【正文】 淮南礦業(yè)集團(tuán)公司張集煤礦北區(qū) 礦井和東一采區(qū) 瓦斯綜合治理 、防滅火、防塵 設(shè)計(jì) 編制：通風(fēng)科 日期： 2021 年 5 月 2 張集礦北區(qū)礦井和東一采區(qū) 瓦斯綜合治理 、防滅火、防塵 設(shè)計(jì) 第一章 礦井主要概況 第一節(jié) 礦井概況 張集礦北區(qū)位于鳳臺(tái)縣城西約 20 公里處 ,西與謝橋礦毗鄰 ,東北與顧橋井田接壤 ,南與張集礦中央?yún)^(qū)相接。設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力年 300 萬噸，系統(tǒng)能力年 600 萬噸；礦井于 2021 年 7 月 1 日試生產(chǎn)， 2021 年實(shí)際出煤 153 萬噸， 2021 年計(jì)劃出煤 300 萬噸。井田東西走向長(zhǎng) 公里 ，南北傾斜寬 ～ 公里，面積約 30 平方公里，礦井占地面積 1063畝，可采儲(chǔ)量 億噸。 張集礦北區(qū)采用 立井、主要大巷（或石門）開拓。共劃分為 3個(gè)石門采區(qū)，即東一、西二、西三三個(gè)采區(qū)，礦井主要進(jìn)風(fēng)大巷為 492 m 東翼軌道石門， 492 m 西二采區(qū) 2軌道石門， 512m～ 380m 膠帶機(jī)下山； 礦井主要回風(fēng)大巷為東翼 1回風(fēng)石門，東翼 2回風(fēng)石門，西二采區(qū) 1回風(fēng)石門。井底車場(chǎng)水平標(biāo)高為－ 492m，目前生產(chǎn)的為礦井一水平東一采區(qū)，東一采區(qū)劃分為北翼和南翼二部分 ,北翼和南翼分別布置四條上、下山，上與采 區(qū)總回風(fēng)巷相通，下與采區(qū)石門相連，系統(tǒng)完善。其中南翼皮帶機(jī)大巷和南翼 7 煤軌道大巷作為南翼的進(jìn)風(fēng)大巷，南翼 8 煤回風(fēng)下山和南翼 8 煤第二回風(fēng)下山作為南翼的回風(fēng)大巷；其中北翼皮帶機(jī)大巷和北翼 7 煤軌道大巷作為北翼的進(jìn)風(fēng)大 3 巷，北翼 8 煤回風(fēng)大巷和北翼 8 煤第二回風(fēng)大巷作為北翼的回風(fēng)大巷；形成 “雙進(jìn)雙回”的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。開采范圍內(nèi)均采用下山開采。根據(jù)煤層賦存條件，東一采區(qū)采用傾斜長(zhǎng)壁開采，西二、西三采區(qū)采用走向長(zhǎng)壁開采。 第二節(jié) 目前北區(qū)的采、掘工作面的布置概況 一個(gè)回采面： 11218 綜采工作面，一個(gè)收作面： 11418（ W）收作面， 三 個(gè)煤巷掘進(jìn)頭： 11718 軌順、 11718 運(yùn)順、 11718 軌順提料聯(lián)巷 ， 七 個(gè)巖巷掘進(jìn)頭： 11718 高抽巷、 西二采區(qū)南翼 2回風(fēng)石門、東一采區(qū)南翼 7 煤膠帶機(jī)大巷、 11126 皮帶機(jī)巷聯(lián)巷、 11126 回風(fēng)巷聯(lián)巷、西二采區(qū) 2軌道石門、西二采區(qū) 1回風(fēng)石門南段。 一、 11218 采煤工作面概況 1 工作面回采范圍 11218 工作面深部切眼臨近 F216 斷層，淺部停采至 8 煤工廣保護(hù)煤柱線，工作面可采范圍的標(biāo)高－ 480m～－ 620m。 2 工作面自然參數(shù) 該面為傾斜長(zhǎng)壁工作面。工作面可采長(zhǎng)度 1860m，面長(zhǎng) 240m。該面煤厚 ～ ，局部煤厚變化大， 煤層一般結(jié)構(gòu)為 （ ）， 平均 儲(chǔ)量計(jì)算 煤厚 為 ；煤層傾角 2゜～ 10゜，平均為 4゜ 。 工作面可采儲(chǔ)量情況： 186024095％＝ 萬 T。 3 工作面計(jì)劃安排 11218 采煤面于 2021 年 3 月 5 日試生產(chǎn)。該面計(jì)劃 8 刀 /日，每 4 刀 ，日進(jìn)度 ，日產(chǎn)量 8000t。工作面月度計(jì)劃進(jìn)度為 192m；預(yù)計(jì) 2021 年 10 月工作面收作。 