【正文】 瓦斯共采效果分析 112 總結(jié) 113結(jié)論 114附件 115參考文獻(xiàn) 116致謝 117III78緒論（引言）畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)學(xué)生大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的綜合檢驗(yàn)，也是參加工作前的一次實(shí)戰(zhàn)演習(xí)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)理論知識(shí)進(jìn)行一次系統(tǒng)地總結(jié)，并結(jié)合實(shí)際條件加以綜合運(yùn)用，努力做到知識(shí)融會(huì)貫通和學(xué)以致用?；茨厦禾镂挥谌A北平原南緣，為近東西向復(fù)向斜構(gòu)造。 井田氣候本區(qū)屬過(guò)渡帶氣候，季節(jié)性明顯，℃，℃，℃。在礦井建設(shè)期間和投產(chǎn)初期，礦井水處理站尚未建成投產(chǎn)或井下涌水量較小時(shí)可由望峰崗水廠供水系統(tǒng)提供或補(bǔ)充該部分生產(chǎn)用水。（3）根據(jù)煤層賦存狀況，本井田瓦斯含量在井田范圍內(nèi)有隨煤層埋深的增加而增高的趨勢(shì)，因此，隨著礦井的延深煤與瓦斯突出的可能性會(huì)越來(lái)越大，瓦斯災(zāi)害將成為本礦井安全生產(chǎn)的重要制約因素之一。碎裂結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，堅(jiān)硬。 4）中生界 三疊系（T） 厚度約90～620m，據(jù)Ⅵ。B9b、B6煤層頂板泥巖見(jiàn)Lingula sp.(舌形貝)，B9b頂板含化石最高，植物化石有：、Gigantonoclea sp.（單網(wǎng)羊齒）、 Pecopteris moneri（櫛羊齒）、Taeniopteris tanyshanensis（帶羊齒）、Sphynophyllum Koboense（脊楔葉）、Lepidodendron oculus—felis（貓眼鱗木）、Plagiozamites oblongifolius（橢圓斜羽葉）。 （5）第五含煤段 厚76～115m，平均90m，含煤4～6層，定名4層（D16a、D1D17a、D17），均不可采。煤層頂?shù)装宥酁槟鄮r、砂質(zhì)泥巖，少數(shù)為粉砂巖，屬不穩(wěn)定煤層。見(jiàn)煤點(diǎn)中一層夾矸率23%，其巖性為炭質(zhì)泥巖、泥巖，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層頂板泥巖、砂質(zhì)泥巖及泥巖，底板砂質(zhì)泥巖、泥巖，屬較穩(wěn)定煤層。具有大片尖滅區(qū)，并有一層弧形沖刷帶。～75176。2～27基本查明F1281正N29176。WNE80176?！?0176?！?5176。WSW45176。如圖12所示。其中，F(xiàn)5斷層下盤李郢孜褶曲上翼倒轉(zhuǎn)區(qū)和F5斷層上盤西段急傾斜區(qū)，地層產(chǎn)狀變化很大，構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，褶曲與小構(gòu)造發(fā)育，煤巖層受到擠壓破壞，煤層厚度及間距變化異常，煤層可采性降低。落差0～133m。如果直接開(kāi)采A組煤，很可能引發(fā)重大突水事故?？紤]到礦井在建設(shè)和生產(chǎn)過(guò)程中可能受井筒淋水、井下灑水和防火灌漿等因素的影響， 960m水平正常涌水量為641m3/h，最大涌水量為1015m3/h。地面雨水經(jīng)道路雨水邊溝匯集后自流排入望峰崗工業(yè)場(chǎng)地箱涵。