平煤五矿己四采区瓦斯抽放设计说明.docx
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平煤五矿己四采区瓦斯抽放设计说明
平煤五矿己四采区瓦斯抽放设计
摘要:
对突出矿井而言,煤矿生产过程中的最大安全隐患是瓦斯事故。
由于瓦斯事故的危害极大,消除瓦斯事故隐患需要花费较多的时间和费用,而瓦斯灾害事故的威胁也极大限制了煤矿生产规模,生产效率和经济效率的提高。
瓦斯灾害的有效控制是保证我国煤炭工业可持续发展的一个关键性问题。
平煤五矿己四采区煤层瓦斯抽放设计采用上下顺槽打顺层平行钻孔预抽、高位钻孔抽放和采空区埋管抽放、上隅角抽放相结合的瓦斯抽放方法,它能确保采掘工作在低瓦斯含量条件下采掘,给采掘工作创造安全环境。
根据平煤五矿己四采区的各项资料研究瓦斯抽放设计的合理组合方式,工艺参数,抽放效果评价技术等是非常有必要的,能够为矿井瓦斯抽放的科学管理,生产计划的科学编制以及计划的严格实施提供必要的科学依据,也是确保安全生产,提高工作效率和生产效益的有效手段。
关键词:
瓦斯抽放;平行钻孔;高位钻孔
MinmetalshadfourminingareaPingdingshanGasDrainageDesign
Abstract:
Ofthegasmine,thecoalproductionprocessisthebiggestsecurityriskofgasaccidents.Greatharmbecausegasaccidentsandeliminatehiddenperilsofgastakesmoretimeandcost,andthethreatofgasdisastershavealsogreatlylimitsthescaleofcoalproduction,productivityandeconomicefficiency.EffectivecontrolofgasdisasteristoensuresustainabledevelopmentofChina'scoalindustryisakeyissue.
PingmeiMinmetalshadfourminingareaingastankdesignusesaplayupanddownalongthebeddingparalleltononpallelboring,andhighlevelboreholeingobdrainagepipe,drainageintheuppercornerofacombinationofgasdrainagemethod,hecanensurethattheexcavationworkundertheconditionsoflowgascontentofthework,tocreateasafeworkingenvironmentformining,pumpinggascostsarerelativelylow.
AccordingtoMinmetalshadfourminingareasPingmeialltheinformationoftherationaldesignofcombinationofgasdrainage,processparameters,suchasdrainageeffectevaluationtechnologyisnecessary,beabletominegasdrainageandscientificmanagement,productionplanningthescientificestablishmentandstrictimplementationofplanstoprovidethenecessaryscientificbasis,butalsoensuresafetyinproduction,improveefficiencyandeffectivemeansofproductionefficiency.
Keywords:
gasdrainage;nonpallelboring;highlevelborehole
1绪论
1.1概述
五矿位于矿区西部,是平煤天安煤业股份所属大型矿井之一,行政区划分属市和宝丰县管辖。
地表围为龙山至擂鼓台的低山丘地带,地势中间高,南北低,最高点为擂鼓台,标高+505.6m,其次为龙山,标高+464.3m,南坡陡,北坡缓,呈单面山形,为本区地表分水岭。
矿区又连接京广、焦枝两大干线的孟——宝支线、矿区铁路专用线;以市为枢纽与周边县市相通形成公路交通网,交通十分便利,使得煤炭外运便捷。
五矿由原矿务局1956年报煤炭工业局立项,经煤炭工业部批准建设,1956年10月开工建设。
1958年12月建成投产,设计生产能力1.20Mt/a。
矿井现有可采储量按核定能力1.65Mt/a剩余服务年限为12年,原设计年生产能力1.20Mt/a,服务年限为64年,1996年经集团公司同意,将六矿己组煤层划归五矿开采增加了五矿可采储量。
1968年12月投产截止2010年末已生产52年,剩余服务年限符合设计要求及相关规定,三水平-800~-1000m未计算的己组煤煤炭储量将矿井剩余服务年限又延长了,矿井的煤炭资源有可靠的保障。
至2010年12月31日矿井保有资源储量108.6Mt,工业储量88.3Mt,可采储量39.1Mt。
五矿水文地质条件复杂。
己组煤含水层为己组顶板砂岩和地板L2含水层,间接冲水层L7灰岩和寒武系白云质灰岩含水层。
庚组煤含水层为L2、L7灰岩含水层,间接充水含水层为寒武系白云质灰岩含水层。
主要隔水层为己组地板10m左右的粉细砂岩,砂质泥岩隔水层,和L2~L5间砂泥岩段隔水层,及庚组煤层底板L7白云质灰岩含水层间的泥岩,砂质泥岩隔水层。
