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遵义县马蹄镇马蹄煤矿抽采方案设计(定稿)3.27.doc

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资源描述
遵义县马蹄镇马蹄煤矿 瓦斯抽采方案设计 说 明 书 矿井规模:15万吨/年 总 经 理: 总工程师: 项目负责: 贵州兴源煤矿科技有限责任公司 二0一二年四月 矿井瓦斯抽采方案设计委托书 遵义县马蹄镇马蹄煤矿委托贵州兴源煤矿科技有限责任公司进行《遵义县马蹄镇马蹄煤矿瓦斯抽采方案设计》编制工作。 项目名称 遵义县马蹄镇马蹄煤矿瓦斯抽采方案设计 建设性质 整合 工程规模 15万吨/年 任务来源 受遵义县马蹄镇马蹄煤矿委托 投资 建设地点 遵义县马蹄镇 工程设计内容及要求 按照《煤矿安全规程》、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》(GB50471-2008)及有关煤矿瓦斯抽采方案设计规范要求,满足瓦斯抽采方案设计内容及要求。 由编制单位提交4份报告,并负责审查后的修改工作。 委托单位 遵义县马蹄镇马蹄煤矿 联系人 联系电话 承接单位 贵州兴源煤矿科技有限责任公司 联系人 联系电话 目录 目录 前 言 1 第一章 矿井概况 3 第一节 井田概况 3 第二节 矿井地质及煤层赋存情况 6 第三节 矿井开拓与开采 12 第四节 矿井通风与瓦斯 17 第二章 抽采瓦斯设计参数 19 第一节 抽采瓦斯的必要性和可行性 19 第二节 瓦斯来源分析 20 第三节 煤层瓦斯基本参数 21 第四节 瓦斯储量和可抽量 24 第五节 矿井瓦斯涌出量 25 第六节 抽采规模及服务年限 30 第三章 抽采方法设计 31 第一节 抽采瓦斯方法选择 31 第二节 抽采参数确定 35 第三节 抽采钻孔布置及施工 36 第四章 瓦斯抽采系统计算及设备选型 41 第一节 抽采管路系统的选择及计算 41 第二节 抽采设备选型计算 44 第五章 瓦斯利用 49 第一节 瓦斯利用方向 49 第六章 抽采瓦斯地面工程 50 第一节 抽采站工业场地总平面布置 50 第二节 抽采站建筑 50 第三节 设备安装及管网布置 51 第四节 给水、排水 51 第五节 采暖、通风 53 第七章 泵站供配电、照明、防雷及通讯 54 第一节 泵站供配电及照明 54 第二节 防雷、接地 55 第三节 通讯 57 第八章 瓦斯抽采监测及控制 58 第一节 抽采利用监测设计内容 58 第二节 抽采实时监测 58 第三节 抽采管路的附属设施、泵房辅助设施 59 第九章 抽采瓦斯组织管理及安全措施 63 第一节 组织管理 63 第二节 安全措施 64 第三节 有关操作注意事项 66 第十章 环境保护 71 第一节 抽采瓦斯工程对环境的影响 71 第二节 污染防治措施 71 第三节 抽采站绿化 71 第十一章 技术经济 72 第一节 机构设置与人员配置 72 第二节 投资估算 72 第三节 管理与规章制度表格 74 附 件 1、 遵义县马蹄镇马蹄煤矿瓦斯抽采方案设计委托书; 2、遵义县马蹄镇马蹄煤矿采矿许可证; 3、贵州省能源局文件(黔能源发[2010]701号)《关于遵义市工业和能源委员会《关于呈报2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复》; 4、中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室于2010年5月提交的《贵州省遵义县马蹄煤矿C4、C6、C9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》; 5、贵州省煤田地质局实验室2005年12月17日对煤矿C4、C6和C9煤层作出的“煤尘爆炸性鉴定报告”; 6、贵州省煤田地质局实验室2005年12月17日对煤矿C4、C6和C9煤层作出的煤层自燃倾向性等级鉴定结果; 7、黔能源发[2010]508号《关于对遵义县马蹄镇马蹄煤矿开采方案设计(变更)》的批复。 8、供电协议及救护协议。 