小牛煤矿抽采设计文档格式.docx

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3）水城县牛场煤矿、小窝田煤矿与仲河煤矿资源整合协议（2007年4月12日）；

4）贵州有色地质勘查局物化探总队提交的《贵州省水城县小牛煤业有限责任公司资源/储量核实报告》（2007年8月）；

5）贵州省国土资源厅黔国土资储备字[2008]664号《关于“贵州省水城县小牛煤业有限责任公司资源/储量核实报告”矿产资源储量评审备案证明》（2008年7月11日）；

6）贵州省国土资源勘测规划院黔国土规划院储审字[2008]216号《“贵州省水城县小牛煤业有限责任公司资源/储量核实报告”矿产资源储量评审意见书》（2008年7月3日）；

7）贵州省煤矿设计研究院提交的《贵州省水城县小牛煤业有限责任公司生产地质报告》（2010年4月）；

8）贵州省能源局黔能源发[2010]340号《关于六盘水市能源局“关于转报关于报审水城县小牛煤业有限责任公司生产地质报告的报告”的批复》（2010年7月2日）；

9）贵州省动能煤炭技术发展服务有限公司黔动咨[2010]108号《关于“贵州省水城县小牛煤业有限责任公司生产地质报告”的专家组评审意见》（2010年6月9日）；

10）贵州省国土资源厅资矿管函[2008]1693号《关于小牛煤业有限责任公司（整合）开发利用方案审查意见“的函》（（2008年11月17日）；

11）贵州省煤炭工业协会《对水城县小牛煤业有限责任公司（煤矿）整合开采方案评估意见》（2008年8月28日）；

12）贵州省煤炭管理局黔煤规字[2008]879号《关于对水城县小牛煤业有限责任公司煤矿（整合）开采方案设计的批复》（2008年9月8日）；

13）贵州煤矿安全监察局水城监察分局黔煤安监水字[2008]301号《关于对水城县小牛煤业有限责任公司安全设施设计的批复》（2008年10月24日）；

14）贵州省水城县国土资源局同意备案的“地质灾害危险性评估报告备案表”（2008年10月8日）；

15）贵州省水利厅黔水保[2009]136号《关于水城县小牛煤业有限责任公司煤矿煤矿水土保持方案的批复》（2009年4月7日）；

16）六盘水市国土资源局市国土资复[2009]95号《关于水城县小牛煤业有限责任公司“矿山环境保护与综合治理方案”的批复》（2009年6月16日）；

17）贵州省煤炭管理局黔煤行管字[2005]246号《对六盘水市煤矿2005年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复》；

18）中国矿业大学（北京）提交的《水城县小牛煤业有限责任公司C1煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定（报告编号10-qz-03）》（2010年1月25日）；

19）整合前各煤矿采掘工程平面图及相关资料；

1.2.2设计编制的主要原则和指导思想

（1）安全责任重于泰山，本着对生产建设人员生命安全及身体健康高度负责的原则，严格执行国家有关安全生产的法律、法规、规章、规程、标准和技术规范。

防止事故的发生。

（2）按“建立科学发展观，构建和谐社会”宗旨，以人为本，设计认真贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理”的安全工作方针，不仅考虑设计的技术先进性和经济合理性，更重视矿井整体的安全性，以改善矿井安全生产面貌，提高煤矿安全程度和抗灾能力，同时最大限度地减少开采对周围环境的影响。

（3）认真分析本矿井安全条件，坚持预防为主的原则，采取相应防治措施，建设本质安全型矿井。

（4）依靠科技进步，结合本矿井的实际情况，积极采用相适宜的新技术、新工艺、新装备、新材料，确保矿井安全设施先进、合理、实用。

（5）严格贯彻执行国务院制定的“先抽后采，监测监控以风定产”的瓦斯治理方针，坚持“可保尽保、应抽尽抽、先抽后采、煤气共采”的原则，积极推广“高投入、高素质、严管理、强技术、重责任”等先进经验，建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位、隐患排除、综合利用”的瓦斯治理体系，采取瓦斯防治的有效措施，作好瓦斯综合利用，为矿井安全施工及安全生产创造良好条件。

