煤矿瓦斯抽采方案设计说明书

贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）瓦斯抽采方案设计说明书贵州兴源煤矿科技有限责任公司二0一0年六月贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）瓦斯抽采方案设计说明书矿井规模：21万吨/年设 计项目负责审 核贵州兴源煤矿科技有限责任公司二0一0年六月目录第一章 矿井概况1第一节 井田概况1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9第四节 矿井通风与瓦斯12第二章 抽放瓦斯设计参数14第一节 煤层瓦斯基本参数14第二节 瓦斯储量14第三节瓦斯可抽量16第四节 矿井瓦斯涌出量16第五节 抽放规模及服务年限19第三章 抽放方法设计21第一节 瓦斯来源分析21第二节 抽放瓦斯方法选择21第三节 抽放参数确定29第四节 抽放钻孔布置及施工29第四章 瓦斯抽放系统计算及设备选型33第一节 抽放管路系统的选择及计算33第二节 抽放设备选型计算38第五章 瓦斯利用系统设计40第六章地面工程41第一节 抽放站工业场地总平面布置41第二节 抽放站建筑41第三节 设备安装及管网布置42第四节 给水、排水42第五节 采暖、通风44第七章 供电及通讯45第一节 抽放站供配电及照明45第二节 防雷、接地46第三节 通讯48第八章 瓦斯抽放监测及控制49第一节 抽放利用监测设计内容49第二节 抽放实时监测49第九章 环境保护51第一节 抽放瓦斯工程对环境的影响51第二节 污染防治措施51第三节 抽放站绿化51第十章抽放瓦斯组织管理及安全措施52第一节组织管理52第二节安全措施52第三节 有关操作注意事项55第十一章技术经济59第一节 劳动定员59第二节 投资估算59第十二章 附件60一、瓦斯抽放的报表、相关制度、措施、操作规程60抽放钻场管理60抽放过程中对采空区的撤、装管路时的管理62报表管理63瓦斯抽放管路管理64二、预算表（见附表）66三、附件66四、附图（见设计图）67 矿井瓦斯抽采方案设计委托书贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）委托贵州兴源煤矿科技有限责任公司进行贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）瓦斯抽采方案设计编制工作。项目名称贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井） 瓦斯抽采方案设计建设性质工程规模21万吨/年任务来源受贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）委托投资建设地点盘县大山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。委托单位贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）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前 言贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）以下简称“维六采区（自然井）”属私营独资企业，行政区划隶属于贵州省盘县大山镇。维六采区（自然井）是根据“省人民政府关于六盘水市六枝特区等四县(区)煤矿整合和调整布局方案的批复(黔府函2006205号)文件规定：隶属盘县松河、响水井田范围内的整合煤矿，应采取联合复采改造的方式纳入整个井田统一规划开发”和省煤炭管理局等省直属部门“关于松河煤业公司与青龙山等33对民营煤矿协调发展问题”会议纪要以及六盘水市人民政府、盘县人民政府有关会议精神，而设置的矿井。设计生产能力为21万吨/年，企业性质为私营独资。2008年11月由贵州兴源煤矿科技有限责任公司编制了贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）开采方案设计说明书，设计生产能力21万吨/年，并报省煤管局组织专家审批通过，见（贵州省煤炭管理局黔煤规字20081116号关于贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）开采方案设计的批复）。由于原设计利用的副斜井年久失修，维修困难且不安全，需新建副斜井，因此，该矿于2009年4月委托贵州兴源煤矿科技有限责任公司设计完成贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）开采方案设计（变更），并获得贵州省煤矿项目开采方案（设计）变更（修改）备案登记表。该矿未作瓦斯等级鉴定，参照临近的盘县响水镇大地煤矿的瓦斯等级鉴定报告的批复，根据贵州省煤炭管理局文件：黔煤行管字200767号对六盘水煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复结果，响水镇大地煤矿矿井绝对瓦斯涌出量1.59m3/min，相对瓦斯涌出量19.08m3/t，绝对二氧化碳涌出量0.11m3/min，相对二氧化碳涌出量1.36m3/t，鉴定结果为高瓦斯矿井，以此内推维六采区（自然井）为高瓦斯矿井。