瓦斯抽采工程设计

富源县大河镇大沟煤矿瓦斯抽采工程设计编制单位：大沟煤矿生产技术科编制时间：二0一二年七月前言一、项目简况位置、隶属关系、建设单位基本情况、设计生产能力等。二、设计基础条件矿井生产现状，瓦斯参数，瓦斯涌出量、瓦斯等级、通风情况。抽采工程项目由来。三、编制设计的依据1、委托书2、勘探地质报告（或生产地质报告）3、瓦斯参数测定资料4、矿井瓦斯等级鉴定报告5、项目核准或批复文件6、初步设计文件四、设计遵循的主要标准1、《煤矿安全规程》2、《防治煤与瓦斯突出规定》3、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）。4、《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018－2006）。5、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）。6、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》（GB50471-2008）。7、《煤矿安全安监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）。8、《采空区瓦斯抽采监控技术规范》（MT1035-2007）。五、编制瓦斯抽采工程设计的原则1、抽采瓦斯工程设计应体现安全第一、技术经济合理原则，因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料。在符合规范要求、满足使用的前提下，尽可能降低造价、节省投资。2、新建矿井抽采瓦斯工程设计应以批准的勘探地质报告为依据，并参照邻近或条件类似生产矿井的瓦斯资料；改(扩)建及生产矿井应以本矿勘探报告（或生产地质报告）、瓦斯实测资料为依据。3、瓦斯抽采工程系统宜简单，并宜有利于维护和安全生产。4、尽量利用开采巷道抽采瓦斯，必要时可设置钻场、钻孔的专用瓦斯抽采巷道。5、抽采瓦斯设计应与矿井设计同步进行，合理安排掘进、抽采、回采三者间的超前与接替关系，保证有足够的工程施工及抽采时间。六、瓦斯抽采工程简述1、矿井瓦斯涌出量预计及涌出构成。2、抽采方法的确定、抽采效果、抽采量的预计。3、井下瓦斯抽采管网与抽采设备选型。4、抽采泵站给排水、供电。5、地面抽采站总平面布置。6、工程投资概算。七、存在问题和建议目录第一章矿井概况第一节井田概况一、地理概况1地理概况1.1交通位置大沟煤矿位于富源县城东南部平距20km，距县城公路里程50km，隶属富源县大河镇恩乐村民委员会管辖。富源县城每天有班车往返于大河、恩乐，恩乐有简易公路直达矿区，另矿区有简易公路15km至贵州火铺—富源（320国道），距曲靖85km。北西有贵昆铁路支线，交通尚属方便。详见交通位置图。云南省富源县大沟煤矿交通位置图1.2自然地理1.2.1地形与地貌特征大沟煤矿属低至高中山地貌，最高海拔位于矿区北东部，高程2141.10m，最低海拔位于矿区西部沟谷，高程1960m，相对高差181.10m，地势南北走向，矿区北东部地势高，西南部地势低。区内植被稀疏，灌木丛零星分布。矿区气候属北亚热带高原季风气候的过渡类型，每年12月至次年3月为霜冻期，6—10月为雨季，年降雨量890—1100mm，最高气温34.9℃，最低气温-11℃，年平均气温13.7℃，2—3月为风季，最大风速15m/s，一般3—6m/s，多为东南风。区内居民以汉族为主，少量彝族、苗族，主要农作物有水稻、小麦、荞麦、玉米、洋芋等。经济作物以烤烟为主，工业主要以煤为主，富余劳动力充足。矿区位于乌蒙山东南缘，处于滇黔两省交界处，属构造侵蚀低至高中山地貌。最高海拔位于矿区北东部山顶，高程2141.10m，最低海拔位于矿区南部沟谷，高程1951.3m，相对高差189.80m，地势总体北高南低，矿区北东部地势高，西南部地势低。区内植被覆盖率较差，在坡耕地大面积分布地段稀疏，且大部分为丛生灌木，在村庄、冲沟等地形低洼地段植被覆盖相对较好。地表水体不发育，仅有山沟小溪、自然排泄良好。1.2.2水文矿区最高海拔标高在矿区北东部，海拔2141.1m。最低标高在矿区南部冲沟，约为1951.3m，相对高差189.3m，一般标高在1970m-2000m，总体地形北东部高、南西部低。