某煤礦煤層瓦斯基礎參數測定及抽放可行性研究報告-文庫吧

【正文】 深灰色、灰黑色粉砂巖、泥巖為主，含煤 3層，其中 2號煤層為穩定可采煤層。 1號、 3號煤層為較穩定大部可采煤層。 地質構造 該礦位于沁水煤田西緣，霍山隆起之東翼。由于受霍山徑向構造帶影響。礦區總體構造為一走向北東 — 西南，傾向 SE 的單斜構造，地層傾角小于 15176。，井田內發育有二條正斷層 F F2， F1斷層位于井田西北部邊緣，斷層走向 NE，傾向 NW，傾角為 65176。，落差 20m，區內延伸 1300m。 F2斷層位于井田中部，是 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎參數測定及瓦斯抽放可行性論證 6 在開采煤層過程中發現的，其斷層走向 NE，傾向 SE，傾角 70176。 ， 落差 10m，區內延伸 1800m。礦區內地表發現 1處陷落柱 ,形狀地質填圖時測量確定，為長軸約為 250m,短軸約為 170m 的橢圓形；另一處是在井田中部開采 1號煤層時發現形狀為橢圓形 , 規模由巷道揭露測量所得，長軸為 130m，短軸為 70m,規模較小。由此推斷，向南開采 還將遇到，但密度不會太大。 該區在以往地質勘查過程中，未發現有巖漿巖活動。 綜上所述該區構造屬簡單類。 煤層賦存 一、含煤性 本井田含煤地層主要為上石炭統太原組和下二疊統山西組。 山西組平均厚度 ，含煤 3 層，含煤總平均厚度為 ，含煤系數%。山西組含煤性總的特點是煤層厚度小，變化大， 1號煤層全區大部可采，3號煤層局部可采， 2 號煤層全區穩定可采。 太原組平均厚度 ，含煤 8層，總厚度為 ，含煤系數 %。總的特點是煤層層數多，達 可采厚度者層數較少，但可采煤層厚度較大。其中9＋ 10 號、 11 號煤層為 礦區 穩定的可采煤層， 6號煤層為局部可采煤層 ,7 號、 8號、 10 下 煤為不穩定的不可采煤層。 二、可采煤層（見表 11） 1號煤層 位于山西組頂部，厚度 ，平均 ，結構簡單，不含夾矸，頂板為泥巖或粉砂巖，底板為粉砂巖，全區大部可采。 2號煤層 位于山西組中下部，間距 1 號煤層大約 34m，厚度 ，平均 ，結構簡單，不含夾石，頂板巖性為粉砂巖，底板為泥巖。屬穩定可采煤層。 3號煤層 位于山西組下部，間距 2 號煤層大約 13m，厚度 ，平均 , 該煤層在東南部變薄，不可采。結構簡單，不含夾石，頂板為泥巖，底板為粉砂巖 ,屬大部可采煤層。 6號煤層 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎參數測定及瓦斯抽放可行性論證 7 位于太原組上段中部，厚度 ，與 3 號煤層間距 ，厚度變化大，結構簡單，含 01層夾矸，頂、底板巖性多為泥巖或粉砂巖。屬局部可采煤層。 9＋ 10號煤層 位于太原組下段的頂部，厚度 ，平均 。厚度變化大，結構簡單，含 02 層夾矸，頂板為石灰巖，底板為泥 巖，為全區穩定可采煤層。 11號煤層 位于太原組下段的下部，厚度 ，平均 。厚度變化大，結構簡單，不含夾矸，頂板、底板均為粉砂巖，為全區穩定可采煤層。 表 11 可采煤層特征一覽表 煤層 煤層厚度 層間距 夾矸層數 穩定性 可采性 頂板巖性 底板巖性 最小 最大 平均 (m) 最小 最大 平均 (m) 最少 最多 一般 1 0 較穩定 大部可采 泥巖或粉砂巖 粉砂巖 2 0 穩定 可采 粉砂巖 泥巖 3 0 較穩定 大部分可采 泥巖 粉砂巖 6 01 01 不穩定 局部可采 泥巖或粉砂巖 泥巖或粉砂巖 9+10 1 穩定 可采 石灰巖 泥巖 11 13 穩定 可采 粉砂巖 粉砂巖 煤質 一、煤的物理性質及煤巖特征 （一）物理性質及宏觀煤巖特征 煤層以光亮型煤質 — 半光亮型煤為主，夾半暗型煤條帶。結構以細條帶到中條帶為主，鏡煤、絲炭、粘土礦物以稀疏的線理狀、透鏡狀不均勻分布于條 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎參數測定及瓦斯抽放可行性論證 8 帶中，局部還夾有黃鐵礦結核。構造為層狀、塊狀。光澤為強玻璃光澤。顏色為黑色。性脆、裂隙發育，參差狀斷口。 （二）顯微煤巖特征 鏡質組含量一般在 %左右，半鏡質組含量一般在 %左右，絲質組含量一般在 － %之間，礦物含量一般在 1015%左右。