新安矿

新安矿位于黑龙江省友谊县境内，西距双鸭山市65公里，南距七星矿15公里，北有富前铁路的红兴隆车站，铁路经由双鸭山和福利至佳木斯，可通全国各地，公路可通往宝清、福利和双鸭山，区内交通方便[1]。

1）本区的气象资料来源于向阳区地质勘探精查报告。

2）该区属于大陆性气候，湿差变化较大，历年最低温度达到零下39℃，历年最高温度达到零上38℃。

3）该区雨季为七、八、九三个月份，年平均降雨量为452～737 mm。最大降雨量为737 mm。

4）本区从本年十一月份结冻到次年四月解冻。最大结冻深度为2.0 m左右，平均积雪为100 mm。

5）该区内的全年最大频率的风向定西北风，最大风速为25 m/s。

6）本区地震强度为6级。

井田地表为第四系含水砂层，砂层下面有基岩裂隙含水层和构造隙含水层，矿井的主要补给源有：西侧河流补给、西侧和南侧下水径流补给以及大气降水补给和人工排水沟补给。

第四系冲积砂砾潜水层：该含水层为本区主要含水层，直接覆盖于煤系地层之上，层间无隔水层。该含水层南北长5.6 km，总面积为14 km2砂层厚度由东北向西南25～60 m逐渐加厚，平均厚度为45 m，原始潜水位埋深0.36～2.05 m，原始地下水静储量为1.29亿m3，砂层透气性系数为34～41 m，给水度为0.18。

基岩裂隙含水层：分为煤系列化层风化带含水层和煤层层间裂隙含水层[1]。煤层裂隙在第四系层下约20 m以上为强风化带，第四系下约60 m以上为弱风化带，风化裂隙带导水性强，得到砂层水的直接补给，属风化裂隙潜水，层间裂隙在第四纪层下40～100 m煤层底板比较发育在100～200 m深度局部发育层间裂隙承压水。

侏罗系含水带，在垂深160 m以下为主要含水带，为孔隙、裂隙含水带，

二者之间无明显隔水层存在，而有缓慢的水力联系。

第四系：第四系含水层与地表有直接水力联系，七星河与第四系孔隙水随季节变化的不同相互补给，侏罗系与第四系有微弱的水力联系。本区有 2.1～18.45 m粘土覆盖，东部煤层露头外侏罗系上复粘土灭尘。第三系与第四系和第三系与失罗系有明显的水力联系。因此河水、第四系水将通过第三系补给予侏罗系成为井田充水主要因素之一。

矿井最大涌水量为1022 m3/h，正常涌水量700 m3/h。

以双鸭山煤田各生产矿井开采深部煤层情况来看，矿井采至-600水平时，

地温可升至30.6度，地温率=33.3 m/度，恒温带温度T

恒=10.5度，E

恒

=30 m。

C

g

E

E

t

t 6.

30

3.

33

/)

30

700

(

5.

10

/)

(=

-

+

=

-

+

=

恒

恒

(1-1) 本区地层发育不全，有元古界麻山群，中生界下白垩统系鸡西群，及新生界第三系和第四系，其中以中生界地层最为发育。煤系地层为下白垩统系，均为第四系或第三系所覆盖，地层有：麻山群、下白垩统系中城子河组、穆棱组，第三系、第四系。

