毕业设计（论文）-平煤八矿己四采区瓦斯抽采设计.doc

河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计平煤八矿己四采区瓦斯抽采设计平煤八矿己四采区瓦斯抽采设计摘要：摘要：对突出矿井而言，煤矿生产过程中的最大安全隐患是瓦斯事故。由于瓦斯事故的危害极大，消除瓦斯事故隐患需要花费较多的时间和费用，而瓦斯灾害事故的威胁也极大限制了煤矿生产规模，生产效率和经济效率的提高。瓦斯灾害的有效控制是保证我国煤炭工业可持续发展的一个关键性问题。平煤八矿己四采区煤层瓦斯抽放设计采用上下顺槽打顺层平行钻孔预抽、高位钻孔抽放和采空区埋管抽放、上隅角抽放相结合的瓦斯抽放方法，它能确保采掘工作在低瓦斯含量条件下采掘，给采掘工作创造安全环境。根据平煤八矿己四采区的各项资料研究瓦斯抽放设计的合理组合方式，工艺参数，抽放效果评价技术等是非常有必要的，能够为矿井瓦斯抽放的科学管理，生产计划的科学编制以及计划的严格实施提供必要的科学依据，也是确保安全生产，提高工作效率和生产效益的有效手段。关键词：关键词：瓦斯抽放；平行钻孔；高位钻孔河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计GasdrainagedesignofjifourminingareainPingdingshancoaleightmineAbstract：Ofthegasminethecoalproductionprocessisthebiggestsecurityriskofgasaccidents.Greatharmbecausegasaccidentsandeliminatehiddenperilsofgastakesmoretimeandcostandthethreatofgasdisastershavealsogreatlylimitsthescaleofcoalproductionproductivityandeconomicefficiency.EffectivecontrolofgasdisasteristoensuresustainabledevelopmentofChinascoalindustryisakeyissue.PingmeiMinmetalshadeightminingareaingastankdesignusesaplayupanddownalongthebeddingparalleltononpallelboringandhighlevelboreholeingobdrainagepipedrainageintheuppercornerofacombinationofgasdrainagehecanensurethattheexcavationworkundertheconditionsoflowgascontentoftheworktocreateasafeworkingenvironmentiningpumpinggascostsarerelativelylow.AccordingtoMinmetalshadeightminingareasPingmeialltheinationoftherationaldesignofcombinationofgasdrainageprocessparameterssuchasdrainageeffectuationtechnologyisnecessarybeabletominegasdrainageandscientificmanagementproductionplanningthescientificestablishmentandstrictimplementationofplanstoprovidethenecessaryscientificbasisbutalsoensuresafetyinproductionimproveefficiencyandeffectivemeansofproductionefficiency.Keywords：gasdrainage；nonpallelboring；highlevelborehole河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计目录目录1绪论.11.1概述.11.2设计的指导思想.21.3抽采效果预计.21.3.1瓦斯抽采率.21.3.2矿井瓦斯抽采量.22.