左家寨煤矿瓦斯抽采设计文档格式.docx
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煤层自燃倾向性鉴定，根据地质报告取样分析成果：
矿区内M5、M43号煤层自燃倾向均为自燃，自燃等级属二类；
M6、M7、M9、M51、M21、M38号煤层自燃倾向均为不易自燃，自燃等级属三类。
根据贵州省能源局《关于对贵州能发电力燃料开发有限公司<
关于左家寨煤矿煤与瓦斯突出危险性鉴定结果的请示>
的批复》（黔能源发[2009]327号），该矿委托煤炭科学研究总院重庆研究院对其开采范围内M5、M6、M7、M51煤层的煤与瓦斯突出危险性鉴定结果：
认定左家寨煤矿M5、M6、M7、M11煤层为煤与瓦斯突出煤层，认定左家寨煤矿为煤与瓦斯突出矿井。
随矿井产量的增加和开采范围的扩大及开采水平的延深,该矿今后主采煤层回采工作面、掘进工作面和部分采空区的瓦斯涌出量都将进一步增大。
左家寨煤矿作为煤与瓦斯突出矿井，为贯彻执行党和国家的“安全第一,预防为主”的安全生产方针和国家安全生产管理局2002年制定的“先抽后采,监测监控,以风定产”的煤矿瓦斯防治十二字方针和确保采掘工作面通风安全及满足防治煤与瓦斯突出的需要，左家寨煤矿有必要进行矿井瓦斯抽采工作。
第一章矿井概况
第一节矿井概述
一、井田境界
矿区井田范围东西长4.56km，南北宽2.77km，面积12.63km2，其形状大致为一矩形，周边四个拐点的地理座标见表1-1。
矿权拐点坐标表
表1-1
编 号
地 理 坐 标
直 角 坐 标
经 度
纬 度
X
Y
1
105°
11′45"
26°
47′15"
2964157
35514920
2
45′45"
35519464
3
09′00"
2961362
4
二、矿井地理及交通位置
1、地理位置
左家寨煤矿位于纳雍县城正西方向的海雍村，平距约20km，属纳雍县鬃岭镇所辖。
2、交通位置
矿区交通以公路为主，尚属便利。
南距213省道上的半边街（河坝）12公里，现正由简易公路改建成正规运煤公路，由半边街北东行至纳雍县城18km，南西行至纳雍一电厂所在地阳长镇12km，由阳长至六盘水市60km。
详见交通位置图。
三、地层
区域内出露的地层最老为寒武系（Ξ）、最新的是三叠系下统（T1）。
但中间缺失了奥陶系（O）、志留系（S）、泥盆系（D）及部分石炭系（C），说明本区在地史上曾长期处于抬升状态而没有接受沉积
四、矿区构造
矿区在构造位置上处于近东西向的猪场向斜南翼东段与北西向的加嘎背斜复合部位，基本构造形态为一单斜层，岩层倾向多在350～30°
间，倾角在矿区中段为20～25°
，东、西变陡为30～40度，由于倾角的变化引起煤层沿走向呈微波状起伏，这在煤层底板等高线图上可清楚的显示出来。
区内断层在东部及南东部较发育，分布有F2、F3、F4及其分支断层，北西部仅见到一条断层F1。
此外，地表填图和钻孔中又见到5条断层。
F1断层：
位于勘探区北西隅，是构成煤矿北西边界的断层。
其走向北东东—南西西，倾向345°
，倾角75°
，断层两盘均为T1yn地层，但北西盘下降，垂直断距100～150m，属正断层。
F2断层：
位于勘探区南东侧，是构成煤矿南东边界的断层，该断层自南西进入勘探区后，经箐脚、周家寨、垭口等地后至海雍垭口而延出区外，区内长约2km，其走向北东——南西，倾向130～140°
，倾角70～80°
，该断层在箐脚南西分出F3断层，至海雍垭口处又复合为一条断层。
其总的特点是北西盘上升，南东盘下降，造成北西盘的P3c、P3L、T1f地层与南东盘的T1f地层接触，为正断层，垂直断距60～70m。
F4断层：
也发育于勘探区南东隅，区内仅见出露长1000米。
近东西走向，补F2断层切割，东端延出区外，倾向北，倾角65°
，上盘P3c、P3L地层与下盘T1f地层接触，属逆断层，垂直断距＜5米。
F5断层：