合成的薄煤层，煤的硬度大部分脆性较小，内生裂隙少，而外生裂隙发育。

灰分（A T）：含量4.6～36%，一般为13%左右。

硫分（S g）：含量由0.06～0.66%一般为0.22层附硫煤。

磷（P g）含量低皆小存0.005%，最低0.001%，最高0.058%。

发热量（Q dtw)最低5466卡/克，最高达7794卡/克，一般的高于7600卡/克。

煤的牌号：挥发分（V T）最低为37.68%，最高为54.02%，一般皆在41～43之间。

胶质层厚度：（Y）绝大部分为0仅有部分煤层点达到7以上最高达11。

该区煤层低硫、低磷中仅布分中等发热量，区域复质为主的焰煤，局部地区出现少量的气煤、全为动力用练。

双鸭山煤田走向为东西，新安煤矿位于双鸭山煤田东部，兴隆凸起东部边缘上与南部弧形压性断裂有关的煤盆地，盆地由基底和盖层两个截然不同的构

造层组成，以褶曲为主，断裂次之，伴随大量中基性岩浆岩侵入的构造特点[2]。由陡发向斜、保安背斜及向阳向斜组成不对称煤盆地，而新安向斜则为双鸭山煤田北部隆凸起，南侧由于断裂而保存下来的单斜构造，东侧由于断裂而保存下来的煤盆地，地层走向受基盘控制，多为NE及NNE向，倾向S，一般倾角为10°～12°。断层呈群组出现，破碎带宽，涉及面较广，H>25M的有12条，同一断层浅部落差大，而深部落差减小或尖灭，岩浆岩主要由西向东侵入。

本区地层发育不全，有远古界麻山群，中生界上侏罗统鸡西群及新生界第三系和第四系，其中以中生界地层最为发育，该区地质构造比较复杂，区域内部有两个正断层，同一大断层往往浅部落差大，深部落差小以至于尖灭，煤系地层为下白垩统系，均为第四系或第三系所覆盖，地层有：麻山群、下白垩统系中城子河组、穆棱组，第三系、第四系。

该区地层走向近东西，东部转为南北，倾向南，倾角5°～10°，该区煤层以结构简单之中厚煤层为主。

主要煤层以城子河组中段发育最佳，城子河组含煤59层，其中发育煤层为5、6、8上、8、9、10上、10、10下、11、12、13上、13、15、16、17上、21、22共计17层，总厚度为21.59 m，含煤系数：0.0431。

本区均属薄煤层，除8、9、10号煤层为复合煤层外，其余为结构简单之煤层，煤层以中东部较西部，南部较北部发育为佳，多数煤层沿走向厚度变化不均，沿倾向由北向南有增厚之势。

本井田已查明可采煤层及局部可采煤层17层，各煤层顶板多数为粉细砂岩，少数为中砂岩。多数煤层没有伪顶、伪底，个别有伪顶的，其伪顶分岩性为粉砂岩，厚度在1.0 m左右，各煤层顶底板平整，只有局部凸凹不平，顶板较完整，裂隙不发育，煤层赋存较稳定，较稳定的煤层储量占总储量的60%，煤层倾角一般在10～25度之间，故将其地质条件定为II类。煤层赋存情况见下表1.1。

表1.1 可采煤层一览表

煤层煤层厚度（M）煤层间距（M）煤层煤层稳定程可采性顶板岩性底板

最大最小平均最大最小平均倾角结构度岩性

5 0.8 0 0.65 / / / / 简单不稳定局部粉砂岩中砂岩

6 1.95 0 1.10 34.6 20.1 2

7 8-45 简单不稳定局部中砂岩粉砂岩8上 2.60 0.20 1.45 46 21 33.

8 8-45 简单不稳定局部中砂岩粉砂岩

续表1.1 可采煤层一览表

煤层煤层厚度（M）煤层间距（M）煤层

倾角

煤层

结构

稳定程

度

可采性顶板岩性

底板

岩性最大最小平均最大最小平均

8 5.35 0.20 2.00 34 0 22 8-49 复较稳定大部分中粗砂岩细砂岩

9 3.50 0.15 4.50 25 2 20 8-48 复较稳定大部分中细砂岩、

粉砂岩

凝灰质

粉砂岩

10上3.25 0 1.50 20.7 3 17 8-46 简单较稳定大部分中砂岩中砂岩10 5.76 0.45 4.03 6.25 0.7 4.5 7-44 复较稳定大部分中粗砂岩细砂岩

