本科畢業(yè)設(shè)計(jì)designation for gas drainage system in yian mining co.,ltd

1、<p>　　義安礦業(yè)有限公司礦井瓦斯抽放設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：洛陽(yáng)義安礦業(yè)有限公司位于河南省洛陽(yáng)市新安縣正村鄉(xiāng)，是義馬煤業(yè)集團(tuán)所屬的大型煤礦之一，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為1.20 Mt。該礦為煤與瓦斯突出礦井，瓦斯涌出量大、瓦斯超限嚴(yán)重，并且自2003年籌建以來(lái)，多次發(fā)生瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象。為了解決這些問(wèn)題，并防止瓦斯災(zāi)害事故的發(fā)生，本設(shè)計(jì)介紹了該礦的基本情況，預(yù)測(cè)礦井瓦斯的涌出量是，對(duì)抽放瓦斯的必要性與可

2、行性進(jìn)行了論證。通過(guò)對(duì)抽放方法的比較和抽放管路的計(jì)算和選擇，設(shè)計(jì)了適合該礦的瓦斯抽放系統(tǒng)和抽放方法。并計(jì)算了抽放系統(tǒng)的管道阻力和瓦斯泵的流量與壓力，選擇了合適的瓦斯泵型號(hào)，建立地面永久抽放泵站。最后對(duì)抽出的瓦斯加以利用，達(dá)到使其變廢為寶、減少環(huán)境污染的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：義安；煤與瓦斯突出；瓦斯涌出量；抽放系統(tǒng)；設(shè)備選型；利用</p><p>　　Designation f

3、or gas drainage system in Yian mining co.,LTD</p><p>　　Abstract：Luoyang YiAn mining co., LTD is located in Zhengcun township of Xinan country of luoyang city, and it is one of the Large coal mine of Yima Coa

4、l Industry Group whose Designed annual production capacity is 1.20 Mt. YiAn Mine was identified as coal-methane outburst coal mine, it has a high gas gushing quantity and the problem of gas over limited is serious. And S

5、ince its establishment in 2003, the phenomenon of gas powered has happened many times. In order to solve these problems and prev</p><p>　　Key word: Yian、coal and gas outburst、gas gushing quantity、drainage sy

6、stem、 equipment selection、utilize</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1選題目的和意義1</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　

7、　1.3瓦斯抽放方法的發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　第二章 礦井概況1</p><p><b>　　2.1井田概況1</b></p><p>　　2.1.1位置與交通1</p><p>　　2.1.2井田范圍2</p><p>　　2.1.3井田儲(chǔ)量及服務(wù)年限2</p>

8、<p>　　2.1.4地形地貌2</p><p><b>　　2.1.5氣象2</b></p><p><b>　　2.1.6地震3</b></p><p><b>　　2.1.7地溫4</b></p><p>　　2.1.8河流及最高洪水位4</p

9、><p>　　2.1.9生產(chǎn)礦井及老窯4</p><p>　　2.1.10礦井電源、水源4</p><p>　　2.1.11通信5</p><p>　　2.2井田地質(zhì)特征5</p><p>　　2.2.1地質(zhì)構(gòu)造5</p><p>　　2.2.2含煤地層及煤層6</p>&

10、lt;p>　　2.2.3煤層瓦斯、自燃及爆炸傾向性8</p><p>　　2.2.4水文地質(zhì)8</p><p>　　第三章 礦井開(kāi)拓開(kāi)采方案及采區(qū)通風(fēng)概況12</p><p>　　3.1礦井開(kāi)拓及開(kāi)采概況12</p><p>　　3.1.1礦井生產(chǎn)能力及開(kāi)拓方式12</p><p>　　3.1.2開(kāi)采順

11、序12</p><p>　　3.1.3采煤方法及采煤工藝12</p><p>　　3.1.4采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)12</p><p>　　3.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)概況13</p><p>　　第四章 礦井瓦斯賦存及抽采必要性和可行性論證15</p><p>　　4.1煤層瓦斯基本參數(shù)15</p><p

12、>　　4.1.1瓦斯概況錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.1.2瓦斯基本參數(shù)的測(cè)定錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　4.2礦井瓦斯儲(chǔ)量20</p><p>　　4.3礦井可抽瓦斯量及可抽期21</p><p>　　4.4礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)22</p><p>　　4.4.1預(yù)測(cè)方法的選擇

13、22</p><p>　　4.4.2分源預(yù)測(cè)法的原理24</p><p>　　4.5瓦斯抽放的必要性28</p><p>　　4.5.1瓦斯抽放的必要性28</p><p>　　4.5.2通風(fēng)處理瓦斯量核定29</p><p>　　4.6瓦斯抽放的可行性30</p><p>　　4.

14、7瓦斯抽采量預(yù)計(jì)31</p><p>　　4.7.1瓦斯抽采率31</p><p>　　4.7.2回采工作面瓦斯抽采量預(yù)計(jì)32</p><p>　　4.7.3掘進(jìn)工作面瓦斯抽采量預(yù)計(jì)32</p><p>　　4.7.4采空區(qū)瓦斯抽采量預(yù)計(jì)32</p><p>　　第五章 瓦斯抽放方法選取34</p&g

15、t;<p><b>　　5.1規(guī)定34</b></p><p>　　5.2瓦斯來(lái)源分析35</p><p>　　5.3抽采方法選擇35</p><p>　　5.4抽放方法及鉆場(chǎng)布置36</p><p>　　5.4.1掘進(jìn)工作面抽放方法36</p><p>　　5.4.2回采

16、工作面抽放方法36</p><p>　　5.4.3采空區(qū)抽放方法37</p><p>　　5.5封孔方法38</p><p>　　5.5.1封孔深度40</p><p>　　5.5.2封孔材料40</p><p>　　5.5.3封孔工藝40</p><p>　　第六章 瓦斯抽放管路系

17、統(tǒng)及設(shè)備選型42</p><p>　　6.1抽放管路選型及阻力計(jì)算42</p><p>　　6.1.1規(guī)定42</p><p>　　6.1.2抽放管路計(jì)算方法及選型43</p><p>　　6.1.3管路摩擦阻力計(jì)算44</p><p>　　6.2瓦斯抽放泵選型46</p><p>

18、　　6.2.1規(guī)定46</p><p>　　6.2.2選型原則46</p><p>　　6.2.3計(jì)算方法47</p><p>　　6.2.4瓦斯泵類型48</p><p>　　6.3輔助設(shè)備50</p><p>　　6.3.1規(guī)定50</p><p>　　6.3.2附屬裝置50&

19、lt;/p><p>　　6.3.3管路連接53</p><p>　　第七章 安全技術(shù)措施56</p><p>　　7.1地面固定瓦斯抽采泵站規(guī)定56</p><p>　　7.2地面固定瓦斯抽采泵站布局57</p><p>　　7.3抽放鉆場(chǎng)、鉆孔施工的安全措施59</p><p>　　7.

