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富强煤矿抽放设计gai






富强煤矿为吉煤集团公司所属的大型煤矿之一. 1991 年投产, 设计生产 能力为 750kt/年. 2003 年 4 月宣告破产,,2011 年恢复开工建设, 2012 年 10 月一交投产,核定生产能力为 900 kt/年. 根据该矿提供的矿井设计和矿井瓦斯涌出资料(2004 年鉴定报告), 矿 井绝对瓦斯涌出量为 1.28m3/t, 相对瓦斯涌出量为 0.28 m3/min, 属于低瓦 斯矿井. 由于二区瓦斯较大, 按高瓦斯矿井管理. 随矿井产量的增加和开 采范围的扩大及开采水平的延伸, 该矿今后主采煤层采掘进工作面和采空 区的瓦斯涌出量都将进一步增大. 为贯彻执行党和国家的”安全第一, 预防为主”的安全生产方针和国 家安全生产监督管理局制定的”先抽后采, 以风定产, 监测监控”的煤矿 安全生产管理方针, 该矿已在井下安装了为 13201 回采工作面服务的移动 式瓦斯抽放泵站和与其相配套的瓦斯抽放系统. 抽出的瓦斯直接排放到矿 井的回风系统中. 随着矿井瓦斯涌出量的增大, 总回风的瓦斯浓度较高, 并时常出现超限. 另外, 井下泵站的管理也比较复杂, 经常需要对瓦斯抽 放泵的水垢进行清理. 建立地面抽放泵站是非常必要的和可行的. 特此编 写某煤矿瓦斯抽放系统方案设计说明书. 一.编制本设计方案的依据 1. 《矿井抽放瓦斯工程设计规范》(MT95018-96),中华人民共和国煤 炭工业部,1997 年. 2. 《矿井抽放瓦斯管理规范》 ,中华人民共和国煤炭工业部,1997 年. 3. 《煤矿安全规程》,国家煤矿安全监察局,2011 年. 4. 《防治煤与瓦斯突出细则》 ,中华人民共和国煤炭工业部,1995 年. 5. 某煤矿提供的通风,生产,瓦斯地质等相关资料. 6、 《瓦斯抽采暂行规定》163 号
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第一节 井田概况 一、地理概况 富强煤矿行政区划隶属吉林省延边州珲春市管辖,位于吉林省延边朝 鲜族自治州珲春市西侧。矿山地理坐标为东经:130°18'4″~130°21' 35″,北纬:42°48'55″~42°52'4″。 矿山位于珲春煤田中西部,图们江东侧,珲春河从矿区南部穿过,东 北为三道岭井田,北侧为英安井田,西侧为八连城井田,南侧是板石 I 区 和 III 区。 矿区距珲春市以西 2.5km,距建设中的珲(春)~俄(罗斯)铁路线珲 春火车站北西 10km,长春~珲春高速公路在矿区外西南 100m 处通过,与矿 区间有砂石路相连,交通条件较为便利。 本区地处中纬度,属北寒温带,近海型大陆季风气候。春季干冷风大, 夏秋两季温热多雨, 冬季严寒多风。 根据 1983 年珲春气象局统计资料证明, 1957 年~1983 年, 气温最高为 8 月份, 日平均温度 25.9℃, 最低为 1 月份, 月平均温度-17.4℃。最高温度 34℃,最低温度-31℃。初霜日为九月末, 终霜日为五月初,无霜期 130 天~150 天。11 月上旬开始封冻,4 月上旬开 始解冻.最大冻土深 1.50m,年平均雨量 613.60mm,年平均积雪量 30mm。 最高年降水量 842.9mm,最低年降水量 416.2mm。雨量集中在八、九月份, 约占全年的 70%,每年都有暴雨 1 日~2 日,1965 年最大一次暴雨量为 208.7mm。珲春春、冬两季多风,即 1 月~4 月和 10 月~12 月,风力一般 5 级~6 级,7 级以上的大风 5 次~10 次,个别出现 9 级大风,多为西风和西 北风。最高洪水位标高约+35.0m。珲春地区地震烈度为 6 度,地震动峰值 加速度为 0.05g。 本区抗震稳定性差。 有史以来发生的最大地震分别为 1999 年和 2002 年,在珲春和汪清的 7 级以上深源地震。 二、主要自然灾害
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井田区域内尚未发现自然灾害。 三、矿区开发史 富强煤矿以往地质工作概况:本区以往并未单独分区勘探,曾划归“三 道岭”区于 1959 年提出《三道岭区详查地质报告》 。 1964 年以前,由吉林省煤田地质勘探公司 131 队和 203 队,施工 22 个 钻孔,工程量:8734.68m。 1974 年~1975 年蛟河煤矿在河北区勘探时,施工 3 个钻孔,工程量: 1667.54m。 1975 年~1976 年吉林省煤田地质勘探公司 112 地质队在本区进行详查 时,施工 35 个钻孔,工程量:15889.45m。 1976 年~1977 年吉林省煤田地质勘探公司 112 地质队本区进行精查 时,施工 93 个钻孔,工程量:15889.45m。 1977 年精查勘探结束,由吉林省煤田地质勘探公司 112 地质队在 6 月 提交了《吉林省珲春县珲春煤田河北区城西井田精查地质报告》时,勘查 区共施工钻孔 153 个,工程量 68259.14m。 1984 年 11 月城西立井依据《精查报告》开工建设,在建井过程中发现 一些地质问题,1989 年,东煤公司煤田地质局第三物测队对城西立井首采 区进行了开发地震勘探,提交了《珲春矿区城西立井首采区开发地震勘探 (试验)报告》 ,该报告所确定的地质构造较原精查报告有较大出入。 1990 年东煤公司煤田地质局哈尔滨科研所依据《精查报告》《地震报 、 告》 、城西立井井筒剖面图、主要巷道素描图、矿井测量成果以及部分老钻 孔资料,编制了《吉林省珲春矿区城西立井建井地质报告》 ,该报是本次核 实工作的重要依据。 2000 年,由于矿区关闭及其它原因,本矿占有面积已减少并经申请批 准了采矿范围为 17.1573km2。 该面积内共有钻孔 124 个, 工程量 56441.69m。

