 ，圍巖瓦斯儲(chǔ)量 ，可抽瓦斯量。 表 241 井田瓦斯儲(chǔ)量及可抽量計(jì)算表 類(lèi)別 煤層 編號(hào) 資源量（ kt） 瓦斯含量 （ m3） 瓦斯儲(chǔ)量（ Mm3 ） 抽放率（ %） 瓦斯可抽量（ Mm3 ） 備注 開(kāi) 采 層 C1 4123 60 C14 1096 60 C15a 3292 60 C16 2566 60 C18 5208 60 C20 1833 60 C26 1769 60 C34 1481 60 C43 1512 60 C52 1626 60 C60 250 60 C61 2329 60 C64 1661 60 C66 813 60 C67 875 60 C68 1274 60 C69 3370 60 計(jì) 不可采煤層 按 10%計(jì)算 小計(jì) 圍巖 按 10%計(jì)算 合計(jì) （ 2）瓦斯涌出量計(jì)算 見(jiàn)本章第一節(jié) “ 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)及變化規(guī)律 ” 小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 12 抽采系統(tǒng)和方法 （ 1）抽采瓦斯的必要性和抽采難易程度分析 1）抽放瓦斯的必要性 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（ 20xx）第 145 條規(guī)定，有下列情況之一，必須建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)。 ① 1 個(gè)采煤工作面的瓦斯涌出量大于 5m3/min，或 1 個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通風(fēng)方法不能解決瓦斯的問(wèn)題的。 ② 礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)以下條件的： a．大于或等于 40m3/min； b．年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 30m3/min； c．年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 25m3/min； d．年產(chǎn)量 ～ 的礦井，大于 20m3/min； e．年產(chǎn)量小于或等于 的礦井，大于 15m3/min。 ③ 開(kāi)采有煤與瓦斯突出煤層的。 根據(jù)本章礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果，本礦井相對(duì)瓦斯涌出量較大，礦井按有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性進(jìn)行管理，故須進(jìn)行瓦斯抽采（預(yù)抽及御壓抽采）。 瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)潔凈的能源，將抽出數(shù)瓦斯加以利用，可以變廢為寶，改善能源結(jié)構(gòu)，保護(hù)礦區(qū)環(huán)境，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從資源利用和環(huán)保的角度看，也有必要建立永久瓦斯抽放系統(tǒng)，進(jìn)行瓦斯抽采。 從以上三個(gè)方面分析看，在本煤礦建立瓦斯抽放系統(tǒng)很有必要的。 2）瓦斯抽采的難易程度分析 衡量煤層可抽性的指標(biāo)主要有三項(xiàng)：煤層的透氣性系數(shù)（ λ）、鉆孔瓦斯流量衰減 系數(shù)（ β）、鉆孔瓦斯極限抽放量（ Qj）。 ① 煤層的透氣性系數(shù)（ λ） 煤層透氣性是煤層對(duì)于瓦斯流動(dòng)的阻力，是衡量煤層瓦斯預(yù)抽難易程度的重要標(biāo)志。在測(cè)壓鉆孔壓力穩(wěn)定后，卸掉壓力表，利用煤氣表測(cè)定煤層鉆孔在不同時(shí)間間隔的流量，根據(jù)鉆孔瓦斯不穩(wěn)定徑向流動(dòng)理論，采用如下公式進(jìn)行試算和驗(yàn)算： 小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 13 A=qr/p02p12, B=α=x/ p01/2 F0=102～ 1， λ= F0=10～ 10， λ= F0=10～ 102， λ= F0=102～ 103， λ= F0=103～ 105， λ= F0=105～ 107， λ= 式中： x—原始瓦斯含量， m3/t； p0、 p1—煤層原始瓦斯壓力及巷道大氣壓， MPa； r—鉆孔半徑， m； q—鉆孔排放時(shí)間為 t 時(shí)的煤孔段單位面積的瓦斯流量， q=Q/2πrL Q—鉆孔排放時(shí)間為 t 時(shí)流量， m3/d； L—煤孔段長(zhǎng)度， m。 ② 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（ β） 在測(cè)壓結(jié)束后卸下壓力表，安上流量計(jì)測(cè)定鉆孔的自然瓦 斯流量及其隨時(shí)間的變化，根據(jù)測(cè)定結(jié)果的最大瓦斯流量和鉆孔見(jiàn)煤長(zhǎng)度，計(jì)算鉆孔瓦斯流量及其衰減系數(shù)。 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)可以作為評(píng)估開(kāi)采煤層瓦斯預(yù)抽的難易程度的一個(gè)標(biāo)志。鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)的具體測(cè)定方法是：選擇具有代表性的地點(diǎn)打鉆孔，先測(cè)定初始流量 q0，經(jīng)時(shí)間 t 后，再測(cè)其瓦斯流量 qt，然后用下式回歸計(jì)算衰減系數(shù) β： qt=q0eβt ③ 煤層抽放瓦斯難易程度分類(lèi) 抽放難易程度分類(lèi)見(jiàn)表 3—4—1。 本礦勘探地質(zhì)報(bào)告沒(méi)有提供煤層的透氣性系數(shù)（ λ）和鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)（ β），建議礦井盡快補(bǔ)做該工作。 目前很難進(jìn) 行煤層瓦斯抽放難易程度的分類(lèi)預(yù)測(cè)。