织金县桂果镇华兴煤矿瓦斯抽采方案专项设计说明书.doc

织金县桂果镇华兴煤矿瓦斯抽采方案专项设计说 明 书矿井规模：15万吨/年总 经 理：总工程师：项目负责：贵州兴源煤矿科技有限责任公司二0一三年七月矿井瓦斯抽采方案设计委托书织金县桂果镇华兴煤矿委托贵州兴源煤矿科技有限责任公司进行织金县桂果镇华兴煤矿瓦斯抽采方案专项设计编制工作。项目名称织金县桂果镇华兴煤矿瓦斯抽采方案专项设计建设性质生产矿井工程规模15万吨/年任务来源受织金县桂果镇华兴煤矿委托投资建设地点织金县桂果镇工程设计内容及要求按照煤矿安全规程、煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB50471-2008）及有关煤矿瓦斯抽采设计规范要求，满足瓦斯抽采方案设计内容及要求。由编制单位提交4份报告，并负责审查后的修改工作。委托单位织金县桂果镇华兴煤矿联系人联系电话承接单位贵州兴源煤矿科技有限责任公司联系人联系电话目 录前 言1第一章 矿井概况3第一节 井田概况3第二节 矿井地质及煤层赋存情况4第三节 矿井设计概况10第四节 矿井通风与瓦斯15第二章抽采瓦斯设计参数16第一节 抽采瓦斯的必要性和可行性16第二节 瓦斯来源分析16第三节 煤层瓦斯基本参数17第四节 瓦斯储量和可抽量19第五节 矿井瓦斯涌出量21第六节 抽采规模及服务年限26第三章 抽采方法设计28第一节 抽采瓦斯方法选择28第二节 抽采参数确定33第三节 抽采钻孔布置及施工33第四章 瓦斯抽采系统计算及设备选型38第一节 抽采管路系统的选择及计算38第二节 抽采设备选型计算42第五章 瓦斯利用47第六章抽采瓦斯地面工程48第一节 抽采站工业场地总平面布置48第二节 抽采站建筑48第三节 设备安装及管网布置49第四节 给水、排水49第五节 采暖、通风51第七章 泵站供配电、照明、防雷及通讯52第一节 泵站供配电及照明52第二节 防雷、接地53第三节 通讯55第八章 瓦斯抽采监测及控制56第一节 抽采利用监测设计内容56第二节 抽采实时监测56第三节 抽采管路的附属设施、泵房辅助设施57第九章抽采瓦斯组织管理及安全措施61第一节组织管理61第二节安全措施62第三节 有关操作注意事项65第十章 环境保护69第一节 抽采瓦斯工程对环境的影响69第二节 污染防治措施69第三节 抽采站绿化69第十一章技术经济70第一节机构设置与人员配置70第二节 投资估算70第三节 管理与规章制度表格72附 件1、设计委托书；2、采矿许可证证号：5200000710895（15万吨/年），煤炭生产许可证号：205224250448，安全生产许可证编号：（黔）MK安许证字0456，企业法人营业执照注册号：520000000020138，矿长证，矿长安全资格证；3、贵州省国土资源厅文件黔国土资储备字20072号关于<贵州省织金县桂果镇华兴煤矿普查地质报告>矿产资源储量评审备案证明及意见书；4、贵州省煤炭管理局文件（黔能源发2011699号）关于毕节地区工业和能源委员会关于请求审批2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复；5、贵州省能源局文件黔能源发2010763号，“关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求批准织金县桂果镇华兴煤矿23#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的报告的批复”；6、贵州省煤田地质局2007年提供的织金县桂果镇华兴煤矿煤层煤炭自燃倾向等级鉴定报告及煤尘爆炸性鉴定报告；7、贵州省煤矿安全监察局毕节监察分局黔煤安监毕2010244号关于织金县桂果镇华兴煤矿安全设施设计（变更）的批复；8、供电合同；9、矿山救援技术服务协议。附 图序号图 名比 例1采区巷道布置图（平面图）1：20002采区巷道布置图（剖面图）1：20003瓦斯抽采系统图示意4抽采管网布置图示意5瓦斯泵站供电系统及配电照明布置图示意6抽采泵房布置图1：507泵站避雷系统图1：200前 言织金县桂果镇华兴煤矿为生产矿井，矿井隶属织金县桂果镇管辖，采矿许可证证号：5200000710895，煤炭生产许可证号：205224250448，安全生产许可证编号：（黔）MK安许证字0456，企业法人营业执照注册号：520000000020138，生产规模为15万吨/年。