【正文】 神華寧煤集團(tuán)汝箕溝煤礦534工作面井下定向瓦斯抽放鉆孔設(shè)計(jì) 煤炭科學(xué)研究院西安分院神華寧煤集團(tuán)汝箕溝煤礦二O O八年八月神華寧煤集團(tuán)汝箕溝煤礦534工作面井下瓦斯抽放鉆孔設(shè)計(jì)設(shè) 計(jì)：審 核：技術(shù)負(fù)責(zé)：項(xiàng)目負(fù)責(zé)： 煤炭科學(xué)研究院西安分院神華寧煤集團(tuán)汝箕溝煤礦目 錄前 言 3一、礦井概況 4（一）礦井地質(zhì)情況 4（二） 礦井瓦斯基本情況 9二、項(xiàng)目區(qū)概況 10（一）項(xiàng)目區(qū)位置 10（二）四鄰采掘及工作面接續(xù)情況 10（三）地質(zhì)構(gòu)造 10（四）項(xiàng)目區(qū)煤層氣（瓦斯）資源量 13（五）抽放方法 13三、534工作面井下定向瓦斯抽放鉆孔設(shè)計(jì) 14（一）設(shè)計(jì)原則 14（二）抽采半徑的確定 14（三）鉆孔布置 16（四）軌跡設(shè)計(jì) 16（五）井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17（六）施工鉆場(chǎng)抽放聯(lián)接 17（七）主要設(shè)備情況 17四、鉆孔施工安全技術(shù)措施 22五、鉆孔工程量統(tǒng)計(jì) 23六、施工進(jìn)度計(jì)劃安排 23七、費(fèi)用概算 25（一）費(fèi)用明細(xì)表 25(二)測(cè)算說(shuō)明 27前 言汝箕溝煤礦位于賀蘭山煤田汝箕溝勘探區(qū)最南端，是寧煤集團(tuán)所屬的大中型骨干企業(yè)之一。所產(chǎn)煤炭為享譽(yù)國(guó)內(nèi)外的太西煤（優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤）。根據(jù)礦井地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，汝箕溝煤礦向斜有利于瓦斯富集，瓦斯賦存量較大，二2煤、 m3/min， m3/t，如果不進(jìn)行預(yù)抽，僅靠礦井通風(fēng)方法無(wú)法解決礦井瓦斯問(wèn)題。汝箕溝煤礦近年來(lái)瓦斯事故時(shí)有發(fā)生，2001年6月和2003年3月在上五采區(qū)二2煤、三煤掘進(jìn)工作面分別發(fā)生了瓦斯突出事故，多年來(lái)礦井還發(fā)生了井下瓦斯窒息、瓦斯燃燒等事故，礦井瓦斯已嚴(yán)重影響到礦井的安全生產(chǎn)。近年來(lái)，隨著礦井采掘活動(dòng)的延伸，地應(yīng)力、瓦斯壓力增大，煤層瓦斯含量增高，瓦斯（包括瓦斯涌出與突出）、火等自然災(zāi)害越來(lái)越嚴(yán)重。而井下常規(guī)鉆機(jī)能力偏小，施工鉆孔長(zhǎng)度短、孔徑小，同時(shí)井下施工空間受限，井下常規(guī)鉆孔只有在巷道形成后方能進(jìn)行施工（尤其是下山采區(qū)技改方案中瓦斯抽采方式以順層鉆孔為主），預(yù)抽期較短，由此造成礦井瓦斯抽采不能滿足礦井生產(chǎn)接續(xù)需要，礦井掘、抽、采比例嚴(yán)重失調(diào)，以目前的抽放工藝，不利于礦井?dāng)U大生產(chǎn)規(guī)模的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃要求。