何家冲煤矿瓦斯抽放设计

1前言何家冲煤矿位于赫章县妈姑镇境内。根据贵州省煤炭管理局等六厅局单位联合下发文件《关于毕节地区八县（市）煤矿整合、调整布局方案的批复意见》（黔煤办字〔2006〕97号），原赫章县妈姑镇何家冲煤矿、光明煤矿、顺达煤矿整合为一个矿井。由于顺达煤矿床地质条件复杂，经省、地两级主管部门的论证、审核，同意对赫章县妈姑镇煤矿的整合重新进行调整。2007年7月4日，根据贵州省人民政府文件《省人民政府关于毕节地区毕节市等八县（市）煤矿整合和调整布局方案的批复》（黔府函办字〔2007〕105号文），原赫章县妈姑镇何家冲煤矿、光明煤矿整合为赫章县妈姑镇何家冲煤矿，整合后矿井生产能力为9万t/a。之后该矿进行扩界申请，并于2009年3月4日贵州省国土资源厅下发《关于领取赫章县妈姑镇何家冲煤矿(扩能、扩界)的通知》（黔国土资矿证字〔2009〕163号）。2009年3月，贵州省国土资源厅下发的赫章县妈姑镇何家冲煤矿《采矿许可证》（编号为：5200000920144）；矿区范围0.833km2，开采深度：+2120m～+1700m。生产规模15万t/a。变更规模后，受业主委托，贵州硕翊矿山科技有限责任公司于2010年11月编制完成了《赫章县妈姑镇何家冲煤矿开采方案设计(变更)》，设计生产能力为15万t/a。经评审后，贵州省煤矿设计研究院专家咨询意见，文号：贵煤设咨[2010]91号；尚未进行批复。根据政策要求及最新提供的《赫章县妈姑镇何家冲煤矿生产地质报告》，2010年12月由贵州省煤矿设计研究院编制的变更至30万吨/年《开采设计方案》，于2011年1月24日批复，文号：黔能源煤炭[2011]52号。根据国家对煤矿安全生产提出的“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，《煤矿安全规程》等相关法规，也对高瓦斯、突出矿井的瓦斯抽放提出了明确的要求。根据该矿现状及以上精神，我设计院受业主委托，特编制何家冲煤矿矿井瓦斯抽放设计。本次设计主要立足于解决安全问题。2一、编制设计的依据1、《矿井抽放瓦斯工程设计规范》（MT5018-96）；2、《煤炭工业矿井设计规范》（GB50215-94）；3、《煤炭工业小型矿井煤矿设计规定》；4、《矿井瓦斯抽放管理规范》（1997年7月1日实施）；5、《矿井瓦斯抽放技术规范》；6、《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）；7、《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026-2006）；8、《煤矿安全规程》（2011年版）；9、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；黔能源发〔2009〕281号：关于毕节地区煤炭局《关于请求审批2009年度矿井瓦斯等级鉴定报告的报告》批复；10、贵州省煤田地质局实验室2006年5月提交的煤层自燃倾向等级鉴定报告。11、贵州省煤田地质局实验室2006年5月提交煤尘爆炸性鉴定报告；12、何家冲煤矿井上、井下对照图及现场收集的相关资料；13、国家安全生产监督管理总局令，第19号，《防治煤与瓦斯突出规定》；二、设计的指导思想1、结合矿井实际情况，采用成熟、可靠的技术，力求采用新技术、新工艺、新设备、新材料；2、安全、监测、计量等设备及仪器尽量完备；3、合理布局，尽量减少占地面积，节省管道及安装投资；4、为了便于管理，同时按《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2006）要求，抽放站设计在该矿三采区回风井工业广场附近。5、本设计力求在经济投入上最省，达到瓦斯抽放工程实施办法的要求。6、本次设计对于瓦斯利用只作了简单概算，如果矿方以后需要利用瓦3斯发电，将根据实际抽放效果而定。三、主要技术经济指标1、抽放规模：高负压：2BEC-400型水环真空泵2台，单泵配套电机功率132Kw工作电压：380/660V转速n=530r/min，Q=60～80m3/min主管道DN300mm，支管道DN150mm。