大白炭抽采设计文档格式.docx
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教授
副教授
汪理全
卢新迎
李维光
刘益文
刘生龙
蒋锐
孙明新
徐龙
邬运美
肖亮
谢洪
经济师
廖洪政
吴朝渡
李智晴
前言
四川省威远县沙湾大白炭煤矿位于威远县两河镇广阳村三社,行政区划属威远县两河镇,矿区面积4.4166km2。
2006年2月8日,四川煤矿安全监察局核准颁发的安全生产许可证批准大白炭煤矿核定生产能力为9万t/a。
2002年6月由四川省国土资源厅核准颁发的采矿许可证批准大白炭煤矿准许开采“大白炭”煤层,开采标高为475m至+425m。
矿区位于资威短轴穹窿背斜的北西翼,井田地层属宽缓褶皱之单斜构造,地层与煤层走向为北东65~85°
,倾向北西5~25°
,倾角2~5°
。
根据四川省地质矿产勘查开发局四0二地质队2006年11月提供的《威远县沙湾大白炭煤矿保有资源储量核实报告》及这两年的生产情况,截至2009年4月,矿山大白炭煤层保有储量126万吨,矿山服务年线为9.6年。
根据《威远县安全生产监督管理局关于2008年全县煤矿瓦斯等级鉴定结果的通知》文件精神知,该矿井2008年绝对瓦斯涌出量为2.49m3/min,相对瓦斯涌出量为15.6m3/t,矿井瓦斯等级为高瓦斯等级。
随着矿井产量增加及开采水平的延深,矿井今后回采工作面及掘进工作面瓦斯涌出量都将继续增大。
为了有效治理瓦斯灾害,从源头上杜绝瓦斯事故的发生,内江市威远县沙湾大白炭煤矿特委托四川矿山安全技术培训中心编制《威远县沙湾大白炭煤矿矿井瓦斯抽采设计方案》。
四川矿山安全技术培训中心接受技术咨询委托后,在组织设计人员现场调研、收集资料的基础上,进行了威远县沙湾大白炭煤矿矿井瓦斯抽采设计方案的编制等工作。
一、设计依据
一)、设计委托
内江市威远沙湾大白炭煤矿(甲方)委托四川矿山安全技术培训中心(乙方)完成甲方煤矿瓦斯抽采技术咨询项目,即“矿井瓦斯抽采系统方案”。
二)规程、规范、规定
1、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026---2006)
2、《煤矿瓦斯抽放规范》(AQ1027---2006)国家安全生产监督管理总局;
3、矿井抽采瓦斯工程设计规范(送审稿)(参考)
4、《煤矿安全规程》(2006版)国家安全生产监督总局
5、《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB50399--2006)中华人民共和国建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
6、《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》(国发【2005】18号)
7、《采矿工程设计手册》(下)(2006年版)
8、《关于加快煤矿瓦斯抽采利用提升矿井本质化安全水平的通知》(川安办【2006】79号)四川省人民政府安全生产委员会办公室
9、《四川省煤矿瓦斯抽采技术暂行规定》(川安监2006--404号)四川省安全生产监督管理局、四川煤矿安全监察局
三)煤矿提供的有关资料
(一)文字部分:
1、《威远县沙湾大白炭煤矿保有资源储量核实报告》(四川省地质矿产勘查开发局四0二地质队,2006.11);
2、《威远县沙湾大白炭煤矿生产能力核定报告》(四川省煤炭设计院,2006.9);
3、《威远县安全生产监督管理局关于2008年全县煤矿瓦斯等级鉴定结果的通知》(2008)
(二)图纸部分
1、威远沙湾大白炭煤业有限公司采掘工程平面图(2009.3);