10下1.20 0 0.85 9.8 0.7 5.5 6-15 简单较稳定局部粉砂岩、炭

粉砂岩

中砂岩

10下1 2.05 0 1.50 8 3 4 7-43 简单不稳定局部

含炭泥岩

及粉砂岩

中砂岩

12 2.20 0 1.15 46 17 30 8-45 简单较稳定局部细砂岩,粉

砂岩

细砂岩

13上1.25 0 0.65 50.6 28 34 8-40 简单较稳定局部粉砂岩粉砂岩

13 2.20 0 1.140 15 5 9 8-40 简单较稳定局部细砂岩砂质互

层

15 0.80 0 0.65 28.4 16.35 22 / 简单较稳定局部细砂岩细砂岩

16 2.40 0 0.95 14.6 9.3 12 8-44 复较稳定局部粉砂岩粉砂岩

17上1.10 0 0.70 15.6 7.15 11 / 简单较稳定局部细砂岩为

主

细砂岩

20 2.08 1.62 1.30 67 41 54 27-33 简单较稳定局部粉砂岩细砂岩

21 1.50 1.10 1.85 56.4 13.3 40 8-12 简单较稳定局部粉砂岩粉砂岩

该井口设置三条井筒，主井、副井、风井。

主井：立井，至井底平均长1050 m，净断面11.55 m2，井筒内装备24 kg/m 宽钢丝绳牵引胶带输送机，担负全井提煤之用，皮带检修方便，巷道侧设有检修及人行道。副井：见图，立井，担负辅助提升和进风任务。风井：见图，立井，担负着辅助提升和回风任务。

2007年省批复核定能力210万t/a，在2008年同时又重新申报核定能力为240万t/a。截至2006年末矿井剩余工业储量19819.3万t，可采储量11116万t，尚余服务年限为37.8年（按年生产能力210万t/a、储量备用系数取1.4计算）。截止2013年底矿井剩余可采储量9864.5万t，剩余服务年限28年。经过地质补勘探调查，煤层厚度稳定，质量好，具有较好的开发前景。

新安煤矿共有采煤生产段队四个，其中两个综采，两个高档。单一走向长壁后退式采煤方法，采煤工艺为综合机械化采煤和普通机械化采煤一次采全高，顶板管理采用全部垮落法[3]。

采区为中央并列抽出式，由副井入风，主井辅助入风。经井底车场里至各同回风地点后，乏风有风井排出地面。

采区采用抽出式，回风由采区主要扇风机排出地面，经计算工作面供风量为1500 m3/min。

根据：

（1）应有利于加快矿井建设速度，技术经济合理，生产安全。

（2）必须符合《煤矿安全规程》和《煤炭工业设计规范》有关规定。

（3）通风系统简单、风流稳定、易于管理。

（4）通风费用少，后期通风合理。

工作主扇与备扇有关参数如表1.2所示：

表1.2 工作主扇与备扇参数表

型号风量（m3/min）全压静压转速电机功率

（Pa）（Pa）（r/min）(kw) 主扇BDK-8-No28 8265 3042 707 1450 18.5

备扇BDK-8-No28 8265 2946 707 1450 18.5 本矿井煤的可燃挥发分为41～43%按有煤尘爆炸危险的矿井管理，瓦斯等级来作鉴定，根据邻近矿井开采实践进行推断，同时也参与了矿井(岭东、岭西）的开采实践经验，推断一水平（-150）以上为低沼气，矿井管理水平（150～-600）为沼气矿井管理。

新安煤矿在2006年前属于低瓦斯矿井，在2006年正式被定为高管矿井。在2007年矿井瓦斯鉴定结果为：

矿井绝对瓦斯涌出量：16.33 m3/min；

矿井相对瓦斯涌出量：15 m3/t。

新安煤矿21#煤层的瓦斯压力为0.29MPa 。

新安煤矿20#煤层瓦斯含量9.65 m 3/t ，21#煤层瓦斯含量10.17 m 3/t 。 百米钻孔初始瓦斯流量021q =0.009 m 3/min ；将实测的参数带入q =0q e -at 得钻孔瓦斯流量衰减系数21 =0.062d -1。煤层参数详见表2.2。

表2.2 煤层参数特征表

参数名称 单位 对象煤层 参数值 煤层透气性系数 m 2/MPa 2·d 21、20 1～10 百米钻孔初始瓦斯流量 m 3/min·100m 21 0.022 百米钻孔初始瓦斯流量 m 3/min·100m

