1、山西盂县常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书1山西省盂县常顺煤矿矿 井 瓦 斯 抽 放 工 程 初 步 设 计说 明 书煤炭科学研究总院抚顺分院二 OO 七年十二月山西盂县常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书2报告名称：山西省盂县常顺煤矿矿井瓦斯抽放工程初步设计部门负责人： 王魁军 科研中心主任（院总工） 研究员刘志忠 科研中心主任工程 高工技术审核： 霍中刚 科技发展部主任 研究员技术审定： 罗海珠 副院长 研究员报告编写： 黄玉玺 张兴华参加工作人员： 张兴华 黄玉玺 曲晓明 韩邦华 王岩山西盂县常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书3目 录前 言 .11 矿井概况 .31.1 井田概况 .31.
2、2 地层 .41.3 地质构造 .51.4 煤层 .51.5 矿井开拓与开采 .81.6 矿井通风及瓦斯涌出 .82 矿井瓦斯涌出量预测 .112.1 煤层瓦斯基础参数及瓦斯储量 .112.2 矿井瓦斯涌出量预测 .133 矿井瓦斯抽放的必要性与可行性 .153.1 瓦斯抽放的必要性 .153.2 瓦斯抽放的可行性 .163.3 瓦斯抽放系统的类型 .174 抽放方法及抽放工艺 .174.1 瓦斯来源分析 .174.2 抽放瓦斯方法选择 .184.3 瓦斯抽放量及抽放率预计 .264.4 抽放施工设备、检测仪表及施工量 .264.5 矿井抽放瓦斯服务年限 .275 瓦斯抽放管路系统 .275.
3、1 抽放瓦斯管路选择 .275.2 抽放泵选型 .346 瓦斯抽放泵站 .406.1 抽放泵站场地平面布置 .406.2 瓦斯抽放泵站建筑及环境保护 .406.3 瓦斯泵房设备布置 .416.4 泵房的供电系统及通讯 .41山西盂县常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书46.5 给排水 .426.6 泵房采暖和通风 .437 抽放瓦斯管理 .437.1 队伍组织 .437.2 图纸和技术资料 .437.3 管理与规章制度 .447.4 常用记录和报表格式 .458 安全 .478.1 抽放系统及抽放泵站安全措施 .478.2 检测、监控系统 .489 技术经济 .499.1 机构设置及人员配置 .
4、499.2 投资 .5010 矿井瓦斯利用 .5110.1 瓦斯利用的经济、社会及环境效益 .5110.2 常顺煤矿利用瓦斯的可行性 .5110.3 瓦斯的民用及工业利用 .52山西盂县常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书1前 言一、概况盂县常顺煤矿为山西省阳泉市盂县南娄镇管辖的地方煤矿。该矿始建于 1969 年，设计生产能力 150kt/a，开采 9 号煤层。截至 1994 年，该矿三个坑口年总产量为150kt/a。常顺一坑口、二坑口先后报废和停采，三坑口于 1994 年投产，采用一对斜井开采 9 号煤层，1996 年通过矿井技改，设计生产能力为 210kt/a。根据 2006 年 9 月山西
5、省煤炭工业局文件（晋煤行发2006638 号） “关于盂县跃进煤矿 5 号井等两座矿井进行综合机械化采煤升级改造的批复” ，同意盂县常顺煤矿进行综合机械化采煤的升级改造，生产规模为 900kt/a，以一井一面满足生产能力。矿井以一个生产采区、一个综采工作面、一个顺槽综掘面和一个大巷普掘面来保证矿井设计生产能力和正常生产接替。该矿近 3 年中 2006 年瓦斯涌出量较大，矿井开采 9 号煤层，2006 年度矿井瓦斯等级鉴定结果为低瓦斯矿井，煤层相对瓦斯涌出量为 8.70m3/t，绝对瓦斯涌出量为 3.56m3/min。该矿 9 号煤层达产 900kt/a 时，矿井瓦斯涌出量为 31.91m3/m
6、in，回采工作面的绝对瓦斯涌出量将达到 24.71 m3/min。随着矿井开采强度的增加，矿井瓦斯涌出量相应增大，局部区域的瓦斯无法用通风解决，同时，由于地应力和瓦斯压力的增大，在采掘过程中，也可能产生煤与瓦斯突出危险性。为全面贯彻“以风定产、先抽后采、监测监控”的十二字方针，该矿决定建立瓦斯抽放系统，委托煤炭科学研究总院抚顺分院对盂县常顺煤矿进行矿井瓦斯抽放工程初步设计。二、编制瓦斯抽放设计的依据1、太原市明仕达煤炭设计有限公司 2007 年 8 月编制的山西省盂县常顺煤矿综合机械化采煤升级改造初步设计说明书 ；2、 矿井抽放瓦斯工程设计规范 （MT95018-96） （1997）中华人民共
