焦煤集团九里山矿抽采达标工艺方案设计
岩（大占砂岩）；底板多为砂质泥岩和粉砂岩，局部为灰、灰黑色细砂岩，含少量白云母碎片和植物根部化石，偶见炭质泥岩。二1煤层普遍发育，煤层厚度大、结构简单、层位稳定，是井田内主要开采煤层。煤厚0～12.93m，平均厚5.44m，以半亮型煤为主。 二、煤质 （1）物理性质
二1煤顶部及底部为粉沫状、鳞片状，中部为块状呈灰黑色，黑色，似金属光泽、条痕灰黑色，贝壳状，锯齿状断口，条带状结构，层状构造，真密度（TRD）1.58，视密度（ARD）1.48。原煤含块率为21%。二1煤呈块状以亮煤为主，次为暗煤和镜煤，中部夹薄层纤维状结构，疏松多孔，光泽较弱丝炭，属光亮—半亮型煤。
一2煤为灰黑色，以块状为主，内生裂隙发育，贝壳状断口，似金属光泽，下部含较多的黄铁矿，视密度（ARD）1.49。一2煤煤岩特征和二1煤层相似，属半亮—光亮型煤。 （2）化学性质
1、水分（Mad）
二1原煤、浮煤水分平均值分别为1.20%、1.24%，一2煤原煤水分平均值1.39%，结果见表1-3。
表1-3 煤水分、灰分测试结果表 原 煤 （%） 水分 灰分 挥发分 （Vdaf） （Mad） （Ad） 0.14~3.21 7.16~32.32 5.55~10.86 煤芯样 0.85(40) 12.38(39) 6.13(30) 0.40~2.96 8.90~18.58 5.91~8.23 二1 煤层样 1.40(12) 12.23(12) 7.24(12) 0.14~3.21 7.16~32.32 5.55~10.64 合计 1.20(52) 14.31(51) 6.43(42) 0.47~2.67 12.42~33.07 6.37~11.97 一2 煤芯样 1.39(10) 23.40(9) 9.54(9) 最小值~最大值 注：表格中数据为 平均值(点数) ，以下各表类同。 煤层 样别 浮 煤（%） 水分 （Mad） 0.47~2.18 1.24(11) 0.47~2.18 1.24(11) 灰分 （Ad） 6.67~11.72 8.80(11) 6.67~11.72 8.80(11) 挥发分 （Vdaf） 6.12~8.18 7.07(11) 6.12~8.18 7.07(11) 2、灰分（Ad）
二1、一2煤原煤灰分平均值分别为14.31%、23.40%，依据煤炭质量分级《灰分》标准：二1煤属低灰煤；一2煤属中灰煤，结果见表1-2。
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3、挥发分（Vdaf）
二1、一2煤的原煤挥发分产率结果见表1-2。 4、硫分（St,d）
二1、一2煤原煤全硫平均值分别为0.30%、3.64%，按基准发热量折算后，二
1、一2煤原煤全硫分别为
0.26%、2.81%，依据煤炭质量分级（硫分）标准：二1
煤属特低硫煤，一2煤属中高硫煤。结果见表1-4。
表1-4 煤全硫分析结果表
煤层 二1 一2 全硫St,d（%） 原煤 浮煤 0.24~0.42 0.29~0.36 0.30(36) 0.33(11) 2.25~5.55 3.64(8) 按 标 准 折 算 后 的 全 硫 St,d(%) 质量分级 特低硫煤 中高硫煤 0. 27~0.28 0.26(25) 2.36~3.78 2.81(6) 5、有害元素
二1、一2煤的原煤有害元素磷分别为0.030%、0.019%、氯分别为0.020%、0.047%、氟分别为49*10-6 ，44*10-6，砷分别为2*10-6、4*10-6。二1、一2煤为低磷煤，氯、氟、砷含量较低。
1.5 矿井生产情况
1.5.1 矿井生产现状
九里山矿目前有14、15和16三个生产采区。14采区剩余可布储量284.9万吨（其中上山煤柱92.43万吨），生产能力将逐年递减；16采区为14采区的接替采区，煤层赋存较稳定，结构简单，厚度0.92～8.13m，平均厚度5.15m，倾角9～18°，可布工作面储量1450万吨；15采区可采储量1002万吨，预计2021年回采结束；15采区接替采区为21采区，21采区正在开拓， 21采区煤层赋存较稳定，结构简单，厚度0.92～8.13m，平均厚度5.15m，倾角9～18°，可布工作面储量1055万吨，预计2017年投产。
1.5.2 井田开拓方式、采区划分及采煤方法 一、开拓方式
矿井开拓方式为立井双水平上下山开拓，一水平大巷标高-225m，一水平大巷有三条巷道，其中一条为轨道运输大巷、一条为皮带运输大巷、一条为流水大巷，