且總體來(lái)看，本井田同一煤層的瓦斯含量除有隨深度增加而增高的趨勢(shì)以外，還可能在局部形成瓦斯富集帶。對(duì)可采煤層共取28個(gè)煤樣進(jìn)行煤塵爆炸和自燃傾向試驗(yàn)。根據(jù)九龍崗礦長(zhǎng)觀孔資料，本井田所在地區(qū)的恒溫帶深度為自地表向下垂深30m，℃。）本設(shè)計(jì)礦井儲(chǔ)量計(jì)算指標(biāo)為：（1）；（2）原煤最高可采灰分產(chǎn)率為40%；（3）容重采用各煤層的算術(shù)平均值；本設(shè)計(jì)可采煤層的平均厚度和容重參數(shù)見(jiàn)表21。見(jiàn)表22。煤層傾角45176。其中包括確定主、副、風(fēng)井的井筒形式、深度、數(shù)量、位置、階段高度、大巷布置、采區(qū)劃分、開(kāi)采順序與通風(fēng)、運(yùn)輸系統(tǒng)等。煤層賦存厚度0～500m，沖積厚度小于20～40m，水文地質(zhì)情況簡(jiǎn)單的煤層沖積厚度專指含水砂層立井開(kāi)拓優(yōu)點(diǎn)：井筒能夠通過(guò)復(fù)雜地質(zhì)條件（如流砂層）的地段，機(jī)械化程度高；圓形斷面井筒維護(hù)費(fèi)用低，有效斷面大，通風(fēng)條件好；井筒敷設(shè)的管線短，人員、材料升降速度快。井底車場(chǎng)、石門及主要運(yùn)輸大巷亦需1．5～2年，延深并筒1年，合計(jì)4～5年時(shí)間。另外，A組煤開(kāi)采時(shí)需采取疏水降壓措施，且受到淺部A組煤開(kāi)采的制約，實(shí)際上一水平開(kāi)采期間A組煤不能參與配采，一方面造成一水平實(shí)際可采儲(chǔ)量的進(jìn)一步減少，服務(wù)年限進(jìn)一步縮短，同時(shí)也加劇了二水平提前開(kāi)拓準(zhǔn)備的壓力，對(duì)投產(chǎn)后穩(wěn)產(chǎn)不利。因此，本設(shè)計(jì)回風(fēng)水平標(biāo)高設(shè)計(jì)為660m。方案一 第一水平：－900m 第二水平：－1200m方案二 第一水平：－960m 第二水平：－1200m方案三 第一水平：－820m 第二水平：－960m 第三水平：－1200m表26 水平劃分方案比較方案一一水平標(biāo)高900m二水平標(biāo)高為1200m服務(wù)年限29a服務(wù)年限49a方案二一水平標(biāo)高960m二水平標(biāo)高為1200m服務(wù)年限45a服務(wù)年限41a方案三一水平標(biāo)高820m二水平標(biāo)高為960m三水平標(biāo)高為1200m 服務(wù)年限22a服務(wù)年限23a服務(wù)年限41a方案二的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）水平階段斜長(zhǎng)最大為1160m，階段斜高為270～300m，較為合理，有利于二水平合理開(kāi)拓與開(kāi)采。（2）根據(jù)水平接替關(guān)系。缺點(diǎn)：平硐開(kāi)拓受到地形條件的限制。根據(jù)上述比較，本設(shè)計(jì)認(rèn)為，望峰崗井田范圍大、開(kāi)采煤層多、儲(chǔ)量豐富可靠且煤層生產(chǎn)能力大，從井下開(kāi)拓布局看，采區(qū)接替能保證。表23生產(chǎn)能力服務(wù)年限對(duì)照表方 案一二三設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力 （Mt/a）服 務(wù) 年 限 （a）1158669根據(jù)05年9月發(fā)行的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，為發(fā)揮投資效益和保證礦井正常生產(chǎn)接替與穩(wěn)定發(fā)展，礦井設(shè)計(jì)服務(wù)年限和礦井第一開(kāi)采水平的設(shè)計(jì)服務(wù)年限不應(yīng)小于表24數(shù)值。