区内地形高差较大,切割较深，起伏不平，沟谷发育，有利于地表迳流排泄;地下水接受大气降水，补给条件差。矿区内无大的地表水体，仅在矿区中南部焦煤场及井口往南有一季节性小溪，对矿山煤层开采影响不大。矿区地质构造复杂程度属中等类型，断层的透水性略大于围岩。地层的富水性较弱，大气降水是本矿井的主要充水来源，浅部因小窑开采后采空区积水多年未排放，可成为目前矿井的常年补给源。经矿山多年开采情况分析，矿井正常涌水量30m3/h，雨季涌水量为50m3/h，（该涌水量由矿山提供）。综上所述，矿区内地质构造复杂程度中等，断层的导水性及地层的富水性都较弱，地表水不发育，地形相对较陡，自然排泄条件较好，地下水主要靠大气降水补给，因此该矿区水文地质条件属中等类型。1.2.3气象与地震根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A.0.22条划分，区内抗震设防基本烈度为7度，设计基本加速度值为0.10g，设计地震分组为第三组，未来建筑物应按7烈度设防。矿区大地构造位置处于扬子准地台(I1)，滇东台褶带(I2)，曲靖台褶束(I34)的东南部。在区域上夹持于富源—弥勒大断裂，营上—阿岗大断裂之间。据富源县1965年1月开始对地震统计，共发生2.0—2.9级地震32次，3.0—3.9级地震13次，4.0—4.9级地震2次，从小震活动分析认为：富源县自1965年的40年中未发生过5级地震。表明矿区及周边区域属较稳定区。二、矿区开发情况富源县大河镇大沟煤矿始建于1972年，当时属村办煤矿，1978年转为乡办煤矿，1996年转为私营企业并取得开采许可证，2006年7月新采矿许可证号为5300000630556。大沟煤矿现开拓有主斜井、副斜井、主风井及风井四个井口，主斜井由南向北近南北向开拓，副斜井北东向开拓，主要开采对象为M7、M9、M13煤层，矿山采用斜井开拓，开采采用走向长壁式采煤法。用斜井掘进到煤层，然后沿煤层走向掘出开采运输巷道，把煤层分片分盘，掘进次一级运输巷道构成壁式工作面进行开采，各风井与主井相联络，形成通风系统和开拓系统。据煤矿提供资料，目前主采M7、M9、M13煤层，M7煤层已开采完，准备向深部煤层拓展。三、电源及通信采用双回路供电，一回路电源来自大河35/10Kv变电站826开关。二回路来自大河35/10Kv变电站811开关。矿井同时配有2台柴油发电机作为备用电源。区内已架通高压电网，各乡、镇、村都开通程控电话，中国移动、中国联通、中国电信通讯网络覆盖全区，电力，通讯极为方便。四、矿井水源大沟供水由矿区防尘水池引入管线。第二节地质特征一、地质构造在矿区区范围内，出露地层自上而下有：第四系、三叠系下统飞仙关组第一段、三叠系下统卡以头组、二叠系上统长兴组及二叠系上统龙潭组。矿区内地层为总体走向北东向，倾向北西，倾角11～35度的单斜构造。（一）第四系（Q）由坡积物、残积物、冲积物和耕植土所组成，多为岩块、砂、砾和粘土堆积，零星分布于沟谷、凹地及大沟煤矿炼焦场地，厚度0～10m。（二）飞仙关组第一段（T1f1）岩性以灰紫色、紫红色薄层状泥岩为主，并与泥质粉砂岩、粉砂岩呈互层状产出。泥岩中富含蠕虫状方解石为特征，该段地层矿区内出露不全，出露地层厚度大于90米。与下伏地层卡以头组（T1k）呈整合接触。（三）三叠系下统卡以头组（T1k）地层厚度70-120m，一般90m，下部为灰色、灰绿色薄—中厚层状粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，含多量叶肢介动物化石，上部为灰色、黄灰色薄—中厚层状粉砂岩，夹少量中厚层状灰色细砂岩，基本不含化石，与下伏地层长兴组呈整合接触。（四）二叠系上统长兴组（P2c）上至M1煤层顶界,下至M7煤层顶板，地层厚度75.00-129.10m，平均89.88m，岩性为灰色，黄灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩及少量似层状、透镜状菱铁岩及煤层组成。含煤7-10层，局部可采煤层一层，即M3煤层。与下伏地层龙潭组（P2l）呈整合接触。