煤及煤層氣工地進(jìn)程課程設(shè)計(jì)

1、煤及煤層氣工程課程設(shè)計(jì)題目院（系）別專業(yè)班級(jí)姓名指導(dǎo)教師職稱目錄1 礦井概況及安全條件11.1 井田概況11.1.1 交通位置11.1.2 地形與地勢(shì)21.1.3 氣象與地震21.1.4 水源21.2 地質(zhì)特征21.2.1 區(qū)域地層21.2.2 地質(zhì)構(gòu)造51.2.3 煤層及煤質(zhì)72 礦井瓦斯地質(zhì)及抽采參數(shù)112.1 煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)112.1.1 煤層瓦斯壓力112.1.2 煤層瓦斯含量112.1.3 煤層透氣性系數(shù)112.1.4 煤質(zhì)112.2 礦井瓦斯儲(chǔ)量及可抽量112.3 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)122.4 礦井瓦斯抽放的必要性132.5 瓦斯抽采的可行性143 瓦斯抽采施工工藝的確定163.1

2、抽放瓦斯方法163.1.1 選擇抽采方法的原則163.1.2 瓦斯抽采方法173.1.3 瓦斯抽采方法的確定184 結(jié)語(yǔ)201礦井概況及安全條件1.1 井田概況1.1.1 交通位置新建煤礦位于七臺(tái)河礦區(qū)西北部，行政區(qū)屬七臺(tái)河市新興區(qū)。礦址東北距七臺(tái)河火車站約2.5公里，東南距七煤（集團(tuán)）公司約15公里。地理座標(biāo)：東經(jīng)130°53'北緯45°45'區(qū)內(nèi)有礦區(qū)專用線經(jīng)七臺(tái)河站與牡佳線接軌，公路可通往依蘭、佳木斯、雞西、寶清、密山、哈爾濱等市縣及對(duì)蘇口岸，鐵路、公路、交通運(yùn)輸都很方便。如圖1.1新建仃交汕位M.&J含闋公F香圖1.1新建礦交通位置示意圖20

3、1.1.2 地形與地勢(shì)礦區(qū)地形屬漫崗及丘陵區(qū)，地勢(shì)特點(diǎn)是西高東低，標(biāo)高在160-190米之間。1.1.3 氣象與地震礦區(qū)地處亞寒帶，年均氣溫3，年平均降雨量500毫米，風(fēng)向多為西北和西南，風(fēng)力3-4級(jí)。1.1.4 水源井田內(nèi)有新、老兩條七臺(tái)河，均為季節(jié)性河流，新七臺(tái)河河床寬約20米，平水期流量0.5-1.5m3/秒，洪水期流量為10-25m3/秒。老七臺(tái)河平水期流量小于0.1m3/秒，洪水期流量10-30m3/秒、井田北部有倭肯河，屬常年河流,河寬約30米，水深1-2米，平水期流量10-30m3/秒，洪水期流量達(dá)1000m3/秒以上，河道蜿延曲折，屬老年期河流，井田西部有條較大的季節(jié)性水溝西大

4、溝，是汛期主要的防泛地點(diǎn)。1.2 地質(zhì)特征1.2.1 區(qū)域地層勃利煤田區(qū)域地層自下而上簡(jiǎn)述如下：下元古界黑龍江群Ptihs黑龍江群主要分布于樺南縣東南的湖南營(yíng)、頭道溝、二道溝、閆家及林口縣虎山以南。由白云質(zhì)大理巖、石墨石英片巖、角閃片巖等組成。厚約3690m。下元古界麻山群：Ptims麻山群分布于虎山以西山區(qū)、樺南縣石頭河以西、羅泉東山、勃利縣的吉興河、大四站等以南低山區(qū)。主要巖石為黑色云母片巖，紅柱石云母石英片巖，石墨石英片巖，厚約7940m。震旦系馬家街組。Z1m分布于樺南縣馬家街，雙鴨子屯一帶。巖性為含紅柱石，十字石，石榴石千枚狀炭質(zhì)板巖，夾多層灰白色結(jié)晶灰?guī)r及大理巖，局部夾少量斜長(zhǎng)角閃

5、片巖，二云片巖及絹云母石英片巖等。本組厚5201127米。泥盆系下統(tǒng)新中組D1S僅見(jiàn)于密山縣東連珠山西坡。上部為灰色粉砂質(zhì)板巖，下部為黃褐色中粗?；◢徺|(zhì)砂巖。厚111米，與下伏元古界地層為不整合接觸。泥盆系下統(tǒng)下黑臺(tái)組D1XH分布于密山縣珍子山一帶。上部為淺灰褐色生物灰?guī)r、夾粉砂質(zhì)板巖，頂部為凝灰質(zhì)板巖，下部為灰白色粗粒石英砂巖含石英質(zhì)細(xì)礫巖，本組厚23158米，與下伏新中組為整合接觸。泥盆系中統(tǒng)上黑臺(tái)組D2S出露于老黑背及七里嘎山等地，巖性為鈣質(zhì)砂巖，硬砂巖，凝灰質(zhì)板巖，絹云母板巖、粉砂質(zhì)板巖夾生物碎悄灰?guī)r、多呈韻律沉積、本組厚65282米。泥盆系中統(tǒng)青龍山組D2Q分布于寶清縣青龍山一帶，以