位于勘探区西南角，走向NW—SE，走向长1500米，倾向NE，倾角67°
为正断层，断距不明，对区内无影响。
f1断层：
位于勘探区北西部，多拱至夹沟。
区内出露1150米，西北交于F1断层，走向120～140°
，倾向SW，倾角62°
，切割T1yn2～4段地层，为斜交逆断层，垂直断距5～25米。
由B801、B102孔工程控制。
f2断层：
位于区内西南角，北西部，多拱至夹沟。
f3断层：
位于区内东北部，魏家岩洞至杜家冲地表出露550米，走向104°
，倾向S，倾角60°
，为走向正断层，垂直断距25米。
f4断层：
位于区内东南角左家寨至二垭口，地表出露伸展1300米，断层走向SW～NE，方位55°
，倾向NW，倾角68°
，为斜交正断层，垂直落差20米。
由B601、B705孔工程控制。
f5断层：
位于区内东南角左家寨至垭口上一线北侧，地表出露1350米，走向近EW，交于F2断层，中部和f4切割，倾向NE，倾角40°
，为走向逆断层。
由B601、B701钻孔揭露控制，垂直落差25米。
f6断层：
位于区内中部为稳伏逆断层，走向95°
，长300米，倾向近北，倾角47°
，垂直落差15～45米。
由B401孔控制。
f7断层：
位于区内中部为稳伏逆断层，走向103°
，长650米，倾向近北，倾角50°
，垂直落差15～70米。
五、煤层与煤质
1、煤层
矿区内共发现可采及局部可采煤层9层，由上至下编号为M5、M6、M7、M9、M51、M21、M38、M43，其中M5、M7、M43三层为全区可采煤层，其余为大部、局部可采煤层。
全区可采煤层中M5煤层以其厚度大、稳定、煤质佳而为本区主要可采煤层。
从全区看，各可采及局部可采煤层厚度在向东部均有变薄的趋势，现将各可采煤层特征简述如下：
M5煤层：
位于P3L顶界之下32m左右。
为黑色半亮型煤。
中部夹0～1层高岭石粘土岩夹矸，夹矸单层厚0.28～0.48m。
煤层外观，上部多呈粉状，下部多为碎块状，俗称“大糠煤”。
煤厚0.49～2.80m，平均1.61m。
为全区稳定主要可采煤层，顶板为薄至中厚层岩屑粉砂岩，底板为粘土岩或粉砂质粘土岩。
M6煤层：
位于P3L2上段，上距M5煤层2～15.2m，一般为7.80m左右。
结构较简单，仅偶夹一层厚度小于10cm不稳定的高岭石粘土岩夹矸，煤层厚0.7～2.51m，平均厚1.20m。
全区较稳定、大部可采。
顶板为薄至中厚层粉砂质泥岩，底板为粉砂岩。
M7煤层：
位于P3L2上部，上距M6煤层6～21.5m，仅3－3′线距M6煤层间距较大为20m，一般在11m左右为黑色半亮至光亮型煤，外观多呈粉状及少量碎块状，俗称“绵煤”。
结构较简单，仅少数地段中含有1～2层厚0.13～0.98m的夹矸。
煤层厚0.42～5.69m，平均厚2.01m，全区稳定可采，为本区煤系中厚度相对最大，最为稳定的主要可采煤层。
顶板为岩屑粉砂岩，但其下常有0.2～0.6m左右厚的粘土岩伪顶，底板为泥岩。
M9煤层：
位于P3L2上部，上距M7煤层19m左右，为黑色、半亮至半暗型煤，外观呈粉状。
煤层结构较简单，仅两翼有一层0.20m左右的夹矸。
煤厚0.70～7.75m，平均厚1.43m，全区较稳定局部可采。
顶板为粉砂岩，底板为泥质粉砂岩。
M51煤层：
位于P3L2中部，上距M9煤层17m左右。
为黑色半亮至半暗型煤，外观多呈粉状，仅在勘探区东部变为块状。
结构简单，偶含一层高岭石粘土岩夹矸。
由于其含硫相对偏高而俗称“大臭煤”。
煤层厚0.70～2.40m，平均1.06m。
全区较稳定局部可采。
顶板为岩屑粉砂岩，底板为粉砂岩。
M55煤层：
该煤层见煤点21个，可采点9个，占43%。
可采块段分散为5块，全层可采面积占55%，允采标高+1500m水平以上可采面积只占该水平的40%，块段分散无法开采，故本次不予估算资源量。
M21煤层：
位于P3L1顶部，上距M55煤层45.5～95.0m。
