【正文】 1金溝煤礦移動抽采設(shè)計前 言內(nèi)江市威遠縣金溝煤礦(以下簡稱金溝煤礦) ，位于四川省威遠縣黃荊溝鎮(zhèn)唐家山村 3 社境內(nèi)，距離黃荊溝鎮(zhèn)公路里程約 12km，至威遠縣城公路里程 36km，交通方便。威遠縣金溝煤礦原名威遠縣深溝煤礦，1982 年新建，1983 年建成投產(chǎn)。屬鎮(zhèn)辦集體企業(yè)，主采草皮炭煤層。1993 年經(jīng)過技術(shù)改造轉(zhuǎn)為主采上元炭煤層。1999 年轉(zhuǎn)制為私營合伙企業(yè)，礦井核定生產(chǎn)能力為 6 萬噸/年。根據(jù)《威遠縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局關(guān)于 2022 年度煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復(fù)》(自威安監(jiān)發(fā) [2022]88 號) ，威遠縣金溝煤礦絕對瓦斯涌出量 ，相對瓦斯涌出量為 ，屬高瓦斯礦井。根據(jù)四川省煤炭產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢查站的檢測報告結(jié)果：該礦所采上元炭煤層煤塵有爆炸危險，煤層自然發(fā)火傾向?qū)儆诓灰鬃匀济簩?。隨著礦井產(chǎn)量增加，開采水平延深，金溝煤礦礦井瓦斯涌出量還會不斷增加，為解決今后的瓦斯超限，降低瓦斯壓力，減輕工作面的通風(fēng)和安全壓力。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第一百四十五條規(guī)定，礦井必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)。為了防治瓦斯災(zāi)害，金溝煤礦特委托四川礦山安全技術(shù)培訓(xùn)中心編制《內(nèi)江市威遠縣金溝煤礦礦井瓦斯移動抽放設(shè)計》 。四川礦山安全技術(shù)培訓(xùn)中心接受技術(shù)服務(wù)委托后，在組織設(shè)計人員現(xiàn)場調(diào)研、收集資料的基礎(chǔ)上，進行了金溝煤礦瓦斯抽放設(shè)計的編制等工作。一、編制設(shè)計方案的依據(jù)(1)《采礦工程設(shè)計手冊》(2022 年版)；(2)《煤礦安全規(guī)程》(2022 年版)；(3)《防治煤與瓦斯突出細則》(2022 年版)；2(4)《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》(1997 年版)；(5) 礦井抽放瓦斯工程設(shè)計規(guī)范( 送審稿)；(6)《關(guān)于促進煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見》(國發(fā)[2022]18 號)；(7)《關(guān)于進一步加強安全生產(chǎn)工作的決定》(國發(fā)[2022]2 號)；(8)《煤礦瓦斯抽放基本指標》(AQ10262022)；(9)《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》(AQ10182022)；(10)《 煤礦瓦斯抽放規(guī)范》(AQ10272022)；(11)《 四川省煤礦瓦斯抽放技術(shù)暫行規(guī)定》 ；(12)《 煤炭工業(yè)小型礦井設(shè)計規(guī)范》(GB503992022)；(13) 《 內(nèi)江市威遠縣金溝煤礦煤炭資源儲量核實報告》 。二、設(shè)計主要思想和原則安全責(zé)任，重于泰山。本著對工人生命安全及身體健康高度負責(zé)的原則，嚴格執(zhí)行國家有關(guān)安全生產(chǎn)的法律法規(guī)。瓦斯抽放設(shè)計的編制主要針對礦井在抽放過程中存在的各種不安全因素，采用的各種安全措施、設(shè)施均依據(jù)國家有關(guān)安全生產(chǎn)法律、法規(guī)、設(shè)計規(guī)范、安全裝備標準等進行編制，盡量采用新技術(shù)、新工藝。目的是為了保障煤礦安全生產(chǎn)和職工的人身安全，防止瓦斯抽放事故發(fā)生。盡量利用礦井現(xiàn)有生產(chǎn)、生活的設(shè)備、設(shè)施，提高瓦斯抽放效益。