【正文】 井、北風(fēng)井為回風(fēng)井，東風(fēng)井停止使用。主采煤層為9和15煤層，二者間距70m左右。其中9煤為綜采工作面，工作面長度為160m，,年推進(jìn)度為1267m，回采率為93%。上、下山與礦井現(xiàn)有系統(tǒng)之間采用軌道、回風(fēng)巷相連接。總體來說，井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜類型屬中等類型。局部受斷層影響傾角可達(dá)19176。表121　　可采煤層特征一覽表煤號煤層厚度最小～最大平均（m）煤層間距最小～最大平均（m）夾石層數(shù)煤層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可采性項(xiàng)板巖性底板巖性60～～0～～～～0～1簡單不穩(wěn)定局部可采泥巖、砂質(zhì)泥巖砂質(zhì)泥巖80～0～1簡單不穩(wěn)定零星可采泥巖粉砂巖或細(xì)砂巖9～0～4中等穩(wěn)定可采泥巖、砂質(zhì)泥巖細(xì)、中粒砂巖11～0～1簡單較穩(wěn)定局部可采K4石灰?guī)r細(xì)砂巖15～0～3中等穩(wěn)定可采K2下石灰?guī)r砂質(zhì)泥巖或泥巖15下～0～2簡單穩(wěn)定可采泥巖、砂質(zhì)泥巖中、細(xì)砂巖煤層工業(yè)分析根據(jù)2007年9月煤炭科學(xué)研究總院撫順分院對XX煤礦15煤層工業(yè)分析，15煤層工業(yè)分析結(jié)果見表122。結(jié)構(gòu)簡單，含夾矸0～2層，一般0～1層，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖。最厚點(diǎn)為109號孔。本煤層屬全井田穩(wěn)定可采煤層?！?m。底板為細(xì)粒砂巖，局部為砂質(zhì)泥巖?！骄?m，厚度變化不大。本煤層屬全井田穩(wěn)定可采煤層。結(jié)構(gòu)中等，含夾矸0～4層，一般1～2層，巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖，～。該煤層層位穩(wěn)定，全井田可采。本層屬局部可采的不穩(wěn)定煤層。～。北部和西北部為采空破壞區(qū)和采空區(qū)，南部有大量不可采區(qū)?？刹蓞^(qū)內(nèi)厚度變化不大，最厚點(diǎn)為307號孔，結(jié)構(gòu)簡單，有時含一層泥巖夾矸?？刹擅簩樱?）6煤位于山西組底部，上距K8砂巖約45m，下距K7砂巖（第三砂巖）3m左右。第二節(jié)　煤層賦存情況井田內(nèi)主要含煤地層為石炭系上統(tǒng)太原組和二疊系下統(tǒng)山西組，共含煤19，自上而下編號為11113下、115下、117。（2）巖移塌陷角走向73176。根據(jù) 《山西省XXX煤化有限責(zé)任公司生產(chǎn)礦井地質(zhì)報(bào)告》，井田共探明資源/儲量26402萬t，其中采空區(qū)儲量為845萬t，具體各煤層儲量見表112。礦井供電電源可靠。工業(yè)廣場高山水池位于副井口南部102m處，池底標(biāo)高1100m，水池容積700m3。地勢東高西低，最高點(diǎn)在東南部的架梁三角點(diǎn)附近，最低點(diǎn)為西南邊界的白馬河谷，標(biāo)高1105m，相對高差多在40～100 m之間。該礦有鐵路專用線可從井口直達(dá)縣城車站，而且井口有貨臺，鐵路全長21km。1XX煤礦提供的其它設(shè)計(jì)資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。國務(wù)院關(guān)于預(yù)防煤礦生產(chǎn)安全事故的特別規(guī)定（國務(wù)院令446號）。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局《煤礦安全規(guī)程》（2006）。煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院根據(jù)專家提出的問題及建議進(jìn)行了相應(yīng)的修改設(shè)計(jì)，并進(jìn)一步完善了原初步設(shè)計(jì)。2008年7月27日，山西省煤炭工業(yè)局組織有關(guān)專家對該瓦斯抽采工程初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了技術(shù)審查。