普定县东光煤矿瓦斯抽放专项设计新.docx
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普定县东光煤矿瓦斯抽放专项设计新
普定县东光煤矿
瓦斯抽采专项设计
资料目录
一
《普定县东光煤矿瓦斯抽采专项设计》说明书
1份
二
附图
图号
比例
份数
序号
图名
1
开拓方式平、剖面图
Z-01
1:
5000
1
2
采区巷道布置及机械配备平、剖面图
Z-02
1:
2000
1
3
瓦斯抽采系统布置平面图
Z-03
1:
2000
1
4
瓦斯抽采站位置图
Z-04
1:
500
1
5
瓦斯抽采泵房及低位水池布置图
Z-05
1:
100
1
6
瓦斯抽采泵房设备及附属设施布置图
Z-06
1:
100
1
7
瓦斯抽采泵房防雷布置图
Z-07
1:
100
1
8
瓦斯抽采站供电系统图
Z-08
示意
1
9
放空管安装示意图
Z-09
示意
1
10
放空管拉线装置安装示意图
Z-10
示意
1
11
放空管遮雨帽制造图
Z-11
示意
1
江苏省第一工业设计院有限责任公司
二〇一一年七月
普定县东光煤矿
瓦斯抽采专项设计
说明书
建设规模:
30万吨/年
江苏省第一工业设计院有限责任公司
二〇一一年七月
普定县东光煤矿
瓦斯抽采专项设计
说明书
建设规模:
30万t/a
院长:
总工程师:
项目负责:
江苏省第一工业设计院有限责任公司
二〇一一年七月
附 件 目 录
1、设计委托书;
2、普定县东光煤矿《采矿许可证》(副本),证号:
5200000830409;
3、贵州省国土资源厅文件(黔国土资储备字[2008]157号):
“关于《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量备案证明”及黔国土规划院储审字[2008]159:
“《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审意见书”;
4、贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]70号):
“对安顺市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”;
5、贵州省煤田地质局实验室2003年12月30日提交的光明煤矿13#、15#煤层的煤尘爆炸性鉴定报告及15#煤层自燃倾向性鉴定报告,据业主调查核实,当时的13#、15#煤层,即本报告的14、16号煤层;
6、贵州省煤炭管理局文件(黔煤规字[2008]660号):
“关于对普定县东光煤矿(整合)开采方案设计的批复”及贵州省煤炭工业协会文件:
“关于《普定县东光煤矿(整合)开采方案设计》专家评审意见”;
7、贵州煤矿安全监察局林东监察分局文件(黔煤安监林字[2008]316号):
“关于安顺市普定县东光煤矿(整合)安全设施设计的批复”。
附 图 目 录
序号
图名
图号
比例
份数
1
开拓方式平、剖面图
Z-01
1:
5000
1
2
采区巷道布置及机械配备平、剖面图
Z-02
1:
2000
1
3
瓦斯抽采系统布置平面图
Z-03
1:
2000
1
4
瓦斯抽采站位置图
Z-04
1:
500
1
5
瓦斯抽采泵房及低位水池布置图
Z-05
1:
100
1
6
瓦斯抽采泵房设备及附属设施布置图
Z-06
1:
100
1
7
瓦斯抽采泵房防雷布置图
Z-07
1:
100
1
8
瓦斯抽采站供电系统图
Z-08
示意
1
9
放空管安装示意图
Z-09
示意
1
10
放空管拉线装置安装示意图
Z-10
示意
1
11
放空管遮雨帽制造图
Z-11
示意
1
前言
普定县东光煤矿属整合矿井,由原东风煤矿(3万t/a)和光明煤矿(6万t/a)整合而成。
矿区位于贵州省普定县北西部补郎乡等锥村,行政区划属普定县补郎乡管辖,其地理坐标:
东经105°49′51″~105°51′12″,北纬:
26°26′25″~26°27′51″,矿区主要以公路交通为主,安(顺)织(金)县道从矿区内经过,至安顺约40公里、普定县城29km、安顺电厂约40km,交通便利。
该矿设计生产能力30万t/a,根据贵州省国土资源厅颁发的采矿许可证(证号:
5200000830409)划定的矿界,采矿权范围由7个拐点坐标圈定,矿区面积3.3306km2,开采深度+1600~+1000m标高。
该矿于2008年6月委托贵州省煤矿设计研究院作了《普定县东光煤矿(整合)开采方案设计》,同年7月经贵州省煤炭管理局核准登记,同年10月提交了《普定县东光煤矿(整合)安全专篇》,同年12月取得了贵州煤矿安全监察局林东监察分局批复,同意该方案实施。
该矿至今尚未建成投产。
根据贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]70号):
“对安顺市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”,光明煤矿绝对瓦斯涌出量为2.14m3/min,相对瓦斯涌出量为8.56m3/t。
二氧化碳绝对涌出量为0.30m3/min,相对涌出量为1.20m3/t,鉴定当年,属低瓦斯矿井。
据该矿提供的资料,原东风煤矿1997年6月在6号煤层中掘时发生煤与瓦斯突出,突出煤量约90m3。
据贵州省黔安监管办字[2007]345号:
“《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》”,该矿所在地区为国家划定突出矿区,矿区位于普定县,属于煤与瓦斯突出危险区域,并且原东风煤矿发生过煤与瓦斯突出,因此该矿按煤与瓦斯突出矿井管理。
为了进一步贯彻执行国家煤矿安全监察局提出的“以风定产,先抽后采(掘)、监测监控”的方针政策,消除和防止煤与瓦斯突出危险,确保矿井安全生产和建设,该矿特委托我单位进行编制瓦斯抽采专项设计。
一、设计依据
(一)设计委托书
普定县东光煤矿瓦斯抽采专项设计委托书。
(二)设计依据的文件
1、普定县东光煤矿《采矿许可证》(副本),证号:
5200000830409;
2、贵州省国土资源厅文件(黔国土资储备字[2008]157号):
“关于《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量备案证明”及黔国土规划院储审字[2008]159:
“《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审意见书”;
3、贵州省煤炭管理局文件(黔煤行管字[2007]70号):
“对安顺市煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”;
4、贵州省煤田地质局实验室2003年12月30日提交的光明煤矿13#、15#煤层的煤尘爆炸性鉴定报告及15#煤层自燃倾向性鉴定报告,据业主调查核实,当时的13#、15#煤层,即本报告的14、16号煤层;
5、贵州省煤炭管理局文件(黔煤规字[2008]660号):
“关于对普定县东光煤矿(整合)开采方案设计的批复”及贵州省煤炭工业协会文件:
“关于《普定县东光煤矿(整合)开采方案设计》专家评审意见”;
6、贵州煤矿安全监察局林东监察分局文件(黔煤安监林字[2008]316号):
“关于安顺市普定县东光煤矿(整合)安全设施设计的批复”。
(三)设计依据的法律、条例、规程、规范、细则
1、《中华人民共和国煤炭法》(1996.8);
2、《中华人民共和国安全生产法》(2002.6.29);
3、《中华人民共和国矿山安全法》(1992.11.7);
4、《中华人民共和国矿山安全法实施条例》(1996.10.11);
5、《煤矿安全规程》(2011年版);
6、《防治煤与瓦斯突出规定》;
7、《煤炭工业小型矿井设计规范》(GB50399—2006);
8、《矿井瓦斯涌出量预测方法》(AQ1018-2006);
9、《煤矿瓦斯抽采基本指标》(AQ1026—2006);
10、《矿井瓦斯抽放规范》(AQ1027—2006);
11、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》(GB50471—2008);
12、《煤矿安全监测监控系统及检测仪器使用管理规范》(AQ1029—2007)。
二、设计指导原则
1、严格执行国家有关安全生产的法律、法规;
2、严格执行“先抽后采、监测监控、以风定产”的煤矿瓦斯治理十二字方针;