矿井概况及井田地质特征.32.1矿井概况.32.1.1交通位置.32.1.2地形、地势.42.1.3气象及地震.42.2矿井地质特征.52.2.1地质构造.52.2.2水文地质.72.3矿井煤炭生产及概况.82.3.1矿井煤炭生产概况.82.3.2自然和生态环境概况.82.3.3现有水源、电源及通信.92.3.4矿井开拓方式、开采方法和水平及采区划分.102.3.5通风系统.102.3.6八矿突出煤层突出概况.112.3.7八矿煤层瓦斯压力、含量测定情况.122.4己组煤层概况.122.4.1采区边界.12河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计2.4.2采区地质构造.132.4.3煤层及顶底板特性.132.4.4煤质.142.4.5采区水文地质.152.4.6采区资源储量.152.4.7采区设计生产能力及服务年限.152.4.8采区巷道布置及主要生产系统.162.4.9采煤方法.173矿井瓦斯赋存.183.1煤层瓦斯基本参数.183.2采区瓦斯储量.193.2.1采区瓦斯储量.193.2.2可抽瓦斯量.203.2.3瓦斯抽放率.203.2.4可抽期.224瓦斯抽放的必要性和可行性论证.234.1瓦斯抽放的必要性.234.1.1规定.234.1.2通风处理瓦斯量核定.244.1.3矿井己四采区瓦斯涌出量分析与预测.244.2瓦斯抽放的可行性.334.2.1开采层抽放瓦斯的可行性.334.2.2邻近层抽放瓦斯的可行性.334.2.3抽放难易程度.335抽放方法.35河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计5.1规定.355.2采区瓦斯来源分析.355.3抽放方法选择.365.4钻孔及钻场布置及封孔方法.385.4.1回采工作面抽放.385.4.2掘进工作面边掘边抽.395.4.3采空区瓦斯抽放钻孔布置.425.4.4上隅角抽放.455.4.5封孔联网.466抽放管路选型及阻力计算.496.1.1规定.496.1.2计算方法.506.2瓦斯抽采设备选型.586.2.1规定.586.2.2选型原则.586.3瓦斯抽放系统的安装.636.3.1瓦斯抽放系统安装的基本要求.636.3.2瓦斯抽放泵的安装.646.3.3瓦斯抽放泵站主要附属设施安装.646.4瓦斯抽放泵房.656.4.1抽放泵站位置选择.656.4.2泵站结构.656.4.3瓦斯泵房设备布置.667经济概算.677.1编制依据.677.2费用概算范围.67河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计8安全技术措施.708.1抽放系统及井下移动抽放瓦斯泵站安全措施.708.2地面抽放瓦斯站安全措施.709致谢.72参考文献.73附录.74河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计111绪论绪论1.1概述概述平煤股份公司八矿位于平顶山矿区东部，距市区十二公里，地理坐标为东径1132291133014，北纬334513334726，平顶山卫东区辖区内。井田东西走向12.5Km，倾斜3.36Km，面积41.42Km2。井田西部和十矿、十二矿、吕庄矿、兴东矿、卫东一矿接壤，井田内有兴东二矿、市建设煤矿二个小煤矿。八矿东距京广铁路孟庙站58Km，孟宝支线斜穿井田，距平顶山东站三公里，许南公路横贯井田中部，公路、铁路均可直达井田交通十分方便。矿井于1966年12月动工，1981年2月投产，设计生产能力300万吨年，服务年限65年。矿井目前正处于一水平向二水平过渡时期。截至2010年，矿井剩余可采储量23532.9万吨，剩余服务年限46.7年。根据河南省工业和信息化厅关于中国平煤神马集团四矿等8对高突矿井生产能力复核结果的批复(豫工信煤2011288号)文件审核批复：八矿2011年核定矿井综合生产能力为360万吨年。矿井地下水的补给来源为大气降水和地面水体，补给区在矿区南翼，矿井地下水位随季节影响变化幅度很小。矿区内主要含水层寒武纪张夏组鱼子状灰岩，富含水段为3050m；其次为崮山组白云质灰岩，主要含水段距己组煤底板80300m；另一组含水层为上石炭纪太原群灰岩，总厚度为80m；第三组含水层为煤系顶板砂岩，为裂隙水，含水量较小；第四组为第三系淡水灰岩，不整合地覆盖于老地层之上，使下伏各灰岩含水层发生水力联系；第五组为第四系浅层近代河流冲积砂、砾石层，饱含地下水。一水平原设计正常涌水量为600m3h，最大涌水量为1080m3h。二水平原设计正常涌水量为750m3h，最大涌水量为1275m3h。