【正文】 煤層和B20煤層向西分別布置+400m水平西翼集中膠帶輸送機運輸巷和+400m水平西翼集中輔助運輸大巷，與西采區(qū)下部車場形成對接（西采區(qū)內(nèi)的采區(qū)工程，作為原堿溝煤礦的水平延深工程的一部分，由現(xiàn)生產(chǎn)礦井負責完成），+400m水平西翼集中膠帶輸送機運輸巷和+400m水平西翼集中輔助運輸大巷的坡度為3‰，并且每隔500m左右布置一個聯(lián)絡巷。 開拓巷道布置（1）+400m水平輔助運輸石門和+400m水平膠帶輸送機石門為實現(xiàn)分區(qū)開拓、集中運煤和排水的目的，設計在主、副斜井落底+400m水平后，布置+400m水平輔助運輸石門和+400m水平膠帶輸送機石門，溝通八道灣向斜的南、北兩翼，+400m水平輔助運輸石門和+400m水平膠帶輸送機石門直接與南采區(qū)下部車場形成對接（南采區(qū)內(nèi)的采區(qū)工程，作為原小紅溝煤礦的水平延深工程的一部分，由現(xiàn)生產(chǎn)礦井負責完成），分別擔負南采區(qū)和西采區(qū)的主、輔運輸任務。采用單鉤串車提升，擔負礦井北、南采區(qū)的輔助提升任務。鋪設膠帶輸送機，擔負礦井聯(lián)合技術改造后的集中提煤任務。在礦井工業(yè)場地內(nèi)布置主、副斜井1對。 表14 礦井向斜北翼設計可采儲量表 單位：Mt水平（m）礦井工業(yè)儲量永久煤柱礦井設計儲量保護煤柱開采損失設計可采儲量+650以上+650+600一水平+600+400二水平+400+200合計 礦井開拓及采煤方式 礦井開拓方式礦井工業(yè)廣場選擇在原鐵廠溝選煤廠東南側，礦井開拓采用集中出煤分區(qū)開拓的方式，井田劃分為2個開采水平，一水平標高為+400m，二水平標高為+200m。經(jīng)計算，截止到2007年底，烏東煤礦尚有工業(yè)資源/，礦井北采區(qū)設計可采儲量見表14。 煤炭地質儲量、采區(qū)生產(chǎn)能力及服務年限礦井設計資源/儲量是指礦井工業(yè)資源/儲量減去設計計算的斷層煤柱、露頭防水煤柱和井田境界煤柱等永久保護煤柱損失量后的資源儲量?？傮w看B36號煤層煤類單一，煤質變化簡單，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定型巨厚煤層。B56與B34號煤之間為灰色、灰黑色泥巖、粉砂巖，～，20～～，分層清楚，L1803孔則不能分層?！?，～。b. B56號煤層：～，層間距由西向東逐漸縮小，至23線時，進而組合在一起，規(guī)律性明顯。煤層總厚0～，有益厚度0～。煤層組合獨具特征，是區(qū)內(nèi)良好的標志層，根據(jù)煤層組合特征可劃分兩個分層：a. B34號煤層：～，層間距是西大東小。該煤層有煤類單一，煤質變化簡單，屬全區(qū)可采的穩(wěn)定型巨厚煤層。煤層結構從簡單到復雜，含夾矸0～17層，西部結構較簡單，含夾矸1～5層，東部復雜，含夾矸7～10層。在穿過本煤層的84個鉆孔中，17個孔未見頂板，全部可采，為穩(wěn)定的巨厚煤層。主要開采B12號煤層和B36號煤層。可采煤層有B3B3B3B323B3B30B282B242BB1B1B1B1B1B14B14B1B1B1BBB6B5B3B12等計25個層（組）。平推最大20對井田無影響 煤層北采區(qū)主要開采八道灣向斜北翼煤層，含煤地層是中侏羅統(tǒng)的西山窯組。52176。230176。67176。平推最大60f362223線南部1000平推斷層310176。235176。42對井田有影響f3519線南部1100平推斷層30176。52176。30f34向斜北側，1922線處500逆斷層53176。