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1、煤矿瓦斯抽采设计摘要：随着煤矿开采深度的增加，矿井瓦斯问题日益严重。特别是对于高瓦斯矿井和突出矿井，日常生产过程中的最大平安隐患就是瓦斯事故。瓦斯问题不仅直接威胁着矿井工作人员的生命平安，而且间接制约着煤矿企业经济效益的增长。因此，如何能有效遏制瓦斯事故的频繁发生，现已成为制约国家煤炭行业可持续开展的一个关键性问题。目前，在高瓦斯矿井中应用较为普遍的为瓦斯采抽采技术，它采用上下顺槽打顺层平行钻孔预抽、高位钻孔抽放和采空区埋管抽放、上隅角抽放相结合的瓦斯抽放方法，可以有效将煤层瓦斯含量降低到平安指标以下，从而可以对工作面进行平安回采。根据华泰煤矿现有的各项地质资料以及矿井瓦斯状况，该矿井可以而且
2、必须进行瓦斯抽采工作。因此，本设计针对这一条件，对该矿井进行瓦斯抽采设计，从而使得该矿井的瓦斯治理工作能够得到科学管理，生产工作能够到达平安高效的水平。关键词：高瓦斯矿井；瓦斯抽采；顺层平行钻孔；高位钻孔；上隅角抽采TheGasDrainageDesignAbstract：Astheincreaseofminingdepthofthecoalmines,theminegasproblemhasbeenmoreandmoreserious.Thegasaccidentisthemaximumsecurityinthecourseofdailyproduction,especiallyforthe
3、highgasmineandoutburstmine.Itnotonlythreatensthecoalminestaffs,lifesatety,butalsorestrictsthegrowthofthecoalmineenterprise,seconomicbenefits.Therefore,ithasbeenakeyproblemthatrestrictsthecoalindustryssustainabledevelopmentofthestatethathowWecancontainthefrequentoccurrenceofthegasaccidentseffectively
4、.Atpresent,thegasdrainagetechnologyhasbeenwidelyapplicatedrelativelyinhighgasmine,whichincludesbeatingparallelholedrilledalongseamintheunderandlowercrossheadingstopre-pump,beatinghighlyloactedholestopre-pumpanddischarge,buryingtubestopumpinthegoafanddrainagingintheuppercomer.Thecombinationofthesemet
5、hodscanreducethegascontentinthecoalseamunderthesafetyindexsothatWecanminingsafelyintheworkingface.WecanandmustdrainaninggasinHuaTaicoalbasingontheexistingcoalgeologicalinformationandtheminegascondition.Therefore,thisdesignconductsthegasdrainagedesignonthecoalmineaccordingtothisconditiontomakethecoal
6、minegascontrollingworktogetascientificmanagementandmaketheproductionworktoachieveasafeandefficientlevel.Keywords:highgasmine;gasdrainage;parallelholedrilledalongseam;highlylocatedhole;drainagingintheuppercorner目录1引言11.1 设计的目的与意义11.2 设计依据21.3 设计的指导思想21.4 设计的主要技术方法22矿井概况32.1 井田概况32.2 井田地质特征42.3 矿井开拓、开
7、采概况142.4 矿井通风系统概况203矿井瓦斯赋存情况213.1 煤层瓦斯根本参数213.2 矿井瓦斯储量223.3 矿井瓦斯涌出量预测233.4 矿井可抽瓦斯量及可抽期264瓦斯抽采的必要性和可行性论证294.1 瓦斯抽采的必要性294.2 瓦斯抽采的可行性305抽采方法325.1 规定325.2 矿井瓦斯来源分析325.3 抽采方法选择335.4 钻孔及钻场布置345.5 抽采设计355.6 封孔方法396瓦斯抽放管路系统及设备选型406.1 抽放管路选型及阻力计算406.2 瓦斯抽放泵选型446.3 辅助设备467经济概算527.1 编制依据527.2 费用概算范围527.3 技术经济
8、分析与评价538平安技术措施538.1 平安措施制定的相关要求538.2 地面抽放瓦斯站平安措施的要求548.3 抽采系统及抽采泵站的平安措施548.4 平安管理措施559瓦斯的综合利用与配套设施569.1 矿井瓦斯利用569.2 瓦斯利用管路布置569.3 配套设施569.4 监测监控系统589.5 地面建筑及环保5910抽放瓦斯管理6010.1 瓦斯抽放管理及规章制度6010.2 机构设置及人员配置6110.3 瓦斯抽放技术资料62参考文献62致谢错误!未定义书签。华泰煤矿为一座基建矿井，设计生产能力60万ta,矿井效劳年限为30.0a。主要开采煤层为二I煤，矿井工业资源/储量为3319.
