矿井抽采达标工艺方案设计.docx

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矿井抽采达标工艺方案设计

矿井抽采达标工艺方案设计

第一章矿井概况

一、交通位置

山西金业煤焦化集团有限公司古交原相煤矿位于山西省古交市原相村以东，距古交市区约14km，古交至太原既有太（原）～古（交）～岚（县）铁路，又有太佳公路相连，铁路里程54km，公路里程49km。

矿区内自古交沿原平川至清徐、交城均有公路相通，交通方便。

二、矿区地质构造

本区位于吕梁山脉中段东翼，地势南高北低，最高点在井田南部

麻沿岭标高，最低点在井田北部原平川河谷，标高1235m，最大相对高差。

井田内沟谷纵横，切割剧烈，地形复杂，山顶黄土广布，沟谷两侧基岩裸露，属剥蚀侵蚀中山地貌，间有山间宽谷地貌。

三、矿区地层

原相井田位于太原西山煤田马兰向斜西翼，井田内主要褶曲构造为马兰向斜和深且沟背斜，受其控制，地层总体走向NNW～NWW，与褶曲轴基线平行，倾角平缓，一般我矿区内主要可采煤层是山西组的02#、2#和太原组的10#

、11#煤层，现将可采煤层分述如下：

1

A、02#煤层

位于山西组上部，K4砂岩之下。

煤层厚0.50～，平均l.64m，属薄～中厚煤层，不含或含1～2夹矸，顶板主要为泥岩及砂质泥岩，底板多为泥岩及粉砂岩。

02号煤层与下伏的03号煤层在井田西北部大面积合并为一层，统称02号煤层，一般含一层层位较稳定的夹石，夹石多为泥岩或砂质泥岩，上分层即02号煤层，下分层即03号煤层。

在井田的西北部为合并区，煤层厚度最大，向东南逐渐分叉变薄。

煤层厚度也从1号孔的，向东南角的P18号孔逐渐变薄为，变化规律比较明显。

本煤层在井田内属大部可采的较稳定煤层。

B、2#煤层：

位于山西组中部，上距02号煤层～，平均，煤层厚度～，平均，属中厚煤层，一般不含夹石。

厚煤带在井田的东北部的2、8、ll号孔附近，向东北、西南、南部逐渐变薄，但到西南角的7、P17号孔又有变厚的趋势。

顶板多为粉砂岩及砂质泥岩，底板多为砂质泥岩及粉砂岩。

本煤层属全井田可采的稳定煤层。

C、4#煤：

位于北岔沟（K3）砂岩之上，有时以其为直接底板，上距2号煤层～，平均，问距变化较大，煤层厚度0～，平均，属薄煤层，厚度变化较大。

可采范围主要集中在井田东部的P108、P18号孔连线一带及西南角的7号孔附近，可采面积约占全井

2

田的3/8。

结构简单，不含或含一层夹石。

顶板多为砂质泥岩或泥岩，底板多为粉砂岩或泥岩。

本煤层属局部可采的不稳定煤层。

D、6#煤：

位于东大窑（L5）石灰岩或相当层位海相泥岩之下，上距L5石灰岩～，平均。

上距～，平均。

煤层厚0～，平均，属薄冲～中厚煤层，厚度变化除P17号孔0点外，井田的东南部较薄，向西、南、北逐渐变厚，变化规律较明显。

不含或偶含一层夹石。

顶板多为泥岩或砂质泥岩，底板多为砂质泥岩或泥岩。

本煤层属大部可采的较稳定煤层。

E、8#煤：

位于太原组庙沟灰岩（L1）之下，上距6号煤层～，平均，上距2号煤层平均间距为左右。

煤层厚度～，平均，属中～厚煤层，结构复杂，含l～4层夹石，夹石为泥岩或炭质泥岩，顶板为L1石灰岩或泥灰岩，局部具炭质泥岩或泥岩伪顶，底板多为砂质泥岩或泥岩，局部为炭质泥岩伪底。