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2006 年 8 月,由吉林省煤田地质二 0 三勘探公司,在批准采矿证范围 内,提交了《吉林省珲春煤田城西煤矿资源储量分割复核报告》 。三次报告 详见表 1.1-1。 富强煤矿地质勘查工作情况表 表 1.1-1 时间 地勘单位 报告名称 批准文号 批复的资源储量 A+B+C1 级为 10033.50 万 吉林省珲春县珲 吉林省煤田地 t,其中:A+B 级为 春煤田河北区城 吉煤字[77] 1977.6 质勘探公司 3158.00 万 t,占 A+B+C1 西井田精查地质 第 64 号 112 地质队 级的 30.10%。精查报告 报告 可供矿井设计使用 A+B+C1 级为 12909.1 万 吉林省珲春矿区 t,其中:A 级为 563.8 东煤公司煤 1990.5 城西立井建井地 万 t,B 级储量 1640.9 田地质局 质报告 万 t,C 级储量 10696.4 万t 吉林省煤田 吉林省珲春煤田 吉储核字 达到核实目的,报告提交 2006.8 地 城西煤矿资源储 [2006]101 111b+122b+333 资源储量 .30 质二 0 三勘探 量分割复核报告 号 98813.59kt 公司 富强煤矿于 1983 年 5 月由我院编制初步设计,设计生产能力为 60 万 t/a,采用一对立井固定水平(-300m 水平)开拓,初期投产为一、二两个 采区。煤炭部(1987)煤基字第 412 号《关于城西立井包建经济责任书的 批复》中,对立井生产能力作了变动,同意从矿井设计生产能力提高到 75 万 t/a。该矿井于 1984 年 11 月 1 日正式开工建设,1991 年 5 月移交投产, 2004 年 4 月宣告破产。原城西煤矿总的采出量 389.0 万 t,见表 1.1-2。 原城西煤矿生产储量动态表 表 单位:万 t 煤层号 16 1.1-2 采出量 14.5 损失量 13.7
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总量 28.2

回采率(%) 51.42

原城西煤矿生产储量动态表 表 单位:万 t 煤层号 18 19 21 23 26 26 下 28 33-37 合计 1.1-2 采出量 51.2 110.9 18.6 104.2 8.8 38 22.9 19.9 389.0 损失量 27 83.5 9.1 82.8 1.8 19.9 7.3 13.8 258.9 总量 78.2 194.4 27.7 187 10.6 57.9 30.2 33.7 647.9 回采率(%) 65.47 57.05 67.15 55.72 83.02 65.63 75.83 59.05 60.04

原城西井田煤层为缓倾斜近距离薄及中厚煤层群, 倾角为 5°~15°左 右,可采煤层 22 层,均属于不稳定煤层,结构复杂变化大,各煤层相对来 说上部煤层薄(15 层~21 层)稳定性较好,中部及下部煤层厚,稳定性差。 以可采范围、厚度和储量大小来分,全区有 6 个主要可采煤层并属大部可 采煤层,12 个局部可采煤层,4 个小局部可采煤层。本次核实估算出城西 新矿界范围内保有的资源储量为 95409kt,其中 111b 占 12014kt,122b 占 12876kt, 占 70519kt, 333 暂不能利用储量中, 122b 占 272kt, 占 24792kt。 333 煤种属褐煤,主要为动力和民用煤。煤的销路可靠,主要用户为本市 区的珲春电厂。 珲春矿区为吉林省较大煤炭基地,现已初具规模。国家计委批准规模 为 405 万 t/a,其中矿区三大矿(珲春矿业集团所属)分别是:英安煤矿、 八连城煤矿、板石煤矿,另有板石区小井群在生产。三大矿目前实际核定 生产能力为年产原煤 605 万 t, 其中: 英安煤矿核定生产能力为 185 万 t/a, 八连城煤矿核定生产能力为 180 万 t/a,板石煤矿核定生产能力为 240 万 t/a。产品主要供给珲春电厂,部分销往外市县。
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四、矿区水源、电源 矿区现有第一水源,位于珲春河北,日产水量 20000m3/d,珲春市用水 量 7000m3/d,剩余水量供给矿区。 一、地质特征 根据《吉林省珲春市城西煤矿资源储量核实报告》 ,本区煤系地层,属 新生界下第三系古新统—渐新统的珲春组,主要为中、下含煤段,不整合 与火山碎屑岩基地之上,上覆第四系洪、冲积层,厚 5m~6m。珲春组在本 区厚约 600m,含煤 60 余层,本次计算储量的可采煤层 22 个层,主要集中 在煤系下部,可采煤层总厚约 25m,含煤系数约 4%。 鉴于珲春组尚无统一可行的层段划分, 14 号煤层物性标志及 21 号~ 以 23 号煤层间的凝灰岩标志层将本区珲春组划分为上、中、下三段。 上段厚度大于 200m。以灰色至浅灰色粉砂岩,粉砂质泥岩为主,夹薄 层泥灰岩、细砂岩和少量中砂岩。含煤 20 余层,其中 12 号煤层为局部可 采,达 0.7m 以上。 中段厚 160m。以灰色至浅灰色粉砂岩为主,夹褐色泥岩,下部有粗砂 岩。含煤 20 余层,其中可采煤层有 15、16、17 上、17、18、19、19 下、20、 21 等煤层。 下段厚 260m。由深灰色泥岩、粉砂岩及白色中、粗砂岩等组成,向下 岩性变粗,凝灰物质增多,下部出现砾岩及含砾粗砂岩。含煤 30 余层,可 采煤层有 23、26、26 下、28、30、31、32、33、34、35、36、37 等煤层。 煤田地质 203 勘探公司在 2006 年的《吉林省珲春县珲春煤田河北区城 西井田精查地质报告》中对井田内地层由中生界侏罗系至新生界第四系组 成地层由老至新分述如下: 1)中生界侏罗系中上统屯田营组(J3tt) 为煤系的直接基底,主要出露于板石 I 区、五家子区、庙岭和骆驼河

