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XX矿瓦斯抽放设计说明书
2019-04-19  出处:煤客网  煤客新闻网  煤矿网  来源:网络   人气:0   

、低硫、中高发热量的弱粘煤为主,约占总储量的59.6%,次为气煤及1/3焦煤。
各煤层的稳定性及可采煤层特征见表1-2,煤质特征见表1-3。


可采煤层厚度及层间距表 表1-2

四、煤层瓦斯含量
根据河北煤田地质勘探公司对宣东一号井1991、1992年测定资料,该井相对瓦斯涌出量均在6.0 m3/t以下,鉴定结果为低瓦斯矿井。宣东二号井精查地质报告对28个地勘钻孔采取了瓦斯样74个,其中Ⅲ3煤18个,CH4成分为48.26%,CH4含量为1.47m3/t;Ⅳ1煤样2个,CH4成分为44.53%,CH4含量为2.53m3/t;Ⅳ2煤样8个,CH4成分为58.36%,CH4含量为1.93m3/t;Ⅴ2煤样6个,CH4成分为58.40%,CH4含量为2.72m3/t。根据矿井的开拓布置、初期采区的位置,经计算矿井瓦斯相对涌出量为5.54m3/t,属低瓦斯矿井。
但矿井自投产以来,瓦斯涌出量一直较大,与预测的低瓦斯矿井的瓦斯涌出量有较大的出入。根据对宣东二矿Ⅲ3煤层瓦斯含量的实测以及由典型回采工作面瓦斯涌出量的计算可知,宣东二矿煤层瓦斯含量在走向上的变化规律是随着向NE的延伸瓦斯含量有增大的趋势;在倾向上的变化规律是瓦斯含量随采深的增加而增大。
根据对宣东二矿矿井瓦斯基础参数的测定结果知,Ⅲ3煤层瓦斯含量为5.44~7.57m3/t,平均为7.20 m3/t。
由于主采煤层Ⅴ2以及其它局部可采煤层尚未揭露,无任何实测资料可供参考,因此其瓦斯含量参照Ⅲ3煤层的平均瓦斯含量取7.20 m3/t。
五、水文地质
本井田按其地层层序、岩性及其富水性和煤层的关系可分为6个含水岩组12个含水层。在这12个含水层中除九龙山组二段凝灰岩、凝灰质砾岩含水层和第四系中段砂砾石、卵石含水层为富水性中等的承压含水层外,其余都为富水性较弱的含水层。其中第四系底部砂砾石含水层,在本井田内较大面积基岩呈“天窗”接触,使其与煤系砂岩、辉绿岩、九龙山组各段,髫髻山组等各含水层之间可能发生水力联系。另从水文地质剖面上反映出髫髻山组,九龙山组各段含水层之间均无较稳定的隔水层存在,但在井田内单孔多层次抽水试验中,静止水位的观测资料说明,各含水层间都有水位差存在,表明上述各含水层间水力联系又不密切。
井田内构造较为简单,只有几条落差较小的断层,断层的导水性能差或不导水。
由于下花园组砂岩裂隙含水层富水性较弱,开采时涌水不会太大,主要是开采后塌陷裂隙连通上覆承压含水层使矿井充水。精查地质报告中根据设计提供的首采区范围,依据各含水层与主要可采煤层的关系,确定下花园组砂岩裂隙含水层,九龙山组1段砂砾岩裂隙含水层、辉绿岩裂隙含水层为直接充水含水层,并采用直线隔水边界和无限隔水边界大井法计算确定出矿井正常涌水量为335m3/h,最大涌水量为500m3/h。

第二节 矿井概况
一、井田境界
北以纬线4494750为界,西南以V2煤层剥蚀线取拐点连线为界,西以F2断层与宣东一号井相邻,东北以0-0勘探线为界,东南以13-3、5-6、0-3钻孔连线为界。井田走向长约5.2km,倾斜平均宽5.25km,面积26km2。
二、煤层储量
参与储量计算的煤层有Ⅲ3、Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3和Ⅴ2煤层。煤层最低可采厚度按弱粘煤为0.8m、气煤和1/3焦煤为0.7m计算。由于煤层平缓,倾角为5°~ 15°,故储量计算面积采用水平投影面积,计算方法采用块段法。根据以上原则储量计算结果汇总于表1-4。
矿井地质储量表 表1-4(单位:万t)