20 0.053 钻孔瓦斯流量衰减系数 d -1 21 0.062 钻孔瓦斯流量衰减系数

d -1 20 0.021 灰份（A ad ） % 21、20 11～30 挥发份（V daf ） % 21、20 28～40.62 水分（M ad ） % 21、20 0.06～0.89 煤视密度 t/m 3. 21、20 1.32～1.45 瓦斯含量

m 3

/t

21 10.17 20

11.37

每日流过的瓦斯立方米数1 m 2/MPa 2·d 。 新安煤矿21#煤层透气性系数为5.42 m 2/MPa 2·d 。

1K ——围岩瓦斯涌出系数；新安煤矿取1.3； 2K ——工作面丢煤瓦斯涌出系数，取1/0.95=1.05；

m ——开采层厚度，21层为1.85 m ； M ——工作面采高，取开采煤层厚度；

W 0——煤层原始瓦斯含量，21层为10.17 m 3/t ；

Wc ——煤的残存瓦斯含量，取2 m 3/t ，参照AQ1018-2006标准附录C 。

m i－第i个邻近层厚度，1.30 m；

M－工作面采高，1.30 m；

k i－第i个邻近层瓦斯排放率，0.47%，W0i－第i 邻近层原始瓦斯含量，取9.65 m3/t；

W ci－第i 邻近层残存瓦斯含量，1.45 m3/t。

D—新安煤矿巷道断面内的暴露煤壁面的周边长度，本设计中D取6.4m；

v－巷道平均掘进速度，m/min；按v=0.0014 m/min选取；

L－巷道长度，为800 m；

Vr－煤中挥发分含量，%，取35%；

W0－煤层原始瓦斯含量，21层为10.17 m3/t。

S－掘进巷道断面积，为7.80 m2；

v－巷道平均掘进速度，m/min，按v=0.0014m/min选取；

γ－煤的密度，t/m3；取1.39；

W－煤层原始瓦斯含量，m3/t，21层为10.17m3/t；

W－运出矿井后煤的残存瓦斯含量，取2.00 m3/t；

c

K"－生产采区内采空区瓦斯涌出系数；本设计取1.20；

A－第i个回采工作面的日产量，t，取1360 t；

i

A0－生产采区平均日产量，t，取1500 t。

A——第i个生产采区平均日产量，t，取1500 t；

0i

K""——采空区瓦斯涌出系数，取1.20。

ηk—矿井瓦斯抽采率，取30%；

V——回采工作面允许的最大风速，m/s，取4 m/s；

S——风流通过的最小巷道断面，4.8 m2；

C——工作面风流最大的瓦斯浓度，取1.0%；

K——矿井或采区（工作面）瓦斯涌出不均衡系数，K取1.5。Q——掘进工作面设计配风量，3m/min，设计取出风筒风量300m3/min；K——瓦斯涌出不均衡系数，取1.3。

C——掘进工作面回风流中允许的最大瓦斯浓度，%，取C=1。

表3.3 煤层预抽瓦斯难易程度分类

指标难易程度钻孔瓦斯流量衰减系数

α（d-1）

煤层透气性系数

λ（m2/MPa2·d）

百米钻孔瓦斯极

限抽采量Q j/m3

容易抽采可以抽采较难抽采

<0.003

0.003~0.05

>0.05

>10

10~0.1

<0.1

＞14400

14400~2880

＜2880

21#煤层的钻孔瓦斯流量衰减系数α=0.062d-1，新安煤矿21#煤层透气性系数为5.42 m2/MPa2·d。

矿井瓦斯来源主要为开采煤层在采掘过程中的直接涌出和受采动影响的岩石向矿井涌出的瓦斯，根据新安煤矿矿井数据计算得，矿井瓦斯来源回采区占75.6%，掘进区占7.7%，采空区占16.7%，因此新安矿井瓦斯来源主要是本煤层开采过程中的涌出、掘进区涌出的瓦斯和采空区涌出的瓦斯[8]。

新安煤矿21#煤层的钻孔瓦斯流量衰减系数α=0.062d-1，新安煤矿21#煤层透气性系数为5.42 m2/MPa2·d。新安煤矿21#煤层为可以抽采煤层，新安煤矿21#煤层的平均厚度为1.85 m、平均容重为1.45 t/ m3、瓦斯含量为22.25 m3/t，

L—钻孔长度，m；取80

新安煤矿21#煤层的平均厚度为1.85 m，煤的平均容量为1.45 t/m3，