该矿可采煤层为三层，分别为M16、M21、M23，煤层平均倾角15°。矿井划分2个水平3个采区，一水平标高为+1400m，二水平标高为+1320m，首先开采一采区，接替采区为二采区。根据国家煤矿安全监察总局（煤安监监察200654号）文和贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见（黔安监管办字2007345号），织金县桂果镇华兴煤矿处于贵州省划定的煤与瓦斯突出威胁区。根据贵州省能源局文件黔能源发【2010】763号关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求审批织金县桂果镇华兴煤矿23#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复，鉴定结论为华兴煤矿23#在鉴定范围（标高+1459m以上的23#煤层）内没有突出危险，矿井其它未鉴定的区域按具有煤与瓦斯突出危险设计和管理。根据贵州省能源文件（黔能源发2010699号）“关于毕节地区工业和能源委员会关于审批2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”， 华兴煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果为：矿井绝对瓦斯涌出量1.82 m3/min，矿井瓦斯等级为高瓦斯。随着矿井的开采，华兴煤矿今后回采工作面和掘进工作面瓦斯涌出量都会不断增加，为解决今后的瓦斯超限问题，矿井应进行瓦斯抽采方案设计。受华兴煤矿的委托，贵州兴源煤矿科技有限责任公司承担该矿矿井瓦斯抽采方案设计。由于矿井为生产矿井，已建有永久抽采系统，若矿井现有的抽采设备可满足变更后的矿井瓦斯抽采需要，则继续利用，若不能满足，则根据实际的抽采需要重新选择抽采设备。随着开采深度增加，瓦斯涌出量将增大，只有通过预抽降低煤层瓦斯含量，才能减少矿井瓦斯涌出量。设计从减少矿井瓦斯涌出量、降低风排瓦斯量、防止采掘面瓦斯超限等因素考虑设计，建立地面固定式瓦斯抽采系统来治理瓦斯是可取的。在生产过程中及时定期进行瓦斯等级鉴定工作，并加强矿井通风，采取有效的预防措施，防止矿井瓦斯聚集，严格执行煤矿安全规程的有关规定，保证矿井安全生产。一、编制本设计的依据1、煤矿瓦斯抽采工程设计规范（GB50471-2008）；2、矿井瓦斯抽采技术规范AQ1027-2006；3、矿井瓦斯抽采管理规范（1997）；4、防治煤与瓦斯突出规定（2009）；5、煤矿安全规程；6、抽采达标暂行规定；7、贵州淞源矿山开发技术咨询有限公司编制的织金县桂果镇华兴煤矿安全设施设计；8、设计人员现场收集的通风、生产、瓦斯、地质等相关资料及华兴煤矿提供的相关资料。二、设计的主要技术经济指标（1）设计根据矿井瓦斯涌出量预测方法（AQ10182006）标准，采用分源预测法对矿井瓦斯涌出量进行预测，矿井开采至+1245m标高服务年限约15年，设计抽采系统及设备的选取以+1245m标高处的瓦斯涌出量计算为依据。预抽前，M16煤层采煤工作面相对瓦斯涌出量为12.57m3/t、绝对瓦斯涌出量为3.57m3/min；单个煤巷掘进工作面绝对瓦斯涌出量为0.68m3/min；矿井相对瓦斯涌出量为21.02m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为6.64m3/min。（2）抽采浓度：高负压40%、低负压15%。（3）抽采纯量：高负压3.5m3/min，低负压1m3/min。（4）抽采系统总投资：3924060元。第一章 矿井概况第一节 井田概况一、位置与交通华兴煤矿位于织金县城桂果镇境内，距织金县城直距约8公里，隶属织金县桂果镇管辖。县城至果底、戈仲武有乡村公路相通，至矿山（井）有1公里简易公路连接，交通较为方便。矿井交通位置见图1-1-1。图1-1-1 华兴煤矿交通位置二、地形地貌矿区位于绮陌河西北部，属剥蚀侵蚀中山山地地形，地形总体上是中部高，四面低，一般海拔高15001600m，最高位于矿区中部山头，海拔标高1627.00m，最低位于矿区西南角，海拔标高1503.50m，相对高差123.50m。