該礦8+9號煤層生產(chǎn)時瓦斯涌出量很大，2005年3月由山西國辰建設(shè)工程勘察設(shè)計(jì)有限公司、陽煤集團(tuán)技術(shù)中心通風(fēng)與瓦斯研究所聯(lián)合進(jìn)行了該礦地面瓦斯抽采系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)主要技術(shù)指標(biāo)如下：，水環(huán)式真空泵型號為CBF4102BV3,電機(jī)功率為160kw，抽采主管D3776mm螺旋焊縫鋼管，預(yù)抽和采空區(qū)采用一套系統(tǒng)混合抽采。隨著采掘規(guī)模的擴(kuò)大以及采掘的延伸，礦井絕對瓦斯涌出量也隨之增加，現(xiàn)有的瓦斯抽采系統(tǒng)將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足礦井瓦斯抽采工藝技術(shù)及瓦斯抽采量的要求。根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局制定的《瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)編制提綱》，專家審查認(rèn)為設(shè)計(jì)符合《礦井抽放瓦斯工程設(shè)計(jì)規(guī)范》及國家有關(guān)規(guī)定，但存在以下問題及建議：補(bǔ)充礦井、工作面瓦斯抽采指標(biāo)設(shè)計(jì)及驗(yàn)算內(nèi)容。XX煤礦目前未做煤與瓦斯突出鑒定，同時該礦提交的各種資料說明該礦目前尚未發(fā)生過煤與瓦斯突出動力現(xiàn)象，本次設(shè)計(jì)按高瓦斯礦井進(jìn)行瓦斯抽采系統(tǒng)設(shè)計(jì)，今后若礦井發(fā)生煤與瓦斯突出動力現(xiàn)象，經(jīng)鑒定為煤與瓦斯突出礦井后，應(yīng)修改本設(shè)計(jì)。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局《礦井瓦斯涌出量預(yù)測方法》（AQ10182006）。山西省煤炭工業(yè)局《瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)編制提綱》（晉煤安發(fā)[2008]313號）。二、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： ；殘存瓦斯含量： ；鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)： (d1)；煤層透氣性系數(shù)： m2/MPa2石（家莊）—太（原）公路從井田中部通過，瀝清路面，每日班車數(shù)趟。三、水源、電源及通信，日供水量700m3，水質(zhì)呈中性，且懸浮物濃度小于150mg/L，符合礦區(qū)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。生活區(qū)用水管路及工業(yè)廣場地面供水管路采用水煤氣鋼管和聚乙烯管，枝狀布置，均為埋地敷設(shè)。礦井現(xiàn)裝備有一臺HJD256型，容量為256門可擴(kuò)充至1024門的地面行政電話總機(jī)，一臺JSY2000D型，容量為128門可擴(kuò)充至256門的井下調(diào)度總機(jī)，另外網(wǎng)通公司在公司內(nèi)安裝有2000門的電話總機(jī)基站，井下調(diào)度總機(jī)配有調(diào)度臺，可實(shí)現(xiàn)通話跟蹤、強(qiáng)拆、各方通話等功能。礦井設(shè)計(jì)資源/儲量減去工業(yè)場地煤柱、風(fēng)井煤柱、大巷及采區(qū)上（下）山煤柱及開采損失后，得出礦井設(shè)計(jì)可采儲量為14757萬t，井田批準(zhǔn)開采1115下層煤，其中主采煤層為15煤層。左右。％。井田內(nèi)39號孔以北小范圍被剝蝕，P1103號兩孔尖滅。頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部為粉砂巖或細(xì)粒砂巖。 （2）8煤位于太原組頂部，K7砂巖下7m左右，下距9煤0～，東部大面積與9煤合并，稱8+9煤，西部有一片不規(guī)則狀分布區(qū)。結(jié)構(gòu)簡單，以其明顯的高灰分有別于其他煤層。本煤層在與9號煤層合并區(qū)附近少量采空，屬局部可采煤層?！?。