3、合理安排掘进、抽放、回采三者的超前和接替关系,保证瓦斯抽采所需要的时间,提高抽采效果;
4、尽可能利用开拓、准备、回采巷道抽采瓦斯,必要时布置专用瓦斯抽采巷道。
三、主要技术经济指标
1、矿井瓦斯储量:
46525.14万m3;
2、矿井瓦斯可抽量:
30241.34万m3;
3、矿井瓦斯抽采率:
65%;
4、抽采年限:
12.7a;
5、劳动定员:
32人;
6、总投资:
425.318万元。
四、存在的主要问题及建议
该矿现有煤层瓦斯资料数据较少,因此,建议矿井在今后的抽采过程中,进一步加强瓦斯地质工作,探明各煤层的瓦斯赋存规律和地质构造情况,加强矿井瓦斯抽采资料的收集整理,以进一步优化矿井瓦斯抽采参数,指导矿井安全生产和建设。
第一章矿井概况
第一节概述
一、矿井交通位置
普定县东光煤矿属整合矿井,由原东风煤矿(3万t/a)和光明煤矿(6万t/a)整合而成。
矿区位于贵州省普定县北西部补郎乡等锥村,行政区划属普定县补郎乡管辖,其地理坐标:
东经105°49′51″~105°51′12″,北纬:
26°26′25″~26°27′51″,矿区主要以公路交通为主,安(顺)织(金)县道从矿区内经过,至安顺约40公里、普定
县城29km、安顺电厂约40km,交通便利。
见矿区交通位置图1-1-1。
图1-1-1矿区交通位置图
二、矿井自然概况
1、地形地貌
该矿属低中山,以溶蚀-侵蚀、剥蚀地貌为主。
含煤地层(碎屑岩)与上覆三叠系地层(碳酸盐岩)多形成陡崖:
碎屑岩地层地势较缓,多被第四系坡积物覆盖,沟谷较发育,分布于矿区东部;碳酸盐岩地层形成峰丛—洼地地貌,其落水洞、溶洞、溶斗等岩溶微地貌较发肓。
地势西高东低,北高南低,最高点位于等堆,标高为+1706.5m,最低处为矿井东部溪沟,标高+1400m,该区地形标高一般为+1400~+1600m,相对高差一般200~250m。
沟谷的切割深度(高差)一般为100~200m。
距该矿约4公里的三岔河河谷标高+1075m,为区域内最低侵蚀基准面。
2、气象及地震
矿区地处亚热带湿润季风气候区,冬无严寒,夏无酷暑,气候宜人。
根据普定县气象局有关资料记载:
最高气温34.3℃,最低气温-11.1℃,年平均气温15.1℃;年平均降水量1378.2mm,日最大降水量174.3mm,冬季有冰冻和降雪天气,夏季雨水丰富,有暴雨。
每年5~8月为降雨季节,其中6~8月时有暴雨和大暴雨出现。
最长凝冻时间为2008年1月14日至2008年2月14日。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),地震烈度为Ⅵ度,地震动峰值加速度为0.05g。
3、地表水系及河流
区内无较大的河流及地表水体,地表水以小溪沟形式存在,小溪沟多发育在含煤地层(碎屑岩)附近,枯季多干涸。
区域水系属乌江水系三岔河流域。
三、矿井境界
根据贵州省国土资源厅颁发的采矿许可证(证号:
5200000830409)划定的矿界,采矿权范围由7个拐点坐标圈定,矿区面积3.3306km2,开采深度+1600~+1000m标高。
矿区走向长约1.9~3km,倾斜宽约0.8~1.4km,受F5断层自然分割为南北两块段,北块段走向长约1.5km,倾斜宽约0.8~1.4km,南块段走向长0.4~1.5km,倾斜最大宽约0.8km。
拐点坐标见表1-1-2。
表1-1-2矿区拐点坐标表
拐点编号
X坐标(m)
Y坐标(m)
1
2926500
35583570
2
2927225
35582863
3
2928600
35584250
4
2927609
35585049
5
2926220
35585120
6
2925965
35584845
7
2926360
35584415
面积
3.3306km2
开采深度
+1600~+1000m标高
四、矿井资源/储量
根据贵州省国土资源厅文件(黔国土资储备字[2008]157号):
“关于《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量备案证明”及黔国土规划院储审字[2008]159:
“《贵州省普定县东光煤矿资源储量核实报告》矿产资源储量评审意见书”,截至2007年12月31日,该矿准采标高范围内保有资源储量(331+332+333+334?