可采用焊接管,也可采用同矿用PVC塑料管，公称压力0.6MPa。低负压：2BEC-420型水环真空泵2台，单泵配套电机功率160Kw工作电压：380/660V转速n=490r/min，Q=100～120m3/min主管道DN300mm，支管道DN200mm。可采用焊接管,也可采用同矿用PVC塑料管，公称压力0.6MPa。2、抽放站占地面积：约150m23、项目投资：见预算书。4第一章矿井概况及安全条件第一节矿井位置一、交通位置何家冲煤矿位于赫章县南西侧，直线平距约24公里，有滇黔公路326国道经矿山通过，井田另有县道17公里至212省道。交通十分便利，产品外运条件较好。详见交通位置图。(图1-1)图1.1何家冲煤矿交通位置图5二、矿区位置何家冲煤矿地理坐标:东经104°32′31″～104°33′04″，北纬26°57′57″～26°58′42″。井田位于妈姑--簸箕沟向斜南西翼北西端及北西转折端近轴部过渡地段，井田面积为0.833km2，开采深度为+2120m～+1700m。其拐点坐标见表1-1-1。表1-1-1矿区范围拐点坐标表拐点编号XY12984679.0035455452.0022984303.0035455132.0032984000.0035455445.0042983890.0035454800.0052985250.0035454550.0062985375.0035454768.00第二节地层及地层特征一、地层、煤系地层矿区位于二叠统含煤岩系宣威组（西相区）与龙潭组至长兴、大隆组（东相区）的过渡相区。出露地层有上二叠统峨嵋山玄武岩组（P3β）、宣威组（P3x）及下三叠统飞仙关组（T1f）。现按地层由老至新的层序描述如下：峨嵋山玄武岩组（P3β）：据岩性分为上、下两段。下段厚250米，为灰绿、灰兰、暗绿黄色块状玄武岩，具气孔状和杏仁状结构，中央4—5层灰兰色、暗紫红色凝灰岩；上段厚10—40米，为紫红色、紫灰色层状凝灰岩，由南到北逐渐增厚。宣威组（P3x）：属陆相沉积，一般分为上、下两段。下段（P3x1）厚67—118米，大致与东相区的龙潭组（p3l）相当。该段下部岩性由黄绿、6灰绿紫色细砂岩、砂质页岩及页岩，粘土质页岩互层组成，间夹1—4层黄绿色斑状凝灰质灰岩；上部岩性为黄褐夹绿色薄层细砂岩，中夹灰白色砂质页岩及粘土岩，偶夹炭质页岩；顶部有一层全区稳定的可采煤层，并以此与上段分界。上段（P2x2）厚18.85—73.82m，大致与东相区的长兴—大隆组（P2c-d）相当。下部岩性以粘土岩、砂质页岩、炭质页岩为主，夹薄层状细砂岩；上部岩性以黄绿色、灰绿色细砂岩为主，间夹页岩；该段见煤五层，全区可采和局部可采煤层四层，是矿区的主要含煤岩系。三叠系飞仙关组（T1f）：矿区厚度不详。主要由黄绿、紫色砂页岩夹泥灰岩组成。第四系（Q）：浮土、粘土、砂质粘土，表层为腐植层，厚0—15m。二、煤系地层的含煤性本区含煤地层为宣威组（P3x），地层厚度85.85～191.82m，平均厚度138.84m，含煤一般4—6层，含煤总厚1.62—18.44m，平均11.57m，含煤系数8.3%，可采及局部可采煤层约6层，其中主要可采煤层有4层（其编号C201、C202、C204、C205），零星可采煤层有两层，编号为C206、C203。三、煤系地层走向、倾向、倾角及其变化规律矿区处在上扬子准台西侧威水断陷盆地边缘，主要的褶曲为妈姑--簸箕沟向斜。区内构造线方向有NE向、NW向，地层倾角为25°－50°左右，平均为41°。四、断层、褶皱、陷落柱、剥蚀条带发育及分布规律区域内主要构造带为阿维寨断层和砂石浪断层。矿区地层呈北东倾斜的单斜构造产出。界内南部、东侧各有一条断裂构造F9、F10，对矿区内地层与煤层未造成大的影响，将矿区煤层错断。现分述如下：F9断裂：走向南北，倾向东，走向长约1.5公里，断层将矿区煤层错断，错距约为30m左右，为一横向断裂。