附图(见设计图) 序号 图 名 比 例 1 开拓系统平面图 1:2000 2 开拓系统立面图 1:2000 3 开拓系统剖面图 1:2000 4 采区巷道布置及机械配备平面图 1:2000 5 抽放泵站位置图 1:500 6 瓦斯抽放系统图 示意图 7 抽采泵房布置图 1:50 8 瓦斯泵站供电系统及配电照明布置图 示意图 9 抽采管网布置图 示意图 10 泵站避雷系统图 1:50 3 第十一章 技术经济 前 言 遵义县马蹄镇马蹄煤矿(以下简称马蹄煤矿)为整合矿井,地址:遵义县马蹄镇;开采矿种为:煤;生产规模:15万吨/年;矿区面积0.9422km2;采矿许可证证号:C5200002011061120113954。矿井开拓方式为采用斜井开拓,采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法,后退式回采。 根据贵州省能源局文件(黔能源发[2010]701号)《关于遵义市工业和能源委员会《关于呈报2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复》,马蹄煤矿瓦斯绝对涌出量为1.23 m3/min,二氧化碳绝对涌出量为0.28m3/min,矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。 根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室于2010年5月提交的《贵州省遵义县马路蹄煤矿C4、C6、C9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》,C4、C6、C9煤层在+774m水平以上没有突出危险性。根据黔安监管办字[2007]345号《关于加强煤矿项目煤与瓦斯突出防治工作意见》,该矿区为国家划定的煤与瓦斯突出区域。 因此,该矿突出危险性鉴定标高(+774m)以上按无突出危险区设计和管理,其它未鉴定区域按突出危险区设计和管理。建议矿井今后开采未鉴定区域煤层前及时作煤与瓦斯突出危险性鉴定,并根据鉴定结果设计管理矿井。 原开采方案设计和安全专篇(贵州兴源煤矿科技有限责任公司编制,时间分别为2010年和2011年),设计根据《矿井瓦斯涌出量预测方法(AQ1018-2006)》标准,采用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行预测,经计算矿井在+400m水平时其C4煤层瓦斯涌出量最大,故以C4煤层瓦斯涌出量作为矿井设计依据。其中:采煤工作面瓦斯涌出量为18.7m3/t、绝对瓦斯涌出量为5.45m3/min;2个掘进工作面绝对瓦斯涌出量为2×1=2m3/min;矿井相对瓦斯涌出量为43.01m3/t,矿井绝对瓦斯涌出量为13.59m3/min。 随着矿井的开采,马蹄煤矿今后回采工作面和掘进工作面瓦斯涌出量都会不断增加,为解决今后的防治煤与瓦斯突出和瓦斯超限问题,矿井应进行瓦斯抽采方案设计。受马蹄煤矿的委托,贵州兴源煤矿科技有限责任公司承担该矿瓦斯抽采方案设计。本设计方案重点针对首采区。 马蹄煤矿按突出矿井设计,经煤与瓦斯突出鉴定的不具突出危险区域按高瓦斯设计,随着开采深度增加,瓦斯涌出量将增大,只有降低煤层瓦斯含量,才可有减少矿井瓦斯涌出量。本设计从矿井瓦斯涌出量等因素考虑设计,决定建立地面固定式瓦斯抽采系统来治理瓦斯。 一、编制本设计的依据 1、《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》(GB50471-2008) 2、《矿井瓦斯抽采技术规范》AQ1027-2006国家安全生产监督管理总局 3、《矿井瓦斯抽采管理规范》(1997)中华人民共和国煤炭工业部 4、《煤矿安全规程》(2011)国家煤矿安全监察局 5、《防治煤与瓦斯突出规定》(2009)国家安全生产监督管理总局令 6、《遵义县马蹄镇马蹄煤矿开采方案设计(变更)》,贵州兴源煤矿科技有限责任公司于2010年10月编制; 7、《遵义县马蹄镇马蹄煤矿开采方案设计(变更)安全专篇》,贵州兴源煤矿科技有限责任公司于2011年12月编制; 8、贵州兴源煤矿科技有限责任公司相关人员现场收集的通风、生产、瓦斯、地质等相关资料及马蹄煤矿提供的相关资料。 二、设计的主要技术经济指标 (1)矿井预测相对瓦斯涌出量:43.01m3/t; (2)抽放浓度:高负压30%、低负压15%; (3)抽采总量:8m3/min(其中:高负压6m3/min,低负压2m3/min); (4)抽放系统总投资:3512965(元) 第一章 矿井概况 第一节 井田概况 一、交通位置 遵义县马蹄镇马蹄煤矿(整合)位于贵州省遵义县马蹄镇,该矿行业管理属遵义县煤炭局管辖。