本礦瓦斯抽放系統(tǒng)主要解決局部瓦斯涌出量大而采取局部抽放措施。礦井抽放瓦斯不利用。3礦井瓦斯抽放設(shè)備選擇井下臨時移動抽放泵站。三、主要技術(shù)經(jīng)濟指標編號 指標名稱 單 位 數(shù) 量 備 注1 礦井設(shè)計生產(chǎn)能力 Kt/a 602 礦井瓦斯類型 高瓦斯礦井3 設(shè)計礦井瓦斯儲量 Mm3 4 抽放泵站 套 2 1 臺工作 1臺檢修備用5 管道長度 m 10006 最大抽放瓦斯純量 m3/min 7 抽放泵最大抽氣量 m3/min 78 抽放工程勞動定員 149 投資估算 萬元 四、存在的主要問題及建議礦井建立井下移動抽放系統(tǒng)后應(yīng)嚴格按照《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》和《煤礦安全規(guī)程》的要求對系統(tǒng)進行管理，確保移動抽放系統(tǒng)的安全和正常運轉(zhuǎn)。內(nèi)江市威遠縣金溝煤礦建立瓦斯抽放系統(tǒng)后仍要加強“一通三防” 的管理；嚴格執(zhí)行“通風(fēng)可靠、抽采達標、監(jiān)測監(jiān)控、管理到位”瓦斯治理的工作體系，認真抓好煤層瓦斯富集帶、地質(zhì)構(gòu)造帶、的瓦斯抽放，強化“一通三防”管理，確保礦井安全。嚴格“采掘接替與抽放接替” 的連續(xù)進行，將年度抽放計劃與采掘計4劃一并編制，同時執(zhí)行，同時檢查，同時考核，確保日常瓦斯抽放設(shè)計與礦井開采設(shè)計，作業(yè)規(guī)程緊密結(jié)合 ，實現(xiàn)“掘、抽、采” 平衡。礦井上部已采空，采空區(qū)面積較大，今后開采中應(yīng)本著“有疑必探，先探后掘”的原則做好探防水工作。礦井已留設(shè)的隔水保安煤柱，不得任意越界或損壞，以防突水事故的發(fā)生。煤礦安全涉及許多方面，除對瓦斯采用的安全措施外，還涉及到人員素質(zhì)、安全意識、管理水平、客觀條件變化和技術(shù)進步等。故生產(chǎn)中還應(yīng)加強管理人員及職工的安全技術(shù)培訓(xùn)工作，制定完善的安全管理和獎懲制度，嚴格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定，進一步強化安全生產(chǎn)現(xiàn)場管理，進一步提高科技管理水平，增強礦井抗災(zāi)能力。5第一章 礦井概況第一節(jié) 礦井基本情況一．地理、交通位置內(nèi)江市威遠縣金溝煤礦位于四川省威遠縣黃荊溝鎮(zhèn)唐家山村 3 社境內(nèi)，距離黃荊溝鎮(zhèn)公路里程約 12km，至威遠縣城公路里程 36km，交通方便。如礦井交通位置圖如 11 所示。圖 11 金溝煤礦交通位置圖二．企業(yè)簡況威遠縣金溝煤礦原名威遠縣深溝煤礦，1982 年新建，1983 年建成投產(chǎn)。屬鎮(zhèn)辦集體企業(yè)，主采草皮炭煤層。1993 年經(jīng)過技術(shù)改造轉(zhuǎn)為主采上元炭煤層，1999 年轉(zhuǎn)制為私營合伙企業(yè)，礦井為高瓦斯礦井，現(xiàn)核定生產(chǎn)威遠縣金溝煤礦6能力為 6 萬噸/年。礦區(qū)范圍由 7 個拐點坐標圈閉而成，礦區(qū)面積，開采深度為+360m —+170m，礦井現(xiàn)采礦范圍內(nèi)工業(yè)儲量約為45 萬 t，可采儲量約為 萬 t，礦井服務(wù)年限約 6 年。礦井正常生產(chǎn)情況下，年工作日 330 天。實行兩班制作業(yè)。第二節(jié) 地質(zhì)特征一．地質(zhì)構(gòu)造及特征地形地貌礦井地處四川盆地南東部丘陵區(qū)，礦區(qū)地形地貌總體可劃分為兩部分，即低山與丘陵各占一半，總體南高北低，海拔為+500—+800m，相對高差為150—300m，礦區(qū)范圍內(nèi)最高點海拔+，植被覆蓋率達70% 。礦區(qū)出露地層為上三疊系須家河組第六段（T 3X6）及第四系（Q ） ，井下可見第五段（T 3X5） 、第四段（T 3X4） 、第三段（T 3X2） 、第一段（T 3X1） ，現(xiàn)從新至老簡介如下：（1）第四系（Q）：厚0—4m第四系主要分布于礦區(qū)溝谷及其他低凹地帶，巖性為殘破積砂巖碎塊、砂土、亞砂土。（2）須家河組第六段（T 3X6）未見頂分布于整個礦區(qū)范圍，巖性為灰色厚層塊狀砂巖、巖屑砂巖夾粉砂質(zhì)泥巖。