根据地质报告采用的正常涌水量为784m3h，最大涌水量取正常涌水量的2倍，为1568m3h。其河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计2水的来源主要为对寒灰的人为疏放水及正常的采掘时煤层顶板滴淋水。据水文地质类型划分，八矿水文地质条件为中等岩溶裂隙水充水矿井。瓦斯：2010年矿井瓦斯相对涌出量15.74m3t，绝对涌出量87.64m3min；二氧化碳相对涌出量6.34m3t，绝对涌出量35.31m3min。随着矿井生产重心向深部转移，瓦斯含量、涌出量逐渐加大。矿井开采的三组四层煤中，戊9-10、己15、己16-17煤层经鉴定为突出煤层。煤尘：八矿三组煤层均具有煤尘爆炸危险性，丁5-6煤层煤尘爆炸指数32.6336.19，戊9-10煤层煤尘爆炸指数31.6534.14%；己组煤层煤尘爆炸指数24.1929.92%。自燃：主采的丁、戊、己组均为自燃煤层，自燃发火期为46个月。地温：矿区恒温带深度为25m，温度为17.2。八矿地区的地温梯度为3.53.8100m，局部达到5100m，随着开采深度的加大，温度逐渐升高。目前多数工作面温度在2730之间，少数工作面最高气温达至32，已进入高温区。1.2设计的指导思想设计的指导思想结合平煤八矿的开采技术条件，依靠科技进步，树立“瓦斯事故可以预防和避免”、“瓦斯是自愿和洁净能源”的意识，贯彻“安全第一、预防为主”和瓦斯治理“先抽后采、监测监控、以风定产”的方针，加强瓦斯治理与利用的工作，努力建设本质安全矿井。1.3抽采效果预计抽采效果预计1.3.1瓦斯抽采率瓦斯抽采率根据上述瓦斯参数，结合矿区实际抽采效果和我国瓦斯抽采技术的发展以及国家发改委文件（发改能源20051137号文）的要求，确定本矿的瓦斯抽采率为45%。1.3.2矿井瓦斯抽采量矿井瓦斯抽采量矿井瓦斯抽采量包括综采工作面、掘进工作面、采空区、老空区等地点瓦斯抽采量。河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计32.2.矿井概况及井田地质特征矿井概况及井田地质特征2.1矿井概况矿井概况2.1.1交通位置交通位置平煤股份公司八矿位于平顶山矿区东部，距市区十二公里，地理坐标为东径1132291133014，北纬334513334726，平顶山卫东区辖区内。井田东西走向12.5Km，倾斜3.36Km，面积41.42Km2。井田西部和十矿、十二矿、吕庄矿、兴东矿、卫东一矿接壤，井田内有兴东二矿、市建设煤矿二个小煤矿。八矿矿区西距平顶山市12km，东距京广铁路孟庙站58km，孟宝支线斜穿井田。距平顶山东站3km，许南高速公路横贯井田中部，公路、铁路均直达矿区。图2-1井田位置交通图Figure2-llocationsketchmap河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计42.1.2地形、地势地形、地势井田东、南部为一开阔的冲积-洪积平原，地面标高一般在+75+80m。井田北部为紫红色石千峰砂岩和平顶山砂岩所组成的马棚山、焦赞砦等山，呈北西南东向延展的山地，标高为+360+460m。相对高差约290390m，山脊平缓，山坡较陡。整个地势呈西北高、东南低。图2-2平煤股份八矿地形、地势图Figure2-2terrainandtopographymapofeightminingarea2.1.3气象及地震气象及地震根据平顶山市历年的气象资料，年平均降雨量为794mm，最大降雨量1323.6mm，雨季为79月。年均蒸发量2269.2mm，年最大蒸发量为2825mm，蒸发量大于降雨量。年平均气温为15。最高气温为42.3，最低气温为-15。常年风向多为北西和北东，以北西的风速最大，风速达24ms。最大积雪厚度为16cm。冻土最深为22cm。历年最早初冻日期为10月14日（1962年）河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计5，最晚解冻日期为次年4月18日（1962年），最长冰冻期为17d。根据一九六九年“三西”地震烈度区划队和一九七一国家地震局武汉地质大队鉴定，本区地震基本烈度为度。2.2矿井地质特征矿井地质特征图2-3平顶山矿区构造纲要图Figure2-3structureoutlinemapofPingdingshanminingarea2.2.1地质构造地质构造八矿井田处于李口向斜的东南翼，总体构造形态呈单斜构造，次级褶曲有郭庄背斜及井田南侧的小型向斜，地层倾角042度，平均15度。