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子区边缘。根据其岩性可分为上、下两段: 下段:为一套黑色~灰绿色致密块状流纹岩、流纹斑岩、酸性凝灰岩、 凝灰角砾岩夹英安岩,厚度>300m。 上段:为一套紫红~灰黑、灰绿色致密块状安山岩、安山集块岩、安 山角砾岩、中性晶屑岩,产硅化木化石,厚度约 1000m,与上覆岩层呈不整 合接触。 2)新生界 ① 下第三纪古新~渐新统珲春组(E2-3h) 为珲春盆地内含煤地层,分布于板石、五家子、庙岭、骆驼河子、三 道岭、城西、英安、八连城一带。 井田内上部:灰~浅灰色粉砂岩、粉砂质泥岩为主,夹泥岩,地层厚 度:大于 150m。 中部:灰~浅灰色粉砂岩为主,含菱铁矿结核及 4 层~5 层细腻质纯的 褐色泥岩, 向下粒度逐渐变粗至中砂岩及含砾粗砂岩。 地层厚度 160m~200m 不等。 下部:深灰色泥岩、砂岩夹煤层,韵律明显,颜色由上至下逐渐加深, 凝灰质成分也逐渐增多。 地层厚度 150m~200m 不等。 煤系以珲春市区以西发育较好,如城西、英安、八连城、板石 I 区一 带,煤系沉积厚度较大,含煤系数较高,煤层沉积相对比东部地区稳定。 煤系向盆地边缘及五家子、庙岭一带变薄,向骆驼河子方向岩性变粗,东 部煤质变差,灰分比西部亦高,含煤系数较低。 ② 第四系全新统(Q) 主要沉积物为腐植土,亚粘土及亚砂土、细砾石及河卵石等,山坡上 有粘土与角砾石堆积。

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二、地质构造 本区构造复杂,以断裂为主,褶皱平缓起伏。地层走向总体为 NNE、向 西平缓倾斜。倾角一般为 8°~12°。 1、褶皱 区内褶皱形态为一轴向近东西、向西倾伏的宽缓对称背斜,称城西背 斜。背斜轴位于 F7~F10 断层间,25 线移动,背斜明显,以西略向南弯转并 消失。在此平缓背斜的南北两翼,又有次一级轴向相同的平缓向斜,组成 城西区宽缓波状背斜。南翼向斜位于二采区 F13 断层处,在 23 线以东出现, 轴向大体与 F13 断层一致,为 NWW 向,两翼平缓,向西至 23 线处消失。北翼 向斜两翼平缓,在 25 线处较明显,轴向近东西,延伸不远。 城西复式背斜只是珲春煤田区域构造中的一个局部构造。限于区域资 料未能掌握,原城西煤矿与区域构造的关系不甚了解,仅就与北部邻区的 构造关系来看,原城西煤矿与英安及三道岭斜井区共同组成一轴向近东西 的向斜构造,称英安向斜。向斜轴在位于珲春煤田东北部的 F34 断层处,向 西延展于英安斜井与北山煤矿之间。英安及三道岭斜井区为向斜北翼,地 层倾角较陡,原城西煤矿属向斜的南翼,倾角平缓。 2、断裂 本区断裂发育,均为正断层。有东西向和北东向两组,尤以东西向一 组最为发育,经矿井实见、地震勘探以及与邻区构造的关系均证实这组断 裂存在是可靠的。北东向一组断裂仅在区内西南部出现,当与东西向一组 断裂相交,构成向北西突出的弧形断裂。此弧形断裂的表现是: 1)F7 断层经钻孔证实向西南成弧形弯转。 2)F13、F15 断层经地震证实亦由东向西成弧形延展。 3)在八连城精查区与本区相接的南部亦构成北东向断裂。 东西向一组断裂是本区主要构造形式,在城西复式背斜之上,由一系

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列倾向相反的断层,构成与背斜轴平行的地堑和地垒,在地垒中,伴有阶 状断层,地堑和地垒相间,加之阶状断裂和弧形断裂,将本区煤系地层切 割成一系列东西向、在西部向南弯转的、宽窄不等的断块。这就是本区的 主要构造形式和特征。 这种构造形式和特征,表现在南北向的剖面上,构造复杂,断块此起 彼落,显示对煤层的破坏性很大。在其相互平行的南北向剖面上,可以看 出 27 线以西是有三个大的地堑之间构成的地垒,并伴有断层。此一构造形 式反映本区构造运动可能是以升降运动为主的应力特征。 此构造形式表现在断块间的东西向剖面上却迥然不同,煤层产状很平 稳的向西倾斜,极少被其它方向断层切割。 区内确定的大小断层有 44 条,编号 F0~F47(空缺 F16、F 19、F 20、F 32) , 落差小于 10m 的未予以编号, 其中地震和巷道实见证实的有 18 条 (编号 F0~ F18) 。在已确定的断层中,落差大于 100m 的有 8 条,即 F1、F4、F7、F8、F10、 F22、F34、F38 断层,落差大于 50m~100m 的 13 条,即 F0、F2、F13、F14、F15、 F21、F24、F27、F31、F36、F37、F44、F45。断层性质见表 1.2-1。 三、煤层及煤质 1、煤层 区内各煤层相对来说,上部煤层薄(15 煤层~21 煤层)稳定性较好, 中部及下部煤层厚,稳定性差。以可采范围、可采厚度、储量大小来分, 全区有 6 个主要可采煤层(19 层、23 层、26 层、26 下层、30 层、32 层) 属于大部可采煤层,有 12 个局部可采煤层(16 层、17 层、18 层、19 下层、 20 层、21 层、31 层、34 层、35 层、36 层、37 层) 个小局部可采煤层 ,4 (12 层、15 层、17 上层、33 层) 。主要可采煤层特征分述如下: (1) 号煤层, 19 煤层走向长 2800m, 平均宽 1773m, 厚度 0.80m~3.45m, 平均 1.48m, 属分布较稳定的全区大部可采煤层。 煤层含夹矸有 1 层~2 层,

