田湾煤矿瓦斯抽采工程设计说明书

田湾煤矿瓦斯抽采工程设计说明书内容摘要：

资源量（ 331+332+333）为 45850 kt(含与联盟煤矿相交的储量共 1360 kt， C4： 290kt， C1： 1070 kt)。 其中：探明的内蕴经济资源量（ 331） 6870 kt，控制的内蕴经济资源量（ 332） 14780 kt，推断的内蕴经济资源量（ 333） 24200 kt。 经计算和分析评价，矿井工业资源 /储量为 39828kt。 设计资源 /储量为 37614kt，其中 +800m 以上设计资源 /储量为 15257kt； +800m 以下设计资源 /储量为 22357kt。 设计可采储量为 30408kt。 其中 +800m 以上 11404kt，+800m 以下 19004kt。 （ 3）设计生产能力 矿井设计生产能力 450kt/a， 贵州省发展改革委员会核准矿井生产能力为 450kt/a。 （ 4）矿井服务年限 矿井设计生产能力 450kt/a，矿井服务年限 ，其中第一水平（ +800m以上）服务年限。 基本符合《煤炭工业矿井设计规范》的要求。 矿井开拓与开采 矿井采用斜井开拓方式，主斜井和副斜井均位于田湾，井口标高+1210m，从地面作穿层斜井至 +800m 水平。 主、副斜兼作首采区（一采区）的采区上山。 全矿共划分为 三个水平（ +800m、 +500m、 +200m 水平）； +800m 水平划分为四个采区， +500m 水平划分为四个采区， +200m 水平划分为二个采区，全矿井共划分为十个采区进行开采，每个采区可划分为四个阶段。 运输大巷和总回风巷均布置在煤系底板的茅口灰岩中。 绥阳县田湾 煤矿 瓦斯抽 采 工程设计 8 矿井后期开采第二水平 +500m 水平和第三水平 +200m 水平时，均采用暗斜井延深。 首采区利用矿井主斜井、副斜井作为采区的运煤、行人和材料上山，副斜井分别在 +1100m、 +1025m、 +950m、 +875m 作甩车场，在 +800m 水平设平车场，与布置在茅口灰岩中的 +1100m 水平总回风巷， +1025m、+950m、 +875m 阶段运输巷及 +800m 水平运输大巷相连，主斜井通过联络巷与车场或运输巷联系。 通过采区运输石门和回风石门揭穿煤层后布置工作面煤层运输巷和回风巷，然后作开切眼，开成回采工作面。 采区回风上山布置在茅口灰岩中。 为满足煤与瓦斯突出矿井的相关要求，本次设计在一采区每个阶段均布置双石门，在靠近井筒附近布置采区运输石门、回风石门和回风上山，使采区内各采掘工作面均能形成独立的回风系统。 矿井投产时，在一采区 +1025m 阶段北翼布置一个 C1 煤层综采工作面， C1 煤层 作为保护层，首先开采。 达产时在一采区 +1025m 阶段南翼增加一个 C4 煤层炮采工作面，回采工作面采用走向长壁采煤法，后退式回采。 工作面通风方式为 “U”形通风。 矿井的采煤方法采用走向长壁采煤法，后退式开采，全部陷落法管理顶板。 矿井达产时配备一个综采工作面和一个炮采工作面。 矿井达产时采煤工作面产量合计为 448kt/a，掘进出煤按回采产量的5%考虑，掘进煤产量为 22kt/a，则矿井年产量为 470 kt/a。 矿井瓦斯及通风 矿井瓦斯 （ 1）本矿井瓦斯赋存状况 ① 瓦斯含量 勘探时在钻孔中采取瓦 斯测试样 13 件，其中 C1 煤层瓦斯样 6 件，C4 煤层瓦斯样 7 件。 C1 煤层瓦斯含量为 ～ ，平均 ；可燃物 ～ ，平均为。 C4 煤层绥阳县田湾 煤矿 瓦斯抽 采 工程设计 9 瓦斯含量为 ～ ml/，平均为 ml/；可燃物 ～，平均为。 瓦斯含量及瓦斯成分测试结果见表161。 ② 瓦斯成份 1） 沼气（ CH4）含量： C1 煤层在 ～ %间，平均为 %；C4 煤层在 ～ %间，平均 %；在 6 个钻孔检测样品中仅230 2301 号钻孔 C4 煤层含量大于 80%，其余均其余均小于 80%，表明 CH4 含量不高。 2） 氮气（ N2）含量： C1 煤层在 ～ %间，平均为 %；C4 煤层在 ～ %间，平均为 % ；在 6 个钻孔检测样品中，仅 C1 煤层 1904 号孔、 C4 煤层 2504 号孔大于 20%。 3） 瓦斯组分及其含量在平面上的分布无明显规侓，仅能表明井田大部分面积处在氮气 沼气带中，只在井田中部 23 勘探线两侧局有小面积沼 气带。 ③ 瓦斯压力 井田内构造较简单，断层稀少，规模较小，在钻孔煤样中测得瓦斯压力（ MPa）： C1 煤层 ～ （ MPa），平均 （ MPa）； C4 煤层 ～ （ MPa），平均 （ MPa）。 瓦斯压力测试成果见表 162。 井田内瓦斯压力的特点表现为： C1 煤层与 C4 煤层相比， C1 煤层瓦斯压力较低， C4 煤层瓦斯压力较高； C C4 煤层瓦斯压力是随着深度的增深而增高。 ④ 煤的真密度、视密度、孔隙率 煤的真密度、视密度、孔隙率经采样送江苏煤炭地质勘探研究所检测作高压容量吸附 试验，检测结果见表 163。 ⑤ 瓦斯放散初速度 (△ P)、坚固性系数 (f) 瓦斯放散初速度（ △ P）、坚固性系数，经江苏煤炭地质勘探研究所对 20 2801 两个钻孔煤样进行检测，检测结果见表 164。 绥阳县田湾 煤矿 瓦斯抽 采 工程设计 10 （ 2） 瓦斯含量分布、瓦斯含量梯度、煤与瓦斯突出预测 ① 瓦斯含量分布 同一煤层瓦斯含量具有随煤层埋藏深度增加而增高的规侓，并表现出有可能在向斜轴部富集的特征。 ② 瓦斯含量梯度 用井田中部 24 勘探线、 25 勘探线上的 2402 和 2504 号孔的 C4 煤层瓦斯 含 量测 试 结果 粗 约计 算 瓦斯 含 量梯 度 ，计 算 出瓦 斯 梯度 为。 见表 165。 ③ 煤与瓦斯突出 井田内地表浅部有少量生产矿井，开采 C C4 煤层，未发生过煤 与瓦斯突出及瓦斯爆炸 事故。 煤层瓦斯的富集、赋存及瓦斯突出，与地质构造、煤层厚度、煤岩特征等条件关系密切。 联盟井田在区域构造中处在南北向展布的坟坝向斜中段，坟坝向斜中段东翼较宽缓，断层稀少，规模较小：而西翼岩层极陡，或直立或倒转。 C1 煤层厚度 ～ ，平均 ， C4 煤层厚度 ～ ，平均。 其煤岩类型、特征表现见表 166。 椐井田 内地质构造、煤层物性特征的分析，可以认为：坟坝向斜轴部，处于弹 塑性变型 —破坏变型阶段，是良好的封存、蕴藏瓦斯的封闭构造，加之煤层厚度适宜，煤质较松软，内生节理及裂隙较发育等特征，有利于瓦斯富集、储存。 根据《防治煤与瓦斯突出规定》第 13 条的规定， “突出煤层的鉴定应当首先根据实际发生的瓦斯动力现象进行。 当动力现象特征不明显或者没有动力现象时，应当根据实际测定的煤层最大 瓦斯压力 P、软分层煤的破坏类型、煤的瓦斯放散初速度 △ P 和煤的坚固性系数 f 等指标进行鉴定， 全部指标均达到或者超过 表 1 所列 的 临界值的， 确定为突出煤 层 ”。 《防治煤与瓦斯突出规定》 表 1 推荐的临界值见表 167。 依据指标分析，C4 煤层有突出危险性， C1 煤层的突出危险性比 C4 煤层的突出危险性小，绥阳县田湾 煤矿 瓦斯抽 采 工程设计 11 矿井按 煤与瓦斯突出矿井 进行设计。 在建井期内矿方应请有资质的单位对矿井各煤层的瓦斯突出危险性进行鉴定，以进一步完善瓦斯防治措施，确保矿井安全生产。 