由于该矿未作煤与瓦斯突出鉴定，根据黔安监管办字2007345号文，维六采区（自然井）在国家划定的突出矿区之内，本矿按有突出危险可能性进行设计。开拓巷道及主要井巷均布置于岩层中，同时要求煤矿业主在掘进期间石门（井筒）揭穿煤层前采取预防突出措施，防止发生突出。同时要求矿井请有资质单位进行煤与瓦斯突出鉴定，以保证矿井安全生产。根据矿井建设的生产发展，按国家安全生产行业标准AQ1018-2006矿井瓦斯涌出量预测方法，对矿井深部开采，准采标高范围内煤层进行瓦斯涌出量预测，矿井瓦斯绝对涌出量为13.32m3/min, 矿井瓦斯相对涌出量为30.1m3/t。随着矿井生产水平的延深，盘县维六采区（自然井）今后回采工作面和掘进工作面瓦斯涌出量都会不断增加，为解决今后的瓦斯超限及预防煤与瓦斯突出，从根本上减轻生产过程中通风和安全方面的压力。受盘县维六采区（自然井）的委托，贵州兴源煤矿科技有限责任公司承担该矿矿井瓦斯抽采方案设计。相关人员在对该矿煤层赋存、开拓开采、通风瓦斯等基本资料进行现场收集、认真研究分析后，进行了本瓦斯抽放设计。盘县维六采区（自然井）按煤与瓦斯突出矿井设计，属多煤层开采矿井，煤层间距较短，随着开采深度增加，瓦斯涌出量增大，本设计综合各方面的因素考虑，决定建立地面固定式瓦斯抽放系统来治理瓦斯。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、矿井瓦斯抽放技术规范AQ1027-2006国家安全生产监督管理总局3、矿井瓦斯抽放管理规范（1997）中华人民共和国煤炭工业部4、煤矿安全规程（2010）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、贵州兴源煤矿科技有限责任公司设计的贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）开采方案设计（变更）7、盘县维六采区（自然井）提供的和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、地质等相关资料二、设计的主要技术经济指标1、矿井预测相对瓦斯涌出量：30.1m3/t2、设计矿井绝对瓦斯涌出量：13.32m3/min（1）抽放纯量：5.33m3/min（其中：高负压3.2m3/min，低负压2.13m3/min）；（2）孔口负压：高负压15kPa、低负压8kPa；（3）抽放管路的最远距离（后期）：1100m。5 第一章 矿井概况第一节 井田概况一、交通位置维六采区（自然井）行政区划隶属于贵州省盘县大山镇播土村境内，位于贵州省盘县南部，南昆铁路威（舍）红（果）段从单元西部沿响水河东岸穿过，并在小雨谷设有车站。响水镇至威箐、水塘、盘县有公路相通，全长60km，六采区至至218省道有300m，六采区至响水镇有218省道相通，全程2km。见交通位置图1-1-1（见矿区交通位置图），业务管理隶属盘县煤炭工业管理局。 图1-1-1 交通位置图二、井田范围和煤炭储量1.矿区范围：根椐贵州盘南维达煤业复采有限公司复采单元保有煤炭储量确认协议和贵州省国土资源厅黔国土资函20071813号文件关于对关于确认贵州盘南维达煤业复采有限公司矿界范围的请示的批复。维六采区（自然井）划定的面积0.72km，走向长度约1.2km，倾向宽度约0.47km。拟定复采能力21万吨/年。采区范围由6个拐点坐标圈定。拐点坐标见表1-1-1，维六采区（自然井）与响水矿井开采范围位置关系见附图一。表1-1-1 贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）范围拐点坐标表拐点编号XY128227503546484022822420354652103282301035465750428229003546589052823520354664106282374035466060许可开采煤层：5-3、12-1、17-1、192储量根据贵州盘南维达煤业复采有限公司复采单元保有煤炭储量确认协议。维六采区（自然井）保有资源量339.3万吨。表1-1-2 资源量概算结果统计表 单位：万吨煤层号块段平面积（m2）倾角（）块段斜面积（m2）煤厚（m）容重（t/m3）保有储量（万吨）储量级别煤类5-3#144935101471711.311.4728.3CSM12-1#107753101094151.931.4931.5CSM17-1#14014691418932.71.4254.4CSM19#36068593651814.111.5225.1CSM合计339.3根据国家五部委1999年颁发的矿产资源储量评审认定办法（国土资发1999205号），资源量来源于贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告，地质资料勘探程度高。将储量级别按新标准进行套改，A=111、B=111b、C=122b、D333工业资源储量ZGZG=C（111b）=339.3(万吨) 设计资源/储量ZSZS=ZG断层煤柱防水煤柱边界煤柱地面建(构)筑物煤柱矿井边界煤柱及老窑防水煤柱均按20m留设；地表水体和地面建(构)筑物保护煤柱沿煤层走向方向岩石移动角及上山移动角按65、下山移动角按73计算。