【正文】 層，在二 1 煤層突出危險區(qū)的采掘作業(yè)和無突出危險區(qū)瓦斯異常區(qū)域都必須進(jìn)行瓦斯抽采。 (3)瓦斯抽采的可行性 我公司二 1 煤層透氣性差，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)大，屬較難抽采煤層。隨著開采深度增加，采掘工作面瓦斯涌出量是益增大，單純靠通風(fēng)方法解決瓦斯問題不科學(xué)、不合理、不經(jīng)濟(jì)、不安全，工作面瓦斯超限問題只靠通風(fēng)方法也是不可能解決的。 瓦斯抽采必要性 (1)相關(guān)法規(guī)要求 按照《煤礦安全規(guī)程》的第 145條規(guī)定及“先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控，以風(fēng)定產(chǎn)”的十二字方針，我公司所采二 1 煤層具有煤與瓦斯突出危險性，必須建立地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽采瓦斯系統(tǒng)。 礦井瓦斯抽采的必要性與可行性 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第 145 條規(guī)定 ,開采有煤與瓦斯突出危險性煤層的礦井 ,必須建立地面永久抽采瓦斯系統(tǒng)或井下臨時抽采瓦斯系統(tǒng)。 d),屬難抽采煤層，衰減系數(shù) d=～,瓦斯放散初速度Δ p=，實測最大煤層瓦斯含量。 13采區(qū)最大瓦斯壓力是 ，21采區(qū)測得的最大瓦斯壓力是 （標(biāo)高 310m）， 23采區(qū)測得的最大瓦斯壓力是 。 由于煤層松軟，透氣性差，局部存在集中應(yīng)力，造成鉆孔施工困難，經(jīng)常出現(xiàn)塌孔、卡 鉆現(xiàn)象，鉆孔抽采濃度衰減快，抽采效果差；目前雖然采取了水力沖孔、水力壓裂等增透卸壓措施，但增透效果有待繼續(xù)考察和提高。 礦井當(dāng)前最大瓦斯抽采能力達(dá) 846m3/min。中央風(fēng)井地面瓦斯抽放系統(tǒng) 1套，安裝 2 臺（一用一備）型號為 2BEF4202B3G－ 490 瓦斯抽放泵，額定流量120m3/min，電機(jī)功率為 200kW，抽放主管路采用Φ 400mm 的鍍鋅螺旋管，支管采用Φ 300mm 鍍鋅螺旋 管。 礦井瓦斯治理現(xiàn)狀 (1)礦井瓦斯抽采系統(tǒng) 礦井建有井下 3 個和地面 2 個瓦斯抽放泵站，共 7 套瓦斯抽放系統(tǒng) 14 臺瓦斯抽放泵，總抽氣量為 846 m3/min。依據(jù)吸附等溫曲線，按朗格繆爾方程用最小二乘法回歸可以得出吸附常數(shù) a、 b值。利用容量法測定解吸等溫線。兩者基本一致。 同時根 據(jù)《河南省登封煤田白坪井田勘探 (精查 )地質(zhì)報告》（ 20xx 年 9 月 ） 在勘探時利用鉆孔煤樣也測試了煤的堅固性系數(shù)和放散初速度（表 27）。 煤樣放散瓦斯快慢程度用△ P值來表示，其大小與煤的微孔隙結(jié)構(gòu)、孔隙表面性質(zhì)和孔隙大小有關(guān)， 是反映煤層突出危險性大小的指標(biāo)之一， 隨著構(gòu)造煤破壞類型的增高，△ P值也增加， 瓦斯放散初速度越大，煤層的突出危險性越大 。瓦斯壓力為表壓加 。 表 25 測壓鉆孔施工參數(shù)及測定結(jié)果 地 點（測壓點號） 孔 號 標(biāo)高（ m） 封孔 時間 鉆孔參數(shù) 觀測時間（ d） 巖孔 /封孔深度（ m） 瓦斯壓力（ MPa） 封孔材料 備注 傾角 （ 176。 測壓點鉆孔布置在厚煤區(qū)。 依據(jù)測壓方式不同，瓦斯壓力測定方法有主動測壓法和被動測壓法；依據(jù)封孔材料不同，有黃泥 水泥封孔測壓法法、膠囊 密封黏液封孔測壓法法和注漿封孔測壓法等。 （ 2）瓦斯壓力 瓦斯壓力是煤層 瓦斯的最基本參數(shù)之一，是煤層瓦斯?jié)B透的動力源泉，是計算瓦斯含量和預(yù)測煤層突出危險性的主要評價指標(biāo)。 （ 2）瓦斯含量比較大的點，甲烷成分一般也比較高。在井下首先測定鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 16 煤層原始瓦斯壓力，并取新鮮煤樣送實驗室測定其吸附常數(shù)和進(jìn)行煤質(zhì)工業(yè)分析，然后將結(jié)果代入朗格繆爾公式即可得到煤層瓦斯含量。直接法測定煤層瓦斯含量的原理是：用解吸法直接測定煤樣的瓦斯解吸量，根據(jù)煤樣瓦斯解吸量及解吸規(guī)律，推算煤樣從采集開始至裝罐解吸測定前的損失瓦斯量，再利用解吸測定煤樣中殘存瓦斯量，然后計算煤層瓦斯含量（表 24）。 礦井生產(chǎn)期間 煤層瓦斯含量普遍采用間接法或直接法測定。r） 極值 /均值（點數(shù)） 第一水平 第二水平 西部 0～ （ 28） 0～ （ 20） ～ （ 8） 東部 ～ （ 32） ～ （ 25） ～ （ 7） 20xx～ 20xx年，鄭州祥龍勘探公司對白坪東部瓦斯地質(zhì)單元深部加密鉆孔進(jìn)行了補(bǔ)充勘探，其中，有 10 個鉆孔采取瓦斯樣 13 個測試了瓦斯含量，測定方法為解析法。 鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 15 表 23 井田瓦斯含量分布特征一覽表 分區(qū) 走向瓦斯含量（ mL/g r,沿走向和傾向變化比較大，見表 23。 根據(jù) 60 個點 76 個樣品分析，井田瓦斯成分甲烷 0～%，氮氣 ～ %，二氧化碳 ～ %，重?zé)N0～ %。白坪礦勘探期間的瓦斯含量測定主要由河南煤田地質(zhì)勘探公司地質(zhì)四隊完成，瓦斯含量的測定方法有解析法、真空罐法和集氣法三種方法。平面上呈橢園狀 ，長軸方向鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 14 近東西，短軸方向近南北，剖面上為淺部陡、深部緩的疊瓦狀斷層組合，面積為 6km2。斷層的這一特點表明，其導(dǎo)氣性也不好，但斷層性質(zhì)及地下水沿斷層的運(yùn)動，使斷層兩盤一定范圍內(nèi)的瓦斯含量減小，尤其是上盤影響范圍比下盤大。地下水動態(tài)變化亦受巖溶裂隙發(fā)育程度的影響，井田西區(qū)巖溶裂隙發(fā)育程度較差，水位變化幅度較小，富水性較弱，東區(qū)則相反，地下水位出現(xiàn)高峰值 遲后降雨 86～ 108 天。多孔抽水實驗地下水人工流場，東部以付 10211 主孔為中心形成北東向的橢圓降落漏斗，長軸與箕 F31 斷層方向一致，西部基本保持天然流場特征。具有多期活動性；北東向斷層雁行狀或平行排列，帶有左行平移性質(zhì)，規(guī)模相對較小，旁側(cè)常伴有羽狀小斷層，線性特征明顯，走向變化不大，斷層面平直，傾角較大。近東西向斷層平行排列，規(guī)模較大，延伸較長，走向 50～ 90176。左右。；南翼傾向 340176。軸部出露有二疊系和三疊 系地層，北翼被蘆 F郜 F2等斷層切割，地層傾向 230176。左右。 ∠ 10～ 20176。軸部地層傾角平緩，一般 10176。其中新峰背斜為一寬緩的短軸背斜，井田內(nèi)延伸長 6km，在郭家門被 F94斷層錯開。 褶皺 構(gòu)造：褶皺跨度大、波幅小，軸向 60176。 礦井東區(qū) ：自西向東，地層走向逐漸向北東偏轉(zhuǎn)，傾向北鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 12 西，傾角 10～ 15176。 ∠ 70176。之間。 500 0 500 1000（m）N10 2正斷層 隱伏正斷層隱伏逆斷層 滑動斷層 背斜 向斜 煤層露頭 井田邊界白 坪 滑動構(gòu) 造徐 莊 滑 動 構(gòu) 造滑 動蘆店 構(gòu)造向斜斜背新峰F二1箕F2732箕F19箕 F31箕F32箕F21箕F27箕FF 194F10箕F7箕 F箕 F 7箕 F 59箕 F 4箕F 5箕 F 4山面鏊圖 23 白坪井田構(gòu)造綱要圖 礦井西區(qū) ： 大約以 102線為界，或以箕 F31和箕 F19斷層為界，整體上為一單斜構(gòu)造，地質(zhì)條件簡單。 圖 21 構(gòu)造煤中片狀疊置現(xiàn)象 圖 22 構(gòu)造煤粒表面擦痕 鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 11 （ 3）礦井地質(zhì)構(gòu)造 本井田屬于登封煤田穎陽～蘆店向斜的南翼東段，井田整體為向北傾斜的單斜構(gòu)造，構(gòu)造形跡以正斷層為主。 按照構(gòu)造煤破碎程度分類，應(yīng)屬于 Ⅳ Ⅴ 類構(gòu)造煤，是脆性剪裂變形的結(jié)果。片狀煤粒厚度有時不到 10μ m，層層疊置，煤粒表面鏡面發(fā) 育，也常見有大量擦痕等。實驗室測試煤的堅固性系數(shù) f 值變化在 ～ 之間 ,平均 ；Δ P 變化在 ～ 31之間 ,平均 。煤的原生結(jié)構(gòu)和構(gòu)造已遭到嚴(yán)重破壞，煤體中偶夾粉煤壓固而成的塊煤，強(qiáng)度很低，指壓易碎， 屬全層構(gòu)造煤。 表 22 白坪井田煤層厚度分級統(tǒng)計表 級別 厚度（ m） 頻數(shù)（ %） 頻率 累計頻率（ %） 薄煤層 ＜ ～ 23 8 中厚煤層 ～ 54 厚煤層 ～ 8 70 79 特厚煤層 ＞ 41 100 全層構(gòu)造煤發(fā)育。據(jù)井田內(nèi) 196 個勘探鉆孔揭露的煤厚資料統(tǒng)計，煤厚變化在 0～ ，平均煤厚 （表 22） 。 鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 8 表 21 含煤地層含煤特征一覽表 根據(jù)統(tǒng)計，二 1煤層的主要特點是煤厚大、煤厚變化大、全層構(gòu)造煤發(fā)育。煤層總厚度 ，含煤系數(shù) %。七煤段，厚 ～ ，平均85m，由灰白～淺灰色中粒砂巖，深灰、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖組成；八煤段，厚 ～ ，平均 87m，由淺灰～灰白色中粒砂巖，深灰、灰綠色 泥巖、砂質(zhì)泥巖組成；九煤段，厚 ～ ，平均 56m，由灰白～淺灰色中粒砂巖，深灰、綠灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖組成。 上石盒子組： 厚 ～ ，平均 224m。三煤段，厚 ～ ，鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 7 平均 71m，自下而上劃分為三個巖性段：下部砂鍋窯砂巖段、中部大紫泥巖段及上部含煤段。 下石盒子組： 劃分為三、四、五、六煤段，含煤 13 層。厚 ～ ，平均 76m，巖性由深灰、黑灰色泥巖、砂質(zhì)巖及細(xì)、中粒砂巖和煤層組成，含煤 5層，其中下部的二 1煤層為主要可采煤層。按巖性組合特征可劃分為三個段 :（ 1）下部灰?guī)r段，厚 ～，平均 17m，區(qū)內(nèi)西薄東厚，主要由深灰色厚層狀灰?guī)r（ L1～ L4）和煤（一 1～一 4）組成，其中一 3煤局部可采；（ 2）中部砂泥巖段，厚 ～ ，平均 24m；（ 3）上部灰?guī)r段，厚 ～ ，平均 16m，主要由深灰色灰?guī)r（ L6～ L9）組成。 