【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 國(guó)主要有撫順、陽(yáng)泉、天府、北票等礦區(qū)的 6 對(duì)礦井抽采瓦斯，年抽采量?jī)H有 60106m3； 60 年代，中梁山、焦作、淮南、南桐、松藻、包頭等礦區(qū)也進(jìn)行了瓦斯抽采，抽采礦井?dāng)?shù)量增至 20 對(duì)，年抽采量約 160106m3；70 年代，抽采礦井?dāng)?shù)增至 80 對(duì)，年抽采量達(dá) 248106m3； 80 年代，抽采礦井河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 數(shù)增至 111 對(duì)，年抽采量達(dá) 380106m3；到了 90年代，年抽采量達(dá)到了 500106m3；從中可以看出，我國(guó)瓦斯抽采工作經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，到 1993年底共有 42 個(gè)礦 務(wù)局， 117 對(duì)礦井進(jìn)行了瓦斯抽采。 國(guó)外有些國(guó)家達(dá)到較高的礦井瓦斯抽采率，有些國(guó)家達(dá)到了較高的相對(duì)瓦斯抽采量，有些國(guó)家則在這兩個(gè)方面具有較好的效果。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。一般認(rèn)為，他們的主要經(jīng)驗(yàn)是，在抽采瓦斯礦井中，盡可能地設(shè)法多抽采瓦斯，不斷擴(kuò)大瓦斯抽采的范圍，包括本煤層抽采、鄰近層抽采、采空區(qū)抽采、圍巖抽采等；同時(shí)不斷改進(jìn)和提高抽采工藝、系統(tǒng)及設(shè)備。尤其是在全礦井或高瓦斯煤層的高產(chǎn)工作面都采用了綜合抽采瓦斯的方法，這也是抽采瓦斯的發(fā)展趨勢(shì)。 我國(guó)煤礦瓦斯抽采方面和國(guó)外相比，還存在著較大的差距，這種差距集中方反映在： （ 1）抽采瓦斯總量少； （ 2）礦井瓦斯抽采率低； （ 3） 噸 煤瓦斯抽采量（相對(duì)瓦斯抽采量）少， 噸 煤鉆孔量少； （ 4）綜合抽采工作不足，裝備和管理水平有待加強(qiáng)和提高。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下 幾個(gè)部分： （ 1）近幾年的煤礦瓦斯抽采概況，國(guó)內(nèi)外的瓦斯抽采方法的發(fā)展與現(xiàn)狀，瓦斯抽采方法的發(fā)展趨勢(shì)。 （ 2）礦井概況及井田地質(zhì)特征，開(kāi)采煤層和煤質(zhì)的情況、礦井開(kāi)拓方式和開(kāi)采方法的布置、瓦斯的基礎(chǔ)參數(shù)。 （ 3）抽采方法的選擇依據(jù)，抽采 瓦斯量預(yù)計(jì)。 （ 4）抽采系統(tǒng)和抽采設(shè)備的選型，抽采管路的直徑、阻力計(jì)算，抽采泵的流量和壓力計(jì)算；抽采管路附屬設(shè)備的的確定。 （ 5）制定安全技術(shù)措施。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第二章 礦井概況 井田概況 位置、交通與范圍 xx 位于 xx 市東北部約 20 公里，隸屬 x 市管轄，地理座標(biāo)：東經(jīng) 1 圖 21 xx 礦交通位置示意圖 Fig. 21 Schematic diagram of traffic position in xxmine 區(qū)內(nèi)有煤礦專用鐵路，南距新（鄉(xiāng)）～焦（作）鐵路待王車站 4 公里，東連京廣線，西 接焦枝線。二級(jí)公路及鄉(xiāng)村油路相互連通。交通極為方便。見(jiàn) xx礦交通位置示意圖（圖 21）。 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。采礦證編號(hào)為 4100009941607，拐點(diǎn)坐標(biāo)列下，當(dāng)時(shí)批準(zhǔn)的開(kāi)采深度為 20~500m 標(biāo)高。井田走向長(zhǎng) ~，傾向?qū)?~，面積約。 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。地勢(shì)平坦。海拔 83~123m，一般在 100m 左右。全區(qū)地勢(shì)北西高，南東低，最大坡度 177。2176。25′。由于淺部煤層開(kāi) 采后地面塌陷，而局部形成低洼帶。 （ 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。且為間歇性河流。據(jù)近年資料表明，除雨季外，平時(shí)河床干枯。河流上游建了不少中、小型水庫(kù)，已無(wú)洪泛危害。 （ 3） 氣象 該區(qū)屬大陸性半干燥氣候，夏季炎熱，冬季寒冷，四季分明，最低氣溫 ℃（ 1971 年），最高氣溫 ℃ （ 1966 年），降雨多集中在 7~9 月份，年降雨量~，平均 ，日最大降雨量達(dá) （ 63 年 8 月 8 日），年蒸發(fā)量為 ~2313mm，平均 ，蒸發(fā)量大于降雨量。 （ 4） 地震 據(jù)焦作市地震辦公室匯集的資料，自 1038 年 ~1978 年 6 月，發(fā)生的較大地震且對(duì)焦作有影響的共有 35 次，該區(qū)地震基本烈度為 7 度。 （ 5） 區(qū)內(nèi)及周邊煤礦簡(jiǎn)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。該礦 1994 年建井， 2021 年停產(chǎn)，現(xiàn)已采空。因 xx 礦一水平基本采空，故其對(duì)礦井以后生產(chǎn)無(wú)甚影響。 ② 九里山煤礦 位于 xx 礦東邊 ，與礦接壤。 1972 年 7 月建井， 1983 年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力為90 萬(wàn) t/年，現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)能力為 90 萬(wàn) t/年。 1988 年礦井涌水量 89m3/min，含水系數(shù) 。 1982 年以來(lái)突水 24以上次。涌水量 ～ m3/min ，大于 m3/min 的突水有８次。 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。 ③ xx 礦 位于 xx 礦東鄰，面積約 ， 1958 年 10 月 1 日建成投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為 30 萬(wàn) t， 1997 年核定生產(chǎn)能力 為 21 萬(wàn) t， 2021 年核定生產(chǎn)能力為 16 萬(wàn)t。 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(lái)，共發(fā)生幾十次突水。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。 該礦屬于煤與瓦斯突出礦井。該礦與 xx 礦之間留設(shè)了約 80m 寬的煤柱，一般不會(huì)對(duì) xx 礦生產(chǎn)造成不利影響，但對(duì) xx 礦水文地質(zhì)條件有一定的影響，應(yīng)當(dāng)重視。 煤塵爆炸和煤的自燃傾向性 （ 1）煤塵爆炸 二 1煤層以塊煤為主，煤塵量較小， 202 202 2021 年該礦對(duì)二 1煤層取樣進(jìn)行了煤塵爆 炸性鑒定，該礦二 1煤層無(wú)煤塵爆炸危險(xiǎn)性。結(jié)果見(jiàn)表 22。 （ 2）煤的自燃傾向性 在鉆探過(guò)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(jiàn)表 22。自投產(chǎn)以來(lái)，從未發(fā)生煤的自燃，因此，該礦二 1煤層屬不易自燃發(fā)火煤層。 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(wú)爆炸危險(xiǎn)性 387 383 402 不易自燃 913 分 9 無(wú)爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 913 分 10 無(wú)爆炸危險(xiǎn)性 392 389 400 不易自燃 2021 年 8 月 二 1 煤層 無(wú)爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 2021 年 8 月 二 1 煤層 無(wú) 爆炸危險(xiǎn)性 不易自燃 200 年 12 月 二 1 煤層 無(wú)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。 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。~14176。，為單斜構(gòu)造，區(qū)域構(gòu)造以斷裂為主，褶曲不甚發(fā)育。該區(qū)主要發(fā)育有東西、北東、北西向、三組斷裂。其中，東西向的鳳凰嶺斷層規(guī)模大，把焦作煤田分割為焦南、焦北兩大部分；北東向斷層最發(fā)育，破壞 了各井田的連續(xù)性，分別切割為大小不等的井田斷塊；北西向斷層不發(fā)育，常以中小斷層出現(xiàn)。 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。由于各井田所處區(qū)域斷層的部位不同，其斷層走向、發(fā)育程度等各有差異。 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(zhǎng)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。~100176。 N 30 公里 ＞ 1000 馬坊泉斷層 正 60176。 NW 25 公里 200 南張門斷層 正 70176。~90176。 NW ＞ 30 公里 400~700 平陵斷層 正 90176。~120176。 NW 20 公里 500~1000 百泉斷層 正 36176。~40176。 NW ＞ 20 公里 300~500 峪河斷層 正 100176。 SW 30 公里 200~500 鳳凰嶺斷層 正 EW S ＞ 50 公里 100~400 九里山斷層 正 45176。~60176。 SW ＞ 50 公里 300~600 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 方莊斷層 正 N30176。W SW ＞ 10 公里 120 兩條平行 斷層地塹 山 西 省平 陵 斷 層朱 村垟 南 向 斜斷 層朱村礦焦作礦中馬村馮營(yíng)方莊韓王 演馬莊九里山古漢山太 行背 斜山董 村 斷 層太 行 山背 斜九 里山 斷 層嶺 斷 層鳳 凰西 倉(cāng) 上斷 層峪 河 口 斷 層博愛(ài)武陟新鄉(xiāng)市輝縣修武獲嘉武 陟 背 斜耿 黃 斷 層南程村～趙固PPTPTPPPPPOOOCCCCCCC褶皺 斷層薄壁薄壁層斷馬坊泉斷 層 方莊斷層PN0 1 0km 圖 22 xx 礦區(qū)構(gòu)造綱要圖 Fig. 22 Tectonic outline map of Jiaozuo mining area （ 2）井田構(gòu)造 村莊演馬莊井田邊界王 母 泉 斷 層N演馬莊后夏莊演馬九里山礦王母泉鄧莊演馬礦馬坊泉斷層鳳 凰嶺斷層正斷層圖 例 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 23 焦作 xx 構(gòu)造綱要圖 Fig. 23 Tectonic outline map of Yan mazhuang mine field xx 位于焦作煤田中部，具體構(gòu)造位置處于九里山、鳳凰嶺、方莊三條斷層所形成的（韓王 ~演馬 ~九里山 等三井田）三角狀斷塊中部，地層走向 N50176。~70176。E，傾向 SE，傾角 4~14176。，一般 9176。左右，為單斜構(gòu)造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主，褶曲僅有寬緩褶曲或波狀起伏現(xiàn)象出現(xiàn)。井田內(nèi)無(wú)巖漿巖發(fā)育。 井田內(nèi)斷裂全為正斷層，走向多為 NE~NEE，傾向 SE~SEE，傾角一般為60~70176。規(guī)模以小型斷層為主，多分布于井田東部。據(jù)鉆孔及礦井開(kāi)采資料，全區(qū)共發(fā)現(xiàn)斷層 156 條。其中，落差大于 100m 的斷層 3 條，均在井田南部邊界附近，且西部落差大，往東逐漸變小； 50~100m 的斷層 2 條； 20~50m 的斷層5 條； 5~20m 的斷層 22 條； 小于 5m 的斷層 117 條，見(jiàn)表 24。 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(jiǎn)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