郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿瓦斯抽放工程设计说明书 前 言一、概述新丰煤矿位于河南省登封市西南约有16km处，行政区划属登封市大金店镇管辖,主体在大金店镇陈楼村。新丰煤矿隶属于郑州市广贤工贸有限公司，原名登封市新新煤矿，属地方国有企业，该矿始建于1952年，主采二1煤层兼采一3煤层，年设计生产能力0.3Mt/a。由于经营管理不善等原因，该矿始终未达设计生产能力，于2001年9月宣告破产，停产前已将0m标高水平以上煤田采完。2003年元月转让给郑州市广贤工贸有限公司。新丰煤矿接替新新煤矿后，经一年多的整修恢复后，于2004年9月开始回采0m标高以上水平的煤柱。2010年4月进行了矿井技术改造设计，由原生产能力0.3Mt/a改造成为0.6Mt/a的矿井。新丰煤矿为煤与瓦斯突出矿井，二1煤层属煤与瓦斯突出煤层。二、任务来源煤炭科学研究总院沈阳研究院受河南省郑州广贤工贸有限公司委托，承担了郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿瓦斯抽放工程初步设计任务。沈阳煤科院的设计人员认真研究和分析了新丰煤矿煤层的赋存、开拓开采及瓦斯涌出情况后认为新丰煤矿具备建立地面永久性抽放瓦斯泵站的条件，同意承担新丰煤矿抽放瓦斯工程初步设计任务的委托，并签定了合同书。本次设计按0.6Mt/a进行抽放系统设计。通过对新丰煤矿开采期间各年度生产及通风瓦斯资料的收集、周密细致的现场调研、实地考察以及对矿井实际情况进行充分的分析、论证和技术方案比较，提出了新丰煤矿瓦斯抽放工程初步设计。三、设计的主要依据1郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿技术改造初步设计；2郑州广贤工贸有限公司新丰煤矿技术改造初步设计（修改）安全专篇；3煤矿安全规程国家安全生产监督管理总局，2011年；4煤矿瓦斯抽放规范AQ1027-2006 国家安全生产监督管理总局；5煤矿瓦斯抽放基本指标AQ1026-2006 国家安全生产监督管理总局；6矿井瓦斯抽放工程设计规范GB50471-2008 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量监督检验疫总局；7. 煤矿瓦斯抽采达标暂行规定，安监总煤装2011163号；8新丰煤矿提供的其它地质资料和实测资料。四、设计的指导思想1在符合规范要求，满足使用的前提下，尽可能降低成本，节省工程投资；2尽量利用原有的巷道、已有的土地，不占用良田，不增加开拓费用；3设备、管材选型留有余地，能满足矿井改扩建后的需求；4采用的工艺技术具有先进性，且符合实际。五、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、抽放瓦斯工程设计概算书和抽放瓦斯工程图纸等四部分。设计的具体内容为：1新丰煤矿瓦斯赋存情况、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；2瓦斯抽放管网、抽放瓦斯钻孔参数设计；3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；4地面瓦斯抽放站总平面布置、供电、给排水、通讯及安全监测辅助设施；5抽放瓦斯管理及安全措施；6技术经济分析；7工程投资概算；8安装及施工图纸绘制。1 井田概况1.1矿井概况1.1.1位置与交通新丰煤矿位于河南省登封市西南约有16km处，行政区划属登封市大金店镇管辖,主体在大金店镇陈楼村。区内交通以公路为主。登封至汝州公路由矿区内通过，该公路为柏油路面，风雨无阻，可至汝州、郑州、洛阳等地，并与焦枝、京广、陇海等铁路相接，交通较为方便，见交通位置图1-1。图1-1 交通位置图1.1.2地形与河流本区为低山区，山岭呈近东西向展布于矿区南北两侧，中间为低洼槽谷，地形起伏较大，区内最高海拔标高+698.3m（伏牛山），最低海拔标高+395.5m（王堂水库），相对高差302.8m。本区西部的新新河（又称砂锅窑河），为一常年性河流，向东流入王堂水库，王堂水库流向东南流入颖河汇入淮河，属淮河水系。据以往观测资料：新新河最小流量32.14m3/d，最大洪流量1693.79m3/d。王堂水库位于该矿区西北部，总库容520104m3，兴利库容293104m3，设计灌溉面积5900亩，库底距二1煤层深度约200750m，未发现渗漏现象。1.1.3气候与气象本区属典型的大陆性半干旱气候区，特点是冬春寒冷干旱，夏秋湿润多雨。降水多集中在六、七、八月或七、八、九三个月，年最高降水量1002.5mm，最低降水量419.5mm，年平均降水量1970年以前为606.9mm，1970年以后为593.8mm，月平均降水量185mm，历年最大日降水量153.5mm（1956年6月21日）。年蒸发量9031976.2mm，年平均相对湿度6070%。年平均气温为9.114.6，元月份最冷，气温达-3.3 -18.2。七月份最热，气温达4244.6。春、夏、秋季以东风和东北风为主，间有西风，冬季以西风和西北风为主，风力在冬春两季最大，最大风速2840m/s。1.1.4地震烈度据河南省地震局等资料，登封地区未发生过大的破坏性地震。本区位于华北板块嵩箕构造区，地震活动具有强度小，频度低的特性。