每班工作8h，日凈提升時(shí)間為16h。即在1：5000煤層底板等高線中，以等高線斷層面及各類技術(shù)邊界為界限，將煤層分為若干塊段的面積，按塊段的平均煤層煤厚，平均傾角，平均容重，計(jì)算各塊段的儲(chǔ)量，然后相加。B4b煤層:F136～F135下盤。（6）同一水平、同一地點(diǎn)A組煤層瓦斯含量＜B組煤層瓦斯含量＜C13煤層瓦斯含量。三個(gè)礦皆屬煤與CH4突出礦井。其具有投資省、占地省、運(yùn)行能耗低、管理維護(hù)方便、剩余污泥少等優(yōu)點(diǎn)。鑒于上述情況，本礦井礦坑充水水源主要為煤系地層的砂巖裂隙含水層，主要以儲(chǔ)存量為主，大氣降水和地表水由于淺部生產(chǎn)礦井的“截流”，對(duì)本礦坑充水無(wú)影響。二疊紀(jì)煤系砂巖裂隙含水組位于可采煤層和泥巖之間，厚度介于17～108m之間，平均55m左右，主要由泥、鈣質(zhì)或硅質(zhì)膠結(jié)的灰白色粗、中、細(xì)粒砂巖組成，一般裂隙較發(fā)育，但分布不均，富水性弱，以儲(chǔ)存量為主，是礦井開(kāi)采的直接充水含水層。 (2)F12～F13斷層組之間，走向長(zhǎng)500～3000m，視煤層不同而異，產(chǎn)狀穩(wěn)定，斷層稀少，構(gòu)造簡(jiǎn)單。井田及其外圍地表出露第三紀(jì)紅層、前震旦系片麻巖和上古生界石灰?guī)r，煤系上覆地層?xùn)|部西部各不相同，差異很大。主體構(gòu)造線呈北西西走向，兩翼有低山出露太古界五河群、上元古界震旦系、青白口系、古生界、寒武系、奧陶系。WNE70176。ENWW40176。3～58查明F135(1)正N66176。～80176。ENW75176。井井田斷層主要特征見(jiàn)表15。B4a煤層：厚度 0～，可采系數(shù)73%，變異系數(shù)60%，局部可采，少數(shù)點(diǎn)不可采。B11a上煤層：厚度0～，可采系數(shù)62%，變異系數(shù)65%，局部可采，主要分布在Ⅷ線以東的李郢孜區(qū)，見(jiàn)煤點(diǎn)一層夾矸率27%，其巖性為炭質(zhì)頁(yè)巖及泥巖，煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，煤層頂板主要為砂質(zhì)泥巖，底板泥巖及砂質(zhì)泥巖，屬不穩(wěn)定煤層。各煤層分述如下：C15煤層：厚度0～，可采系數(shù)51%，變異系數(shù)65%，局部可采，東、西各有一片可采區(qū)。下部為紫紅色花斑狀泥巖，常含鮞粒及鋁質(zhì)。含煤10層，其中可采6層（B4a、B4b、BBBB9b）。山西組、石盒子組可分7個(gè)含煤段，為主要勘探對(duì)象，其沉積特征和含煤性詳見(jiàn)含煤地層一節(jié)。據(jù)鉆探揭露有霍邱群、震旦亞界青白口系、寒武系、奧陶系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系、第四系。存在的問(wèn)題與建議：（1）由于本井田未做專門的水文地質(zhì)工作，其水文地質(zhì)資料僅為淺部有關(guān)資料的總結(jié)，尚不能準(zhǔn)確反映深部水文地質(zhì)特征，因此必須補(bǔ)做專門的水文地質(zhì)工作，詳細(xì)查明深部的水文地質(zhì)條件，為礦井防治水工作提供可靠依據(jù)。望峰崗工業(yè)場(chǎng)地供水水源分為兩部分，即望峰崗水廠供水和處理后的礦井水。由于受選煤廠、310省道公路（十澗湖西路）及附近建（構(gòu)）筑物制約，工業(yè)場(chǎng)地占地面積小，因此，工業(yè)場(chǎng)地布置應(yīng)力求集中、緊湊、合理。34′24″～32176。