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夹矸厚度 0.05m~0.53m,煤层分布标高 15m~-375m。该煤层与 18 号煤层 间距 6m~40m,资源储量占矿区 9%。 (2) 号煤层, 23 煤层走向长 4500m, 平均宽 1550m, 厚度 0.80m~3.62m, 平均 1.52m, 属分布较稳定的全区大部可采煤层。 煤层含夹矸有 1 层~3 层, 夹矸厚度 0.05m~0.50m,煤层分布标高-45m~-435m。该煤层与 21 号煤层 间距 7m~39m,资源储量占矿区 14%。 (3) 号煤层, 26 煤层走向长 5000m, 平均宽 1970m, 厚度 0.80m~2.75m, 平均 1.19m, 属分布较稳定的全区大部可采煤层。 煤层含夹矸有 1 层~2 层, 夹矸厚度 0.05m~0.30m,煤层分布标高-40m~-440m。该煤层与 23 号煤层 间距 5m~49m,资源储量占矿区 13%。 (4) 下号煤层, 26 煤层走向长 3250m, 平均宽 1970m, 厚度 0.80m~2.30m, 平均 1.14m, 属分布较稳定的全区大部可采煤层。 煤层含夹矸有 1 层~2 层, 夹矸厚度 0.10m~0.37m,煤层分布标高-35m~-455m。该煤层与 26 号煤层 间距 2m~20m,资源储量占矿区 10%。 (5) 号煤层, 30 煤层走向长 4500m, 平均宽 1390m, 厚度 0.80m~2.53m, 平均 1.42m, 属分布较稳定的全区大部可采煤层。 煤层含夹矸有 1 层~2 层, 夹矸厚度 0.10m~0.50m,煤层分布标高-115m~-490m。该煤层与 28 号煤层 间距 2.5m~33m,资源储量占矿区 11%。

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断层特征表 表 1.2-1 编 走向 号 F0 60° F1 180° F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15 倾 向 SEN N 倾角 60° 60° 65° 50~ 60° 50~ 65° 70° 55° 60° 65° 50° 68° 60° 65° 62° 65° 断距 控 制 情 况 (m) 50~70 地震 22、23 测线控制,51-41 孔实见。基本查明。 40-120 427、538、917 等孔实见,地震 22、23、24 测线控制。已查明。 420、913、918、920 等钻孔实见,地震 6、23、7、26、24、10、25 测 20~80 线控制,西段已查明,东段初步查明。 10~20 一采—45 煤巷、—50 材料道及 724 钻孔实见,地震 7、5、8、26、27 一采—100 回风、23 测线控制。已查明。煤巷两处,60-192、734、729、914、919、60-195 40~ 钻孔实见,地震 3、4、5、7、9、22、23、24、25、27 测线控制,已查 200 明。 10~20 一采—100 回风实见,地震 4-1、7、8、26、27 测线控制,已查明 10 地震 10、23 测线控制,已查明 50~ 11602 煤巷、534、737、730、727、930 钻孔实见、地震 8、9、22、23、 150 24、26-1、27 测线控制,已查明。 140 立井南北大巷实见、地震 27 测线控制。基本查明。 20 610 钻孔实见,地震 9、23 测线控制。已查明。 30~ 74-42、534、610、731、760、928、593 钻孔实见,地震 3、23、24 等 20~40 测线控制,已查明。 533、924 钻孔实见,地震 2、22、23、24-1 测线控制,已查明。 130 25 地震 2、26-1 测线控制,已查明。 904、741、736、924、733、536 钻孔、二采井下实见、地震 1、2、9、 50~75 11、22、23、24-1、25-1、26-1 测线控制,已查明。 10~70 905、707、912 钻孔实见、地震 1、9、11、22 测线控制,已查明。 25~ 601、906、746、642、713、756 钻孔实见、地震 1、9、22 测线控制。 100 已查明。
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70°~90° N 170°~ 180° 近 180°~ 150° 近 135° 180° 50°~ 180° 180 70° 180°~ 近 180 40° 近 140° NE60°~ 170° 近 155°~ 近 155°~ 65° 65° SW S S N S N NW N S NE S S S

断层特征表 表 1.2-1 编 走向 号 F17 30° F18 70° F21 50°~ F22 65°~ 180° F23 近 15° 160° F24 75°~25° F25 近 70° F26 180° F27 80°~20° F28 180° F29 180°~ F30 近 180°~ 150° F31 近 180°~ 70° F33 近 150° 75° F34 70° F35 160° F36 230° F37 145° F38 近 170°~ F39 75°~25° 180° F40 80° F41 75° 倾 向 S SW NW N NW SE SE SE N N S N S SW NW S N SW S SE NW NW 倾角 65° 60° 65° 65° 50° 60° 60° 65° 65° 60° 60° 65° 60° 65° 60° 65° 65° 65° 60° 60° 60° 65° 断距 (m) 20~40 20 20~60 50~ 35~45 240 25~70 20 35 25~ 30 70` 30 20 40~70 40 100~ 25 120 40~65 65 70~ 25~40 170 ? 20~35 控 制 情 况

741 钻孔实见、地震 2、22 测线控制,已查明。 地震 2 测线控制,初步查明。 701、203、308 钻孔实见,已查明。 907、758、927、754、716、652 钻孔实见,已查明。 921、701 钻孔实见,基本查明。 633、909、750、712、643 钻孔实见,基本查明。 750 钻孔实见,已查明。 709 钻孔实见,已查明。 922、933、704、932、750、744、715 钻孔实见,已查明。 910 钻孔实见,基本查明。 705 钻孔实见基本查明。 19、21、22、23 勘探线推定,初步查明。 634、752、706 钻孔实见,已查明。 619、59-67、59-81 钻孔实见,已查明。 551 钻孔实见、27 剖面推定,基本查明。 722、550 钻孔实见,基本查明。 915、533 钻孔实见,初步查明。 403 钻孔实见,初步查明。 726、916、524 钻孔实见,已查明。 29、31 剖面推定,初步查明。 19 剖面推定,初步查明。 928、593 钻孔实见,已查明。
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断层特征表 表 1.2-1 编 走向 号 F42 45° F43 45° F44 145° F45 160° F46 180° F47 180° 倾 向 SE N SE SW S S 倾角 55° 60° 70° 55° 60° 70° 断距 (m) 15~20 15 80 65 ? 20 控 制 情 况

