1、河南理工大学本科毕业设计1义安矿业有限公司矿井瓦斯抽放设计摘要洛阳义安矿业有限公司位于河南省洛阳市新安县正村乡，是义马煤业集团所属的大型煤矿之一，设计年生产能力为120MT。该矿为煤与瓦斯突出矿井，瓦斯涌出量大、瓦斯超限严重，并且自2003年筹建以来，多次发生瓦斯动力现象。为了解决这些问题，并防止瓦斯灾害事故的发生，本设计介绍了该矿的基本情况，预测矿井瓦斯的涌出量是，对抽放瓦斯的必要性与可行性进行了论证。通过对抽放方法的比较和抽放管路的计算和选择，设计了适合该矿的瓦斯抽放系统和抽放方法。并计算了抽放系统的管道阻力和瓦斯泵的流量与压力，选择了合适的瓦斯泵型号，建立地面永久抽放泵站。最后对抽出的瓦
2、斯加以利用，达到使其变废为宝、减少环境污染的目的。关键词义安；煤与瓦斯突出；瓦斯涌出量；抽放系统；设备选型；利用河南理工大学本科毕业设计DESIGNATIONFORGASDRAINAGESYSTEMINYIANMININGCO,LTDABSTRACTLUOYANGYIANMININGCO,LTDISLOCATEDINZHENGCUNTOWNSHIPOFXINANCOUNTRYOFLUOYANGCITY,ANDITISONEOFTHELARGECOALMINEOFYIMACOALINDUSTRYGROUPWHOSEDESIGNEDANNUALPRODUCTIONCAPACITYIS120MTYI
3、ANMINEWASIDENTIFIEDASCOALMETHANEOUTBURSTCOALMINE,ITHASAHIGHGASGUSHINGQUANTITYANDTHEPROBLEMOFGASOVERLIMITEDISSERIOUSANDSINCEITSESTABLISHMENTIN2003,THEPHENOMENONOFGASPOWEREDHASHAPPENEDMANYTIMESINORDERTOSOLVETHESEPROBLEMSANDPREVENTTHEGASDISASTERS,THISDESIGNINTRODUCEDITSBASICSITUATION,PREDICTEDTHEGASEMI
4、SSIONQUANTITY,DEMONSTRATEDTHENECESSITYANDFEASIBILITYFORTHEGASDRAINAGESYSTEMBYCOMPARINGTHEDRAINAGEMETHODS,SELECTINGANDCALCULATINGTHEDRAINAGEPIPELINES,THISDESIGNDESIGNEDSUITABLEGASDRAINAGESYSTEMANDMETHODSFORTHECOALMINEINADDITION,ITALSOCALCULATEDTHEPIPELINERESISTANCEOFTHEDRAINAGESYSTEMANDTHEFLOWANDPRES
5、SUREOFTHEGASPUMP,THENSELECTTHERIGHTGASPUMPMODELFORTHECOALMINE,ESTABLISHEDAPERMANENTGROUNDDRAINAGEPUMPINGSTATIONFINALLY,TAKEADVANTAGEOFTHEGASTHATDRAINAGEDFROMTHEMINE,TOACHIEVETHEPURPOSEOFWASTEANDREDUCINGENVIRONMENTALPOLLUTIONKEYWORDYIAN、COALANDGASOUTBURST、GASGUSHINGQUANTITY、DRAINAGESYSTEM、EQUIPMENTSE
6、LECTION、UTILIZE河南理工大学本科毕业设计1目录第一章绪论111选题目的和意义112国内外研究现状113瓦斯抽放方法的发展趋势2第二章矿井概况121井田概况1211位置与交通1212井田范围2213井田储量及服务年限2214地形地貌2215气象2216地震3217地温4218河流及最高洪水位4219生产矿井及老窑42110矿井电源、水源42111通信522井田地质特征5221地质构造5222含煤地层及煤层6223煤层瓦斯、自燃及爆炸倾向性8224水文地质8第三章矿井开拓开采方案及采区通风概况1231矿井开拓及开采概况12311矿井生产能力及开拓方式12312开采顺序12313采煤方