1.2.3国家有关安全法律法规、规范和标准等

（1）《中华人民共和国煤炭法》（1996.8）；

（2）《中华人民共和国安全生产法》（2002.6.29）；

（3）《中华人民共和国矿山安全法》（1992.11.7）；

（4）《中华人民共和国矿山安全法实施条例》（1996.10.11）；

（5）中华人民共和国国务院颁发的《煤矿安全监察条例》（2000）；

（6）中华人民共和国国务院令（第397号）《安全生产许可证条例》；

（7）国家安全生产监督局，国家煤矿安全监察局第五号令（2003.7.4）《煤矿安全生产基本条件规定》；

（8）国家安全生产监督局，国家煤矿安全监察局发布的第8号令《煤矿企业安全生产许可证实施办法》；

（9）《国务院关于特大安全事故行政责任追究的规定》；

（10）《煤矿安全规程》（国家安全生产监督管理总局令第29号发布，（2010年1月21日）；

（11）《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》；

（12）《民用爆破器材工程设计安全规范》（GB50089-2007）；

（13）《煤炭工业矿井设计规范》（GB50125—2005）；

（14）《煤炭工业给水排水设计规范》（MT/T5014－96）；

（15）《煤矿井下热害防治设计规范》；

（16）《矿井防灭火规范》（2005版）；

（17）《矿井瓦斯抽放管理规范》（煤安字〔1997〕第189号）；

（18）《建筑设计防火规范》（GB5001－2006）；

（19）《矿山电力设计规范》；

（20）《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）；

（21）《关于国有煤矿防治重大瓦斯煤尘事故的规定》；

（22）《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》（AQ1029-2007）；

（23）《矿井通风安全装备标准》（MT/T5016-96）；

（24）《防治煤与瓦斯突出规定》（国家安全生产监督管理总局令第19号发布，2009年5月14日）；

（25）《煤矿防治水规定》（国家安全生产监督管理总局令第28号发布，2009年9月21日）；

（26）《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》（国发〔2005〕18号）；

（27）2005年6月22日国家发展和改革委员会文件发改能源〔2005〕1137号《国家发展改革委关于印发煤矿瓦斯治理与利用总体方案的通知》；

（28）中华人民共和国国务院令第446号《国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定》；

（29）安监总煤矿字〔2005〕135号《关于印发煤矿安全培训检查办法（试行）的通知》；

（30）安监总煤矿字〔2005〕120号《关于加强煤矿水害防治工作的紧急通知》；

（31）贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局黔安监管办字〔2007〕345号《关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见》；

（32）贵州省人民政府办公厅黔府办发[2008]83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》；

（33）《井工煤矿初步设计安全专篇编制导则》（征求意见稿）；

（34）《矿山救护规程》（AQ1008－2007）；

（35）《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》（GB50471-2008）；

（36）《矿井瓦斯涌出量预测方法》（AQ1018－2006）；

（37）《煤矿井工开采通风技术条件》（AQ1028－2006）；

（38）《煤矿瓦斯抽采基本指标》（AQ1026—2006）；

（39）《煤矿井下粉尘综合防治技术规范》（AQ1020－2006）；

（40）《矿井密闭防灭火技术规范》（AQ1044－2006）；

（41）《煤矿建设项目安全设施设计审查和竣工验收规范》（AQ1055—2008）；

（42）国家现行的其它有关政策及法规。

1.3建设单位基本情况

小牛煤矿属扩建矿井，隶属于江西省煤炭集团（贵州）矿业有限责任公司，该公司成立于2008年5月，为国有控股有限责任公司，注册资金2亿元，经营煤炭开采与销售，同年6月成功收购原小牛煤业有限责任公司，成为小牛煤业有限责任公司煤矿的控股公司，占股份80%，原牛场煤矿、原小窝田煤矿各占10%股份。

该公司下属的另一个在建煤矿为贵新煤矿，设计能力0.45Mt/a。

江西省煤炭集团（贵州）矿业有限责任公司目前资产负债率为0，没有财务风险，公司经济实力完全具有投资本项目的能力。

公司母公司江西煤炭集团公司下辖四局六矿，共有矿井38对。

2006年核定总生产能力8.07Mt/a，经济实力和技术力量雄厚，完全可以保证本项目的顺利实施。

1.4设计概况

1.4.1地理概况

（1）矿区、矿井所在地理位置、交通情况

矿井位于六盘水市水城县双水开发区南东侧，属水城县阿戛乡管辖，地理坐标：

东经104°

58′40″~105°

00′52″，北纬26°

28′′18″~26°

29′10″。

矿井距贵昆铁路约5km，北至六盘水站25km，至水城县场碧25km，水（城）至阿（戛）公路通过矿井西侧，交通较方便。

交通位置见图1-4-1。

（2）地形地貌

矿井为云贵高原中高山地形，属侵蚀型山地，地形与地层走向基本一致，多为反向坡，区内地势南西高，北东及中部低，地形坡度较大。

山脉呈北西、南东向展布，三迭系永宁镇组常形成悬崖，其下飞仙关页岩则形成陡坡，煤系地层出露于缓坡地带。

区内高程一般为+1873~+1275m，最高点位于矿区南部一无名山头。

海拔标高+1873m，最低点位于矿区内仲河河床，最低海拔标高+1275m（为矿区最低侵蚀基准面），相对高差598m。

矿区多为风化坡积地貌。

（3）水系及主要河流

井田内地表小溪沟发育，由南西、北东向中部的百车河汇集后，在矿区外汇入仲河，仲河属珠江水系支流，该河流经井田西侧边界附近和北侧，流量0.912~103.75m3/s。