9、4万K本矿井主井进风提煤、副井进料、提砰、提人并兼进风，矿井设有专用回风立井。本矿采用单水平上山开拓，全井田沿走向划分3个采区，首采区为井田中部11采区，接替采区分别为12采区和13采区，矿井首采工作面为11050工作面，11090为接替工作面。本矿井主采煤层二1煤为粉状无烟煤，煤层平均厚度4.62m,井田煤层大部可采，但煤层厚度变化较大，二一煤层为不易自燃发火煤层，且无煤尘爆炸危险性。二I煤层顶底板岩层稳定性较差。为贯彻执行党和国家的“平安第一，预防为主，综合治理”的平安生产方针和国家平安生产监督管理局制定的“先抽后采，以风定产，监测监控”的煤矿平安生产管理方针,该矿已在井下安装了为回采工作
10、面效劳的移动式瓦斯抽放泵站和与其相配套的瓦斯抽放系统。抽出的瓦斯直接排放到矿井的回风系统中。随着矿井瓦斯涌出量的增大，总回风的瓦斯浓度较高，另外，井下移动泵站的管理也比拟复杂，经常需要对瓦斯抽放泵的水垢进行清理。对华泰煤矿进行瓦斯抽采设计，建立地面抽放泵站是非常必要的和可行的。特此编写华泰煤矿瓦斯抽采设计说明书。1.1 设计的目的与意义1 .我们本设计是在完本钱科教学的全部学习任务之后所进行的一次综合性学科设计，此次设计可以将我们所学的关于煤矿方面的专业根底知识，如煤矿地质学、煤矿开采学、通风平安学、矿井瓦斯防治等方面的知识进行系统性的学习和稳固，从而将我们所学到的理论知识拓展到更高一个层次。
11、2 .通过此次设计，我们可以进一步熟悉和掌握矿井生产的各个系统以及各个系统之间的协调关系；同时我们也可以对目前国内外煤矿行业的生产与平安有一个初步的认识与了解。3 .通过此次设计，我们可以培养自己遇到问题独立思考的习惯，以及提升我们分析问题、解决问题的能力，可以将所学的理论知识很好地与实际生产相结合。4 .河大煤业华泰煤矿是一个高瓦斯矿井，所采煤层属于三软煤层，矿井地质条件非常复杂，矿井瓦斯问题不仅直接威胁着矿井工作人员的生命平安，而且也间接制约着该煤矿企业经济效益的增长。而通过对该矿井进行瓦斯抽采，一方面可以在一定程度上遏制煤层瓦斯的突出，给矿井工作人员提供一个相对平安的工作环境，另一方面可
12、以将瓦斯这种优质资源加以合理利用，给该企业带来可观的经济效益。1.2 设计依据1 .煤矿瓦斯抽采标准(AQlO272006),中华人民共和国平安生产行业标准，2(X)6；2 .煤矿瓦斯抽采工程设计标准(GB50471-2008),中华人民共和国国家标准，2008；3 .矿井瓦斯抽采管理标准，中华人民共和国煤炭工业部，1997；4 .煤矿平安规程，国家煤矿平安监察局，2011；5 .防治煤与瓦斯突出规定，国家平安生产监督管理总局和国家煤矿平安监察局，2009；6 .煤矿瓦斯抽采根本指标(AQlO262006),国家平安生产监督管理总局，2006。1.3 设计的指导思想当前国家对瓦斯综合治理提出了
13、“先抽后采、监测监控、以风定产的十二字方针。华泰煤矿作为一个高瓦斯矿井，响应国家号召，贯彻落实“平安第一，预防为主，结合治理”的平安生产方针，在结合自身开采技术条件的情况下，依靠科技进步，加大平安投入，在地面建立了永久抽放瓦斯系统和井下临时抽放瓦斯系统，多措并举，应抽尽抽，从而保证抽采平衡、效果达标。具体指导思想为以下几个方面：1 .严格按照矿井瓦斯抽采的相关规定进行设计，保证矿井瓦斯抽采系统平安可靠,确保矿井平安生产；2 .在符合标准要求，满足使用的前提下，尽可能降低本钱，节省工程投资；3 .尽量利用原有的巷道、管道，少增加开拓费用；4 .设备、管材选型留有余地，能满足矿井改扩建后的需求；5
14、 .采用较先进瓦斯抽采工艺技术，且符合实际。1.4 设计的主要技术方法本次设计主要分四个阶段进行：1 .前期对所设计矿井的相关原始资料进行收集整理，并查阅一定量的关于瓦斯流动规律和瓦斯抽采相关方面的书籍和文献。2 .中期开始按照大纲要求着手做毕业设计，设计内容要求真实可靠。在设计过程中要利用好网络和图书馆这两个工具，假设遇到有疑问的地方要及时与指导老师进行交流或向其请教。3 .后期对设计内容进行进一步整理和完善，并完成相关图纸的绘制任务。之后，将设计初稿交予指导老师，请其进行悉心修改并提出珍贵建议。4 .最后，将指导老师反复修改正后的设计进行最终完善，装订成册，并对设计内容进一步熟悉，为辩论做