7、法及采煤工艺12河南理工大学本科毕业设计2314采区生产系统1232矿井通风系统概况13第四章矿井瓦斯赋存及抽采必要性和可行性论证1541煤层瓦斯基本参数15411瓦斯概况错误未定义书签。412瓦斯基本参数的测定错误未定义书签。42矿井瓦斯储量2043矿井可抽瓦斯量及可抽期2144矿井瓦斯涌出量预测22441预测方法的选择22442分源预测法的原理2445瓦斯抽放的必要性28451瓦斯抽放的必要性28452通风处理瓦斯量核定2946瓦斯抽放的可行性3047瓦斯抽采量预计31471瓦斯抽采率31472回采工作面瓦斯抽采量预计32473掘进工作面瓦斯抽采量预计32474采空区瓦斯抽采量预计32第五
8、章瓦斯抽放方法选取3451规定3452瓦斯来源分析3553抽采方法选择3554抽放方法及钻场布置36541掘进工作面抽放方法36542回采工作面抽放方法36543采空区抽放方法3755封孔方法38551封孔深度40河南理工大学本科毕业设计3552封孔材料40553封孔工艺40第六章瓦斯抽放管路系统及设备选型4261抽放管路选型及阻力计算42611规定42612抽放管路计算方法及选型43613管路摩擦阻力计算4462瓦斯抽放泵选型46621规定46622选型原则46623计算方法47624瓦斯泵类型4863辅助设备50631规定50632附属装置50633管路连接53第七章安全技术措施5671地
9、面固定瓦斯抽采泵站规定5672地面固定瓦斯抽采泵站布局5773抽放钻场、钻孔施工的安全措施5974瓦斯、煤尘爆炸事故发生后的应急措施6175抽放管路管理安全技术措施6176瓦斯抽放人员配备管理6277通信联络系统63致谢65河南理工大学本科毕业设计1第一章绪论11选题目的和意义煤炭是我国能源的主体，煤炭工业健康、稳定、持续地发展是关系到国家能源安全的重大问题。我国煤矿多为井工开采，瓦斯喷出、瓦斯窒息、瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出等瓦斯灾害严重。随着煤炭生产规模的扩大和开采深度的延伸，一次死亡10人以上的煤矿瓦斯事故起数和总死亡人数，均占同类灾害事故的80以上，成为煤矿安全的第一杀手。近年来，我国
10、煤矿瓦斯灾害事故仍呈上升趋势，瓦斯灾害直接妨碍了煤矿安全生产，危害了社会稳定，阻滞了煤炭工业的持续、健康、稳定发展。加强瓦斯灾害的防治，才能确保煤炭能源稳定、可靠地供应，促进国民经济的全面、健康发展。瓦斯抽放是解决我国煤矿瓦斯问题的根本途径，采取抽放措施将赋含于煤层中的瓦斯抽放出来，是解除瓦斯事故威胁，保障煤矿安全生产最有效的措施。洛阳义安矿业有限公司，所属二1、二2煤层瓦斯含量高，地勘期间所测的最大原始瓦斯含量达到1219M3/T。义安矿迄今为止共发生了多次瓦斯动力现象，全井田瓦斯含量4021219M3/T，平均为722M3/T，义安矿为煤与瓦斯突出矿井。矿井瓦斯涌出量大，而且随着开采深度不
11、断延深、煤层瓦斯含量还会逐渐增大，须按照有关规定，建设矿井瓦斯抽放站抽放瓦斯，防治瓦斯超限，并最终防止瓦斯灾害事故的发生。另外，通过毕业设计，能使我们综合应用所学的各种理论知识和技能，进行全面、系统、严格的技术及基本能力的练习，也使我们对瓦斯抽放作专门深入系统的研究，巩固、扩大、加深已有知识，培养我们综合运用所学知识，结合实际独立完成课题的工作能力。12国内外研究现状煤矿瓦斯抽采是向煤层和瓦斯积聚区域打钻，将钻孔接在专用的管路上，用抽采设备将煤层和采空区中的瓦斯抽至地面，加以利用；或排放至总回风流中。目前，我国矿井瓦斯抽放方法主要有从抽放的层位上，分本煤层瓦斯抽放、邻近煤层瓦斯抽放及采空区瓦斯
12、抽放。从抽放时间上，分采掘前预抽、边采边抽及采后抽放。河南理工大学本科毕业设计2从抽放管道形状上，分钻孔抽放、巷道抽放以及采空区插管抽放。从抽放位置，分井下抽放和地面抽放。我国煤层的主要特点是煤层透气性低、瓦斯含量高、煤层突出危险严重、煤层群开采、地质构造复杂，我国的煤层赋存条件决定了我国的瓦斯抽放应以卸压抽放为主，由于矿井数量众多，且煤层赋存条件复杂多样，因此几乎所有的瓦斯抽放方法在我国都进行过试验和应用，典型的瓦斯抽放方法有（1）顺层密集长钻孔抽放本层瓦斯，该方法多用于区域性抽放，能够有效降低综放面或综采面煤层瓦斯含量和解决工作面消突问题。2、网格式穿层钻孔抽放本层瓦斯，它可以解决突出煤层