20、4瓦斯、煤塵爆炸事故發(fā)生后的應(yīng)急措施61</p><p>　　7.5抽放管路管理安全技術(shù)措施61</p><p>　　7.6瓦斯抽放人員配備管理62</p><p>　　7.7通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)63</p><p><b>　　致謝65</b></p><p><b>　　第一章 緒

21、 論</b></p><p>　　1.1選題目的和意義</p><p>　　煤炭是我國(guó)能源的主體，煤炭工業(yè)健康、穩(wěn)定、持續(xù)地發(fā)展是關(guān)系到國(guó)家能源安全的重大問(wèn)題。我國(guó)煤礦多為井工開(kāi)采，瓦斯噴出、瓦斯窒息、瓦斯煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重。隨著煤炭生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和開(kāi)采深度的延伸，一次死亡10人以上的煤礦瓦斯事故起數(shù)和總死亡人數(shù)，均占同類災(zāi)害事故的80％以上，成為煤礦安全的第

22、一殺手。</p><p>　　近年來(lái)，我國(guó)煤礦瓦斯災(zāi)害事故仍呈上升趨勢(shì)，瓦斯災(zāi)害直接妨礙了煤礦安全生產(chǎn)，危害了社會(huì)穩(wěn)定，阻滯了煤炭工業(yè)的持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展。</p><p>　　加強(qiáng)瓦斯災(zāi)害的防治，才能確保煤炭能源穩(wěn)定、可靠地供應(yīng)，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的全面、健康發(fā)展。瓦斯抽放是解決我國(guó)煤礦瓦斯問(wèn)題的根本途徑，采取抽放措施將賦含于煤層中的瓦斯抽放出來(lái)，是解除瓦斯事故威脅，保障煤礦安全生產(chǎn)最有效的

23、措施。</p><p>　　洛陽(yáng)義安礦業(yè)有限公司，所屬二1、二2煤層瓦斯含量高，地勘期間所測(cè)的最大原始瓦斯含量達(dá)到12.19 m3/t。義安礦迄今為止共發(fā)生了多次瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，全井田瓦斯含量4.02～12.19 m3/t，平均為7.22 m3/t，義安礦為煤與瓦斯突出礦井。礦井瓦斯涌出量大，而且隨著開(kāi)采深度不斷延深、煤層瓦斯含量還會(huì)逐漸增大，須按照有關(guān)規(guī)定，建設(shè)礦井瓦斯抽放站抽放瓦斯，防治瓦斯超限，并最終防止瓦斯

24、災(zāi)害事故的發(fā)生。</p><p>　　另外，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，能使我們綜合應(yīng)用所學(xué)的各種理論知識(shí)和技能，進(jìn)行全面、系統(tǒng)、嚴(yán)格的技術(shù)及基本能力的練習(xí)，也使我們對(duì)瓦斯抽放作專門(mén)深入系統(tǒng)的研究，鞏固、擴(kuò)大、加深已有知識(shí)，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，結(jié)合實(shí)際獨(dú)立完成課題的工作能力。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　煤礦瓦斯抽采是向煤層和瓦斯積聚區(qū)域打

25、鉆，將鉆孔接在專用的管路上，用抽采設(shè)備將煤層和采空區(qū)中的瓦斯抽至地面，加以利用；或排放至總回風(fēng)流中。</p><p>　　目前，我國(guó)礦井瓦斯抽放方法主要有：從抽放的層位上，分本煤層瓦斯抽放、鄰近煤層瓦斯抽放及采空區(qū)瓦斯抽放。從抽放時(shí)間上，分采掘前預(yù)抽、邊采邊抽及采后抽放。從抽放管道形狀上，分鉆孔抽放、巷道抽放以及采空區(qū)插管抽放。從抽放位置，分井下抽放和地面抽放。</p><p>　　我國(guó)煤

26、層的主要特點(diǎn)是煤層透氣性低、瓦斯含量高、煤層突出危險(xiǎn)嚴(yán)重、煤層群開(kāi)采、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，我國(guó)的煤層賦存條件決定了我國(guó)的瓦斯抽放應(yīng)以卸壓抽放為主，由于礦井?dāng)?shù)量眾多，且煤層賦存條件復(fù)雜多樣，因此幾乎所有的瓦斯抽放方法在我國(guó)都進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)和應(yīng)用，典型的瓦斯抽放方法有：</p><p>　?。?）順層密集長(zhǎng)鉆孔抽放本層瓦斯，該方法多用于區(qū)域性抽放，能夠有效降低綜放面或綜采面煤層瓦斯含量和解決工作面消突問(wèn)題。</p>

27、<p>　　2、網(wǎng)格式穿層鉆孔抽放本層瓦斯，它可以解決突出煤層打順層孔時(shí)鉆噴孔、塌孔問(wèn)題。通過(guò)合理布置鉆孔、保證預(yù)抽時(shí)間等技術(shù)條件下，完全能夠達(dá)到預(yù)期的抽放效果，瓦斯抽放率可達(dá)到30％以上。目前網(wǎng)格式穿層鉆孔成為我國(guó)單一松軟低透氣性嚴(yán)重突出煤層防突的主要方法，已在突出嚴(yán)重的礦區(qū)推廣應(yīng)用。</p><p>　　3、頂板走向長(zhǎng)鉆孔抽放鄰近層瓦斯，該抽放方法主要針對(duì)高瓦斯無(wú)煤柱綜采或綜放工作面，它與頂板巖

28、巷抽放法、頂板穿層短鉆孔抽放法相比，技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有顯著的優(yōu)越性，尤其對(duì)于采掘接續(xù)緊張的礦井，其優(yōu)越性更為突出。瓦斯抽放量和抽放率大幅度提高，該抽放方法為我國(guó)高瓦斯煤層群抽放探索出一條新路子，為煤炭生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)安全高效提供了技術(shù)保障。</p><p>　　4、厚煤層開(kāi)采采空區(qū)抽放，該方法主要用于解決厚煤層分層開(kāi)采或綜放開(kāi)采，采空區(qū)內(nèi)丟煤較多，加上鄰近層、圍巖瓦斯的涌出，使采空區(qū)瓦斯涌出量超標(biāo)的現(xiàn)象， </p&g

29、t;<p>　　通過(guò)在采空區(qū)后部采用埋管抽放或設(shè)引巷密閉插管抽放的方法，可以使工作面最終瓦斯抽放率大大提高，最高可達(dá)80％。并且，工作面或采區(qū)回采結(jié)束后，還可對(duì)老塘進(jìn)行全封閉抽放。撫順老虎臺(tái)礦于1954年開(kāi)始采空區(qū)全封閉抽放，40多年來(lái)共抽出瓦斯總量4億多立方米。</p><p>　　5、綜合瓦斯抽放，我國(guó)一些礦區(qū)的高產(chǎn)高效礦井在開(kāi)采高瓦斯含量且有突出危險(xiǎn)煤層時(shí)，多采用綜合抽放法，更加靈活，更具有針

30、對(duì)性。</p><p>　　1.3瓦斯抽放方法的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　隨著世界煤炭工業(yè)的發(fā)展，特別是開(kāi)采深度的加大引起的煤層瓦斯含量增加、機(jī)械化開(kāi)采引起的生產(chǎn)集中，礦井抽放瓦斯的必要性與日俱增、已越來(lái)越成為開(kāi)采高瓦斯煤層的一個(gè)必不可少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。</p><p>　　在抽放瓦斯方法上，技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是由單一抽放法向綜合抽放法過(guò)渡，廣泛開(kāi)展綜合抽放法。數(shù)十年

31、來(lái)我國(guó)礦井抽放瓦斯技術(shù)已有很大發(fā)展，在鄰近層、本煤層和采空區(qū)抽放瓦斯方面已積累了許多的成熟經(jīng)驗(yàn)，各礦應(yīng)根據(jù)本礦瓦斯涌出來(lái)源的實(shí)際情況，采用多種有效的抽放方法或綜合抽放方法，盡可能多地抽放瓦斯，以減輕礦井通風(fēng)的負(fù)擔(dān)，保證礦井安全生產(chǎn)。</p><p>　　提高開(kāi)采層瓦斯抽放率。對(duì)中低透氣性煤層，為了提高瓦斯抽放量和抽放率，可沿煤層布置垂直或斜交工作面的水平長(zhǎng)鉆孔或者布置沿煤層的交叉鉆孔，實(shí)現(xiàn)預(yù)抽和工作面前方卸壓抽放