6、灰白色粉砂質(zhì)葉巖，硅質(zhì)葉巖為主，夾細(xì)砂巖，灰白色結(jié)晶灰?guī)r，酸性凝灰?guī)r，下部為結(jié)晶灰?guī)r及細(xì)砂巖，含礫砂巖，本組厚885米，與下伏地層接觸關(guān)系不清。泥盆系上統(tǒng)老禿頂子組D3L分布于煤田東部七里嘎山，老黑背、老禿頂子等地。上部為灰色砂巖、泥質(zhì)葉巖、板巖、中下部為灰白色、淺黃色、灰紫色流紋班巖、凝灰熔巖、凝灰角礫巖夾硅質(zhì)葉巖，本組厚582米，與下地層上黑臺(tái)組為整合接觸泥盆系上統(tǒng)七里嘎山組D3C出露于七里嘎山，為灰綠、黃褐色英安質(zhì)凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)板巖流紋質(zhì)凝灰熔巖和多層紫色凝灰?guī)r、粉砂巖、本組厚104米，與下伏老禿頂子組為整合接觸。石炭系上統(tǒng)光慶組C3G分布于珍子山以東一帶，巖性為礫巖，含礫砂巖，流紋質(zhì)凝

7、灰?guī)r，英安質(zhì)凝灰?guī)r及凝灰質(zhì)板巖，粉砂巖與硬砂巖互層，本組厚1227米，與下伏地層接觸關(guān)系不清。石炭系上統(tǒng)廟山組C3M分布于珍子山，七里嘎山等地，為黃褐色細(xì)粒，中粗粒硬質(zhì)礫巖，凝灰質(zhì)巖夾粉砂巖及板巖，本組厚398米，與下伏光慶組為整合接觸。石炭系上統(tǒng)珍子山組C3Z出露于密山縣境內(nèi)珍子山，七里嘎山等地，上部為硬砂巖，長(zhǎng)石石英砂巖，長(zhǎng)石砂巖夾粉砂質(zhì)葉巖，泥質(zhì)葉巖薄層。下部以凝灰?guī)r。凝灰質(zhì)粉砂巖、葉巖、夾薄層紫色葉巖。本組厚276米，與下伏廟山組為整合接觸。二迭系下統(tǒng)塔頭河組P1T分布于密山縣珍子山以東，二龍山林場(chǎng)以南山區(qū)。上部為黑色葉巖、炭質(zhì)葉巖，中砂巖，凝灰質(zhì)粉砂巖和空晶石板巖。下部為雜色砂葉巖夾

8、炭葉巖。本組厚97米，與下伏珍子山組整合接觸。二迭系上統(tǒng)二龍山組P2L出露于密山縣二龍山林場(chǎng)以南。上部為灰綠色暗綠色玄武巖，同玢巖夾堿性巖石。下部為安山質(zhì)凝灰砂礫巖夾含礫晶悄濘灰?guī)r。本組厚400米，與下伏塔頭河組為整合接觸。二迭系上統(tǒng)楊崗組P2Y分布于密山縣西裴德一帶，上部為白色流紋巖，英安巖及其凝灰熔巖，中部為灰綠色中細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖，粉砂巖，泥巖及少量凝灰?guī)r。下部為褐綠色凝灰?guī)r，凝灰熔巖，英安巖。本組厚2016米，與下伏二龍山組為不整合接觸。二迭系上統(tǒng)城山組P2CH分布于密山縣青年水庫(kù)以南，以黃灰白色礫巖，含礫砂巖，硬砂質(zhì)長(zhǎng)石砂巖為主，夾粉砂質(zhì)板巖，安山巖，英安巖，凝灰質(zhì)礫巖及煤線。本組厚32

9、3米，與下伏楊崗組為整合接觸。三迭系上統(tǒng)南雙鴨山組T3n分面于密山縣興凱以北，寶密公路以東山區(qū)。為一套凝灰?guī)r，凝灰質(zhì)砂巖，粉砂巖，凝灰質(zhì)泥巖等組成。厚2615米，與下伏地層接觸關(guān)系不清。白堊系中統(tǒng)萬(wàn)隆組J2W分布于種馬場(chǎng)，萬(wàn)隆村大崴子一帶及茄子河、東方紅、青龍山等勘探區(qū)。以淺紫、灰綠色安山巖、英安巖、集塊巖、角礫巖、凝灰質(zhì)砂巖、夾多層中粗砂巖、粉砂巖和煤層。萬(wàn)隆組在各地巖性有差異，在茄子河、東方紅、青龍山等區(qū)以火山巖為主，夾少量正常沉積巖，在馬場(chǎng)為多層滾園較好的安山質(zhì)礫巖夾膠結(jié)堅(jiān)實(shí)的粉細(xì)砂巖，本組厚6501000米，與下伏基底元古界混合花崗巖為不整合關(guān)系。白堊系上統(tǒng)城子河組J3CH以106號(hào)煤

10、層頂部礫巖層之底界為界，以上地層為城子河組，其下為滴道組。城子河組是主要含煤組是重點(diǎn)勘探開(kāi)采對(duì)象。在區(qū)內(nèi)廣泛分布，青龍山、七臺(tái)河、桃山、茄子河、鐵東、龍湖、七峰等地發(fā)育較好。為灰白色粗中細(xì)砂巖、灰黑粉砂巖，泥巖和巖葉巖夾數(shù)層凝灰?guī)r，含可采煤層1040層。中下部產(chǎn)海相動(dòng)物化石。本組厚9002300米，與下伏滴道組為整合接觸。白堊系上統(tǒng)穆棱組J3m在煤田西部以42號(hào)煤層頂部含礫粗砂巖為界，含礫粗砂巖層以上劃為穆棱組、其下劃為城子河組。分布于桃山以西新民屯，保安屯一帶及大義西部，鐵山等地。巖性以灰黑色粉巖和灰白色細(xì)砂巖為主。中粗砂巖較少，夾數(shù)層凝灰?guī)r，含可采煤層1-5層。本組厚400600米，與下伏