但近幾年來(lái)國(guó)家加大了瓦斯治理力度的政策，抽采瓦斯的礦井大幅度增加，采用抽采瓦斯方法種類(lèi)較多，根據(jù)抽采實(shí)踐，小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 14 分別采用高、低負(fù)壓抽采等綜合方法后是可以達(dá)到一定效果的。 表 3—4—1 煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類(lèi)表 抽放難易程度 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù) ? (d1) 煤層透氣性系數(shù) ? (m2/MPa2d) 容易抽放 10 可以抽放 ～ 10～ 較難抽放 設(shè)計(jì)要求礦井在建設(shè)期間有條件時(shí)開(kāi)展煤層瓦斯基礎(chǔ) 參數(shù)測(cè)試以及煤層煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性鑒定，取得煤層各項(xiàng)瓦斯參數(shù)，然后請(qǐng)有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行瓦斯抽放專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)（若鑒定礦井煤層有突出危險(xiǎn)，還需開(kāi)展防突專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)）。 （ 2）瓦斯抽采控制范圍、抽采指標(biāo)、瓦斯抽采量、預(yù)抽時(shí)間及預(yù)抽效果分析 依據(jù)國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》和 “關(guān)于加強(qiáng)煤礦瓦斯先抽后采工作的指導(dǎo)意見(jiàn) ”（安監(jiān)總煤裝〔 20xx〕 188 號(hào)）文件精神，設(shè)計(jì)結(jié)合本礦煤層賦存特征以及礦井煤層瓦斯地質(zhì)條件，采用多措（除設(shè)計(jì)采取的防突措施外，還采取開(kāi)采保護(hù)層、底板及順層預(yù)抽以及御壓 瓦斯抽放等措施）并舉，應(yīng)抽盡抽、抽采平衡，保證預(yù)抽時(shí)間，達(dá)到抽采達(dá)標(biāo)，使礦井采掘活動(dòng)嚴(yán)格控制在抽采效果達(dá)標(biāo)的區(qū)域和煤層內(nèi)。瓦斯抽采控制范圍、抽采指標(biāo)、抽采量、預(yù)抽時(shí)間詳述如下： 1）瓦斯抽采控制范圍 小牛煤礦按煤層有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)設(shè)計(jì)。突出煤層工作面采掘作業(yè)前必須在控制范圍內(nèi)的煤層瓦斯含量降到煤層始突深度的瓦斯含量或?qū)⑼咚箟毫档矫簩邮纪簧疃鹊拿簩油咚箟毫σ韵隆Ｈ魶](méi)能考察出煤層始突深度的煤層瓦斯含量或壓力，則必須將煤層瓦斯含量降到 8m3/t 以下，或?qū)⒚簩油咚箟毫档? 以下。 根據(jù)《防治煤與瓦斯 突出規(guī)定》，采取各種方式的預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施時(shí)，應(yīng)當(dāng)符合下列要求： ① 穿層鉆孔或順層鉆孔預(yù)抽區(qū)段煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)當(dāng)控制區(qū)段內(nèi)的整個(gè)開(kāi)采塊段、兩側(cè)回采巷道及其外側(cè)一定范圍內(nèi)的煤層。要求鉆孔控制回采巷道的外側(cè)范圍是：傾斜、急傾斜煤層巷道上幫輪廓線外至少 20m。下幫至少 10m；其它為巷道兩側(cè)輪廓線外至少各 15m。以上所述的鉆孔控制范圍為沿層面的距離，以下同； ② 穿層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯的區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)當(dāng)控制整條煤層巷道小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 15 及其兩側(cè)一定范圍的煤層。該范圍與與上條項(xiàng)中回采巷道外側(cè)的要求相同； ③ 順層鉆孔或穿層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施的鉆孔應(yīng)當(dāng)控制整個(gè)開(kāi)采塊段的煤層； ④ 穿層鉆孔預(yù)抽石門(mén)（含立、斜井等）揭煤區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突措施應(yīng)當(dāng)在揭煤工作面距煤層的最小法線距離 7m以前實(shí)施（在構(gòu)造破壞帶應(yīng)適當(dāng)加大距離）。鉆孔的最小控制范圍是：石門(mén)、斜井揭煤處巷道輪廓線外 12m（急傾斜煤層底部或下幫 6m），同時(shí)還應(yīng)當(dāng)保證控制范圍的外邊緣到巷道輪廓線（包括預(yù)計(jì)前方揭煤段巷道的輪廓線）的最小距離不小于 5m，且當(dāng)鉆孔不能一次穿透煤層全厚時(shí)，應(yīng)當(dāng)保持煤孔最小超前距15m； ⑤ 順層鉆孔預(yù)抽煤巷條帶煤層瓦斯區(qū)域 防突措施的鉆孔應(yīng)控制的條帶長(zhǎng)茺不小于60m，巷道兩側(cè)的控制范圍與第一項(xiàng)中回采巷道外側(cè)的要求相同； ⑥ 當(dāng)煤巷掘進(jìn)和采煤工作面在預(yù)抽防突效果有效的區(qū)域內(nèi)作業(yè)時(shí)，工作面距未預(yù)抽或者預(yù)抽防突效果無(wú)效范圍的前方邊界不得小于 20m； ⑦ 厚煤層分層開(kāi)采時(shí)，預(yù)抽鉆孔應(yīng)控制開(kāi)采的分層及其上部至少 20m、下部至少10m（均為法線距離，且僅限于煤層部分）。 2）瓦斯抽采指標(biāo) 根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》（ AQ102620xx），采煤工作面及礦井井瓦斯抽采率必須滿(mǎn)足表 2－ 4－ 2－ 4－ 3 的要求。 表 2－ 4－ 2 采煤 工作面瓦斯抽采率應(yīng)達(dá)到的指標(biāo) 工作面絕對(duì)瓦斯涌出量 Q（ m3/min） 工作面抽采率％ 備注 5≤Q＜ 10 ≥20 10≤Q＜ 20 ≥30 20≤Q＜ 40 ≥40 40≤Q＜ 70 ≥50 70≤Q＜ 100 ≥60 100≤Q ≥70 小牛煤礦抽放設(shè)計(jì) 16