310176。61176。60對井田無影響f32L17線南端，向斜軸部300平推斷層335176。155176。井田斷層特征見表11。對井田有直接影響的斷層有三條（f3f3f36），其余斷層對井田影響不大。向斜北翼為一向南東傾斜的單斜構造，傾角東緩西陡，傾角43～51176。向斜南翼為一向北北東傾斜的陡傾斜單斜，傾角83～89176。八道灣向斜南、北兩翼，八道灣向斜在井田中部通過，軸向30～65176。井田內(nèi)出露地層分布于八道灣向斜的南、北兩翼，原鐵廠溝煤礦位于八道灣向斜北翼（七道灣背斜南翼），原堿溝、原小紅溝、原大洪溝煤礦位于八道灣向斜南翼。井田位于準噶爾盆地南緣地震帶上，地震活動較為頻繁，據(jù)新疆地震局發(fā)布的資料，自1934年以來，小的地震經(jīng)常發(fā)生，本區(qū)是新疆地震多發(fā)區(qū)之一，地震抗震設防烈度為8度。10月開始冰凍，翌年3月解凍，冰凍期長達6個月，凍土深度100～120cm，最大達130cm，積雪厚度最大34cm。據(jù)米泉市氣象站資料，歷年月平均氣溫最高27℃，℃，℃，℃，日溫差在10℃以上，年溫差在50℃以上，最大達70℃。目前，井田內(nèi)的幾條溝基本干枯，只在每年冰雪融化時有一定量的水，雨季有時發(fā)洪水。因此區(qū)內(nèi)地貌最大特征，就是千瘡百孔，地表植被稀少。小型溝谷縱橫交錯，大型溝谷以南北走向為主，區(qū)內(nèi)地層出露甚少，大部分為第四系黃土及亞砂土覆蓋。礦井交通位置見圖11。鐵路方面在堿溝、鐵廠溝均有鐵路專用線與蘭新線接軌，通過鐵路可直達鴻雁池電廠、瑪納斯電廠、石河子市、庫爾勒市、區(qū)外甘肅酒泉等。53′06″～43176。40′53″～87176。471 井田概況 交通位置井田位于烏魯木齊東北部，距烏魯木齊市34km，北距米東區(qū)13km，行政區(qū)劃隸屬烏魯木齊市東山區(qū)。設計說明只做原則性的簡要說明，施工圖紙則是本次設計工作的重點，作為瓦斯抽放工程的主要依據(jù)。四、設計的指導思想1. 在符合有關規(guī)程、規(guī)范及設計標準且滿足使用的前提下，盡可能降低成本，節(jié)省工程投資；2. 盡量利用原有的巷道、已有的土地，不占用良田，不增加開拓費用；3. 設備、管材選型留有余地，能滿足礦井達到設計能力時的抽放瓦斯量的需求；4. 采用的工藝技術具有先進性，且符合礦井實際。通過對烏東煤礦通風瓦斯資料的收集、周密細致的現(xiàn)場調(diào)研、實地考察以及對礦井生產(chǎn)實際情況進行充分分析、論證和技術方案比較，提出了烏東煤礦北采區(qū)煤層瓦斯抽放工程設計。二、任務來源煤炭科學研究總院沈陽研究院受神華新疆能源有限責任公司的委托，承擔了《烏東北采區(qū)煤礦瓦斯抽放系統(tǒng)工程設計》任務。隨著各煤層開采深度的不斷增加，礦井瓦斯涌出量也呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，瓦斯問題已對安全生產(chǎn)構成威脅，且僅靠通風來解決回采工作面的瓦斯問題也不太合理。 目 錄1 井田概況 1 交通位置 1 地形地貌 2 氣象及地震 2 地質構造 2 煤層 3 煤炭地質儲量、采區(qū)生產(chǎn)能力及服務年限 5 礦井開拓及采煤方式 5 礦井通風方式及瓦斯涌出情況 62 煤層瓦斯基礎參數(shù) 8 瓦斯基礎參數(shù)分析 8 礦井瓦斯儲量 83 瓦斯抽放的必要性和可行性 9 9 9 瓦斯抽放的可行性 104 礦井抽放瓦斯方案與工藝 13 瓦斯治理規(guī)劃的指導思想 13 瓦斯治理規(guī)劃的總體思路 14 工作面抽放瓦斯方法選擇 14 16 17 175 瓦斯抽放管網(wǎng)系統(tǒng) 19 抽放瓦斯泵房位置及管網(wǎng)敷設路線 19 抽放瓦斯管路選擇 20 瓦斯抽放泵選型 22 24 25 26 礦井抽放瓦斯系統(tǒng)主要附屬設施 286 瓦斯抽放泵站 296. 