【文章內(nèi)容簡介】 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。井田內(nèi)斷層較少，均為近東西走向的正斷層，落差 2～ 35m。柱狀陷落發(fā)育?？傮w來說，井田內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜類型屬中等類型。 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 15 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。 改建成 ， 該礦井 還是 采用 斜井 —立井單水平 開拓方式 ， 分組聯(lián)合布置形式。根據(jù) 9煤、 15煤剩余儲量的分布區(qū)域，在井田中西部沿南北向布置兩組上、下山（各三條），上組煤沿 9煤層布置皮帶、軌道、回風(fēng)下山；下組煤沿 15煤層布置皮帶、軌道、回風(fēng)上、下山。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 。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。 礦井共劃分六個采區(qū)，上、下組煤各三個采區(qū)。 首采煤層為 9煤和 15煤， 9煤和 15煤各布置一個工作面達(dá)到設(shè)計(jì)產(chǎn)量。其中 9煤 為 綜采 工作面 ， 采高 ， 工作面長度 為 160m，日進(jìn)尺 ， 正規(guī)循 環(huán)率為 ,年推進(jìn)度為 1267m，回采率為 93%。 15煤 為 輕型綜采放頂煤工作面 ， 采高 ，采 2m，放 ， 工作面長度 為 140m， 日進(jìn)尺 ，正規(guī)循環(huán)率為 ,年推進(jìn)度 673m，下層回采率為 95%，放頂煤回采率為 75%。 二、采區(qū)布置與開采順序 根據(jù)井田內(nèi)各煤層開采現(xiàn)狀及采區(qū)分布情況，全井田劃分為六個采區(qū)，其中，上組煤劃分為三個采區(qū)，編號為四、五、六采區(qū)；下組煤劃分為三個采區(qū)，編號為三、七、八采區(qū) 。 井田內(nèi)各煤層按煤層間距可分為上、下兩組，上組煤包括 11四層煤，下組煤包 括 1 15下 兩層煤。主采煤層為 9和 15煤層，二者間距 70m左右。 9煤各采區(qū)之間的開采順序?yàn)?： 先采五采區(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)。 15煤各采區(qū)之間的開采順序?yàn)?： 建井期間開采 3采區(qū)，投產(chǎn)后先采七采區(qū)，后采八采區(qū)。 三、采煤方法與頂板管理 16 礦井?dāng)U建 后 ，主采煤層仍為 9和 15煤層，根據(jù)煤層賦存情況，頂?shù)讕r性、開采現(xiàn)狀、各煤層煤質(zhì)及產(chǎn)量配比情況，確定 9煤層采用走向長壁一次采全高綜采采煤法， 15煤層采用走向長壁輕型綜采放頂煤采煤法，頂板管理 方式 采用全部垮落法。 第五節(jié) 礦井通風(fēng)情況 一、通風(fēng)方式 礦井目前采用分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)，抽出式通風(fēng)方式， 擴(kuò)建完成后， 仍采用分區(qū)抽出式通風(fēng)， 新主井、副 井，進(jìn)風(fēng)行人井（老主井）為進(jìn)風(fēng)井；西風(fēng)井、北風(fēng)井為回風(fēng)井，東風(fēng)井停止使用。 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。 采面通風(fēng)情況為 9煤工作面采用 “ 一進(jìn)兩回 ” 的 通風(fēng) 系統(tǒng)， 15煤工作面采用 “一進(jìn)一回 ”的 通風(fēng) 系統(tǒng) 。 二、礦井供風(fēng)量 礦井改擴(kuò)建設(shè)計(jì) 初稿 總風(fēng)量 7320m3/min，其中， 9煤回采工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為 2880m3/min，掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為 660m3/min； 15煤回采工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為 858m3/min，掘進(jìn)工作面設(shè)計(jì)風(fēng)量為 300m3/min。 目前，礦井 實(shí)際回 風(fēng)量為 東風(fēng)井 5300m3/min，西風(fēng)井 3600m3/min，共8900m3/min。 