15、好准备。2矿井概况2.1 井田概况2.1.1 位置与交通本井田南距大峪沟镇5km,西北距巩义市12km。310国道从大峪沟镇通过，陇海铁路和开（封）洛（阳）高速公路从北部约6km通过。大峪沟一高山沥青公路从区内中部通过，区内各村庄之间均有沥青公路及简易公路相通，交通十分便利，见图21。加木修乡石庄乡岖J利乡G55城伯镇东小仇横西虢精,-b化工铺平乐镣8314邙岭乡催师市山化乡Bi县中回郭铺高龙储RhtW忖植冠店铺府店铺佛光乡你ISHl西陶徜1匕令乡站街楷高阳铺巩义市岳忖多祥云摘南皮慎招货乡大峪沟雄小关铺新中铺西忖楂涉村消核核园Hi高忖乡渗开鬲途上街区城关乡荥阳市tM乔楼储SO2崔庙铺PMW牛店
16、锁贾峪错衾庄乡新密市图21交通位置示意图Fig.2-1Theschematicdiagramofthetrafficposition2.1.2 地形地貌区内地势总体上呈东高西低，南高北低，中部沟谷发育且低凹。区内最高点为付山,海拔+664.9m,最低点在致富沟入口，海拔+212.0m,相对高差452.9m。全区沟岭相间,纵横交错，沟谷多呈“V”字型，山脊多呈鱼脊状和馒头状，地形切割严重，呈侵蚀低山丘陵地貌景观。2.1.3 地表水系矿区内仅在西部有一条河流，即东泗河，属黄河流域伊洛河水系，发源于南部山区,流向西北，在站街镇东北汇入伊洛河，经神北横切邙岭注入黄河。该河为季节性河流，以排洪为主，由于
17、附近各煤矿排水的注入，现为常流不断的小溪。该河上游筑有凉水泉水库，位于大峪沟井田19勘探线附近，是本区主要地表水体。据现有资料显示，其蓄水面积1O6711水深1.5m,库容16008m3,为小型塘坝，以拦、蓄洪水，农田灌溉为主。2.1.4 气象本区属暖温带大陆性半枯燥季风气候，春秋季干旱且多风，夏季炎热多雨，冬季寒冷枯燥少雨雪。据巩义市气象站资料，各种气象要素如下：气温：最高气温为43P,最低气温为-15.4。（3,年平均气温为146C。蒸发量：该区蒸发量较大，年平均蒸发量为2136.4mm。降雨量：降雨量少而集中，年平均降雨量为583mm,一般集中在79月份，约占全年降雨量的70%O冻土深度
18、：11月中旬开始降雪、冰冻，最大积雪厚度21Cm（1972年12月），最早霜冻时间为10月份，最大冻土深度为22Cm（1977年1月），年最长霜冻期60天，年平均霜冻期43天。一般风速3.4ms,最大风速20ms2.1.5 地震根据河南地震历史资料记载，荥巩一带曾发生过40余次地震，其中破坏性较大的是公元119年3月10日的汜水（并入荥阳市）地震，震中在洛阳附近，烈度为八度。距今最近的一次是1973年12月14日发生在巩义的3级有感地震。上述历次地震对本区均有涉及。据抗震设计标准（GB50011-2001）及历年发生的地震资料，本区震级为5级，地震烈度按7度设计。2.2 井田地质特征2.2.1
19、 地层本区为低山丘陵地形，基岩大面积裸露。井田内出露的地层有第四系、第三系、三迭系下统、二迭系、石炭系中、上统、奥陶系及寒武系。现将地层由老至新分述如下：1.寒武系（）出露于井田南部,井田内唯有2601孔揭露，厚度18.87m,岩性为白云质灰岩，全层厚度不详。2 .奥陶系中统马家沟组（02）该组地层多分布在白窑、薛庄、宋沟、南沟、竹林沟、丁烟及刘家一带。顶部为深灰色石灰岩与泥岩互层，隐晶质结构，中厚层状，局部夹灰黄色钙质泥岩薄层，其下为厚层石灰岩，隐晶质结构，质地均一，局部可见暗紫红色的薄层泥灰岩，溶洞发育，下部为含泥质的白云质灰岩或白云岩与泥岩互层，地表实测厚度为148.40m,东部邻区厚度