13、打顺层孔时钻喷孔、塌孔问题。通过合理布置钻孔、保证预抽时间等技术条件下，完全能够达到预期的抽放效果，瓦斯抽放率可达到30以上。目前网格式穿层钻孔成为我国单一松软低透气性严重突出煤层防突的主要方法，已在突出严重的矿区推广应用。3、顶板走向长钻孔抽放邻近层瓦斯，该抽放方法主要针对高瓦斯无煤柱综采或综放工作面，它与顶板岩巷抽放法、顶板穿层短钻孔抽放法相比，技术和经济上具有显著的优越性，尤其对于采掘接续紧张的矿井，其优越性更为突出。瓦斯抽放量和抽放率大幅度提高，该抽放方法为我国高瓦斯煤层群抽放探索出一条新路子，为煤炭生产实现安全高效提供了技术保障。4、厚煤层开采采空区抽放，该方法主要用于解决厚煤层分层
14、开采或综放开采，采空区内丢煤较多，加上邻近层、围岩瓦斯的涌出，使采空区瓦斯涌出量超标的现象，通过在采空区后部采用埋管抽放或设引巷密闭插管抽放的方法，可以使工作面最终瓦斯抽放率大大提高，最高可达80。并且，工作面或采区回采结束后，还可对老塘进行全封闭抽放。抚顺老虎台矿于1954年开始采空区全封闭抽放，40多年来共抽出瓦斯总量4亿多立方米。5、综合瓦斯抽放，我国一些矿区的高产高效矿井在开采高瓦斯含量且有突出危险煤层时，多采用综合抽放法，更加灵活，更具有针对性。13瓦斯抽放方法的发展趋势随着世界煤炭工业的发展，特别是开采深度的加大引起的煤层瓦斯含量增加、机械化开采引起的生产集中，矿井抽放瓦斯的必要性
15、与日俱增、已越来越成为开采高瓦斯煤河南理工大学本科毕业设计3层的一个必不可少的生产环节。在抽放瓦斯方法上，技术发展的总趋势是由单一抽放法向综合抽放法过渡，广泛开展综合抽放法。数十年来我国矿井抽放瓦斯技术已有很大发展，在邻近层、本煤层和采空区抽放瓦斯方面已积累了许多的成熟经验，各矿应根据本矿瓦斯涌出来源的实际情况，采用多种有效的抽放方法或综合抽放方法，尽可能多地抽放瓦斯，以减轻矿井通风的负担，保证矿井安全生产。提高开采层瓦斯抽放率。对中低透气性煤层，为了提高瓦斯抽放量和抽放率，可沿煤层布置垂直或斜交工作面的水平长钻孔或者布置沿煤层的交叉钻孔，实现预抽和工作面前方卸压抽放。提高单一低透气性煤层瓦斯
16、抽放效果，是世界煤矿瓦斯抽放的主要难题之一。国内外进行了大量的实验研究，曾试验过密集钻孔、大直径钻孔、交叉钻孔、网格布孔、水力割缝、水力压裂、水力冲孔、煤层物化处理和松动爆破等多种强化抽放瓦斯的措施，但其中绝大多数措施，由于工艺复杂、工程量大，未能在生产中推广应用。寻求工艺较简单的单一低透气性煤层强化抽放瓦斯措施是今后的发展方向。随着无煤柱开采技术和综采机械化技术的广泛应用以及综采工作面长度加大的特点，不仅要求抽放瓦斯钻孔的布孔方式作相应的变化，而且要求钻孔长度进一步加大，因此这就需要研制功率大、故障率低、打钻效率高、使用寿命长的新型钻机和相应的钻杆、钻头及钻孔测斜、纠斜等配套装备，以适应抽放
17、瓦斯技术发展的需要。新型钻机需要能够解决以下几个问题解决本煤层抽放长钻孔施工工艺及装备问题，特别是顺煤层长钻孔的工艺与装备；研制硬岩石钻具及配套钻机，首先解决金刚石旋转钻具及配套钻机，再进一步研究新的钻孔工艺及装备，以加快钻进速度；研究大直径长钻孔抽放瓦斯的工艺及装备；研制机械化水平高的钻机，除接卸钻杆机械化外，还应解决搬运机械化、锚固机械化，以减轻工人的体力劳动；研制远距离自动控制钻机，解决突出煤层钻进过程中的安全问题。河南理工大学本科毕业设计1第二章矿井概况21井田概况211位置与交通洛阳义安矿业有限公司（以下简称义安矿）成立于2004年，是河南省大型煤炭企业，位于河南省新安县正村乡。正村
18、井田位于新安县正村乡仓头镇境内，距离新安县约15KM。陇海铁路在井田以南15KM处通过，郑州潼关公路也在井田以南15KM处通过，新安煤矿铁路专用线距本井田约5KM。由新安县城至正村乡往北至北冶的公路由井田内通过，正村乡至石寺、仓头的乡级公路从井田西北部通过，矿井运输条件扎实、可靠，交通十分便利。图21义安矿交通位置图YIANCOALTRAFFICMAP河南理工大学本科毕业设计2212井田范围井田北西以新安县石寺公司子崖煤矿、正村石泉煤矿、二道桥煤矿及新安煤矿深部边界（即二1煤层底板等高线300200M水平）为界；北东以31勘探线为界，南东以二1煤层等高线600M水平标高为界；南西以19勘探线为
19、界；走向长约63KM，倾向宽55KM，面积约28744KM2。井田地理坐标为东经11209431121445，北纬344730345141。213井田储量及服务年限1、资源储量在上述划定的井田范围内计算所获得的总资源储量为164070KT，其中探明储量（331）32950KT，控制储量（332）55460KT，推断储量（333）75660KT。探明加控制储量（331332）88410KT。2、可采储量根据全井田获得的储量，将（333）推断资源储量乘以08的可信系数后，得出工业资源储量，然后再扣除边界、工广、村庄等各类永久煤柱，采区回采率二1煤层取075，二2煤层取080，计算全井田共有可采储量