三、地面水系华兴煤矿地处长江流域乌江水系岔河支流的上游，矿区内无大的河流及水库，地表水为放射状山区雨源型冲沟水，流量变化幅度大，降雨时瀑涨，枯季流量较小。沟水主要受大气降水的控制。矿区属以大气降水为主要补给水源的裂隙充水矿床，水文地质条件中等，水文地质类型属二类二型，区域内最低侵蚀基准面标高为+1500m。四、气象特征矿区气候属山地温暖带季风气候区，较温和，冬无严寒，夏无酷暑，以夏季降雨量偏大为特征，冬春两季多为干旱。根据织金县气象局近年统计资料，年平均气温为14.0；月平均最高气温为25.6，月平均最低气温为3.4；日极端最高气温33.1；日极端最低气温为-6.5；年平均降雨量1436mm，最长连续降雨时间为20天，降雨量随季节性变化较大，59月份占年降雨量的7075%。灾害性天气有冰雹、倒春寒、暴雨、寒潮等。五、地震情况根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)，矿区所在地区地震动峰值加速度0.05g，相应的地震基本烈度为度，矿区稳定性较好。六、地区经济概况区内地方工业生产基础薄弱，改革开放以来地方工业和乡镇企业有很大发展。矿产资源丰富，除煤矿外，主要还有水泥用石灰岩、砂石矿等。区内粮食作物主要以水稻、玉米为主，其次为麦类、豆类、薯类、蔬菜。经济作物有烟叶、漆等。畜牧产品主要有牛、马、猪、羊等。第二节 矿井地质及煤层赋存情况一、地层矿区及周边出露的地层有二叠系中统茅口组、上统峨嵋山玄武岩组、龙潭组、长兴大隆组、三叠系下统夜郎组及第四系，由老至新分述如下：（1）茅口组(P2m)：出露于矿区东部边界外。为灰色、浅灰色，中厚层状，隐晶细晶结构灰岩，具溶蚀现象和缝合线构造，裂隙发育，充填方解石，产珊瑚及瓣鳃类动物化石，局部见燧石团块，厚度不详。（2）峨嵋山玄武岩组(P3)：出露于矿区东部边界外。为灰绿色，厚层状玄武岩，具气孔及杏仁状构造，含大量杂色斑纹及黄铁矿结核，厚度不详。其上一般有220m紫色、灰绿色凝灰岩与玄武岩过渡，与下伏地层呈假整合接触。（3）龙潭组(P3l)：出露于矿区东部。主要由浅灰色、灰色及深灰色，薄至中厚层状细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、碳质泥岩、灰岩、煤层组成。含煤2845层，一般30层左右，含可采煤层5层，其中全区可采3层，局部可采2层。含腕足类及瓣鳃类动物化石，产大量植物化石，厚度在380m左右，与下伏地层呈假整合接触。（4）长兴大隆组(P3c+d)：出露于矿区中西部。主要由黄灰色、深灰色、紫灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成，中夹数层灰岩及黄绿色蒙脱石泥岩，顶部夹硅质灰岩，底部为厚11米左右的燧石灰岩，产腕足类及瓣鳃类动物化石，厚度一般在30m左右。（5）夜郎组(T1y)夜郎组地层按岩性组合及颜色变化情况自下而上分为三段，出露于矿区西部及边界外，现分述如下：夜郎组沙堡湾段(T1y1)主要由黄灰灰绿色粉砂岩、粉砂质泥岩及泥质粉砂岩等岩层组成，薄中厚层状，微波状水平层理，上部夹12层灰岩，底部夹14层黄绿色蒙脱石泥岩，厚度在7095米，一般80m左右。与下伏二叠系上统长兴大隆组呈假整合接触。夜郎组玉龙山段(T1y2)出露矿区西部及矿界外，为浅灰色、灰色，灰岩及泥质灰岩，隐晶显晶结构，中厚厚层状，具锯齿状缝合线构造及溶蚀现象，下部为泥质灰岩，夹灰紫色及浅灰绿色泥质粉砂岩，产腕足、瓣鳃类动物化石。厚度一般在140m左右。夜郎组九级滩段(T1y3)出露矿区西部矿界外，由紫色、灰紫色夹灰黄色薄层状泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、粉砂岩组成，中夹灰、浅灰色中厚层状泥质灰岩、灰岩。（6）第四系(Q)由坡积物、冲积物、崩塌物等所形成的砂泥、砾石、粘土组成，分布于沟谷、坡地及溪沟两岸，厚020m，一般厚10m左右。与下伏地层呈不整合接触。二、构造矿区地处新华向斜南东翼转折端。地层总体呈一单斜构造，走向呈北西南东向，倾向南西，倾角变化不大，为925º，一般为15º。总体上为一单斜构造。地表未发现褶曲，矿区北西部边界外有F1断层：走向北东南西向，倾向南东，倾角70°左右，走向长约10km，地层断距约80m，为一正断层。