含一層夾矸時，一般下分層厚度略大于上分層厚度。在井田東北部已大量開采，為主要開采煤層。最厚點(diǎn)為112號孔。本煤層屬大部可采的較穩(wěn)定煤層。最厚點(diǎn)為14號孔，厚5m，往東本兩測稍薄，井田內(nèi)厚度變化不大，穩(wěn)定可采。本煤層在井田東北部已開采。中部煤層較薄，其南、北兩側(cè)由薄變厚，又趨變薄。頂板為泥巖或砂質(zhì)泥巖，局部為中、細(xì)粒砂巖，底板為中、細(xì)粒砂巖，局部為砂質(zhì)泥巖或粉砂巖。表122　煤層工業(yè)分析結(jié)果表 煤層水分Mad（%）灰分Aad（%）揮發(fā)分（%）硫SQ（%）真比重視比重孔隙率（%）VadVdaf915煤塵爆炸性根據(jù)2007年9月煤炭科學(xué)研究總院撫順分院對XX煤礦15煤層的煤塵爆炸性鑒定，15煤層煤塵爆炸性鑒定結(jié)果見表123。在此背景上又發(fā)育著次一級的褶曲，褶曲軸向呈東西向展布，兩翼多不對稱，向斜北翼陡南翼緩，背斜軸部開闊，傾角平緩。第四節(jié) 礦井開拓與開采一、開拓方式礦井現(xiàn)在采用斜井—立井單水平開拓方式，有主斜井、副斜井、東回風(fēng)斜井、北進(jìn)風(fēng)立井和西回風(fēng)立井5個井筒；開采水平標(biāo)高+950m，大巷基本沿東西方向布置；現(xiàn)主要開采9煤和15煤，局部探采6煤和8煤。在下山兩側(cè)沿走向布置工作面，由邊界向下山方向后退回采。15煤為輕型綜采放頂煤工作面，采2m，工作面長度為140m，,年推進(jìn)度673m，下層回采率為95%，放頂煤回采率為75%。9煤各采區(qū)之間的開采順序?yàn)椋合炔晌宀蓞^(qū)（投產(chǎn)后過渡期內(nèi)同時開采四采區(qū)剩余儲量），再采六采區(qū)。其中西風(fēng)井主要用于9煤各采區(qū)回風(fēng)用，北風(fēng)井用于15煤各采區(qū)回風(fēng)用。第六節(jié) 礦井瓦斯涌出情況2006年礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果為：，；，為高瓦斯礦井。目前，礦井處于改擴(kuò)建階段，且開采的煤層屬于淺部煤層，因此，礦井瓦斯涌出量較小。瓦斯抽采站其它主要設(shè)備有S9－315型變壓器2臺，QFX2型低壓開關(guān)柜2臺，XGN2－10型高壓開關(guān)柜2臺；防爆防回火裝置2套；2TC－24型自吸泵2臺，流量為18m3/h，揚(yáng)程22m，；避雷針2套；監(jiān)測系統(tǒng)一套。一、礦井煤層瓦斯基本參數(shù)井下實(shí)際測定情況《瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告》中采用井下間接測定法測定9和15煤層瓦斯基本參數(shù)。二、地勘時期煤層瓦斯含量測定情況XX煤礦地質(zhì)詳查報(bào)告中，通過對井田內(nèi)P26號孔煤芯取樣分析， 1g可燃物質(zhì)中CH4含量，8+9，15（表211）。表211　煤層瓦斯含量表孔號煤號CH4含量（ml/g）煤中自然瓦斯成分（％）煤層埋深（m）備注CH4CO2N2分帶P269沼氣帶15上沼氣帶15下沼氣帶偏小三、礦井目前瓦斯涌出情況目前，礦井處于改擴(kuò)建階段，且開采煤層處于淺部煤層，煤層瓦斯含量低，礦井瓦斯涌出量較小。隨著礦井開采深度的加深，礦井瓦斯含量必然不斷增加，到時《瓦斯賦存規(guī)律階段報(bào)告》中所測煤層瓦斯含量將明顯偏小。第二節(jié) 礦井瓦斯儲量礦井瓦斯儲量指煤田開發(fā)過程中，能夠向開采空間排放瓦斯的煤巖層賦存的瓦斯總量，包括可采煤層瓦斯儲量、可采煤層采動影響范圍內(nèi)的不可采鄰近煤層瓦斯儲量以及圍巖瓦斯儲量的總和，其計(jì)算公式如下：WK＝(K1根據(jù)XX煤礦煤層賦存情況及頂?shù)装鍘r性分析，可采煤層影響范圍內(nèi)不可采鄰近煤層賦存不穩(wěn)定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，取K1=，K2=。所以綜合分析，按礦井抽采率ηk=。9煤層按工作面平均走向長度2500m，工作面長度160m，工作面年推進(jìn)度1267m，因此設(shè)計(jì)預(yù)抽率為35%。所以，其抽采量9煤層為5m3/min，15煤層為2m3/min。另外，有2個邊采邊抽工作面抽采， 2個采空區(qū)瓦斯抽采。目前，礦井實(shí)際供風(fēng)量為8900 m3/min。