11、城子河組為整合接觸。白堊系下統(tǒng)東山組K1d分布于鐵東、龍湖、珠山、勃利平原，多數(shù)地區(qū)巖性為灰綠，淺紫色安山質(zhì)集塊巖，角礫巖，夾閃長(zhǎng)玢巖，安山巖。本組向東厚度增大、熔巖居分增多。在鐵東區(qū)東山組為滾園較好的安山質(zhì)礫巖，凝灰質(zhì)砂礫巖。東部龍湖、北興等地為角礫巖或熔巖。本組厚為50400米，與下伏穆棱組為平行不整合接觸。白堊系下統(tǒng)猴石溝組k1h分布于勃利、小五站、北興、龍湖西部、金沙農(nóng)場(chǎng)等地。以黃綠，淺綠色粉細(xì)砂巖為主，次為中粗砂巖及泥巖，夾68層玻屑晶屑凝灰?guī)r，本組厚5002000米，與下伏東山組為整合接觸。下第三系八虎力組E2-3b分布于樺南縣梨樹(shù)園、民主村一帶，上部由巨厚礫巖、砂巖、粉砂巖互層及

12、薄層油葉巖和煤層組成，600680米。下部由砂巖、粉砂巖、葉巖及可采煤層組成、下部厚3050米，全組厚630730米，與下伏猴石溝組為不整合接觸。上第三系道臺(tái)橋組N1-2d分布于樺南桃源屯、曙光農(nóng)場(chǎng)及勃利雙興等地，由半膠結(jié)構(gòu)的礫石，砂巖及透鏡狀粘土組成。本組厚30-50米，不整合復(fù)蓋于白堊系地層之上。上第三系玄武巖：BN2分布于北部種馬場(chǎng)及嵐峰、寶密橋等地。為青灰色，少量為紫色致密氣孔狀玄武巖夾砂泥質(zhì)松散沉積巖，厚70-250米，不整合復(fù)蓋于下伏中、新生界或元古界地層之上。第四系在本區(qū)分布較廣、區(qū)內(nèi)溝谷、河床、尤為平緩丘陵平原有大面積分布。為沖積層，洪各層、坡積層、殘積層的砂、礫石、粘土，亞粘

13、土，部分沿河谷分布黑色氣孔狀玄武巖。本組厚350米，與下伏花岡時(shí)代老地層呈不整合接觸。1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造勃利煤田位于新華夏系第二隆起帶，是一個(gè)弧形構(gòu)造。新建煤礦位于勃利煤田弧型構(gòu)造前弧西翼內(nèi)側(cè)。區(qū)內(nèi)構(gòu)造形態(tài)以南西向傾斜的單斜構(gòu)造為主，斷層較發(fā)育。1) 、褶曲：井田內(nèi)巖層傾角較小，褶曲表現(xiàn)不甚明顯，只有一個(gè)寬緩褶曲，位于勘探線南部，褶曲軸為北東向。2) 、斷層：井田內(nèi)斷層較發(fā)育，斷層又以NW向NE傾斜，并行排列的張扭性正斷層為主。井田內(nèi)控制有大中型斷層29條，其中逆斷層只有2條，絕大多數(shù)是與巖層走向斜交的正斷層。24條大中型斷層在開(kāi)采實(shí)踐中已控制。本區(qū)斷層控制程度可分為可靠和較可靠?jī)煞N，可靠斷

14、層即斷層走向和傾向均有勘探工程和巷道控制，較可靠斷層為勘探工程控制斷層確實(shí)存在，本區(qū)可靠斷層21條，較可靠斷層8條?，F(xiàn)將落差較大斷層敘述如下：我礦主要斷層特征可歸納為：以張扭性正斷層為主，階梯狀并行排列，北西走向，東北或西南傾向。(1)、F1:走向S75°EN43°W,傾向N15EN47E,傾角47度左右，正斷層，落差2040m,走向延展于13線D線之間，2個(gè)鉆孔及小窯實(shí)見(jiàn)。(2)、F2:走向斷層，與F1平行，走向N4O0W,傾向N50E,傾角50°左右，正斷層，落差2555m,走向延展于20線一D線之間，2個(gè)鉆孔及老二井實(shí)見(jiàn)。(3)、F3c：走向斷層，與F1、F

15、2平行，走向N2O040°W,傾向NE,傾角50°左右，正斷層，落差2070m,走向延展較長(zhǎng)、穿越全區(qū)，2個(gè)鉆孔及二、三井、新立礦實(shí)見(jiàn)。(4)、F4:走向N38°50°W,傾向N40°52°E,傾角58°左右，正斷層，落差50200m,穿越全區(qū)，鉆孔及實(shí)際揭露情況交好，其上盤(pán)煤層較陡、下盤(pán)煤層較(5)、F6:走向東南，傾向西南，傾角65°左右，正斷層，落差1035m,走向延展于12線10線之間，2個(gè)鉆孔及紅升六井實(shí)見(jiàn)。(6)、F7c：走向N4050°W,傾向N4050°E,傾角60°左

16、右，正斷層，落差1050m,西部落差大，東部落差小，走向延展于12線一8線之間，4個(gè)鉆孔及一、四井實(shí)見(jiàn)。(7)、F8c：走向N40W,傾向N5075°E,傾角71°左右正斷層，落差1080m，東部落差大，西部落差小，走向延展于19線6線之間，2個(gè)鉆孔及五井、小井實(shí)見(jiàn)。(8)、F8:走向東西，傾向北，傾角40°左右，正斷層，落差25m左右，走向延展于12線20線之間。(9)、F9:邊界斷層，走向北西，傾向南西，傾角52°左右，正斷層，落差100m左右，向南落差小，走向延展于12線-B安線之間2個(gè)鉆孔及多處小井實(shí)見(jiàn)。(10)、F11:邊界斷層，走向東45&#