矿区内北部有F2断层：走向东西向，倾向北西，倾角70°左右，走向长约300m，地层断距约15m，为正断层。综上所述，矿区构造复杂程度类型属中等类型。三、煤层矿区含煤地层为二叠系上统龙潭组(P3l)，岩性主要为灰、浅灰、深灰、灰黑色薄中厚层状粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、碳质泥岩，块状泥岩，中厚层状细砂岩、灰岩及煤层。龙潭组(P3l) 厚度在320m左右，含煤总厚平均22.38m，含煤系数5.90%，全区可采煤层3层，分别为M16、M21、M23煤层； 矿区可采煤层从上至下分述如下：（1）M16煤层位于龙潭组中段，下距M21煤层25-35m，平均30m，煤层厚度1.321.70m，平均1.50m，全区可采，较稳定。顶板：直接顶板为泥岩或粉砂质泥岩，强度低。间接顶板为泥质粉砂岩，强度一般，局部地段裂隙较发育，不稳定。底板：直接底板为厚1.00m左右的泥岩。（2）M21煤层位于龙潭组中下部，上距M16煤层平均30m左右，下距M23煤层平均20m，与M16煤层间距变化较大，煤层厚度1.031.32m，平均1.20m，结构较简单，全区可采，较稳定。顶板：直接顶板为泥质粉砂岩或粉砂质泥岩，间接顶板为粉砂岩或细砂岩，厚度不大，稳定性一般。底板：直接底板为深灰色泥岩或粉砂质泥岩，强度较低，间接底板为泥质粉砂岩或粉砂质泥岩。（3）M23煤层位于龙潭组下部，上距M21煤20m左右，煤层厚度1.031.85m，平均1.2m，全区可采，较稳定。顶板：直接顶板为中薄层粉砂岩，稳定性较好，间接顶板为中厚层粉砂岩，强度较好。底板：直接底板为粉砂岩，稳定性较好。可采煤层特征见表1-2-1。表1-2-1 可采煤层特征表煤层编号煤层平均厚度（m） 煤层间距（m）煤层倾角（°）煤层结构煤 层稳定性顶底板岩性顶 板底 板M161.530925含夹矸01层较稳定泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩泥岩M211.2925含夹矸02层较稳定泥质粉砂岩或粉砂质泥岩、粉砂岩或细砂岩泥岩或粉砂质泥岩、泥质粉砂岩或粉砂质泥岩20M231.2925含夹矸01层较稳定泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩粉砂质泥岩粉砂质泥岩或泥岩四、煤质煤的物理性质：矿区内各可采煤层为黑色；块状、粉粒状为主，少量碎块状、粒状；各可采煤层主要为条带状结构，玻璃、沥青光泽为主，似金属光泽为辅；断口主要为参差状，少量阶梯状、平坦状、贝壳状；内生和外生裂隙较发育，充填薄膜状、网状、脉状方解石，含较多结核状、透镜状、浸染状、星点状、瘤状黄铁矿。煤的化学性质：1）水分(Mad)原煤水分：全矿区可采煤层以M23煤层最低，平均为1.64%；M16煤层最高，平均为1.88%。2）灰分(Ad)全矿区各可采煤层原煤平均灰分介于20.06%22.30%，根据煤炭质量分级、第1部分：灰分GB/T 15224.12004的规定，全矿区煤层均为中灰煤。3） 全硫(St，d)矿区内各可采煤层实测原煤全硫(St，d)平均值在1.11%2.64%，根据煤炭质量分级、第2部分：硫分GB/T 15224.22004的规定，M16煤层为中高硫煤，M 21、23煤层为中硫煤。矿井可采煤层煤质特征见表1-2-2。 表1-2-2 可采煤层煤质特征表煤层Md(%)Ad(%)Vdaf(%)St，d(%)Qgr，d(MJ/kg)煤类M160.524.111.75 (7)11.2631.1021.44(7)5.1311.308.46(7)1.492.902.64(7)23.0930.2527.24(7)WY3M211.012.781.64 (7)8.1527.4620.06 (7)4.6611.888.21 (7)0.851.811.38 (7)24.8629.3827.63(7)WY3M230.653.851.88(7)7.4631.5622.30 (7)5.1710.288.41(7)0.371.231.11 (7)23.3429.2126.00 (7)WY3五、水文地质条件1、矿区水文地质条件矿区充水水源有属于地表浅部的含煤地层构造裂隙水、风化裂隙水、长兴组中局部岩溶水、第四系松散物孔隙水、老窑积水、冲沟水和大气降水等。