煤层最薄点在井田中部的9号孔附近，厚，向四周逐渐增厚，但到西部的7号孔附近，又有变薄的趋势，本煤层属全井田可采的稳定煤层。

F、9#煤：

位于太原组的中下部8号煤层之下，石炭系最下一层煤层。

上距8号煤层～，平均。

煤厚～，平均，属中厚煤层，结构简单。

顶板多为泥岩或砂质泥岩，底板多为砂质泥

3

岩或泥岩。

煤层厚度的总趋势是，中、南部厚，东北、西北部薄，规律性不太明显，本煤层属全井田可采的稳定煤层。

可采煤层特征见表。

五、矿井基本情况汇总

主、副斜井落底于2#煤层，沿煤层底板布置运输大巷、轨道大巷。

回风立井落底于2#煤层，沿02#煤层底板大布置回风大巷。

全矿井采用二个水平开采，第一水平开采上组煤，水平标高+730m，下组煤距上组煤约80m，以暗斜井延伸开拓下水平，标高+630m。

矿井划分为三个采区，分别为一、二、三采区，按采区顺序进行回采。

采区内设置石门联合开采02#、2#煤层。

煤层联合开采时，先回采02#煤层工作面，02#煤层推进4个工作面后再布置2#煤层工作面。

第二章矿井瓦斯、煤尘、自燃及地温情况

一、煤与瓦斯突出情况　　1、上年度矿井瓦斯情况

根据我矿xx年12月瓦斯涌出量鉴定情况：

绝对瓦斯涌出量为~/min，相对瓦斯涌出量为~/min，无论是前期、中期、后期我矿都属于高瓦斯矿井。

二、煤尘爆炸性

xx年山西省煤炭工业局综合检测中心对我矿02#煤层进行了煤层爆炸性的鉴定。

根据检验报告，矿井02#煤层煤尘云最低着火温度>630℃、煤尘层最低着火温度>260℃，02#煤层煤尘有爆炸性。

三、煤的自燃倾向性

4

xx年12月，山西省煤炭工业局综合检测中心对矿井02#煤层吸氧量为/g，自燃等级为I级，为容易自燃煤层。

　　上年度和本年度截止到鉴定月未发生煤矿火灾。

四、地温

根据《太原华润煤业有限公司原相煤矿矿井地质报告》提供的资料，井下未发生地温异常现象。

五、冲击地压

根据《太原华润煤业有限公司原相公司矿井地质报告》提供的资料，井下无冲击地压危险。

六、抽采范围和钻孔布孔均匀程度目标

1、矿井抽采范围目标：

整个矿井区域02#煤层。

2、矿井钻场钻孔均匀程度目标：

02#煤层回采工作面预抽钻孔间距为：

5m米，钻孔长度为：

100~150m。

掘进工作面边掘边抽钻孔，同侧钻场间距：

50m；相邻钻场间距：

25m；每个钻场钻孔数量：

3个。

3、瓦斯含量及瓦斯压力目标

根据《瓦斯抽采达标暂行规定》要求，所以各项数据应达到以下目标，见表1

　表1瓦斯含量及压力目标

可解析瓦斯含量参数目标值

煤层瓦斯压力煤层瓦斯含量85

