九龙湾子瓦斯抽采设计

1前言大方县百纳乡九龙湾子煤矿位于大方县百纳乡龙坪村，大方县内目前无铁路通过，可供本县装车外运的铁路装车站有川黔线上的扎佐站，可满足150万t/a的煤炭货运能力。规划的隆（昌）黄（桶）铁路在大方县境内设有归化、双山、大方、白布、果宝等站，其黄（桶）－织（金）段已开工建设。大方县交通以公路为主，贵毕高等级公路在大方县境内穿过，G326国道大方至金沙段从本矿东南面500m处通过，工业场地有简易公路相通G326国道，有普（底）野（坝）县道通往黔西县，距百纳乡5km，距大方县电厂55km，距金沙电厂58km，距黔西电厂65km，交通较为便利。隶属关系：行业百里杜鹃风景名胜区煤炭管理局。矿区属高原低中山、中山地貌，总体地势为西部高，东部低，最高点位于矿区中部，海拔标高2076m，最低点位于矿区东部，海拔标高1660m。属高原侵蚀、剥蚀地貌，地形切割较深，相对高差416m左右，属高原低中山、中山地貌。矿区属长江水系乌江流域，水流流向由西向东。根据贵州省国土资源厅2007年1月颁发的采矿许可证（证号：5200000710025），本矿矿区拐点坐标（北京坐标系）如下：拐点号X（m）Y（m）0302413135586883130236703558710023023160355875703302271035587805430224503558780553022450355880756302284335588609730233993558875783023685355887509302465035587200开采深度：由1800m至1450m标高，矿区面积2.1984km2。大方百纳乡九龙湾子煤矿位于百纳向斜南东翼的一整合煤矿（小坡煤矿、湾子煤矿和沙坡煤矿整合并扩界）。属私营煤矿，设计生产能力15万t/a。原有煤矿主要开采M8煤层，M3煤层均未开采。2九龙湾子煤矿是位于大方矿区百纳向斜南东翼的一个整合煤矿（小坡煤矿、湾子煤矿、沙坡煤矿整合）。小坡煤矿、湾子煤矿、沙坡煤矿原设计生产能力均为3万t/a。均采用走向长避布置工作面开采M8煤层，M3煤层均未开采。截至2006年底，小坡煤矿的M8煤层已采至+1710m标高；湾子煤矿和沙坡煤矿M8煤层已采至+1680m标高。煤炭主要用为化工、发电及民用煤。小坡煤矿采用斜井开拓，湾子煤矿和沙坡煤矿均采用斜井开拓。3个煤矿的井口及工业广场均选择在M8煤层露头附近，开拓巷道垂直煤层走向掘进见M8煤层后沿M8煤层布置。小坡煤矿、湾子煤矿和沙坡煤矿的原煤主要销往黔北发电总厂、黔西电厂、大方电厂及县内工矿企业和供当地民用，销售产品均为原煤。采煤工艺均为放炮落煤，机械运输、排水、提升和通风。整合前，小坡煤矿、沙坡煤矿、湾子煤矿均开采M8煤层，M3煤层均未开采。由于小坡煤矿、沙坡煤矿、湾子煤矿3个煤矿整合为九龙湾子煤矿，设计生产能力为15万t/a。原有的生产系统不能满足整合后矿井的安全生产要求。须重新布置新的采、掘系统。根据整合前3个煤矿的开采现状，井田范围，煤层赋存条件等综合因素。设计划分二个水平三个采区开拓全井田。九龙湾子煤矿划分为三个采区开采，+1700m以上为一采区，+1700m以下+1600m以上为二采区，+1600m以下为三采区。采区间开采顺序：一采区→二采区→三采区；区段内的开采顺序为区段下行式。根据煤层、资源/储量和开采现状分析结果，本矿井可采煤层为M8、M3煤层2层，M8位于M3煤层之上，煤层层间距平均为33m。M8煤层已经采至+1680.0m标高，即M8煤层在一采区已采空。故一采区只考虑开采M3煤层；首先开采一采区，故首采面布置开采M3煤层。在二采区和三采区，M8煤层和M3煤层均可采，由于开采的煤层倾角在8～12°之间，煤层层间距平均为33m。采用联合开拓。由于新建矿井生产系统均布置在M3煤层中，而原有煤矿生产系统均布置在M3煤层上一层煤M8中。新旧系统之间没有相互关联并不存在压茬关系。贵州省煤矿设计研究院2007年1月提交的《贵州省大方县百纳乡九龙湾子煤矿资源/储量核实报告》及贵州省毕节地区国土资源局文件毕地国土资复〔2007〕13号文件“对贵州省大方县百纳乡九龙湾子煤矿资源储量核实报告的批复”及附件《贵州省大方县百纳乡九龙湾子煤矿资源储量核实报告审查意3见》。