三、矿井设计生产能力及服务年限
根据矿井储量、煤量赋存情况及开采技术条件,宣东二矿设计生产能力为0.90Mt/年,初期以开采Ⅲ3煤层为主。服务年限为64.3年,其中一水平为36.0年。
四、井田开拓及采区巷道布置
1井田开拓
矿井为一对立井开拓,副立井罐笼提升,主立井箕斗提升并兼作回风井。井筒开凿至-230m标高设立-230m水平井底车场,并以三条长约700m的大巷进入采区,形成矿井的主要开拓系统。
矿井工业广场位于京包铁路和京张公路之间,主、副井井口布置在工业广场中部113钻孔附近,主井井口标高为+595m,副井井口标高为+595.3m。
2水平划分
根据井田可采煤层赋存特点,将距离较近的Ⅲ3、Ⅳ1、Ⅳ2和Ⅳ3煤层划为一个上开采煤组,Ⅴ2煤层为一个下开采煤组。由于各煤层在井田内赋存标高在-100~-500m之间,且上、下两个开采煤组相距较远,故全井田共划分为二个水平,其中第一水平标高-230m,利用上、下山开采上煤组,第二水平标高为-350 m,利用上、下山开采下煤组。
3大巷布置
根据矿井开拓布置,井筒位置偏离井田中央,矿井初期为单翼开采,从有利于安全、稳产、高产、简化管理等角度考虑,同时井田走向长度较短,设计共布置3条大巷,即-230水平轨道运输大巷、-230水平胶带运输大巷和-200总回风大巷。
4采区划分及开采顺序
根据矿井开拓水平划分及煤层分组情况,本着合理开发、简化开拓系统,减少井巷工程量,有利于矿井通风和回采,保证矿井生产采区正常接替等原则,将全井田两个水平共划分为10个采区,每个水平各5个采区,其中6个上山采区,4个下山采区。现-230水平已形成两个采区,即Ⅲ3一采区和Ⅲ3二采区。一采区为首采区,首采工作面33101综采工作面于2002年6月份结束并予以封闭。
全井田采用采区前进式开采,由井筒附近向井田边界依次开采。采区内工作面采用后退式开采。各煤层间采用下行式开采。
5采区巷道布置及采煤方法
采区上、下山的运输巷和轨道巷均布置在Ⅲ3煤层中,沿煤层顶板掘进,以保持巷道顶板的完整性,改善巷道的维护条件。胶带运输大巷与运输上、下山采用煤仓和进风斜巷联系,轨道大巷与轨道上、下山采用石门和斜巷联接。工作面顺槽采用沿空掘巷方式。
采煤方式开始为走向长壁采煤法,冒落法管理顶板,现由于受地质条件的影响改为倾斜长壁冒落式采煤法。
五、矿井通风
根据矿井精查地质报告,宣东二矿属低瓦斯矿井。但自矿井开拓投产以来,矿井瓦斯涌出量一直很大。据2001和2002年的矿井瓦斯等级鉴定确定为高瓦斯矿井,其中2002年的鉴定结果为矿井绝对瓦斯涌出量为43.05m3/min,相对瓦斯涌出量为32.04m3/t。
根据煤样分析,Ⅲ3煤层煤尘有爆炸危险。又根据二00二年四月份对两个采区煤层最短自然发火期测试分析,Ⅲ3煤层易自燃,自燃倾向等级为二类自燃,最短发火期为41天。
矿井采用中央并列抽出式通风系统。由副井进风,主井回风。矿井总进风量为5700 m3/min,总回风量为6500 m3/min。主扇风机与备扇风机均为BDK-8-№24型对旋式扇风机,配用PBF355S4-8型防爆电机,功率为160×2kW,提风量为6450 m3/min。

第二章 矿井年抽放量及抽放年限
第一节 矿井瓦斯储量及可抽量
一、瓦斯储量计算范围
计算范围为整个矿井的所有采区,面积约23km2,瓦斯储量计算的纵向范围为矿井一、二水平。参与瓦斯储量计算的煤层除现开采层Ⅲ3煤层和后期的开采层Ⅴ2煤层外,还包括受开采层采动影响能向矿井涌出瓦斯的邻近层Ⅳ1、Ⅳ2、Ⅳ3、Ⅴ2上煤层以及围岩中的瓦斯。
二、瓦斯储量及可抽量
瓦斯储量一般是指煤田开发过程中能够向矿井排放瓦斯的煤层(包括不可采煤层)及围岩所赋存的瓦斯总量,其计算公式为:

式中:Wk

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