井田内主要有任庄断层、辛店断层、张湾断层及白石沟断层等。（1）褶曲李口向斜：八矿井田的主体构造，轴向北西，为向东北方向倾伏的宽缓褶曲，其褶曲轴在12线以西为八矿深部边界，已基本查明。郭庄背斜：位于井田西南边缘西起25线，东至9线附近，为北陡南缓河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计6的不对称背斜，背斜幅度约60米，现已查明。南部盆状向斜：位于1411线间的南端，西与郭庄背斜毗邻，轴向近东西向，向斜幅度约60米，已基本查明。（2）断层八矿井田范围内落差14米以上的大断层5条，其中任庄正断层、霍堰正断层、白石沟逆断层位于井田边界。辛店断层、张湾断层位于井田范围内。现分述如下：任庄断层：位于井田1511线之间的南部边缘，为井田南部的边界断层，断层走向北西南东向，走向3000米，倾向北西，倾角75度。落差160米左右，断层控制基本可靠。白石沟逆断层：位于井田东北深部，走向北西，倾向北东，走向长近万米，在12线以东影响井田长度3000米，断层倾角50-60，落差120米左右，该断层为深部井田边界，但因控制很差，其摆动范围很大，影响程度尚难确定。霍堰正断层：位于井田东北部边缘，断层西起李口向斜东部收敛处，向东延伸至襄城以南，断层倾向北东，落差300米，由于断层在区内控制极差，因此断层产状及对井田的影响程度尚不清楚。辛店断层：位于井田中部1412线间，13线以西走向北东，走向长2900米，倾向北西，倾角30度左右。落差40-50米，断层自12线向东150米左右将消失，在断层两侧100200米范围内有次级断层出现，断层控制程度较高。张湾正断层：己三扩大采区上部，走向北西，走向长3800米，倾向南西，倾角3738度，落差1420米，该断层经巷道证实在12线西侧错开分为东西两段，断层影响宽度50米，断层经巷道揭露已查明。河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计7表2-1八矿井田范围内主要褶区构造表Table2-1majorfoldzonestructuretableofeightminefieldscope（3）岩浆岩根据开采和勘探资料尚未发现岩浆侵入体。表2-2八矿井田范围内主要断层构造Table2-2majorfaulttectonicstableofeightminefieldscope名称位置走向走向长（米）落差（米）任庄断层1511线间SE60度300160霍堰正断层井田东北边界SE46度3000300白石沟逆断层井田东北边界SE46度3000走向120辛店断层井田中部NE78度29004050张湾正断层己三、己三扩大采区中上部SE70度38001420名称位置特征李口向斜八矿井田主体构造轴向北西，为向东北方向倾伏的宽缓褶曲郭庄背斜西起25线，东至9线附近15线以西轴向与李口向斜轴向大致平行，15线以东近东西向，为北陡南缓的不对称背斜南部盆状向斜位于1411线间的南端，西与郭庄背斜毗邻轴向近东西向，为两端略有翘起的短轴向斜，两翼近于对称，倾角020度左河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计82.2.2水文地质水文地质矿区内河流属淮河支流沙河水系。湛河自西向东流经矿区东南部，河宽约50m左右，流量0.08m3s7.80m3s；沙河流经矿区南部及东部，为矿区东部边界，河宽约50250m，流量为0.80m3s5210m3s。沙河上游建有昭平台和白龟山两座大型水库，可调节河水流量。区内主要河流流经区域有300450m第四系粘土层与煤系地层相隔，因此地表水对矿井开采不会造成威胁。目前，河水流量甚小，枯季水量更小，仅在洪泛期水量稍大。白灌渠由南向北横穿矿区中部，渠宽2030m，流量一般为0.02m3s15m3s。此外，由于矿区内地势大部平坦，泄水条件差，在低洼处雨季容易积水，形成小面积暂时性内涝洼地。2.3矿井煤炭生产及概况矿井煤炭生产及概况2.3.1矿井煤炭生产概况矿井煤炭生产概况本区煤层分别赋存于石炭系太原组，二叠系山西组及上下石盒子组，含煤地层总厚度约788m，含煤88层，煤层总厚度约15.8m，含煤系数2.01%。共分甲、乙、丙、丁、戊、己、庚七个煤组，其中井田内主要可采煤层有己16.17、己15、戊9.10、丁5.6四层。四层主采煤层总厚度为11.62m。可采系数1.47%。截止2009年末，八矿累计探明储量：45986.5万t；累计采出储量：4908.5万t；累计损失储量：2447.3万t；保有资源储量：38638.6万t，累计动用资源储量：7345.3万t。