1 瓦斯抽放站場地平面布置 29 瓦斯抽放泵站建筑及環(huán)境保護 29 瓦斯泵房設備布置 30 泵房的供電系統(tǒng)及通訊 30 給排水 31 327 瓦斯抽采安全技術措施 34 抽采系統(tǒng)安全措施 34 抽采泵站安全措施 34 低濃度瓦斯管道輸送安全保障措施 36 安全管理措施 38 檢測、監(jiān)控系統(tǒng) 388 抽放瓦斯管理 40 40 圖紙和技術資料 40 管理與規(guī)章制度 41 常用記錄和報表格式 429 瓦斯的綜合利用 44 瓦斯抽采的綜合利用及評價 44 44前 言一、概況神華集團新疆能源有限責任公司烏東煤礦井田位于烏魯木齊東北部，距烏魯木齊市34km，北距米東區(qū)13km，行政區(qū)劃隸屬烏魯木齊市東山區(qū)。該礦現(xiàn)在開采的煤層有B1B36，其煤層瓦斯含量各不相同。鑒于烏東煤礦的瓦斯問題已對礦井安全生產(chǎn)構成威脅，為確保礦井安全、高效生產(chǎn)，經(jīng)研究決定，建立地面永久抽放瓦斯系統(tǒng)，對鄰近層及采空區(qū)的瓦斯進行綜合抽放，以降低工作面回風流及上隅角中的瓦斯涌出量，確保正常開采。沈陽研究院設計人員認真研究和分析了烏東煤礦北采區(qū)煤層的賦存及開拓開采情況后認為：烏東煤礦完全具備建立地面永久性抽放瓦斯泵站的條件，同意承擔該礦瓦斯抽放工程設計任務，并簽訂了《烏東煤礦北采區(qū)煤層瓦斯抽放系統(tǒng)工程設計》合同書。三、設計的主要依據(jù)1．烏東煤礦初步設計說明書；2．中華人民共和國行業(yè)標準《礦井抽放瓦斯工程設計規(guī)范》（MT 501896）；3．中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標準《煤礦瓦斯抽采基本指標》（AQ 10262006）；4．中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標準《煤礦瓦斯抽放規(guī)范》（AQ 10272006）；5．中華人民共和國行業(yè)標準《煤炭工業(yè)給水排水設計規(guī)范》（MT/T 501496）；6．中華人民共和國國家標準《煤炭工業(yè)礦井設計規(guī)范》（GB 502152005）；7．《煤礦安全規(guī)程》；8．烏東煤礦提供的其它地質資料和實測資料。五、設計的主要內(nèi)容本次設計主要包括《瓦斯抽放系統(tǒng)工程設計說明書》、《瓦斯抽放系統(tǒng)工程主要設備和材料清冊》、《瓦斯抽放系統(tǒng)工程設計預算書》和瓦斯抽放工程圖紙等四部分。設計的具體內(nèi)容為：1．烏東煤礦瓦斯賦存情況、抽放瓦斯的可行性及必要性、抽放瓦斯方法的確定、抽放瓦斯量預計等；2．地面永久抽放瓦斯泵房土建工程設計；3．瓦斯抽放管網(wǎng)、抽放瓦斯鉆場與鉆孔參數(shù)設計；4．抽放瓦斯系統(tǒng)的設備、儀器、儀表及附屬裝置選型及安裝設計；5．地面抽放瓦斯泵站總平面布置、供電、給排水、通訊及安全監(jiān)測輔助設施；6．抽放瓦斯管理及安全措施；7．主要設備、材料清冊；8．工程投資概算；9．安裝及施工圖紙繪制。地理坐標：東經(jīng)：87176。47′57″；北緯：43176。56′30″。公路方面有瀝青路與烏(烏魯木齊) ～奇(奇臺)公路（216國道）相接，并與吐～烏～大（吐魯番～烏魯木齊～大黃山）高等級公路相接，交通十分方便。