【正文】 瓦斯抽采達(dá)標(biāo)工藝項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案概況針對(duì)瓦斯地質(zhì)條件復(fù)雜的特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)抽采達(dá)標(biāo)，確保礦井安全、高效生產(chǎn)，特編制白坪煤業(yè)公司抽采達(dá)標(biāo)工藝方案設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)本煤層、鄰近層及采空區(qū)瓦斯進(jìn)行綜合抽采，降低工作面回風(fēng)流及上隅角瓦斯涌出量，確保礦井安全生產(chǎn)。任務(wù)來(lái)源根據(jù)《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》第四章第十八條，通過(guò)對(duì)礦井通風(fēng)瓦斯資料的收集、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、實(shí)地考察及對(duì)礦井生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行分析和方案比較，編制抽采達(dá)標(biāo)工藝方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要依據(jù)編制本設(shè)計(jì)方案的依據(jù)主要有：(1)煤礦安全規(guī)程》(2)《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》(3)《礦井抽采瓦斯管理規(guī)范》(4)《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》(5)《礦井抽采瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(6)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》(7)“三軟”突出煤層順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防突技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(8)“三軟”突出煤層掘進(jìn)工作面綜合防突措施執(zhí)行細(xì)則(9)白坪煤業(yè)公司生產(chǎn)、通風(fēng)、瓦斯、地質(zhì)等相關(guān)資料。設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想(1)在符合有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)且滿足使用的前提下，盡可能降低成本，節(jié)省工程投資；(2)盡量利用原有的巷道，減少工程施工和開(kāi)拓費(fèi)用；(3)設(shè)備、管材選型留有余地，能滿足礦井達(dá)到設(shè)計(jì)能力時(shí)抽采瓦斯量的需求；(4)采用的工藝技術(shù)具有先進(jìn)性，且符合礦井實(shí)際。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容(1)白坪煤業(yè)公司瓦斯賦存情況、抽采瓦斯的可行性及必要性、抽采瓦斯方法的確定、抽采瓦斯量預(yù)計(jì)等；(2)瓦斯抽采管網(wǎng)、抽采瓦斯鉆場(chǎng)與鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)；(3)礦井抽采瓦斯管理及安全措施。16第一章 礦井概況位置與交通白坪煤業(yè)公司隸屬于鄭州煤電股份有限公司，屬國(guó)有企業(yè)。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力180萬(wàn)噸/年，核定生產(chǎn)能力180萬(wàn)噸/年。位于河南省登封煤田西部，東與新登井田相鄰，西與新新井田接壤，與千年名剎少林寺相鄰，與五岳之尊嵩山相依，與九朝古都洛陽(yáng)相望。東與京廣線相連，西與焦枝線相通，北與隴海線相接。鄭少高速公路、許登高速公路穿插其中，交通十分便利。地理位置為：東經(jīng)113176。00′00″～113176。09′04″；北緯34176。18′05″～34176。23′04″。井田東西長(zhǎng)10 km，南北寬2～5 km， km2。 