七、瓦斯抽采系統(tǒng)規(guī)模根據(jù)礦井瓦斯抽采量預(yù)計(jì)，礦井瓦斯抽采設(shè)計(jì)規(guī)模為75m3/min純瓦斯（其中采空區(qū)抽采量為30m3/min純瓦斯），瓦斯抽采工程分兩期建設(shè)，初期設(shè)計(jì)規(guī)模為45m3/min純瓦斯（其中采空區(qū)抽采量為15m3/min純瓦斯），主要是開采淺部煤層時，對工作面瓦斯進(jìn)行預(yù)抽和采空區(qū)瓦斯進(jìn)行抽采，二期設(shè)計(jì)規(guī)模為30m3/min純瓦斯，主要用于抽采開采深部煤層時增加的瓦斯量。根據(jù)前面計(jì)算，礦井15。 ＝60　 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，抽采系統(tǒng)服務(wù)年限為60年。礦井開采初期，由于開采淺部煤層，煤層瓦斯含量低，可抽采瓦斯量少，因此，在淺部15煤層暫不考慮進(jìn)行瓦斯抽采，隨著向深部開采，加強(qiáng)瓦斯監(jiān)測，當(dāng)采用通風(fēng)解決瓦斯困難時，即時對15煤層采取抽采措施。到時，礦井將形成兩套獨(dú)立的抽采系統(tǒng)，預(yù)抽系統(tǒng)抽采規(guī)模為45m3/min純瓦斯，采空區(qū)抽采系統(tǒng)抽采規(guī)模為30m3/min純瓦斯，礦井瓦斯抽采規(guī)模達(dá)到75m3/min。第一節(jié)　工作面瓦斯涌出預(yù)測一、回采工作面瓦斯涌出預(yù)測回采工作面相對瓦斯涌出量按下式計(jì)算： q采＝q1＋q2　　　　　　　　　　　 ?。?1）式中 q1—開采層相對瓦斯涌出量，m3/t； q2—鄰近層相對瓦斯涌出量，m3/t；開采層相對瓦斯涌出量按下式計(jì)算：q1＝K1(W0－Wc) 　　　　?。?2）式中 K1—圍巖瓦斯涌出系數(shù)，根據(jù)頂板管理方法查表選?。籏2—工作面丟煤系數(shù)，用回采率的倒數(shù)來計(jì)算；則9煤層15煤層K3—采區(qū)內(nèi)準(zhǔn)備巷道預(yù)排瓦斯對開采層瓦斯涌出影響系數(shù)； 　　　　　　　　　　　　?。?3）L—回采工作面長度，m；h—掘進(jìn)巷道預(yù)排等值寬度，m，根據(jù)煤種查表選取，h＝13m；則9煤層15煤層m—開采層厚度，m；M—工作面采高，m；W0—煤層原始瓦斯含量，m3/t；Wc—運(yùn)出礦井后煤的殘存瓦斯含量，根據(jù)煤的揮發(fā)分查表選取，m3/t。根據(jù)該礦《擴(kuò)建可行性研究報(bào)告》，采區(qū)內(nèi)煤層開采順序?yàn)橄炔?煤層，再采15煤層。15煤回采工作面相對瓦斯涌出量q＝(+)＝；絕對瓦斯涌出量＝1400/1440=。對于薄及中厚煤層，D=2m0，m0為煤層厚度，對于厚煤層，D=2h+b，h及b分別為巷道的高度及寬度； v—巷道平均掘進(jìn)速度，m/min； L—巷道長度，m； qo—煤壁瓦斯涌出強(qiáng)度，m3/（m29煤綜掘工作面瓦斯涌出量:q3=()=；q4=(2+4)(2)=；q掘＝+＝。采區(qū)內(nèi)瓦斯涌出量除了回采和掘進(jìn)涌出外，還包括采區(qū)內(nèi)已采區(qū)段老空區(qū)瓦斯涌出。15煤層采區(qū)相對瓦斯涌出量絕對瓦斯涌出量＝1740/1440=表321 采區(qū)瓦斯涌出量預(yù)測一覽表煤層采 區(qū)工作面瓦斯涌出量m3/t掘進(jìn)瓦斯涌出量m3/min采 區(qū) 日產(chǎn)量(t)瓦斯涌出量備注相對量m3/t絕對量m3/min9XX采區(qū)400015XX采區(qū)1740注：日產(chǎn)量5740t（）,2個綜采工作面，4個綜掘工作面。從表331中可以看出，其中9，15。經(jīng)計(jì)算15煤層經(jīng)預(yù)抽后煤層瓦斯可解析量滿足《煤礦瓦斯抽采指標(biāo)》（AQ1026－2006）關(guān)于“工作面日產(chǎn)量為1001～2500t，煤的可解析瓦斯量≤7m3/t；工作面日產(chǎn)量為2501～4000t，煤的可解析瓦斯量≤6m3/t”的規(guī)定。第四章 礦井抽采瓦斯必要性和可行性分析第一節(jié)　礦井抽采瓦斯的必要性根據(jù)原煤炭工業(yè)部1997年頒布的《礦井瓦斯抽放管理規(guī)范》第9條規(guī)定，凡符合下列情況之一者必須建立瓦斯抽放系統(tǒng)，開展瓦斯抽放工作：（1）符合《煤礦安全規(guī)程》第150條的(即一個