百纳乡九龙湾子煤矿共获得保有资源量576.17万t。计算设计利用储量576.17万t。计算永久煤柱损失共70.0万t。共获得可采储量404.93万t。矿井设计生产能力：15万t/a；储量备用系数取1.4，矿井服务年限19.3a。服务年限为：服务年限=可采储量/（矿井设计能力×储量备用系数）＝404.93/(15×1.4)＝19.3(年)矿井瓦斯、煤尘爆炸性、煤层自燃倾向性、煤与瓦斯突出1、矿井瓦斯根据贵州煤炭管理局文件黔煤行管字〔2007〕54号“对毕节地区煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”。矿井瓦斯绝对涌出量为6.07m3/min，矿井瓦斯相对涌出量为29.73m3/t，二氧化碳绝对涌出量为0.59m3/min，二氧化碳相对涌出量为4.72m3/t，本矿的瓦斯等级为高瓦斯矿井。2、煤的自燃性根据贵州省煤田地质局实验室2012年4月提交的M8煤层的煤炭自燃倾向等级鉴定报告和贵州省煤田地质局实验室2007年2月提交的M3煤层的煤炭自燃倾向等级鉴定报告，M8煤层自燃倾向分类为Ⅲ类。M3煤层自燃倾向分类为Ⅲ类。3、煤尘爆炸性根据贵州省煤田地质局实验室2012年4月提交的M8煤层的煤尘爆炸性鉴定报告和贵州省煤田地质局实验室2007年2月提交的M3煤层的煤尘爆炸性鉴定报告，M8、M3煤层的煤尘无爆炸性危险性。4、煤与瓦斯突出根据2011年的煤与瓦斯突出鉴定，在目前矿界范围内标高+1550m以上的M8煤层没有突出危险性。为贯彻执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的安全生产管理方针。根据贵州省煤炭管理局文件（225号）“关于加强中小煤矿瓦斯抽放工作的通知”规定。高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井都必须安装瓦斯抽放系统，并确保正常运行，能够取得良好的技术经济效果和安全效益。一、设计依据1、《矿井瓦斯抽采工程设计规范》（GB50471-2008）；42、《矿井瓦斯抽放管理规范》（【1997】煤炭部）3、《防治煤与瓦斯突出规定》；4、《煤矿安全规程》（2009）；5、黔煤办字[2005]161号《关于我省小型煤矿瓦斯抽放有关事宜的通知》；6、煤矿提供的通风、生产、瓦斯地质等相关资料。7、《贵州省九龙湾子煤矿资源储量核实报告》；二、设计的指导思想1、按《煤炭工业小型煤矿设计规定》和《煤矿安全规程》的有关规定，结合九龙湾子煤矿的具体情况，充分利用本地区社会协作条件，尽可能简化地面设施，依托社会现有设施、设备，并采用适宜的技术和设备，确保矿山安全生产。2、坚持“安全第一，预防为主”的方针，为矿井的安全施工及生产创造良好条件。3、针对九龙湾子煤矿具体条件，尽量健全和完善矿山安全监测、监控系统，合理布置各类检测传感器，各种预防措施选择得当。4、确保井下安全监测、监控系统的可靠性和可操作性。5、严格执行我国现行煤矿生产有关法律法规的规定，在安全设施、设备选择上体现小型煤矿的特点。5第一章矿井概况及地质特征第一节项目概况一、地理概况1、交通位置大方县百纳乡九龙湾子煤矿位于大方县百纳乡龙坪村，大方县内目前无铁路通过，可供本县装车外运的铁路装车站有川黔线上的扎佐站，可满足150万t/a的煤炭货运能力。规划的隆（昌）黄（桶）铁路在大方县境内设有归化、双山、大方、白布、果宝等站，其黄（桶）－织（金）段已开工建设。大方县交通以公路为主，贵毕高等级公路在大方县境内穿过，G326国道大方至金沙段从本矿东南面500m处通过，工业场地有简易公路相通G326国道，有普（底）野（坝）县道通往黔西县，距百纳乡5km，距大方县电厂55km，距金沙电厂58km，距黔西电厂65km，交通较为便利。2、地形、地貌矿区属高原低中山、中山地貌，总体地势为西部高，东部低，最高点位于矿区中部，海拔标高2076m，最低点位于矿区东部，海拔标高1660m。