第六節(jié) 礦井瓦斯涌出情況 2021年礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果為 ： 絕對瓦斯涌出量 ，相對瓦斯涌出量 ；二氧化碳絕對涌出量 ，相對涌出量，為高瓦斯礦井。 鑒定時生產(chǎn)能力為 60萬 t/a，月均日產(chǎn)量為 2140t。 2021年礦井瓦斯等級鑒定結(jié)果為：絕對 瓦斯涌出量 ，相對瓦斯涌出量 ；二氧化碳絕對涌出量 ，相對涌出量 17 ，為高瓦斯礦井。鑒定時生產(chǎn)能力為 90萬 t/a，月均日產(chǎn)量為 2828t。 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 。根據(jù) XX煤礦 2021年 1～ 4月測風(fēng)報表， 2021年 全礦井最大絕對瓦斯涌出量為 m3/min（含瓦斯抽采量 5 m3/min）， 150302工作面最大絕對瓦斯涌出量為 m3/min， 090412工作面絕對瓦斯涌出量 為 （含瓦斯抽采量 5m3/min）。 但 根據(jù) XX煤礦 詳查地質(zhì)報告，瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增 大 ， 因此， 隨著礦井 技改完成 、 產(chǎn)量增加及開采深度的加深，礦井瓦斯涌出量 必將大量 增加 。 第 七 節(jié) 現(xiàn) 瓦斯 抽采站概況 XX煤礦目前建有地面瓦斯抽采站，安裝有兩臺 CBF410－ 2BV3型水環(huán)式真空泵，電機(jī)功率為 160kw，最大抽氣量為 130m3/min。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，電機(jī)功率 ；避雷針 2套；監(jiān)測系統(tǒng)一套。 為了統(tǒng)一管理新、老瓦斯抽采泵站，原瓦斯抽采泵站的瓦斯泵房，泵房內(nèi)的瓦斯管路系統(tǒng) ， 原泵房外的防爆防回火裝置，吸空管，排氣管和變壓器將保留。供排水系統(tǒng)、避雷系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)將與新瓦斯抽采站統(tǒng)一重新設(shè)計(jì)。 18 第二章 瓦斯 儲量及可抽量預(yù)測 第一節(jié) 煤層瓦斯基本參數(shù) 煤層瓦斯基本參數(shù)包括煤層瓦斯壓力、瓦斯含量、鉆孔自然瓦斯涌出量、鉆孔瓦斯涌出衰減系數(shù)、煤層透氣性系數(shù)、煤的工業(yè)分析、瓦斯吸附常數(shù)、煤的孔隙率、煤的瓦斯放 散初速度、堅(jiān)固性系數(shù)及鉆孔瓦斯組分等參數(shù)。 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)。其 瓦斯基本參數(shù) 測定 結(jié)果 如下 ： 9煤層： 原煤瓦斯含量： ～ ； 煤層瓦斯原始壓力： ～ ； 鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)： (d1)； 煤層透氣性系數(shù)： m2/MPa2178。d ； 煤層對瓦斯的吸附性： 吸附常數(shù) a=， b=。 瓦斯放 散初速度： ； 煤的孔隙率： 測點(diǎn) 距地表垂深： 186～ 237m； 15煤層 ： 原煤瓦斯含量： ； 煤層瓦斯原始壓力： ～ ； 煤層對瓦斯的吸附性： 吸附常數(shù) a=， b=； 瓦斯放散初速度： ； 煤的孔隙率： 測點(diǎn) 距地表垂深： 236m。 19 二、地勘時期煤層瓦斯含量測定情況 XX煤礦 地質(zhì)詳查報告中 ， 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煤為 ， 15煤為 （表 211）。 瓦斯含量換算成原煤瓦斯含量，則 9煤層瓦斯含量為 ， 15煤層瓦斯含量為 。 根據(jù) XX煤礦 詳查地質(zhì)報告， 礦井 煤層 瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增 大 。 瓦斯風(fēng)氧化帶深度為 50m。 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 CH4 CO2 N2 分帶 P26 9 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 。根據(jù) XX煤礦 2021年 1～ 4月測風(fēng)報表，全礦井 最大 絕對瓦斯 涌出量 為 （瓦斯抽采量 5m3/min） ， 150302工作面 最大 絕對瓦斯涌出量為 ， 090412工作面絕對瓦斯涌出量為 （瓦斯抽采量 5m3/min） 。 