536、926 钻孔实见,基本查明。 714 钻孔实见,基本查明。 17、44、45 剖面推定,初步查明。 703 钻孔实见,基本查明。 634 钻孔实见,初步查明。 911 钻孔实见,基本查明。

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(6) 号煤层, 32 煤层走向长 4300m, 平均宽 1280m, 厚度 0.80m~4.82m, 平均 1.50m, 属分布较稳定的全区大部可采煤层。 煤层含夹矸有 1 层~2 层, 夹矸厚度 0.10m~0.37m,煤层分布标高-115m~-510m。该煤层与 31 号煤层 间距 5m~44m,资源储量占矿区 12%。 各可采煤层特征见表 1.2-2。 2、煤层稳定性 从整个勘探区来看,区内各可采煤层均属不稳定~较稳定型。主要依 据如下: 1)就整个矿区范围来说,区内主要的可采煤层属于大部可采煤层。可 采煤层主要分布在 27 线以西。仅以 27 线以西而论,也无全区可采煤层。6 个主要可采煤层(19 层、23 层、26 层、26 下层、30 层、32 层)为较稳定 煤层,其余煤层稳定性只能是不稳定。 2)煤层厚度变化大,急剧分叉尖灭,煤层结构复杂,无明显变化规律。 3)煤层对比困难,缺少明显的标志层,即使 21~23 煤层间唯一较好 的泥灰岩标志层,其特征也不易识别,或因大量出现而被混乱。 4)煤层灰分高且不稳定,各煤层灰分一般均大于 30%,且多界于 40% 上下。 3、煤质 1)物理及化学性质 区内煤为褐黑色,细条带~线理状结构,水平层理构造,参差状及贝 壳状断口,沥青光泽。宏观煤岩类型为半光亮~半暗型。

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煤层特征表 表 1.2-2
可采厚度(m) 煤层 最小~最大 平均 0.80~1.15 1.10 0.80~1.22 1.02 0.80~1.65 1.15 0.8~1.0 0.85 0.8~2.30 0.98 0.80~1.55 0.90 0.80~3.45 1.48 0.8~2.35 1.01 0.80~1.38 0.90 0.80~1.50 1.00 0.80~3.62 1.52 煤层与上 层煤间距 最小~最 (m) 大 可采煤层 标高(m) 最高~最 低 20~-110 11~46 9~19 4~11 10~37 6~40 6~40 3.5~22 3~20 7.5~39 7~39 -25~-200 0~-315 -0~-70 5~-330 10~-370 15~-375 -80~-325 30~-440 -25~-395 -45~-435 可采煤层夹 矸厚度 最小~最大 0.10~0.37 0.04~0.26 0.05~0.70 0.12~0.50 0.03~0.28 0.03~0.30 0.05~0.53 0.05~0.40 0.03~0.27 0.04~0.45 0.05~0.50 可采煤层长宽 (m) 走向长/倾向宽 1250/600 零星分布 零星分布 620/300 2500/1050 1400/880 2800/1770 零星分布 零星分布 3450/890 4500/1550 局部可采 局部可采 局部可采 局部可采 局部可采 局部可采 大部可采 局部可采 局部可采 局部可采 大部可采 不稳定 不稳定 不稳定 不稳定 不稳定 不稳定 较稳定 不稳定 不稳定 不稳定 较稳定 可采程度 稳定性 可采面积 (Km2) 747 956 1449 186 2629 1238 4963 1543 1407 3077 6976 结构 (分层) 2 1 2 1 2 2 1~2 1 1 1 1~3

12 15 16 17 上 17 18 19 19 下 20 21 23

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煤层特征表 表 1.2-2
可采厚度(m) 煤层 最小~最大 平均 0.80~2.75 1.19 0.80~2.30 1.14 0.80~4.2 1.15 0.80~2.53 1.42 0.80~1.0 0.92 0.80~4.82 1.50 0.80~4.82 1.55 0.80~1.95 1.05 0.80~4.28 1.20 0.80~2.37 1.15 0.80~3.47 1.90 煤层与上 层煤间距 最小~最 (m) 大 5~49 2~20 2.5~33 2.5~33 5~44 5~44 12.5~50 11~42 16~39 4~30 18 可采煤层 标高(m) 最高~最 低 -40~-440 -35~-455 0~-460 -115~ -490 -80~-392 -115~ -510 -155~ -280 -140~ -510 -155~ -535 -212~ -595 -440~ -570 可采煤层夹 矸厚度 最小~最大 0.03~0.30 0.03~0.54 0.03~0.30 0.1~0.50 0.04~0.24 0.04~0.59 0.00~0.25 0.03~0.35 0.05~0.38 0.03~0.48 0.14~0.21 可采煤层长宽 (m) 走向长/倾向宽 5000/1610 3250/1970 3500/1440 4500/1390 零星分布 4300/1280 580/120 零星分布 零星分布 零星分布 零星分布 大部可采 大部可采 局部可采 大部可采 局部可采 大部可采 局部可采 局部可采 局部可采 局部可采 局部可采 较稳定 较稳定 不稳定 较稳定 不稳定 较稳定 不稳定 不稳定 不稳定 不稳定 不稳定 可采程度 稳定性 可采面积 (Km2) 8044 6409 5023 6268 1934 5489 68 3368 3115 2282 537 结构 (分层) 1~3 1~2 2 1~2 3 1~2 1 3 2 6 3