经计算，村庄保护煤、老窑防水煤柱、维六采区（自然井）境界煤柱、井筒煤柱及汇总详见表1-1-3、1-1-4、1-1-5、1-1-6、。表1-1- 3 村庄保安煤柱量表煤层编号厚度(m)长度(m)宽度(m)斜面积(m2)容重(t/m3)资源/储量(万吨)111122b333合计5-3#1.310001.40012-1#1.930001.490017-1#2.7461111511711.4219.6219.6219#4.11485131635351.539.1739.17总计58.7958.79表1-1-4 维六采区（自然井）境界煤柱量表煤层编号厚度(m)长度(m)宽度(m)斜面积(m2)容重(t/m3)资源/储量(万吨)111122b333合计5-3#1.311228.520245701.44.54.512-1#1.9314432028861.495.595.5917-1#2.7198620397201.4215.2315.2319#4.11198620397201.524.4924.49总计49.8149.81表1-1-5 老窑防水煤柱量表煤层编号厚度(m)长度(m)宽度(m)斜面积(m2)容重(t/m3)资源/储量(万吨)111122b333合计5-3#1.31791.220158241.42.92.912-1#1.931574.420314881.499.19.117-1#2.71271.620254321.429.89.819#4.1156120112201.56.96.9总计28.728.7表1-1-6 维六采区（自然井）边界、老窑、地表水体及村庄保护煤柱量汇总表资源名称村庄保护煤柱采区（自然井）境界煤柱老窑防水煤柱合计5-3#04.52.97.412-1#05.599.114.6917-1#19.6215.239.844.6519#39.1724.496.970.56总计58.7949.8128.7137.3全矿井：Zs339.3-137.3202(万吨)矿井设计可采资源/储量设计可采储量矿井设计可采储量按下式计算：Zk(ZsA5A6)C式中：A5工业场地煤柱量，万吨；A6主要井巷煤柱量，万吨；C采区回采率，%。开采煤层按平均厚度计算为中厚煤层，取C80%。工业场地位于主、副斜井筒附近，在公路煤柱之内，故不留设工业场地煤柱，矿井留设井筒保护煤柱按井筒一侧20m。详见表1-1-7。表1-1-7 井筒煤柱量表煤层编号厚度(m)长度(m)宽度(m)斜面积(m2)容重(t/m3)资源/储量(万吨)111111b333合计5-3#1.3114098137201.42.522.5212-1#1.9323598230301.496.626.6217-1#2.724898243041.429.329.3219#4.1114098123481.57.617.61总计26.0726.07则设计可采储量：Zk(202-26.07)0.8140.74(万吨) 三、矿井设计生产能力和服务年限该矿设计生产能力为21万吨/年，日平均生产能力为636吨，年工作日330天，井下工人按“四六”制，地面工人及其它人员按“三八”制作业；井下每天四班作业，每班工作时间为六小时；地面每天三班作业，每班工作时间为八小时。矿井服务年限按下式计算服务年限可采储量/（井型储量备用系数）T140.74/(211.4)4.7(a)第二节 矿井地质及煤层赋存情况一、地层、地质构造（一）地层采区（自然井）出露地层由老到新有：二叠系下统茅口组（P1m），二叠系上统峨眉山玄武岩组（P2）、龙潭组（P2l），三叠系下统飞仙关组（T1f）、永宁镇组（T1yn）和第四系（Q）等地层，含煤地层为龙潭组。地层特征见表1-2-1 1、二叠系下统（P1）茅口组（P1m）,岩层厚度400500m，出露于井田北部外围，主要为浅灰色、灰色厚层灰岩，含白云质团块或白云岩。上统（P2）峨眉山玄武岩组（P2）：第一段岩层厚度4262m，主要为灰绿色拉斑玄武岩及玄武岩，致密块状，坚硬。第二段岩层厚度2838m，主要为浅灰色、灰绿色泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩。第三段岩层厚度106185m，主要为深灰色、紫色、暗绿色火山角砾岩，偶夹玄武岩。龙潭组（P2l）下段岩性主要为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层主要为。中段岩层厚度102150m，主要为西南及东南部厚度较大，岩性主要为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层。上段岩层厚度73119m，由北西向南东逐渐增厚，岩性主要为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩及煤层2、三叠系（T）下统(T1)飞仙关组（T1f）：下段岩层厚度93140m，上部为灰绿色夹紫色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩。下部为灰绿色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及粉砂岩。上段岩层厚度289406m，俗称紫色层，自下而上分为三个亚段，第一亚段为紫红色泥岩、粉砂岩，厚度97190m，一般150m；第二亚段以暗紫及紫色粉砂岩、泥岩为主，夹细砂岩，厚度152280m，一般210m；第三亚段厚度3580m，一般50m。