煤矿瓦斯抽放设计实施方案

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、 2 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。

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 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=530 r/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=490 r/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150m2

3、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 X Y

1 2984679.00 35455452.00

2 2984303.00 35455132.00

3 2984000.00 35455445.00

4 2983890.00 35454800.00

5 2985250.00 35454550.00

6 2985375.00 35454768.00

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。 6 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、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 7 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 8 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。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

C205 0.19 1.39 1.05 9 0-1 不稳定局部可采 25—50

41 粉砂岩泥岩

泥质粉砂岩 泥岩、泥质粉砂岩

C204 0.40 1.71 1.20 0-2 不稳定局部可采 25—50

41 粉砂岩泥岩

粉砂岩、砂岩 泥岩、泥质粉砂岩 17.23

C202 0.35 7.01 3.93 0-1 稳定

可采 25—50

41 粉砂岩泥岩

泥质粉砂岩 泥岩、泥质粉砂岩

13

C201 0.68 8.33 5.29 0-1 稳定

可采 25—50

41 粉砂岩泥岩

泥质粉砂岩 泥岩、泥质粉砂岩