20、为237.07m,而井田内钻孔揭露最大厚度151.70m(3103孔本区缺失下奥陶统(01),与下伏寒武系地层呈假整合接触。3 .石炭系(C)井田内仅有上统太原群及中统本溪群：(1)中统本溪群(C2)该群地层分布在马蹄沟、马沟、宋沟、竹林沟及瓦窑南一带。由灰色至深灰色豆状或鲍状铝土岩、铝土质泥岩组成。据417队钻孔资料，铝土矿层多位于该群地层的中上部，称为K4矿层带，自西向东矿层带层位有自上向下迁移的趋势，靠近底部多为赤红色的褐铁矿及赤铁矿。该群地层厚度为3.5733.69m,平均厚度为7.31m。与下伏地层呈假整合接触。(1)上统太原群(C3)该群地层多展布于钟岭、大峪沟、刘沟南、解放村一带
21、。主要由石灰岩、泥岩、砂质泥岩、炭质泥岩、煤及砂岩组成。依据岩性组合特征可分为三段：上部灰岩段(1.71.9)、中部碎屑岩段、下部灰岩段(1.i-UJo可采煤层一】煤层赋存于该群底部。该群地层厚度变化较大，两极值为32.4697.20m,平均厚为63.13m。4 .二迭系(P)由山西组、上石盒子组、下石盒子组、平顶山组、土门组等地层组成，总厚度一般92Om左右，与下伏地层为整合接触。现由老至新分别表达如下：下统(PI)山西组(Pll)该组地层主要分布在水滴河北、荆子沟、黑龙潭、大峪沟、张沟、解放村至园枣树附近。由煤、炭质泥岩、泥岩、砂质泥岩及砂岩组成。主要可采二I煤层赋存于该组的底部。全组厚3
22、9.59110.68m,平均厚76.82m。下石盒子组(P12)主要分布在石渣坡、坟沟、土冢子沟、黑龙潭、钟岭、大峪沟、全神庙、庙岭至园枣树一线。按其岩性特征可分为上、中、下三局部，上部为深灰色砂质泥岩、泥岩、粉砂岩夹薄层细砂岩，含有植物化石碎片，靠近下部具有小暗紫斑。中部为砂质泥岩与泥岩互层，间有紫斑、微含铝质，夹有透镜体状的细砂岩，偶尔含有不可采的薄煤层(三煤)，仅1314孔见有0.20m及0.45m两层薄煤，下部为本区较稳定的大紫泥岩(米村泥岩)，厚约15m左右，为深灰色灰色含铝土质泥岩，含有豆状和酮状的菱铁质鲍粒，层位稳定，为一良好标志层。底部为一层厚5IOm的灰绿色中细粒砂岩，但局部
23、为粉砂岩，成分以石英、岩屑为主，分选中等，硅泥质胶结，含泥质及菱铁质包体、黄铁矿结核，具大型斜层理，俗称砂锅窑砂岩，是与山西组分界之良好标志。本组最小厚度53.24m,最大厚度130.42m,一般厚90m左右。(1)上统(P2)上石盒子组(P2I)主要分布于荆枝沟经岳寨、将军岭南岭、庄子沟、口头园南的井田中深部一带。以田家沟砂岩底界面为界，可分为上、下两段。下段(P21-1)：该段包括四、五、六三个煤组，由深灰色、灰色砂质泥岩、泥岩、炭质泥岩、粉砂岩及灰白色中细粒砂岩组成。煤层不甚发育，仅有1708及2504两孔分别见到五煤和四煤层，均不可采，四煤组底板砂岩据地表出露和钻孔资料，其岩性为浅灰、
24、灰绿色中细粒砂岩，底部常为粗粒或含砾砂岩，具缓波状层理及斜层理，泥质胶结，层位较稳定，为上、下石盒子组分界之标志层。该段厚一般167.(X)m左右。上段(P21-2)：该段包括七、八两个煤组，其岩性主要是由灰绿色、土黄色及少量暗紫色的中细粒砂岩、粉砂岩、砂质泥岩组成。局部地段在七煤组附近夹有薄层硅质海锦岩，为确定七煤组层位的良好标志。煤层不发育，钻孔穿过层位中仅106孔见七煤组薄煤三层，该段底部有一层厚约20余米的灰白色中细粒含砾石英砂岩(俗称田家沟砂岩)，其成分单一,石英含量可高达85%,硅质胶结，含泥质包裹体，具斜层理，全井田内层位较稳定，为本组上、下段分界的良好标志层。全段厚约25Om左
25、右。平顶山组(P22)主要出露于井田北部的海上桥、大古堆、大坡顶及将军岭北一带。其岩性为浅灰灰白色中细粒长石石英砂岩，局部地段略带肉红色，硅、泥质胶结，分选性中等，滚园度次之，具大型斜层理，有时夹有薄层粉砂岩。厚度由西向东有逐渐变薄的趋势，可作为煤系地层顶部一良好标志层，其厚度约60余米。土门组(P23)主要在青石山、伏山南北一带有大面积出露。按其岩性特征可分为上、中、下三段。上段(P233):主要由中细粒砂岩所组成，顶部夹有同生砾岩，底部夹薄层钙质粉砂岩或砂质泥岩,含有钙质结核，具缓波状层理及斜层理，厚约87m。中段(P232):以紫红色泥岩为主，下部含大量形状不规那么的钙质结核，中部夹厚约