20、93822KT，其中一水平有43177KT，二水平50645KT。矿井储量汇总表见附表1。根据矿井可采储量，生产能力为120MT/A时，矿井服务年限为558A。其中一水平服务年限257A。214地形地貌本区属低山丘陵地区，地势起伏较大，山脉走向大致由西南向北东方向延伸。井田中部地势较高，且较为平400M坦，北西、南东两侧地势较低，沟谷发育，地形较为复杂。海拔标高一般300400M，区内最高点位于井田东部的鹰巢岭，最高海拔标高48860M，最低点为井田北部刁沟一带，海拔标高25310M，相对高差23550M。215气象据新安县历年气候资料，本区属暖温带大陆性气候。冬季寒冷雨雪少，春季干旱大风多，
21、夏季多雨且集中，秋季多晴日照长。降水量一般600700MM/A，雨季多集中于七、八、九月份。最高气温441966年6月20日，最低气温171969年1月31河南理工大学本科毕业设计3日。春冬两季以西风、西北风为主，夏秋两季以东南风为主，最大风速19M/S。有霜期一般为9月至翌年5月，最大冻土深度为18CM。216地震据洛阳市地震办公室提供的资料，1920年2月1964年11月波及本区的地震共有5次，发生时间分别为1920年9月、1930年、1947年3月、1964年9月和11月。中国科学院将1920年9月和1930年的两次地震鉴定为级；1947年地震震中位于渑池县，震级为5级，震中烈度为度；1
22、964年9月和11月的两次地震性质、强度与1920年和1930年的地震相似。根据国家质量技术监督局发布的“中华人民共和国国家标准中国地震动参数区划图（GB183062001）”，洛阳市附近的地震动峰值加速度G为005，对应的基本烈度为度（见表21），其地震设防应为度，如图22所示。表21地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表TABLE21TABLESOFBASICINTENSITYOFEARTHQUAKEANDGROUNDMOTIONPEAKACCELERATIONPARTITION地震动峰值加速度分区G00500501015020304地震基本烈度值图22河南省地震动峰值加速度区划图FIG
23、22GROUNDMOTIONPEAKACCELERATIONZONINGMAPOFHENANPROVINCE河南理工大学本科毕业设计4217地温本区地温梯度值为1628/100M，平均地温梯度值为202/100M，该区地温基本属于正常增温地区。井田内二1煤层底板温度变化范围在260388，基本上随煤层埋藏深度的增加而升高，故二1煤层底板标高300M以浅地温一般小于31，300M以深会出现I级高温区，530M水平以深属II级高温区。218河流及最高洪水位本区位于涧河与畛河分水岭地带。涧河位于新安县城的南面，畛河位于井田的北部边界处，该区域畛河对本工业场地有一定的影响。井田北部大部分沟谷、小溪流入
24、畛河，属黄河流域。畛河汇水面积248KM2，历年最大洪流量为4280M3/S（1958年7月17日）。在特旱年份持续干旱季节曾出现河水断流。井田内较大的地表水体为井田北部的范沟水库，该水库近年来已干枯，库底已成耕地多年。虽然畛河距工业场地较近，但其河床非常低，标高为2450M，而工业场地内井口标高均在3860M以上，该河根本对工业场地没有任何威胁。本工业场地东西北三面均为沟，南面地势稍高的山梁上，东西两边的沟均为沟发育的开始阶段，南面几乎没有汇水面积，雨水均流向东西两边沟内，沟深达几十米，且断面很大，故本工业场地不会受到洪水威胁。本工业场地的井口标高主要是根据工业场地平整需要确定的，主井井口标
25、高为3890M，副井井口标高为3900M，风井井口标高为3860M，均满足防洪要求。219生产矿井及老窑井田内无生产矿井与老窑。井田浅部边界以浅只有开采二1煤的新安煤矿，该也属义马煤业（集团）公司管辖，1989年投产，斜井开拓，设计生产能力15MT/A。另外，距离本矿较近的还有义马煤业（集团）公司孟津矿和新义矿。新安矿位于义安矿上方，该矿曾多次发生煤与瓦斯突出事故，新安矿最浅突出点标高为40M左右，义安矿最浅标高为220M左右。义安矿自2003年筹建以来，迄今为止共发生了3次瓦斯动力现象（其中在二1煤层发生2次，二2煤层发生1次）。根据防治煤与瓦斯突出规定规定，义安矿整个矿井具有突出危险性，属