地层深部富水性减弱，局部无水。充水途径主要为地层中风化裂隙、构造裂隙、破碎带和矿井采煤产生的导水裂隙带等。充水方式主要为渗水、滴水、淋水或成股出水等，老窑附近主要为突水突泥、涌水、透水等。区内老窑开采历史悠久，多为季节性人工挖掘开采，大部分沿煤层露头分布，主要开采M16、M21、M23煤层，开采方式普遍为斜井开拓，个别为平硐，沿煤层掘进，多为“独眼井”，矿灯照明，鼓风机抽风；坑道内少量积水，一般为顶板滴水或煤层自身出水，水泵抽水或自然排水，开采深度一般小于50m，水平距离在120m以内。矿井应重视对老窑积水的进一步调查，通过调查画出老窑积水边界线，以利根据积水区的位置、范围、地质及水文地质条件等情况，进一步确定探水线和警戒线，以确保不误穿老窑采空区积水，造成充水事故。补充地质报告未交待茅口组(P2m)情况，煤系地层距茅口组(P2m)距离不详。矿井应进一步核实玄武岩组隔水层厚度，以免误入茅口造成矿井充水。矿区属以大气降水为主要补给水源的裂隙充水矿床，水文地质条件中等，水文地质类型属二类二型，区域内最低侵蚀基准面标高为+1500m。2、含水层、隔水层矿区煤层赋存在富水性弱的龙潭组地层中，下伏地层玄武岩组隔水层；上覆长兴、大隆组(P3c+d)，富水性强，含水不均匀，深部或大部分地段为弱含水层。当煤矿采空产生导水裂隙带沟通该组时，该组岩溶水落入矿井，增加涌水量，该组将成为矿井主要的充水含水层；玉龙山段(T1y2)，该段富水性强，为强含水层。3、充水因素（1）大气降水该矿为以大气降雨为主要补给水源的裂隙含水层直接充水矿床，矿井涌水量变化与降雨量变化基本一致，大气降水是矿区地下水的主要补给来源之一，因此，大气降水对矿床充水有着较大的影响。（2）地下水对矿井充水影响较大的地下水，为直接顶板煤系地层含水层及间接顶板长兴、大隆组含水层，通过采空塌陷裂隙、断层裂隙及煤层顶底板围岩裂隙直接进入矿井，形成矿井涌水。（3）老窑积水该矿开采历史悠久，在矿区煤层露头附近进行采煤活动形成的老窑，主要以斜井开拓方式开采；各煤层采空面积较大，目前无法查明规模和连通情况的老窑积水，开采浅部煤层存在老窑透水事故隐患，应加强探放水措施。（4）地表水矿区内小冲沟发育，并呈放射状展布。流量较大处位于矿区西南部及北东部。沟水动态变化极大，季节性变化十分显著，雨季暴涨，枯季流量较小或干枯，地表水对矿床的影响也较大。4、矿井涌水量预计矿井正常涌水量为30m3/h，最大涌水量为60m3/h。六、其他开采技术条件（一）矿井瓦斯根据贵州省能源文件（黔能源发2010699号）“关于毕节地区工业和能源委员会关于审批2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”， 华兴煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果为：矿井绝对瓦斯涌出量1.82 m3/min，矿井瓦斯等级为高瓦斯。（二）煤与瓦斯突出危险性根据国家煤矿安全监察总局（煤安监监察200654号）文和贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见（黔安监管办字2007345号），织金县桂果镇华兴煤矿处于贵州省划定的煤与瓦斯突出威胁区。根据贵州省能源局文件黔能源发【2010】763号关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求审批织金县桂果镇华兴煤矿23#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复，鉴定结论为华兴煤矿23#在鉴定范围（标高+1459m以上的23#煤层）内没有突出危险，矿区其它未鉴定的区域按具有煤与瓦斯突出危险设计和管理。（三）煤尘爆炸性根据贵州省煤田地质局实验室2007年8月提交的6（即现M16）、M16（即现M21）、M23煤层煤尘爆炸性鉴定报告，该矿M16、M21、M23煤层煤尘无爆炸性。（四）煤的自燃性 根据贵州省煤田地质局实验室2007年8月提交的6（即现M16）、M16（即现M21）、M23煤层煤尘爆炸性鉴定报告，该矿M16、M21、M23煤层自燃倾向为三类、不易自燃煤层。（五）地温矿区地温无异常，属正常地温区。