17、176;南，傾向南西，傾角72°左右，正斷層，落差260400m,穿越全區(qū)2個(gè)鉆孔及桃山礦揭露。(11)、F13:與F14斷層斜交，走向N5O0W,傾向EW,傾角65°左右，正斷層，落差30130m,西部落差大，東部落差小，走向延展于10線-7線之間，4個(gè)鉆孔及多處小井實(shí)見(jiàn)。(12)、F14:邊界斷層，走向NS,傾向W,傾角75°左右，正斷層，落差150-250m，B安線以東發(fā)育，西部交于F9，東風(fēng)礦和我礦均以揭露。(13)、F15:走向斷層平行于F3、F4,走向SE,傾向EN,傾角65°左右，正斷層，落差015m,走向延展于15線一D線之間，新建礦九采

18、區(qū)實(shí)見(jiàn)。(14)、F16:走向SE,傾向NE,傾角72°左右，正斷層，落差050m,西部落差小，東部落差大，走向延展于19線D線之間，F(xiàn)7的分叉斷層，新建礦一采區(qū)實(shí)見(jiàn)。(15)、F17:平行于F16,西部交于F18,走向NW,傾向NE,傾角60°左右，正斷層，落差010m,走向延展于19線一D線之間，新建礦一采區(qū)實(shí)見(jiàn)。(16)、F18:走向NW,傾向NE,傾角48°左右，逆斷層，落差5030m,走向延展于19D線之間，新建礦一采區(qū)實(shí)見(jiàn)。(17)、F19:走向NW,傾向NE,傾角56°左右，正斷層，落差1040m,走向延展于19-D線之間，新建礦一采區(qū)實(shí)見(jiàn)

19、。(18)、F20：走向N40°W，傾向N50°70°E，傾角70°左右，正斷層，落差26m左右，F(xiàn)8的伴生、分叉斷層，1個(gè)鉆孔及直屬五井、四井實(shí)見(jiàn)。(19)、F22:走向ES,傾向NS,傾角70°左右，正斷層，落差22米左右，走向延展于109線之間，F(xiàn)6的分叉斷層，三采五井實(shí)見(jiàn)。(20)、F10:走向EWNW,傾向NEN，傾角60°左右，正斷層，落差20m左右，走向延展于78線之間，成月牙形尖滅一個(gè)鉆孔及服務(wù)公司小井實(shí)見(jiàn)。(21)、F21:走向SN,傾向E,傾角61°左右，正斷層，落差8米左右，走向延展于718線之間，新建

20、礦一采區(qū)87層85大巷實(shí)見(jiàn)。(22)、F25:走向SN,傾向E,傾角45°左右，正斷層，落差10米左右，走向延展于718線之間，新建礦一采區(qū)、三采區(qū)實(shí)見(jiàn)。(23)、F29:走向SN,傾向W,傾角59°左右，正斷層，落差60米左右，走向延展于A19線之間，新建礦二采區(qū)揭露。(24)、F30:走向SN,傾向E,傾角72°左右，正斷層，落差15米左右，走向延展于78線之間，呈弧形振布，兩翼被F13切割，其與F13之間形成孤立塊段。(25)、F34:走向SN,傾向E,傾角62°左右，正斷層，落差60米左右，走向延展1300米左右，搌布于1221線之間，一個(gè)鉆孔及

21、建材小井實(shí)見(jiàn)。(26)、F35:走向NW,傾向NE,傾角55°左右，逆斷層，落差80120m,走向自西部井田邊界延展至21線，61104鉆孔是實(shí)見(jiàn)。(27)、FD：走向E20°-40°W，傾向SW，傾角50°左右，正斷層，落差050m，走向延展于18H線之間，此斷層被F3切割扭曲落差變化較大。2個(gè)鉆孔及新立礦、新建礦實(shí)見(jiàn)。(28)、F3:走向N1540°W,傾向N50°75°E,傾角60°左右，正斷層，落差20m,走向延展于19H之間，4個(gè)鉆孔及新立礦實(shí)見(jiàn)。(29)、F7:走向NW,傾向NE,傾角59°左

22、右，正斷層，落差70-100m,走向延展于E5線之間，1個(gè)鉆孔及新興礦見(jiàn)，呈弧形搌布，兩翼被F4切割，其與F4之間形成孤立塊段。隨著開(kāi)采深度的增加，次生小斷層明顯增加。特別是落差小于5m的小斷層連續(xù)出現(xiàn)，形成小斷裂密集區(qū)，直接影響開(kāi)采和回采率提高。如：經(jīng)二采85、87，三采96層揭露，A線與13線間，有明顯的小構(gòu)造帶。又如，經(jīng)一采87、90層揭露在7線與18線處，也有一小構(gòu)造帶，F(xiàn):24、F:25、F:26的伴生小構(gòu)造帶等。這些小構(gòu)造帶的展布方向亦為北西向，與大中型斷層的走向一致。在生產(chǎn)中揭露的落差在5米以下的小斷層，無(wú)法進(jìn)行編號(hào)，只能在圖面上以斷層產(chǎn)狀表示，此類斷層無(wú)預(yù)見(jiàn)性，延展長(zhǎng)度較小，產(chǎn)