（3）須家河組第五段（T 3X5） ，厚35—40m巖性為灰色薄層砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與灰、灰黃色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖不等厚。（4）須家河組第四段（T 3X4） ，厚30—35m7巖性為灰色厚層塊狀砂巖、石英砂巖夾粉砂巖。（5）須家河組第三段（T 3X3） ，厚30m巖性為灰色薄層塊狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾薄層粉砂巖。（6）須家河組第二段（T 3X2） ，厚40m巖性為灰色厚層塊狀砂巖、石英砂巖、巖屑砂巖。（7）須家河組第一段（T 3X1） ，未見底巖性為灰、深灰色頁巖、碳質(zhì)頁巖夾泥質(zhì)粉砂巖，礦區(qū)主采的上元煤層即賦存于該段頂部。地質(zhì)特征及地質(zhì)構(gòu)造礦區(qū)構(gòu)造總體為一傾向北、傾角平緩的單斜構(gòu)造，地層層面微有波狀起伏，地層產(chǎn)狀傾向 5—10176。，傾角 2—3176。，礦區(qū)發(fā)育兩組節(jié)理，一組傾向 332176。，傾角 68176。，另一組傾向 163176。，傾角 49176。稀疏分布，穿層延伸—，大多為張性，泥質(zhì)充填。二、水文地質(zhì)礦區(qū)年均降水量大于 1000mm，地表水主要受大氣降水補給和控制，大氣降水大部分以片流匯入溝谷或以泉的形式就近排泄，小部分沿巖石裂隙滲入地下。井田水文地質(zhì)條件屬簡單類型，對礦井影響較小。礦井井下涌水量不大，正常涌水量為 20m3/h，最大涌水量 30m3/h。礦井在位于斜井井底車場設(shè)置了主水倉容量 500m3，安裝了三臺100D457 型水泵，兩趟 216。110mm 水管，楊程為 315m，流量為 85m3/h ，電機功率為 132kw。風(fēng)井中暗斜井水泵型 號為 IS—65—250，電機功率為 37kw，流量為 100m3/h ，楊程為 80m，水管直徑為 110mm。三水平水泵型號為 D46—309，流量為 46m3/h，電機功率為 55kw ，楊程為8270m。第三節(jié) 煤層及煤質(zhì)煤層金溝煤礦含煤段為三疊系須家河組，屬含煤鐵的內(nèi)陸河湖沉積，含煤巖系地層總厚 192—1085m，礦井開采上元煤層位于須家河組第一段頂部。礦井現(xiàn)開采的上元炭煤層，煤層厚度 —，平均厚度為，煤層變化不大，向深處有變厚趨勢，煤層傾角 3—5176。，平均傾角4176。煤層偽頂為炭質(zhì)頁巖，厚度為 —，直接頂為厚砂巖，煤層底板為炭質(zhì)頁巖。具體情況見圖 1—2。9威 遠 縣 金 溝 煤 礦 礦 區(qū) 綜 合 地 層 柱 狀 圖地 層 系 統(tǒng)系 統(tǒng) 組 段 代號 厚 度 柱 狀 圖 巖 性 描 述NNNNNCCCCCCCNNNNN(m)1:201:20Q3Xj63xj53xj43xj3xj23xj1第 四 系 3三疊 系 上統(tǒng) 須 家河 第一段第二段第三段第四段第五段第六段 1081235064504未見底風(fēng) 化 、 坡 積 、 砂 、 粉 砂 、 粘 土 。黃 灰 、 灰 色 中 厚 層 狀 長 石 石 英 巖 夾 粉 砂 巖 ， 粉 砂 質(zhì) 泥 巖 薄 層 。中 部 夾 數(shù) 米 厚 灰 色 泥 巖 。 砂 巖 大 型 斜 層 理 發(fā) 育 ?；?色 泥 巖 、 粉 砂 質(zhì) 泥 巖 夾 炭 質(zhì) 泥 巖 ， 中 部 夾 細 砂 巖 。 含 煤 層 或 煤 線及 菱 鐵 礦 結(jié) 核 。深 灰 ， 灰 色 泥 巖 ， 粉 砂 質(zhì) 泥 巖 夾 黑 色 炭 質(zhì) 泥 巖 及 粉 砂 巖 ， 細 砂 巖含 煤 層 。 草 皮 炭 煤 層 產(chǎn) 于 該 段 上 部 ?；?色 厚 層 狀 塊 狀 長 石 石 英 砂 巖 ， 巖 屑 石 英 砂 巖 。 見 大 型 斜 層 理 和交 錯 層 理 和 交 錯 層 理 發(fā) 育 。淺 灰 ， 灰 色 厚 層 狀 長 石 石 英 砂 巖 ， 夾 粉 砂 質(zhì) 泥 巖 。 中 下 部 夾 煤 線 ，俗 稱 二 巖 炭 。