（五）二叠系上统龙潭组（P2l）主要为陆相沼泽—湖泊相含煤沉积、岩性为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩、菱铁岩及煤层组成，地层厚度170.30-200.59m，平均195.50m，含大羽羊齿状化石，含煤28—50层，煤层总厚度33.75m，含煤系数为17.26%，煤层编号的有M1—M24，根据含煤特征，岩石类型及标志层、将龙潭组自下上而分为二段。1、龙潭组第二段（P2l2）：上至M7煤层顶板，下至M16煤层顶板，地层厚度约69.00-107.84m，平均71.30m。岩性为灰色薄层状粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层组成，含薄层状、似层状菱铁岩。含煤7-20层，矿区内含可采煤层四层，即M7、M9、M13、M15煤层。2、龙潭组第一段（P2l1）:上至M16煤层顶板，下至玄武岩顶界，地层厚度约71.76-97.85m，平均72.10m。岩性主要为浅灰、灰黑色粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、细砂岩及煤层组成。含较多星点状，结核状黄铁矿，含煤9—12层,其中可采煤层二层,根据主斜井所揭露的M16煤层以下的地质特征与邻近矿区对比,将两层可采煤层对比为M16、M19煤层。与下伏峨眉山玄武岩组（P2β）呈假整合接触。（本矿区内P2l1地表未出露）矿区位于杨梅山—小达村南北向断层与北西向次级断层夹持的三角断块中，矿区内断裂构造较发育，在矿区内发现断层5条,即F1、F2、F3、F4、F5，其中F1、F2、F3为正断层，F4、F5为逆断层。矿区地质构造复杂程度属中等类型。（一）断层F1正断层：位于矿区中部，区内走向长度大于840m，断层走向北北东，倾向北西，倾角70°，断距110m，在地表断层下盘M7煤层与断层上盘（T1k）中下部地层呈断层接触。F2正断层：位于矿区中部，区内走向长度大于640m，南北向贯穿整个矿区，断层走向近似南北向，倾向西，倾角76°，落差40m左右。F3正断层：位于矿区中东部分，断层走向北北东，倾向北西，倾角65°，断层落差15m，区内走向长度大于600m，南端被F4走向逆断层所切断，并有一定位移。F4逆断层：位于矿区东南部，断层走向近似东西向，倾向北，倾角48°，断层落差20m，在地表M7下部地层重复约20m，将F3、F5断层切割并发生位移,对M13煤层影响较大。F5逆断层：位于矿区东部，断层走向近似南北向，倾向西，倾角46°，断层落差8m，断层影响深度P2c至M13煤层，往下逐渐变小。综上所述，核实区构造复杂程度属中等类型二、含煤地层及煤层1、煤层含煤地层为二叠系上统龙潭组（P2l）及长兴组（P2c）。（1）二叠系上统长兴组（P2c）上至M1煤层顶界，下至M7煤层顶板，地层平均厚度89.88m，含煤7-10层，煤层总厚度4.89m，含煤系数为5.44%。含局部可采煤层一层，M3煤层。（2）二叠系上统龙潭组第二段（P2l2）上至M7煤层顶板，下至M16煤层顶板，该段地层厚度平均71.30米，含煤9层，煤层总厚度9.60m，含煤系数13.46%。含可采煤层4层，即M7、M9、M13、M15煤层;局部可采煤层2层，即M8、M11煤层。其余均为不可采煤层。(3)二叠系上统龙潭组第一段（P2l1）上至M16煤层顶板,下至峨嵋山玄武岩组（P2β,）地层平均厚度约为72.10m,含煤9-12层,煤层总厚度7.17m,含煤系数9.94％。三含可采煤层2层,即M16、M19煤层,局部可采煤层3层,即M21、M22、M24煤层。2、煤层对比该矿区煤层多，但可采煤层仅有6层。煤层对比主要运用煤层结构、煤层夹矸、煤层顶底板岩性特征、煤层间距等标志进行综合对比。经矿山多年开采证实煤层对比可靠。对比可靠的有M5、M7、M9、M13、M15、M16、M19煤层，对比较可靠的有M3、M8、M11、M24煤层。3、主要可采煤层M7煤层：位于龙潭组第二段（P2l2）顶部，煤层厚度1.40～2.30m,代表性结构为1.22（0.03）1.05m，为黑色块状、粉状半暗～半亮型煤，属全区稳定可采煤层。夹矸为棕灰色细晶质高岭石泥岩。顶板为泥质粉砂岩夹似层状菱铁岩，底板为灰色泥质粉砂岩，伪底为0.18m泥岩。M9煤层：上距M7煤层26.76m，