23、狀變化較大。3) 、巖漿巖本區(qū)內(nèi)無(wú)巖漿巖體侵入。上述褶曲與斷裂構(gòu)造為本區(qū)的構(gòu)造骨架，反映了本區(qū)的構(gòu)造格局。1.2.3 煤層及煤質(zhì)1 )、含煤性本礦地層為中生界下白堊系雞西群城子河組下部，地層厚度約800米，含煤24層，總厚11.93米，含煤系數(shù)1.49。其中可采和局部可采13層，現(xiàn)開(kāi)采82、85、87、90、91、92、93、96、98等9層煤，而85、87、90、93、96是我礦的主力煤層。2)、主采煤層本區(qū)參與儲(chǔ)量計(jì)算的煤層共11層，其中參與能利用儲(chǔ)量計(jì)算的煤層計(jì)10層，自上而下為82、85、87、90、91、92、93、94、96、98號(hào)煤層。參與暫不能利用儲(chǔ)量計(jì)算的煤層計(jì)1層，為95號(hào)

24、煤層。其中主要可采煤層有85、87、90、91、92、93、94、96計(jì)9層。這些主要可采煤層發(fā)育情況好。儲(chǔ)量多，它們的合計(jì)儲(chǔ)量占全區(qū)總儲(chǔ)量的80以上。本區(qū)內(nèi)煤層厚度和結(jié)構(gòu)均發(fā)育穩(wěn)定，發(fā)生變化處均為漸變。下面將主要煤層發(fā)育情況加以敘述：82煤層賦存較穩(wěn)定，9線以東F4以西之間較發(fā)育，局部可采，。最大厚度0.88m，一般厚度0.64m。單一結(jié)構(gòu)無(wú)夾矸，屬較穩(wěn)定型煤層。85煤層賦存較穩(wěn)定，F(xiàn)14以東、7線之間發(fā)育穩(wěn)定，局部可采，。最大厚度1.11m，一般厚度0.90m。單一結(jié)構(gòu)無(wú)夾矸，屬較穩(wěn)定型煤層。87煤層賦存穩(wěn)定，F(xiàn)29以東較發(fā)育穩(wěn)定，從13線向西分叉，大部可采，。最大厚度1.80m，一般厚度

25、1.35m。單一結(jié)構(gòu)，偶有夾石,夾石厚一般為0.10-0.20m，為炭質(zhì)泥巖,屬穩(wěn)定型煤層。90 煤層賦存穩(wěn)定，F(xiàn)29以東發(fā)育穩(wěn)定9線以西分叉變薄，全層可采，。最大厚度1.64m，一般厚度1.30m。單一結(jié)構(gòu)，屬穩(wěn)定型煤層。91 煤層較不穩(wěn)定，A線至F29之間較穩(wěn)定，局部可采，。最大厚度1.04m，一般厚度0.70m。單一結(jié)構(gòu)，屬較不穩(wěn)定型煤層。92 煤層較穩(wěn)定，A線至18線發(fā)育穩(wěn)定，局部可采，。最大厚度1.04m，一般厚度0.8m。為單一結(jié)構(gòu)至夾一層矸石，夾石厚一般為0.10-0.20m，為炭質(zhì)泥巖,有0.20米偽頂,為炭質(zhì)頁(yè)巖。屬較穩(wěn)定型煤層。93 煤層賦存穩(wěn)定，15線G線間發(fā)育穩(wěn)定，全區(qū)

26、可采，。最大厚度2.22m，一般厚度1.00m。單一結(jié)構(gòu)至夾一層矸石，夾石厚一般為0.10-0.20m，為炭質(zhì)泥巖,屬穩(wěn)定型煤層。94 煤層不穩(wěn)定，七臺(tái)河以東發(fā)育較好，局部可采，。最大厚度1.44m，一般厚度1.0m為單一結(jié)構(gòu)至夾一層矸石，夾石厚一般為0.10-0.20m，為炭質(zhì)泥巖,屬不穩(wěn)定型煤層。95 煤層不穩(wěn)定，F(xiàn)8以東1713線發(fā)育穩(wěn)定，局部可采，。最大厚度1.30m，一般厚度0.60m。單一結(jié)構(gòu),屬不穩(wěn)定型煤層。96 煤層賦存穩(wěn)定，全區(qū)可采，。最大厚度1.40m，一般厚度1.10m。單一結(jié)構(gòu)，屬穩(wěn)定型煤層。98 煤層不穩(wěn)定，F(xiàn)8以東1713線發(fā)育穩(wěn)定，局部可采，。最大厚度0.90m，

27、一般厚度0.65m。單一結(jié)構(gòu),屬不穩(wěn)定型煤層。總括本區(qū)可采煤層具有以下幾點(diǎn)特征：（ 1）、可采煤層分布面積大，各煤層基本全區(qū)分布。（ 2）、薄煤層多。本區(qū)除87、93號(hào)煤層局部為中厚煤層外，其余均屬薄煤層。（ 3）、全區(qū)除82、92、93、94號(hào)煤層局部有一層夾矸外，其余可采煤層均屬簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)煤層。（ 4）、煤層厚度變化具有明顯規(guī)律性。主要煤層的富煤帶、分叉變薄帶一般都9至13線以東，有時(shí)富煤條帶與變薄條帶在縱向上具有一定交叉，但也具有一定繼承性。如南部的變薄條帶，85、87、93、91和96層均在這一條帶內(nèi)發(fā)生程度不同的變薄。這一條帶的向東延續(xù)便形成本區(qū)西部煤層發(fā)育不及東部的特點(diǎn)。1.2.4水