黑 色 泥 巖 ， 砂 質(zhì) 泥 巖 夾 煤 層 。 為 淺 湖 沼 澤 沉 積 ， 上 元 炭 煤 層 即 賦存 于 該 段 上 部 。 下 部 為 角 礫 巖 ， 厚 418米 。 與 下 伏 中 三 疊 統(tǒng) 雷口 坡 組 平 行 不 整 合 接 觸 。TTTTT圖 1—2 威遠縣金溝煤礦煤層綜合柱狀圖煤質(zhì)礦井煤層呈層狀、近似層狀，煤層顏色為黑色、近似金屬關(guān)澤，細條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀結(jié)構(gòu)，參差狀斷口，內(nèi)生裂隙發(fā)育，煤巖類型以暗煤為主，屬亮暗煤型。原煤屬于特低硫、低磷、低灰分、中高發(fā)熱量肥煤。第四節(jié) 礦井災(zāi)害情況礦井瓦斯等級根據(jù)《威遠縣安全生產(chǎn)管理監(jiān)督局關(guān)于 2022 年度全縣煤礦瓦斯等10級鑒定結(jié)果的批復(fù)》(自威安監(jiān)發(fā) [2022]88 號)，威遠縣金溝煤礦絕對瓦斯涌出量 ，相對瓦斯涌出量為 ，屬高瓦斯礦井。根據(jù)《威遠縣安全生產(chǎn)管理監(jiān)督局關(guān)于 2022 年度全縣煤礦瓦斯等級鑒定結(jié)果的批復(fù)》(自威安監(jiān)發(fā) [2022]96 號)，威遠縣金溝煤礦絕對瓦斯涌出量 ，相對瓦斯涌出量為 ，屬高瓦斯礦井。煤塵爆炸性、煤自燃傾向性根據(jù)四川省煤炭產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢查站的檢測報告結(jié)果：該礦所采煤層煤塵有爆炸危險，煤層自然發(fā)火傾向?qū)儆诓灰鬃匀济簩?。沖擊地壓、地?zé)岣鶕?jù)生產(chǎn)單位提供的資料，井田屬地溫正常區(qū)，未發(fā)生過沖擊地壓現(xiàn)象，但礦井在生產(chǎn)過程中仍應(yīng)加強地溫及地壓的監(jiān)測工作。地震根據(jù)四川省地震局資料和國家地震局 1990 年版《中國地震烈度區(qū)劃圖》 ，區(qū)內(nèi)地震屬弱震區(qū)，震級在 ～ 級，地震基本烈度為Ⅵ度。第五節(jié) 礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀一．礦井開拓開采系統(tǒng)礦井開拓礦井采用斜井開拓方式，有 2 個井筒與地面相通，分別是主提升井、回風(fēng)井各一處，即+534m 主提升斜井和+531m 回風(fēng)斜井。目前，礦井正在11施工新風(fēng)井。主斜井位于井田南翼，主斜井井口標高為+534m，落平于+，主斜井井筒傾角 28176。左右，井筒斜長 511m，主斜井井筒規(guī)格為 ，斷面積 178。，半圓拱料石砌碹支護。斜井擔負全礦井進風(fēng)、煤炭、矸石、材料運輸和進風(fēng)等任務(wù)并兼做礦井安全出口?；仫L(fēng)斜井位于主斜井以西偏南 250m 處，井口標高為+531m ，回風(fēng)斜井井筒傾角 30176。，井底落平標高+，井筒斜長 532m，井筒規(guī)格為，斷面積 178。，半圓拱料石砌碹支護?；仫L(fēng)斜井一端與總回風(fēng)巷相連，一端直接接通往地面，在地面布置風(fēng)井，由此形成礦井開拓系統(tǒng)。礦井采掘部署礦井按垂高 20m 左右劃分為一個階段，現(xiàn)主要開采+200—+220m 階段，+230m 以上階段已經(jīng)開采結(jié)束。采區(qū)分雙翼布置，采區(qū)走向長約400m，傾斜長約 300m；采區(qū)內(nèi)主要布置兩條下山，即采區(qū)提升下山與采區(qū)行人回風(fēng)下山，采區(qū)只劃分為一個區(qū)段，區(qū)段走向長 400m，傾斜長300m；區(qū)段內(nèi)布置傾斜條帶采煤工作面，采用 傾斜條帶仰斜開采，開采順序為先上后下，即先開采標高較高的階段，再開采標高較低的階段，采區(qū)內(nèi)為前進式布置?，F(xiàn)三水平東西兩翼基本開采結(jié)束，下一步開采水平主要為四水平東西兩翼，可以布置兩個采煤工作面。工作面走向長 160m，傾斜 300m，手工落煤，方煤車轉(zhuǎn)至“U”型礦車至車場至地面?，F(xiàn)有掘進工作面三個，分別為：四水平西大巷掘進工作面、開拓延伸12絞車道、開拓延伸人行道。詳細情況見采掘工