26、Im左右中细粒溶洞发育的石英砂岩，本段厚度为84.50m。下段(P231):以灰黄色中细粒砂岩为主，间夹薄层暗紫红色泥岩及粉砂岩，多具大型斜层理，层面含较多的云母片，风化后多呈薄层状。本段地层厚约100m左右。5 .三迭系下统圈门群一段(TU)主要在井田北部的青石山、伏山一线有零星出露,厚100m左右为紫红色中细粒厚层状长石石英砂岩，多具大型斜层理、硅质胶结，性坚硬，富含铁质。地貌特征明显，常形成高山。俗称“金斗山砂岩”。本群与下伏地层呈整合接触。6 .第三系(R)仅在白河、马蹄沟北有零星出露,主要为灰黄色砾岩，砾石成份复杂，由石灰岩、粉砂岩、泥岩、石英岩等砾石组成，砾径由220cm,一般为1
27、0cm,滚圆度较好，而分选性较差，多为钙质胶结。厚度不详，与下伏地层呈不整合接触。7 .第四系(Q)井田内出露面积较广，以不整合的接触关系覆盖于下伏不同时代地层之上，在坏子沟、谚沟、冯寨、海上桥等地沉积面积较广，由黄土、耕植土、砂质粘土、砾石、姜结石等组成，钻孔揭露最大厚度为33.67m(2807孔)，而一般常见厚度为515m。2.2.2 构造本井田位于秦岭纬向构造带北亚带嵩山大背斜的北翼。总的构造形态为一走向280290。，倾向1020。，倾角714。,单斜构造，区内褶皱不甚发育，构造以断裂为主,主要为东西向断裂，倾角平缓(714。)的单斜构造,由近东西向、北东向和北西向三组断裂组成。近东西
28、向断裂是与区域纬向构造体系相平行的一组主干断裂，以走向正断层为主，局部伴生有小型的逆冲断裂，并多呈阶梯式或地堑式相间排列，构成了井田内构造的根本格架。北东和北西向断裂多发育于井田东西两端以压扭性正断层为主。此外，井田内尚发育有近东西及北西南东向起伏不大的小型宽缓褶皱。依据现行煤、泥炭地质勘查标准，确定构造复杂程度属简单构造。主要断裂有:1. 将军岭滑动构造(F9)位于本区北部边界附近，是滑动构造的主干断裂，地表出露于岳寨、西北沟、将军岭后沟、马岭北至韩沟一带，东西贯穿全区，倾向北，倾角6072。，落差070m,东部较大，西部较小。2014、2808等钻孔揭露明显，地表有1738、Iln49、2
29、14、206、11432、179等地质点和匕、k3、k4探槽控制，根本查明。F9滑动构造面倾角上陡下缓，呈现“犁式”形状，落差上部大、下部小，当断裂面延深至二I煤层时，由切割岩层变为顺层错动，对二I煤层影响较大，局部铲蚀煤层，使煤层断失、变薄或增厚，煤芯构造挤压揉皱现象明显，滑面发育，强度极低，夹砰呈叶片状，有大量滑动构造面及白色次生薄膜。煤层顶板岩芯均较破碎，且具水平滑动镜面及擦痕。对一I煤层无影响。2. Fkm断层该断层位于凉水泉水库至将军岭南岭，延伸长度1.9km,走向近EW,倾向S,倾角6570。，落差18m左右。地表大部被第四系地层覆盖，仅有1909孔及2304孔两孔见到。1909孔
30、于孔深123.0Om见破碎带，Pu地层岩芯极为破碎，泥岩被挤压成磷片状,二煤层变薄，地层缺失15m左右。由于该断层影响，C3上部地层岩芯倾角高达60。以O2304孔P2底部岩芯极破碎,岩性混杂，并可见再胶结的断层角砾岩，于孔深123.40m见断层带，砂锅窑砂岩受其断层破坏仅保存1.20m厚，Pu地层缺失IOm有余。另从二I煤层底板等高线图可知，2304孔与2504孔，1909孔与1905孔之间，煤层底板标高亦有明显的不连续。3. F6断层位于本区北部边界附近，西起柳树沟断层，向东延伸至区外，延伸长度8km以上,为一走向近EW,倾向S,倾角6570。的正断层，断层落差140m左右，该断层西段有5