26 26 下 28 30 31 32 33 34 35 36 37

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根据 2006 年《吉林省珲春煤田城西煤矿资源/储量分割复核报告》 ,矿区内 原煤水分 5.34%~20.33%,平均 12.15%。灰分 18.84%~40.00%,平均 31.62%。 全硫 0.25%~2.10%,平均 0.38%。根据 1996 年吉林省煤炭工业管理局所属各局 (矿) 煤质牌号的技术鉴定报告, 矿区内原煤挥发分 42.4%~43.0%, 平均 42.7%; 发热量 21.6MJ/kg~22.6MJ/kg,平均 21.8MJ/kg,透光率 43.0%~44.0%,平均 43.5%。 二、煤层瓦斯情况: 吉林省煤炭工业局吉煤安管字(2003)46 号《关于对 2002 年矿井瓦斯等级 鉴定结果的批复》 ,2002 年城西煤矿矿井瓦斯等级鉴定结果:瓦斯相对涌出量 1.28m3/t,绝对涌出量 0.28m3/min,本矿井属低瓦斯矿井;2012 年 7 月按照《瓦 斯等级鉴定暂行规定》进行了瓦斯等级鉴定,鉴定结果为瓦斯矿井。2012 年 9 月在沈阳测试研究中心地点对 32 号煤层进行了煤尘爆炸指数鉴定,鉴定结果煤 尘爆炸指数为 51.11%,煤尘具有爆炸性。煤的自燃发火期为 12 个月。煤与瓦斯 无突出危险;无冲击地压情况;报告中未提及地温及热害情况,但根据以往开 采情况,该区地温正常,无热害情况。 矿井采煤方法:采煤工作面为走向长壁后退式采煤方法,综合机械化工艺, 采用全部跨落法管理顶板。 三、采煤工作面瓦斯涌出量预测: (1)本工作面开采的瓦斯涌出; (2)采空区冒落的瓦斯涌出;根据瓦斯等 级鉴定结果预测采煤工作面瓦斯绝对涌出量平均为 8m3/min。 根据 32 层煤巷顶板性质,冒落带高度按 3~5 倍采高计算,预计冒落带高度 为 5.4m~19.8m(采高平均为 1.8m),裂隙带高度为 27m(按采高 15 倍计算)。 瓦斯是影响采煤工作面安全生产的主要因素, 采用自然风压通风虽然能够排
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放出一部分瓦斯,但是不能完全解决工作面上隅角的瓦斯超限问题。所以我矿 采煤工作面将采用仰角打钻抽放和尾巷浮抽这两种方法治理工作面的瓦斯涌 出。 一、瓦斯抽放设计: (一)瓦斯抽放的必要性: 风排瓦斯量计算: 32 层煤可以供给的最大风量:Q=SV*60=7.03*4*60=1688m3/min 式中:Q——工作面可以供给的风量,m3/min S——采煤工作面有效通风断面 7.03m2 V——规程允许工作面最高风速,取 4m/s 那么风排最大瓦斯量为:q=QC/k=1688×1%/1.2=14.07m3/min。 式中:q——风排瓦斯量,m3/min; k——瓦斯涌出不均衡系数,取 1.2 C—— 1%《规程》允许风流中的最大瓦斯浓度 根据通风设计该采面供给风量为: Q=60×V×S 采=60×1.3×7.03=549m3/min, 其中 Q——采煤工作面需要的实际风量 m3/min; V——工作面风速,取平均风速 1.3m/s; S 采——采煤工作面的平均断面为 7.03m2。 则工作面风排瓦斯量: q=549×1%/1.2=4.6m3/min, 根据 32 层煤瓦斯涌出量预测结果,瓦斯绝对涌出量为 8m3/min,所以工作 面瓦斯抽放量应该为 3.4m3/min。 综上所述,32 层煤采取风排和高位打钻抽放的方法,才能保证工作面的安
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全生产。 (二)瓦斯抽放方式和方法: 1、抽放方法:根据瓦斯赋存实际情况,我矿将在 32 层煤上顺槽采用尾巷 浮抽和钻场仰角打钻抽放的方法治理瓦斯(初采时采用防扇钻、尾巷浮抽、尾 巷预埋管) 。 2、抽放方式:本工作面为走向长壁后退式采煤方法,综合机械化工艺,采 用全部跨落法管理顶板。根据研究决定采用对裂隙带打钻抽放方式抽放瓦斯。 3、钻孔个数:结合采煤工作面的实际情况,综合分析 32 层瓦斯涌出规律, 确定在工作面上顺槽中安设钻机,第一个钻场设计防扇钻(防扇钻参数见附图 九) ,布置 4 个的瓦斯抽放钻孔,在工作面上顺槽打钻,之后每个钻场布置 6 个 瓦斯抽放钻孔,每隔 30m 在上顺槽的顶板和煤壁设置一个钻场,直至停采线为 止。 4、钻孔角度:为了保证钻孔的抽放浓度,钻孔终孔位置必须深入到顶板裂 隙带中,根据经验数据,32 层顶板裂隙带距巷道顶板距离 27m,裂隙带不会因 岩层活动而中断抽放效果,并且考虑到各钻孔的压差(即下一个钻孔的终孔位 置与前一个钻孔的水平距离) ,根据计算及钻机的实际性能,通过作图分析,又 考虑到钻孔的抽放效果,确定每个钻孔的角度。 5、封孔: (1)封孔长度:根据封孔经验和开孔的围岩特征,高位钻孔封孔长度要求 不小于 4m。 (2)封孔材料:孔内铺设 3 寸管,外用聚胺脂封孔,并设好挡板。 6、零度角钻孔: (1)采煤上顺槽抽放瓦斯钻孔