4 煤層及頂?shù)装鍘r性 該面 8 煤頂板多為灰黑色泥巖～砂泥巖，偽頂為炭質(zhì)泥巖，一 般厚 0～ 。五 2 鉆孔東有一近南北向的直接頂為灰～灰白色細(xì)～中粒砂巖老頂分布區(qū)域。 直接頂板泥巖～砂泥巖厚 0～ ，平均 ，臨近工作面中東部的五 2孔以東區(qū)域有直接頂為砂巖老頂區(qū)，厚度在 10～ 18m之間。底板泥巖～砂泥巖厚度介于 ～ ，平均 。 8 煤屬于半暗型～半光亮型，煤巖組分以亮煤為主，含暗煤和鏡煤條帶。煤厚介于 ～ 之間，煤層一般結(jié)構(gòu)為 （ ） ，平均 儲(chǔ)量計(jì)算 煤厚 為 。從 8 煤厚趨勢(shì)看， 11218 工作面北部的煤厚比南部的稍好些。 8 煤層其結(jié) 構(gòu)復(fù)雜， 8 煤層一般上部含有一層夾矸，夾矸厚度 0～ ，有時(shí)煤層中含有 2～ 3 層夾矸。煤巖層臨近斷層附近裂隙較収育，其他區(qū)域一般不甚収育。 第二章 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 第一節(jié) 瓦斯地質(zhì)及煤層瓦斯含量 一 瓦斯地質(zhì) 張集礦北區(qū)鄰近礦井屬高瓦斯礦井或煤與瓦斯突出礦井，其中：北區(qū)東部的潘一、潘二、潘三以及西部的謝橋礦井均不同程度地収生過煤與瓦斯突出，中部的顧橋、張集礦井中央?yún)^(qū)均為突出礦井。綜合分析淮南潘謝礦區(qū)各礦井的實(shí)際瓦斯含量，結(jié)合張集礦北區(qū)實(shí)際生產(chǎn) 5 過程中的瓦斯涌出情況，幵參考 2021 年張集礦北區(qū)的瓦斯鑒定 結(jié)果：全礦井最大絕對(duì)瓦斯涌出量 ；最大相對(duì)瓦斯涌出量 d；平均絕對(duì)瓦斯涌出量 ；平均相對(duì)瓦斯涌出量 d。 由此可以看出，張集礦井北區(qū)屬于高瓦斯礦井。 二 煤層瓦斯含量 全礦井共計(jì)利用瓦斯測(cè)試成果 97 個(gè)，瓦斯采樣測(cè)試的重點(diǎn)是主要可采煤層 13 11 1 煤層。 2021 年 5 月，安徽煤田地質(zhì)局勘察研究院對(duì)本煤田的此前勘探作了匯編總結(jié)，對(duì)原始瓦斯測(cè)試成果進(jìn)行了分析，得出 13 11 8 煤層瓦斯含量與標(biāo)高的回歸關(guān)系，繪制了瓦 斯地質(zhì)圖。 各主采煤層瓦斯含量與埋藏深度回歸關(guān)系見表 1 表 1 主采煤層瓦斯含量與埋藏深度回歸關(guān)系一覽表 煤層 瓦斯含量與埋藏標(biāo)高（ H） 瓦斯含量與基巖面深度（ h） 點(diǎn)數(shù) 公式 r 公式 r 131 16 q=11 1 q= 112 8 q=24 8 q= 8 14 q=34 6 q= 6 表中 13 112 煤層數(shù)據(jù)僅適應(yīng)中央?yún)^(qū)， 8 煤層適應(yīng)全井田。 根據(jù)此回歸關(guān)系， 8 煤層 585m 處瓦斯含量達(dá) 179。/t，含量梯度為 179。/t hm。 8 煤層為張集礦北區(qū)初期主要可采煤層，北區(qū) 8 煤層共有 10 個(gè)瓦斯測(cè)樣鉆孔，瓦斯含量最大值見于五 六線 1 孔，標(biāo)高 ，其瓦斯含量為 179。/t,五 10 孔測(cè)樣含量值為 179。/t,位于東一采區(qū)內(nèi)，根據(jù)礦井提供的 8 煤層瓦斯含量等值線圖可知：北區(qū) 8 煤層有一局部瓦斯聚積區(qū)，其中大部份位于北區(qū)東 一采區(qū)內(nèi)，部份位于西一采區(qū)，西二采區(qū) 8 煤層瓦斯含量大都在 4m179。/t 以下。因此，北區(qū)東一采區(qū)煤層瓦斯含量較高，且首采 8 煤層還會(huì)引起上、下鄰近層瓦斯向開采層大量涌出，其瓦斯治理難度較大。 由于東一采區(qū)回采工作面為傾斜條帶布置， 3～ 5 條帶處在瓦斯賦存富集區(qū)，其余條帶瓦斯含量明顯下降；各條帶上、下端瓦斯有一定的差異，第五勘探線以東瓦斯明顯下降。影響工作面瓦斯涌出的最大因素還在于采區(qū)內(nèi)的瓦斯賦存聚積區(qū)，該聚積區(qū)位于采區(qū)中上部，傾斜長(zhǎng)約 1000m，平均含量為 6m179。/t，高于區(qū)外約 30～ 50%。 