31、07孔见到，东段由地表露头控制。2.2.3 煤层本井田属石炭、二迭系含煤地层。含煤岩系有二迭系上统上石盒子组、下统下石盒子组和山西组、石炭系上统太原群。煤系地层总厚646.16m,共分八个煤组，含煤21层，煤层总厚19.19m,含煤系数为2.96%。其中含可采煤层2层，可采煤层总厚5.64m,可采含煤系数为0.87%O本井田仅有山西组的二I煤层及太原群的一I煤层为可采煤层,现分别表达如下：1 .二1煤层二1煤层俗称黄煤，赋存于山西组下部，大占砂岩之下，上距砂锅窑砂岩65m左右,下距一I煤层平均69m,煤层层位稳定，普遍发育，含夹肝14层，岩性多为炭质泥岩或泥岩，局部地段夹杆厚度大于可采厚度，而
32、出现分叉煤层二12和二13。二I煤层直接顶板多为砂质泥岩或泥岩，也有少数钻孔为细砂岩，二12煤层发育时,那么多为炭质泥岩或泥岩，偶尔为细砂岩。二】煤层直接底板多为泥岩、炭质泥岩或砂质泥岩，局部地段仅以薄层炭质泥岩与太原群上部灰岩相隔，下距灰岩0.3934.51m,间距变化甚大，靠近谷山井田与井田西部个别钻孔，二I煤层下距灰岩间距较大，间接底板常为一层厚约IOm左右深灰色细粒至中粒的长石石英砂岩。二I煤层为全井田普遍发育的主要可采煤层，煤层厚度。23.80m,平均厚度为4.62m,煤层厚度变化较大，据目前钻孔控制情况，厚煤带多集中于20线附近。东部及深部有变薄的趋势。井田内厚薄煤带沿北东方向相间
33、排列呈有规律变化。2 .一1煤层赋存于太原群底部，层位稳定，1.t灰岩为其直接顶板，厚约Iom左右，本溪群之铝土岩或铝土质泥岩为直接底板，厚7m左右，大峪沟三号井煤矿井下开采煤厚0.801.40m,最大厚度可达3.00m；庙沟煤矿煤厚0.485.00m,一般厚1.OO米左右。一煤层厚度较稳定，矿井开采中未发现无煤带，仅有小面积不可采的薄煤带，大峪沟煤矿三号井井下薄煤带最大长度100m有余。目前一I煤已开采至-15Om水平以下，井田东西两翼走向开采长度已达7km,开采面积超过20k11综上所述，二I煤层应为层位较稳定，普遍发育，结构较简单之较稳定型的厚煤层;一I煤层属层位稳定，结构较简单，较稳定
34、型大面积可采之薄煤层。煤层具体特征见表2-1o表2-1可采煤层特征表Tab.2-1Thefeaturelistoftheminingcoalseam煤层煤层厚度最小最大平均间距（m）夹砰数（层）稳定程度二I023.84.626914较稳定一10.81.43.0较稳定2.2.4 开采技术条件2.2.4.1 煤层顶底板据全区揭穿二I煤层的钻孔资料统计，二】煤直接顶板为细一中粒砂岩的占29.6%,其厚度一般515m,最大厚度21.56m,最小厚度0.93m,其变化规律不明显；直接顶为泥岩（或炭质泥岩）的占39.8%,最大厚度13.90m,最小厚度0.85m,一般37m；直接顶板为砂质泥岩的占30.5
35、%,最大厚度24.07m,最小厚度1.18m,一般515m0从以上直接顶板来看，岩性变化较大，厚度也不稳定。二1煤直接底板的资料显示：直接底板为砂岩的占11.8%,为灰岩的占9.3%,其它均为砂质泥岩或泥岩（包括炭质泥岩）。砂岩的最大厚度11.25m,最小厚度0.62m,一般16m；灰岩的最大厚度18.55m,最小厚度1.10m,一般15m；泥岩和砂质泥岩分布面积较广，最大厚度12.42m,最小厚度0.82m,一般为15m。在直接顶底板与煤层之间，局部存在有伪顶和伪底。其岩性多为炭质泥岩和泥岩，个别钻孔也遇到过粉砂岩。伪顶和伪底的厚度均小于0.50m,仅个别钻孔的伪顶和伪底达0.600.70m
36、。从相邻井田二1煤生产矿井新中煤矿12号井调查，井下为金属支架，垮度3m。一般情况下直接顶板自然脱落，易于管理，当厚层砂岩为直接顶板时，尚须人工放顶。一般情况下不产生底胺。2.2.4.2 瓦斯1 .临近矿井瓦斯本井田西部的红旗井和其东部的新中煤矿均开采二煤层，据瓦斯鉴定结果，新中煤矿在原来开采二1煤层时，相对瓦斯涌出量为10.9039.74nt,按煤与瓦斯突出矿井管理。斯涌出量为7.469.36m3td,见表22现暂按高瓦斯矿井管理。瓦斯主要来源为采掘工作面，一般回采时绝对瓦斯涌出量为211Pmin,掘进时为3411min,其次为老窑采空区。2 .本矿井瓦斯本井田总体构造形态为近东西向的单斜构