設(shè)計(jì)的主要依據(jù)：在實(shí)現(xiàn)新型、高效的礦井生產(chǎn)的基礎(chǔ)上選擇回采方法，在符合05年9月發(fā)行的《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》的情況下設(shè)計(jì)最優(yōu)的通風(fēng)方案，在有可能的情況下提出多個(gè)方案并對(duì)其進(jìn)行技術(shù)上的比較，選擇優(yōu)者。公路四通八達(dá)，井田北部有淮河水路四季通航，交通極方便。凍結(jié)及解凍無(wú)定期，一般夜凍日解。地面老礦區(qū)城鎮(zhèn)村莊建筑物稠密，不宜開(kāi)展地震勘探，只能使用鉆探手段。如果仍然執(zhí)行舊的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，顯然不能適應(yīng)目前煤炭資源開(kāi)發(fā)的要求。 （2）中下奧陶統(tǒng)（O1+2） 區(qū)域厚度約250m。石炭系太原組煤層薄而不穩(wěn)定，不可采，無(wú)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。底界為與第二含煤段分界。D18煤層底部常見(jiàn)鋁質(zhì)泥巖、頂部砂質(zhì)泥巖中含舌形貝，在D19煤層附近常有薄層燧石層，富含海綿骨針化石。B11b煤層：～，可采系數(shù)98%，變異系數(shù)32%，為主要可采煤層，煤層厚度以厚煤為主，中厚次之。B7煤層：～，～，可采系數(shù)97%，變異系數(shù)37%，為主要可采煤層，以中等厚度為主。本區(qū)煤層穩(wěn)定性較好，以穩(wěn)定煤層為主，占可采總厚的74%，而不穩(wěn)定煤層中亦有AB4b煤層屬區(qū)段較穩(wěn)定煤層。20～230查明F10正N56176?！?5176。WNE65176。WNE60176?！?5176。0～15可靠DF4逆N17176。為一系列寬緩褶皺，由南向北有謝橋～古溝向斜、陳橋～潘集背斜、尚塘～耿村集向斜和朱集～唐集背斜，其中陳橋～潘集背斜隆起幅度最大，是復(fù)向斜內(nèi)的主要構(gòu)造。產(chǎn)狀穩(wěn)定。A煤組范圍較窄，上部走向長(zhǎng)500m，下部樞紐長(zhǎng)150m。綜上所述，本礦井對(duì)井下開(kāi)采影響較大的主要有二疊紀(jì)煤系砂巖裂隙含水組、石炭系太灰?guī)r溶裂隙含水組和奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙含水組三部分。謝一礦望峰崗工業(yè)場(chǎng)地排水系統(tǒng)包括地面排水和井下排水兩部分。 瓦斯、煤塵和煤的自燃性1．瓦斯1）瓦斯含量、瓦斯涌出量及礦井瓦斯等級(jí)本區(qū)地面勘探鉆孔共采取瓦斯樣點(diǎn)121個(gè)，C15煤層采取瓦斯樣點(diǎn)8個(gè), C14煤層采取瓦斯樣點(diǎn)11個(gè), C13煤層采取瓦斯樣點(diǎn)37個(gè), C12煤層采取瓦斯樣點(diǎn)2個(gè), B11b煤層采取瓦斯樣點(diǎn)29個(gè), B10煤層采取瓦斯樣點(diǎn)3個(gè), B9b煤層采取瓦斯樣點(diǎn)8個(gè), B8煤層采取瓦斯樣點(diǎn)3個(gè), B7煤層采取瓦斯樣點(diǎn)4個(gè), B6煤層采取瓦斯樣點(diǎn)4個(gè), B4b煤層采取瓦斯樣點(diǎn)12個(gè)。因此，望峰崗井為“高瓦斯”礦井。各可采煤層均有自然發(fā)火傾向，發(fā)火期一般為3～6個(gè)月。2 礦井開(kāi)拓開(kāi)采設(shè)計(jì) 井田境界本井田范圍北以新ⅠⅩ線向南約65m及F119斷層與新莊孜井田為界，南部以ⅩⅤ線和隗店斷層為界，西以A1煤層露頭線為界，東止于1200mC15煤層等高線，淺部原則上以各煤層660m底板等高線為界，深部止于C15煤層1200m底板等高線。