为黑色块状光亮型煤。
结构单一，一般不含夹矸，仅在B801孔中见含一层厚0.29m的高岭石粘土岩夹矸。
煤层厚0.70～2.45m，平均厚1.21m。
全区稳定大部可采,为区内主要可采煤层。
由于其机械强度好，外观常呈块状，而俗称“大岩煤”。
由于该煤层稳定、厚度变化不大，本次作为P3L上、下段标志层。
M38煤层：
位于P3L1中部，上距M21煤层70m左右，为黑色块状半亮至光亮型煤，外观多呈块状，中部有厚0.1～0.45cm的高岭石粘土岩。
可采地段煤层厚0.70～2.08m，平均1.03m。
为较稳定局部可采煤层。
由于其中常含有较厚的高岭石粘土岩夹矸，而俗称“大矸焦”。
顶板为岩屑粉砂岩夹粉砂质泥岩，底板为粉砂岩。
M43煤层 位于P3L1下部，上距M38煤层底板30～45m，下距P3L1底部28m左右。
由西向东此间距逐渐增大，为黑色半暗型煤。
外观多呈块状，结构较简单，含一层夹矸。
全区稳定、可采。
煤层厚0.20～1.52m，平均厚0.95m。
顶板为粉砂质泥岩或炭质泥岩，底板为粉砂岩。
2、煤质
煤种：
主要可采煤层为无烟煤三号。
硫分（St,d）：
主要可采煤层原煤干燥基硫分平均值在0.29%～2.98%之间，原煤属特低硫～中高硫煤。
灰分（Ad）：
主要可采煤层原煤干燥基灰分平均值在16.47%～34.80%之间，属低中灰～中高灰煤。
发热量（Qgr,ad）：
原煤煤芯空气干燥基高位发热量平均值一般在24.55MJ/kg～29.09MJ/kg之间，原煤均为高热值煤。
煤类及用途：
左家寨矿井主要可采煤层原煤属低中～中高灰分、低硫～中高硫高热值的无烟煤，煤的工艺性能指标较稳定。
本矿区煤炭资源适用于发电、工业用煤、动力用煤和化工用煤等。
六、煤炭资源储量
根据黔国土规划院储审字[2004]29号《贵州省纳雍煤矿区纳雍县左家寨煤矿勘探地质报告》矿产资源储量评审意见书，左家寨矿井资源量为3673万t，工业资源/储量为2351万t，设计可采储量为1338.1万t。
七、其它开采技术条件
1、煤层自燃倾向性和煤尘爆炸危险性
根据取样分析成果，矿区内M5、M43号煤层自燃倾向均为自燃，自燃等级属二类；
M5、M6、M7、M9、M51、M21、M38、M43号煤层无煤尘爆炸危险性。
2、水文地质条件
1）含水层及隔水层
下三迭统飞仙关组（T1f）含水岩组：
岩性为紫红色、暗灰、灰色中至厚层泥岩、粉砂质泥岩，灰色中厚层生物屑灰岩、泥灰岩等。
分布于矿区中北部，含风化与构造裂隙水，富水性弱。
下三迭统永宁镇组（T1yn）含水岩组：
岩性为灰、浅灰色中至厚层灰岩，底部约50m为紫红、灰色薄至中厚层状泥质灰岩。
分布于矿区北部，含碳酸盐岩类暗河溶洞水，富水性强。
下二迭统茅口组（P1m）含水岩组：
岩性为灰、深灰色厚层至块状石灰岩。
分布于矿区南西部，也属含碳酸盐岩类暗河溶洞水，富水性强。
上二迭统长兴组及龙潭组（P2c+1）含水岩组：
岩性为灰、深灰、灰绿色薄至中厚层砂岩、粉砂岩、泥岩等，含可采或局部可采煤层8层。
含岩类构造与风化裂隙水，富水性中等。
峨眉山玄武岩组（P2β）隔水岩组：
岩性为灰、深灰色拉斑玄武岩，分布与矿区南及南西部，属隔水岩组。
井田内第四系主要为坡积物、残积物。
总体而言，区内地层含水性较微弱。
2）地表水
区内大的地表水体有海雍大沟、银厂沟及红旗水库。
海雍大沟和银厂沟均向南东流出区外汇入阳长河，属长江流域乌江水系，红旗水库位于井田北西，水域面积0.23km2，库容量320×
104m3。
3）断层水
断层中规模较大的有F1、F3和F4号断层，这些断层均为矿井或采区的边界断层，调查中并未发现有泉水点出露。
4）充水因素分析
煤层赋存于富水性弱的岩层中，与富水性强的石灰岩地层和地表水之间有较厚的相对隔水层。
断层、破碎带的富水性弱，导水性差，不构成水力联系通道。
煤层与强含水层没有直接的水力联系。