26、于突出危险区。2110矿井电源和水源矿井电源分别取自洛阳电力集团公司电厂及石寺110KV变电站。洛阳电力集团公河南理工大学本科毕业设计5司拥有装机容量47万KW并与系统有可靠联系的电厂，供电电源可靠。区内第四系残坡积层厚度大的部位，可存储一定量的大气降水，但这部分水源仅可基本满足当地居民用水。矿井水源可取自以下两个水源1、地下水本井田奥灰水水量较充足，可利用深井取奥灰水作矿井水源。2、井下排水二1煤层开采后，其上覆岩层中的砂岩含水层将直接或间接涌入井下，这部分涌水排至地面经处理后可作为矿井水源。2111通信本矿井至新义煤矿间架设12芯通信光缆，矿井与义煤集团公司之间的通信，经新义煤矿光通信设备
27、转接，以满足矿井对外通信联络的需要。矿井至新安电力集团电厂及石寺110KV变电站之间的电力调度均采用DPLC2000型电力线载波机，以满足话音及数据传输的需要。22井田地质特征221地质构造1、区域地质构造新安煤田位于中朝准地台南缘，华南台缘坳陷的渑池确山陷褶断束北西部。区段内发育较大的褶区构造为新安向斜。断裂构造主要为北西南东向或近东西向的一组张性断裂。如龙潭沟断层、许村香坊沟断层、省磺矿断层等。2、井田地质构造本井田位于新安向斜的北翼，为一平缓的单斜构造。地层走向45225东，倾向135，地层倾角515一般为610。区内为简单的单斜构造，无大的褶皱。仅中部地段由于F29断层的影响，发育有极
28、为宽缓的褶曲形态。F29断层位于井田的中部，为一正断层，断层走向近南北，倾向西，倾角6570，落差1030M，向北落差渐大，南部趋于尖灭。区内延展长度约45KM。区内2802、2703、2602、25014四个钻孔对该断层进行了严密控制，该断层经25014孔后断距变小，并逐渐消失。由此可见，本区构造复杂程度应属简单。井田内二1煤层的直接顶板多为灰色厚层状中粒砂岩，岩体完整性好。二1煤底板以黑色粉砂岩为主，有时相变为泥岩或细粒砂岩，岩体完整性好。层位稳定，结构较简单，顶底板条件较好，易于管理。河南理工大学本科毕业设计6222含煤地层及煤层1、含煤地层区内出露地层属华北地台区的地层，自下而上有奥陶
29、系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系、第四系。（1）奥陶系中奥陶统Q2中奥陶统马家沟组Q2M，为灰色厚层状石灰岩组成，厚度大于7358M。（2）石炭系中、上石炭统C2、C3主要为本溪组和太原组地层，与下伏中奥陶统地层平行不整合接触。1）本溪组C2B底部为不稳定黄铁矿透镜体；下部为铝质泥岩，上部为铝质岩。自Q2M顶至一1煤底板砂砾岩底，厚度6891530M，平均厚1096M。2）太原组C3T自一1煤层底板泥岩之底至二1煤层底板砂岩之底，一般厚33494830M，平均为4280M。按岩性特征分为四段底部泥岩段含一1煤、下部灰岩段（含一3、一4煤和L3L4灰岩）、中部灰岩段（含一5、一6、一7煤和L5
30、、L6、L7灰岩）和上部泥岩段（含一7、一8、一9煤）。（3）二迭系P1）下二迭统山西组P1SH自太原组顶界至砂锅窑砂岩底部，一般厚度为782813511M，平均厚9566M，按岩性特征分为四段。二1煤层段为灰、深灰色中厚层状细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥岩及煤层组成，含二1煤层厚度0143M，平均厚度415M；大占砂岩段为灰、深灰色中厚层状富含白云片的中细粒砂岩、泥岩、砂质泥岩及粉砂岩，其间含二2、二3煤，二2煤层局部可采；香炭砂岩段为灰、深灰色厚层状中、细粒砂岩、泥岩、砂质泥岩、粉砂岩组成，偶含薄煤二4煤；小紫泥岩段为灰、深灰色泥岩、砂质泥岩、细粒砂岩，上部泥岩含菱铁质鲕粒及紫斑，偶见薄煤
31、二5煤。2）下二迭统下石盒子组P1X自砂锅窑砂岩底至田家沟砂岩之底，厚度2216026880M，平均厚24780M，与下伏地层整合接触，含三、四、五、六个煤段，所含煤层均不可采。岩性由灰白、浅灰、灰绿、紫红、杂色泥岩、砂质泥岩、细、中、粗粒砂岩及不稳定的薄煤组成。3）上二迭统上石盒子组P2S自田家沟砂岩底至平顶山砂岩之底，厚度1567021863M，平均厚度19599M。分为七、八煤段，由灰、紫灰及灰绿色砂质泥岩、中河南理工大学本科毕业设计7细粒砂岩及薄煤层组成。4）上二迭统石千峰组P2SH自平顶山砂岩底至金斗山砂岩之底。厚度2969033920M，平均厚度31408M，分为平顶山砂岩段和土门