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根据 32 层煤长度和煤层透气性及钻孔服务期限,第一钻孔长度取 39m,终 孔间距取 3m;布置共 4 个瓦斯抽放钻孔:开孔间距为 0.3m,打完钻孔下 3 寸 4m 长 PE 管用聚铵脂封孔,再用 4 寸抗静电 PVC 钢丝软管连接,进行抽放采空区裂 隙带的瓦斯。 (2)钻孔参数 在工作面上顺槽钻场内顶板上方,一号钻场布置 4 个瓦斯抽放钻孔(防扇 钻) ,之后每隔 30m 布置一个瓦斯抽放钻场直至停采线为止,每个钻场布置 4 个瓦斯抽放钻孔。 (三)采面专职瓦检员每两个小时向调度汇报一次抽放管内、尾巷抽放区、 上隅角、回风巷及钻孔内的瓦斯浓度。 (四)瓦斯抽放工艺参数: 1、瓦斯抽放管径(D)计算: 根据工作面的瓦斯涌出量预计:32 层煤需要抽放瓦斯量 3.4m3/min,因此根 据抽放量要求计算管路的直径。 尾巷直接抽放管路直径(D)计算: 瓦斯抽放浓度按照 10%左右计算,则通过管路内的混合流量应该为: Q 管 =3.4÷15%=22.7m3/min。由公式: D=0.1457*(Q/V)0.5=0.22 式 中: Q 管——管路的抽放流量,取 3.4 m3/min V——管路的经济流速,取 15m/s。 通过计算 32 层煤上顺槽需布设一路 10 寸(?254mm)抽放管路用于打钻抽 放和尾巷浮抽抽放。
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2、瓦斯抽放管路的连接 每个钻孔封孔完毕后,用 4 寸 PVC 抗静电的钢丝软管连接在抽放花管与气 水分离器的主合箱上。 3、瓦斯泵流量的确定: (1)瓦斯抽放管路与瓦斯抽放泵连接,瓦斯抽放泵型号为 ZWY-150/200/G,其 额定流量 160m?/min,能够及时抽放瓦斯,从而满足工作面抽放需要。 32 层煤瓦斯抽放管路系统: 工作面→采区回风巷→抽放泵站→集中回风巷→二采区回风上山 (2)抽放管路阻力的计算 瓦斯管路阻力包括沿程阻力和局部阻力,沿程阻力用公式 : H1 = 9.81×(L.△.Q 管?/K.d5)计算, 式中: H1—沿程阻力,Pa; L—管路长度,取 880m; △—混合气体瓦斯对空气的相对密度,=1-0.446c; C—管内瓦斯浓度,15%; K—系数,取 0.62; Q—管内混合气体流量,m3/h; D—抽放管路内径,cm。 H1=9.81×880×(1-0.446×0.15)×2040?/(0.62×25.45)=5.114kpa 由公式 H 永久=H1+H2+H3 H2 为局部阻力取沿程阻力 15%即 H2=0.15H1 H3 为孔口负压取 13 kpa; H 永久=5.114+0.15×5.114+13=18.88kpa
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因此要求永久抽放系统在 32 层煤区域抽放负压必须大于 18.75kpa。 实际永 久抽放系统运转时,在该地点的抽放负压为 60~80kpa,满足抽放的需要。 1) 、高位钻场瓦斯抽放泵流量根据公式计算: Qp=K.QC/Cg Qp=1.2×12÷(0.4×0.8)=70m3/min。 式中: Qp—瓦斯泵额定流量,m3/min; QC—泵服务年限最大瓦斯抽放量之和,取 12m3/min; C—瓦斯抽放浓度,取 40%; g—瓦斯泵的机械效率,取 80%; K—抽放量备用系数,取 1.2。 4、设备的选型 根据上述瓦斯泵流量,压力计算结果,选用一台 ZWY-160/200/G 型瓦斯抽 放泵,其额定流量为 160m3/min,额定工作负压为 60~80kpa,均满足抽放需要。 钻机选用 ZDY1900S 型矿用全液压坑道钻机,最小孔径直径 87mm,最大孔径直径 115mm,打孔深度为 80—300m。 5、瓦斯抽放参数监测 通风区负责安装东高生产的管道温度传感器、绝压型压力传感器、绝对压 力传感器、管道型高低浓度甲烷传感器。安装瓦斯抽放四项参数监测装置必须 和矿井监控系统联网,以便于监视瓦斯抽放情况。 6、供电系统 从中央变电所供电。具体见供电系统。 7、瓦斯抽放管路的附设装置。 (1)阀门
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在抽放管路分岔处设置控制阀门,阀门规格与安装地点管径相匹配。钻场内 每个钻孔的连接均安装阀门,以调节各钻孔流量、抽放负压等。另在抽放管路 干管上每隔 30m 安设三通岐子(直径与干管相同)并设好闸阀,便于管路进行放 水。 (2)三通 敷设抽放管路必须在变坡点低凹处、管路转弯处、温度突变处设置三通和 阀门及汽水分离器,便于管路放水。 (3)计量装置: 在瓦斯抽放泵进气管路上设瓦斯计量装置(孔板流量计)。同时在每个瓦斯 抽放连接箱上的管子上装一个 ?16mm 拔哨,以便于对每个钻孔进行人工计量检 测。 (4)在主管路、支管路、分管路距工作面适当设置除渣装置。