≤6

第三章矿井抽采达标工艺方案

根据矿井地质、瓦斯和抽放目标等情况特制订下述方案。

1、抽采达标工程1）井巷工程

根据矿井02#煤层回采工作面通风系统布置情况，设计回采专用排瓦斯巷内敷设瓦斯抽放管路，将02#煤层回采工作面后部横贯封闭，插入瓦斯抽放管路，进行插管抽放。

2）钻孔工程

A、回采工作面钻孔参数

1、回采工作面本煤层瓦斯抽采钻孔参数钻孔位置：

布置在回风巷煤层中

钻孔角度：

垂直巷道中线、平行于工作面、水平倾角-1°~1°；　　开孔直径：

Φ89mm钻孔直径：

Φ75mm钻孔长度：

100~150mm　　钻孔间距：

5m　　封孔方式：

聚胺脂封孔　　封孔长度：

大于5m

2、回采工作面采空区抽放参数

地点：

上覆岩层垮落并处于稳定时抽放聚集在冒落带以及上方破坏裂隙带中瓦斯。

6

钻孔长度：

根据煤柱宽度，岩层厚度及其它条件具体确定。

B、掘进工作面瓦斯抽采钻孔布置参数1、掘进头瓦斯预抽钻孔布置参数

钻孔数量：

5个

钻孔间夹角：

与巷道中线夹角30°、60°开孔直径：

Φ90mm终孔直径：

Φ75mm钻孔倾角：

平行于煤层钻孔位置：

布置在煤层中部钻孔长度：

100m封孔长度：

3~5m封孔方式：

聚胺脂封孔

2、掘进工作面边掘边抽钻孔布置参数同侧钻场间距：

100m相邻钻场间距：

50m每个钻场钻孔数量：

2~3个钻孔与巷道夹角：

6°、12°开孔直径：

Φ90mm终孔直径：

Φ75mm钻孔长度：

100~150m封孔长度：

3~5m封孔方式：

聚胺脂封孔

7

3）管网工程

为了抽放矿井瓦斯，减少矿井中的瓦斯，根据抽放钻场的分布情况、巷道布置情况和利用瓦斯的要求，必须在井下和井上敷设一套完整的瓦斯抽放管路网，单独输送瓦斯。

根据我矿的实际情况，确定矿井瓦斯抽放管路系统为：

地面低负压抽放系统：

地面瓦斯抽放泵站　　回风立井　　第二回风大巷　　东翼回风巷　　第一回风巷　　10211工作面4）监测计量及放水出渣工程

在瓦斯抽放主管、支管和钻孔连接装置上设置测压嘴，在瓦斯主管、支管、工作面抽放支管，瓦斯抽放钻场、瓦斯抽放钻孔、采空区抽放管以及其他必要的地点，安装瓦斯抽放计量装置，在所以低洼点安装除渣放水器。

2、施工设备及器材

主要施工设备和器材见表2

　表2主要施工设备和器材

序号名称钻机型号ZDY650529mm单位台个个个个个副数量2122152750单价金额7500050003000xx年7月xx年12月至xx年6月10213工作面xx年6月xx年11月至xx年7月4、资金计划