下部20m左右为紫红色泥岩、粉砂质泥岩，上部以灰紫色泥质粉砂岩、粉砂岩为主永宁镇组（T1yn）第一段岩层厚度281m，上部第二亚段为灰色微晶至隐晶白云质灰岩，平均厚221m。下部第一亚段为灰紫色、灰色泥质灰岩，薄至中厚层状，厚4085m，一般60m第二段岩层厚度160m，为黄色、暗黄绿色泥岩，粉砂质泥岩夹暗紫色砂岩，灰色白云质灰岩。3、第四系（Q）岩层厚度015m，为残积、坡积、洪积及冲积物，岩性为砂土、粘土及砾石组成，分布零星（二）构造响水矿井维六采区（自然井）位于盘南背斜南东翼西段，为单斜构造。地层总体走向呈NE,倾向SE,倾角622，一般9，区内未见断层和褶曲，构造复杂程度简单。二、煤层及煤质1、煤层含煤性本井田龙潭组地层含煤层2040层，一般28层，总厚度23.1444.85m，平均33.64m，含煤系数13.3，其中可采或局部可采煤层13层，可采煤层总厚度13.7936.32m，平均22.30m，可采含煤系数为8.8。可采煤层许可复采煤层为：5-3、12-1、17-1、19。采用总厚度9.74m，均稳定可采。许可复采煤层特征详见表1-2-2。表1-2-1 井田地层特征表 地 层 系 统厚 度(m)主 要 岩 性 及 特 征系统组段最小最大平均第四系（Q）015为残积、坡积、洪积及冲积物，岩性为砂土、粘土及砾石组成，分布零星三叠系（T）下统(T1)永宁镇组（T1yn）第二段160为黄色、暗黄绿色泥岩，粉砂质泥岩夹暗紫色砂岩，灰色白云质灰岩第一段281上部第二亚段为灰色微晶至隐晶白云质灰岩，平均厚221m。下部第一亚段为灰紫色、灰色泥质灰岩，薄至中厚层状，厚4085m，一般60m飞仙关组（T1f）上段289406410俗称紫色层，自下而上分为三个亚段，第一亚段为紫红色泥岩、粉砂岩，厚度97190m，一般150m；第二亚段以暗紫及紫色粉砂岩、泥岩为主，夹细砂岩，厚度152280m，一般210m；第三亚段厚度3580m，一般50m。下部20m左右为紫红色泥岩、粉砂质泥岩，上部以灰紫色泥质粉砂岩、粉砂岩为主下段93140115上部为灰绿色夹紫色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩及粉砂质泥岩。下部为灰绿色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩及粉砂岩。二叠系（P）上统（P2）龙潭组（P2l）上段7311996由北西向南东逐渐增厚，岩性主要为泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩、泥岩及煤层中段102150120西南及东南部厚度较大，岩性主要为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层下段岩性主要为粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩及煤层峨眉山玄武岩组（P2）第三段106185150深灰色、紫色、暗绿色火山角砾岩，偶夹玄武岩第二段283835浅灰色、灰绿色泥质粉砂岩、粉砂岩、泥岩第一段426245灰绿色拉斑玄武岩及玄武岩，致密块状，坚硬下统（P1）茅口组（P1m）400500出露于井田北部外围，主要为浅灰色、灰色厚层灰岩，含白云质团块或白云岩。表1-2-2 可采煤层特征表煤层编号煤层厚度平均（m）煤层间距最小最大平均（m）煤层结构煤层稳定性顶底板岩性视密度（t/m3）顶 板底 板5-31.31含夹矸01层稳 定泥质粉砂岩泥岩1.5312-11.93含夹矸02层稳 定泥岩泥岩1.4917-12.7含夹矸05层稳 定泥质粉砂岩粉砂质泥岩1.42194.11含夹矸02层稳定泥质粉砂岩泥岩1.52、煤种根椐贵州省煤田地质局地质勘察研究院2003年10月提交的贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告，谷雨井田内浮煤挥发分含量两级值11.05-22.44，平均15.79，粘结指数0-97，平均39，胶质层厚度0-19.5mm，全井田内煤种分布有瘦煤、瘦煤、贫煤。采区（自然井）内煤种主要分类见见表1-2-3。表1-2-3 采区（自然井）内许可开采各煤层煤种表 煤层5-312-117-119煤类瘦煤瘦煤瘦煤瘦煤3、煤质(1)煤的物理性质区内煤的颜色呈黑色、灰黑色，玻璃光泽，金钢光泽，条带状及线理状结构。参差状断口为主，棱角状及阶梯状次之。17-1、19煤层多粉有状，其余煤层多为块状。(2)煤的化学性质各煤层煤质特征见表1-2-4表1-2-4 可采煤层煤质特征表项目煤层水分（Ma .d%）灰分（Ad%）挥发分（Vdaf%）全硫(7St.d%)发热量（Qb.d）MJ/kg5-30.51-3.431.0514.63-33.4321.4615.02-25.4218.620.17-1.940.526.10-27.5026.8112-10.51-1.790.938.94-39.8224.7615.39-22.5718.840.26-2.451.3425.10-26.1325.6717-10.51-3.451.179.98-39.5918.8814.40-23.5917.620.20-1.240.3927.47-29.1828.49190.35-2.341.0310.33-33.4419.5312.68-25.1616.750.21-1.380.6224.71-28.7327.935-3煤质为：中灰，低硫，高热值的瘦煤。