28、文地質(zhì)根據(jù)地下水的埋藏條件，水力性質(zhì)，含水層充水空間類型，將該區(qū)劃分兩個(gè)水文地質(zhì)區(qū)；又根據(jù)不同的地貌單元結(jié)合地下水的補(bǔ)給、逕流、排泄關(guān)系將基巖裂隙水水文地質(zhì)區(qū)劃分三個(gè)水文地質(zhì)亞區(qū)。1） 、第四系沖洪積層孔隙水水文地質(zhì)區(qū)分布于龍湖河谷以及大的沖溝地段，多呈條帶狀分布。地下水位淺，逕流量小，多以孔隙潛水狀態(tài)出現(xiàn)。本區(qū)接受兩側(cè)基巖裂隙水的補(bǔ)給，出現(xiàn)局部承壓。是井田地下水的逕流排泄區(qū)。地下水位年變化幅度3.5米左右，水位標(biāo)高在155-170米之間。2）、基巖裂隙水水文地質(zhì)區(qū)(1) 、沖溝、河谷地下水排泄亞區(qū)分布范圍與第四系孔隙水水文地質(zhì)區(qū)基本一致。該區(qū)上部第四系地層發(fā)育，直接與第四系砂礫含水層相接觸。

29、是本區(qū)地下水的逕流排泄區(qū)，也是基巖裂隙水的主要集聚區(qū)。地下水位埋深小于13.18米，據(jù)水60-水1號(hào)孔抽水資料，q=0.2591/s.m，k=0.326m/d。(2) 、丘陵斜坡地下水逕流亞區(qū)分布于勘探區(qū)中東部的丘陵斜坡地帶。其上部分較薄的殘一坡積層，厚約1-5米。大氣降水以垂直運(yùn)動(dòng)，又有水平運(yùn)動(dòng)。巖層透水性較好，地下水埋深大于13.18米。據(jù)根抽水資料，q=0.03571/sm,k=0.112m/d。(3) 、低山丘陵頂部地下水補(bǔ)給亞區(qū)分布于勘探區(qū)西部、南部的地表分水嶺地帶。地勢(shì)較高、坡度大、基巖局部裸露。第四系殘層較薄，厚0.2-1.5米。地下水埋深大于40米。由于地形陡峻，有利于降水轉(zhuǎn)成

30、地表逕流流失，而不利于地下水的聚集，風(fēng)化裂隙帶幾乎無(wú)水，巖層含水性很弱，根據(jù)抽水分析，q<0.002311/s.m,k<0.00708m/d。1.3礦井生產(chǎn)概況1.3.1 礦井開(kāi)拓方式井田開(kāi)拓方式主要有平硐開(kāi)拓、斜井開(kāi)拓、立井開(kāi)拓以及綜合開(kāi)拓，斜井開(kāi)拓又分為片斜井開(kāi)拓和集中斜井開(kāi)拓，由于我井田走向長(zhǎng)度、傾斜長(zhǎng)度較小，煤層厚度較小且儲(chǔ)量不大，所以我井應(yīng)采用片斜井開(kāi)拓。采用片斜井開(kāi)拓時(shí)應(yīng)注意如下問(wèn)題：1)、回采巷道布置應(yīng)該布置在不同的海拔高程2)、風(fēng)橋利用。在煤層內(nèi)布置井筒時(shí)要在主斜井與回風(fēng)平巷相交的地點(diǎn)構(gòu)筑風(fēng)橋3)、片井延伸。可利用原有井筒進(jìn)行延伸，若井田傾斜長(zhǎng)度較大，可采用暗井延伸

31、4)、井筒布置。片盤(pán)斜井的井筒一般延煤層真傾斜方向布置5)、聯(lián)合礦井。當(dāng)?shù)V區(qū)淺部以片斜井群開(kāi)發(fā)時(shí)，可以聯(lián)合相距較近的幾個(gè)片盤(pán)斜井，在地面以窄軌相互連接，共用一個(gè)地面工業(yè)廣場(chǎng)，集中考慮地面煤炭?jī)?chǔ)存、洗選、外運(yùn)、矸石排放、材料供應(yīng)和設(shè)備維修等，組成一個(gè)聯(lián)合礦山企業(yè)。此時(shí)各片盤(pán)斜井作為聯(lián)合企業(yè)的下屬開(kāi)采區(qū)。2礦井瓦斯地質(zhì)及抽采參數(shù)2.1煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)2.1.1煤層瓦斯壓力96號(hào)煤層的瓦斯壓力2.6MPa，具有突出危險(xiǎn)性。2.1.2 煤層瓦斯含量3393號(hào)煤層瓦斯含量為100.4m/t，2號(hào)煤層瓦斯含量為101.3m/t。2.1.3 煤層透氣性系數(shù)煤層透氣性系數(shù)：93號(hào)煤層透氣性系數(shù)3.86m2/M

32、Pa2.d，96號(hào)煤層透氣性系數(shù)3.12m2/MPa2.d。2.1.4 煤質(zhì)93號(hào)煤層煤的密度為1.43t/m3，水分0.54%、灰分17.96%、揮發(fā)份29.53%；96號(hào)煤層煤的密度為1.43t/m3,水分1.06%、灰分19.89%、揮發(fā)份28.25%。2.2礦井瓦斯儲(chǔ)量及可抽量礦井瓦斯儲(chǔ)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儲(chǔ)量之和。瓦斯儲(chǔ)量的大小標(biāo)志著瓦斯資源多少，同時(shí)亦是衡量有無(wú)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的重要指標(biāo)，可按下式計(jì)算：WkW1W2W3(2-1)式中：Wk礦井瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；Wl可采煤層的瓦斯儲(chǔ)量，Mm3；nWi=I>ii?Xii(2