矿区距遵义县城52 km,距鸭溪电厂20 km,326国道从矿区的南面通过,326国道距工业广场约0.2km,其地理坐标为:东经106°26′38″~106°27′34″;北纬27°32′22″~27°32′46″。交通及通讯较为方便。矿区位置详见图1-1-1。 二、井田范围和煤炭储量 1.矿区范围: 遵义县马蹄镇马蹄煤矿井田境界由贵州省国土资源管理部门划定,面积0.9422 km2。该矿井矿区形状为不规则的多边形,共由8个拐点坐标组成,矿界范围及拐点坐标见表。拐点坐标见表1-1-1。 表1-1-1 马蹄煤矿井田范围拐点坐标 拐点编号 X Y 1 3048343.085 35644095.863 2 3049009.089 35643815.864 3 3048878.093 35642547.857 4 3048232.089 35642554.855 5 3048273.088 35643140.857 6 3048092.087 35643140.857 7 3048092.087 35643171.857 8 3048282.088 35643171.858 矿区面积:0.9422km2 开采深度:+950-400 图1-1-1 马蹄煤矿交通位置图 2.储量 资源储量与服务年限: 1) 矿井地质资源量 根据中化地质矿山总局贵州地质勘查院2007年10月提供《贵州省遵义县马蹄镇马蹄煤矿资源储量核实报告》和黔国土资储备字[2008]40号《关于<贵州省遵义县马蹄镇马蹄煤矿资源储量核实报告>矿产资源储量评审备案证明》及意见书,截止2007年11月30日止,评审备案的煤炭(准采标高+950m--+400m)保有资源量共计(333)+(334?)555万吨,其中:(333)311万吨,(334?)244万吨。 (1)矿井地质资源/储量=(333)=311(万吨) (2)矿井工业资源/储量 矿井工业资源/储量=(333)资源量×K=311×0.8=248.8(万吨) 其中:k为可信度系数,0.7~0.9,本设计依据《储量核实报告》提供的资料,取0.8。 (3)矿井设计利用资源/储量 矿井设计利用资源/储量=矿井工业资源/储量-永久煤柱损失 根据《勘探地质报告》C4、C6、C9各可采煤层体重值分别为1.42t/m3、1.5t/m3、1.5t/m3。设计该矿永久煤柱损失有边界煤柱、老空(采空)隔水煤柱和村庄煤柱。 矿区边界煤柱:以所划定的矿区开采边界的铅垂线至所采煤层的投影线内推20m计算。 老空(采空)隔水煤柱:根据遵义县马蹄煤矿老系统开采情况说明,原马蹄煤矿和原金马煤矿区内最低开采权标高+867m。按42m垂距计算即将+825m标高作防隔水煤柱标高;矿区开采水平向深部延伸时,如开采标高低于茅口灰岩地下水位标高885米时,建议矿井对矿区水文作详细勘探,并重作《水文地质报告》以指导在最低侵蚀基准面标高885m以下的生产技术安全工作。未重作《水文地质报告》前将C9煤层作防隔水层处理。 井筒保护煤柱:以所需保护的巷道一或两侧外推20m以60~70°的岩层垮落角计算。 村庄或工业广场保护煤柱:以地面需保护目标外推20m,以60~70°的岩层垮落角推算至所采煤层连线形成的区域,即为地面目标保护煤柱,本设计矿井工业场地在煤层露头以外,没有工业场地煤柱;村庄煤柱在(334?)资源范围内,不进行计算。 ⑴各煤层边界煤柱见表1-1-2(表中斜面积为平面积除煤层平均倾角) 表1-1-2 矿井边界煤柱损失储量计算表 煤层编号 倾角(°) 面积(m2) 厚度(m) 容重(t/m3)   333*0.8 小计 C4 85 11200 1.85 1.42 2.4 2.4 C5 85 11200 2.03 1.5 2.7 2.7 C19 85 11200 2.05 1.5 2.8 2.8 合计           7.9 ⑵各煤层老空/采空隔水煤柱见表1-1-3(表中斜面积为平面积除煤层平均倾角) 表1-1-3 采空隔水煤柱损失储量计算表 煤层编号 倾角(°) 面积(m2) 厚度(m) 容重(t/m3)   333*0.8 小计 C4 85 37200 1.85 1.42 7.8 7.8 C5 85 37200 2.03 1.5 9.1 9.1 C19 85 37200 2.05 1.5 9.2 9.2 合计           26.1 ⑶村庄煤柱 村庄煤柱在(334?)