第三节 矿井设计概况一、井田境界根据贵州省国土资源厅2007年4月颁发的采矿许可证(证号：5200000710895)，矿区范围由5个拐点坐标圈定，面积为1.7186km2，生产规模15万吨/年，拐点坐标见表1-3-1。表1-3-1 矿区范围拐点坐标拐点XY采矿标高矿区面积02948928355873901600m1000m1.7186km21294831735587043229480643558562332948652355852124294935935586214二、储量及服务年限1、储量根据贵州省贵州省国土资源勘测规划院于2006年11月编制编制的贵州省织金县桂果镇华兴煤矿普查地质报告审查意见和矿产资源储量评审备案证明、贵州省国土资源厅黔国土资储备字20072号关于贵州省织金县桂果镇华兴煤矿普查地质报告矿产资源储量评审备案证明，后来根据贵州省黔美基础工程公司于2009年9月编制的贵州省织金县桂果镇华兴煤矿补充地质报告提供的数据，截至2009年9月，华兴煤矿保有资源量642万t，其中（332）为228万t，(333)为414万t。经计算，矿井设计可采储量为422.5万t。2、矿井工作制度矿井年工作日为330天，井下工人按“四·六”制作业，地面工人及其它人员按“三·八”制作业。即井下每天四班作业，“边采边准”，每班工作时间为六小时；地面每天三班作业，每班工作时间为八小时。日净运输时间为16小时。3、矿井设计服务年限矿井设计可采储量为422.5万t，设计生产规模15万t/a，储量备用系数取1.4，服务年限为：服务年限=可采储量/（矿井设计能力×储量备用系数）422.5/（1.4×15）20(年)三、矿井开拓开采1、矿井开拓开采华兴煤矿采用斜井开拓方式，设有主斜井、副斜井、回风斜井。主斜井、副斜井开口标高为+1532m，布置在M23煤层底板中，20º坡度施工至标高+1400m位置落平；回风斜井开口标高为1542.0m，20º坡度施工至标高+1492.0m位置落平，然后施工220m总回风平巷后沿17º坡度施工总回风上山，总回风上山施工至标高+1450.0m位置后，施工总回风斜巷至井底标高+1400m位置，通过联络巷与主斜井、副斜井连通。矿井M16煤层西翼标高+1460m以上已经采空、M23煤层西翼标高+1415m以上已经采空，东翼区域M23煤层1450m以上已经采空。在井底车场标高+1400m设置井底车场及水仓。在M16煤层布置11603回采工作面，现回采工作面已经形成，在M21煤层布置两个掘进工作面，分别为12101运输巷掘进面和12101回风巷掘进面。井筒特征见表1-3-2。表1-3-2 井筒特征表井 筒名 称井口坐标井口标高(m)倾 角(°)断 面(m2)xy净掘主斜井294891635586491+1531.640208.011.3（8.8）副斜井2948958355864661531.699208.011.3（8.8）回风斜井2948839355864511542.135348.011.3（8.8）2、采区布置1）水平划分水平划分矿井划分为两个水平，一水平标高为+1400m，二水平标高为+1320m。采区划分根据矿井开采的M16、M21、M23煤层赋存条件，设计将矿井划分为两个水平三个采区布置生产系统进行开拓，把一水平标高以上划为一采区，一水平标高以下、二水平标高以上划为二采区，二水平标高以下为三采区。首采区为一采区，目前生产工作面布置在M16煤层中，接替工作面布置在M21煤层中。2）开采顺序采区的开采顺序根据井田范围、开拓布置及水平的设置，矿井共划分为三个采区，开采顺序为一采区二采区三采区。区段内煤层间的开采顺序设计原则采用联合布置，根据矿井实际，矿井西翼由于M16煤层已经在标高+1460m以上已经采空、M23煤层标高+1415m以上已经采空，则M16煤层开采后对下煤层有保护作用，则西翼开采顺序可为M16M21M23；由于矿井东翼M23煤层标高+1500m已经采空且M23煤层标高+1459m已经鉴定为无突出危险性，则矿井东翼的开采顺序则为M23M21M16。3、采煤方法及工艺1)采煤方法目前矿井采用走向长壁采煤方法，后退式开采，全部陷落法管理顶板。2)采煤工艺目前矿井一采区采用炮采工艺。