表2-32009年底各煤层储量计算结果表单位：万tTable2-3Thecoalseamreservescalculationresulttableattheendof2009河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计92.3.2自然和生态环境概况自然和生态环境概况自然和生态环境受地形地貌所控制。丘陵地区荒坡和植被面积大，耕地面积小。表土为残坡积物，厚度小，土质差，种植玉米，大豆、红薯等。植被以槐树为主，其次有粟树、果树等。山涧河谷平原全部为耕地，表土厚，土质好，粮食作物以小麦为主，其次有玉米，大豆、红薯。经济作物以烟叶为主。2.3.3现有水源、电源及通信现有水源、电源及通信2.3.3.1水源二水平生产、生活用水水源由八矿现有水源供应，水量、水质满足使用要求。二水平井下生产用水水源，在新副井井口新建一座600m3清水池，由地面给水系统供水到清水池，再由清水池通过管路经新副井输送到井下各采区的使用地点。地面给水系统已形成，新建地面需用水建（构）筑物的给水系统与现有地面给水系统直接相连接即可。2.3.3.2电源八矿井田范围内有焦庄、八矿、程庄三座35KV降压站，焦庄及八矿降压站两回35KV线路均来自供电局贾庄变电站，其中贾庄焦庄回路LGJ185mm2导线，供电距离5.97km；焦庄八站回路LGJ185mm2导线，供电距离3.9km；程庄降压站35KV线路来自供电局申楼变电站，焦庄-八站-保有储量煤层名称计其中：暂不能利用量累计探明量累计采出量累计损失量丁5.63568.51015.3601471570.9875.3戊9.1011588.62936.113326.01048.4689.0己1514271.04565.516904.51891.0742.5己16.179210.53008.09738.7398.2130.0合计38638.611524.945986.94908.52436.8河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计10程庄回路LGJ-300mm2导线，供电距离4.5km。焦庄降压站2台主变压器为SFL10000KVA35KV；八矿降压站两台主变压器为SFL16000KVA35KV；程庄降压站两台主变压器为SFRNZM-25000KVA35KV。2.3.3.3通信八矿在地面生产调度机房安装有JSY2000-06D型数字程控调度机，担负井上下生产调度通讯。现可用304门，可扩容256门(共计能达到560门)。地面在用电话115门，井下在用电话85门。地面实际需要115门，井下现一水平实际需要105门，未来二水平需要30门。现副井井筒入井通讯电缆2根，每根50门，共容量100门。井下大巷运输采用全方位泄漏通讯系统，通讯机为KT2020型防爆泄漏通讯机，电机车司机全部配有泄漏手机，可与地面运输调度机房随时通话.2.3.4矿井开拓方式、开采方法和水平及采区划分矿井开拓方式、开采方法和水平及采区划分2.3.4.1开拓方式矿井采用立井多水平开拓，通过石门、大巷分两个水平开拓全井田。2.3.4.2开采方法采用走向长壁后退式采煤法，全陷落法管理顶板，一次采全高综合机械化采煤。2.3.4.3水平及采区划分矿井划分为两个水平，一水平标高-430m，二水平标高-693m。矿井主要开采煤层丁、戊、己三组四层（丁5.6、戊9.10、己15、己16.17），一水平现有生产采区六个：丁一采区、己三扩大、己二、戊二、己四、戊四采区。二水平生产采区两个：戊一、己二（上）采区；准备采区四个：己一、己二下山、戊二、丁二采区。2.3.5通风系统通风系统2.3.5.1通风系统及方式矿井通风系统为中央并列与对角混合式通风。矿井通风方式为抽出式。河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计112.3.5.2进、回风井筒数量矿井现有四进四回共八个井筒。四个进风井分别为主井、副井、新副井、西二风井；四个回风井分别为东风井、西一风井、丁一风井、北风井。表2-4井筒特征表Table2-4wellborecharacteristicstable名称直径（m）井深（m）备注主井7.5634.8副井7.5614.89新副井7.5816.5西二风井4.7166.8东风井5.0364.3服务于己三和己三扩大采区西一风井5.5205.9服务戊二、己二两个采区丁一风井5.7551.01服务于丁一采区、戊一采区北风井6.5720.13服务戊四、己四和二水平戊二、己二采区东风井、西一风井各安装K4-73-10NO32F型风机2台，北风井安装ANN-31201600N型全自动轴流风机2台。