（4）气象及地震烈度

区内属亚热带季风气候，夏秋温暖，春冬严寒，季节性区分不明显，常年阴雨绵绵，气候变化无常，年平均气温14.4℃，每年6-9月平均最高温度31.5℃，11月至次年2月为冰雪期、霜冻期，平均温度达-2℃。

年均降雨量1223.6mm，多集中在5-9月，年均蒸发量1399.2mm，年均相对湿度80%，全年日照1541.7h，全年霜冻日数23d，最大频率

图1-4-1交通位置图

风向为东南偏东风，最大风速25m/s。

按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A“我国主要城镇抗震设防烈度设计基本地震加速度和设计地震分组”划分，井田所在地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g。

（5）地区经济概况

矿区内及其邻近区以农业为主，农作物主要有玉米、小麦、油菜、水稻、大豆、马铃薯等，经济作物为烟叶，现有较多的小煤矿企业，为地方经济发展和人员就业贡献较大。

矿区内居民的经济来源仍以传统的家畜、家禽饲养为主，近年来，劳务输出已成为其主要经济来源。

1.4.2主要自然灾害

井田为中高山地形，山峦起伏，沟壑纵横，地形复杂，坡度大。

根据“资源量核实报告”对环境地质现状的描述，井田范围内除因开采造成的地裂缝外，未发现崩塌、滑坡、泥石流及地面塌陷等地质灾害，区域地质环境条件为中等。

2.4瓦斯抽采

2.4.1矿井瓦斯储量

（1）矿井瓦斯储量及可抽量

1）矿井各煤层瓦斯含量

矿井各煤层预测的瓦斯含量及残存瓦斯含量详见表3-1-2，表3-1-3。

2）矿井瓦斯储量及可抽量

瓦斯储量是指煤田开采过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤层和岩层中赋存的总量，是衡量瓦斯资源量有无开发利用价值的重要指标，瓦斯储量按下式计算。

Wk=W1+W2+W3

式中：

Wk—矿井瓦斯储量，Mm3；

W1—可采煤层瓦斯储量总和，Mm3；

Ali—矿井每1个可采煤层的煤炭储量，kt；

Xli—矿井每1个可采煤层的瓦斯含量，m3/t；

n—可采煤层数

W2—可采煤层采动影响范围内不可采煤层瓦斯储量总和，Mm3；

A2—可采煤层采动影响范围内不可采煤层的煤炭储量，kt；

X2i—可采煤层采动影响范围内不可采煤层的瓦斯含量，m3/t；

W3—受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量，Mm3；

W3=k（W1+W2）

k—围岩瓦斯储量系数，取k=0.1。

依上式计算，井田瓦斯储量及可抽量计算结果见表5-1-3。

经计算，井田瓦斯储量735.90Mm3，其中煤层瓦斯储量669.00Mm3，围岩瓦斯储量66.90Mm3，可抽瓦斯量441.54Mm3。

表2-4-1井田瓦斯储量及可抽量计算表

类别

煤层

编号

资源量（kt）

瓦斯含量（m3）

瓦斯储量（Mm3）

抽放率（%）

瓦斯可抽量（Mm3）

备注

开

采

层

C1

4123

20.36

83.94

60

50.36

C14

1096

20.65

22.63

13.58

C15a

3292

12.10

39.83

23.90

C16

2566

18.93

48.57

29.14

C18

5208

15.36

79.99

47.99

C20

1833

17.92

32.85

19.71

C26

1769

18.60

32.90

19.74

C34

1481

18.09

26.79

16.07

C43

1512

17.20

26.01

15.61

C52

1626

15.41

25.06

15.04

C60

250

15.75

3.94

2.36

C61

2329

20.27

47.21

28.33

C64

1661

17.93

29.78

17.87

C66

813

18.80

15.28

9.17

C67

875

15.83

9.50

C68

1274

18.56

23.65

14.19

C69

3370

16.00

53.92

32.35

计

608.18

364.91

不可采煤层

60.82

36.49

按10%计算

小计

669.00

401.40

围岩

66.90

40.14

合计

735.90

441.54

（2）瓦斯涌出量计算

见本章第一节“3.1.2瓦斯涌出量预测及变化规律”

2.4.2抽采系统和方法

（1）抽采瓦斯的必要性和抽采难易程度分析

1）抽放瓦斯的必要性

根据《煤矿安全规程》（2009）第145条规定，有下列情况之一，必须建立地面永久瓦斯抽放系统。

①1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min，或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法不能解决瓦斯的问题的。