32、。</p><p>　　提高單一低透氣性煤層瓦斯抽放效果，是世界煤礦瓦斯抽放的主要難題之一。國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，曾試驗(yàn)過(guò)密集鉆孔、大直徑鉆孔、交叉鉆孔、網(wǎng)格布孔、水力割縫、水力壓裂、水力沖孔、煤層物化處理和松動(dòng)爆破等多種強(qiáng)化抽放瓦斯的措施，但其中絕大多數(shù)措施，由于工藝復(fù)雜、工程量大，未能在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。尋求工藝較簡(jiǎn)單的單一低透氣性煤層強(qiáng)化抽放瓦斯措施是今后的發(fā)展方向。</p><p&

33、gt;　　隨著無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)和綜采機(jī)械化技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及綜采工作面長(zhǎng)度加大的特點(diǎn)，不僅要求抽放瓦斯鉆孔的布孔方式作相應(yīng)的變化，而且要求鉆孔長(zhǎng)度進(jìn)一步加大，因此這就需要研制功率大、故障率低、打鉆效率高、使用壽命長(zhǎng)的新型鉆機(jī)和相應(yīng)的鉆桿、鉆頭及鉆孔測(cè)斜、糾斜等配套裝備，以適應(yīng)抽放瓦斯技術(shù)發(fā)展的需要。新型鉆機(jī)需要能夠解決以下幾個(gè)問(wèn)題：①解決本煤層抽放長(zhǎng)鉆孔施工工藝及裝備問(wèn)題，特別是順煤層長(zhǎng)鉆孔的工藝與裝備；②研制硬巖石鉆具及配套鉆機(jī)，首先解

34、決金剛石旋轉(zhuǎn)鉆具及配套鉆機(jī)，再進(jìn)一步研究新的鉆孔工藝及裝備，以加快鉆進(jìn)速度；③研究大直徑長(zhǎng)鉆孔抽放瓦斯的工藝及裝備；④研制機(jī)械化水平高的鉆機(jī)，除接卸鉆桿機(jī)械化外，還應(yīng)解決搬運(yùn)機(jī)械化、錨固機(jī)械化，以減輕工人的體力勞動(dòng)；⑤研制遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制鉆機(jī)，解決突出煤層鉆進(jìn)過(guò)程中的安全問(wèn)題。</p><p><b>　　第二章 礦井概況</b></p><p><b>　　

35、2.1井田概況</b></p><p>　　2.1.1位置與交通</p><p>　　洛陽(yáng)義安礦業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱義安礦）成立于2004年，是河南省大型煤炭企業(yè)，位于河南省新安縣正村鄉(xiāng)。正村井田位于新安縣正村鄉(xiāng)倉(cāng)頭鎮(zhèn)境內(nèi)，距離新安縣約15 km。隴海鐵路在井田以南15 km處通過(guò)，鄭州－潼關(guān)公路也在井田以南15 km處通過(guò)，新安煤礦鐵路專用線距本井田約5 km。由新安縣城至正

36、村鄉(xiāng)往北至北冶的公路由井田內(nèi)通過(guò)，正村鄉(xiāng)至石寺、倉(cāng)頭的鄉(xiāng)級(jí)公路從井田西北部通過(guò)，礦井運(yùn)輸條件扎實(shí)、可靠，交通十分便利。</p><p>　　圖2－1義安礦交通位置圖</p><p>　　Yian Coal traffic map</p><p><b>　　2.1.2井田范圍</b></p><p>　　井田北西以新安縣

37、石寺公司子崖煤礦、正村石泉煤礦、二道橋煤礦及新安煤礦深部邊界（即二1煤層底板等高線-300～-200 m水平）為界；北東以31勘探線為界，南東以二1煤層等高線-600 m水平標(biāo)高為界；南西以19勘探線為界；走向長(zhǎng)約6.3 km，傾向?qū)?.5 km，面積約28.744 km2。井田地理坐標(biāo)為：東經(jīng)：112°094＇3＂～112°14＇45＂，北緯：34°47＇30＂～34°51＇41＂。</p

38、><p>　　2.1.3井田儲(chǔ)量及服務(wù)年限</p><p><b>　　1、資源儲(chǔ)量</b></p><p>　　在上述劃定的井田范圍內(nèi)計(jì)算所獲得的總資源儲(chǔ)量為164070 kt，其中探明儲(chǔ)量（331）32950 kt，控制儲(chǔ)量（332）55460 kt，推斷儲(chǔ)量（333）75660 kt。探明加控制儲(chǔ)量（331+332）88410 kt。<

39、/p><p><b>　　2、可采儲(chǔ)量</b></p><p>　　根據(jù)全井田獲得的儲(chǔ)量，將（333）推斷資源儲(chǔ)量乘以0.8的可信系數(shù)后，得出工業(yè)資源儲(chǔ)量，然后再扣除邊界、工廣、村莊等各類永久煤柱，采區(qū)回采率二1煤層取0.75，二2煤層取0.80，計(jì)算全井田共有可采儲(chǔ)量93822 kt，其中一水平有43177 kt，二水平50645 kt。礦井儲(chǔ)量匯總表見(jiàn)附表1。<

40、/p><p>　　根據(jù)礦井可采儲(chǔ)量，生產(chǎn)能力為1.20 Mt/a時(shí)，礦井服務(wù)年限為55.8 a。其中一水平服務(wù)年限25.7 a。</p><p><b>　　2.1.4地形地貌</b></p><p>　　本區(qū)屬低山丘陵地區(qū)，地勢(shì)起伏較大，山脈走向大致由西南向北東方向延伸。井田中部地勢(shì)較高，且較為平400 m坦，北西、南東兩側(cè)地勢(shì)較低，溝谷發(fā)育，地

41、形較為復(fù)雜。海拔標(biāo)高一般+300～400 m，區(qū)內(nèi)最高點(diǎn)位于井田東部的鷹巢嶺，最高海拔標(biāo)高+488.60 m，最低點(diǎn)為井田北部刁溝一帶，海拔標(biāo)高+253.10 m，相對(duì)高差235.50 m。</p><p><b>　　2.1.5氣象</b></p><p>　　據(jù)新安縣歷年氣候資料，本區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候。冬季寒冷雨雪少，春季干旱大風(fēng)多，夏季多雨且集中，秋季多晴日照

42、長(zhǎng)。降水量一般600～700 mm/a，雨季多集中于七、八、九月份。最高氣溫44℃(1966年6月20日)，最低氣溫－17℃(1969年1月31日)。春冬兩季以西風(fēng)、西北風(fēng)為主，夏秋兩季以東南風(fēng)為主，最大風(fēng)速19 m/s。有霜期一般為9月至翌年5月，最大凍土深度為18 cm。</p><p><b>　　2.1.6地震</b></p><p>　　據(jù)洛陽(yáng)市地震辦公室提

43、供的資料，1920年2月～1964年11月波及本區(qū)的地震共有5次，發(fā)生時(shí)間分別為1920年9月、1930年、1947年3月、1964年9月和11月。中國(guó)科學(xué)院將1920年9月和1930年的兩次地震鑒定為Ⅵ級(jí)；1947年地震震中位于澠池縣，震級(jí)為5級(jí)，震中烈度為Ⅵ度；1964年9月和11月的兩次地震性質(zhì)、強(qiáng)度與1920年和1930年的地震相似。</p><p>　　根據(jù)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布的“中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)

44、準(zhǔn)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）”，洛陽(yáng)市附近的地震動(dòng)峰值加速度g為0.05，對(duì)應(yīng)的基本烈度為Ⅵ度（見(jiàn)表2-1），其地震設(shè)防應(yīng)為Ⅶ度，如圖2-2所示。</p><p>　　表2-1地震動(dòng)峰值加速度分區(qū)與地震基本烈度對(duì)照表</p><p>　　Table 2-1 Tables of basic intensity of earthquake and ground mot

45、ion peak acceleration partition</p><p>　　圖2-2河南省地震動(dòng)峰值加速度區(qū)劃圖</p><p>　　Fig. 2.2 Ground motion peak acceleration zoning map of henan province</p><p><b>　　2.1.7地溫</b></p