丁一风井安装2台BDK-12-No36型对旋风机。2.3.6八矿突出煤层突出概况八矿突出煤层突出概况八矿一九八九年被重庆煤科院鉴定为煤与瓦斯突出矿井，一九九七年经重河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计12庆煤科院鉴定为煤与瓦斯严重突出矿井，八矿的突出煤层为己15煤层和戊9-10煤层。八矿到目前为止，累计突出40次，突出大都发生在地质构造地带。八矿突出最大一次发生在戊9-10煤层的戊二皮带下山掘进工作面，突出煤量551t，瓦斯量65000m3。表2-5八矿突出煤层概况表Table2-5outburstcoalseamgeneralsituationtable始突深度不同煤层标高垂深始突深度瓦斯压力(MPa)始突深度瓦斯含量（m3t）己15-348m424m0.7412戊9-10-363m463m0.7410通过对八矿瓦斯突出的分析，发现有一些一般的特征，具体表现在如下几点：1突出受地质构造带、尤其是断层的影响十分明显，在矿井已经发生的突出中，多数分布在断层附近；2突出以压出为主，目前所发生的40次突出中，煤与瓦斯突出8次，煤与瓦斯压出25次，煤与瓦斯倾出7次；3突出与作业工序有关，在目前已经发生的40次突出中，放炮引起的突出30次，割煤引起的突出9次，掘进机掘进引起的突出1次，试验引起一次；4突出发生的巷道类型以煤巷为主，在目前已经发生的40次突出中，采面突出8次，煤层巷道突出32次。2.3.7八矿煤层瓦斯压力、含量测定情况八矿煤层瓦斯压力、含量测定情况八矿突出煤层为低透气性煤层，煤层透气性系数仅为0.0019Md。八矿自建矿以来，共实际测试煤层瓦斯压力和含量44次，其中戊9-10煤层测试11次，戊9-10煤最大瓦斯压力为1.8MPa，最大瓦斯含量为20.7m3t，对己15煤层测试25次，己15煤最大瓦斯压力为1.89MPa，最大瓦斯含量为16.69m3t。己16-17河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计13煤层测定2次，最大瓦斯压力为0.88MPa，丁5-6煤层测定6次，最大瓦斯压力为0.39MPa，采用矿井瓦斯梯度法进行矿井深部瓦斯压力和瓦斯含量推测，八矿己15煤层目前开采标高推测最大瓦斯压力约2.2MPa，最大瓦斯含量约20m3t；八矿戊9-10煤层目前开采标高推测最大瓦斯压力约2.0MPa，最大瓦斯含量约20m3t。2.4己组煤层概况己组煤层概况2.4.1采区边界采区边界东部边界：己四采区下山、己一采区边界西部边界：八矿、十二矿己组边界南部边界：-693m水平。北部边界：八矿深部井田边界。走向长2561m，倾向长2104m，面积5.39km2。2.4.2采区地质构造采区地质构造采区位于李口向斜南翼，基本上呈一走向北西，倾向北东的单斜构造，根据邻近采区开采情况及本采区地质说明，该区地质条件较简单。地层倾角06，变化规律为由浅到深，倾角由陡变缓，靠近向斜轴部近水平。2.4.3煤层及顶底板特性煤层及顶底板特性2.4.3.1煤层特征己组可采煤层为己15和己16-17，其邻近可采煤层为丁5-6、戊9-10。位于山西组下部，均为矿区内主要可采煤层。两煤层间距023.27m，平均7.05m，局部有合并现象，合并后厚度多在6m以上，含夹矸12层。己16-17煤层厚0.346.19m，平均1.71m，可采系数96%。结构较简单，该煤层为大部可采的较稳定煤层。己15煤层厚0.6511.30m，平均厚3.49m，可采系数99%。结构简单，一般不含夹矸，为大部可采的较稳定煤层。己15和己16-17煤层赋存基本稳定，其中己15煤层厚2.855.03m，己16-17煤层厚2.22.74m，煤层倾角317，从煤层底板等高线看，在走向上东陡河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计14西缓，在倾向上上陡下缓，己15和己16-17煤层间距一般26m，局部合层。可采煤层特征见特征表2-6。表2-6可采煤层特征表Table2-6workableseamofcoalcoalcharacteristictable煤层名称煤厚(m)倾角()结构层间距(m)KMr稳定性平均3.673己15最小最大3.354.2806简单061稳定平均2.273己16-17最小最大1.922.8606简单1稳定2.4.3.2顶、底板特性己15煤层，直接底为一薄层泥岩，其下为己16.17煤，层间距一般26m，局部合层。