②矿井绝对瓦斯涌出量达以下条件的：

a．大于或等于40m3/min；

b．年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min；

c．年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3/min；

d．年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3/min；

e．年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min。

③开采有煤与瓦斯突出煤层的。

根据本章矿井瓦斯涌出量预测结果，本矿井相对瓦斯涌出量较大，矿井按有煤与瓦斯突出危险性进行管理，故须进行瓦斯抽采（预抽及御压抽采）。

瓦斯是一种优质洁净的能源，将抽出数瓦斯加以利用，可以变废为宝，改善能源结构，保护矿区环境，取得显著的经济效益和社会效益。

从资源利用和环保的角度看，也有必要建立永久瓦斯抽放系统，进行瓦斯抽采。

从以上三个方面分析看，在本煤矿建立瓦斯抽放系统很有必要的。

2）瓦斯抽采的难易程度分析

衡量煤层可抽性的指标主要有三项：

煤层的透气性系数（λ）、钻孔瓦斯流量衰减系数（β）、钻孔瓦斯极限抽放量（Qj）。

①煤层的透气性系数（λ）

煤层透气性是煤层对于瓦斯流动的阻力，是衡量煤层瓦斯预抽难易程度的重要标志。

在测压钻孔压力稳定后，卸掉压力表，利用煤气表测定煤层钻孔在不同时间间隔的流量，根据钻孔瓦斯不稳定径向流动理论，采用如下公式进行试算和验算：

A=qr/p02-p12,B=4p01.5/αr2

α=x/p01/2

F0=10-2～1，λ=100A1.61B0.613

F0=10～10，λ=100A1.39B0.389

F0=10～102，λ=109.5A1.25B0.25

F0=102～103，λ=182.8A1.136B0.136

F0=103～105，λ=210.4A1.111B0.111

F0=105～107，λ=313.1A1.07B0.0695

x—原始瓦斯含量，m3/t；

p0、p1—煤层原始瓦斯压力及巷道大气压，MPa；

r—钻孔半径，m；

q—钻孔排放时间为t时的煤孔段单位面积的瓦斯流量，q=Q/2πrL

Q—钻孔排放时间为t时流量，m3/d；

L—煤孔段长度，m。

②钻孔瓦斯流量衰减系数（β）

在测压结束后卸下压力表，安上流量计测定钻孔的自然瓦斯流量及其随时间的变化，根据测定结果的最大瓦斯流量和钻孔见煤长度，计算钻孔瓦斯流量及其衰减系数。

钻孔瓦斯流量衰减系数可以作为评估开采煤层瓦斯预抽的难易程度的一个标志。

钻孔瓦斯流量衰减系数的具体测定方法是：

选择具有代表性的地点打钻孔，先测定初始流量q0，经时间t后，再测其瓦斯流量qt，然后用下式回归计算衰减系数β：

qt=q0e-βt

③煤层抽放瓦斯难易程度分类

抽放难易程度分类见表3—4—1。

本矿勘探地质报告没有提供煤层的透气性系数（λ）和钻孔瓦斯流量衰减系数（β），建议矿井尽快补做该工作。

目前很难进行煤层瓦斯抽放难易程度的分类预测。

但近几年来国家加大了瓦斯治理力度的政策，抽采瓦斯的矿井大幅度增加，采用抽采瓦斯方法种类较多，根据抽采实践，分别采用高、低负压抽采等综合方法后是可以达到一定效果的。

表3—4—1　　　　煤层预抽瓦斯难易程度分类表

抽放难易程度

钻孔瓦斯流量衰减系数

（d-1）

煤层透气性系数

（m2/MPa2·

d）

容易抽放

<

0.003

>

10

可以抽放

0.003～0.05

10～0.1

较难抽放

0.05

0.1

设计要求矿井在建设期间有条件时开展煤层瓦斯基础参数测试以及煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定，取得煤层各项瓦斯参数，然后请有资质的设计单位进行瓦斯抽放专项设计（若鉴定矿井煤层有突出危险，还需开展防突专项设计）。

（2）瓦斯抽采控制范围、抽采指标、瓦斯抽采量、预抽时间及预抽效果分析

依据国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局《防治煤与瓦斯突出规定》和“关于加强煤矿瓦斯先抽后采工作的指导意见”（安监总煤装〔2007〕188号）文件精神，设计结合本矿煤层赋存特征以及矿井煤层瓦斯地质条件，采用多措（除设计采取的防突措施外，还采取开采保护层、底板及顺层预抽以及御压瓦斯抽放等措施）并举，应抽尽抽、抽采平衡，保证预抽时间，达到抽采达标，使矿井采掘活动