7、和国煤炭工业部；3、 瓦斯抽采基本指标 （AQ1026-2006） 国家安全生产监督管理总局；4、 煤矿瓦斯抽放规范 （AQ1027-2006） 国家安全生产监督管理总局；5、 煤矿安全规程 国家安全生产监督管理总局，2007 年 1 月 1 日实施； 6、盂县常顺煤矿提供的其他有关资料。山西盂县常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书2三、设计的主要内容本次设计主要包括抽放瓦斯工程设计说明书 、 抽放瓦斯工程机电设备和器材清册 、 抽放瓦斯工程设计概算书和抽放瓦斯工程施工图纸等四部分。设计说明书只做原则性的简要说明，施工图纸则是本次设计工作的重点，作为抽放瓦斯工程施工的主要依据。设计的具体内容为：
8、1、常顺煤矿瓦斯赋存情况、抽放瓦斯的可行性及必要性、抽放瓦斯方法的确定、抽放瓦斯量预计等进行详细阐述；2、地面永久抽放瓦斯泵房土建工程设计；3、瓦斯抽放管网、抽放瓦斯钻场与钻孔参数设计；4、抽放瓦斯系统的设备、仪器、仪表及附属装置选型及安装设计；5、地面抽放站总平面布置及给供电、排水、通讯及安全监测辅助设施；6、抽放瓦斯管理及安全措施；7、技术经济分析；8、设备清册与工程投资概算；9、安装及施工图纸绘制。四、存在的主要问题及建议该矿缺乏必要的基础数据，建议今后开展煤层瓦斯基本参数（煤层瓦斯压力、瓦斯含量、煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量及其衰减系数等）的测定，为瓦斯抽放工作提供可靠的依据。山西盂县
9、常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书31 矿井概况1.1 井田概况1.1. 1 交通位置盂县常顺煤矿位于阳泉市盂县县城西南 10km 的南娄镇长沟村附近，距盂县县城 12km，距阳泉市约 47km，距寿阳铁路货运站约 20km，距盂寿路不足 1km，交通十分便利。矿区东邻新胜煤业有限公司，万隆煤业有限公司，南邻牛村安定煤业有限公司，西南邻寿阳县方山煤矿，西邻西南关村办煤矿，北为煤层露头区。该矿 1969 年设计生产能力为 150kt/a，开采 9 号煤层。 1994 年技改后，设计生产能力为 210kt/a。2006 年进行综合机械化采煤的升级改造，生产规模为 900kt/a，服务年限为 30.
10、3 年。1.1.2 地形、地貌井田位于太行山脉西侧，山西黄土高原东部，井田内地形属低山丘陵地带，地形复杂，冲沟发育，南高北低，山梁上基岩大面积出露，沟谷两侧为黄土层覆盖，区内最高点为于井田中南部，海拔 1365.5m，最低点位于井田东北部，海拔1140.1m，相对高差 225.4m，9 号煤层出露地表，最大埋藏深度 320m，15 号煤层出露地表，最大埋藏深度 410m。1.1.3 河流该区属海河流域滹沱河水系温河支流。井田内河流主要为秀水河，发源于井田西南的西南庄一带，向东转北经南上社、许家沟、大贤村、南娄村于盂县城北汇入温河，秀水河从西南向东北流经井田西北部，为季节性河流，雨季水量稍大，旱
11、季水量甚微甚至干涸。1.1.4 气象及地震情况（1）气象气温：本区属大陆性气候，年平均气温 8.7， 一月份最低，最低气温-26.7C，平均最低气温-6.7，七月最高，平均最高气温 22.3。降雨量：年平均降水量 585.9mm，且各月分布极不均匀，降水期多集中于7、8 月份，年平均蒸发量 1873mm，蒸发量大于降水量。山西盂县常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书4风向及风速：春冬季多为西北风，夏秋季多为东南风，最大风速达 20.7m/s。霜冻期：冻结期为 9 月下旬至次年 4 月，无霜期约 150 天，最大土深度为0.8m。（2）地震情况根据中国地震烈度区划图（1990） 盂县地震基本烈度为
12、，该矿井所处的盂县地震基本烈度为 7 度。1.2 地层井田内均为第四系黄土覆盖，现根据井田范围内钻孔揭露资料及邻区钻孔资料，对井田内地层由老至新分述如下：1、奥陶系中统峰峰组（O 2f）为含煤地层的基底岩系。本井田内无出露。主要为灰深灰色石灰岩、白云岩及白云质灰岩夹薄层黄绿色泥岩组成。2、石炭系中统本溪组（C 2b）根据本区勘探资料，本溪组厚度 50.0060.00m，平均 53.50m。主要由灰色、灰白色、灰黑色砂岩、砂质泥岩及泥岩和铝土质泥岩组成。上部夹 12 层薄层石灰岩，底部常见山西式铁矿，呈鸡窝状赋存。上部可见 0.100.30m 薄煤层。本组与下伏马家沟组呈平行不整合接触。3、石炭