各煤層中，鏡質組一般是以均質鏡質體為主，其次為基質鏡質體，絲質組多為結構 半絲質體，部分為粗粒體、少量為碎屑體，礦物含量多為分散狀粘土，有個別球狀黃鐵礦和黃鐵礦結核以及次生方解石。 （三）變質階段 各煤層最大反射率 Rmax 在 %左右之間 ,屬第Ⅳ Ⅴ變質階段 ， 相當于焦煤 — 瘦煤階段。 二、煤的化學性質、工藝性能及煤類 （一）煤的化學性質 工業分析 （ 1）水 份 各可采煤層原煤空氣干燥基水 份 含量均值介于 %，浮煤 水份 含量均值介于 %。 （ 2） 灰份 1 號煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %,屬低灰煤。 2 號煤層原煤干基 灰份 為 %，平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %,屬低灰煤。 3 號煤層原煤干基 灰份 為 %，平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %,屬低灰煤。 6 號煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %，屬高灰煤。 9+10 號煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為%,平均 %，屬特低灰煤。 11 號煤層原煤干基 灰份 為 %,平均 %,浮煤干基 灰份 為 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎參數測定及瓦斯抽放可行性論證 9 %,平均 %，屬高灰煤。 （ 3） 揮發份 1 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發份 均值為 %。 2 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發份 均值為 %。 3 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發份 為均值 %。 6 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發份 為均值 %。 9+10 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發份 均值為 %。 11 號煤層浮煤干燥無灰基 揮發份 均值為 %。 均屬 低揮發 份 煤。 元素分析 各煤層元素含量相當穩定，干燥無灰基碳含量介于 %，氫含量介于 %，氮含量介于 － %，氧加硫含量介于 %。 有害元素 （ 1）硫 1 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %,浮煤 硫份 為%，平均 %,屬低硫煤。 2 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %,浮煤 硫份 為%,平均 %,屬低硫煤。 3 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %,浮煤 硫份 為%，平均 %,屬中低硫煤。 6 號煤層原煤干基全硫含量為 %,平均 %。浮煤 硫份 為%,平均 %，屬中低硫煤。 9+10 號煤層原煤干基全硫含量為 %，平均 %。浮煤 硫份 為%,平均 %，屬高硫煤。 11 號煤層原煤干基全硫含量為 %，平均 %。浮煤 硫份 為%,平均 %，屬中低硫煤。 （ 2）磷 各煤層磷含量一般在 － %之間，屬特低磷煤。 （ 3）氟、砷、氯 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎參數測定及瓦斯抽放可行性論證 10 各煤層氟含量一般在 70PPM，砷含量一般在 12PPM，氯含量在 %左右。 （二）煤的工藝性能 發熱量 1 號煤層原煤干基高位發熱量平均為 , 2 號煤層原煤干基高位發熱量為平均 。 3 號煤層原煤干基高位發熱量為平均 。 6 號煤層原煤干基高位發熱量平均為 。 9+10 號煤層原煤干基高位發熱量 平均為 。 11 號煤層原煤干基高位發熱量平均為 。 1 號、 2 號、 3號煤層屬高熱值煤， 9+10 號煤層屬特高熱值煤 ,6 號、 11號煤層屬中熱值煤。 