)1352万吨,其中(331)116万吨;(332)649万吨,(333)227万吨,(334?
)360万吨。
见表1-1-3。
表1-1-3各煤层资源/储量汇总表单位:
万t
煤层编号
331
332
333
334?
合计
6
44
177
51
133
405
14
22
88
156
96
362
16
32
220
11
104
367
21
18
164
9
27
218
27
0
0
0
0
0
合计
116
649
227
360
1352
五、矿井设计生产能力及服务年限
该矿井设计生产能力为30万t/a,根据《普定县东光煤矿(整合)开采方案设计》、《普定县东光煤矿(整合)安全专篇》,计算服务年限为12.7a。
第二节地质及煤层特征
一、地层及地质构造特征
1、地层
井田及邻近出露的地层为二叠系中统茅口组至三叠系下统大冶组,现从老到新分述如下:
1)二叠系中统茅口组(P2m)
出露于矿井东部区外。
主要为浅灰色、深灰色中厚层状、厚层状灰岩,含白云质团块或白云岩,具缝合线构造,产腕足类、蜓等动物化石。
2)二叠系上统峨眉山玄武岩组(P3β)
出露于矿井东部边缘,主要岩性为暗绿、灰绿色玄武质熔岩及玄武质火山角砾岩,间夹少量凝灰岩。
产腕足类及海百合化石。
钻探揭露厚度65.94米与上覆龙潭组呈假整合接触。
3)二叠系上统龙潭组(P3l)
为井田主要含煤地层,是一套海陆交互相多旋回沉积,旋回结构明显。
岩性由灰色、深灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、泥岩、泥灰岩、煤层及灰岩组成。
灰岩14~26层、厚35.99~74.86M平均57.12M、灰岩占11.09~23.11%。
含煤11~23层,一般16层左右,可采煤层5层。
厚度6.3~9.54m,平均7.39m。
龙潭组厚度301.00~374.91m,平均323.98m,厚度在倾向上向深部增厚,在龙潭组上段增厚。
下段(P3l1):
以粉砂岩、泥质粉砂岩为主,多产植物化石;夹7~9层灰岩,中上部为27号局部可采煤层。
厚度104.33~124.79m,平均115.69m,厚度变化不大。
上段(P3l2):
以粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩为主,夹细砂岩、灰岩。
夹8~14层灰岩,上部为6煤层全区可采煤层,底部有14、16、21号全区可采煤层,厚174.78~270.37m,平均208.29m,厚度在倾向上向深部增厚由174.18-187.65M增至227.71~240.70M。
4)长兴组(P3c)
出露于矿井中部,岩性以深灰色硅质灰岩、燧石灰岩为主、夹钙质泥岩及粉砂质泥岩。
本组地层在地表上常呈一小陡坎,顶部呈一小平台。
厚度32.16~48.30m,平均37.73m,厚度变化不大。
与下伏地层呈整合接触。
5)三叠系下统大冶组(T1d)
出露于勘查区中西部及外围。
岩性主要为灰色灰岩、灰色灰绿色粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩等,具波状层理、交错层理,产瓣鳃类及腕足类动物化石。
组内连续沉积,与下伏地层呈假整合接触。
根据岩性分为二段:
第一段(T1d1):
主要为灰色石灰岩、灰色灰绿色粉砂岩,产瓣鳃类及腕足类动物化石等动物化石。
具水平层理、波状层理。
厚度135.79~150.12m,平均为141.77m。
第二段(T1d2):
岩性主要为灰色灰岩。
在本区出露不全,钻探厚度85.43~166.92m。
6)第四系(Q)
区内第四系零星分布于河谷阶地、岩溶谷地、岩溶洼地等,主要由松散的崩塌物、坡积物、沟谷冲积物、粘土等组成,厚度0~10m。
与下伏地层呈角度不整合接触。
2、地质构造特征