高龍鎮(zhèn)魯莊鎮(zhèn)涉村鎮(zhèn)府店鎮(zhèn)嵩山登封市大金店鎮(zhèn)少林水庫(kù)穎陽(yáng)鎮(zhèn)君召石道東金店平頂山市大峪汝州市尚莊陵頭夏店廟下鳩山徐莊白坪白沙水庫(kù)告成鎮(zhèn)盧店鎮(zhèn)核桃園鎮(zhèn)尖山李灣水庫(kù)唐莊方山鎮(zhèn)佛光夾津口鎮(zhèn)王堂半坡白坪煤礦白坪煤業(yè)公司交通位置示意圖礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀礦井采用立斜井混合開(kāi)拓,井筒數(shù)目6個(gè)，即主斜井、副立井、中央采區(qū)風(fēng)井、東翼風(fēng)井，其中主斜井、副立井進(jìn)風(fēng)，中央采區(qū)風(fēng)井、東翼風(fēng)井、西翼風(fēng)井（在建項(xiàng)目）三個(gè)立井回風(fēng)。礦井采用走向長(zhǎng)壁放頂煤一次采全高后退式采煤方法，全部陷落法管理頂板。目前開(kāi)采水平為175m，現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)三個(gè)：11采區(qū)、13采區(qū)、21采區(qū)；開(kāi)拓采區(qū)一個(gè)：23采區(qū)。11采區(qū)布置三條上山，兩進(jìn)一回，設(shè)有專用回風(fēng)巷，布置一個(gè)回收工作面：11201工作面；21采區(qū)布置三條上山，兩進(jìn)一回，設(shè)有專用回風(fēng)巷，布置有1個(gè)綜采工作面：21001工作面； 2個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面：21021下順槽、21031下順槽及21011上順槽；1個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面： 21031上底抽巷；13采區(qū)布置三條上山，兩進(jìn)一回，設(shè)有專用回風(fēng)巷，布置1個(gè)綜采工作面：13051工作面、1個(gè)備用工作面13101工作面； 4個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面：13101上、下順槽、13071下順槽、13091上順槽；2個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面：13采區(qū)第一、第二中部車場(chǎng)。煤田地質(zhì)特征及煤層賦存情況(1)含煤地層區(qū)域地層劃分屬華北區(qū)嵩箕小區(qū)，井田內(nèi)出露地層由老到新有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、第三系和第四系。其中石炭系和二疊系為主要含煤地層，總厚665m，共計(jì)含煤33層。太原組：～，平均57m。由深灰色厚層狀灰?guī)r、泥巖、細(xì)、中粒砂巖及煤組成，含灰?guī)r9層，煤9層。按巖性組合特征可劃分為三個(gè)段:（1）下部灰?guī)r段，～，平均17m，區(qū)內(nèi)西薄東厚，主要由深灰色厚層狀灰?guī)r（L1～L4）和煤（一1～一4）組成，其中一3煤局部可采；（2）中部砂泥巖段，～，平均24m；（3）上部灰?guī)r段，～，平均16m，主要由深灰色灰?guī)r（L6～L9）組成。山西組：為主要含煤地層?！骄?6m，巖性由深灰、黑灰色泥巖、砂質(zhì)巖及細(xì)、中粒砂巖和煤層組成，含煤5層，其中下部的二1煤層為主要可采煤層。依其巖性組合特征自下而上劃分為四個(gè)段：（1）二1煤段，平均厚11m，煤層底板以細(xì)粒砂巖、粉砂巖夾泥質(zhì)條帶為主，局部偽底為泥巖、炭質(zhì)泥巖；（2）大占砂巖段，平均厚27m，主要為灰～淺灰色中粒砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖，含煤2層；（3）香炭砂巖段，平均厚18m；（4）小紫泥巖段，平均厚20m。下石盒子組：劃分為三、四、五、六煤段，含煤13層?！骄?08m。三煤段，～，平均71m，自下而上劃分為三個(gè)巖性段：下部砂鍋窯砂巖段、中部大紫泥巖段及上部含煤段。四煤段，～，平均75m，由灰色中、細(xì)粒砂巖，灰綠、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖組成；五煤段，～，平均79m，由淺灰色中粒砂巖、深灰色砂質(zhì)泥巖、泥巖組成；六煤段，～，平均83m，由灰白～淺灰色中、粗粒砂巖，深灰、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖組成。上石盒子組：～，平均224m。劃分為七、八、九煤段，含煤6層。七煤段，～，平均85m，由灰白～淺灰色中粒砂巖，深灰、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖組成；八煤段，～，平均87m，由淺灰～灰白色中粒砂巖，深灰、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖組成；九煤段，～，平均56m，由灰白～淺灰色中粒砂巖，深灰、綠灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖組成。（2）煤層與煤質(zhì)井田含煤地層主要為太原組、山西組、下石盒子組及上石盒子組，可劃分為9個(gè)煤段，常見(jiàn)21層，各含煤段含煤簡(jiǎn)況見(jiàn)表31。