13、系上统太原组（C 3t）以标志层 K1 砂岩为底界整合覆盖于本溪组之上，顶界为 K7 砂岩底，据钻孔揭露厚 90.00125.00m，平均 113.50m，为本区主要含煤地层之一。岩性以灰白色、灰色砂岩、灰黑色粉砂岩、泥岩、石灰岩（K 2、K 3、K 4）及煤层组成，含 9、15 号两层主要可采煤层，8、12 号煤层为零星可采煤层，其它煤层均为不可采。4、二叠系下统山西组（P 1s）该组厚度为 35.0063.00m，平均 55.00m，为本区主要含煤地层之一。主要由灰色、灰白色砂岩、灰黑色泥岩、砂质泥岩组成，含 1、2、3、4、5 号煤层，其中4 号煤层为零星可采煤层，其它煤层均为不可采煤层
14、。本组与下伏太原组整合接触。5、二叠系下统下石盒子组（P 1x）在区内仅有下部地层，主要为灰黄色、灰绿色砂岩、灰色、灰黄色粉砂岩及泥山西盂县常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书5岩等，夹有 13 层煤线，底部常有一层稳定之砂岩（K 8） 。与下伏山西组整合接触。本组最大残留厚度约 100m 左右。6、第四系（Q）主要为浅红色、土黄色亚粘土、亚砂土不整合覆盖于各沉积地层之上，厚 070m，平均 20m 左右。1.3 地质构造井田范围内构造简单，主要为褶皱构造，在井田北部发育 S1 向斜，走向北东东向，两翼倾角不大，倾角一般 810。在中部偏北发育 S2 背斜，在井田南部主要表现为 S2 背斜的南翼
15、，为一单斜构造，倾角一般 310。另在开采过程中发现了 7 条正断层及 4 个小型陷落柱。F1 断层：位于原井田的北部边缘，走向北东东向，倾向北北西，倾角 70，落差 20m，贯穿于井田东西。为隐伏断层，在开采过程中发现。F2 断层：位于 F1 断层的南部，走向北东东向，倾向北北西，倾角 70，落差 40m。为隐伏断层，在开采过程中发现，在井田内延伸长度为 1200m 左右。F3、F4、F5、F6、F7 断层落差 425m，在井田内延伸长度不大，均在开采过程中发现。对采煤有一定影响。4 个小型陷落柱面积不大，无规律性。在井下开采中发现。另未见岩浆岩侵入。综上所述，该井田构造属简单类型。1.4
16、煤层井田内含煤地层为石炭系上统太原组，二叠系下统山西组，其中山西组在区内无可采煤层，编号 3、4、5 号，平均厚度 45m。主要含煤地层为太原组，太原组地层厚 100m 左右，其含煤 6 层，按沉积先后顺序分为： 15 号、13 号、12 号、11 号、9 号、8 号等，其中 15 号、12 号、9 号煤层稳定可采煤层，8 号煤层局部可采。各可采煤层按沉积先后论述如下：（1）15 号煤层当地俗称“丈八煤” ，为井田内主要可采煤层，占全矿区资源储量 52%，位于太原组底部 K1 细砂岩和黑色页岩之上。矿区范围内煤层厚度 5.137.30m,煤层由南东部向北西部逐渐变薄，煤层结构较复杂，夹矸一般为
17、两层，厚度 0.202.25m ，变化较大，致使煤层出现局部分叉，上、下分层局部达可采厚度。顶板岩性为 K2 灰岩，山西盂县常顺煤矿抽放瓦斯工程初步设计说明书6底板为 K1 砂岩。（2）12 号煤层当地俗称“两节煤” ，下距 15 号煤层 40m，煤层厚度 1.452.60m ，平均1.52m，煤层结构简单，稳定含一层夹矸 0.30m，属稳定可采煤层。顶板岩性为砂质泥岩，底板为泥岩。（3）9 号煤层当地俗称“丈二煤” ，距 15 号煤层 90m，煤层厚度 1.23.5m ，平均 1.99m，煤层结构较简单，为稳定可采煤层。顶板岩性为砂质泥岩，底板为泥岩。（4）8 号煤层当地俗称“四尺煤” ，位于太原组顶部，距 9 号煤层 1825m ，煤层厚度为01.70m，为局部可采煤层，煤层结构简单。顶板岩性为泥岩，底板为砂质泥岩。各可采煤层特征见表 1、煤层综合柱状图见图 1-1。表 1 可采煤层特征表煤层厚度（m）煤层间距（m）煤层结构 顶底板岩性煤层号最小最大平均最小最大平均夹矸层数夹矸厚度(m)稳定性及可采性顶板 底板9 1.203.51.990 0 稳定可采 砂质泥岩 泥岩12 1.452.601.521 0.30 稳定可采 砂质泥岩 砂质泥岩15 4.157.305.595040 2 0.202.25稳定可采 石灰岩 砂岩
