【正文】 F1F12 F12 F128 F14 F14 F14西三 西三 4 合計(jì) 156 含煤地層及煤層 煤層含煤性 區(qū)內(nèi)主要含煤地層為太原組和山西組，總厚 ，共含煤 11 層，煤層平均總厚 ，含煤系數(shù) %，可采煤層 2 層，平均厚 ，可采含煤系數(shù) %。左右，為單斜構(gòu)造。 NW ＞ 20 公里 300~500 峪河斷層 正 100176。~100176。 構(gòu)造 （ 1）區(qū)域構(gòu)造 焦作煤田位于太行山隆起帶南端，地層走向 NE~NNE，傾向 SE，傾角4176。該礦與 xx 礦水力聯(lián)系密切，如果 xx 礦發(fā)生突出水水位上升，則該礦涌水量將有明顯增加。 ② 九里山煤礦 位于 xx 礦東邊 ，與礦接壤。且為間歇性河流。 表 21 xx 礦區(qū)范圍拐點(diǎn)坐標(biāo) Tab. 21 Inflection point coordinates of Yanmazhuang mine area 點(diǎn)號(hào) 坐標(biāo) 點(diǎn)號(hào) 坐標(biāo) X Y X Y 1 3907743 38443923 11 3905129 38440102 2 3905725 38446120 12 3905255 38440388 3 3903560 38444220 13 3905410 38440300 4 3903817 38440209 14 3905925 38441818 5 3904345 38440069 扣除以下 5 點(diǎn)控制范圍 6 3904302 38439897 1 3905372 38440621 7 3904400 38439839 2 3905403 38440600 8 3904369 38439712 3 3905261 38440400 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 9 3904534 38439614 4 3905198 38440443 10 3904840 38440185 5 3905242 38440503 自然地理 （ 1） 地形地貌 xx屬太行山山前平原和沖積、洪積扇的邊緣地帶。 （ 5）制定安全技術(shù)措施。瓦斯抽采技術(shù)達(dá)到了較高的水平，抽采瓦斯不僅在煤礦中得到較普遍的應(yīng)用，而且取得了較好的效果。當(dāng)時(shí)，記載了利用竹管引排煤礦瓦斯的方法。 （ 5）了解國家有關(guān)法律、法規(guī) 、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。瓦斯抽采的目的是為了減少和消除瓦斯威脅、減少瓦斯隱患和各種瓦斯事故。確定了 xx瓦斯抽采設(shè)計(jì)參數(shù)， 根據(jù)瓦斯涌出量、煤層透氣性系數(shù)、鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)等參數(shù)，論證 了 瓦斯抽采的必要性與可行性。 Finally making the drill and management security measures for extraction. Keywords: gas extraction。 （ 2）在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，堅(jiān)持獨(dú)立思考，努力鉆研，培養(yǎng)進(jìn)行創(chuàng)造性工作的能力。德國魯爾煤田 Mansfeld 煤礦 Rotterbank 第一層向頂板打直徑為 φ 280mm 鉆孔貫穿各層時(shí)，有高壓瓦斯噴出；當(dāng)時(shí) Sehrodter 博士決定排放瓦斯，向孔內(nèi)扦入套管，用水泥砂漿封孔，聯(lián)管直徑為 φ 80mm，瓦斯排放量達(dá) 16000m3/d，而后發(fā)現(xiàn)，上部瓦斯排放與下部工作面開采有關(guān)，隨即跟著工作面前向打鉆，正式抽采煤層中瓦斯，從 1943 年 3 月 1 號(hào)到 1944 年 10 月 20 號(hào)，共抽采瓦斯106m3，這種抽采方法在二次世界大戰(zhàn)末期中斷；后來又在本煤層頂板巷道排放瓦斯，這一方法也取得成功。