因此，瓦斯問(wèn)題仍然是制約汝箕溝礦高效、安全生產(chǎn)的根本問(wèn)題。 為解決上述問(wèn)題，神華寧煤集團(tuán)經(jīng)過(guò)多方調(diào)研和考察采購(gòu)了煤炭科學(xué)研究院西安分院研制和生產(chǎn)的ZDY6000LD型井下定向鉆機(jī)，該鉆機(jī)具有施工中長(zhǎng)距離（1000米以內(nèi)）定向鉆孔、多分支孔、探頂（底）孔和探明地質(zhì)構(gòu)造、采空區(qū)、積水區(qū)段等先進(jìn)功能。該鉆機(jī)2008年8月15日到貨后先施工汝箕溝礦534工作面的井下定向鉆孔，以實(shí)現(xiàn)本工作面超前本煤層瓦斯預(yù)抽，增大瓦斯抽放量，從源頭上治理瓦斯，確保安全生產(chǎn)。一、礦井概況（一）礦井地質(zhì)情況礦井基本情況汝箕溝煤礦位于賀蘭山北段，地理坐標(biāo)為東徑106。07ˊ,北緯 39。04ˊ。距自治區(qū)首府銀川市98km，距石嘴山市38km，距西大灘火車(chē)站48km，距平羅縣60km，交通便利。礦井與相鄰的大峰露天礦、白芨溝煤礦同屬于賀蘭山煤田汝箕溝勘探區(qū)。礦井地形山巒起伏，溝谷縱橫，懸崖陡壁，地勢(shì)險(xiǎn)峻。全區(qū)南高北低，南部大嶺子最高標(biāo)高+2452m，北部白芨溝溝床最低標(biāo)高+1720m，井田呈小型盆地構(gòu)造，井田主體構(gòu)造為閉合式向斜構(gòu)造，主要褶皺為汝箕溝向斜，褶皺多，斷層少，煤層節(jié)理裂隙較發(fā)育。煤層露頭均露出地表，地表僅在山房及山脊處存有少量風(fēng)化坡積土層外，大部分地表風(fēng)化基巖出露。井田內(nèi)巖層裸露良好，溝壑縱橫“V”型溝谷發(fā)育，切割高差達(dá)150m左右，地形最高標(biāo)高+2451m，最低標(biāo)高+1919m。截至2005年底。礦井剩余可采儲(chǔ)量按生產(chǎn)能力180萬(wàn)噸/年計(jì)算（）。礦區(qū)屬于高山大陸性氣候，氣候干燥，雨量稀少，年最高氣溫35。C，最低氣溫－。C，最大風(fēng)力10級(jí)，地震烈度7度。 地 層 井田地層出露良好，自下而上有三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組，侏羅系中統(tǒng)延安組，侏羅系中統(tǒng)直羅組，上覆為第四系沖積、洪積層，具體描述如下（見(jiàn)附圖11地層綜合柱狀圖）： 第四系沖積、洪積層：由砂礫及角礫，砂質(zhì)風(fēng)積土構(gòu)成，位于溝谷和山腳邊坡地帶，與下覆地層呈不整合接觸。 侏羅系中統(tǒng)直羅組：以灰白、黃綠粗砂巖為主，并夾有細(xì)礫石，巨礫砂巖透鏡體以及細(xì)砂巖，粉砂巖薄層，出露厚度190m，與下覆地層呈整合接觸。 侏羅系中統(tǒng)延安組：為本區(qū)主要含煤地層，上部灰白色石英厚層粗砂巖，夾主要煤層及粉砂巖，下部為灰白色石英粗砂巖和粉砂巖互層夾中厚及薄煤層，底部為粉砂巖與下覆地層分界，與下覆地層呈平行不整合接觸。 三疊系上統(tǒng)延長(zhǎng)組：黃綠色巨厚層粗、中粒砂巖、粉砂巖及泥巖，上部泥巖中夾薄煤層及煤線。 地質(zhì)構(gòu)造汝箕溝井田地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，盆狀向斜軸走向北50176。東，西翼地層略陡，上部?jī)A角達(dá)25176。左右；東翼則平緩，傾角在10176。以上。