37、造，滑动构造发育，对二I煤层顶板的完整性有一定的影响，局部有利于瓦斯的自然排放。本区瓦斯赋存的根本特征大致呈由西向东瓦斯含量逐渐增大，由浅到深瓦斯含量逐渐增高的变化趋势。据2003年12月河南省煤田地质局三队编写的郑州市大峪沟矿务局大峪沟井田东段二1煤层瓦斯地质勘察总结中预测，本区二I煤层埋深、变质程度、成煤环境、煤层所处地质构造条件、煤体结构等影响煤层瓦斯赋存与涌出的地质条件与红旗并大致相同，仅瓦斯含量较红旗井高，因此，推测本井田未来新井开采时，瓦斯涌出特征与红旗井相似。表2-2红旗井历年矿井瓦斯鉴定结果表Tab.2-2TheidentificationresultstableoftheHo
38、ngQicoalminegasovertheyears鉴定时间绝对涌出量(m3min)相对涌出量(m3td)矿井瓦斯等级开采标高(m)1999.119.369.21低瓦斯矿井+1452000.048.528.97低瓦斯矿井+1752001.129.065.38低瓦斯矿井+1352002.087.464.89低瓦斯矿井+1152003.048.274.50低瓦斯矿井+1152004.108.334.46低瓦斯矿井+1002005.088.054.83低瓦斯矿井+100本井田煤层瓦斯含量为4.49n?/t11.22m3t,一般为80?儿在假设未来新矿井的生产效率、采煤方法与红旗井大致相同的前提下，
39、以红旗井相对涌出量与原始煤层瓦斯含量之间的关系(1.76倍)计算,未来新矿井的矿井相对瓦斯涌出量应为7.90-19.75m3td,一般应为14.08m3td左右，为高瓦斯矿井。1.1.1.1 尘据1760孔取样测试资料，二I煤层煤尘火焰长度为0,抑制煤尘爆炸最低岩粉量为0,应属无煤尘爆炸危险性煤层。据本井田西邻红旗井生产资料显示，二1煤以粉煤为主,在采掘过程中，煤尘含量较大，生产中仍应采取降尘措施。2.2.4.4 煤的自燃据区外1711孔取样测试资料,二煤层着火点温度原煤样为413。氧化样为407。复原样为425。属不易自燃煤层。2.2.4.5 煤层的突出危险性根据河南省煤田地质局三队2003
40、年12月提供的郑州市大峪沟矿务局大峪沟井田东段二煤层瓦斯地质勘探总结及河南省煤田地质局文件豫煤地(2004)7号的评审意见，由于本区二I煤层瓦斯压力相对较小，缺乏煤与煤层瓦斯突出的动力条件，确定本区煤层为无突出危险性煤层。2.2.4.6 地温根据现有资料的计算结果：该区地温梯度最低1.22oC100m,最高2.85。100m,一般梯度在1.72.8oC100m。二I煤层温度最高为26。最低为17.63cjC,一般为18-23oC,本井田应属地温正常区。2.2.5水文地质2.2.5.1 主要含水层特征1 .寒武奥陶系灰岩含水层寒武系含水层主要有白云质灰岩、灰岩构成，分布于南部山区，因远离煤系地层
41、，对矿床充水影响不大，不再赘述。奥陶系灰岩含水层，由泥质灰岩、泥灰岩、灰岩组成。广泛出露于煤系地层以南的低山丘陵，是煤系地层的基地。据实测剖面厚141.86mo含裂隙岩溶承压水，局部含水丰富，是一】煤底板直接充水含水层。出露于本层的泉水较少，流量0.050.9821.s,标高+190+622.18m。多为季节性泉水。据2601孔抽水结果，单位涌水量q=0.01831.sm,渗透系数K=0.219md,水位标高H=+288.45m0水化学性质比拟稳定，一般为HCO3-Ca-Mg型，矿化度0.200.30g1.0PH值为77.5o2 .太原群下段灰岩含水层由1.1.灰岩组成。其中1.1.3不发育，
42、1.31.4发育较好，质地较纯，层位稳定,局部含泥质和燧石结核，为一煤顶板直接充水含水层。据10个孔的统计资料，灰岩厚度占太原群下段地层厚度的59.6%。该层由于受厚度和出露条件的限制，至今尚未发现天然地下水露头。据井下所见，溶隙发育，但不均匀，且多被粘土物质充填。揭见该层有142个孔，占全区钻孔68.9%,揭穿124个孔，占揭见87.3%。其中遇漏水10孔，占揭见孔7%。漏水钻孔的分布，多集中于浅部，标高在+200m以上，中深部那么少见。说明该层裂隙岩溶发育是不均匀的，多以风化裂隙漏水为主，小溶洞漏水那么次之。该层最大厚度16.42m（1105孔）,最小厚度3.92m（3304孔），一般81