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三条大巷全部布置在煤层顶板中，与煤层法线间距10-15m，三条大巷为一水平所有采区提供通风、运输、行人等服务。采区上（下）山为三条相互平行的顶板岩巷，与煤层法线间距8-15m，其中轨道上（下）山和运输上（下）山为进风，回风上（下）山专用于回风；在矿井上部煤层露头附近布置一条总回风大巷，贯穿矿井东、西两翼，矿井西翼为了满足通风需要专门补做了一条辅助回风巷，并通过风井联络巷与风井相连，用于矿井回风。 二、采区布置
目前我矿生产地区全部位于一水平（-225m），一水平有15采区、14采区和16采区三个采区同时开采。每个采区只有一个工作面正常开采。 三、采煤方法
采煤工作面上、下顺槽均以分层回采，分层掘进布置，采煤方法为倾斜分层，走向长壁、金属网人工假顶，全部陷落采煤法，落煤方式为爆破落煤或综合机械化采煤。
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2 矿井通风及煤层瓦斯
2.1 矿井通风方式
矿井采用中央并列与对角混合式通风，通风方法为机械抽出式；主、副井、西风井进风，东、南风井回风；目前矿井总进风量13500m3/min，总排风量13820 m3/min；矿井瓦斯绝对涌出量43.99m3/min，相对瓦斯涌出量33.41m3/t，相对CO2涌出量为9.08m3/t，绝对CO2涌出量为11.95m3/min，矿井等积孔5.26m2。
2.2煤层瓦斯基础参数
在目前开采的15、14、16采区中，实测15采区瓦斯含量31～33.19 m3/t，瓦斯压力1.3~1.74MPa；16采区瓦斯含量20.34~29.22 m3/t，瓦斯压力1.74~2.08MPa；14采区瓦斯含量15.15~19.22 m3/t，瓦斯压力0.76MPa。矿井煤层透气性系数：0.2～0.457㎡/MPa2﹒d；钻孔瓦斯流量0.015~0.04 m3/min﹒hm，衰减系数0.0126~0.0389d-1。煤层透气性差，抽采较为困难。
表2-1 九里山矿瓦斯基础参数表
百米钻孔瓦瓦斯含量 采区名称 (m3) （MPa） （㎡/MPa2·d） /min·hm） 14采区 15采区 16采区 15.15~19.22 31~33.19 20.34~29.22 0.76 1.3~1.74 1.74~2.08 0.35~0.457 0.2~0.31 0.3~0.457 0.03~0.04 0.015~0.02 0.018~0.035 0.0218~0.0389 0.0126~0.0258 0.0197~0.0389 瓦斯压力 煤层透气性系数斯流量（m3衰减系数（d） -12.3预计矿井瓦斯储量及可抽量
矿井瓦斯储量应为矿井可采煤层的瓦斯储量、受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层及围岩瓦斯储量之和。瓦斯储量的大小标志着瓦斯资源多少，同时亦是衡量有无开发利用价值的重要指标，可按下式计算：
Wk=Wl十W2十W3 式中：Wk—矿井瓦斯储量，Mm3；
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Wl—可采煤层的瓦斯储量，Mm3；
W1=∑A1i?X1i
i=1nAli—矿井可采煤层i的地质储量，Mt； X1i—矿井可采煤层i的瓦斯含量，m3／t；
W2—受采动影响后能够向开采空间排放瓦斯的各不可采煤层的总瓦斯储
量， W2=∑A2i?X2i（Mm3）
i=1nA2i—受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层的地质储量，Mt； X2i—受采动影响后能够向开采空间排放的不可采煤层的瓦斯含量，m3／
t；
W3—受采动影响后能够向开采空间排放的围岩瓦斯储量，Mm3,按下式计
算：
W3＝K(W1十W2)
K—围岩瓦斯储量系数，取K＝0.15。
矿井可开发瓦斯量（或称可抽放量）是指在既定的开采技术条件下，按照目前的抽放技术水平所能抽出的最大瓦斯量。它反映着矿井瓦斯资源的开发程度，与其抽放工艺技术和抽放能力密切相关，一般采用下式计算：
Wkc=ηk·Wk
式中：Wkc—矿井可抽瓦斯量，Mm3；
ηk—矿井瓦斯抽放率，按照我国目前的技术水平； Wk—矿井瓦斯储量 Mm3；
按上式计算得出煤层的瓦斯储量及可抽量，计算结果见表2-2所示。 从表2-2可以看出，本矿的瓦斯资源相当丰富，预计瓦斯储量和预计瓦斯抽采量分别为137062km3和28573km3，这就为矿井的瓦斯开发利用提供了充足的资源条件，同时也对矿井的安全生产构成了严重的威胁。
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