12-1煤质为：中灰，中硫，高热值瘦煤。17-1煤质为：中灰，低硫，高热值瘦煤。19煤质为：中灰，低硫，高热值瘦煤。三、瓦斯、煤尘、煤的自燃1、瓦斯: 该矿未作瓦斯等级鉴定，参照临近的盘县响水镇大地煤矿的瓦斯等级鉴定报告的批复，根据贵州省煤炭管理局文件：黔煤行管字200767号对六盘水煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复结果，响水镇大地煤矿矿井绝对瓦斯涌出量1.59m3/min，相对瓦斯涌出量19.08m3/t，绝对二氧化碳涌出量0.11m3/min，相对二氧化碳涌出量1.36m3/t，鉴定结果为高瓦斯矿井，以此内推维六采区（自然井）为高瓦斯矿井。由于该矿未作煤与瓦斯突出鉴定，根据黔安监管办字2007345号文，维六采区（自然井）在国家划定的突出矿区之内，本矿按有突出危险可能性进行设计。开拓巷道及主要井巷均布置于岩层中，同时要求煤矿业主在掘进期间石门（井筒）揭穿煤层前采取预防突出措施，防止发生突出。同时要求矿井请有资质单位进行煤与瓦斯突出鉴定，以保证矿井安全生产。2、煤尘爆炸性根据贵州省煤田地质局实验室2003年5月31日对贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）5-3#、17#煤层作出的“煤尘爆炸性鉴定报告”结果：矿井开采的5-3#、17#煤层煤尘有爆炸性。该矿未对12#、19#煤层作煤尘爆炸性鉴定，建议业主该矿尽快对12#、19#煤层进行鉴定，贵州省煤田地质局地质勘察研究院2003年10月提交的贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告，该两层煤有煤尘爆炸危险性，本次设计按煤尘有爆炸性设计。3、煤层自然发火倾向性根据贵州省煤田地质局实验室2003年5月31日对贵州盘南煤炭开发有限公司响水矿井维六采区（自然井）5-3#、17#煤层作出的 “煤炭自燃倾向等级鉴定报告表”， 17#煤层自燃倾向分类结论：类（不易自燃），5-3#煤层自燃倾向分类结论：类（容易自燃）。该矿未对12#、19#煤层作煤炭自燃倾向等级鉴定，建议业主尽快对该两层煤作鉴定，本设计按煤层易自燃设计。第三节 矿井开拓与开采一、井口位置及开拓方案根据采区（自然井）内地质地形、地貌、煤层特征及已掘井巷工程与地面工业广场、设施等综合考虑，本着确保安全，满足生产的原则，采用斜井开拓。根据矿方提供的采掘工程平面图和现场调查了解的情况，矿区范围内5-3#和12-1#两层煤已经被原大田边煤矿开采完毕（部分以采出边界），17-1#层煤已进入参采阶段，当矿井建成投产后，以上三层煤都以开采完毕，不能布置回采工作面，因此首采工作面只能布置在19#煤层。新建主斜井、回风斜井、副斜井。矿井共分为一个水平，一个采区开采。主斜井井口坐标为：X2823446，y35465763，在+1893m标高按17的倾角从19#煤层顶板以339的方位角掘进穿过19#煤层至19#煤层底板在+1760m标高落平。副斜井井口坐标为：X2823426，y35465736，Z=+1893m，在+1893m标高按23的倾角从19#煤层顶板以339的方位角掘进穿过19#煤层至19#煤层底板在+1760m标高落平。落平后分别布置井底车场、人车等候硐室、水仓、水泵房及中央变电所。回风斜井井口坐标为：x2823405，y35465703，在+1887m标高按20的倾角从19#煤层顶板以339的方位角穿过19#煤层至19#煤层底板，在+1760m标高落平，落平后作石门，通过+1760m联络巷和主斜井及副斜井联通，构成矿井通风系统。由主斜井、副斜井、回风斜井代替采区的轨道上山、皮带上山、回风上山。回风斜井在+1839m标高采用反石门掘穿19#煤层，沿煤层布置工作面回风巷（+1839m）；副斜井在+1839m作甩车道，并采用反石门和工作面回风巷（+1839m）联通（运输工作面材料）；在+1819m作甩车道，并采用反石门掘穿19#煤层，沿煤层布置+1819m轨道运输巷与+1822m工作面运输巷联通过；主斜井在+1822m作反石门掘穿19#煤层，沿煤层布置+1822m皮带运输巷；通过+1822m皮带运输巷、开切眼、+1839m工作面回风巷形成11191工作面的通风系统。矿井共划分为一个水平，一个采区开采。首采面为一采区一区段东翼11191采面。开采顺序由上至下。主斜井铺设带式输送机，用于煤炭运输和进风；副斜井用于行人、进风和材料、矸石运输；回风井口安设主要通风机，用于回风和作安全出口。二、井筒用途、数量及装备该矿井采用斜井开拓，共设主斜井、副斜井和回风斜井三个井筒，主斜井、副斜井及回风斜井井筒采用锚喷支护。主斜井设计净断面5.8m2，井筒内铺设皮带运输机，担负矿井煤炭运输、辅助进风、行人任务；副斜井净断面积6.3m2，铺设管线、担负矿井矸石、设备、材料运输及进风、行人、排水任务；回风斜井净断面5.77 m2，主要担负矿井回风及避灾行人任务。矿井井筒特征见表1-3-1。初期水泵房布置于副斜井井底井场，标高+1760m，并设置主、副水仓。矿井工业场地设在主、副井口附近。