46、><p>　　本區(qū)地溫梯度值為1.6～2.8℃/100 m，平均地溫梯度值為2.02℃/100 m，該區(qū)地溫基本屬于正常增溫地區(qū)。井田內(nèi)二1煤層底板溫度變化范圍在26.0～38.8℃，基本上隨煤層埋藏深度的增加而升高，故二1煤層底板標(biāo)高-300m以淺地溫一般小于31℃，-300 m以深會(huì)出現(xiàn)I級(jí)高溫區(qū)，-530 m水平以深屬I(mǎi)I級(jí)高溫區(qū)。</p><p>　　2.1.8河流及最高洪水位<

47、/p><p>　　本區(qū)位于澗河與畛河分水嶺地帶。澗河位于新安縣城的南面，畛河位于井田的北部邊界處，該區(qū)域畛河對(duì)本工業(yè)場(chǎng)地有一定的影響。井田北部大部分溝谷、小溪流入畛河，屬黃河流域。畛河匯水面積248 km2，歷年最大洪流量為4280 m3/s（1958年7月17日）。在特旱年份持續(xù)干旱季節(jié)曾出現(xiàn)河水?dāng)嗔鳌＞飪?nèi)較大的地表水體為井田北部的范溝水庫(kù)，該水庫(kù)近年來(lái)已干枯，庫(kù)底已成耕地多年。</p><p

48、>　　雖然畛河距工業(yè)場(chǎng)地較近，但其河床非常低，標(biāo)高為＋245.0 m，而工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)井口標(biāo)高均在＋386.0 m以上，該河根本對(duì)工業(yè)場(chǎng)地沒(méi)有任何威脅。</p><p>　　本工業(yè)場(chǎng)地東西北三面均為溝，南面地勢(shì)稍高的山梁上，東西兩邊的溝均為溝發(fā)育的開(kāi)始階段，南面幾乎沒(méi)有匯水面積，雨水均流向東西兩邊溝內(nèi)，溝深達(dá)幾十米，且斷面很大，故本工業(yè)場(chǎng)地不會(huì)受到洪水威脅。</p><p>　　本工業(yè)場(chǎng)

49、地的井口標(biāo)高主要是根據(jù)工業(yè)場(chǎng)地平整需要確定的，主井井口標(biāo)高為＋389.0 m，副井井口標(biāo)高為＋390.0 m，風(fēng)井井口標(biāo)高為＋386.0 m，均滿足防洪要求。</p><p>　　2.1.9生產(chǎn)礦井及老窯</p><p>　　井田內(nèi)無(wú)生產(chǎn)礦井與老窯。井田淺部邊界以淺只有開(kāi)采二1煤的新安煤礦，該也屬義馬煤業(yè)（集團(tuán)）公司管轄，1989年投產(chǎn)，斜井開(kāi)拓，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.5 Mt/a。另外，距離本

50、礦較近的還有義馬煤業(yè)（集團(tuán)）公司孟津礦和新義礦。</p><p>　　新安礦位于義安礦上方，該礦曾多次發(fā)生煤與瓦斯突出事故，新安礦最淺突出點(diǎn)標(biāo)高為+40 m左右，義安礦最淺標(biāo)高為-220 m左右。義安礦自2003年籌建以來(lái)，迄今為止共發(fā)生了3次瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象（其中在二1煤層發(fā)生2次，二2煤層發(fā)生1次）。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出規(guī)定》規(guī)定，義安礦整個(gè)礦井具有突出危險(xiǎn)性，屬于突出危險(xiǎn)區(qū)。</p><p

51、>　　2.1.10礦井電源和水源</p><p>　　礦井電源分別取自洛陽(yáng)電力集團(tuán)公司電廠及石寺110 kV變電站。洛陽(yáng)電力集團(tuán)公司擁有裝機(jī)容量47萬(wàn)kW并與系統(tǒng)有可靠聯(lián)系的電廠，供電電源可靠。</p><p>　　區(qū)內(nèi)第四系殘坡積層厚度大的部位，可存儲(chǔ)一定量的大氣降水，但這部分水源僅可基本滿足當(dāng)?shù)鼐用裼盟?。礦井水源可取自以下兩個(gè)水源：</p><p>　　1

52、、地下水：本井田奧灰水水量較充足，可利用深井取奧灰水作礦井水源。</p><p>　　2、井下排水：二1煤層開(kāi)采后，其上覆巖層中的砂巖含水層將直接或間接涌入井下，這部分涌水排至地面經(jīng)處理后可作為礦井水源。</p><p><b>　　2.1.11通信</b></p><p>　　本礦井至新義煤礦間架設(shè)12芯通信光纜，礦井與義煤集團(tuán)公司之間的通信

53、，經(jīng)新義煤礦光通信設(shè)備轉(zhuǎn)接，以滿足礦井對(duì)外通信聯(lián)絡(luò)的需要。</p><p>　　礦井至新安電力集團(tuán)電廠及石寺110 kV變電站之間的電力調(diào)度均采用DPLC-2000型電力線載波機(jī)，以滿足話音及數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?lt;/p><p><b>　　2.2井田地質(zhì)特征</b></p><p><b>　　2.2.1地質(zhì)構(gòu)造</b>&l

54、t;/p><p><b>　　1、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造</b></p><p>　　新安煤田位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)南緣，華南臺(tái)緣坳陷的澠池－確山陷褶斷束北西部。區(qū)段內(nèi)發(fā)育較大的褶區(qū)構(gòu)造為新安向斜。斷裂構(gòu)造主要為北西－南東向或近東西向的一組張性斷裂。如龍?zhí)稖蠑鄬?、許村－香坊溝斷層、省磺礦斷層等。</p><p><b>　　2、井田地質(zhì)構(gòu)造</b&g

55、t;</p><p>　　本井田位于新安向斜的北翼，為一平緩的單斜構(gòu)造。地層走向45°～225°東，傾向135°，地層傾角5°～15°一般為6～10°。區(qū)內(nèi)為簡(jiǎn)單的單斜構(gòu)造，無(wú)大的褶皺。僅中部地段由于F29斷層的影響，發(fā)育有極為寬緩的褶曲形態(tài)。</p><p>　　F29斷層位于井田的中部，為一正斷層，斷層走向近南北，傾向西，傾角

56、65～70°，落差10～30 m，向北落差漸大，南部趨于尖滅。區(qū)內(nèi)延展長(zhǎng)度約4.5 km。區(qū)內(nèi)2802、2703、2602′、25014四個(gè)鉆孔對(duì)該斷層進(jìn)行了嚴(yán)密控制，該斷層經(jīng)25014孔后斷距變小，并逐漸消失。由此可見(jiàn)，本區(qū)構(gòu)造復(fù)雜程度應(yīng)屬簡(jiǎn)單。</p><p>　　井田內(nèi)二1煤層的直接頂板多為灰色厚層狀中粒砂巖，巖體完整性好。二1煤底板以黑色粉砂巖為主，有時(shí)相變?yōu)槟鄮r或細(xì)粒砂巖，巖體完整性好。層位穩(wěn)

57、定，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，頂?shù)装鍡l件較好，易于管理。</p><p>　　2.2.2含煤地層及煤層</p><p><b>　　1、含煤地層</b></p><p>　　區(qū)內(nèi)出露地層屬華北地臺(tái)區(qū)的地層，自下而上有奧陶系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系、第四系。</p><p>　?。?）奧陶系中奧陶統(tǒng)(Q2)</p>

58、<p>　　中奧陶統(tǒng)馬家溝組(Q2m)，為灰色厚層狀石灰?guī)r組成，厚度大于73.58 m。</p><p>　?。?）石炭系中、上石炭統(tǒng)(C2、C3)</p><p>　　主要為本溪組和太原組地層，與下伏中奧陶統(tǒng)地層平行不整合接觸。</p><p>　　1）本溪組(C2b)：底部為不穩(wěn)定黃鐵礦透鏡體；下部為鋁質(zhì)泥巖，上部為鋁質(zhì)巖。自Q2m頂至一1煤底板砂礫