资源范围内,不进行计算。 矿井设计资源/储量=248.8-7.9-26.1=214.5 (万吨) (4)矿井设计可采储量 矿井设计可采储量=(矿井设计资源/储量-工业场地煤柱、井筒煤柱和主要大巷煤柱)×采区回采率 式中:中厚煤层,采区回采率取80% 本设计工业场地、井筒和水平(或采区)上山布置在煤层垮落角范围以外,因此,没有井筒、大巷和工业场地煤柱。 矿井设计可采储量合计:171.6万吨,详见储量计算结果汇总表1-1-4。 表1-1-4 矿井资源储量计算结果汇总表 煤层 编号   工业储量(万t) 设计利用储量(万t) 开采损失煤柱(万t) 采区回采率 (﹪) 可采储量(万 t) 333 334 小计 C4 100 78 178 80 69.8 0 0.8 55.8 C6 106 84 190 84.8 73 0 0.8 58.4 C9 105 82 187 84 71.7 0 0.8 57.4 合计 311 244 555 248.8 214.5 0   171.6 2)矿井设计可采储量和服务年限 根据矿井基础储量及资源类型、矿床地质构造复杂程度和开采方式等情况,矿井储量备用系数取1.4,则矿井设计服务年限为: 式中: T--矿井设计服务年限,a; Zk--矿井设计可采储量,万t; A--矿井设计生产规模,万t/a; K--储量备用系数,取1.4。 T=171.6/(15×1.4)=8.2(a) 据上计算,矿井服务年限为8.2a。 第二节 矿井地质及煤层赋存情况 一、地质概况 1、地层 矿区出露地层有第四系、三叠系下统茅草铺组、夜郎组、二叠系上统长兴组、龙潭组、二叠系中统茅口组。现由新至老分述如下: ⑴第四系(Q) 为黄色、黄褐色浮土及残坡积物,零星分布于地势低洼地带及缓坡地带。厚0.6~15m。 ⑵三叠系(T) 区内仅分布有三叠系下统茅草铺组、夜郎组,从上至下分别为: ①茅草铺组(T1m): 灰、灰黄色中厚层夹薄层白云岩、钙质白云岩、角砾状白云岩和盐溶角砾岩,局部夹灰岩。厚358~488米,区内未见顶。 ②夜郎组(T1y) 九节滩段(T1y3): 灰、深灰色粉砂质泥岩,局部夹钙质泥岩。厚80~100米。 玉龙山段(T1y2): 上部为灰色中厚层灰岩,下部为灰色薄层泥质灰岩夹泥灰岩。厚120~275m,区内未见顶。 沙堡湾段(T1y1): 为黄、黄绿、深灰色粉砂质泥岩,偶夹钙质泥岩组成,厚8~15 m。 ⑶二叠系(P) ①长兴组(P3c): 由灰、深灰色中至厚层灰岩,含燧石结核或条带灰岩组成,底部灰岩夹灰黄色泥(页)岩。厚50~68 m。 ②龙潭组(P3l): 为粉砂岩、砂岩、页岩、炭质页岩,煤层等组成的韵律层,厚85~115m;含煤15层,是本次工作的主要对象。底部为灰白色铝土质粘土岩,与下伏地层茅口组呈假整合接触。 ③茅口组(P3m): 主要为浅灰、灰色厚层状灰岩及生物灰岩,厚度大于100米。 2、区域构造 ⑴褶皱 矿井位于鸭溪向斜北翼,地层总体呈向南东倾斜的急倾斜单斜构造,其地层产状为:倾向160°~180°,倾角84°~89°。 ⑵断裂 区内未见断裂构造,仅在局部地段发育有小裂隙,对本次勘查范围内的煤矿无破坏作用。 区内观测到的节理主要有走向130°和220°的两组,节理面倾角65°~85°,主要发育在碳酸盐地层中,由于岩层的成层组合条件限制了节理裂隙的水平延伸和垂向发育,节理的平面连续性和垂向连续性均较差,且分布不均匀。 龙潭组地层为矿区内唯一含煤地层,矿区范围内未发现断层,总体为一向南东倾斜的急倾斜单斜构造,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中等。 二、煤层及煤质 龙潭组(P3l)为矿区唯一的含煤地层,属海陆交互相沉积。龙潭组(P3l)厚95.93-119.48m,一般厚108m。主要由灰、深灰-黑色的粉砂岩、细砂岩、砂质泥岩、硅质灰岩、粘土岩、煤等组成。含煤及煤线15层,(C1-C15)煤层总厚5.8米,含煤率5.4%,含可采煤层3层,即C4、C6、C9煤层,可采煤层厚5.55米,可采含煤率为3.0%。其余煤层在矿区范围内目前井巷未进行揭露,情况不明。 1、煤层 1)煤层特征 矿区内可采煤层3层,即C4、C6和C9,各煤层特征从上而下分述如下: ⑴C4 产于龙潭组中上部,下距C6煤层5~8米,厚1.71~2.05米,平均厚1.85米。