隨后， 1957 年，陽泉礦務(wù)局四礦又試驗(yàn)成功了采用穿層鉆孔抽采上鄰近層卸壓瓦斯。 （ 2）礦井概況及井田地質(zhì)特征，開采煤層和煤質(zhì)的情況、礦井開拓方式和開采方法的布置、瓦斯的基礎(chǔ)參數(shù)。 井田范圍：由 1999 年河南省地質(zhì)礦產(chǎn)廳頒發(fā)的采礦許可證中核定的 19 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定。25′。 （ 5） 區(qū)內(nèi)及周邊煤礦簡況 ① xx 煤礦 xx 煤礦位于 xx 礦區(qū)內(nèi)北西部邊緣，屬 該 礦一水平地段，其范圍由前面表21 需扣除的 5 個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)圈定。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 該礦與 xx 礦之間留設(shè)了約 80m 寬的煤柱，一般不會(huì)對(duì)礦生產(chǎn)造成不利影響。 （ 2）煤的自燃傾向性 在鉆探過程中對(duì) 913 孔取樣進(jìn)行煤的自燃傾向性測(cè)試，該礦二 1煤層取樣進(jìn)行了自燃傾向性鑒定，結(jié)果見表 22。 各井田構(gòu)造均為次一級(jí)斷裂組成，并受區(qū)域主干斷裂的嚴(yán)格控制。~120176。~70176。據(jù)鉆孔及礦井開采資料，全區(qū)共發(fā)現(xiàn)斷層 156 條。煤層賦存良好，無分叉尖滅現(xiàn)象，僅局部含有 1 層泥巖或砂巖夾矸，夾矸厚度 ~。此外，煤層頂板穩(wěn)定且平整，底板在局部有隆起現(xiàn)象，但范圍不大，工作面褶曲不發(fā)育，但煤層在傾向上有小型的寬緩波狀起伏，據(jù)此分析，煤厚小幅度變化主要是受煤層基底小型隆起所致。 煤質(zhì) （ 1）物理性質(zhì) 二 1煤層為灰黑色，條帶狀結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，上部以塊狀為主、具貝殼狀斷口，似金屬光澤，局部為粒狀，下部則多為粉狀，鱗片狀。 二 一 2煤無機(jī)組分均以粘土礦物為主，一般呈細(xì)分散狀，零星粒狀、條帶狀順層分布，方解石多呈脈狀或充填在絲質(zhì)體胞腔中，菱鐵礦僅偶見及，黃鐵礦含量較高為一 2煤層的明顯特征，多以菱狀、花朵狀或條帶狀等形態(tài)出現(xiàn)，有的則呈單晶粒狀，二 一 2煤顯微煤巖鑒 定結(jié)果見表 25。除雨季外，平時(shí)干枯無水。 2）二迭系砂巖裂隙含水層 由二疊系地層中的砂巖組成。 （ 3）石炭系灰?guī)r巖溶裂隙含水組 石炭系含灰?guī)r 8 層，總厚一般 20～ 35m。水化學(xué)類型為HCO3—Ca巖溶裂隙發(fā)育，富水性強(qiáng)，水頭高、水壓大之特征，是威脅礦井安全的主要含水層。礦井總體布置分兩個(gè)水平開拓，即一水平和二水平。一水平面積約 km2，探明儲(chǔ)量 萬 t。 目前，礦井進(jìn)風(fēng)總量為 14711m3/min，總回風(fēng) 量為 15260m3/min。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 第三章 礦井瓦斯現(xiàn)狀與抽采設(shè)計(jì)參數(shù) 礦井瓦斯現(xiàn)狀 該礦井按《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定于每年 8 月份進(jìn)行礦井瓦斯等級(jí)鑒定工作， 2021～ 2021 年的瓦斯鑒 定結(jié)果：礦井絕對(duì)瓦斯涌出量 ～ ，相對(duì)瓦斯涌出量 ～ ，具體結(jié)果見表 31。 采用體積法對(duì) xx 內(nèi)瓦斯儲(chǔ)量進(jìn)行估算。 瓦斯抽采率 根據(jù)《 AQ1027— 2021 煤礦瓦斯抽放規(guī)范》第 條規(guī)定： （ 1）預(yù)抽煤層瓦斯的礦井：礦井抽出率應(yīng)不小于 20%，回采工作面抽出率應(yīng)不小于 25%； （ 2）鄰近層卸壓瓦斯抽采的礦井：礦井抽出率應(yīng)不小于 35%，回采工作面抽出率應(yīng)不小于 45%； （ 3）采用綜合抽采方法的礦井：礦井抽出率應(yīng)不小于 30%； （ 4）煤與瓦斯突出礦井：預(yù)抽煤層瓦 斯后，突出煤層的瓦斯含量應(yīng)小于該煤層始突深度的原始煤層瓦斯含量或?qū)⒚簩油咚箟毫档? MPa 以下。礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)方法可以概括為兩類：礦山統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)法和分源預(yù)測(cè)法。 根據(jù)公式 41，開采層相對(duì)瓦斯涌出量計(jì)算結(jié)果見表 41。 本次設(shè)計(jì)為 xx 瓦斯抽采設(shè)計(jì)，其他已采完 的 采區(qū)，瓦斯也在生產(chǎn)時(shí)期相應(yīng)抽放完畢，所以瓦斯涌出量預(yù)測(cè)時(shí)不考慮其影響， 這里 僅預(yù)測(cè)二五采區(qū)、二七采區(qū)瓦斯涌出量。 設(shè)計(jì)瓦斯抽采規(guī)模 根據(jù)礦井生產(chǎn)能力和采掘接替安排， xx 瓦斯抽采規(guī)模設(shè)計(jì)為 2 個(gè)回采工作面和 4 個(gè)掘進(jìn)工作面同時(shí)進(jìn)行瓦斯抽采。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 表 32 xx 礦二 1 煤瓦斯儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果表 Tab. 32 Gas reserves calculation results of Yanmazhuang mine B1 coal 塊段編號(hào) 面積 /km2 含量 ① /m3/t 煤厚 /m 密度 /t/m3 埋藏深度 /m 圍巖瓦斯 儲(chǔ)量 / Mm3 地質(zhì)儲(chǔ)量 ② /Mm3 1 ～ 300～ 460 2 ～ 350～ 390 3 ～ 390～ 450 4 ～ 460～ 570 5 ～ 390～ 460 6 ～ 270～ 340 7 ～ 340～ 570 8 ～ 390～ 570 9 ～ 300～ 570 合計(jì) 注： ① 分子表示計(jì)算塊段內(nèi)煤層氣含量變化范圍，分母為均值； ② 地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算中圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)取 。 抽采系統(tǒng)選擇 根據(jù)《礦井瓦斯抽采管理規(guī)范》第 10 條和《煤礦瓦斯抽采規(guī)范》（ AQ1026—2021）第 條規(guī)定，建立固定瓦斯抽采系統(tǒng)的礦井，應(yīng)同時(shí)具備下列 2 個(gè)條件： （ 1）瓦斯抽采系統(tǒng)的抽采量可穩(wěn)定在 2m3/min 以上； （ 2）瓦斯資源可靠、儲(chǔ)量豐富，預(yù)計(jì)瓦斯抽采服務(wù)年限在 5 年以上。 礦井采區(qū)均有較完善的通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了分區(qū)通風(fēng)，采區(qū)實(shí)現(xiàn)了 ―兩進(jìn)一回 ‖比較可靠的通風(fēng)系統(tǒng)，采掘工作面全部實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)。 該礦采用走向長壁傾斜分層法開采，全部冒落法頂板管理，冒落帶高度一般 5m 左右。 礦井分水平布置運(yùn)輸大巷，采區(qū)上、下山連接，一水平大巷標(biāo)高 75m，二水平大巷標(biāo)高 200m，每個(gè)采區(qū)有三條上（下）山，即膠帶運(yùn)輸上（下）山、軌道運(yùn)輸上（下）山和回風(fēng)運(yùn)輸上（下）山，均布置在煤層頂板巖層內(nèi)，與煤層法線距離 6～ 14m，其中軌道上（下）山和膠帶運(yùn)輸上（下）山為進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)上（下）山為專用回風(fēng)。