表1-3-1 矿井井筒特征表顺序名称单位主斜井副斜井回风斜井1井口坐标Xm282344628234262823405Ym3546576335465736354657032井口标高m+1893m1893m+1887m3方位角度3393393394断面净m25.86.35.77掘进m26.57.66.15长度m4553403716倾角（坡度）度1723207井筒装备皮带30kg/m轨道三、水平及采区划分矿井共分为一个水平，一个采区。四、采区巷道布置工作面运输巷（皮带）、工作面回风巷均沿煤层布置，各石门布置在岩层中。五、井底车场及硐室1、井底车场车场设在+1760m副斜井落平处，为平车场，长度70m。主要担负矸石运输、进风、排水等任务。2、硐室主要硐室有中央变电所、水泵房、人车等候硐室、消防材料库，均设在井底车场处。中央变电所设置在主、副斜井井底车场内，并设有两个安全出口与车场连接。水泵房设置在副斜井落平点附近，设有两个出口，一个设在副斜井井底车场内，另一个布置在副斜井内且高出泵房底部7m。六、开采顺序矿井建成投产后，上部5-3#、12-1#、17-1#三层煤都已开采完毕，仅余19#煤层可采，开采顺序为本煤层由上至下，采用区段下行式开采。七、采煤方法和回采工艺采煤方法为分层走向长壁后退式开采，采用炮采工艺。 八、顶板控制及采空区处理工作面采高为2.11m，煤层顶板较为稳定，采煤工作面采用DZ25-25/100型外注式单体液压支柱配HDJA-1000金属铰接顶梁控制顶板，排距1.0m，柱距0.8m，“三、五”排控顶，最大控顶距5.2m，最小控顶距3.2m。全部垮落法处理采空区。九、采掘机械配备及运输方式采煤工作面采用放炮落煤，刮板运输机运煤，工作面运输巷采用皮带机运输。第四节 矿井通风与瓦斯一、通风方式矿井通风方式为中央并列式，通风方法为分区抽出式。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。本矿井年生产能力为21万t，采用炮采采煤工艺，以一个回采工作面达到生产能力，回采工作面采用U型通风。一个工作面配风16m3/s。主扇选用防爆对旋式轴流通风机：FBCDZ6No15A二台（一台工作、一台备用）；配用电机型号YBFe250M6，功率37KW2；风量范围2246 m3/s，风压范围2201200Pa，电压380V。掘进工作面采用KDF5型局部通风机(功率25.5kw，风量取245135 m3/min)供风作压入式通风，2个掘进工作面，每个掘进工作面配风为7m3/；掘进工作面采用压入式通风，局扇和启动装置安设在距掘进巷道口10m以外的进风侧。为了保证局部通风机安全运转，除了要满足下列有关要求外，还必须煤矿安全规程（2010版）有关规定：投产初期采煤工作面通风线路为：11191回采工作面通风线路为：主斜井（副斜井）+1819m材料运输石门和+1822m皮带运输石门11191运输顺槽11191回采工作面11191回风顺槽+1839m回风石门回风斜井地面。投产初期掘进工作面通风线路为：线路1：副斜井+1786m运输石门11192工作面运输巷掘进面+1786m回风石门回风斜井地面。线路2：副斜井+1806m运输石门11192工作面回风巷掘进面+1806m回风石门回风斜井地面。二、矿井瓦斯涌出情况该矿未作瓦斯等级鉴定，参照临近的盘县响水镇大地煤矿的瓦斯等级鉴定报告的批复，根据贵州省煤炭管理局文件：黔煤行管字200767号对六盘水煤矿2006年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复结果，响水镇大地煤矿矿井绝对瓦斯涌出量1.59m3/min，相对瓦斯涌出量19.08m3/t，绝对二氧化碳涌出量0.11m3/min，相对二氧化碳涌出量1.36m3/t，鉴定结果为高瓦斯矿井，以此内推维六采区（自然井）为高瓦斯矿井。按照AQ1018-2006标准，本设计采用分源预测方法进行瓦斯预测，经预算矿井深部开采时采煤工作面预测相对瓦斯涌出量12.1m3/t、绝对瓦斯涌出量为4.9m3/min，2个掘进工作面绝对瓦斯涌出量为21.5=3.0m3/min，矿井绝对瓦斯涌出量为13.32m3/min，矿井相对瓦斯涌出量为30.1m3/t。第二章 抽放瓦斯设计参数第一节 煤层瓦斯基本参数一、煤层瓦斯压力贵州省煤田地质局地质勘察研究院2003年10月提交的贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告提供了煤层瓦斯含量资料，但缺乏瓦斯压力、围岩构造类型及特征、瓦斯放散初速度等，因此，在矿井的生产过程中必须进行各煤层及各区域煤层的瓦斯压力、瓦斯涌出初速度、煤层透气性等有关参数的测定，并按贵州省人民政府办公厅文件黔府办发200883号“省人民政府办公厅关于加强煤矿瓦斯治理和综合利用工作的实施意见”采取有效的瓦斯防治措施。二、煤层瓦斯含量贵州省煤田地质局地质勘察研究院2003年10月提交的贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告(响水矿井一期)提供了相应的煤层原始瓦斯含量资料，并作了相应的分析，根椐报告显示，雨谷井田内测定的各主采煤层的瓦斯含量0.1418.65ml/gr。5-3#、12-1#、17-1#、19#煤层瓦斯含量分别为4.3m3/t，5.12m3/t，3.22 m3/t，7.1m3/t。