该煤层结构简单,一般无夹矸,煤层颜色为灰黑色,粉末为深黑色,条带状结构,似金属光泽,硬度相对较大,脆度小,贝壳状断口,外生裂隙较发育,半亮煤~光亮煤,易碎、开采后以粉煤为主。 ⑵C6 产于龙潭组中上部,下距C9煤层5~8米,厚1.72~2.03米,平均厚1.85米。该煤层结构简单,一般无夹矸,煤层颜色为灰黑色,粉末为深黑色,条带状结构,似金属光泽,硬度相对较大,脆度小,贝壳状断口,外生裂隙较发育,半亮煤~光亮煤,易碎、开采后以块煤为主。 ⑶C9 产于龙潭组中部,下距茅口组40~50米,厚1.71~2.05米,平均厚1.85米。该煤层结构简单,一般无夹矸,煤层颜色为灰黑色,粉末为深黑色,条带状结构,似金属光泽,硬度相对较大,脆度小,贝壳状断口,外生裂隙较发育,半亮煤~光亮煤,易碎、开采后以块煤为主。 其煤层特征见表2-1-1。 表2-1-1 各可采煤层特征表 序号 区域组 煤层名称 煤层厚度(m) 层间距(m) 煤层夹矸数 稳定性 煤层平均倾角(度) 煤种 顶底板岩性 最小 最大 平均 顶板 底板 1 龙潭组 C4 1.71 2.05 1.85 较稳定 85 无烟煤 灰色灰岩 灰色粉砂质泥岩 6.40 2 C6 1.72 2.03 1.85 较稳定 85 无烟煤 灰黑色粉砂质泥岩 深灰色泥岩 6.80 3 C9 1.71 2.05 1.85 稳定 85 无烟煤 深灰色泥质砂岩 灰、深灰色含黄铁矿结核粉砂岩 2、煤质及煤种 (1)物理性质和煤岩特征 C4:黑色,碎块状及粉状,似金属光泽,外生裂隙较发育,硬度相对较大,脆度小,贝壳状断口,半亮~光亮型煤。 C6:黑色,块状及粉状,半亮~光亮型煤。似金属光泽,含少量黄铁矿结核,外生裂隙较发育,硬度相对较大,脆度小,贝壳状断口。 C9:黑色,块状及粉状,半亮~光亮型煤。似金属光泽,含少量黄铁矿结核,外生裂隙较发育,硬度相对较大,脆度小,贝壳状断口。 本区煤的变质阶段属无烟煤,煤的变质类型为区域变质。 (2)化学性质: 矿井可采煤层煤质分析结果见表2-1-2。 表2-1-2 煤层煤质特征表 煤层 编号 分 析 结 果 Mad(%) Ad(%) Vdaf(%) Fcd(%) St.d(%) Qnet.d(MJ/kg) C4 1.12 13.46 6.42 82.06 1.61 30.08 C6 2.54 13.31 5.64 83.24 0.63 30.32 C9 2.61 13.37 5.76 83.94 0.61 30.02 四、水文地质条件 1、水文地质类型 区域构造以褶皱为主,碳酸盐岩与碎屑岩相间展布。碳酸盐岩含丰富的岩溶水,碎屑岩含裂隙水,第四系松散堆积层零星分布,微含孔隙水。 岩溶水主要靠大气降水通过岩溶漏斗、落水洞及溶隙等补给,其运动方向受地质构造及地貌等因素的控制,往往具有较大面积和较长途径的迳流,排泄于当地最低侵蚀基准面之沟谷中。裂隙水主要靠大气降水通过地表节理裂隙补给,多为近源排泄,泉水流量一般较小。偏岩河主要富集于一些较开阔的向斜地段,另外,两种构造复合交接部位,向斜转折端,背斜倾伏端端等处岩溶较发育,岩溶水较密集。 裂隙水的年变化幅度小于5倍,岩溶泉水及地下河流量年变化幅度较大,一般2~40倍。 矿井范围内含水层为二叠系中统茅口组、上统长兴组及三叠系下统夜郎组黄村坝段,受大气降水补给条件差,水量受大气降水的影响而呈季节性变化。该矿井直接充水因素为煤层顶底板裂隙水、层间裂隙水,主要充水因素为老窑水、地表水,且矿井煤矿准采标高位于最低侵蚀基准面标高885m以下。地表水、老窖水积水是未来矿坑的主要充水因素,龙潭组地层为裂隙含水层,富水性弱,其上覆、下伏灰岩富水层为间接充水层,故马蹄煤矿为裂隙充水矿床,矿区水文地质条件中等。 2、矿井充水因素分析 ①补给条件 各含水层之间一般无水力联系。含水层水的补给以大气降水为主,具有季节性。补给水量与降雨量、受水面积及裂隙发育程度相关。 ②充水因素 根据区内水文地质条件分析,结合邻近生产矿井的调查,该矿井直接充水因素为煤层顶板裂隙水,主要充水因素为老窑水。 a顶板裂隙水 主要为煤层间灰岩弱含水层水,在井巷掘进中沿煤层顶板裂隙进入矿井,是矿井的直接充水因素,水量不大。 b老窑水 主要为煤系上伏含水层的岩溶水,受采动影响,沿采动裂隙进入矿井,是矿井的主要充水因素,水量较大,随大气降水呈季节性变化。 3、涌水量 矿区正常涌水量为20m3/h,最大涌水60m3/h。 