据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）和中国地震动参数区划图（GB18306-2001），登封市抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，产生大地震的可能性不大，因此地震对本区地面和井下建（构）筑物影响不大。1.1.5矿区水源、电源情况一、水源：本矿井可供选择的水源，地下水有第四系砂砾石含水层和井下排水，地表水有王堂水库和磴槽泉，经调查磴槽泉流量较小（0.45m3/h），不能作为供水水源。第四系砂砾岩含水层，裂隙发育，含水丰富，但地质报告中对水量未予明确。目前矿井生产及生活用水，均由位于王堂水库南岸的一眼水井抽取该含水层水。该含水层又有王堂水库的补给，是较理想的供水水源。井下排水和王堂水库水经过净化处理，也可作为供水水源，水源条件可靠。 二、电源：新丰煤矿原有副井变电所（七井变电所），在新主井工业广场新建主井变电所。主井变电所电源一路来自大金店35kV变电站，供电距离7km，使用LGJ-150钢芯铝绞线，供电线路电压10kV 。二回路电源来自新新35kV变电站，供电距离2km，使用LGJ-150钢芯铝绞线，供电线路电压10kV 。副井变电所电源，一回路来自新新变电站，使用YJV223185交联聚乙烯绝缘钢带铠装电缆埋地敷设，供电线路电压10kV；二回路来自主井变电所，使用YJV223185交联聚乙烯绝缘钢带铠装电缆埋地敷设，供电线路电压10kV。1.2地质特征1.2.1地质构造本区属华北板块嵩箕构造区。大地构造位置位于秦岭纬向构造带东段之箕山背斜北翼中段，即颖阳芦店向斜南翼中段。地层走向大致呈东西向，倾向北，倾角一般2635,局部达49,构造基本格架为一单斜构造，仅在矿区的西、西北和东南边部发育一组北东向断裂，主要表现为高角度逆断层和正断层，现分述如下：1.安庄逆断层（新F1）位于本区的西北部，断层西起木兰沟南坡，向东北经七星庙、王堂水库旁，向东北延伸，延长约7km，走向北东70，倾向南东，倾角75左右，逆差90160m，逆差西南大东北小。地表破碎带、擦痕以及牵引褶曲清晰可见。在木兰沟西南处，上盘C2b地层逆冲至C2t地层之上，在康窑一带，C2t地层覆盖于P1s地层之上，在7401孔孔深221.6m处，见到P1s和C2t地层重复。此外，在断层两侧还有8103孔等许多钻孔控制，控制可靠。2.新F2正断层位于伏牛山南麓，西起申家沟，经张湾向北东淹没于王堂水库，并向北东交于新F1逆断层，延长约1.5km，走向近北东，倾向北西，倾角约70左右，北西降南东升，断距约10m。该断层上断下不断，不下切二1煤层，另有79、81剖面反映。控制程度较差。3.新F4逆断层为新F1的分支断层，西起康窑，向北东延伸到西梁庄附近，长约3km。断层走向北东，倾向南东，倾角70左右。在7705孔孔深227.85m处，见到C2b铝土质泥岩逆冲在C2t的一7煤层顶板之上，逆差约50m。控制基本可靠。4.新F4-1正断层为新F4的羽状分支断层，走向近东西，倾向南，倾角约50，在7705孔孔深200.15m处，见到二1煤层底板炭质泥岩与C2t之L7灰岩接触，断距约25m。5.新F5正断层位于吴窑到申家沟一线，延展长度2.6km，断层走向北东80，倾向南东，倾角75，在7702孔孔深256m处，见到四3煤底板与三煤段中上部泥岩接触，断距约50m。6.新F5-1逆断层该断层走向北东80，倾向东南，倾角30,在7702孔孔深421.00m处，C2t胡石砂岩逆冲在L7灰岩之上，逆差约20m。该区地层产状变化不大，另发育一组走向北东的断层5条，稍大的只有12条，且主要集中在西部边部，有的不切二1煤和一3煤层，就全区而言，总体为一向北倾斜的单斜构造，该区地质构造复杂程度应为简单。图1-2 新丰煤矿煤层综合柱状图1.2.2煤层与煤质1、含煤性本区含煤岩系为石炭系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组以及上统的上石盒子组。含煤地层总厚约650m。共含煤9组计31层，煤层总厚平均值14.64m，含煤系数为2.25%。煤层综合柱状图见图1-2。二1煤层为本区主要可采煤层，全区可采；五3煤层为大部可采煤层，一3、一5、二2属局部可采煤层，达可采厚度且目前具有工业价值的只有七2、五3、二1及一3煤层，其它煤层为局部可采但暂时不经济，或不可采甚至为炭质泥岩所代替。可采煤层总厚度7.91m，可采含煤系数为1.21%。含煤岩组煤层发育情况见表1-1。表1-1 含煤岩组煤层发育情况统计表地层系统煤 组 （段）常见煤层主 要 煤 层系统组名称厚 度（m）含煤层数煤层编号编号两 极 厚/平均厚稳定性可采性二叠系上统上石盒子组P2s九煤段58.94-63.120偶见炭质泥岩八煤段60.73-73.732八1 八2不稳定不可采七煤段106.56-112.704七1 七2 七3七4七2七20.23-1.25/0.67不稳定局部可采下统下石盒子组P1x六煤段78.06113.952六1六2六2六2不稳定不可采五煤段56.41-80.005五1五2五3五4五5五3五5五30-1.83/0.68较稳定大部可采四煤段55.00-86.985四1四2四3四4四5四3四5四3不稳定不可采三煤段53.89-76.850偶见炭质泥岩山西组P1s二煤组61.71-91.085二1 二12 二2二3二5二1二2二3二20-0.90/0.51不稳定局部可采二10.20-14.29/5.26较稳定全区可采石炭系上统太原组C3t一煤组29.29-46.978一1一2一3 一4一5 一6 一7 一 8一1一3一5一50-1.16/0.86较稳定局部可采一30.28-1.1/0.85