根据贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告(响水矿井一期)提供的煤层瓦斯含量资料，井田内瓦斯在煤层中的赋存形式一般以吸着状态为主，占总体积的90左右；.游离状态的占10左右。三、煤层透气性系数维六采区（自然井）还未测定煤层的透气性系数，根据相邻矿井煤层透气性系数情况，该矿各煤层透气性系数在0.110 m2/ MPa2.d之间。四、百米钻孔瓦斯自然流量及衰减系数维六采区（自然井）还未测定煤层百米钻孔瓦斯自然流量，钻孔流量衰减系数。根据煤层的透气性系数范围，该矿井目前虽尚未进行煤层透气性及钻孔瓦斯流量衰减系数测定，根据煤层的透气性系数范围，预计煤层百米钻孔瓦斯自然流量为0.1-1.05m3/min.hm，钻孔流量衰减系数为0.02-0.15d-1； 第二节 瓦斯储量1、瓦斯储量计算范围瓦斯储量计算范围包括井田范围内各可采煤层、可采煤层开采影响范围内的不可采煤层及围岩所赋存的瓦斯总量，其中，围岩瓦斯储量据测定资料取或按煤层瓦斯储量的10%15%估算。2、瓦斯储量瓦斯储量计算公式为：Wk = W1 + W2 +W3式中：W1可采煤层瓦斯储量的总和，万m3；nW1= A1iX1ii=1A1i每一个可采煤层的煤炭储量，万t；X1i每一个可采煤层相应的瓦斯含量，m3/t；W2可采煤层采动影响范围内的不可采邻近煤层的瓦斯储量总和，万m3nW2= A2iX2ii=1A2i可采煤层采动影响范围内每一个不可采邻近煤层的煤炭储量，万t；X2i可采煤层采动影响范围内每一个不可采邻近煤层相应的瓦斯含量，m3/t；因为地质报告没有提供不可采煤层的地质储量,因此受采动影响后能够向开采空间排放的各不可采煤层的瓦斯储量无法计算。W3围岩瓦斯储量，万m3。据测定资料取，或按可采煤层瓦斯储量与受采动的不可采邻近煤层的瓦斯储量之和的5%20%估算，取10%。因此，维六采区（自然井）参加瓦斯储量计算的煤层有5-3#、12-1#、17-1#、19#煤层，经计算，矿井煤层瓦斯储量为2056.348万m3，围岩瓦斯储量为205.635万m3，共为2261.983万m3。矿井瓦斯储量见表221。表221 维六采区（自然井）瓦斯储量计算表序号煤层各煤层储量(万吨)各煤层瓦斯含量（m3/t）瓦斯储量（万m3）煤层瓦斯储量围岩瓦斯储量合计15-328.34.3121.6912.169133.859212-131.55.12161.2816.128177.408317-154.43.22175.16817.517192.685419225.17.11598.21159.8211758.031合计339.32056.348205.6352261.983第三节瓦斯可抽量矿井瓦斯可抽量是指瓦斯储量中在当前技术水平能被抽出来的最大瓦斯量。根据煤矿瓦斯抽采设计规范GB50471-2008,可按下式概算：可抽瓦斯量=瓦斯储量可抽系数可抽系数=K1K2K3=0.81.235%=0.336瓦斯涌出程度系数K1=0.8负压抽采时的抽采作用系数K2=1.2矿井瓦斯抽采率K3=35%可抽瓦斯量=2261.9830.336=760.03(万m3)维六采区（自然井）煤层的瓦斯可抽量为760.03万m3,这为瓦斯抽放提供了较为充足的资源条件。第四节 矿井瓦斯涌出量一、煤层瓦斯含量贵州省煤田地质局地质勘察研究院2003年10月提交的贵州省盘县雨谷井田煤矿勘探地质报告(响水矿井一期)提供了相应的煤层原始瓦斯含量资料，并作了相应的分析。根椐报告显示，雨谷井田内测定的各主采煤层的瓦斯含量0.1418.65ml/gr。井田内各煤层瓦斯分析成果汇总见表2-4-1 井田内各煤层瓦斯含量分析成果汇总表2-4-1煤层编号采样深度(m)瓦斯含量(ml/gr)瓦斯变化梯度(ml/gr)/100m5-3413.55684.554.025.066.7912-1587.87739.305.015.545.6217-1141.32782.353.012.991.219122.09802.853.0818.652.29风氧化带：瓦斯风氧化带距地表平均71m左右瓦斯梯度：各煤层瓦斯梯度变化见表2-4-1。根椐维六采区煤层实际埋深(预测至+1760m水平)和瓦斯梯度变化情况，得出本区内各煤层瓦斯含量。区内各煤层瓦斯预测结果见表2-4-2。表2-4-2 区内各煤层瓦斯预测结果煤层编号瓦斯变化梯度ml/gr/100m预测区内煤层最大埋深(m)预测区内煤层瓦斯含量(ml/gr)(m3/t)5-36.791704.34.312-15.622165.125.1217-11.22683.22 3.22 192.293107.10 7.10 瓦斯含量的变化规律为不同煤层随埋藏深度的增加瓦斯含量增加，主要在浅部至中深部规律较为明显。同一煤层瓦斯含量与埋藏深度的关系较为明显，瓦斯含量的等值线与底板等高线的走势基本一致，即由浅入深瓦斯含量增大。二、煤层瓦斯涌出量预测设计根据矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）标准，采用分源预测法对矿井相对瓦斯涌出量进行预测。1、采煤工作面瓦斯涌出。 