，%。其中，山西組所含二1煤層，為本井田主要可采煤層。表21 含煤地層含煤特征一覽表 含煤地層煤組編號(hào)煤層編號(hào)可采煤層煤厚（m）極值/一般可采點(diǎn)（個(gè)）見(jiàn)煤點(diǎn)（個(gè)）穿過(guò)點(diǎn)（個(gè)）可采情況煤層間距上石盒子組九無(wú)五30.～～3196126局部可采248 52八八12七七15下石盒子組六六12五五15四四16三無(wú)山西組二二15二10～3～8173189196二1煤大部可采太原組一一19一3～～267478一3煤局部可采根據(jù)統(tǒng)計(jì)，二1煤層的主要特點(diǎn)是煤厚大、煤厚變化大、全層構(gòu)造煤發(fā)育。煤厚大、煤厚變化大。據(jù)井田內(nèi)196個(gè)勘探鉆孔揭露的煤厚資料統(tǒng)計(jì)，煤厚變化在0～，（表22）。煤厚局部呈突變關(guān)系，煤層整體上呈似層狀、藕節(jié)狀或透鏡狀。表22 白坪井田煤層厚度分級(jí)統(tǒng)計(jì)表級(jí)別厚度（m）頻數(shù)（%）頻率累計(jì)頻率（%）薄煤層＜～238中厚煤層～54厚煤層～87079特厚煤層＞41100全層構(gòu)造煤發(fā)育。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際觀測(cè)，構(gòu)造煤的宏觀煤體結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特點(diǎn)主要是：煤體以粉片狀為主，光澤暗淡，無(wú)層理、強(qiáng)度低，手試松軟，可捻成星片狀或粉末狀、磨擦鏡面發(fā)育，鏡面上可見(jiàn)大量的擦痕，具有揉皺現(xiàn)象。煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造已遭到嚴(yán)重破壞，煤體中偶夾粉煤壓固而成的塊煤，強(qiáng)度很低，指壓易碎，屬全層構(gòu)造煤。，%，%?！?；～31之間,。圖21構(gòu)造煤中片狀疊置現(xiàn)象 圖22 構(gòu)造煤粒表面擦痕電子顯微鏡下觀察，構(gòu)造煤微觀結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：破碎的煤粒呈透鏡狀或片狀（圖223），透鏡狀煤粒粒徑一般500μm(短軸)，定向性明顯，在微透鏡體表面具有大量的擦痕，而且只顯示一個(gè)方向的擦痕，擦痕順透鏡體的長(zhǎng)軸方向發(fā)育，透鏡體內(nèi)煤體結(jié)構(gòu)均一，一般不具有進(jìn)一步構(gòu)造破壞的特點(diǎn)，有時(shí)一個(gè)大的透鏡體內(nèi)又有多個(gè)小的透鏡體組成等。片狀煤粒厚度有時(shí)不到10μm，層層疊置，煤粒表面鏡面發(fā)育，也常見(jiàn)有大量擦痕等?？傮w上看，煤體的剪切脆性變形特征明顯，未見(jiàn)及韌性變形特點(diǎn)，構(gòu)造煤粒呈定向排列。 按照構(gòu)造煤破碎程度分類，應(yīng)屬于ⅣⅤ類構(gòu)造煤，是脆性剪裂變形的結(jié)果。根據(jù)分析，構(gòu)造煤的演化過(guò)程是：原生結(jié)構(gòu)煤—透鏡狀構(gòu)造煤片狀構(gòu)造煤鱗片狀構(gòu)造煤粉片狀構(gòu)造煤。（3）礦井地質(zhì)構(gòu)造本井田屬于登封煤田穎陽(yáng)～蘆店向斜的南翼東段，井田整體為向北傾斜的單斜構(gòu)造，構(gòu)造形跡以正斷層為主。從全井田的構(gòu)造分布來(lái)看，可以將整個(gè)井田分為兩個(gè)瓦斯地質(zhì)單元，即地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、構(gòu)造不發(fā)育的西區(qū)和地質(zhì)條件復(fù)雜、斷層發(fā)育的東區(qū)（圖23）。圖23白坪井田構(gòu)造綱要圖礦井西區(qū)：大約以102線為界，或以箕F31和箕F19斷層為界，整體上為一單斜構(gòu)造，地質(zhì)條件簡(jiǎn)單。本區(qū)地層傾角較大，一般在25～30176。之間。勘探期間僅在本區(qū)中部查明1條規(guī)模較大的北西向正斷層F41，產(chǎn)狀250176。∠70176。，落差20～30m，未出露地表，僅錯(cuò)斷下部地層。礦井東區(qū)：自西向東，地層走向逐漸向北東偏轉(zhuǎn)，傾向北西，傾角10～15176。，正斷層較多，并發(fā)育寬緩褶皺，地質(zhì)條件復(fù)雜。褶皺構(gòu)造：褶皺跨度大、波幅小，軸向60176。左右，被北東向斷層錯(cuò)開(kāi)。其中新峰背斜為一寬緩的短軸背斜，井田內(nèi)延伸長(zhǎng)6km，在郭家門被F94斷層錯(cuò)開(kāi)。由寒武系、奧陶系、石炭系及二疊系地層組成，在二1煤層底板等高線圖上其鞍部位于110～113勘探線之間。軸部地層傾角平緩，一般10176。；北翼保存較好，地層產(chǎn)狀340176