（2）非經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量為提高礦井投資效益，本次將那些因開(kāi)采困難或開(kāi)采效益差的塊段（如可采部分較少的局部可采煤層C12和A開(kāi)采條件較差的不穩(wěn)定煤層C15的東南部孤立塊段和采區(qū)內(nèi)分布零散的部分不穩(wěn)定煤層等）儲(chǔ)量作為非經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量?！愦笮途疄閘／150～／200；中型井為l／l00；小型井為1／50；小煤礦為1／20。由于華東地區(qū)煤炭資源的需求量比較大，加上目前煤炭?jī)r(jià)格比較高，因此投產(chǎn)后，在經(jīng)濟(jì)上，采用相對(duì)比較大的礦井可以獲取更大的利潤(rùn)。其理由有以下幾點(diǎn)：（1）謝一礦區(qū)地勢(shì)平坦，不具備平硐開(kāi)拓方式。階段高度或斜長(zhǎng)往往隨煤層傾角與回風(fēng)道標(biāo)高不同而有較大變化。（3）根據(jù)煤層賦存條件及地質(zhì)構(gòu)造。（2）方案三一水平與二水平標(biāo)高的階段垂高在150m左右，若劃分為3個(gè)小階段，工作面偏短，若劃分為兩個(gè)階段，工作面偏長(zhǎng)，且工作面接替困難，工作面布置不合理。根據(jù)防水煤柱《煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在地面水體及松散含水層下采煤時(shí)，必須保留安全煤巖柱。（4）根據(jù)生產(chǎn)成本。緩傾斜煤層或傾斜煤層的深部以及傾斜長(zhǎng)度過(guò)大的局部塊段，往往采用上下山或增設(shè)中間水平開(kāi)采。而立井井筒為圓形斷面結(jié)構(gòu)合理，維護(hù)費(fèi)用低，增效斷面大，通風(fēng)條件好，管線短、人員升降速度快。根據(jù)本井田煤層賦存特點(diǎn)，本井田采取以綜采為主、高檔普采為輔的采煤工藝。 生產(chǎn)能力及服務(wù)年限設(shè)計(jì)在劃分井田范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力A一定時(shí)，可以計(jì)算礦井的設(shè)計(jì)服務(wù)年限T：式中 Z——礦井的開(kāi)采儲(chǔ)量，Mt/a。 礦井儲(chǔ)量計(jì)算 儲(chǔ)量計(jì)算范圍本井田儲(chǔ)量計(jì)算范圍為：東南至ⅩⅤ線和隗店斷層，西北至新莊孜礦東部邊界及F119斷層；淺部和深部分別以各可采煤層660m和1200m底板等高線為界。B11b煤層:F135斷層上盤：250m以上劃定為無(wú)突出危險(xiǎn)區(qū)； 250m及其以下劃定為突出危險(xiǎn)區(qū)。從統(tǒng)計(jì)歷年礦井瓦斯涌出、瓦斯突出次數(shù)和突出強(qiáng)度資料看出，煤層瓦斯賦存分布具有以下規(guī)律：（1）煤層瓦斯含量隨埋深呈線性增加。（樣品深度1022m）,。地面污水經(jīng)污水管網(wǎng)匯集，進(jìn)入望峰崗工業(yè)場(chǎng)地污水處理站處理達(dá)標(biāo)后由選煤廠回用1006m3/d， m3/d。其中B、C組煤層屬裂隙類充水礦床，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單；A組煤層屬以底板進(jìn)水為主的巖溶裂隙類充水礦床，水文地質(zhì)條件中等。上盤西部自Ⅷ2線至檢線，走向長(zhǎng)度約1700m，地層走向NW55176。傾角比較平緩，但變化較大，為10～26176。對(duì)區(qū)域礦產(chǎn)資源分布、開(kāi)采影響最為突出。0～15可靠DF5正N58176。WSW55176。7～55查明F137(1)正N