59、巖底，厚度6.89～15.30 m，平均厚10.96 m。</p><p>　　2）太原組(C3t) ：自一1煤層底板泥巖之底至二1煤層底板砂巖之底，一般厚33.49～48.30 m，平均為42.80 m。按巖性特征分為四段：底部泥巖段(含一1煤)、下部灰?guī)r段（含一3、一4煤和L3～L4灰?guī)r）、中部灰?guī)r段（含一5、一6、一7煤和L5、L6、L7灰?guī)r）和上部泥巖段（含一7、一8、一9煤）。</p>&

60、lt;p><b>　　（3）二迭系(P)</b></p><p>　　1）下二迭統(tǒng)山西組(P1sh)：自太原組頂界至砂鍋窯砂巖底部，一般厚度為78.28～135.11 m，平均厚95.66 m，按巖性特征分為四段。二1煤層段：為灰、深灰色中厚層狀細(xì)粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖及煤層組成，含二1煤層厚度0～14.3 m，平均厚度4.15 m；大占砂巖段：為灰、深灰色中厚層狀富含白云片的

61、中細(xì)粒砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖及粉砂巖，其間含二2、二3煤，二2煤層局部可采；香炭砂巖段：為灰、深灰色厚層狀中、細(xì)粒砂巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖組成，偶含薄煤二4煤；小紫泥巖段：為灰、深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)粒砂巖，上部泥巖含菱鐵質(zhì)鮞粒及紫斑，偶見(jiàn)薄煤二5煤。</p><p>　　2）下二迭統(tǒng)下石盒子組(P1x)：自砂鍋窯砂巖底至田家溝砂巖之底，厚度221.60～268.80 m，平均厚247.80 m，與下伏地層整

62、合接觸，含三、四、五、六４個(gè)煤段，所含煤層均不可采。巖性由灰白、淺灰、灰綠、紫紅、雜色泥巖、砂質(zhì)泥巖、細(xì)、中、粗粒砂巖及不穩(wěn)定的薄煤組成。</p><p>　　3）上二迭統(tǒng)上石盒子組(P2s)：自田家溝砂巖底至平頂山砂巖之底，厚度156.70～218.63 m，平均厚度195.99 m。分為七、八煤段，由灰、 紫灰及灰綠色砂質(zhì)泥巖、中細(xì)粒砂巖及薄煤層組成。</p><p>　　4）上二迭統(tǒng)

63、石千峰組(P2sh)：自平頂山砂巖底至金斗山砂巖之底。厚度296.90～339.20 m，平均厚度314.08 m，分為平頂山砂巖段和土門(mén)段。平頂山砂巖段（P2sh1）平均厚55.68 m，土門(mén)段(P2sh2)平均厚254.07 m。</p><p>　?。?）三迭系下統(tǒng)劉家溝組(T1L)</p><p>　　與下伏地層呈整合接觸，巖性為紫紅色細(xì)粒砂巖，局部為中砂巖，主要成份為石英，具大型

64、板狀交錯(cuò)層理，硅質(zhì)膠結(jié)，俗稱金斗山砂巖，最大揭露厚度139.70 m。</p><p><b>　　（5）第三系（R）</b></p><p>　　與下伏地層呈不整合接觸，由灰白色、紫紅色礫巖、砂巖、砂質(zhì)粘土和泥灰?guī)r組成，厚度0～30 m。</p><p><b>　?。?）第四系(Q)</b></p>&l

65、t;p>　　以角度不整合于各時(shí)代地層之上，由河床礫石及表土層組成，厚度為0～40 m。</p><p><b>　　2、煤層和煤質(zhì)</b></p><p>　　本區(qū)含煤地層由老至新依次為太原組、山西組、下石盒子組及上石盒子組、地層總厚度582.25 m；共劃分為8個(gè)煤段，含煤13層。 區(qū)內(nèi)可采煤層為二1、二2煤層。二1煤層全區(qū)可采，二2煤層為局部可采煤層，其它屬

66、不可采或偶爾可采煤層?，F(xiàn)將二1、二2煤層和煤質(zhì)敘述如下：</p><p><b>　?。?）煤層</b></p><p>　　二1煤層賦存于下二迭統(tǒng)山西組（P1s）下部，位于大占砂巖和二1煤層底板砂泥巖之間，上距砂鍋窯砂巖約88.99 m，下距L7灰?guī)r12.60 m。二1煤層層位穩(wěn)定，井田內(nèi)竣工的44個(gè)鉆孔穿見(jiàn)，其中見(jiàn)煤點(diǎn)42個(gè)，尖滅點(diǎn)1個(gè)，斷失點(diǎn)1個(gè)，所穿見(jiàn)的見(jiàn)煤點(diǎn)

67、中可采點(diǎn)41個(gè)，不可采點(diǎn)1個(gè)，煤層厚度0～14.30 m，平均4.15 m，屬于較穩(wěn)定煤層。煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，一般夾矸1～2層。井田內(nèi)二1煤層，層位穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，頂?shù)装鍡l件較好，傾角6~10°，一般多在5°左右。</p><p>　　二2煤層位于山西組中下部，上距砂鍋窯砂巖64.30 m，下距二1煤層24.69 m，煤層穩(wěn)定。井田內(nèi)竣工的44個(gè)鉆孔，全部穿過(guò)二2煤層層位。其中見(jiàn)煤點(diǎn)32個(gè)，尖

68、滅點(diǎn)12個(gè)。所穿見(jiàn)的見(jiàn)煤點(diǎn)中可采點(diǎn)15個(gè)，不可采點(diǎn)17個(gè)。煤層厚度0~2.63 m，平均厚度0.69 m。煤層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般含夾矸1層，屬不穩(wěn)定煤層。二2煤層屬局部可采煤層，煤厚變化規(guī)律不明顯，可采區(qū)域主要位于井田中東部。</p><p><b>　?。?）煤質(zhì)</b></p><p>　　二1煤為灰黑色、具玻璃光澤，多呈粉狀產(chǎn)品，組織疏松。煤芯中含大量黃鐵礦結(jié)核，但

69、分布不均。宏觀煤巖類型屬半亮型煤。二1煤層原煤灰分大部分屬于低中灰～中灰分煤，個(gè)別點(diǎn)灰分大于30％，屬于中高灰分煤，全層平均灰分為21.42％。</p><p>　　二2煤層為灰黑色，粉末狀產(chǎn)出，組織疏松， 呈粉狀產(chǎn)出，屬半亮型煤。二2煤層全層平均灰分為23.12％。二2煤的視密度為1.43 t/m3，真密度為1.51 t/m3。原煤全硫含量平均為2.23％，屬中高硫煤。原煤經(jīng)1.5比重液洗選后，浮煤全硫?yàn)?.2

70、3％。原煤磷含量為0.004~0.02％，屬特低磷~低磷煤。原煤干燥基高位發(fā)熱量平均為27.912MJ/kg（6668大卡/kg）。</p><p>　　綜上所述，二1、二2煤層為低中灰、中高硫、特低磷、高發(fā)熱量、粉狀貧煤，一般以動(dòng)力用煤和民用煤為主。</p><p>　　2.2.3煤層瓦斯、自燃及爆炸傾向性</p><p>　　本井田二1煤層瓦斯含量為4.02～1

71、2.19 m3/t，平均為7.22 m3/t，從二1煤層瓦斯含量來(lái)看，二1煤層全部處于沼氣帶，氮?dú)鈳Х秶?，且沼氣帶、氮?dú)庹託鈳Щハ啻┎澹謳c深度關(guān)系不明顯，瓦斯賦存不均勻，局部較高。</p><p>　　根據(jù)二1煤層爆炸試驗(yàn)成果，二1煤層煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。</p><p>　　另外，二1煤層屬不易自燃煤層。</p><p><b>　　2.2.4水文地質(zhì)