矿区位于补郎(普定)向斜南东翼东北段,补郎向斜呈北北东-南西走向,井田总体构造形态为一单斜构造。
有一长度约2000m、南东-北西走向的逆断层F5,落差30~75m,倾角60°~70°。
F5断层将井田分为南西和北东两块段,北块段走线长约1.5km,倾向宽约1.5km,地层倾角一般在15~25°,深度变缓为10~15;南块段走向约0.4~1.5km,倾向宽约0.8km,地层倾角一般在30~36°。
该断层对煤层开拓有一定影响,设计将该断层作为划分采区的天然边界。
矿区发现一隐伏正断层F6,落差40~70m左右,北东~南西向大致沿走向延伸,该断层使下部煤层倾角变缓,致使27号煤层下部地层部分缺失。
该断层大致沿走向破坏了所有可采煤层。
主要影响二采区深部开采。
井田地层产状沿走向和倾向均有一定变化,构造类型为中等。
二、煤层及煤质特征
1、煤层特征
矿区可采煤层(按厚度)为6、14、16、21和27号煤层,其中全区可采煤层为14、16号煤层,大部可采三层(6、21、27号煤层),可采煤层和大部可采煤层总厚6.30~9.54m,平均6.46m。
1)6号煤层位于龙潭组上段上部,距长兴组底界56.06m,厚0.54~1.25mm,平均0.88m。
大部可采(可采率94%)煤层稳定,单一。
顶板岩性为深灰色粉砂质泥岩、泥岩,水平层理发育,含动物化石,局部含植物化石碎片。
底板岩性为泥岩。
2)14号煤层位于龙潭组上段中下部,厚0.59~3.03m,平均1.94m,上距6号煤层平均98.57m。
全区可采,厚度变化较大,由南西往北东煤厚增大。
一般含夹矸1~2层,夹矸单层厚度0.05~0.28m,主要为炭质泥岩。
顶板岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩。
底板岩性为泥岩、炭质泥岩。
3)16号煤层位于龙潭组上段下部。
厚0.82~2.16m,平均1.52m,上距14号煤层平均24.19m。
全区可采,厚度变化不大,厚度变化趋势不明显。
煤层结构简单,含夹矸0~1层。
顶板岩性为粉砂质泥岩、泥岩及粉砂岩。
底板岩性为粉砂岩、泥岩、碳质泥岩。
4)21号煤层位于龙潭组上段底部。
厚0.39~2.15m,平均1.31m,大部可采(可采率90%)上距16号煤层平均30.57m。
煤层变化较大。
含0~1层夹矸。
顶板岩性为粉砂岩、炭质泥岩及粉砂质泥岩。
底板岩性为粉砂质泥岩、粉砂岩、炭质泥岩、细砂岩、泥岩,岩性复杂。
5)27号煤层位于龙潭组下段底部。
厚0~1.33m,平均0.81m。
不稳定,大部可采(可采率75%)。
上距21号煤层平均64.08m。
含0~1层夹矸,夹矸为炭质泥岩。
顶板岩性主要为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩,其次为炭质泥岩、泥岩、细砂岩。
底板岩性为细砂岩,粉砂岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩,岩性复杂。
可采煤层特征见表1-2-1。
表1-2-1可采煤层特征表
煤层
名称
煤层厚度/m
煤层间距/m
煤层结构
顶底板岩性
稳定性
可采性
可采率(%)
最小~最大
平均
最小~最大
平均
夹矸层数
夹矸厚
(m)
顶板
底板
6
0.54-1.25
0.88
77.09-126.98
98.57
粉砂质泥岩、泥岩
泥岩
较稳定
大部
可采
94
14
0.59-3.03
1.94
1-2
0.05-0.28
泥岩、粉砂质泥岩
泥岩、炭质泥岩
较稳定
全区
可采
100
17.34-41.45
24.19
16
0.82-2.16
1.52
粉砂质泥岩、泥岩、粉砂岩
粉砂岩、泥岩、碳质泥岩
较稳定
全区
可采
100
24.20-37.63
30.57
21
0.39-2.15