33、-2)1 =1Ali礦井可采煤層i的地質(zhì)儲(chǔ)量，Mt；X1i礦井可采煤層i的瓦斯含量，m3t；W2受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放瓦斯的各不可采煤層的總瓦斯儲(chǔ)量；nw2=EA2i?X2i(Mm3)(2-3)i=1A2i受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層的地質(zhì)儲(chǔ)量，Mt；X2i受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的不可采煤層的瓦斯含量，m3t；W3一受采動(dòng)影響后能夠向開(kāi)采空間排放的圍巖瓦斯儲(chǔ)量,Mm3,按下式計(jì)W3=K(Wi十W2)(2-4)K一圍巖瓦斯儲(chǔ)量系數(shù)，取K=0.15。礦井可開(kāi)發(fā)瓦斯量(或稱可抽采量)是指在既定的開(kāi)采技術(shù)條件下，按照目前的抽采技術(shù)水平所能抽出的最大瓦斯量。它反映著礦井瓦斯

34、資源的開(kāi)發(fā)程度，與其抽采工藝技術(shù)和抽采能力密切相關(guān)，一般采用下式計(jì)算：Wkc=/Wk(2-5)式中：Wkc礦井可抽瓦斯量，Mm3;昨一礦井瓦斯抽采率，按照我國(guó)目前的技術(shù)水平；Wk一礦井瓦斯儲(chǔ)量Mm3;按上式計(jì)算得出煤層的瓦斯儲(chǔ)量及可抽量，計(jì)算可得：2號(hào)煤層的瓦斯儲(chǔ)量WQLhD101.3165011071.4325.6Mm3式中：Q一礦井瓦斯含量，m3/t;L一工作面的走向長(zhǎng)度，m;h一煤層厚度，m；D煤層的傾向長(zhǎng)度，m；一煤的密度，t/m3；2.3瓦斯涌出量預(yù)測(cè)相對(duì)瓦斯涌出量q可以由以下公式得出：qQ原W(100MadAd)/100式中：Q原礦井原始瓦斯含量，m3/t；Q原Q可燃基(100Ma

35、dAd)/100(2-6)(2-7)Q可燃基一可燃基瓦斯含量，m3/t.r；Mad水分；Ad一灰分；W可燃基殘存量，m3/t。可燃基殘存量Wc可以根據(jù)表中查?。罕?.1可燃基殘存量Wc揮發(fā)分(Vr)/%6-88-1212-1818-2626-3535-4242-5631Wc/m3/t.r9-66-44-33-2222表2.2各煤層煤質(zhì)參數(shù)層別煤種揮發(fā)份灰份%水份爆炸指數(shù)851/3焦煤29.8818.871.5038%871/3焦煤32.9519.881.8942%901/3焦煤30.4113.210.8835%911/3焦煤27.7617.41.5034%931/3焦煤29.5317.960.

36、5436%96焦煤28.2519.891.0636%計(jì)算可得：Q原101.3(1001.0619.89)/10080.07m3/tq80.0741001.0619.89/10067.42m3/t可采瓦斯總含量W可：W可qLhD67.42165011071.4317.02Mm3預(yù)抽純量Q純：Q純W/246033035.77m3/min預(yù)抽放量Q:QQ純/0.489.4m3/min2.4礦井瓦斯抽放的必要性根據(jù)煤礦安全規(guī)程第一百四十五條規(guī)定，凡有下列情況之一的礦井，必須建立地面永久瓦斯抽采系統(tǒng)或井下臨時(shí)抽采系統(tǒng)：(1) 一個(gè)采煤工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大于5m3min,或一個(gè)掘進(jìn)工作面絕對(duì)瓦斯涌出量大

37、于3m3min,采用通風(fēng)方法解決不合理的。(2)礦井絕對(duì)瓦斯涌出量達(dá)到以下條件的：大于或等于40m3min； 年產(chǎn)量1.01.5Mt的礦井，大于30m3min； 年產(chǎn)量0.61.0Mt的礦井，大于25m3min； 年產(chǎn)量0.40.6Mt的礦井，大于20m3min； 年產(chǎn)量小于或等于0.4Mt的礦井，大于15m3min。根據(jù)近幾年的生產(chǎn)中的實(shí)際測(cè)定資料，礦井瓦斯梯度為：85層10.23米/m3,87層8.65米/m3,90層30.12米/m3.瓦斯絕對(duì)涌出量為230.01m3/分，相對(duì)涌出量為89.1m3/噸(表10),所以本礦為高瓦斯礦井。由表2.3可以看出，隨著礦井延深和開(kāi)采強(qiáng)度的增加，我分

38、公司的瓦斯涌出量將逐年增加，預(yù)計(jì)到-400米水平，全礦絕對(duì)瓦斯涌出量將達(dá)到350m3/分。同時(shí)，由于煤層薄，礦區(qū)面積大，單巷掘進(jìn)距離遠(yuǎn)，給礦井通風(fēng)帶來(lái)一定困難。因此需要進(jìn)行抽放瓦斯工程，解決深部開(kāi)采時(shí)瓦斯大量涌出問(wèn)題，并加強(qiáng)礦井通風(fēng)管理，以保證安全生產(chǎn)。表2.31991年一2003年瓦斯鑒定情況年度絕對(duì)涌出量m3/分相對(duì)涌出量m3/噸199168.967.3199270.869.61993105.071.91994156.377.81995199.782.51996210.184.41997218.990.01998385.192.61999295.497.92000300.799.82001

39、301.299.92002307.9100.42003315.6101.32.5瓦斯抽采的可行性衡量本煤層瓦和百米鉆孔瓦本煤層瓦斯抽放的可行性是指在自然透氣條件下進(jìn)行預(yù)抽的可能性，斯預(yù)抽可行性指標(biāo)有三個(gè)：煤層透氣性系數(shù)，鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)斯極限抽放量衰減系數(shù)Qjo按、和Qj判斷本煤層瓦斯抽放可行性標(biāo)準(zhǔn)如表2.4所示。表2.4煤層預(yù)抽瓦斯難易程度分類表放放難易程度鉆孔瓦斯流量衰減系數(shù)百米鉆孔瓦斯極限抽放量衰減系數(shù)Qj煤層透氣性系數(shù)容易抽放<0.003>14400>10可以抽放0.003-0.514400-280010-0.1較難抽放>0.5<2800<0.1