根据矿上xx年资金计划、xx年抽采计划、xx年抽采规划及采掘计划、xx年矿井抽放计划投入共计300万元，工程费用195万元，材料费用105万元。

5、接续计划

10xx年10月份正式形成，10xx年8月份正式形成，根据储存煤量及回采进度预计xx年底结束生产。

9

6、组织管理、安全技术措施安全技术措施

1.所有进入3501工作面工作的单位，必须对职工进行知识培训，使职工熟悉本区域的避灾路线。

2.进入工作面的所有人员必须随身佩带自救器，并能正确熟练使用。

3.工作面割煤时，必须设有专人进行观测，发现异常立即停止工作、断电、撤人。

4.区队跟班领导负责监督、指挥按措施执行，在措施执行完毕后，要及时送交终孔报告单，内容必须如实进行填写，包括孔深度、个数以及打钻时的异常情况等。

5.井下瓦斯发生超限现象，必须按规定程序逐级汇报，保证能及时得到处理；有关部门及责任人无及时汇报或无及时采取措施处理，追究部门有关人员责任。

6.严格落实瓦斯超限分析制度，瓦斯超限就是事故，就要按“四不放过”原则进行分析，查明原因，拿出防范措施，根据责任划分结果追究有关人员责任。

7.严格落实领导现场跟班制度，综采队每班都要安排领导现场带班，带班人员必须熟悉安全技术措施及本区域的避灾线路。

8.地质科加强工作面地质的预测预报工作，地质条件发生变化时及时通知相关部门。

其它未尽事宜，按照《煤矿安全规程》、《煤矿瓦斯抽采达标暂行

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规定》等规定执行。

防护措施A、采区避难所设置

采区必须设置采区避难所，避难所的位置设置在3501运输顺槽和回风顺槽距大巷350米处位置。

a、避难所设置向外开启的隔离门，隔离门设置标准按照反向风门标准安设。

室内净高不得低于2m，深度满足扩散通风的要求，长度和宽度应根据可能同时避难的人数确定，但至少能满足30人避难，且每人使用面积不得少于。

避难所内支护保持良好，并设有与矿（井）调度室直通的电话；

b、避难所内放置足量的饮用水、安设供给空气的设施，每人供风量不得少于/min。

如果用压缩空气供风时，设有减压装置和带有阀门控制的呼吸嘴；

避难所内根据设计的最多避难人数配备足够隔离式自救器。

B、工作面压风自救系统

压风自救系统应当达到下列要求：

a压风自救装置安装在工作面巷道压缩空气管道上；

b每组压风自救装置应供6个人使用，平均每人压缩空气供给量不少于/min。

c每班设专人对压风自救及管路进行管理和维护，杜绝管路漏风和堵塞。

无论何种原因造成压风自救袋损坏的，应及时进行更换。

d压风自救实行挂牌管理，内容包括：

组别、个数、维护人、最

11

近一次维护时间。

D、机电

按照规定周期对工作面机电设施进行检查，发现问题及时处理，杜绝失爆。

注意事项

A、及时打预抽钻孔，保证封孔质量、联孔时间，保障煤层预抽率至少达到40%以上。

B、编制详细的瓦斯抽放效果检验及验证，制定施工安全措施。

C、打钻或掘进钻场时，必须配备专职瓦斯检查员，严格执行《煤矿安全规程》的有关规定，杜绝无水打钻、瓦斯超限作业等违章作业。

D、每施工完一个钻孔，必须及时封孔设置闸门，及时连管抽采。

E、强化现场跟班制度，每班管理人员、瓦斯检查员跟班，连续对工作面风流、回风流、上隅角等处的瓦斯进行监测，并做详细记录，发现瓦斯浓度超限时，必须分析原因，进行处理。

F、抽采采空区瓦斯过程中，要及时检查抽采负压、流量、抽出瓦斯的成分与浓度以及采空区温度的变化，一旦发现异常，应立即采取措施。

7、预期抽采瓦斯量和效果

根据《瓦斯抽采达标暂行规定》确定的抽采目标及技术方案措施的评价，预期抽放瓦斯量75万m3，能够达到抽放效果。

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第一章矿井概况

一、交通位置

山西金业煤焦化集团有限公司古交原相煤矿位于山西省古交市原相村以东，距古交市区约14km，古交至太原既有太（原）～古（交）～岚（县）铁路，又有太佳公路相连，铁路里程54km，公路里程49km。

矿区内自古交沿原平川至清徐、交城均有公路相通，交通方便。

二、矿区地质构造

本区位于吕梁山脉中段东翼，地势南高北低，最高点在井田南部

麻沿岭标高，最低点在井田北部原平川河谷，标高1235m，最大相对高差。

井田内沟谷纵横，切割剧烈，地形复杂，山顶黄土广布，沟谷两侧基岩裸露，属剥蚀侵蚀中山地貌，间有山间宽谷地貌。

三、矿区地层

原相井田位于太原西山煤田马兰向斜西翼，井田内主要褶曲构造为马兰向斜和深且沟背斜，受其控制，地层总体走向NNW～NWW，与褶曲轴基线平行，倾角平缓，一般我矿区内主要可采煤层是山西组的02#、2#和太原组的10#

、11#煤层，现将可采煤层分述如下：

1

A、02#煤层

位于山西组上部，K4砂岩之下。

煤层厚0.50～，平均l.64m，属薄～中厚煤层，不含或含1～2夹矸，顶板主要为泥岩及砂质泥岩，底板多为泥岩及粉砂岩。

02号煤层与下伏的03号煤层在井田西北部大面积合并为一层，统称02号煤层，一般含一层层位较稳定的夹石，夹石多为泥岩或砂质泥岩，上分层即02号煤层，下分层即03号煤层。