72、</b></p><p><b>　　1、主要含水層特征</b></p><p>　?。?）奧陶系灰?guī)r巖溶裂隙承壓含水層</p><p>　　奧陶系中統(tǒng)馬家溝組巖性為灰?guī)r，角礫狀灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，區(qū)域厚度65～300 m，本井田西北側(cè)外圍淺部地段曾進(jìn)行多次抽水試驗(yàn)，測(cè)得鉆孔單位涌水量為0.00038～4.914 L/s·m

73、，多數(shù)大于1 L/s·m，滲透系數(shù)為0.0036～11.01 m/d，水位標(biāo)高+375.75～+243.58 m，地下水位西高東低、南高北低，±0水平以上巖溶裂隙發(fā)育，屬?gòu)?qiáng)富水性含水層。</p><p>　　井田范圍內(nèi)，本層頂板埋深600～1000 m，巖溶裂隙不發(fā)育，23021、2603′孔穿見(jiàn)本層，最大揭露厚度73.58 m，鉆進(jìn)中未發(fā)現(xiàn)涌漏水現(xiàn)象，2603′及23021孔抽水試驗(yàn)結(jié)果為：

74、鉆孔單位涌水量0.0348～0.0330 L/s·m，滲透系數(shù)0.0414～0.0622 m/d，地下水位標(biāo)高+228.61～+291.69 m，證實(shí)富水性弱于淺部地段，屬于弱～中等富水性含水層。</p><p>　　本層水質(zhì)為HCO3－CaNa及SO4－CaNa類型，礦化度888～1441 mg/L，總硬度401～690 mg/L，PH值7.70～7.80。</p><p>　

75、　奧陶系灰?guī)r頂距二1煤層底板25～75.47 m，平均61.50 m，為二1煤層底板間接充水含水層。</p><p>　?。?）太原組灰?guī)r裂隙巖溶承壓含水層</p><p>　　太原組地層下部和中上部夾多層薄層灰?guī)r，一般發(fā)育3層，灰?guī)r平均總厚度15.73 m，L7灰?guī)r普遍發(fā)育，厚度2.60～7.98 m，平均厚度5.12 m。井田外圍淺部地段進(jìn)行過(guò)多次抽水試驗(yàn)，平均鉆孔單位涌水量0.005

76、691 L/s·m，平均滲透系數(shù)0.0827 m/d，水位標(biāo)高+338.09～207.94 m，個(gè)別鉆孔單位涌水量可達(dá)1 L/s·m以上。由于裂隙發(fā)育不均，因此具有非均質(zhì)各向異性的特點(diǎn)，含水層富水性淺部強(qiáng)于深部。井田范圍內(nèi)3孔穿透本層，僅2601孔發(fā)現(xiàn)沖洗液嚴(yán)重消耗現(xiàn)象，2603′及23021孔抽水試驗(yàn)結(jié)果為：?jiǎn)挝挥克?.0786～0.0771 L/s·m，滲透系數(shù)0.566～1.22 m/d，地下水位標(biāo)

77、高+305.71～330.22 m，為弱富水性含水層。</p><p>　　該灰?guī)r頂距二1煤層底板8.11～17.14 m，平均12.60 m，為二1煤層底板直接充水含水層。</p><p>　　本層水質(zhì)為HCO3－Ca類型，礦化度725～735 mg/L，PH值7.80。</p><p>　?。?）山西組砂巖裂隙承壓含水層</p><p>

78、　　主要由山西組二1煤層頂部的大占砂巖和香炭砂巖組成，多為中粒砂巖，大占砂巖平均厚度11.99 m，裂隙不發(fā)育，井田內(nèi)施工的鉆孔全部穿見(jiàn)本層，均未發(fā)現(xiàn)涌、漏水現(xiàn)象。淺部新安井田抽水試驗(yàn)結(jié)果為：鉆孔單位涌水量0.0168～0.00025 L/s·m，滲透系數(shù)0.0665～0.000964 m/d，地下水位標(biāo)高+324.48～198.75 m。</p><p>　　本井田2603′孔及主、副井檢孔抽水試驗(yàn)結(jié)

79、果為：?jiǎn)挝挥克?.00181～0.000681L/s·m，滲透系數(shù)0.0123～0.00344 m/d，水位標(biāo)高+266.41～+349.88 m，屬于弱富水性含水層。為二1煤層頂板直接充水含水層。</p><p>　　本層水質(zhì)為HCO3－Ca類型，礦化度725～735 mg/L，PH值7.80。</p><p>　?。?）下石盒子組砂巖裂隙承壓含水層</p>&

80、lt;p>　　下石盒子組地層總厚247.8 m，賦存多層灰、灰白色中?！至Ｉ皫r，對(duì)煤層開(kāi)采有影響的主要是三煤段的砂鍋窯砂巖，平均總厚15.76 m，裂隙不甚發(fā)育，二1煤層回采后，將成為煤層頂板含水層的補(bǔ)給水源，屬二1煤層頂板間接充水含水層。井田內(nèi)2103、19016兩孔分別于497.00 m、697.40 m發(fā)現(xiàn)漏水，沖洗液消耗量25.00～12.60 m3/h，淺部新安井田抽水試驗(yàn)結(jié)果為：鉆孔單位涌水量0.0286～0.010

81、6 L/s·m，滲透系數(shù)0.0594～0.0178 m/d，地下水位標(biāo)高+364.19～+225.40 m。井田內(nèi)23021孔及風(fēng)井檢查孔抽水試驗(yàn)結(jié)果為：?jiǎn)挝挥克?.00319～0.00343 L/s·m，滲透系數(shù)0.0115～0.00886 m/d，地下水位標(biāo)高+332.37～+344.56 m。本層屬于弱富水性含水層。</p><p>　　本層水質(zhì)為CHO3－Ca及SO4－CaNa類型，

82、礦化度605～1559 mg/L，PH值7.90～8.00。</p><p>　?。?）第四系砂、卵石孔隙潛水含水層</p><p>　　第四系沖、洪積相砂、卵石孔隙潛水含水層，主要分布在井田西北側(cè)的畛河河谷，平均厚度約12 m，巖性為砂礫石及卵石，分選性差，礫徑20～100 mm。機(jī)井抽水試驗(yàn)結(jié)果為：?jiǎn)挝挥克?.67 L/s·m，屬于富水性中等的含水層，由于分布范圍有限，加之

83、本井田為深部井工開(kāi)采，因此對(duì)礦床充水沒(méi)有影響。</p><p><b>　　2、主要隔水層特征</b></p><p>　?。?）本溪組地層主要有鋁質(zhì)泥巖、鋁質(zhì)巖及砂質(zhì)泥巖組成，層厚6.89～15.30 m，平均10.96 m，普遍發(fā)育，層位穩(wěn)定，巖性致密，為良好隔水層。正常情況下可以阻止奧陶系灰?guī)r水和上部含水層地下水之間的水力聯(lián)系，但在構(gòu)造破壞的情況下，局部會(huì)失去隔

84、水作用。</p><p>　?。?）太原組及其以上泥巖、砂質(zhì)泥巖隔水層</p><p>　　太原組及其以上泥巖、砂質(zhì)泥巖多處賦存，普遍發(fā)育，層位穩(wěn)定，厚度大，巖性致密，隔水性能良好，可以阻止上、下含水層的水力聯(lián)系，能夠起到良好的隔水作用。</p><p><b>　　3、斷層導(dǎo)水性</b></p><p>　　井田內(nèi)斷層