2、威远沙湾大白炭煤业有限公司通风系统、监控系统、避灾路线图(2009.3);
3、威远沙湾大白炭煤业有限公司地质综合柱状图(2008.2);
4、威远沙湾大白炭煤业有限公司工业广场平面布置图(2008.6)。
5、威远沙湾大白炭煤业有限公司井下供电图(2009.3)
二、设计指导思想
1、安全责任,重于泰山。
本着对工人生命安全及身体健康高度负责的原则,严格执行国家有关安全生产的法律法规。
2、瓦斯抽采设计的编制主要针对矿井在抽采瓦斯过程中存在的各种不安全因素,采用的各种安全措施、设施均依据国家有关安全生产法律、法规、设计规范、安全装备标准等进行编制,尽量采用新技术、新工艺。
其目的是为了保障煤矿安全生产和职工的人身安全,防止瓦斯抽采事故发生。
3、尽量利用矿井现有工业广场(含风井)及其生产、生活的设备、设施,提高瓦斯抽采效益。
三、设计的主要特点
1、设计推荐的瓦斯抽采泵等使用技术成熟,在四川乐山、宜宾、古蔺等地已得到广泛应用,具有充分适应煤矿瓦斯的特点。
2、本设计:
瓦斯抽采属初步设计。
四、设计的主要技术经济指标
1、矿井绝对瓦斯涌出量6.9m3/min。
2、设计矿井瓦斯储量:
9.83Mm3
3、设计矿井瓦斯抽采率:
30%
4、设计矿井瓦斯抽采纯量2.07m3/min
5、概算投资:
124.94万元
五、待解决的主要问题及建议
1)严格采掘与抽采接替的连续进行,将年度抽采计划与采掘计划一并编制,同时执行,同时检查,同时考核,确保日常瓦斯抽采设计与矿井开采设计紧密结合,实现“掘、抽、采”平衡。
2)矿井应尽快开展瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数等瓦斯基本参数和钻孔抽采半径、钻孔布置方式等抽采参数实测考察工作。
3)认真积累本矿瓦斯地质方面的基础资料,在搞好瓦斯参数测定的同时,尽量参考相邻矿井新的瓦斯地质成果,不断修改、完善抽采钻孔施工参数,力求经济、科学。
4)建议改进采煤方法,确保通风系统完善、可靠。
1矿井基本情况
1.1矿井概况
威远县沙湾大白炭煤矿于1995年建矿,1998年投产,2002年改制为股份制企业。
大白炭煤矿所在之井田位于威远县云连镇之西、汪洋镇之东,井田东西长约4.4km,南北宽4.55km,面积近19.9968km2。
大白炭煤矿允许开采范围仅为其中之一部,面积4.4166km2。
矿区位于威远县两河镇广阳村三社,行政区划属威远县两河镇。
矿山至两河镇有4km矿区公路,至仁寿县汪洋镇约24km,至威远县城45km,距威远县连界镇20km。
交通较为方便。
见交通位置图1-1所示。
矿区位置
图1-1威远县沙湾大白炭煤矿交通位置图
2006年10月四川省国土资源厅核发的采矿许可证划定,矿井只开采大白炭煤层,其开采范围由13个坐标拐点圈定,如表1—1所示。
开采深度+475m~+425m,大白炭煤层探明储量258.7万吨,动用储量34.00万吨,保有储量224.7万吨。
表1-1拐点坐标表
点号
X
Y
1
3287705.00
35441860.00
8
3288650.00
35445210.00
2
3287765.00
35442160.00
9
3289430.00
35445960.00
3
3287920.00
35442825.00
10
3290755.00
35445610.00
4
3287430.00
35442950.00
11
3289690.00
35444780.00
5
3287900.00
35444580.00
12
3289080.00
35444480.00
6
3288015.00
35444700.00
13
3288090.00
35441735.00