1.31
0-1
0-0.49
0.1475
粉砂岩、炭质泥岩及粉砂质泥岩
粉砂质泥岩、粉砂岩、炭质泥岩
较稳定
大部
可采
90
54.97-82.33
64.08
27
0-1.32
0.81
0-1
0-0.46
0.1
粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩
细砂岩,粉砂岩、炭质泥岩
不稳定
大部
可采
75
2、煤质特征
(1)物理性质及煤岩类型
煤为黑色和灰黑色,块状及破碎状贝壳状断口,高硫份煤见透镜状黄铁矿,低硫份煤中含散晶壮黄铁矿。
煤岩成分以亮煤为主,镜煤及暗煤次之,少有丝炭。
煤岩类型有半亮型和半暗型,以亮型为主。
有机显微煤岩组分井田内以微镜惰煤。
可采煤层变质阶段为Ⅶ阶段。
(2)化学性质
根据原煤分析结果,按国家质量监督检验检疫总局(GB/T15224,1.2.3-2004)发布的《煤炭质量分级》标准,该矿煤层原煤属低中灰、中灰、中高硫、高硫、高热值无烟煤,按其工艺性质及用途分类,属动力用煤。
可作民用和动力燃料。
可采煤层煤质特征见表1-2-2。
表1-2-2可采煤层煤质特征表
煤层
编号
工业分析
(Mad)%
(Ad)%
(Vdaf)%
(St,d)%
Qnet,ur(Mj/kg)
6
0.81
21.45
9.38
3.82
27.13
14
1.49
26.07
10.07
2.66
24.97
16
1.22
18.27
8.15
2.52
28.68
21
1.31
27.17
8.88
4.63
25.28
27
0.87
24.14
8.78
3.51
26.41
第三节开拓与开采
一、开拓方式
该矿采用平硐开拓方式,工业场地布置在矿区东南面的小格道秋南小溪沟两侧,全矿划分为一个水平(+1230m)、四个采区,采区以断层(F5断层)为界,断层以北水平以上为一采区,以下为二采区,断层以南为三、四采区。
主平硐(胶带)井口标高为+1288.0m,方位角为128°22′,长度为130m;副平硐(轨道)井口标高为+1228.0m,方位角为128°22′,长度为120m;主平硐(胶带)与副平硐(轨道)贯通后,采用机轨合一的方式布置,掘至21号煤层的底板约12.4m标7下灰岩中,与布置在该层位的一采区轨道斜井、一采区回风斜井和一采区运输上山相连,并布置下车场及绕道、井下消防材料库、采区变电所等硐室。
后期在主平硐作运输大巷穿断层至南部同层灰岩,与南回风斜井和轨道上(下)山相联开拓南块段。
二、采区巷道布置
设计首采一采区,利用一采区内井筒作上山,一采区轨道斜井、一采区运输上山倾角均为16°,一采区回风斜井倾角为8~17°,一采区轨道斜井、一采区回风斜井和一采区运输上山均沿21号煤层底板掘进与平硐贯通并布置下车场及绕道、变电所、井下消防材料库等硐室;一采区轨道斜井、一采区回风斜井掘进至+1377.3m标高后掘进11上车场、11轨道石门和11专用回风石门,11轨道石门和11专用回风石门揭14号煤层后沿煤层走向向东北方向掘进11401回风顺槽至一采区边界;一采区运输上山在+1330.6m标高掘进11运输石门。
一采区轨道斜井在+1325.6m标高分别掘进11中车场、12轨道石门、12专用回风石门掘至14号煤层后沿煤层走向向东北方向掘进11401运输顺槽至采区边界布置11401工作面与11401回风顺槽连通,同时布置11402运输顺槽掘进工作面和13轨道石门掘进工作面形成完整的生产系统。
三、采区及煤层开采顺序、采区接替关系
1、采区及煤层开采顺序
采区开采顺序:
一采区→二区→三采区→四采区。
煤层开采顺序:
14号煤层→16号煤层→21号煤层→27号
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- 普定县 东光 煤矿 瓦斯 专项 设计