北區(qū) 6 煤層共有 10 個(gè)瓦斯 測(cè)樣鉆孔，含量最大值見于三線 14 孔，標(biāo)高 ，含量為 179。/t。 張集礦北區(qū) 1 煤層共有瓦斯測(cè)試成果 46 個(gè)點(diǎn)，其各水平瓦斯含量見表 2 表 2 北區(qū) 1 煤層各水平瓦斯含量一覽表 項(xiàng)目 8 煤層 6 煤層 1 煤層 7 孔數(shù) 瓦斯含量 （ m179。/t） 孔數(shù) 瓦斯含量（ m179。/t） 孔數(shù) 瓦斯含量（ m179。/t） 00m～500m 3 ～1 3 ～500m～600m 5 ～6 ～4 ～600m～700m 2 ～1 13 ～700m～800m 2 ～1 4 ～800m以下 1 1 瓦斯風(fēng)化帶：東一、西二采區(qū)為基巖頂界面下 200m；西三采區(qū)為基巖頂界面下 110m。 第二節(jié) 瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 一 礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 1 采用分源預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)回采工作面的瓦斯涌出量 回采工 作面瓦斯主要來源于本煤層、圍巖及鄰近層。本煤層瓦斯涌出量根據(jù)煤層厚度、采高、產(chǎn)量、采場(chǎng)丟煤、采場(chǎng)所在位置的 8 瓦斯含量掘進(jìn)預(yù)排系數(shù)等因素綜合計(jì)算；鄰近層涌向開采層的瓦斯根據(jù)其層位、含量、厚度等因素進(jìn)行計(jì)算；本區(qū) 8 煤層上部賦存有9 91 煤層，下部賦存有 7 7 6 煤層。 q=q 本 +q 鄰 ……………………（ 1） q 本 =K1K2K3K4K5(M/m)(X0— XC) ……………………（ 2） q 鄰 =K6∑ ni=1η i（ Mi/m） (X0i— Xci— K7iX0i)………（ 3） 式中： q— 回采工作面相對(duì)瓦斯涌出量（ m3/t） q 本 — 本煤層相對(duì)瓦斯涌出量（ m3/t） q 鄰 — 鄰近層相對(duì)瓦斯涌出量（ m3/t） K1— 圍巖瓦斯涌出系數(shù)，取 K2— 工作面丟煤瓦斯涌出系數(shù)，取 K3— 掘進(jìn)工作面預(yù)排瓦斯影響系數(shù)，取 K4— 不同通風(fēng)方式的瓦斯涌出系數(shù)，取 K5— 本煤層抽采瓦斯影響系數(shù)，取 K6— 鄰近煤層抽采瓦斯綜合影響系數(shù)，取 M、 m— 本煤層的煤層厚度、回采高度（ m） X0、 XC— 本 煤層的原始、殘存瓦斯含量（ m3/t） XC 取 2m3/t η i— 第 i 上鄰近煤層或第 i 下鄰近煤層的瓦斯排放率（ %） 據(jù)煤炭工業(yè)部出版《礦井瓦斯綜合治理技術(shù)》第 37 頁圖 222，不同層間距離鄰近層瓦斯排放率曲線查得： 9 Mi— 第 i 鄰近煤層的煤層厚度（ m） X0i、 Xci— 第 i 鄰近煤層的原始、殘存瓦斯含量（ m3/t） Xci =（ 1— η i）（ 1— K7i） X0i K7i為第 i 上或下鄰近層的瓦斯預(yù)排率 采用分源預(yù)測(cè)法預(yù)測(cè)回采工作面的瓦斯涌出量結(jié)果 一 )、本煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè) 其基本參數(shù)代入式（ 2）計(jì)算，結(jié)果見下表： 張集北區(qū) 11218 面本煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)表 工作面區(qū)域 標(biāo)高（ m） 瓦斯含量 （ m3/t） 相對(duì)瓦斯涌出量 （ m3/t） Ⅰ 480～ 505 Ⅱ 505～ 530 Ⅲ 530～ 555 Ⅳ 555～ 580 Ⅴ 580～ 605 Ⅵ 605～ 620 7 二 )、鄰近煤層瓦斯涌出量預(yù)測(cè)結(jié)果 由地質(zhì)資料可看出 ,在 8 煤層回采時(shí) ,上鄰近煤層有 9 煤、下鄰近煤層有 72 煤、 71 煤、 6 煤的瓦斯向工作面涌出，其基本參數(shù)代入式（ 3）得下表。 煤層 煤厚(m) 與開采層間距(m)