矿井按 煤与瓦斯突出矿井 进行设计 ，按相关规定，矿井投产前，必须对开采煤层进行 瓦斯 抽放并做专项设计。 表 161 瓦斯含量瓦斯成份统计表 煤 层 线 号 孔号 瓦斯含量 瓦斯成份 (%) ml/g 煤 最大 最小 平均 (点数 ) ml/g可燃物 最大 最小 平均 (点数 ) CH4 最大 最小 平均 (点数 ) CO2 最大 最小 平均 (点数 ) N2 最大 最小 平均 (点数 ) C02—C08 最大 最小 平均 (点数 ) C1 19 1904 13． 98 23 2303 13． 36 24 2402 28 2801 23 2302 27 2701 (3) (5) (5) (4) (5) (3) C4 19 1904 23 2303 24 2402 25 2504 28 2801 23 2301 33 3301 (4) (6) (6) (5) (6) (4) 表 162 瓦斯压力测试成果表 线 号 孔号 压力测试 煤层 深度 (m) 标高 (m) MPa 煤层 深度 (m) 标高 (m) MPa 20 2020 C1 C4 23 2303 28 2801 31 3101 平 均 绥阳县田湾 煤矿 瓦斯抽 采 工程设计 12 163 高压容量吸附试验成果表 孔号 煤 层 深度 标高 (m) 视密度(TCD) (g/cm3) 真密度(TRD) (g/cm3) 孔隙率(RD) (%) 吸 附 试 验 焦渣特征 (18) a b r 2020 C1 2 2303 1． 76 1． 85 4． 86 26． 399 0． 754 0． 999 2 2801 2 3101 5． 03 37． 434 2 2020 C4 2 2303 2 2801 2 3101 2 164 瓦斯放散初速度、坚固性系数测试成果表 煤层 孔号 深度 (m) 标高 (m) 放散初速度（ △ P） 坚固性系数 (f) C1 2020 2303 2801 3101 C4 2020 2303 2801 3101 165 瓦斯含量梯度表 煤层 名称 孔号 采样点 标高（ m） 瓦 斯 含 量 瓦 斯 梯 度 ml/ ml/ m/m3/ m/m3/ C4 2404 2505 绥阳县田湾 煤矿 瓦斯抽 采 工程设计 13 166 煤层物性特征表 特征煤层 C1 煤层 C4 煤层 厚度 (m) ～ ～ 颜色 褐黑 褐黑 光泽 似金属 似金属 比重 硬度 ～ ～ 脆度 较大，块状，易碎成粉状 较大，块状，易碎成碎片 结构、构造 单一煤层，宽条带、叶片状结构，参差状断口，内、外生裂隙较发育 包裹体 黄铁矿细晶浸染状分布，方解石薄膜 黄铁矿细晶浸染状分布，方解石薄膜 煤岩成份 镜质组为主（﹤ 60%），惰质组次， 镜质组为主，惰质组次之 煤岩类型 光亮～半光亮型 光亮～半光亮型 煤层 破坏类型 非破坏型或破坏型 (Ⅲ ～ Ⅳ ) 非破坏型或破坏型 (Ⅲ ～ Ⅳ ) 放散初速度（ MPa） ～ ～ 坚固性系数 (f) ～ ～ 瓦斯压力（ MPa） ～ ～ 瓦斯含量(ml/gr) ～ ～ 瓦斯突出危险性 突出危险性小 突出危险 167 判定煤层危险性单项指标的临界值 表 突出煤层危险性 煤的破坏类型 瓦斯放散初速度 （ △ P） 煤的坚固性 系数（ f） 煤层瓦斯压力（ P）（ MPa） 突出危险 Ⅲ 、 Ⅳ 、 Ⅴ ≥10 ≤ ≥ 矿井通风 本矿井推荐的开拓开采方案， +800m 水平划分为四个采区，主斜井、副斜井位于井田中央，距初期回风斜井（ 1 号回风斜井）直线距离约 60m，1 号回风斜井初期为 +800m 水平一采区服务，因此矿井初期通风方式为中央分列抽出式。 +800m 水平三采区投产后，启动后期回风井（ 2 号回风平硐），矿井通风。