F10断裂：走向南东，倾向北西，走向长约1.0公里，断层将矿区煤层7错断，错距约为30—50m左右，为一横向平移断裂。五、地质构造及类型按《煤、泥炭地质勘查规范》（DT/T0216-2002）附录D可确定该区构造复杂程度为中等复杂构造类型。第三节含煤地层、煤质特征一、煤层赋存情况矿区内有C201、C202、C204、C205四层，均属上二叠统宣威组上段含煤岩系。现将各可采煤层地质特征叙述如下：C201煤层：黑色、块状或粉状，油脂光泽，线理或细条带结构，半暗型煤。位于宣威组的上段底部，上距C202煤层6—19.5m，一般间距厚度约13m，煤层厚度为0.68—8.33，平均厚度5.29m，厚度变化大，属可采煤层。顶板岩性为黄绿色薄层细砂岩，底板岩性为黄绿色夹白色页岩。C202煤层：黑色、块状或粉状，线理或细条带结构，半暗型煤。位于宣威组的上段中下部，上距C204煤层约8.86—25.6m，一般间距厚度约17.23m,煤层厚度为0.35—7.01，平均厚度3.93m，厚度稳定，属主要可采煤层。顶部岩性为黄至灰白色薄层页岩及砂质页岩，底板岩性为灰绿色薄层细粒砂岩夹砂质页岩。C204煤层：黑色、块状或粉状，线理或细条带结构，暗淡型煤。位于宣威组的上段中上部，上距C205煤层约7—12m，一般间距厚度约9m,煤层厚度为0.40—1.71，平均真厚1.20m，煤层厚度变化较大，不稳定，可采。顶板岩性为浅灰、灰绿色中厚层细砂岩；底板岩性为灰白至黄灰色薄层页岩及砂质页岩。C205煤层：黑色、块状或粉状，线理或细条带结构，半暗型煤。位于宣威组的上段中上部，上距下三迭统飞仙关组（T1f）底界约2.3—20.5m，一般间距厚度约10m，平均真厚1.05m，煤层厚度变化大，不稳定，局部可采。8顶板岩性为浅灰、灰绿色中厚层细砂岩；底板岩性为灰白至黄灰色薄层页岩及砂质页岩。煤层特征见表1-3-1。表1-3-1煤层特征表煤层名称煤层厚度(m)层间距（m）煤层夹矸数稳定性煤层倾角(°)平均顶底板岩性最小最大平均顶板底板C2050.191.391.0590-1不稳定局部可采25—5041粉砂岩泥岩泥质粉砂岩泥岩、泥质粉砂岩C2040.401.711.200-2不稳定局部可采25—5041粉砂岩泥岩粉砂岩、砂岩泥岩、泥质粉砂岩17.23C2020.357.013.930-1稳定可采25—5041粉砂岩泥岩泥质粉砂岩泥岩、泥质粉砂岩13C2010.688.335.290-1稳定可采25—5041粉砂岩泥岩泥质粉砂岩泥岩、泥质粉砂岩二、煤层顶底板岩性特征C201煤层：顶板岩性为黄绿色薄层细砂岩，底板岩性为黄绿色夹白色页岩。C202煤层：顶部岩性为黄至灰白色薄层页岩及砂质页岩，底板岩性为灰绿色薄层细粒砂岩夹砂质页岩。C204煤层：顶板岩性为浅灰、灰绿色中厚层细砂岩；底板岩性为灰白至黄灰色薄层页岩及砂质页岩。C205煤层：顶板岩性为浅灰、灰绿色中厚层细砂岩；底板岩性为灰白至9黄灰色薄层页岩及砂质页岩，三、煤质特征（1）物理性质煤层颜色、条痕均为黑色，玻璃光泽、镜煤上的断口为贝壳状，由暗煤、镜煤、丝炭四个煤岩组成，由于中种煤岩组分中的含量及比例不同，从而构成了不同的宏观煤岩类型（即光亮型煤、半亮型煤、半暗型煤）。煤层中有机显微组分多为镜质组、半镜质组组成，无机显微组分以硫铁矿物、粘土矿物、石英为主，黄铁矿物、方解石次之，显微煤岩类型为微暗煤，成因类型为腐植煤。（2）化学组成及主要工艺性能根据煤炭分类国家标准（GB/T15224-2004），确定矿区内可采煤层均为肥—焦煤，根据国家标准GB/T15224.1-2004，本矿的C201煤层属中灰、特低硫、特高热值主焦煤；C202煤层属中灰、中硫、高热值主焦煤，用于炼焦及民用；C204煤层属中灰、中硫、低热值主焦煤，用于炼焦及民用；C205煤层属中灰、特低硫、低热值主焦煤，煤质特征见表1-3-2。表1-3-2可采煤层煤质特征表煤层编号化验分析成果灰份(Ad)%挥发份(Vdaf)%硫份(Std)%发热量(Qnet.d)MJ/kg最小-最大最小-最大最小-最大最小-最大平均平均平均平均C20522.22-38.1521.01-24.66