地表无大的水源,只有多条季节性冲沟,矿井总的正常涌水量为928m3/h。
矿井水文条件类型为Ⅲ类。
瓦斯:
属突出矿井,己组煤层是突出煤层,瓦斯含量随深度增加而增加;庚20煤层属低瓦斯煤层。
己组煤层瓦斯压力:
-310m水平0.78MPa,-437m水平1.85MPa;-650水平2.7MPa;瓦斯压力梯度为0.0057MPa/m。
己组煤的绝对瓦斯涌出量为12.4~29.1m3/min,相对瓦斯涌出量为9.2~13.1m3/t。
煤尘:
己15煤爆炸性指数为30.18%,己16-17煤煤尘爆炸性指数为27.75%,庚20煤没尘爆炸性指数为32~35%。
自燃:
己组煤自燃发火期为3~6个月,庚20煤自燃期2~3个月。
地温:
己组煤在-44m以上岩温为1.3~1.5℃以上,-400~-800m为二级热害区,低温梯度3.07℃/百米。
在-800m以下将达到50℃。
庚20煤层前部开采时温度为27℃左右。
1.2设计的指导思想
结合平煤五矿的开采技术条件,依靠科技进步,树立“瓦斯事故可以预防和避免”、“瓦斯是自愿和洁净能源”的意识,贯彻“安全第一、预防为主”和瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”的方针,加强瓦斯治理与利用的工作,努力建设本质安全矿井。
1.3抽采效果预计
1.3.1瓦斯抽采率
根据上述瓦斯参数,结合矿区实际抽采效果和我国瓦斯抽采技术的发展以及国家发改委文件(发改能源[2005]1137号文)的要求,确定本矿的瓦斯抽采率为50%。
1.3.2矿井瓦斯抽采量
矿井瓦斯抽采量包括综采工作面、掘进工作面、采空区、老空区等地点瓦斯抽采量。
2矿井概况
2.1井田概况
2.1.1交通位置
天安煤业股份五矿(简称平煤五矿)位于市以西10km,在矿区的西部,东部与一矿、四矿为邻,西与十一矿为邻,北和六矿为邻。
行政区划分属市郊区和宝丰县管辖。
连接京广、焦枝两大干线的孟(庙)~宝(丰)支线和矿区铁路专用线与矿井工业广场铁路接轨,铁路运输已形成。
公路以市为枢纽与周边县市相通,交通十分便利。
2.1.2地形地貌
五矿己组煤深部区地表为龙山至擂鼓台的低山丘陵地带,地势中间高,南北低,最高点为擂鼓台,标高+505.6m,其次为龙山,标高+464.3m,南坡陡,北坡缓,呈单面山形,为本区地表分水岭。
地面建筑有六矿北山进风井、回风井、五矿北山进风井以及山庄、马沟、户口、周家等18个村庄。
由于受开采影响,地表将会出现不同程度下沉。
2.1.3地表水
井田围无天然河流和水库,区山间冲沟发育,有季节性溪水注入沙河、汝河,地表排泄条件良好。
2.1.4气象及地震
本区属暖温带半干旱季风气候。
根据气象站的资料,历年来最大降雨量1322.6mm,最小降雨量373.9mm,平均降雨量732.8mm,雨季一般集中在6~9月份。
历年最大蒸发量2825mm,最小蒸发量1490.5mm,年平均蒸发量1880.4m,蒸发量大于降雨量。
历年最高气温42.6℃,最低气温-18.8℃,平均气温14.9℃.
风向随季节而变,夏季多为东南风和南风,秋、冬季多为西风和西北风。
冰冻期一般为11月到次年3月,最大冻土层深度220mm,最大积雪厚度160m最长冰冻期为170天。
本区地震基本烈度为Ⅵ度。
图2-1交通位置图
2.1.5自然和生态环境概况
自然和生态环境受地形地貌所控制。
丘陵地区荒坡和植被面积大,耕地面积小。
表土为残坡积物,厚度小,土质差,种植玉米,大豆、红薯等。
植被以槐树为主,其次有粟树、果树等。
山涧河谷平原全部为耕地,表土厚,土质好,粮食作物以小麦为主,其次有玉米,大豆、红薯。
经济作物以烟叶为主。
2.1.6矿井煤炭生产及规划概况
平煤五矿58年投产,设计生产能力1.2Mt/a,1984年达到设计产量,2004年产煤1.43Mt,己四采区投产后,煤炭产量将达2.0Mt/a。
2.1.7现有水源、电源
1、水源
矿井工业广场建有水厂,供水能力为15000m3/d,能满足井上下所有系统的供水需求。
2、电源
工业广场6kV电源引自庄降压站,用双回路LGJ-2×185mm2导线联接,每趟导线长1.7km,矿井装机容量为20000kW。
北翼己组煤开采6kW电源来自六矿北风井35kW降压站,六矿北风井电源引自庄降压站,用双回路LGJ-95导线联接,六矿北风井降压站有两台8000kVA变压器(35/6.3)、9台高压开关柜。
2.2井田地质特征
2.2.1地质构造
煤田位于华北平原西南部边缘,伏牛山以北,箕山以南。
本煤田处于豫西断隆、华北断拗和北岭褶皱带的交接部位。
先后受到中岳期、怀远期、加里东期、印支期、燕山期和喜马拉雅山期六次构造运动的影响。
矿区突出的地质特征为断块隆起,四周凹陷。
区主体构造为一宽缓的复式向斜,即以口向斜和灵武山向斜为主,其间为尖山背斜的一系列北西方向的褶皱。
口向斜为东南端收敛、西北端呈扇形展开的宽缓褶曲,向北西方向倾伏。
区断层主要是一组平行褶曲轴向的正断层及逆断层。
如七里店断层、白石沟逆断层、任店断层、锅底山正断层和九里山断层。
五矿己四采区位于口向斜的西南翼,锅底山断层以北。
口向斜西南翼为一平缓单斜构造,走向280°~295°,倾向北东,地层倾角5°~17°,平均10°。
锅底山断层位于口向斜西南翼的西南部,是控制该区的主要地质构造,47勘探线以东走向312°,以西折转为350°,倾向西南,东北盘抬升,西南盘下降,为落差40~280m的高角度正断层。
五矿己四采区位于锅底山断层的东北盘,从现有资料分析,采区上部构造复杂,发育有F5正断层、山庄复式褶皱和诸庙背斜,中下部也发育有多条断层。
(一)褶皱
1、诸庙背斜轴部位于4
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