仅在浅部与含煤地层风化裂隙水、小煤矿、老窑水及第四系有直接水力联系，露头区小窑采煤引起的冒裂带及基岩风化裂隙带水是煤组地层主要含水段。
因此，区内露头区属以大气降水为主要补给水源的裂隙直接充水矿床。
深部主要直接充水水源为煤系地层裂隙水。
5）水文地质类型评述
煤组上覆、下伏为厚度较大的相对隔水层，直接充水含水层为煤组细、粉砂岩水，岩石裂隙微小，含水弱，较大的地表水体均分布在区边缘地带。
大气降水是主要间接水源，充水水源简单，属裂隙类水文地质条件简单的矿床。
6）.主要水害威胁状况
矿床直接充水层位为含煤地层龙潭组，其上覆地层永宁镇组、飞仙关组岩溶含水层为间接充水层位，主要可采煤层下伏有玄武岩隔水层，二叠系下统茅口组形成矿井充水的可能性较小。
矿区断裂构造不发育，矿井充水通道主要为岩体中的裂隙及节理。
区内大的地表水体如海雍大沟、银厂沟及红旗水库均位于井田边界或煤层露头以外，对矿井开采影响不大。
地下水的唯一补给来源是大气降水。
因此，本矿床为顶板直接进水的裂隙充水矿床，水文地质条件简单。
从以上分析可以看出，各含水层含水性较弱，加之矿区开采范围内地表水体对矿井开采影响不大，故本矿井受水害威胁程度较小。
矿井在浅部掘进时需加强对小窑的探放水工作。
7）.正常涌水量及最大涌水量
根据《贵州省纳雍煤矿区左家寨煤矿勘探地质报告》，采用“比拟法”估算了矿井正常涌水量为矿井正常涌水量为90m3/h，最大涌水量为370m3/h。
8）.邻近矿井和小窑涌水和积水情况以及废弃的矿井、小窑老塘积水情况
现井田范围内无合法小井，但由于井田内有小窑开采的历史，开采深度不能确定，当地村民介绍，小窑开采深度20～50m，煤炭仅作为当地民用煤。
建议矿井在进行补勘时对所有生产性小井和废弃老窑的采空区范围和积水情况进一步查明，以指导矿井安全生产。
由于矿区内因存在过去采煤时形成的采空区或老硐，由此，矿井必须对矿区内的小窑、采空区以及积水情况等进行详细调查，编制调查报告，并进行填图。
切实掌握小窑开采情况，小窑采空区积水情况，要注意探放水工作，特别是在采空区或老硐附近采煤时，防止采空区积水及老硐积水的突然涌出。
另外，还要注意在巷道中尚未查清的断层可能切穿上下含水层对开采的影响。
矿井浅部留有部分采空区，这些采空区距离地表较近，回采所产生的塌陷、裂隙可能使得这些采空区积水。
矿山采掘接近这些采空区时可能遭遇突水等水害。
第二节矿井开拓与开采
一、矿井开拓与开采
1、采区开拓方式
本矿开拓方式为平硐暗斜井开拓。
2、水平标高
矿井首采煤层M5号煤层与M6号煤层平均间距6～10m，M6号煤层与M7号煤层的平均间距在10～15m，M7号煤层与M51号煤层的平均间距在25～40m；
M51号煤层与M55号煤层的平均间距在30～35m；
M55号煤层与M21、M38、M43号煤层的平均间距分别在45～60m、115m～150m和140m～190m左右，根据煤层赋存条件及煤层间距，设计将井田内可采煤层划分为上下两个煤组，上煤组为M5、M6、M7、M51、M55号煤层，下煤组为M21、M38、M43号煤层。
全井田划分为四个采区和一个后备区，根据矿井煤组的划分及煤层赋存条件，设计将全井田划分为一个水平开拓，水平标高+1600m这样既可以保证有足够的可采储量满足水平服务年限，并且有利于减少井巷总工程量和简化生产环节。
阶段垂高为175m。
二、采煤工艺及主要设备
矿井采用走向长壁式采煤法，全部冒落法管理顶板。
综采工作面选用电牵引MG160/375-W型双滚筒可调高采煤机。
液压支架选用ZYQ3400/12/28型掩护式支架，掘进工作面采用综掘和普掘。
设计以一个采区、一个综采工作面和四个掘进头（2个煤巷（半煤岩）普掘进工作面，2个岩巷普掘工作面）达到设计生产能力。
三、生产能力及服务年限
1、矿井工作制度
矿井年工作日为330天，井下工人及地面其他人员均按“三·
八”工作制，每班工作八小时。
2、生产能力及服务年限