圖11 烏東煤礦位置示意圖 地形地貌井田位于準噶爾盆地南緣，屬博格達北麓的山前丘陵帶，地勢南高北低，地表標高+～+，最大相對高差130m，一般高差為60m。由于區(qū)內(nèi)煤炭開采歷史悠久，因此形成的采空區(qū)地表塌陷坑多有發(fā)育，據(jù)粗略統(tǒng)計平均每百米一個塌陷，每200m一個礦井井口。區(qū)內(nèi)水系的發(fā)育受南部山岳的控制，主要溝谷自西向東有八道灣河、堿溝、蘆草溝、鐵廠溝，均發(fā)源于博格達山北麓，補給主要為雨雪洪水及泉水。 氣象及地震井田位于準噶爾盆地南緣，南鄰博格達山，頂峰長年積雪，北靠戈壁，屬大陸性干旱～半干旱氣候，但由于氣候垂直分帶的制約，形成的小氣候也常波及本區(qū)。～276mm，而蒸發(fā)量卻高達1931～。風力不大，最大18m/s，多出現(xiàn)在12月份，風向以北西～南東為最多。 地質構造井田位于準南煤田東南段，區(qū)域內(nèi)發(fā)育有石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系及第三系、第四系地層。井田內(nèi)出露地層由老至新有：侏羅系下統(tǒng)三工河組（J1s）、侏羅系中統(tǒng)西山窯組（J2x）、頭屯河組（J2t）和第四系（Q），侏羅系中統(tǒng)頭屯河組構成了八道灣向斜的核部地層。軸面南傾。東部傾角略緩于西部。沿八道灣向斜軸一線發(fā)育一組北西向具右旋扭動的平推斷層，以及與之派生的北東向走向逆斷層（f3f3f3f3f3f3f38）。平推斷層以400～800m間距呈北東東向雁行排列，走向長150～300m，個別長達1km左右。表11 井 田 斷 層 特 征 表斷層編號位置走向長(m)性 質走向傾向、傾角斷距（m）備 注f3114與15線之間，向斜軸北側100逆沖斷層245176。60176。245176。15f33L18線南端，向斜軸處150逆沖斷層220176。65176。323176?！?9176?！?25176。81176。235176。平推40f38L24與25線間的向斜南翼300平推斷層320176。235176?！?8176。含煤層數(shù)多，共47個層（號）計50層（組），%，%。其中：主要可采煤層有B323B3B242BB1B1B1B1B1B14BBB6B5B3B12等計16個層（組），%。(1) B12號煤層：俗稱南大槽，～，層間距西大東小，但變化不大。～，～，煤層厚度由西向東增厚，規(guī)律明顯。單層矸石厚度一般較小，夾矸的總厚一般1～3m，個別較大的有12m（據(jù)2108孔資料）。(2) B36號煤層：俗稱北大槽，為巨厚煤層，煤層厚度大，結構復雜，層位厚度均穩(wěn)定，向東部厚度增大，規(guī)律明顯。在穿過本煤層的72個鉆孔中，L2004孔為采空區(qū)，2316孔未見頂板，不可采，西界的14線不可采，1402孔尖滅。煤層厚度是東厚西薄直到不可采、尖滅，煤層結構簡單到復雜，最多夾矸5層。在穿過本煤層的68個鉆孔中，全部可采（另有7個鉆孔打穿其中一層煤），為穩(wěn)定的巨厚煤層。煤層穩(wěn)定，層位連續(xù)性好，厚度由西而東增厚，煤層結構從簡單到復雜，含夾矸2～15層，一般5～8層，單層夾矸厚度偏小。B56與B34號煤層厚度相差不大，～，夾矸特征近似，含夾矸0～7層，一般1～3層，單層夾矸厚度不大，僅少數(shù)超過1m。八道灣向斜北翼可采煤層特征詳見附表1。礦井設計儲量減去工業(yè)場地、風井場地和主要井巷煤柱的煤量后乘以采區(qū)回采率為礦井設計可采儲量。將整個井田劃分為三個采區(qū)，原鐵廠溝井田劃