四、压风及通风设备1、压风设备采用矿上现有SLT-100A型、J690HA型空压机各一台，排气量分别为12m3/min、16m3/min，排气压力均为0.8Mpa，电机功率分别为75kW、90kW。2、通风设备采用两台FBCDZNo2.0/2×200型主要通风机（一用一备），其电机功率为2×200kW，其供风量2220-6085m3/min。五、供电电源根据矿井用电负荷及其附近电源条件，该矿井采用10kV电压等级供电，在矿井主井场地设1座10kV配电所，矿井两回10kV电源一回引自织金35kV变电所，线路规格为LGJ-95，线路长约11km；另一回10kV电源引自桂果镇35kV变电所引出的10kV线路，线路规格为LGJ-70，线路长约3.5km。矿井形成双回路供电，供电电源可靠。六、“六大系统”设计1、安全监控矿井安全监测监控主要考虑瓦斯监控系统，地面设监控主机、辅机（KJ95N）各一台，打印机一台，调度终端一台。瓦斯抽采泵安设瓦斯传感器、负压传感器、设备开停传感器、流量传感器等对矿井瓦斯浓度、负压、设备开停、流量进行监测监控，在瓦斯抽采管路、钻场安设瓦斯传感器对瓦斯浓度进行监测。监测监控系统在井下设置分站，由井下采区变电所电源供电，地面分站由220V电源供电。2、人员定位系统矿井安装一台KJ128A型人员考勤定位管理系统，本系统与瓦斯监测监控系统共享平台，通过增设KJ128A-F型读卡分站和KJ128A-F-S型动态目标识别器，下井人员携带KJ128A-K型人员标识卡即可实现矿井人员跟综定位及考勤管理。清楚掌握井下人员的位置及活动轨迹，为安全生产调度及事故抢险提供科学依据。3、避难硐室设置在井底水泵房附近设置永久避难硐室，服务于全矿井。硐室长45m，宽3.2m，高3.0m，采用半圆拱断面、锚喷支护。硐室内装备通讯、供水、照明、压风自救装置、监测监控、人员定位等设施。在11603运输巷、11603回风巷、12101运输巷、12101回风巷附近各布置一处临时避难硐室，长5m，宽3.2m，高2.8m，采用半圆拱断面、锚喷支护。硐室内装备通讯、供水、照明、压风自救装置、监测监控、人员定位等设施，服务于采掘面。4、压风自救设计在距采掘工作面2540m的巷道内设置一组压风自救装置，在采、掘工作面运输巷、回风巷每隔50m设置一组供气阀门，在矿井其它避灾路线上每隔200m设置一组供气阀门。使用压风自救时，其他耗风设备应该停止使用，确保压风自救系统风量。压风管路应接入避难硐室，并设置供气阀门，接入的矿井压风管路应设减压、消音、过滤装置和控制阀，压风出口压力在0.10.3兆帕之间，供风量不低于0.3m3/min人，连续噪声不大于70分贝。5、供水施救矿井采掘工作面运输巷和回风巷、主斜井、副斜井、风井等巷道内均敷设供水管路，压风自救装置处和供压气阀门附近应安装供水阀门。矿井供水管路应接入紧急避险设施，并设置供水阀，水量和水压应满足额定数量人员避险时的需要，接入避难硐室前的20m供水管路要采取保护措施。供水施救系统应能在紧急情况下为避险人员提供生活用水及输送营养液。6、通信联络设计在矿调度室选用一台DDK-3A型矿用调度交换机，与矿井内部井上井下终端数字电话机组成内部局域通讯网。完成矿井行政、生产、安全、电力调度等通讯工作。井下选用HDB-1型矿用数字电话，地面选用AH688型数字电话。井下各采掘工作面、局部通风机安装处、采区变电所、井底水泵房、避难硐室等处各安装一台矿用电话机。地面各机房、主斜井及排矸斜井井口、生产部门办公室、主管生产安全的矿领导办公室等处各安装一台数字电话机。七、矿山救护矿井按具有煤与瓦斯突出危险性设计和管理，必须设置独立的矿山救护队。矿井距织金县矿山救护队约16km，矿井至织金县城公路主要为三级路面，织金县矿山救护队至矿井的行车时间不超过30min，为满足救护需要，矿井与织金县矿山救护队签订了矿山救援技术服务协议。矿井设计生产能力为15万吨/年，必须建立兼职矿山救护队。矿井应组建12人的矿山兼职救护队，其中队长1人、副队长2人、队员9人。第四节 矿井通风与瓦斯一、通风方式矿井为斜井开拓，采用中央并列式通风方式，采用机械抽出式通风方法，回采工作面采用“U”型全负压通风，掘进工作面采用风筒压入式通风。