矿井设计生产能力为45万t/a，服务年限21a。
第三节矿井通风及瓦斯
一、矿井通风
矿井回采工作面采用“U”型通风，目前，矿井回采工作面实际配风量为1200～1500m3/min，煤巷掘进工作面配风量为400m3/min。
二、矿井瓦斯抽采
矿井瓦斯抽采泵站设在矿井辅助工业场地内，安设有高负压和低负压两套瓦斯抽采系统。
安装了高负压2BEC-42型瓦斯抽采泵2台，配套YB400S2-4矿用防爆电动机，功率为185kW；
安设有低负压2BEC-42型瓦斯抽采泵2台，配套YB450S1-4矿用防爆电动机，功率为250kW。
高、低负压瓦斯抽放主管从辅助工业场地沿回风斜井敷设到12区段回风石门与回风斜井连接处。
井下安设有高、低负压瓦斯抽采主管各为一趟，材质为螺旋焊管；
高负压抽采主管规格为φ478×
6，支管管径规格为φ325×
6；
低负压抽采主管规格为φ478×
6，支管采用规格为φ478×
6，材质为聚酯纤维复合管。
高、低负压抽采系统支管均从回风斜井各区段片口与主管连接。
抽采系统主管有计量、防爆、防回火及避雷等安全装置；
抽采钻场支管及单孔安设有测流装置。
两套抽放系统自2009年9月运行以来，运行稳定，各项参数均能满足矿井需要。
目前，矿井对煤巷掘进条带采用专用瓦斯巷穿层预抽煤层瓦斯的方法，即钻孔控制上下帮各20m范围，钻孔终孔间距4m；
回采工作面采用本煤层顺层钻孔预抽煤层瓦斯的方法，即利用运输和回风顺槽沿煤层倾向向回采区域施工钻孔，钻孔间距2m；
采空区采用埋管抽采卸压瓦斯的方法。
左家寨煤矿目前正在为抽采瓦斯发电做准备，尚未实现瓦斯利用。
瓦斯发电站建在瓦斯抽采站南面大约30m的位置，已购置4台500kw发电机组。
三、矿井瓦斯情况
认定左家寨煤矿M5、M6、M7、M51煤层为煤与瓦斯突出煤层，认定左家寨煤矿为煤与瓦斯突出矿井。
四、邻近矿井煤与瓦斯突出鉴定情况
左家寨煤矿邻近矿井有中领煤矿，该矿为突出矿井。
第四节矿井瓦斯储量及可抽量
一、矿井瓦斯储量
瓦斯储量是指煤田开发过程中，能够向开采空间排放瓦斯的煤岩层赋存的瓦斯总量。
根据《煤矿瓦斯抽放规范》，其计算公式为：
式中：
W1—可采煤层瓦斯储量的总和，万m3；
A1i—矿井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m3
A2i—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；
W3—围岩瓦斯储量，万m3；
K—围岩瓦斯储量系数，取K=0.05。
经六枝工矿（集团）恒达勘察设计有限公司编制的《贵州省纳雍煤矿区左家寨煤矿补充勘探地质报告》得出，矿井瓦斯储量为12亿万m3。
2、可抽瓦斯量
本矿瓦斯抽出率按50%（根据金元集团文件要求）计算，因此可抽瓦斯量为6亿万m3。
第二章瓦斯抽采
第一节抽采瓦斯的必要性和可行性
一、建立瓦斯抽采系统的必要性
1、防治煤与瓦斯突出的需要
根据《煤矿安全规程》（2011年版）第145条和《煤矿瓦斯抽采规范》（AQ1027-2006）第4条规定，有下列情况之一，必须建立地面永久瓦斯抽采系统或井下移动泵站瓦斯抽采系统。
1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，用通风方法解决瓦斯问题不合理的；
矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的：
大于或等于40m3/min；
年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min；
年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m
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