32、段。平顶山砂岩段（P2SH1）平均厚5568M，土门段P2SH2平均厚25407M。（4）三迭系下统刘家沟组T1L与下伏地层呈整合接触，岩性为紫红色细粒砂岩，局部为中砂岩，主要成份为石英，具大型板状交错层理，硅质胶结，俗称金斗山砂岩，最大揭露厚度13970M。（5）第三系（R）与下伏地层呈不整合接触，由灰白色、紫红色砾岩、砂岩、砂质粘土和泥灰岩组成，厚度030M。（6）第四系Q以角度不整合于各时代地层之上，由河床砾石及表土层组成，厚度为040M。2、煤层和煤质本区含煤地层由老至新依次为太原组、山西组、下石盒子组及上石盒子组、地层总厚度58225M；共划分为8个煤段，含煤13层。区内可采煤层为二
33、1、二2煤层。二1煤层全区可采，二2煤层为局部可采煤层，其它属不可采或偶尔可采煤层。现将二1、二2煤层和煤质叙述如下（1）煤层二1煤层赋存于下二迭统山西组（P1S）下部，位于大占砂岩和二1煤层底板砂泥岩之间，上距砂锅窑砂岩约8899M，下距L7灰岩1260M。二1煤层层位稳定，井田内竣工的44个钻孔穿见，其中见煤点42个，尖灭点1个，断失点1个，所穿见的见煤点中可采点41个，不可采点1个，煤层厚度01430M，平均415M，属于较稳定煤层。煤层结构较简单，一般夹矸12层。井田内二1煤层，层位稳定，结构较简单，顶底板条件较好，倾角610，一般多在5左右。二2煤层位于山西组中下部，上距砂锅窑砂岩6
34、430M，下距二1煤层2469M，煤层稳定。井田内竣工的44个钻孔，全部穿过二2煤层层位。其中见煤点32个，尖灭点12个。所穿见的见煤点中可采点15个，不可采点17个。煤层厚度0263M，平均厚度069M。煤层结构简单，一般含夹矸1层，属不稳定煤层。二2煤层属局部可采煤层，河南理工大学本科毕业设计8煤厚变化规律不明显，可采区域主要位于井田中东部。（2）煤质二1煤为灰黑色、具玻璃光泽，多呈粉状产品，组织疏松。煤芯中含大量黄铁矿结核，但分布不均。宏观煤岩类型属半亮型煤。二1煤层原煤灰分大部分属于低中灰中灰分煤，个别点灰分大于30，属于中高灰分煤，全层平均灰分为2142。二2煤层为灰黑色，粉末状产出
35、，组织疏松，呈粉状产出，属半亮型煤。二2煤层全层平均灰分为2312。二2煤的视密度为143T/M3，真密度为151T/M3。原煤全硫含量平均为223，属中高硫煤。原煤经15比重液洗选后，浮煤全硫为123。原煤磷含量为0004002，属特低磷低磷煤。原煤干燥基高位发热量平均为27912MJ/KG（6668大卡/KG）。综上所述，二1、二2煤层为低中灰、中高硫、特低磷、高发热量、粉状贫煤，一般以动力用煤和民用煤为主。223煤层瓦斯、自燃及爆炸倾向性本井田二1煤层瓦斯含量为4021219M3/T，平均为722M3/T，从二1煤层瓦斯含量来看，二1煤层全部处于沼气带，氮气带范围，且沼气带、氮气沼气带互
36、相穿插，分带与深度关系不明显，瓦斯赋存不均匀，局部较高。根据二1煤层爆炸试验成果，二1煤层煤尘有爆炸危险性。另外，二1煤层属不易自燃煤层。224水文地质1、主要含水层特征（1）奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层奥陶系中统马家沟组岩性为灰岩，角砾状灰岩及白云质灰岩，区域厚度65300M，本井田西北侧外围浅部地段曾进行多次抽水试验，测得钻孔单位涌水量为0000384914L/SM，多数大于1L/SM，渗透系数为000361101M/D，水位标高3757524358M，地下水位西高东低、南高北低，0水平以上岩溶裂隙发育，属强富水性含水层。井田范围内，本层顶板埋深6001000M，岩溶裂隙不发育，23021
37、、2603孔穿见本层，最大揭露厚度7358M，钻进中未发现涌漏水现象，2603及23021孔抽水试验结河南理工大学本科毕业设计9果为钻孔单位涌水量0034800330L/SM，渗透系数0041400622M/D，地下水位标高2286129169M，证实富水性弱于浅部地段，属于弱中等富水性含水层。本层水质为HCO3CANA及SO4CANA类型，矿化度8881441MG/L，总硬度401690MG/L，PH值770780。奥陶系灰岩顶距二1煤层底板257547M，平均6150M，为二1煤层底板间接充水含水层。（2）太原组灰岩裂隙岩溶承压含水层太原组地层下部和中上部夹多层薄层灰岩，一般发育3层，灰岩