煤的粘結性的結焦性 1 號、 2 號、 3號、 6 號煤層粘結指數平均值分別為 80、 7 70、 66，屬強粘結性煤。 9+10 號、 11號煤層粘結指數平均值分別為 22,屬弱粘結性煤。 （三）煤類 根據“中國煤炭分類國家標準（ GB5751－ 86）”劃分， 1號、 2 號、 3號、6號煤層均屬焦煤， 9+10 號、 11號煤層為瘦煤。 瓦斯、煤塵和煤的自燃 (1) 瓦斯 根據 2021 年礦井瓦斯等級鑒定數據， 該礦瓦斯絕對涌出量為 ，相對涌出量為 。根據地勘資料 8 號煤層瓦斯含量 ， 2 號煤層 ～ ml/。煤層 絕 大部分在沼氣帶中，少量在氮氣 沼氣帶。 (2) 煤塵爆炸性及煤的自燃 根據山西省煤炭工業局綜合測試中心 2021 年檢測報告：該礦 2 號煤層自燃等級為Ⅲ級，為不易自燃煤層；煤塵有爆炸危險性 。 礦井開拓及生產概況 礦井采用斜井開拓，現有三個井筒分別為主斜井、副斜井及回風斜井。主斜井擔負礦井煤炭提升任務，兼做進風井和安全出口。副斜井擔負礦井人員升降、矸石提升、 材料設備下放等所有輔助提升任務，是礦井的主要進風井筒，兼做安全出口。回風斜井擔負礦井回風任務。 礦井開拓巷道布置見圖 12。 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎參數測定及瓦斯抽放可行性論證 11 水倉采空區采空區采空區采空區2051回風巷2051運輸巷采空區回風立井采空區采空區H=∠80176。s東翼皮帶巷東翼運料巷東翼回風巷205運輸開拓205回風開拓205上山回風205上山運輸011回采工作面采空區采空區主斜井副斜井行人斜井瓦斯含量及流量測定地點瓦斯含量及流量測定地點圖 12 XX 煤礦巷道目前布置示意圖 礦井目前 年產煤炭 30 萬 t， 采用炮采采煤法， 礦井 改 擴 建為年產 90 萬 t礦井 后，采用一次采全高綜采采煤法 。工作面長度 均 為 150m，采高 。工作瓦斯含量測定點 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎參數測定及瓦斯抽放可行性論證 12 面回采率為 95%。礦井 目前布置 一個炮采工作面和兩個炮掘工作面， 改擴建后布置一個 綜采工作面 和兩個 綜掘工作面。 礦井通風 根據井田開拓部署，井田 采 用斜井 開拓。主 、副及行人斜井 進風， 回風立井 回風。 該礦通風方式為 中央并 列機械抽出式，主、副斜井 和行人井 進風，回風 立 井回風。使用兩臺 BDK6186№ 20型主要通風機，電機功率 2 185KW。礦井總進風量 61m3/s，回采工作面風 量 20m3/s，普掘工作面 2 9m3/s，硐室 9m3/s，接替工作面 10m3/s，其它 4m3/s。 2 煤層瓦斯參數測定 煤層瓦斯含量測定 煤層瓦斯含量是指單位質量煤體所含有瓦斯的體積（換算成標準狀態），常用 m3/t 或 ml/g 作為單位。生產礦井煤層瓦斯含量普遍采用間接法或直接法 測定。本次采用了 直接法測定煤層瓦斯含量 ，即利用煤層鉆孔采集未受采動影響的原始煤體煤芯，用解吸法直接測定煤層瓦斯解吸量。該方法測定煤層瓦斯含量的原理是：根據煤樣瓦斯解吸量、解吸規律推算煤樣從采集開始至裝罐解吸測定前的損失瓦斯量，再利用解吸測定后煤樣中殘存瓦斯量計算煤層瓦斯含量。其測定步驟如下： (1)在新暴露的采掘工作面煤壁上，用煤電鉆垂直煤壁打兩個Ф 42mm、孔深8m 以上的鉆孔，當鉆孔鉆至 8m時開始取樣，并記錄采樣開始時間 t1； (2)將采集的新鮮煤樣裝罐并記錄煤樣裝罐后開始解吸測定的時間 t2，用FHJ2 型瓦斯解吸速度測定儀（圖 21）測定不同時間 t下的煤樣累積瓦斯解吸總量 Vi ，瓦斯解吸速度測定一般為 2個小時，解吸測定停止后擰緊煤樣罐以保證不漏氣，送實驗室測定煤樣殘存瓦斯量。 (3)損失量計算 將不同解吸時間下測得數據按下式換算成標準狀態下的體積 Voi： 式中 V0i— 算成標準狀態下的解吸瓦斯體積， ml； Vi— 不同時間解吸瓦斯測定值， ml； 0 w s i0i 5w2 7 3 . 2 ( P 9 . 8 1 h P ) VV 1 . 0 1 3 1 0 ( 2 7 3 t )? ? ? ? ?? ?? 南山煤礦 2 號煤層瓦斯基礎參數測定及瓦斯抽放可行性論證 13