43、3m0从太原群下段灰岩水文地质图中可以看出，中部较厚，向两翼有逐渐变薄的趋势。据1404孔抽水结果（包括下段中粒砂岩），单位涌水量q=0.01981.sm,渗透系数K=0.0379md,水位标高H=+340.96m水质为HCo3-Ca-Mg型，PH值7.35,矿化度0.378g1.该层上距二1煤底板平均约69m。3 .太原群上段灰岩含水层上段灰岩由1.61.9灰岩组成。其中1.7灰岩发育较好，1.8灰岩次之，J和1.9仅局部存在，各层灰岩之间被泥岩所分割，成为独立的分层，相互之间水力联系较差。1.6和1.9灰岩，层位不稳定，厚度薄，岩溶裂隙不发育，从水文地质角度来看，视为相对隔水层。1.7和1
44、.8虽然厚度较大，层位稳定，但被砂泥岩分割。该层上距二I煤底板平均约7m。该层的灰岩化学成份：SiO2含量0.7230.04%,平均含量14.94%,AlCh含量0.188.16%,平均含量1.22%,Fe2O3含量0.7936.55%,平均含量4.03%,一般13%。CaOMgO含量7.2152.82,平均含量42.82%,从分析结果，SiCh含量高，可溶性盐类含量较低，不利于岩溶的发育。该层揭露厚度厚Oom（上段灰岩缺失）37.6Om（1909孔），一般5.0015.00m。从太原群上段灰岩水文地质图中可以看出，厚度由中部向东西两翼有变薄的趋势。据1909孔抽水结果，涌水量趋近于零，水位下
45、降27.69m,经三天后尚未恢复稳定，充分说明本段灰岩含水微弱。据相邻谷山井田8803孔资料,单位涌水量q=0.000431.sm,水位标高H=+200.21m,渗透系数K=0.012md据7603孔水质HeO3-K+Na型，矿化度0.712g1.,PH值7.3。4 .二1煤顶板砂岩含水层系指开采二I煤顶板冒落裂隙带内（二I煤上60m）的中、粗粒砂岩。其中层位比拟稳定是大占砂岩、香炭砂岩，均为二1煤顶板直接充水含水层。据钻孔揭露，砂岩一般34层，最多为14层（2706孔），最少为零；厚度0.0032.49m（2303孔），一般10.0020.00m。从二煤上砂岩水文地质图和19线水文地质剖面可
46、见，在短距离内有尖灭和增厚的特点。厚度变化规律性不明显。据三个孔抽水结果，单位涌水量q=0.00005320.007971.sm,渗透系数K=O.0005300.0352md,水位标高H=287.57212.65m。水质为HC03-K+Na型，PH值8.1,矿化度0.746g1.5 .三煤组砂岩含水层由三煤组中粗粒砂岩组成。砂岩多被泥岩和砂质泥岩分割成互不发生水力联系的含水层。其中以底部砂锅窑砂岩发育较好，层位稳定，一般厚度815m。由于出露条件和补给条件不佳，区内尚未发现地下水天然露头和漏水钻孔。从钻孔简易水文地质观测，该煤组漏失量012m3h012013孔）含裂隙承压水，含水性微弱。因距二
47、煤层位较远,超过了开采二I煤的冒落裂隙带高度，故此含水层对二I煤的开采影响不大。6 .四煤组砂岩含水层由中粗粒砂岩组成，其中以四煤底板砂岩比拟稳定。据2808、1709孔的资料统计,含水层厚度8.7021.67m,含水层占层段厚21.7%,砂岩层多被泥岩和砂质泥岩所分隔，形成互无水力联系的含水层。由于相变或尖变及补给条件的不好，使之含水微弱。该层距二I煤较远，对二1煤矿床没有影响。7 .五煤组至七煤组底板砂岩含水层由中粗粒砂岩组成。其中以七煤组底板砂岩（田家沟砂岩）比拟稳定，其它均在短距离内有尖灭和变薄的趋势。据2808孔的资料，厚度37.55m,占整个层段27%。在区内未发现漏水钻孔，仅在巴家沟、阴沟、张山洼有泉水出露，标高+274+302m,其流量均小于0.51.so该层含裂隙承压水，因远距二I煤