38、平均总厚度1573M，L7灰岩普遍发育，厚度260798M，平均厚度512M。井田外围浅部地段进行过多次抽水试验，平均钻孔单位涌水量0005691L/SM，平均渗透系数00827M/D，水位标高3380920794M，个别钻孔单位涌水量可达1L/SM以上。由于裂隙发育不均，因此具有非均质各向异性的特点，含水层富水性浅部强于深部。井田范围内3孔穿透本层，仅2601孔发现冲洗液严重消耗现象，2603及23021孔抽水试验结果为单位涌水量0078600771L/SM，渗透系数0566122M/D，地下水位标高3057133022M，为弱富水性含水层。该灰岩顶距二1煤层底板8111714M，平均126
39、0M，为二1煤层底板直接充水含水层。本层水质为HCO3CA类型，矿化度725735MG/L，PH值780。（3）山西组砂岩裂隙承压含水层主要由山西组二1煤层顶部的大占砂岩和香炭砂岩组成，多为中粒砂岩，大占砂岩平均厚度1199M，裂隙不发育，井田内施工的钻孔全部穿见本层，均未发现涌、漏水现象。浅部新安井田抽水试验结果为钻孔单位涌水量00168000025L/SM，渗透系数006650000964M/D，地下水位标高3244819875M。本井田2603孔及主、副井检孔抽水试验结果为单位涌水量0001810000681L/SM，渗透系数00123000344M/D，水位标高2664134988M，
40、属于弱富水性含水层。为二1煤层顶板直接充水含水层。本层水质为HCO3CA类型，矿化度725735MG/L，PH值780。（4）下石盒子组砂岩裂隙承压含水层河南理工大学本科毕业设计10下石盒子组地层总厚2478M，赋存多层灰、灰白色中粒粗粒砂岩，对煤层开采有影响的主要是三煤段的砂锅窑砂岩，平均总厚1576M，裂隙不甚发育，二1煤层回采后，将成为煤层顶板含水层的补给水源，属二1煤层顶板间接充水含水层。井田内2103、19016两孔分别于49700M、69740M发现漏水，冲洗液消耗量25001260M3/H，浅部新安井田抽水试验结果为钻孔单位涌水量0028600106L/SM，渗透系数005940
41、0178M/D，地下水位标高3641922540M。井田内23021孔及风井检查孔抽水试验结果为单位涌水量000319000343L/SM，渗透系数00115000886M/D，地下水位标高3323734456M。本层属于弱富水性含水层。本层水质为CHO3CA及SO4CANA类型，矿化度6051559MG/L，PH值790800。（5）第四系砂、卵石孔隙潜水含水层第四系冲、洪积相砂、卵石孔隙潜水含水层，主要分布在井田西北侧的畛河河谷，平均厚度约12M，岩性为砂砾石及卵石，分选性差，砾径20100MM。机井抽水试验结果为单位涌水量167L/SM，属于富水性中等的含水层，由于分布范围有限，加之本井
42、田为深部井工开采，因此对矿床充水没有影响。2、主要隔水层特征（1）本溪组地层主要有铝质泥岩、铝质岩及砂质泥岩组成，层厚6891530M，平均1096M，普遍发育，层位稳定，岩性致密，为良好隔水层。正常情况下可以阻止奥陶系灰岩水和上部含水层地下水之间的水力联系，但在构造破坏的情况下，局部会失去隔水作用。（2）太原组及其以上泥岩、砂质泥岩隔水层太原组及其以上泥岩、砂质泥岩多处赋存，普遍发育，层位稳定，厚度大，岩性致密，隔水性能良好，可以阻止上、下含水层的水力联系，能够起到良好的隔水作用。3、断层导水性井田内断层稀少，构造简单，对煤层开拓有影响的较大断层为F29，由于该断层影响，致使煤层底板隔水层变
43、薄，存在奥陶系灰岩地下水底鼓突水的可能。4、井田水文地质勘查类型根据DZ/TO2152002煤、泥炭地质勘探规范的划分，正村井田水文地质勘查河南理工大学本科毕业设计11类型为第三类第二亚类第一二型，属于底板进水为主水文地质条件简单中等的岩溶充水矿床。5、矿井充水因素井田内地表水系不发育，仅有冲沟内季节性溪流汇入西北侧畛河，井田北部的范沟水库旱季干涸无水。因此，地表水对矿井开采没有影响。煤层开采过程中，充水来源主要是煤层顶底板直接充水含水层的地下水，二1煤层顶板砂岩及太原组薄层灰岩均为弱富水性充水含水层，水量有限，易于疏干。奥陶系灰岩在本井田为弱中等富水性含水层，其距离二1煤底板60M以上，正常