7
3288060.00
35444670.00
1.2地质特征
1.2.1井田境界
井田内出露的最老地层为三叠系上统须家河组第二段(T3xj2),最新地层为中下侏罗系自流井组(J1-2zl),钻孔揭露最老地层为三叠系中统雷口坡组(T2l)。
由老至新分述如下:
(1)三叠系中统雷口坡组(T2l)
井田钻孔揭露厚度在61.83m以下,为一套褐灰色的咸化海相灰岩、白云质灰岩、泥灰岩。
顶界为剥蚀面构造裂隙,侵蚀裂隙大多为泥质或方解石脉充填,从上往下泥质充填物逐渐减少,变为方解石脉充填,缝合线构造发育,顶部含有次生黄铁矿晶粒及细脉,雷口坡灰岩是本区地层对比的可靠标志层。
(2)三叠系上统须家河组(T3xj)
须家河组为本区的含煤地层,为湖泊、沼泽、河流环境沉积的深灰色泥岩、粉砂岩、黑色炭质页岩、灰白色的长石石英砂岩等,泥岩、砂质泥岩中夹薄煤4~9层,厚约3.71m,并夹透镜状,结核状菱铁矿,全组厚511.00m,其中砂岩类占44.9%,泥岩类占55.1%(包括煤层),煤层约占0.7%。
含丰富的植物化石和少量的动物化石,主要分布于泥质岩中,据古生物、标志层、岩相沉积特征,将本组地层划分为六段,煤层主要含于一、二、四段地层中。
与下伏地层为假整合接触。
(3)中下侏罗系(Jl-2)
紫红色的泥岩、砂质泥岩夹薄层石英砂岩褐黄色的细~粗粒长石石英砂岩,仅见于井田下山的残蚀山顶,与下伏层为假整合接触。
(4)第四系(Q)
分布于勘区的沟谷凹地,为泥砂、残积角砾堆积,一般厚数米。
1.2.2矿区构造
向家寨井田位于资威穹窿的北西翼,鼓牛石、青峰寨两断层之间,为一近水平的简单单斜构造,井田内的主要断层为:
青峰寨断层、牛颈垇断层、鼓牛石断层、白岩湾断层。
青峰寨断层、鼓牛石断层、白岩湾断层均为逆掩断层,分别位于井田东西边界附近,井田中部仅有断距25m以下的牛颈垇断层。
井田内断层对煤层有一定破坏作用,大白炭煤矿处于井田中部,主要受牛颈垇断层影响,但对矿井开采影响不大。
断层特征详见表1-2。
表1-2断层特征表
特征
断层名称
分布
位置
总长
(米)
走向
(°
)
倾向
倾角
垂直断距(米)
b备注
清风寨逆掩断层
井田东部
6240
北6°
~10°
西
南80°
~84°
25°
~21°
10~25
牛颈凹逆掩断层
井田中部
4650
北10°
~20°
北70°
~80°
23°
~18°
25m以下
鼓牛石逆掩断层
井田西部
5000
北3°
~15°
北75°
~87°
东
35°
20~5
白岩湾逆掩断层
1450
北20°
10°
~19°
5~15
1.2.3矿山水文地质条件
(1)地表水
区内年均降水量大于是1100毫米,矿区地表水主要为大气降水,受大气降水控制。
矿区地表巴茅湾与内城农用堰塘,面积分别为2000平方米和1500平方米,水深约1.5米左右,成为矿区地表常年水体,其水量明显受大气降水控制。
矿区地表水的排泄方式主要以片流或径流方式沿低凹地带快速排泄。
(2)地下水
矿区地下水与区域水文地质背景相似。
含水层主要为砂岩,隔水层主要为泥(页)岩,含水层几乎没有水力联系,主要表现为承压和自流。
地下水类型以砂岩裂隙水为主,砂岩孔隙水次之。
矿区第六段厚层砂岩裂隙虽具一定含水性,但其上的泥(页)岩又具有较强的隔水性,而且覆盖于砂岩之上,使砂岩接受大气降水受到限制,其含水量也受到限制,造成矿井涌水量较小。
矿井正常涌水量5m3/h,最大涌水量30m3/h,矿井水文地质较条件较简单。
1.3煤层及煤质特征
1.3.1煤层特征
矿区所采之煤层为上三叠统须家河组下亚组3段之煤层,俗
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