落差在410m的F16斷層為井田內(nèi)最大斷層，其余均為走向短，落差小的斷層，而且位于煤層露頭邊緣，對(duì)開(kāi)采無(wú)影響。褶皺：汝箕溝向斜在本井田為一北50176。東方向的近似對(duì)稱向斜（西翼略陡于東翼，由于受地形切割致使西翼翼部略大于東翼翼部）至南部翹起傾向北東而閉合。斷層：汝箕溝井田有四條小斷層，多系與次級(jí)褶皺同時(shí)產(chǎn)生的正斷層，除F16正斷層破壞性較大外，其它影響甚小。F16斷層延伸長(zhǎng)度1900m，地面所見(jiàn)一般落差10m左右。斷層特點(diǎn)：斷距中間大兩頭小，向SE逐漸尖滅，在二1和二2煤中分兩次段落，且中間破碎帶較寬，最大寬度40余米。斷層產(chǎn)狀走向120～130。，傾向SW，傾角50～70。整個(gè)采區(qū)為向斜構(gòu)造，向斜兩翼傾角0～15。，南翼稍緩。水文地質(zhì)（1）含水層：本井田含水巖層劃分為：沖積洪積層；第二含水層（第二層煤頂板至侏羅系中統(tǒng)直羅組底界）；第三含水層（侏羅系下統(tǒng)延安組第二層煤底板隔水層至底界）。其中：沖積洪積層：分布不廣，僅在汝箕溝河床及河床階地有所沉積，巖性為砂礫及角礫等。汝箕溝河床中有少量潛水，潛水系降水及上游基巖裂隙水補(bǔ)給，水量微小。第二含水層：灰白色石英質(zhì)粗、中、細(xì)粒砂巖互層夾煤，在向斜中心補(bǔ)2孔進(jìn)行水文地質(zhì)試驗(yàn)，單位涌水量q＝米，滲透系數(shù)K＝。含水性屬于微小巖層。第三含水層：灰白色不同粒度的石英質(zhì)砂巖，膠結(jié)較致密，夾可采煤層，（121孔），單位涌水量q＝米，滲透系數(shù)K＝，充水性微弱。（2） 小窯及老空水：小窯、老空主要受降雨補(bǔ)給，其次原古拉本煤礦個(gè)別小井采用水力運(yùn)煤，故小窯、老空區(qū)有一定積水，由于煤層含水系數(shù)小，隨時(shí)間推移，部分積水將滲入煤層。煤層賦存井田主要煤層特征如下：第一層煤：，分布于Ⅻ勘探線以北和以南的向斜東翼部分，屬于不可采煤層，僅3號(hào)孔以西上五采區(qū)局部可采。第二1層煤：，為穩(wěn)定厚煤層，一般為單一結(jié)構(gòu)，此煤層全井田已基本采空，傾角8－15。第二2層煤：，為穩(wěn)定厚煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以GG3夾矸層位較穩(wěn)定，－。，傾角8－15。第三層煤：，屬于較穩(wěn)定的中厚煤層，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，厚度及結(jié)構(gòu)變化大，含主要夾矸一層于煤層中部，巖性為砂質(zhì)泥巖－粉砂巖與煤線互層，傾角8－15。各煤層變化情況見(jiàn)表11。 表11 各煤層變化情況表煤層有益真厚m結(jié)構(gòu)情況距上層間距穩(wěn)定程度頂板巖性底板巖性一0－結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單不穩(wěn)定，不可采粉砂巖粉砂巖二1－結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單－穩(wěn)定，可采粉砂巖至細(xì)砂巖粉砂巖至砂質(zhì)泥巖二2－結(jié)構(gòu)較復(fù)雜含主要夾矸兩層且以下層（G3）為穩(wěn)定－穩(wěn)定，可采XIII線以北多為中、粗砂巖，以南多為粉砂巖粉砂巖三－