属高原侵蚀、剥蚀地貌，地形切割较深，相对高差416m左右，属高原低中山、中山地貌。矿区属长江水系乌江流域，水流流向由西向东。3、气象、气侯及地震境内属中亚热带季风湿润气候区。年均辐射量每平方厘米88.79千卡，年均日照率30%，日照时数1336小时；年均气温11.3℃，极端最高气温31.5℃，极端最低气温-9.3℃。年降水量的80%集中在4～9月，年平均降水量约1180mm左右。灾害性天气倒春寒、伏旱、洪涝、冰雹等时有发生。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001），本区地震烈度为6度。二、井田自然概况1、地层含水性矿区在区域上处于赤水河支流和六冲河支流分水岭地带，主要为侵蚀、剥蚀低中山、中山地貌，地形较陡，相对高差较大，地表水系不发育。矿区出露地层为第四系（Q）、三叠系下统夜郎组（T1y）、二叠系上统长兴大隆组（P2c+d）、龙潭组（P2l）、二叠系中统茅口组（P2m），其水文地质特征及对煤层开采的影响如下：第四系（Q）：粘土、亚粘土、砾石及转石等。含水性弱，为孔隙水。6厚0～5m。三叠系下统夜朗组（T1y）：主要为薄至中厚层砂页岩夹灰岩。灰岩岩溶发育，为中等富水的含水层。该组底部有9～20m为薄至中厚层泥岩、砂质泥岩，是较好的隔水层，受其所阻，该含水层与龙潭组煤系地层无明显水力联系，对煤矿开采影响较小。二叠系上统长兴大隆组（P2c+d）：由中厚层燧石灰岩、泥灰岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、硅质灰岩及硅质页岩组成，厚11～62m。由于其多成窄条带出露，接受大气降水及地下水的迳流条件较差，故含水性较弱，对煤矿开采影响较小。二叠系上统龙潭组（P3l）：为一套海陆交互相含煤地层，岩性为薄至中厚层细砂岩、粉砂岩、粘土岩、粉砂岩质粘土岩组成互层，夹页岩及煤层。该组岩石致密，总厚100～150m，为区域隔水层，含水性弱，主要为裂隙水。对煤矿开采影响教小。二叠系中统茅口组（P2m）：以浅灰至深灰色厚层、块状灰岩为主，岩溶发育，在区域上为强岩溶含水层，由于M3煤层与其距离在15m左右，在受断层等构造等的影响，与灰岩水体沟通的情况容易发生突水。本组对煤层开采影响较大。在开采过程中一定要作好水文观测工作并进一步勘探，查清茅口灰岩的含水性及含水空间特征。以便采取措施防止底板突水事故发生。矿区内无大的地表水体，地表水主要源于大气降水，由于地形呈缓坡状及陡坡状，地表水排泄条件较好。综上所述，矿区水文地质条件简单，但在建设及生产过程中应加强水文地质工作。2、老窑水本矿为整合矿井，整合前的小坡煤矿、湾子煤矿和沙坡煤矿开采历史悠久，根据相关文件精神小坡煤矿已于2006年6月份关闭，湾子和沙坡煤矿已于2006年12月关闭。其采空区存在积水。由于一采区内M8煤层已经采空，故开采一采区M3煤层时采空区积水对矿井开采影响较大，出现老窑突水可能性较大，因此，本矿在开采前，必须对老窑位置及其采空区积水情况调查清楚，矿井工作面的布置必须避开采空区，并对M8煤层采空区积水进行疏放，对M3煤层采空区留设足够的防水煤柱，以保证生产安全。并在开采过程中对老窑积水采7取有效措施，防止发生老窑透水、突水现象。3、滑坡和地面垮塌堆积体含水井田内的滑坡和地面垮塌堆积体覆于煤系地层之上，为一单独含水岩体，含裂隙、孔隙水，大气降水补给，潜水面季节性变化较大，为煤矿床浅部的主要充水因素。4、矿井涌水量本矿井属于以大气降水为主要补给来源的裂隙、孔隙充水矿床，水文地质条件简单。根据《大方县百纳乡九龙湾子煤矿资源/储量核实报告》。考虑到地质条件和水文地质条件的差异，并根据原有矿井生产期间涌水情况，预计矿井正常涌水量20m3/h，最大涌水量40m3/h。第二节安全条件一、地质特征矿区出露地层由老至新分别为二叠系中统茅口组（P2m），二叠系上统龙潭组（P2l）、长兴～大隆组（P2c+d），三叠系下统夜朗组（T1y）及零星分布的第四系（Q）。现由老至新分述如下：茅口组（P2m）：为浅灰、灰白色厚层至块状微粒灰岩或致密灰岩。偶