五、其他开采技术条件 (1)煤层顶底板条件 C4:顶板为灰色石灰岩,底板为粉砂质泥岩。顶板岩体较坚硬,稳定性好;底板岩体软弱,稳定性差。 C6:顶板为粉砂质泥岩,底板为泥质粉砂岩。顶底板均不稳定,采矿时易发生冒底。 C9:顶板为黑色泥质砂岩,为不稳定顶板,采矿时易发生冒底。底板为粉砂岩,为稳定底板。 在未来矿山开采过程中,由于矿区范围内C6、C9煤层顶板稳定性差,发生巷道顶板垮塌及突底等工程地质问题的可能性较大,C4煤层顶板较稳定,但大面积采空仍会导致顶板垮塌,在开采过程中应加强巷道顶、底板支护。 (2)矿井瓦斯等级和煤与瓦斯突出危险性 根据贵州省能源局文件(黔能源发[2010]701号)《关于遵义市工业和能源委员会《关于呈报2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果的报告》的批复》,马蹄煤矿瓦斯绝对涌出量为1.23 m3/min,二氧化碳绝对涌出量为0.28m3/min,矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井。 根据中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室于2010年5月提交的《贵州省遵义县马路蹄煤矿C4、C6、C9煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告》,C4、C6、C9煤层在+774m水平以上没有突出危险性。根据黔安监管办字[2007]345号《关于加强煤矿项目煤与瓦斯突出防治工作意见》,该矿区为国家划定的煤与瓦斯突出区域。 因此,该矿井按有煤与瓦斯突出危险性设计和管理,在煤与瓦斯突出鉴定标高(+774m)以上区域按无突出危险区设计和管理。建议矿井今后开采未鉴定区域煤层时及时作煤与瓦斯突出危险性鉴定,并根据鉴定结果管理矿井。 (3)煤尘爆炸性 根据贵州省煤田地质局实验室2005年12月为该矿所作《煤尘爆炸性鉴定报告》,C4、C6、C9煤层,煤尘无爆炸性。 (4)煤的自燃性 根据贵州省煤田地质局实验室2005年12月为该矿所作《煤炭自燃倾向等级鉴定报告》,C4、C6、C9煤层自燃倾向为三类,不易自燃煤层,本设计按有煤层不易自燃进行设计。 (5)地温情况 本井田无地温异常现象,属于正常地温矿井。 (6)冲击地压 地质资料中未提供冲击地压的相关资料,该矿井及周围矿井尚未有冲击地压情况的发生,马蹄煤矿按没有冲击地压危险考虑。 第三节 矿井开拓与开采 1、井田开拓方案 矿井开拓方式为斜井开拓。 根据矿井煤炭资源分布状况及+950m~+400m的准采标高,设计沿倾向划分为四个水平,分上、下山采区(共五个采区)开拓全井田。 井口及工业场地选择在该矿井田南部山谷。 变更后设计利用已有三个井筒(主井、副井、风井),利用主井井口坐标为X=3048136,Y=35643145,Z=+933,方位角187.2°,倾角22.5°,斜长为416m,落底于+776m水平;利用副井井口坐标为X=3048398,Y=35643045,Z=+950,方位角197.65°,倾角26.5°,斜长为314m,落底于+810m标高;利用风井井口坐标为X=3048393,Y=35643079,Z=+950,方位角196.68°,倾角26.5°,斜长为287m,落底于+822m水平。 在主井底+776m标高,布置井底车场100m,同方位布置水平运输石门224m揭穿C4煤层;在副井底+810m标高,布置轨道石门140m,以方位角103°,倾角28.5°,斜长为40m,布置首采区轨道上山至776m标高,与水平运输石门联通; 在风井底+822m标高,布置总回风石门145m,以方位角91°,倾角28.5°,斜长为75m,布置首采区回风上山与水平运输石门联通;形成矿井和首采区通风系统。 在+776m标高:在主井井底布置长100m井底车场;车场西边布置中央水泵房硐室和主、副水仓(+771m标高);消防材料库房和首采区配电硐室(后期变电所)采用联合配置,并与首采区回风上山联通。 主井铺设铺设轨道,作混合提升,运输煤炭、矸石、材料;副井安装架空乘人装置,专作运输人员;原煤通过绞车运至工业场地,经装车外运。 后期煤炭通过主井延伸井(21采区)、三水平31采区轨道上山、四水平41采区轨道上山和42采区轨道下山运至工业场地,经装车外运。 