四、 設(shè)計(jì)所需的 煤層瓦斯含量 根據(jù) 《瓦斯賦存規(guī)律階段報告》 ，采用井下間接測定法 測 定 的 9號煤層瓦斯含量為 ～ , 測點(diǎn)埋深 186～ 237m ； 15號煤層瓦斯含量為 ， 測點(diǎn)埋深 236m。 根據(jù) 測 定的 結(jié)果 進(jìn)行礦井瓦斯涌出量預(yù)測 與礦井 目前 開采水平內(nèi) 瓦斯涌出情況 基本符合，但 根據(jù) XX煤礦 詳查地質(zhì)報告， 礦井 瓦斯含量與埋藏深度成正比，即由淺到深逐漸增 大 。 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 20 告》中所測煤層瓦斯含 量將明顯偏小 。 因此， 根據(jù) XX煤礦煤層賦存情況、礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及 周邊礦井 15煤層實(shí)際賦存情況， 地質(zhì)勘探時期 15煤層 煤層埋深 ， 15煤層埋深 ， 原煤瓦斯含量分別為： 9煤層 ， 15號煤層， 基本 符合礦井深部 瓦斯含量真實(shí)情況 。 目前，礦井已經(jīng)開采深度為 250m左右， 因此， 將 、15煤層平均瓦斯含量 ， 本次設(shè)計(jì)中以 地質(zhì)勘探時期 P26孔 瓦斯含量作為礦井瓦斯涌出量預(yù)測 的基本依據(jù) 。 由于礦井 地質(zhì)勘探 時， 僅對一個鉆孔進(jìn)行了瓦斯取樣分析， 而且 實(shí)測瓦斯基本參數(shù)又較少， 因此，所 采用 的煤層原始瓦斯含量值不確定性較大，建議 該礦今后 加強(qiáng) 各 煤層瓦斯基本參數(shù)的測定 工作 ， 以便修正瓦斯抽采設(shè)計(jì)，同時使之能更科學(xué)合理的指導(dǎo)礦井瓦斯的抽采工作。 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＝ (K1178。 K2)?Ai178。 Xi （ 21） 式中 WK— 礦井瓦斯儲量， Mm3； K1— 可采煤層影響范圍內(nèi) 不可采鄰近 煤 層瓦斯儲量系數(shù)； K2— 圍巖瓦斯儲量系數(shù)； Ai— 礦井 第 i個可采煤層 的煤炭 儲量， Mt； Xi— 第 i個可采煤層瓦斯含量， m3/t。 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=。 由于無其它煤層瓦斯含量數(shù)據(jù)， 11煤層距 9煤層較近，因此 取 9煤層的瓦斯 21 含量值作為其鄰近煤層的瓦斯含量 ， 經(jīng)計(jì)算 ， 得出 XX煤礦的瓦斯儲量為，說明 XX煤礦的瓦斯儲量較為豐富。 表 221 XX煤礦瓦斯儲量計(jì)算結(jié)果表 煤層 瓦斯含量 (m3/t) 煤炭地質(zhì)儲量(Mt) 圍巖及不可采煤層含量系數(shù) 瓦儲儲量 (Mm3) 備 注 6 K1= K2= 8 9 11 15 15下 合計(jì) 第 三 節(jié) 可抽 瓦斯 量 概算 可抽 瓦斯量是指瓦斯儲量中 在當(dāng)前技術(shù)水平下 能被抽出的最大瓦斯量，其計(jì)算下： W抽 ＝ Wk178。 η k （ 22） 式中 W抽 — 可抽瓦斯量， Mm3； η k— 礦井瓦斯抽采率 ； 根據(jù)實(shí)測和開采情況來看， XX煤礦的煤層透氣性較低，但增加 抽采 時間及其他增加 抽采 效果的措施后，會提高抽采率 。所以綜合分析 ，按 礦井抽采 率 η k= 概 算 。計(jì)算結(jié)果見表 231。 從計(jì)算結(jié)果看，礦井 可抽 瓦斯量 約 為 ,這為礦井瓦斯開發(fā)利用提供了較為充足的資源條件。 表 231 XX煤礦可抽瓦斯量計(jì)算結(jié)果表 煤 層 煤層瓦斯儲量 (Mm3) η k 可抽瓦斯量 (Mm3) 備 注 6 8 22 9 11 15 15下 合計(jì) 第 四 節(jié) 瓦斯 抽采 規(guī)模及服務(wù)年限 一、 抽采 量預(yù)計(jì) 回采工作面的瓦斯 抽采 量按下式計(jì)算 : q= （ 23） 式中 q—預(yù)抽期間平均瓦斯 抽采 量， m3/min； K—鄰近層和圍巖瓦斯儲量系數(shù)， K=； L1—工作面長度， m； L2—工作面平均走向長度， m； M—煤層平均厚度， m； γ —煤的視密度， t/m３ ； X—煤層 瓦斯含量， m3/t； η —瓦斯預(yù)抽率，％； t—預(yù)抽時間，年。 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， 預(yù)抽時間 ， 因此設(shè)計(jì) 預(yù)抽率為 35%。 15煤層按工作面平均走向長度 2500m，工作面長度 140m， 工作面年推進(jìn)度 673m， 預(yù)抽時間 2年，預(yù)抽率為 40%計(jì)算 。 9煤層 一個 回采 工作面的 瓦斯 抽采 量 為： 23 q＝ 35% ? ?????? 179。＝ 20m3/