一、抽放系统管理措施及要求
(1)抽放泵房周围 20m 范围内,严禁明火。 (2)瓦斯抽放管路严格按设计敷设,敷设的管路要平直,离地高度不得低于 0.3m,通车巷道不得低于 1.8m。 (3)瓦斯抽放管路要涂红色明显标志,并注明管径,以便引起各类施工人员的 高度注意,保护好瓦斯抽放管路。同时管路编号和瓦斯泵编号。 (4)瓦斯抽放管路必须靠帮吊挂整齐、牢固,且严密不漏气。 (5)瓦斯抽放管路必须铺设在工作面回风巷,管路与工作面顺槽的电缆及其它 电气设备必须分开铺设,不得与带电物体接触。 (6)各单位在调运设备、物料等时,应注意保护好瓦斯管路,严禁随意破坏或 碰撞管路。抽放管路一旦被破坏,责任单位及个人立即汇报调度室,调度室立
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即安排通风区进行处理。 (7)抽放管路采用 PE 管,自身具有防腐蚀、防静电、防带电功能;在集 中回风巷中使用 12 寸管路,采煤工作面顺槽中使用 10 寸管路。 (8)在瓦斯抽放泵站内每台 160 泵设置一台高浓甲烷传感器、一台压差传 感器、一台一氧化碳传感器、一台绝压传感器、一台温度传感器,实时对抽放 管路内的各参数进行监测,并在泵站内安设环境甲烷传感器,如出现异常及时 汇报调度,采取措施及时处理。 (9)供电采用“三专”双回路供电。 (10)调度室应在施工地点附近安设一部直通矿调度的电话。 (11)必须在瓦斯抽放泵排气管端口下风侧 30m 处栅栏外设置一台甲烷传感器, 当瓦斯浓度达到 1.0%时报警,断电值≥1.0%,复电值<1.0%,调度员必须立 即汇报总工程师。 (12)通风区必须在抽放泵排气端上风侧 5m 处和下风侧 30m 处分别设置栅栏上 锁,揭示警标,严禁人员入内。 (13)抽放泵站前、后 20m 内巷道必须支护良好,并严禁任何人员作业。除监 测人员标校甲烷传感器,其它人员不得进入栅栏内,传感器设置在栅栏外 1.0m 处。 (14)必须在瓦斯抽放泵站内下风侧设一台甲烷传感器,当瓦斯浓度≥0.5%时 报警,断电值≥0.5%,复电值<0.5%,断电范围瓦斯泵站电源,调度员必须 立即汇报总工程师。 (15)通风区必须每班安排专职瓦斯抽放泵司机,并严格实行现场交接班并认 真填写交接班记录和各项参数记录。 (17)瓦斯抽放泵参数每小时做一次记录。
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(18)钻孔施工安全技术措施由通风区编制,严格按照安全措施施工。 (19)通风区应在各个钻孔附近设有瓦斯检查记录牌板,对进行钻孔施工的钻 场,每班至少检查瓦斯等有害气体不少于三遍,对施工钻孔地点设专职瓦斯员。 瓦检员检查时发现瓦斯超过规定应立即汇报并采取措施进行处理,同时通风区 每施工完一个钻孔应立即封孔或合管抽放,以防止钻孔内的瓦斯溢出,造成钻 场及巷道内瓦斯积聚事故。 (20)瓦斯监测队必须在施工的每个钻场内安设一台甲烷传感器,当瓦斯浓度 达到 1%时,能立即切断钻场内及工作面、工作面回风巷内所有电气设备电源。 甲烷传感器必须每周用标准气样进行标校,保证其灵敏可靠。 (21)通风区在施工钻孔时,钻工班长必须携带便携式瓦斯检测报警仪,经常 检查施工地点瓦斯浓度。当瓦斯浓度达到 1%时,必须立即停止打钻,汇报调度 室及通风区及时进行处理。 (22)其它未及之处按《吉林省瓦斯抽放管理规定》、《煤矿安全规程》执行。 二、抽放管路的铺设 1、管路铺设路线: 抽放管路: 采煤工作面→工作面回风→采区回风巷→抽放泵站→集中回风巷→二采 区回风上山 2、管路直径、材质: 采用 10 寸、12 寸 PE 管和高分子量聚乙烯管材,10 寸内径为 ?254mm,外径 为 ?282mm,12 寸内径为 ?305mm,外径为 ?333mm,管壁厚 12 mm。 三、打钻安全技术措施: 在回风巷从工作面向外每隔 30m 处设置一个钻场,每个钻场打钻孔数不低
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于 4 个,并要严格按设计施工。 1、打完钻孔立即安设抽放插管。每小班至少检查 4 次瓦斯浓度,发现钻场 附近瓦斯浓度超过《规程》规定及时采取有效措施进行处理。 2、采煤工作面、上顺槽、上偶角和尾巷瓦斯浓度超过《规程》规定允许浓 度时,应立即停止作业。 3、施工地点的所有电器设备,严禁失爆。 4、在施工地点设置瓦斯传感器;断电范围:工作面上顺钻场岔口以外及钻 场所有机电设备;报警值:≥1.0%,断电值:≥1.0%,复电值:< 1.0%。 5、调运钻机等重物时,人员要站在牢固可靠的支护地点,利用起重机吊运, 吊点要牢固可靠。 6、打钻操作时,只准一人作业,其他人员要远离机械监护。 7、任何人员不得触碰机械转动部位,以防伤人。 8、钻工启动钻机前,首先检查钻机前后 10m 范围内的顶板情况和钻机稳固 情况,发现隐患要采取有效措施立即处理。 9、钻机安装前,要检修设备,并检查、加固钻场及其周围支护,防止冒顶 片帮;清理各种脏杂物,挖好水沟、水仓。 10、打钻前,要将钻场附近 10m 内杂物清理干净,物品摆放整齐;10m 范围 内巷道必须进行加固支护。 11、打钻前,水、电必须到位,并保证水管不漏水,电气设备不失爆。 12、钻机要安放平稳,前后压顶子打牢,每根柱要用防倒柱装置将顶子上 端头绑在顶板锚杆上,以防伤人。 13、打钻时,专人控制电源,专人打信号,专人操作,专人监护,并有专 人现场指挥。
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14、钻进过程中,要随时监护钻机工作状态,发现问题及时停钻。 15、打钻时,要根据煤岩情况及时调整钻机速度,防止损坏钻机及钻具。 16、打完钻孔,及时封孔,并用胶管及时合气,抽放时严格检查管路,如 有漏气,积水要及时处理。所有抽放管路的连接箱、除尘箱都不能有积水和杂 物。 17、每个钻孔抽放管上必须设有观测孔,瓦检员小班至少检查四次管内瓦 斯浓度变化情况,并做好记录及时汇报。 18、每一个钻孔打完后及时汇报,并做好有关参数记录。 19、打钻收工时,要将打钻情况和有关参数与下班交代清楚,将交接班情 况向调度汇报清楚,并做好记录。 20、所有施工人员必须持证上岗。 21、避灾路线: 瓦斯、煤尘、火灾避灾路线:施工地点→工作面入风巷→采区入风巷→集 中皮带石门→副井→地面 水灾、顶板避灾路线:施工地点→工作面回风巷→集中轨道石门→副井→ 地面 22、其它事宜严格执行《煤矿安全规程》中的有关规定。 四、抽采施工设计相关图纸、图表 附图一、煤层顶底板综合柱状图 附图二、32 层煤煤层底板等高线实测图 附图三、 32 层煤巷道地质素描图 附图四、32 层煤通风系统图 附图五、瓦斯抽放钻孔在煤层顶板示意图
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附图六、32 层煤瓦斯抽放管网布置图 附图七、瓦斯抽放泵站供电系统图 附图八、32 层煤尾巷抽放设计平、剖面示意图 附图九、工作面钻孔施工角度设计图 附图十、工作面尾巷预埋管示意图

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