己16.17煤层底板以下56m左右为L1泥灰岩。详见表2-表2-7己15、己16.17煤层顶底板条件表Table2-7coalseamroofandfloorsituation煤层类别岩石名称厚度主要岩性特征伪顶泥岩0.8灰色，块状。直接顶砂质泥岩6.0深灰色，含植物化石碎片。顶板基本顶砂岩12.5上部细砂岩，下部砂质泥岩直接底泥岩0.30深灰色，遇水易膨胀.己15底板老底砂质泥岩2.78深灰色，夹薄层细砂岩。直接顶砂质泥岩2.78深灰色，夹薄层细砂岩。顶板基本顶泥岩0.30深灰色，遇水易膨胀.直接底砂质泥岩2.66灰色，含植物根部化石。己16.17底板老底砂岩2.98浅灰色，条带状，细中粒结构。2.4.4煤质煤质己15煤层上部有0.71.2m硬煤，下部为粉煤，灰分6.8115.45%，一般河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计1513%左右。属中低灰低硫低磷可选优质焦煤。己16-17煤层上部有0.50.7m硬煤，下部为粉煤，灰分12.6525.68%，一般17%左右。属中灰低硫低磷可选焦煤。可采煤层煤质特征见表2-8。表2-8可采煤层煤质特征表Table2-8workableseamofcoalqualitycharacteristictable煤层颜色光泽硬度容重煤岩类型己15黑色玻璃351.31半光亮型焦煤物理特征己16-17黑色玻璃351.35半光亮型焦煤煤层MAVFCSPQY工业牌号己152.511.626.573.50.456500JM工业指标己16-172.724.624.157.30.676500JM2.4.5采区水文地质采区水文地质根据平煤天安200876号文关于天安八矿己四下山采区地质说明书的批复，采区正常涌水量160m3h最大涌水量320m3h。2.4.6采区资源采区资源储量储量详见储量计算结果汇表2-9河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计16表2-9储量汇总表Table2-9Summarytableofreserves工业储量（万吨）可采储量（万吨）煤层ABCA+BA+B+C己15953.8783.3953.81737.11273.9己16-17655.3377.1655.31032.4805.7己15-171031.3112.61031.31143.9814.4合计2640.41273.02640.43913.42894.02.4.7采区设计生产能力及服务年限采区设计生产能力及服务年限根据初步设计，本采区的生产能力为1.2Mta，服务年限18.5a.2.4.8采区巷道布置及主要生产系统采区巷道布置及主要生产系统2.4.8.1采区巷道布置（1）下山条数采区布置三条下山：己四采区回风下山、轨道下山、皮带下山。（2）下山平面位置为解决煤层间压茬关系，便于生产管理，减少煤柱压煤量，己四下山采区下山与二水平戊二采区、丁二采区下山重合布置。（3）下山层位皮带下山基本沿己15煤层布置，轨道下山采用穿层布置，东翼回风下山布置在己15煤层顶板砂岩中。2.4.8.2采区主要生产系统（1）运煤系统工作面顺槽皮带己四皮带下山采区煤仓己四皮带大巷上仓皮带斜巷一水平主井南己组煤仓一水平主井箕斗地面。（2）辅助运输系统矸石运输：出矸点己四轨道下山采区石门己四轨道西大巷新副井河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计17井底车场新副井罐笼地面。材料及设备运输：地面新副井罐笼井底车场己四轨道西大巷采区石门采区上车场轨道下山采掘面。人员上下：地面新副井罐笼二水平井底车场己四轨道西大巷人车己二采区石门轨道下山猴车（石门人车）采掘面。（3）通风系统新副井二水平车场己四轨道大巷（皮带大巷）己四采区石门（进风巷）轨道（皮带下山）采掘工作面回风下山回风上山总回风巷北回风井。（4）排水系统采区泵房管子道皮带下山皮带进风平巷己四西大巷二水平井底水仓泵房新副井地面。（5）供电系统地面二水平中央变电所己组轨道大巷己四采区皮带下山上部变电所（中部变电所、下部变电所）各用电点。（6）压风系统地面北风井己四上山采区皮带上山己四下山采区皮带下山各用风地点。2.4.9采煤方法采煤方法采用走向长壁后退式采煤法，全陷落法管理顶板，一次采全高综合机械化采煤.