m；下段 O212厚 70～ 80m、單位涌水量 ～ ② L2灰?guī)r含水層 厚 ～ ，一般 9～ 11m，平均 ，一般上距二 1煤層 70～ 80m、平均 ；下距 O2灰?guī)r ～ ，一般約 20m，平均 ；是二 1煤底板間接充水含水層。厚 8～ 10m，巖溶裂隙發(fā)育，如井下西翼西 —底板回風(fēng)巷 380m長，揭露溶洞 44 個(gè)、 3～ 4 勘探線間有 20 個(gè)鉆孔見巖溶。m，滲透系數(shù) ，含水性弱。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 （ 2）含水層（組） 根據(jù)巖性、水力性質(zhì)、空隙特征和富水程度，區(qū)內(nèi)含水層（組）自下而上有： 1）新生界 砂礫石 含水組 第三、四系地層中夾含水砂礫石 1～ 7 層，總厚 ～ 。E，傾向 SE，傾角 8～ 12176。 一 2煤層為灰黑色，以塊狀 為主，內(nèi)生裂隙發(fā)育，貝殼狀斷口，似金屬光澤，下部含較多的黃鐵礦，真密度 、視密度 ，孔裂隙 %。 （ 2） 一 2煤層 賦存于太原組底部，直接頂板為 L2石灰?guī)r，其厚度穩(wěn)定，全區(qū)發(fā)育，大部可采，底板為黑色泥巖或鋁質(zhì)泥巖，且多含黃鐵礦結(jié)核。少數(shù)鉆孔為細(xì) ~中粒砂巖（大占砂巖），厚度一般 18m 左右。 該區(qū)斷裂處在斷塊的不同部位，表現(xiàn)了明顯的規(guī)律性，并嚴(yán)格受到區(qū)域構(gòu)造的控制，縱觀全區(qū)，共發(fā)育三組不同方向的斷裂，即：北東、東西和北西向，淺部構(gòu)造簡單，深部和東部相對(duì)較復(fù)雜，西部由于受九里山斷層和鳳凰嶺斷層不同方向的構(gòu)造作用，其構(gòu)造，水文地質(zhì)，瓦斯等地質(zhì)條件的復(fù)雜程度表現(xiàn)的更為突出，并給礦井生產(chǎn)帶來較大困難，該區(qū)斷裂主要受鳳凰斷層的控制。一般 9176。~40176。 表 23 區(qū)域斷層一覽表 Tab. 23 Regional fault list 斷層名稱 性質(zhì) 走向 傾向 延伸長度 一般落差（ m） 備 注 朱村斷層 正 NWW SW ＞ 24 公里 ＞ 2021 董村斷層 正 80176。 表 22 煤塵爆炸性及自燃傾向性鑒定 結(jié)果 Tab. 22 Identification results of coaldust explosive and spontaneous bustion tendency 采樣 地點(diǎn)、時(shí)間 樣品編號(hào) 煤塵爆炸性 燃點(diǎn)（ ℃ ） 爆炸性指數(shù)（ %） 結(jié)論 原樣 氧化 還原 自燃傾向性 1989 年 9 月 913 分 1 無爆炸危險(xiǎn)性 387 383 402 不易自燃 913 分 9 無爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 913 分 10 無爆炸危險(xiǎn)性 392 389 400 不易自燃 2021 年 8 月 二 1 煤層 無爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 2021 年 8 月 二 1 煤層 無 爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 200 年 12 月 二 1 煤層 無爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 井田地質(zhì)特征 地質(zhì)構(gòu)造 地層 xx 礦區(qū)為第三、四系全掩蓋區(qū)，據(jù)區(qū)內(nèi)鉆孔揭露，地層由老至新為：奧陶系中統(tǒng)馬家溝組，石炭系中統(tǒng)本溪組，上統(tǒng)太原組，二迭系下統(tǒng)山西組、下石盒子組、上統(tǒng)上石盒子組下段、中段及第三、四系。 該礦水文地質(zhì)條件復(fù)雜，礦井涌水量為 40～ 50m3/min，自建井以來，共發(fā)生幾十次突水。因 xx 礦一水平基本采空，故其對(duì)礦井以后生產(chǎn)無甚影響。 （ 2） 水系 該區(qū)屬海河流域衛(wèi)河水系，東部有石門河，西部有山門河，均發(fā)源于太行山。井田走向長 ~，傾向?qū)?~，面積約。 （ 4）抽采系統(tǒng)