40、96號(hào)煤層透氣性系數(shù)3.12m2/MPa2.d，可以得出96號(hào)煤層屬于可以抽采煤層，具備瓦斯抽采的可行性。我們要選取合適的抽采方法來(lái)治理工作面的瓦斯超限。3瓦斯抽采施工工藝的確定3.1 抽放瓦斯方法3.1.1 選擇抽采方法的原則煤層瓦斯抽采一般是指利用瓦斯泵或其他抽采設(shè)備，抽取煤層中高濃度的瓦斯，并通過(guò)與巷道隔離的管網(wǎng)，把抽出的高濃度瓦斯，排至地面或礦井回風(fēng)巷中。目前認(rèn)為，煤礦瓦斯抽采不僅是降低礦井瓦斯涌出量，防止瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出災(zāi)害的重要措施，而且抽出的瓦斯還可以變害為利，作為煤炭的伴生資源加以開(kāi)發(fā)利用。因此，從本世紀(jì)50年代起，世界上各主要產(chǎn)煤國(guó)對(duì)煤礦的瓦斯抽采甚為重視，使瓦斯抽采工

41、作得到了較快的發(fā)展。近年來(lái)，隨著煤礦開(kāi)采深度增大和開(kāi)采強(qiáng)度的提高，礦井瓦斯涌出量增大，抽采瓦斯已越來(lái)越成為高瓦斯煤層開(kāi)采的一個(gè)必不可少的重要環(huán)節(jié)，并為煤礦瓦斯利用提供了重要條件。瓦斯抽采一般具有如下幾個(gè)方面的作用：(1)通過(guò)抽采，可降低礦井瓦斯涌出量和回采空間中的瓦斯?jié)舛?，從而達(dá)到礦井安全生產(chǎn)的目的。(2)通過(guò)抽采，可降低煤層中的瓦斯壓力和瓦斯含量，防治煤與瓦斯突出，從而減少礦井傷亡事故及重大惡性事故的發(fā)生。(3)礦井瓦斯是一種優(yōu)質(zhì)燃料，具有商業(yè)利用價(jià)值。(4)通過(guò)抽采和瓦斯利用，可減少瓦斯對(duì)大氣的污染；因此，瓦斯抽采對(duì)環(huán)境的保護(hù)還有至關(guān)重要的作用。抽采瓦斯是一項(xiàng)集技術(shù)、裝備和效益于一體的工作

42、。因此，要做好瓦斯抽采工作，應(yīng)注意如下原則：(1) 抽采瓦斯應(yīng)具有明確的目的性，即主要是降低風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋纳频V井生產(chǎn)的狀況，并使通風(fēng)處于合理和良好的狀況；因此應(yīng)盡可能在瓦斯進(jìn)入礦井風(fēng)流之前將它抽采出來(lái)。在實(shí)際應(yīng)用中，瓦斯抽采還可以作為一項(xiàng)防治煤與瓦斯突出的措施單獨(dú)應(yīng)用。此外抽出的瓦斯又是一種優(yōu)質(zhì)能源，只要保持一定的抽采瓦斯量和濃度，則可加以利用，從而形成“以抽促用，以用促抽”的良性循環(huán)。(2) 抽采瓦斯要有針對(duì)性，即針對(duì)礦井瓦斯來(lái)源，采取相應(yīng)措施進(jìn)行抽采。目前認(rèn)為，礦井瓦斯來(lái)源主要包括：本煤層瓦斯抽采；鄰近層瓦斯涌出；圍巖瓦斯涌出和采空區(qū)瓦斯涌出。這些瓦斯來(lái)源是構(gòu)成礦井或采區(qū)瓦斯涌出量的

43、組成部分，在瓦斯抽采中應(yīng)根據(jù)這些瓦斯來(lái)源，并考慮抽采地點(diǎn)時(shí)間和空間條件，采取不同的抽采原理和方法，以便進(jìn)行有效的瓦斯抽采。(3)要認(rèn)真作好抽采設(shè)計(jì)、施工和管理工作等，以便獲得好的瓦斯抽采效果。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)了解清楚礦井地質(zhì)、煤層賦存及開(kāi)采等條件，礦井瓦斯方面的有關(guān)參數(shù)，預(yù)測(cè)礦井瓦斯涌出量及其組成來(lái)源。在此基礎(chǔ)上，選擇合適抽采方法，確定可靠的抽采規(guī)模，設(shè)計(jì)一套合理的抽采系統(tǒng)。其次，在抽采瓦斯的開(kāi)始階段，還應(yīng)進(jìn)行必要的有關(guān)參數(shù)考查測(cè)定，以確定合理的抽采工藝和參數(shù)；在正常抽采時(shí)，要全面加強(qiáng)管理，積累資料，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，從而使抽采瓦斯工作得到不斷改進(jìn)和提高。抽采瓦斯方法、方式的選擇，應(yīng)根據(jù)瓦斯及煤層賦存情況、瓦斯來(lái)源、巷道布置方式、礦井開(kāi)采技術(shù)條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)等綜合分析比較后確定。（1） 、為提高瓦斯抽采率應(yīng)采用開(kāi)采層、采空區(qū)相結(jié)合的綜合抽采方法。（2） 、當(dāng)井下采掘工作面所遇到的瓦斯主要來(lái)自開(kāi)采層本身，只有抽采開(kāi)采層本身的瓦斯才能解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)采用開(kāi)采層瓦斯抽采。（3） 、工作面后方采空區(qū)瓦斯涌出量大，危害工作面