河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计1833矿井瓦斯赋存矿井瓦斯赋存3.1煤层瓦斯基本参数煤层瓦斯基本参数八矿己四采区瓦斯抽采的基础参数主要包括煤层瓦斯压力、瓦斯含量、瓦斯涌出量、瓦斯放散初速度，以及与瓦斯突出有关的煤层透气性、百米钻孔瓦斯流量衰减系数等。（一）煤层瓦斯压力八矿历年实测己四采区己15煤层瓦斯数据，己15煤层瓦斯压力1.89MPa。（二）煤层透气性系数己15煤层的透气性系数为0.0019m2atm2.d，属于较难抽采煤层。（三）百米钻孔瓦斯流量从抽放实际情况计算，己组煤层百米钻孔瓦斯流量为10Lmin.hm。（四）煤层瓦斯含量己四采区己15煤层瓦斯含量22m3t。（五）瓦斯抽采率根据煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB50471-2008）：“设计瓦斯抽采率，可根据煤层瓦斯抽采难易程度、瓦斯涌出情况、采用的瓦斯抽采方法等因素综合确定，也可按邻近生产矿井工条件类似矿井数值选取；并应符合国家现行标准煤矿瓦斯抽采基本指标（AQ1026-2006）的有关规定（如表3-1所示），同时就满足采、掘工作面的通风要求”。结合八矿2010年矿井绝对瓦斯涌出量确定己四采区的瓦斯抽采率为45%。河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计19表3-1矿井瓦斯抽采率指标表Table3-1minegasextractionratetable矿井绝对瓦斯涌出量Qm3min矿井抽采率%备注Q202520Q0.050.10.050.03（2）采空区埋管抽放由于采面回采后己16-17煤层瓦斯大量涌入采空区，为消除己15煤层开采、己16-17煤层采掘时的瓦斯危害和突出威胁，必须将采空区瓦斯尽可能排除，为此在回风顺槽铺设专用管路进行采空区抽放。河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计47己15煤层回采过程中在高位瓦斯抽采巷与风巷联络川以里逐段打密闭，将抽放管封闭在密壁墙以内通过裂隙带抽放采空区瓦斯。14854采空区抽放管密闭墙图5-6采空区设密闭墙插管抽放瓦斯钻孔示意图Figure5-6Onthewallacloseddrainagegasdrillingschemes5.4.4上隅角抽放上隅角抽放上隅角瓦斯抽放的主要原理是在工作面上隅角形成一个负压区，使该区域内瓦斯由抽放管路抽走，这可以避免因工作面上隅角处局部位置因风流不畅（或微风）引起的瓦斯超限，还可解决因漏风使采空区向上隅角涌出瓦斯而造成的瓦斯超限。为操作方便，靠近采面上隅角段管路可采用6m长的铠装软管与主抽放管路连接，将铠装软管插入上隅角，为保证软管吸入口处于上隅角的上部（上部瓦斯浓度较高），抽放软管与木棒绑在一起，用铁丝吊挂在支架上，为提高抽放浓度，上隅角处应采用挡风帘，提高抽放效果。随着工作的推进，拆下前端一段主管路，移动抽放软管，如此反复。抽放工艺如图5-8所示。软管可采用6管。抽放管伸入上隅角长度及位置应根据实际抽放效果，不断调整，得到合理的参数。河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计48上隅角插管瓦斯抽放是制造一个负压区，让周围瓦斯向负压区流动，然后通过排放管路，抽出工作面，负压区在什么地方最合适，顶板岩性不同，顶板的冒落程度不同，对负压区的选择都将有较大影响，为确保抽放点的合适位置（使吸入口瓦斯浓度较高），在抽放管路负压始端的接一个带48个分支的一段管路，分支出几个支管，支管出口接4或6铠装胶管，胶管插入上隅角后呈发散排列，可提高抽放效果，如图5-9所示。对于采空区瓦斯涌出量较大的工作面，也可以采取采空区埋管抽放的方式，随着工作面不断向前推进，沿回风巷将管路埋入采空区。采空区埋管抽放，见图5-6.为消除煤层回采时的瓦斯危害和突出威胁和回采期间上隅角瓦斯问题，沿风巷上帮在上隅角预埋抽采管，对采面上隅角瓦斯进行抽采。具体布置如图5-7。矿方可根据采空区瓦斯涌出情况选择使用或联合使用，也可以使用其他行之有效的采空区抽采方法。图5-7上隅角抽放Figure5-7Drainageinuppercorner5.4.5封孔联网封孔联网封孔工艺：封孔质量直接影响着抽采瓦斯的浓度、孔口负压、甚至整个抽放系统的效果，是实现高效抽放瓦斯必不可少的重要环节。钻孔封孔应满足密封性能好、操作便捷、封孔速度快、造价低的要求。封孔段尽量避开煤体裂隙河南理工大学本科毕业设计河南理工大学本科毕业设计49发育地点。根据防治煤与瓦