在井田的西北部为合并区，煤层厚度最大，向东南逐渐分叉变薄。

煤层厚度也从1号孔的，向东南角的P18号孔逐渐变薄为，变化规律比较明显。

本煤层在井田内属大部可采的较稳定煤层。

B、2#煤层：

位于山西组中部，上距02号煤层～，平均，煤层厚度～，平均，属中厚煤层，一般不含夹石。

厚煤带在井田的东北部的2、8、ll号孔附近，向东北、西南、南部逐渐变薄，但到西南角的7、P17号孔又有变厚的趋势。

顶板多为粉砂岩及砂质泥岩，底板多为砂质泥岩及粉砂岩。

本煤层属全井田可采的稳定煤层。

C、4#煤：

位于北岔沟（K3）砂岩之上，有时以其为直接底板，上距2号煤层～，平均，问距变化较大，煤层厚度0～，平均，属薄煤层，厚度变化较大。

可采范围主要集中在井田东部的P108、P18号孔连线一带及西南角的7号孔附近，可采面积约占全井

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田的3/8。

结构简单，不含或含一层夹石。

顶板多为砂质泥岩或泥岩，底板多为粉砂岩或泥岩。

本煤层属局部可采的不稳定煤层。

D、6#煤：

位于东大窑（L5）石灰岩或相当层位海相泥岩之下，上距L5石灰岩～，平均。

上距～，平均。

煤层厚0～，平均，属薄冲～中厚煤层，厚度变化除P17号孔0点外，井田的东南部较薄，向西、南、北逐渐变厚，变化规律较明显。

不含或偶含一层夹石。

顶板多为泥岩或砂质泥岩，底板多为砂质泥岩或泥岩。

本煤层属大部可采的较稳定煤层。

E、8#煤：

位于太原组庙沟灰岩（L1）之下，上距6号煤层～，平均，上距2号煤层平均间距为左右。

煤层厚度～，平均，属中～厚煤层，结构复杂，含l～4层夹石，夹石为泥岩或炭质泥岩，顶板为L1石灰岩或泥灰岩，局部具炭质泥岩或泥岩伪顶，底板多为砂质泥岩或泥岩，局部为炭质泥岩伪底。

煤层最薄点在井田中部的9号孔附近，厚，向四周逐渐增厚，但到西部的7号孔附近，又有变薄的趋势，本煤层属全井田可采的稳定煤层。

F、9#煤：

位于太原组的中下部8号煤层之下，石炭系最下一层煤层。

上距8号煤层～，平均。

煤厚～，平均，属中厚煤层，结构简单。

顶板多为泥岩或砂质泥岩，底板多为砂质泥

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岩或泥岩。

煤层厚度的总趋势是，中、南部厚，东北、西北部薄，规律性不太明显，本煤层属全井田可采的稳定煤层。

可采煤层特征见表。

五、矿井基本情况汇总

主、副斜井落底于2#煤层，沿煤层底板布置运输大巷、轨道大巷。

回风立井落底于2#煤层，沿02#煤层底板大布置回风大巷。

全矿井采用二个水平开采，第一水平开采上组煤，水平标高+730m，下组煤距上组煤约80m，以暗斜井延伸开拓下水平，标高+630m。

矿井划分为三个采区，分别为一、二、三采区，按采区顺序进行回采。

采区内设置石门联合开采02#、2#煤层。

煤层联合开采时，先回采02#煤层工作面，02#煤层推进4个工作面后再布置2#煤层工作面。

第二章矿井瓦斯、煤尘、自燃及地温情况

一、煤与瓦斯突出情况　　1、上年度矿井瓦斯情况

根据我矿xx年12月瓦斯涌出量鉴定情况：

绝对瓦斯涌出量为~/min，相对瓦斯涌出量为~/min，无论是前期、中期、后期我矿都属于高瓦斯矿井。

二、煤尘爆炸性

xx年山西省煤炭工业局综合检测中心对我矿02#煤层进行了煤层爆炸性的鉴定。

根据检验报告，矿井02#煤层煤尘云最低着火温度>630℃、煤尘层最低着火温度>260℃，02#煤层煤尘有爆炸性。

三、煤的自燃倾向性

4

xx年12月，山西省煤炭工业局综合检测中心对矿井02#煤层吸氧量为/g，自燃等级为I级，为容易自燃煤层。

　　上年度和本年度截止到鉴定月未发生煤矿火灾。

四、地温

根据《太原华润煤业有限公司原相煤矿矿井地质报告》提供的资料，井下未发生地温异常现象。

五、冲击地压

根据《太原华润煤业有限公司原相公司矿井地质报告》提供的资料，井下无冲击地压危险。

六、抽采范围和钻孔布孔均匀程度目标

1、矿井抽采范围目标：

整个矿井区域02#煤层。

2、矿井钻场钻孔均匀程度目标：

02#煤层回采工作面预抽钻孔间距为：

5m米，钻孔长度为：

100~150m。

掘进工作面边掘边抽钻孔，同侧钻场间距：

50m；相邻钻场间距：

25m；每个钻场钻孔数量：

3个。

3、瓦斯含量及瓦斯压力目标

根据《瓦斯抽采达标暂行规定》要求，所以各项数据应达到以下目标，见表1

　表1瓦斯含量及压力目标

可解析瓦斯含量参数目标值

煤层瓦斯压力煤层瓦斯含量85

≤6