85、稀少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，對(duì)煤層開(kāi)拓有影響的較大斷層為F29，由于該斷層影響，致使煤層底板隔水層變薄，存在奧陶系灰?guī)r地下水底鼓突水的可能。</p><p>　　4、井田水文地質(zhì)勘查類型</p><p>　　根據(jù)DZ/TO215－2002《煤、泥炭地質(zhì)勘探規(guī)范》的劃分，正村井田水文地質(zhì)勘查類型為第三類第二亞類第一～二型，屬于底板進(jìn)水為主水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單～中等的巖溶充水礦床。</p>&l

86、t;p><b>　　5、礦井充水因素</b></p><p>　　井田內(nèi)地表水系不發(fā)育，僅有沖溝內(nèi)季節(jié)性溪流匯入西北側(cè)畛河，井田北部的范溝水庫(kù)旱季干涸無(wú)水。因此，地表水對(duì)礦井開(kāi)采沒(méi)有影響。</p><p>　　煤層開(kāi)采過(guò)程中，充水來(lái)源主要是煤層頂?shù)装逯苯映渌畬拥牡叵滤?，?煤層頂板砂巖及太原組薄層灰?guī)r均為弱富水性充水含水層，水量有限，易于疏干。奧陶系灰?guī)r在本

87、井田為弱～中等富水性含水層，其距離二1煤底板60 m以上，正常情況下對(duì)開(kāi)采二1煤層沒(méi)有影響，但由于巖溶裂隙發(fā)育不均，局部地段仍有強(qiáng)富水地段的可能，特別是由于構(gòu)造破壞造成煤層底板隔水層減薄的情況下，諸如F29斷層上盤(pán)煤層的井巷工程及采掘時(shí)，應(yīng)防止下盤(pán)水涌入井巷造成水患。</p><p><b>　　6、礦井涌水量</b></p><p>　　礦井正常涌水量312 m3/

88、h，最大涌水量580 m3/h。</p><p>　　第三章 礦井開(kāi)拓開(kāi)采方案及采區(qū)通風(fēng)概況</p><p>　　3.1礦井開(kāi)拓及開(kāi)采概況</p><p>　　3.1.1礦井生產(chǎn)能力及開(kāi)拓方式</p><p>　　義安礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1.20 Mt/a，采用立井多水平上下山開(kāi)拓方式，開(kāi)采煤層埋藏深度在550～950 m。</p>

89、<p><b>　　3.1.2開(kāi)采順序</b></p><p>　　義安礦全井田共劃分9個(gè)采區(qū)，其中一水平3個(gè)采區(qū)（1個(gè)上山采區(qū)，2個(gè)下山采區(qū)），二水平6個(gè)采區(qū)（3個(gè)上山采區(qū)，3個(gè)下山采區(qū)）。</p><p>　　井田東翼賦存有二1和二2煤層，其中二2煤層為局部可采，井田西翼僅二1煤層可采。二2煤層下距二1煤層24.69 m，存在壓茬關(guān)系，設(shè)計(jì)首先開(kāi)采二2煤

90、層，作為開(kāi)采二1煤層的解放層。</p><p>　　3.1.3采煤方法及采煤工藝</p><p>　　1、采煤方法：本區(qū)主要可采煤層為二1煤層，二2煤層為局部可采煤層。二1煤層厚度為0～14.30 m，平均厚度4.15 m，屬較穩(wěn)定煤層，全區(qū)可采。二2煤層下距二1煤層24.69 m,煤層厚度0～2.63 m，平均厚度0.69 m，屬不穩(wěn)定煤層，可采區(qū)域主要位于井田中東部。初期開(kāi)采的西12采

91、區(qū)二1煤層厚度2.74～13.35 m，平均5.0 m；東11采區(qū)二1煤層厚度0～5.44 m，平均3.67 m；二2煤層厚度0～2.5 m，平均1.38 m。煤層傾角6～10°，初期生產(chǎn)采區(qū)煤層傾角5°左右，屬近水平煤層。根據(jù)井田地質(zhì)勘探資料，采用傾斜長(zhǎng)壁后退式采煤法，全部陷落法管理頂板。</p><p>　　2、采煤工藝：根據(jù)井田構(gòu)造形態(tài)、煤層賦存情況及開(kāi)采技術(shù)條件，結(jié)合淺部新安礦井生產(chǎn)實(shí)

92、際，本礦采用綜采、炮采采煤工藝。</p><p>　　二1煤層厚度大于2.5 m的綜采工作面和煤層厚度大于2.0 m炮采工作面采用分層開(kāi)采，先采上分層，后采下分層。二2煤層采用炮采一次采全高，平均采高1.38 m。</p><p>　　3、掘進(jìn)工作面情況：掘進(jìn)速度，煤丑厚度，煤層瓦斯含量，掘進(jìn)巷道大小。</p><p>　　3.1.4采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)</p>

93、<p><b>　　1、運(yùn)輸系統(tǒng)</b></p><p>　?。?）、煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)：工作面開(kāi)采的煤炭經(jīng)工作面刮板輸送機(jī)、順槽轉(zhuǎn)載機(jī)、可伸縮帶式輸送機(jī)、大巷膠帶輸送機(jī)，由工作面運(yùn)輸順槽、-318 m水平膠帶運(yùn)輸大巷運(yùn)至井底煤倉(cāng)。</p><p>　　主要設(shè)備：回采工作面選用SGZ-630/264型（綜采）、SZB730/40型（炮采）可彎曲刮板運(yùn)輸機(jī)，運(yùn)輸

94、順槽選用帶寬1.0 m（綜采）、0.8 m（炮采）可伸縮帶式輸送機(jī)。</p><p>　　（2）、輔助運(yùn)輸系統(tǒng)：采用大巷蓄電池電機(jī)車(chē)、順槽無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)系統(tǒng)。人員、材料由電機(jī)車(chē)運(yùn)至工作面下（上）車(chē)場(chǎng)，再由無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)運(yùn)至工作地點(diǎn)；矸石或其它物品由無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)牽引至工作面下（上）車(chē)場(chǎng)，由電機(jī)車(chē)牽引到井底車(chē)場(chǎng)。</p><p>　　主要設(shè)備：大巷選用XK8-6/110-KBT型防爆蓄

95、電池電機(jī)車(chē)，工作面順槽選用SQ-1200/75B型（綜采）、JW-55（炮采）型無(wú)極繩連續(xù)牽引車(chē)。</p><p><b>　　2、采區(qū)通風(fēng)</b></p><p>　　新鮮風(fēng)流經(jīng)-318 m水平軌道（皮帶）大巷、回采工作面運(yùn)輸順槽進(jìn)入回采工作面，乏風(fēng)經(jīng)回采工作面軌道順槽、-318 m水平回風(fēng)大巷至中央風(fēng)井排至地面。</p><p><b

96、>　　3、采區(qū)排水</b></p><p>　　在回采、掘進(jìn)工作面順槽設(shè)置有小水泵，可將低洼處積水排至-318 m水平大巷水溝內(nèi)，流入井底水倉(cāng)。</p><p>　　3.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)概況</p><p><b>　　1、通風(fēng)方式</b></p><p>　　礦井初期為中央并列式通風(fēng)，副井進(jìn)風(fēng)，中央風(fēng)井

97、回風(fēng)。后期在井田深部邊界附近，布置南風(fēng)井，副井進(jìn)風(fēng)，南風(fēng)井回風(fēng)，形成中央分列式通風(fēng)。礦井通風(fēng)方法為抽出式。</p><p><b>　　2、工作面通風(fēng)</b></p><p>　　綜采工作面通風(fēng)：新鮮風(fēng)流自副井井筒→-318 m水平井底車(chē)場(chǎng)→軌道運(yùn)輸石門(mén)→西翼軌道運(yùn)輸大巷→進(jìn)風(fēng)巷→膠帶順槽→綜采工作面。乏風(fēng)風(fēng)流自綜采工作面→軌道順槽→回風(fēng)斜巷→西翼回風(fēng)大巷→回風(fēng)石門(mén)→