太原組： 厚 ～ ，平均 57m。 煤田地質(zhì)特征及煤層賦存情況 (1)含煤地層 區(qū)域地層劃分屬華北區(qū)嵩箕小區(qū)，井田內(nèi)出露地層由老到新有寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系、三疊系、第三系和鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 6 第四系。目前開采水 平為 175m，現(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)三個： 11采區(qū)、 13采區(qū)、 21采區(qū)；開拓采區(qū)一個： 23采區(qū)。 白坪煤業(yè)公司 交通位置示意圖 高龍鎮(zhèn) 魯莊鎮(zhèn) 涉村鎮(zhèn) 府店鎮(zhèn) 嵩山 登封市 大金店鎮(zhèn) 少林水庫 穎陽鎮(zhèn) 君召 石道 東金店 平 頂 山 市 大峪 汝州市 尚莊 陵頭 夏店 廟下 鳩山 徐莊 白坪 白 沙 水 庫 告成鎮(zhèn) 盧店鎮(zhèn) 核桃園鎮(zhèn) 尖山 李灣水庫 唐莊 方山鎮(zhèn) 佛光 夾津口鎮(zhèn) 王堂 半坡 白坪煤礦 鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 5 礦井生產(chǎn)現(xiàn)狀 礦井采用立斜井混合開拓 ,井筒數(shù)目 6 個，即主斜井、副立井、中央采區(qū)風(fēng)井、東翼風(fēng)井，其中主斜井、副立井進(jìn)風(fēng)，中央采區(qū)風(fēng)井、東翼風(fēng)井、西翼風(fēng)井（在建項目）三個立井回風(fēng)。 23′ 04″。 09′04″；北緯 34176。 地理位置為：東經(jīng) 113176。東與京廣線相連，西與焦枝線相通，北與隴海線相接。礦 井設(shè)計生產(chǎn)能力 180 萬噸 /年，核定生產(chǎn)能力 180萬噸/年。 設(shè)計主要內(nèi)容 (1)白坪煤業(yè)公司瓦斯賦存情況、抽采瓦斯的可行性及必要性、抽采瓦斯方法的確定、抽采瓦斯量預(yù)計 等； 鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 3 (2)瓦斯抽采管網(wǎng)、抽采瓦斯鉆場與鉆孔參數(shù)設(shè)計； (3)礦井抽采瓦斯管理及安全措施。 設(shè)計的主要依據(jù) 編制本設(shè)計方案的依據(jù)主要有： 鄭煤集團(tuán)白坪煤業(yè)公司 抽采達(dá)標(biāo)工藝方案 2 (1)煤礦安全規(guī)程》 (2)《煤礦瓦斯抽采達(dá)標(biāo)暫行規(guī)定》 (3)《礦井抽采瓦斯管理規(guī)范》 (4)《煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)》 (5)《礦井抽采瓦斯工程設(shè)計規(guī)范》 (6)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》 (7)“三軟”突出煤層順層鉆孔預(yù)抽回采區(qū)域煤層瓦斯區(qū)域防 突技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) (8)“三軟”突出煤層掘進(jìn)工作面綜合防突措施執(zhí)行細(xì)則 (9)白坪煤業(yè)公司生產(chǎn)、通風(fēng)、瓦斯、地質(zhì)等相關(guān)資料。通過對本煤層、鄰近層及采空區(qū)瓦斯進(jìn)行綜合抽采，降低工作面回風(fēng)流及 上隅角瓦斯涌出量，確