二、矿井瓦斯等级根据贵州省能源文件（黔能源发2010699号）“关于毕节地区工业和能源委员会关于审批2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复”， 华兴煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定结果为：矿井绝对瓦斯涌出量1.82 m3/min，矿井瓦斯等级为高瓦斯。根据国家煤矿安全监察总局（煤安监监察200654号）文和贵州省安全生产监督管理局、贵州煤矿安全监察局、贵州省煤炭管理局关于加强煤矿建设项目煤与瓦斯突出防治工作的意见（黔安监管办字2007345号）的要求，织金县桂果镇华兴煤矿属于贵州省划定的煤与瓦斯突出矿区。根据贵州省能源局文件黔能源发【2010】763号关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求审批织金县桂果镇华兴煤矿23#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复，鉴定结论为华兴煤矿23#在鉴定范围（标高+1459m以上的23#煤层）内没有突出危险，矿区其它未鉴定的区域按具有煤与瓦斯突出危险设计和管理。第二章抽采瓦斯设计参数第一节 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、高瓦斯矿井；2、一个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或一个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，且用通风方法解决瓦斯问题不合理的矿井；3、矿井绝对瓦斯涌出量达到下列条件时：（1）大于或等于40m3/min；（2）年产量1.01.5Mt的矿井，大于30m3/min；（3）年产量0.61.0Mt的矿井，大于25m3/min；（4）年产量0.40.6Mt的矿井，大于20m3/min；（5）年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min；4、开采有煤与瓦斯突出危险煤层的矿井。二、瓦斯抽采的可行性瓦斯抽采指标是用来衡量煤层预抽瓦斯抽采难易程度的参数，常用的有煤层透气性系数和钻孔瓦斯流量衰减系数。根据煤矿瓦斯抽放规范（AQ1027-2006），将未卸压的原始煤层的抽采难易程度划分为容易抽采、可以抽采、较难抽采三类，相应的取值范围见表2-1-1。表2-1-1 煤层瓦斯抽采难易程度表类别煤层透气性系数m2/(MPa2·d)钻孔流量衰减系数（d-1）容易抽采100.003可以抽采100.10.0030.05较难抽采0.10.05由于该矿储量核实报告未提供煤层适气性系数等相关瓦斯资料，建议矿方对煤层透气性进行测定。第二节 瓦斯来源分析一、矿井瓦斯分别来源于回采工作面、掘进工作面及采空区。1、回采工作面瓦斯涌出构成一是来自开采煤层瓦斯涌出，二是来自开采层影响范围之内邻近层煤层瓦斯涌出，该矿开采M16煤层时，下邻近层M21和M23煤层处于开采影响范围之内，对于缓倾斜和倾斜煤层影响范围一般上邻近层50m和下邻近层约100m；2、掘进工作面涌出瓦斯构成一是来自掘进巷道煤壁瓦斯涌出，二是来自掘进落煤的瓦斯涌出；3、采区瓦斯涌出量是指采区内所有回采工作面、掘进工作面及采空区瓦斯涌出量之和；4、矿井瓦斯涌出量为全矿井内全部生产采区和已采采空区（包括其它辅助巷道）瓦斯涌出量之和。二、回采工作面、采区、矿井瓦斯来源及涌出构成矿井设计以一个采区、一个回采工作面、两个掘进工作面达到设计生产能力，矿井现回采工作面布置在M16煤层1603工作面，主要为本煤层及临近层瓦斯涌出，由采掘工作面、采区、矿井瓦斯来源及涌出构成。第三节 煤层瓦斯基本参数一、煤层瓦斯压力根据贵州省能源局文件黔能源发【2010】763号关于对毕节地区工业和能源委员会关于请求审批织金县桂果镇华兴煤矿23#煤层煤与瓦斯突出危险性鉴定报告的批复，鉴定结论为华兴煤矿23#在鉴定范围（标高+1459m以上的23#煤层）内没有突出危险，测定煤层瓦斯压力参数为0.4MPa，矿井其它可采煤层未进行煤与瓦斯突出危险性鉴定。本次设计采用经验公式计算煤层瓦斯压力：P=（2.0310.13）H；本次设计华兴煤矿参数取P=4H作为预测计算瓦斯压力的参数。二、煤层瓦斯含量瓦斯在煤体中存在的状态有二种：一种叫游离状态，一种叫吸附状态。在天然条件下，煤体中以吸附状态贮存的瓦