公式a：采煤工作面本层瓦斯涌出量Q本层K1K2K3Kf(W0-WC)式中：q本层开采本煤层瓦斯涌出量，m3/t；K1围岩瓦斯涌出系系，取1.11.3，全部陷落法取1.3；局部充填法取1.2；全部充填法取1.1；K2工作面丢煤瓦斯涌出系数，回采率的倒数计算；K3采区内准备巷道预排瓦斯对开采层瓦斯涌出影响系数，查相关标准；采用长壁后退式回采时按下式计算：K3(L-2h)/LL工作面长度，m；h掘进巷现预排等值宽度，m。查表取。Kf取决于煤层分层数量和顺序的分层瓦斯涌出系统，查表取1.504；W0煤层原始瓦斯含量，m3/tWc煤层残存瓦斯涌出量，m3/t，根椐矿井瓦斯涌出量预测方法AQ1018-2006选取。 公式b ：单个邻近层瓦斯涌出量计算由公式q邻=(W0-WC)式中：q邻邻近层对开采层瓦斯涌出量，m3/t；W0邻近层原始瓦斯含量, m3/t；WC邻近层残存瓦斯含量, m3/t，查表选取；m邻邻近层煤层厚度，m；M开采层工作面采高，m；受采动影响煤层瓦斯排放率，查表取；根椐以上公式a，己知K11.3，K21.07，L106，查表取h92求得K3(106-292)/1060.74，19煤层分二层开采Kf=1.504，W07.1m3/t，查表Wc=2.0m3/t得Q采1.31.070.741.504(7.1-2)7.9(m3/t)。邻近层瓦斯涌出：邻近层向19煤层瓦斯涌出量：q邻= q17-1邻+q12-1邻+q5-3邻 己知，17-1煤层W0=3.22m3/t，m=2.7m,M=2.11m, 查表得Wc=2m3/t，=0.75；得：17-1煤层：q17-1邻=1.17m3/t。12-1煤层W0=5.12m3/t，m=1.93m,M=2.11m, 查表得Wc=2m3/t，=0.72；得：12-1煤层：q12-1邻=2.06m3/t。5-3煤层W0=4.3m3/t，m=1.31m,M=2.11m, 查表得Wc=2m3/t，=0.67；得：5-3煤层：q5-3邻=0.96m3/t。则q邻=4.19m3/t 19煤层开采时采煤工作面瓦斯涌出：q总=q本层+ q邻=12.1(m3/t)故19号煤层开采时采面瓦斯涌出量为：Q采12.1(m3/t)，采煤工作面生产能力按19.1万吨计算，采煤工作面绝对瓦斯涌出量为4.9m3/mim。2、掘进工作面瓦斯涌出计算公式: q绝nmVqv(2-1)+sV（W0-Wc）式中：q绝掘进工作面煤层瓦斯涌出量，m3/min；n暴露煤面个数，单巷掘进时取2；m煤层厚度,m；V平均掘进速度，m/min；qv煤壁瓦斯涌现初速度，m3/m2，由式qv0.0260.0004(Vr)2+0.16W0；Vr煤的挥发分；W0煤层瓦斯含量，19#煤层为7.1m3/t；s掘进巷道断面积，m2；L巷道长度，m；煤的容重，t/m3；Wc煤层残存瓦斯涌出量，m3/t，根椐矿井瓦斯涌出量预测方法AQ1018-2006选取。根椐以上公式，己知n2，m4.11m，V0.004m/s，1.50，Vr16.75，W07.1m3/t，s6.3，L630，Wc2计算得Q掘1.5m3/mim。3、生产采区瓦斯涌出量q区q区生产采区相对瓦斯涌出量,m3/t；k/生产采区内采空区瓦斯涌出系数,取1.3；q采i第i个回采工作面相对瓦斯涌出量,12.1 m3/t；Ai 第i个回采工作面的日产量,579t；q掘i第i个掘进工作面绝对瓦斯涌出量,1.5 m3/min；A0生产采区平均日产量,636t；经过以上公式计算，q区23.15m3/t。4、矿井瓦斯涌出量q井q井矿井相对瓦斯涌出量,m3/t；k/已采采空区瓦斯涌出系数,取1.3；q采i第i个生产采区相对瓦斯涌出量,23.15m3/t；A0i 第i个生产采区平均日产量,636t；经过以上公式计算，q井30.1m3/t。经计算矿井深部开采时采面工作面相对瓦斯涌出量为12.1m3/t、绝对瓦斯涌出量为4.9m3/min；掘进工作面绝对瓦斯涌出量为1.5m3/min；矿井相对瓦斯涌出量为30.1m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为13.32m3/min。可作为通风设计依据，应加强矿井的通风和瓦斯抽放，满足矿井排放瓦斯的要求。三、瓦斯抽放量及抽放年限1、瓦斯抽出率根据煤矿瓦斯抽放规范（AQ10272006），矿井瓦斯抽放率为40%； 本次设计，矿井相对瓦斯涌出量30.1m3/t，矿井设计产量按21万t/a考虑，绝对瓦斯涌出量为13.32m3/min。矿井瓦斯抽放率取40%，维六采区（自然井）瓦斯抽放纯量取13.3240%=5.33m3/min。其中高负压为60%，为3.2m3/min，低负压为40%，为2.13m3/min； 2、矿井瓦斯年抽放量q矿 =36524605.33=2801448m3(纯瓦斯量)。第五节 抽放规模及服务年限瓦斯抽放设计规模：维六采区（自然井）瓦斯抽放率为40%，矿井绝对瓦斯涌出量为13.32m3/min，抽放设计规模为5.33m3/min，其中高负压抽放设计规模为3.2m3/min,低负压抽放设计规模为2.13m3/min。抽放系统服务年限按下式计算：N=2.71年 式中 N抽放系统服务年限，年；Wk瓦斯可抽量，以上计算为760.03万m3,；WNC预计最大年抽放量，万m3。按照设计规模5.33m3/min计算，矿井年抽放量为2801448m3，则抽放系统服务年限为2.71年。抽放系统服务年限小于矿井生产服务年限。第三章 抽放方法设计第一节 瓦斯来源分析（一）瓦斯抽放方法及其分析1、瓦斯来源及涌出构成矿井瓦斯分别来源于回采工作面、掘进工作面及采空区。1）回采工作面瓦斯涌