井田斜井开拓系统平、立、剖面图详见附图。 通风方式:并列式,主井、副井、风井服务全矿井,通风方法抽出式。 井筒特征见表1-3-1 表 1-3-1 井筒特征表 序号 井筒 名称 长度 (m) 净断面 (m2) X坐标 Y坐标 Z坐标 方位角 (°) 倾角 (°) 服务 范围 1 主井 416 8.5 3048136 35643145 +933m 187.2 22.5 全矿 2 副井 314 5.8 3048398 35643045 +950m 197.65 26.5 全矿 3 风井 287 5.8 3048393 35643079 +950m 196.68 26.5 全矿 2、采区划分 设计根据矿井开拓方式及煤层赋存情况,结合矿井开采特点,矿井划分为四个水平,五个采区。 采区开采顺序:一采区→二采区→三采区→四采区→五采区。 3、采区巷道布置 在主井底+776m标高,布置井底车场100m,同方位布置水平运输石门224m揭穿C4煤层,距C4煤层约40m;在副井底+810m标高,布置轨道石门140m,以方位角103°,倾角28.5°,斜长为40m,布置首采区轨道上山至776m标高,与水平运输石门联通; 在风井底+822m标高,布置总回风石门145m,以方位角91°,倾角28.5°,斜长为75m,布置首采区回风上山与水平运输石门联通;形成矿井和首采区通风系统。 距C4煤层煤层顶板约40m,沿煤层顶板走向向西布置西翼顶板集中回风巷和西翼顶板集中运输巷,每隔200m分别用块段石门与沿煤进(回)风巷联通。 利用主井作首采区的运输上山,与首采区轨道上山和回风上山双翼开采首采区的煤炭资源。 4、煤工艺及主要设备 (1)采煤方法及采煤工艺 1)采煤方法 该矿井采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法,后退式开采。 2)采煤工作面的回采工艺及装备 矿井可采煤层3层,即C4、C6、C9煤层,平均厚度均为1.85m。煤层倾角85°,属急倾斜煤层。设计首采工作面采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法,后退式开采,采煤工艺采用炮采,采用全部垮落法管理顶板。 首采工作面配备柔性掩护支架,采用伪倾斜柔性掩护支架采煤法,当需要调架时可操作侧推千斤顶进行调架。上下巷超前支护采用DW25-25/100型单体液压支柱,从工作面煤壁往外均采用双排支护。支护时可在支柱底部加垫板,防止支柱插入底板。 3)工作面循环方式、作业方式的选择 矿井设计年工作日数为330天, 井下采用“四·六”制作业,地面采用“三·八”制作业。 (2)主要设备 1)回采工作面 回采工作面配GMZ—12型煤电钻2台,采用放炮落煤,工作面采用搪瓷槽板运输,运输巷选用一台SGD420/30转载机,采用JH2-8回柱绞车回柱,JD11.4调度绞车运输材料。回采工作面主要设备配备详见表1-3-3。 表1-3-3 回采工作面主要设备配备表 2)掘进工作面 设计布置两个煤巷掘进工作面,两个掘进工作面均配备GMZ-12型煤电钻,ZY-24型风动凿岩机,并配备TXU—75A型探水钻, FBD-6.3型局部通风机,JD11.4调度绞车,人工装车。掘进工作面设备配备详见表1-3-4。 表1-3-4 掘进工作面设备配置表 三、矿井通风 矿井通风方式为并列式。矿井投产初期设三个井筒,主井、副井进风,风井回风。回采工作面和各掘进工作面均采用独立通风,掘进工作面为压入式。矿井以一个采煤工作面达产,采煤工作面为全风压通风。 设计矿井投产时期总风量为38m3/s。 四、提升、排水、压缩空气、抽放、通风系统 1.提升、运输系统 1)提升、运输设备 井下煤炭、设备、材料、矸石运输 主斜井利用该矿现有的2JTP1.6×0.9-20型提升绞车能满足提升要求,其主要技术参数如下:滚筒直径:D=1.6m;滚筒宽度:B=0.9 m;最大静张力:45kN;最大静张力差30kN允许钢丝绳最大直径:Φ24.5mm;提升速度:2.8m/s;电机转速980r/min;电机功率:110 kW;电压380V。 2) 采区内运煤、运料、运矸路线 ①煤流方向:采煤工作面(搪瓷槽板)→110402运输巷(矿车)→块段运输石门(蓄电池机车) →西翼顶板集中运输巷(蓄电池机车) →水平运输石门(蓄电池机车)→主井(绞车)→地面。 ②材料流向: 地面→主井(绞车) →水平运输石门(蓄电池机车)→首采区轨道上山 (绞车) →轨道石门(矿车) →材料上山(绞车) →西翼顶板集中回风巷(矿车) →块段回风石门(矿车)→110402回风巷(矿车)→110402采煤工作面。 地面→主井(绞车) →水平运输石门(蓄电池机车)→首采区轨道上山 (绞车)→进风二石门(矿车) →沿煤小上山(绞车)→110401回风巷掘进工作面(矿车)。 地面→主井(绞车) →水平运输石门(蓄电池机车)→110401运输巷掘进工作面。 ③掘进矸石: 110401运输巷掘进面 (矿车) →水平运输石门(蓄电池机车) →主井(绞车→地面(矿车)→临时排矸点。 110401回风巷掘进面 (矿车) →沿煤小上山(绞车) →进风二石门(矿车) →首采区轨道上山 (绞车) →水平运输石门(蓄电池机车) →主井(绞车→地面(矿车)→临时排矸点。 2.排水设备 选用D46-30×7型水泵3台,流量46m3/h,扬程200m。正常涌水时1台工作,1台备用,1台检修,最大涌水时2台工作,配套电动机为45kW矿用防爆电动机。 3.压缩空气设备 压风设备利用矿山现有LG-22/8G型一台、LGJ-13/7型一台、LG-10/7型一台,共三台压风机,两台工作,一台备用。当使用压风自救系统时,井下耗风设备停止使用,正常生产时使用两台空压机能满足要求,空气压缩机技术特征见下表。 型号 额定排气量(m3/min) 额定排气压力(Mpa) 电机功率(kW) 电压(V) LG-22/8G 22 0.8 132 380 LG-10/7 10 0.7 55 380 LG-13/7 13 0.7 75 380 4、瓦斯抽放设备 利用该矿现有的2BE1-305-1型水环真空泵2台,一台工作,一台备用),担负该矿的高负压瓦斯抽放,最大抽气量58.3m³/min(3500m³/h),压力40kPa,转速530r/min。真空泵配套YB280S-4电机功率为75kW,转速530r/min,电压380V。利用该矿现有的2BE1-253型水环真空泵2台,一台工作,一台备用),担负该矿的低负压瓦斯抽放,最大抽气量35.8m³/min(2150m³/h),压力20kPa,转速1450r/min,。真空泵配套电机YB315S-8,功率为55kW,转速660r/min,电压380V。 高负压系统:抽放管主管选择型号为DN273,采面支管选择型号为DN250, 掘进面支管选择型号为DN159,管材选用PE管。 低负压系统:抽放管主管选择型号为DN219,管材选用PE管。 5.矿井通风设备 地面主要通风机选用FBCDZ-8-№21C型防爆轴流式通风机二台,一台工作,一台备用。风量35~84m3/s,负压700~3250Pa,电机功率为2×110kw。 掘进工作面采用局部通风机进行压入式通风,采用FBD-6.3型2×11kW局部通风机配阻燃、抗静电胶质风筒压入式通风。 五、井上下主要运输设备 1、地面运输 该矿井所需的各种原材料、设备等均由公路运进。由于社会汽车运输力量富裕,矿井生产煤炭主要运用社会汽车运输。 2、井下运输 采煤工作面采用炮采,刮板运输机运煤,运输巷采用调度绞车运煤。 六、供电及通讯 矿井现有一回路电源引自泮水10kv变电站,供电距离6km。矿井二路供电电源拟引自马蹄10kv变电站不同母线段,供电距离3km;两回路供电电源线路矿方均与供电部门签定了供电协议(关于遵义县马蹄镇马蹄煤矿双回路建设供电意向书)使矿井形成双回路供电电源,电源稳定、可靠。 第四节 矿井通风与瓦斯 一、通风方式 矿井通风方式为并列式,通风方法为机械抽出式。 采煤工作面采用负压通风方式,根据采区巷道布置和开采方法,回采工作面和掘进工作面均采用独立的通风系统。 该矿井年生产能力为15万吨/年,采用炮采采煤工艺,以一个回采工作面和两个掘进工作面达到生产能力,回采工作面采用U型通风。设计矿井投产时期总风量为38m3/s,其中:回采工作面配风13m3/s,每个掘进工作面配风7m3/s,其它11m3/s。 目前矿井实际安装两台FBCDZ-8-№21C型对旋式主要通风机,电机功率2×110kw,风量:35-84m3/s。掘进工作面采用局部通风机进行压入式通风,FBD-6.3型2×11kW局部通风机压入式供风。 二、矿井瓦斯涌出情况 根据贵州省能源局文件(黔能源发[2010]701号)《关于遵义市工业
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