44、情况下对开采二1煤层没有影响，但由于岩溶裂隙发育不均，局部地段仍有强富水地段的可能，特别是由于构造破坏造成煤层底板隔水层减薄的情况下，诸如F29断层上盘煤层的井巷工程及采掘时，应防止下盘水涌入井巷造成水患。6、矿井涌水量矿井正常涌水量312M3/H，最大涌水量580M3/H。河南理工大学本科毕业设计12第三章矿井开拓开采方案及采区通风概况31矿井开拓及开采概况311矿井生产能力及开拓方式义安矿设计生产能力120MT/A，采用立井多水平上下山开拓方式，开采煤层埋藏深度在550950M。312开采顺序义安矿全井田共划分9个采区，其中一水平3个采区（1个上山采区，2个下山采区），二水平6个采区（3个
45、上山采区，3个下山采区）。井田东翼赋存有二1和二2煤层，其中二2煤层为局部可采，井田西翼仅二1煤层可采。二2煤层下距二1煤层2469M，存在压茬关系，设计首先开采二2煤层，作为开采二1煤层的解放层。313采煤方法及采煤工艺1、采煤方法本区主要可采煤层为二1煤层，二2煤层为局部可采煤层。二1煤层厚度为01430M，平均厚度415M，属较稳定煤层，全区可采。二2煤层下距二1煤层2469M,煤层厚度0263M，平均厚度069M，属不稳定煤层，可采区域主要位于井田中东部。初期开采的西12采区二1煤层厚度2741335M，平均50M；东11采区二1煤层厚度0544M，平均367M；二2煤层厚度025M，
46、平均138M。煤层倾角610，初期生产采区煤层倾角5左右，属近水平煤层。根据井田地质勘探资料，采用倾斜长壁后退式采煤法，全部陷落法管理顶板。2、采煤工艺根据井田构造形态、煤层赋存情况及开采技术条件，结合浅部新安矿井生产实际，本矿采用综采、炮采采煤工艺。二1煤层厚度大于25M的综采工作面和煤层厚度大于20M炮采工作面采用分层开采，先采上分层，后采下分层。二2煤层采用炮采一次采全高，平均采高138M。3、掘进工作面情况掘进速度，煤丑厚度，煤层瓦斯含量，掘进巷道大小。314采区生产系统1、运输系统河南理工大学本科毕业设计13（1）、煤炭运输系统工作面开采的煤炭经工作面刮板输送机、顺槽转载机、可伸缩带
47、式输送机、大巷胶带输送机，由工作面运输顺槽、318M水平胶带运输大巷运至井底煤仓。主要设备回采工作面选用SGZ630/264型（综采）、SZB730/40型（炮采）可弯曲刮板运输机，运输顺槽选用带宽10M（综采）、08M（炮采）可伸缩带式输送机。（2）、辅助运输系统采用大巷蓄电池电机车、顺槽无极绳连续牵引车系统。人员、材料由电机车运至工作面下（上）车场，再由无极绳连续牵引车运至工作地点；矸石或其它物品由无极绳连续牵引车牵引至工作面下（上）车场，由电机车牵引到井底车场。主要设备大巷选用XK86/110KBT型防爆蓄电池电机车，工作面顺槽选用SQ1200/75B型（综采）、JW55（炮采）型无极绳
48、连续牵引车。2、采区通风新鲜风流经318M水平轨道（皮带）大巷、回采工作面运输顺槽进入回采工作面，乏风经回采工作面轨道顺槽、318M水平回风大巷至中央风井排至地面。3、采区排水在回采、掘进工作面顺槽设置有小水泵，可将低洼处积水排至318M水平大巷水沟内，流入井底水仓。32矿井通风系统概况1、通风方式矿井初期为中央并列式通风，副井进风，中央风井回风。后期在井田深部边界附近，布置南风井，副井进风，南风井回风，形成中央分列式通风。矿井通风方法为抽出式。2、工作面通风综采工作面通风新鲜风流自副井井筒318M水平井底车场轨道运输石门西翼轨道运输大巷进风巷胶带顺槽综采工作面。乏风风流自综采工作面轨道顺槽回
49、风斜巷西翼回风大巷回风石门中央风井井筒地面。炮采工作面通风新鲜风流自副井井筒318M水平井底车场轨道运输石门西翼轨道运输大巷进风巷胶带顺槽炮采工作面。乏风风流自炮采工作面轨道顺槽回风斜巷西翼回风大巷回风石门中央风井井筒地面。3、风机及其工作状况河南理工大学本科毕业设计14风机为GAF28171型矿用轴流通风机，矿井通风量为150M3/S，矿井通风负压为12733PA，风机叶片角为7，流量167M3/S，负压H1570PA，静压效率72。河南理工大学本科毕业设计15第四章矿井瓦斯赋存及抽采必要性和可行性论证41煤层瓦斯基本参数义安矿全矿井总瓦斯含量4021219M3/T，平均为722M3/T，全部处于沼气带、氮气沼气带的范围，且沼气带、氮气沼气带相互穿插，分带与深度关系不明显。1、瓦斯含量测定在义安矿井下选择合适位置间接测定煤层瓦斯压力，共测定煤层原始瓦斯含量和工业分析29套（见表41