98、中央風(fēng)井井筒→地面。</p><p>　　炮采工作面通風(fēng)：新鮮風(fēng)流自副井井筒→-318 m水平井底車(chē)場(chǎng)→軌道運(yùn)輸石門(mén)→西翼軌道運(yùn)輸大巷→進(jìn)風(fēng)巷→膠帶順槽→炮采工作面。乏風(fēng)風(fēng)流自炮采工作面→軌道順槽→回風(fēng)斜巷→西翼回風(fēng)大巷→回風(fēng)石門(mén)→中央風(fēng)井井筒→地面。</p><p>　　3、風(fēng)機(jī)及其工作狀況</p><p>　　風(fēng)機(jī)為GAF28-17-1型礦用軸流通風(fēng)機(jī)，礦井通風(fēng)

99、量為150 m3/s，礦井通風(fēng)負(fù)壓為1273.3 Pa，風(fēng)機(jī)葉片角為-7º，流量Ｑ＇＝167 m3/s，負(fù)壓H＇＝1570 Pa，靜壓效率η＇＝72％。</p><p>　　第四章 礦井瓦斯賦存及抽采必要性和可行性論證</p><p>　　4.1煤層瓦斯基本參數(shù)</p><p>　　義安礦全礦井總瓦斯含量4.02～12.19 m3/t，平均為7.22 m3

100、/t，全部處于沼氣帶、氮?dú)庹託鈳У姆秶?，且沼氣帶、氮?dú)庹託鈳嗷ゴ┎?，分帶與深度關(guān)系不明顯。</p><p><b>　　1、瓦斯含量測(cè)定</b></p><p>　　在義安礦井下選擇合適位置間接測(cè)定煤層瓦斯壓力，共測(cè)定煤層原始瓦斯含量和工業(yè)分析29套（見(jiàn)表4-1），從而分析義安礦煤層瓦斯分布狀況。由所測(cè)結(jié)果來(lái)看：瓦斯含量在2.23～14.52 m3/t之間，平均為7

101、.5 m3/t。</p><p>　　表4-1義安礦瓦斯含量和工業(yè)分析結(jié)果表</p><p>　　Table 4-1 Gas content and industrial analysis result table of Yian coal</p><p><b>　　2、瓦斯壓力測(cè)定</b></p><p>　　按照《

102、防治煤與瓦斯突出細(xì)則》和《煤礦井下煤層瓦斯壓力的直接測(cè)定方法》等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，采用被動(dòng)法或主動(dòng)法測(cè)試義安礦的二1煤層和二2煤層的瓦斯壓力（其中二1煤層9個(gè)，二2煤層5個(gè)），其結(jié)果見(jiàn)表4-2。</p><p>　　表4-2義安煤礦煤層瓦斯壓力測(cè)定結(jié)果</p><p>　　Table 4-2 Coal seam gas pressure determination results of Y

103、ian coal</p><p>　　3、煤層透氣性系數(shù)測(cè)試</p><p>　　煤層透氣性系數(shù)是煤層瓦斯流動(dòng)難易程度的標(biāo)志，是煤層對(duì)于瓦斯流動(dòng)的阻力，通常用透氣性系數(shù)表示。透氣性系數(shù)越大，瓦斯在煤層中流動(dòng)越容易，透氣性系數(shù)在我國(guó)普遍用地單位m2/MPa2?d。其物理意義是1 m長(zhǎng)的煤體，當(dāng)壓力平方差是1 MPa2時(shí)，通過(guò)1 m2的煤層斷面，每日流過(guò)的瓦斯立方米數(shù)。1 m2/MPa2?d相

104、當(dāng)于0.025毫達(dá)西。義安礦煤層透氣性系數(shù)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4-3。</p><p>　　表4-3煤層透氣性系數(shù)計(jì)算結(jié)果</p><p>　　Table 4-3 Coal seam permeability coefficient calculation results</p><p>　　4、煤層鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)的測(cè)定</p><p>　　不

105、受采動(dòng)影響條件下，煤層內(nèi)鉆孔的瓦斯流量隨時(shí)間呈衰減變化的持性系數(shù)稱鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)。它可以作為評(píng)價(jià)煤層預(yù)抽瓦斯難易程度的一個(gè)指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：</p><p>　　qt=q0*e-βt (4-1)</p><p>　　β=( ln q0 - ln qt)/t

106、 (4-2)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　qt——百米鉆孔經(jīng)t時(shí)排放時(shí)的瓦斯流量，m3/(min*100m)；</p><p>　　q0——百米鉆孔成孔初始時(shí)的瓦斯流量，m3/(min*100m)；</p><p>　　t——鉆孔瓦斯涌出經(jīng)歷時(shí)間，d；</p>&

107、lt;p>　　β——鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)，d-1。</p><p>　　實(shí)際測(cè)定過(guò)程中，由于百米鉆孔成孔初始時(shí)的瓦斯流量難以精確測(cè)定，可以根據(jù)式4-2在理論上導(dǎo)出任意兩次流量測(cè)定所確定的鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)(式4-3)。</p><p>　　β=( ln qi - ln qj)/(tj-ti) (4-3)</p>

108、<p><b>　　式中：</b></p><p>　　ti——鉆孔瓦斯涌出經(jīng)歷時(shí)間，d；</p><p>　　tj——鉆孔瓦斯涌出經(jīng)歷時(shí)間，d；</p><p>　　qi——百米鉆孔經(jīng)ti時(shí)排放時(shí)的瓦斯流量，m3/(min*100m)；</p><p>　　qj——百米鉆孔經(jīng)tj時(shí)排放時(shí)的瓦斯流量，m3/(m

109、in*100m)。</p><p>　　通過(guò)采用在不同地點(diǎn)、選擇不同的鉆孔直徑和不同的煤孔長(zhǎng)度等條件下分別測(cè)定原始數(shù)據(jù)，同時(shí)在進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)定后注意區(qū)分鉆孔瓦斯的異常涌出和正常涌出的區(qū)別，剔除鉆孔內(nèi)徑向非正常流場(chǎng)對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響，同時(shí)采用線性回歸分析等方法，減少參數(shù)測(cè)定時(shí)的非人為誤差，以全面準(zhǔn)確的測(cè)定出參數(shù)，給煤層預(yù)抽瓦斯難易程度提供可靠數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)。使測(cè)定結(jié)果更具代表性。由原始數(shù)據(jù)得到的鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)匯總于表4

110、-4。所測(cè)定的鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)分別為：0.878 d-1，0.631 d-1和0.280 d-1。</p><p>　　表4-4不同測(cè)定地點(diǎn)的鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)</p><p>　　Table 4-4 Borehole gas flow attenuation coefficient of different measurement site</p><p>

111、　　注：表中西膠大巷變電所口以西8m和18m處鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)為平均值。</p><p>　　5、排放孔影響半徑測(cè)定</p><p>　　超前鉆孔有效排放半徑的測(cè)定方法有2種：①使用鉆孔流量法測(cè)定超前鉆孔的有效排放半徑；②使用鉆屑量與鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法測(cè)定超前鉆孔的有效排放半徑。通過(guò)采用第二種方法，在FX004工作面軌道順槽開(kāi)口以里253.5 m處進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，原始孔和測(cè)試孔實(shí)際測(cè)定

112、夾角為8°，兩孔的孔口距離為1.49 m，排放時(shí)間為30分鐘。測(cè)試的89 mm的排放孔經(jīng)30分鐘的排放半徑為0.516 m。</p><p><b>　　4.2礦井瓦斯儲(chǔ)量</b></p><p>　　礦井瓦斯儲(chǔ)量是指在煤田開(kāi)發(fā)過(guò)程中能夠向礦井排放瓦斯的煤層及圍巖所儲(chǔ)存的瓦斯量，應(yīng)為礦井可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量、受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層及圍巖瓦斯